Praktikum SIfat Koligatif Larutan
SIFAT
KOLIGATIF LARUTAN
A. Tujuan
Percobaan
1.
Menunjukkan
hubungan antara konsentrasi larutan dengan penurunan titik beku larutan
2.
Menentukan
hubungan antara konsentrasi larutan dengan kenaikan titik didih larutan
B. Dasar
Teori
Sifat koligatif larutan adalah sifat
larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut di dalam
larutan dan tidak dipengaruhi oleh sifat dari zat terlarut. Larutan merupakan
campuran homogen antara dua atau lebih zat. Adanya interaksi antara zat
terlarut dan pelarut dapat berakibat terjadinya perubahan sifat fisis dari
komponen-komponen penyusun larutan tersebut.
Hukum Raoult merupakan dasar bagi
empat sifat larutan encer yang disebut sifat koigatif (diambil dari bahasa
latin “colligare” yang artinya mengumpulkan bersama). Sifat-sifat itu
tergantung dari pada efek koligatif jumlah partikel terlarut, bukan pada sifat
partikel yang terlibat. Empat sifat larutan, diantaranya:
1. Penurunan tekanan uap larutan
relatif terhadap tekanan uap pelarut murni.
2. Peningkatan titik didih.
3. Penurunan titik beku.
4. Gejala tekanan osmotik (oxotoby,
David W : 2004, 166).
1)
Penurunan tekanan uap larutan merupakan parkel zat pelarut
yang tidak mudah menguap dalam larutan yang dapat mengurangi kemampuan partikel
zat pelarut untuk menguap, sehingga tekanan uap larutan akan lebih rendah
dibanding tekanan uap pelarut murni. Adanya partikel zat terlarut dalam larutan
juga menyebabkan terjadinya kenaikan titik didih dan penurunan titik beku
larutan. Bila zant non elektrolit yang sukar menguap dilarutkan, maka menurut
hukum Raoult, besarnya tekanan uap:
P = Po . N1
|
P
= tekanan uap di atas larutan
Po
= tekanan uap pelarut murni
N1
= fraksi mol pelarut
2)
Suatu larutan mendidih pada temperatur lebih tinggi dari pelarutnya,
selisihnya disebut kenaikan titik didih larutan. Hingga grafik tekanan uap
selalu ada di bawah pelarut;
∆Tb = T – T0
|
∆Tb hanya tergantung jenis pelarut dan konsentrasi
larutan, tidak tergantung jenis zat terlarut. Hubungan ∆Tb dengan konsentrasi
larutan dapat dicari dengan persamaan Clausius-clapeyron dan hukum Raoult.
3)
Titik beku larutan adalah temperatur pada saat larutan
setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan akan membeku pada temperatur lebih
rendah dari pelarutnya. Proses pembekuan zat cair terjadi bila suhu diturunkan,
sehingga jarak antara partikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya
terjadi gaa tarik menarik antar molekul yang sangat kuat. Adanya
partikel-partikel dari zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan
molekul pelarut terhalang. Akibatnya untuk lebih mendekatkan jarak antar
molekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Perbedaan titik beku akibat adanya
partikel-partikel dari zat terlarut disebut penurunan titik beku (∆Tf).
∆Tf = kf . m
|
Titik
beku larutan merupakan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan
penurunan titik bekunya.
Tf = Tf0 - ∆Tf
|
Sifat-sifat Reagen
a. Sifat Urea (CO(NH2)2)
Urea merupakan kristal, berwarna putih, tidak mudah
terbakar, menghantarkan listrik.
Sifat
fisis urea:
-
Densitas (padat pada suhu 200C)
= 1335 kg/m3
-
Titik lebur = 126 J/mol/0C
-
Spesifik heat (lebur) = 13,6 KJ/mol
-
Berat molekul = 60,056
Reaksi pembuatan CO(NH2)2 terdiri atas
dua tingkat yaitu reaksi pembentukan amonium karbonat (NH2COONH4)
dan reaksi penguraian amonium karbonat menjadi urea dan air. Amonium karbonat
dibuat dari amoniak (NH3) dan karbondioksida (CO2).
Menurut reaksi sbb:
2NH3 + CO2 ----> NH2COONH4
DH298 = -28,5
kkal/mol.... (1)
Reaksi
ini merupakan reaksi eksotermis yang berlangsung cepat mengeluarkan panas dan
kesetimbangan karbamat cepat tercapai. Reaksi penguraian amonium karbamat
bersifat endotermis dan berlangsung lambat.
H2COONH4
----> NH2CONH2 + H2O
DH298 = 3 – 6
kkal/mol.... (2)
Panas
reaksi yang dibutuhkan reaksi (2) dapat dipenuhi dari sebagian panas yang
dihasilkan (1) . Selama pembentukan urea, terjadi reaksi samping yaitu
pembentukan biuret.
2NH2CONH2
----> NH2CONHCONH2 + NH3
DH298 = 4,28 kkal/mol.... (3)
Reaksi
ini berlangsung lambat dan memerlukan panas (endoterm).
b. Sifat Garam
Garam
merupakan larutan elektrolit kuat. Jika garam dilarutkan dalam air, maka ia
akan terurai menjadi ion.
Sifat
NaCl :
-
Berbentuk kristal
-
Mudah larut dalam air (36 gr/100 ml
air dari pada 20oC)
-
Dalam bentuk bubuk bersifat
higroskopis
-
Banyak terdapat di udara (dari air
laut)
-
Campuran NaCl dengan es cair
mencapai -20oC.
C. Alat
dan Bahan
Alat : Bahan
:
1.
Gelas
kimia plastik 250 mL 1.
Aquadest
2.
Tabung
reaksi dan rak tabung 2.
Garam dapur
3.
Pengaduk
kaca 3.
Larutan NaCl 0,05 m da 0,1 m
4.
Termometer 4.
Larutan urea 0,05 m dan 0,1 m
5.
Sendok
makan 5.
Es batu
6.
Gelas
kimia 100 mL 6.
Garam dapur (NaCl)
7.
Neraca 7.
Urea (CO(NH2)2)
8.
Kasa
dan kaki tiga
9.
Pembakar
spiritus/Bunsen
10. Gelas ukur 50 mL
D. Cara
Kerja
Penurunan Titik Beku
1.
Memasukkan
butiran kecil es batu ke dalam gelas kimia plastik ± tiga perempatnya.
2.
Menambahkan
garam dapur secukupnya, kemudian diaduk (ini sebagai campuran pendingin).
3.
Mengisi
tabung reaksi dengan aquadest setinggi ± 4 cm, memasukkan termometer ke dalam
tabung yang berisi aquadest, memasukkan tabung reaksi tersebut ke dalam
campuran pendingin, kemudian mengaduk campuran pendingin dengan pengaduk kaca
sampai aquadest dalam tabung reaksi tepat membeku.
4.
Mencatat
suhu yang terjadi.
5.
Mengulangi
kegiatan di atas dengan menggunakan larutan NaCl dan larutan urea sebagai
pengganti aquadest.
Kenaikan Titik Didih
1.
Mengisi
50 mL aquadest ke dalam gelas kimia.
2.
Memanaskan
gelas kimia hingga aquadestnya mendidih, kemudian mencatat suhunya.
3.
Mengisi
50 mL aquadest ke dalam gelas kimia yang lain, melarutkan urea sebanyak 3 gram,
mengaduk hingga semua urea larut, memanaskan hingga mendidih dan mencatat
suhunya.
4.
Mengulangi
langkah ke-3 untuk 6 gram urea; 2,93 gram garam dapur dan 5,85 gram garam
dapur.
E. Hasil
Pengamatan
Penurunan Titik Beku Larutan
No.
|
Larutan
|
Konsentrasi
|
Titik Beku (0C)
|
Beda Titik Beku
|
1.
|
Aquadest
|
-
|
00C
|
-
|
2.
|
NaCl
|
0,05 molal
|
-1,50C
|
1,50C
|
3.
|
NaCl
|
0,1 molal
|
-20C
|
20C
|
4.
|
Urea
|
0,05 molal
|
-60C
|
60C
|
5.
|
Urea
|
0,1 molal
|
-40C
|
40C
|
Kenaikan Titik Didih Larutan
No.
|
Larutan
|
Konsentrasi (molal)
|
Titik Didih (0C)
|
Beda Titik Didih
|
1.
|
Aquadest
|
-
|
900C
|
-100C
|
2.
|
Urea (3 gram)
|
960C
|
-40C
|
|
3.
|
Urea (6 gram)
|
950C
|
-50C
|
|
4.
|
Garam Dapur (2,93 gram)
|
940C
|
-60C
|
|
5.
|
Garam Dapur (5,85 gram)
|
950C
|
-50C
|
F. Pembahasan
Penurunan
Titik Beku Larutan
1.
Diketahui : Aquadest ( air murni)
Ditanya
: a. Titik Beku …?
b. Beda titik beku …?
Penyelesaian :
a.
Tf = 100°C
b.
DTf = 0°C
Karena menurut teori titik beku air murni/aquadest
adalah 0°C dan tidak memiliki beda penurunan
titik beku karena bukan suatu larutan. apabila hasil titik beku berbeda atau
tidak 0°C maka terdapat faktor pembedanya antara
lain :
1.
tekanan
udara luar
2.
ketelitian
pengamat
2.
Diketahui : m NaCl = 0,05 molal
Ditanya
:
a.
Tf…?
b.
DTf
= …?
Penyelesaian :
a.
Tf
= Tf° - DTf
= 0° - 1,86
= - 1,86°C
b.
DTf = kf.m.i
= 1,86 x 0,05 x 2
= 0,186 °C
3.
Diketahui :
NaCl
molal
Ditanya : a.
b.
Jawab : a.
b.
i
4. Diketahui :
urea
molal
Ditanya : a.
b.
Jawab : a.
b.
5. Diketahui :
urea
molal
Ditanya : a.
b.
Jawab : a.
b.
Kenaikan Titik
Didih Larutan
1. Diketahui
: V Aquadest = 50 mL
Ditanya
:
a. m
H2O = ...?
b. ΔTb
= ...?
c.
Tb = ...?
Penyelesaian
:
a.
m
H2O = -
b.
ΔTb
= 100C
c.
Tb
= 900C
Karena menurut teori/materi titik didih air murni
atau aquadest adalah 1000C dan tidak memiliki beda kenaikan titik
didih karena bukan suatu larutan. Apabila hasil titik didih berbeda atau tidak
1000C, seperti halnya data hasil dalam kelompok kami, maka terdapat
faktor pembedanya antara lain:
·
Tekanan
udara luar
·
Ketelitian
pengamat
2. Diketahui
: g CO(NH2)2 = 3 gram ; V H2O = 50 mL ; Kb
air = 0,52 0C/molal
Ditanya
:
a. m
Urea = ...?
b. ΔTb
= ...?
c.
Tb = ...?
Penyelesaian
:
Ρair
=
1
=
m = 50 gram
a.
m
=
×
m =
×
m =
1 molal
b.
ΔTb
= m × Kb
= 1 × 0,52
= 0,520C
c.
Tb = Tb + ΔTb
= 100 + 0,52
= 100,520C
3. Diketahui
: g CO(NH2)2 = 6 gram ; V H2O = 50 mL ; Kb
air = 0,52 0C/molal
Ditanya
:
a. m
Urea = ...?
b. ΔTb
= ...?
c.
Tb = ...?
Penyelesaian
:
ρair
=
1 =
m = 50 gram
a.
m
=
×
m =
×
m =
2 molal
b.
ΔTb
= m × Kb
= 2 × 0,52
= 1,040C
c.
Tb = Tb + ΔTb
= 100 + 1,04
= 101,040C
4. Diketahui
: g NaCl = 2,93 gram ; V H2O = 50 mL => m H2O = 50
gram ; Kb air = 0,52 0C/molal
Ditanya
:
a. m
NaCl = ...?
b. ΔTb
= ...?
c.
Tb = ...?
Penyelesaian
:
i = 1 + ( n – 1 ) α
i = 1 + ( 2 – 1 ) 1
i = 2
a.
m
=
×
m =
×
m =
1,01 molal
b.
ΔTb
= m × Kb × i
= 1,01 × 0,52 ×
2
= 1,050C
c.
Tb = Tb + ΔTb
= 100 + 0,525
= 100,5250C
5. Diketahui
: g NaCl = 5,85 gram ; V H2O = 50 mL ; Kb air = 0,52 0C/molal
Ditanya
:
d. m
NaCl = ...?
e. ΔTb
= ...?
f.
Tb = ...?
Penyelesaian
:
ρair
=
1 =
m = 50 gram
i = 1 + ( n – 1 ) α
i = 1 + ( 2 – 1 ) 1
i = 2
a.
m
=
×
m =
×
m =
2,017 molal
b.
ΔTb
= m × Kb × i
= 2,017 × 0,52 ×
2
= 2,0980C
c.
Tb = Tb + ΔTb
= 100 + 2,098
= 102,0980C
G. Pertanyaan
1.
Bagaimana
titik beku larutan dibanding titik beku pelarut murni (lebih tinggi, lebih
rendah atau sama)?
Jawab:
Titik
beku larutan lebih rendah daripada titik beku pelarut murni karena merapatnya
partikel-partikel zat cair akibat pencampuran zat lain ke dalam pelarut murni
sehingga akan terjadi gaya tarik-menarik antar molekul zat cair yang sangat
kuat dan akhirnya terbentuklah zat padat. Adanya zat terlarut akan
mengakibatkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang sehingga diperlukan
suhu yang lebih rendah untuk suatu larutan membeku.
2.
Bagaimana
pengaruh molalitas larutan NaCl terhadap penurunan titik beku larutan dan titik
beku larutan?
Jawab:
Pengaruh
molalitas larutan NaCl atau garam akan menurunkan titik beku pelarut sehingga
pelarut akan membeku pada suhu yang lebih rendah dari titik beku pelarut murni
sehingga mengakibatkan terjadi beda titik beku.
Karena
NaCl adalah larutan elektrolit maka terdapat faktor van’t hoff sehingga titik
beku semakin turun.
3.
Bagaimana
pengaruh molalitas larutan urea terhadap penurunan titik beku larutan dan titik
beku larutan?
Jawab:
Pengaruh
molalitas larutan urea terhadap penurunan titik beku larutan dan titik beku
larutan memang lebih kecil daripada pengaruh molalitas larutan NaCl
(elektrolit) dikarenakan larutan urea adalah larutan non elektrolit yang tidak
mengalami ionisasi sehingga tidak mempunyai derajat ionisasi (α) dan tidak
dipengaruhi faktor van’t hoff (i).
4.
Tentukan
titik beku larutan, apabila:
a.
Ke
dalam 350 gram air dilarutkan 0,07 mol sukrosa (Kf air = 1,86 0C/m)
Jawab:
Diketahui :
g H2O = 350 gram
n sukrosa = 0,07 mol
Kf H2O = 1,86 0C/molal
Ditanya : Tf = ...?
Penyelesaian :
ΔTf = m . Kf
=
Kf . ( nt ×
)
= 1,86 ( 0,07 ×
=
0,372 0C
Tf = Tf0 - ΔTf
=
0 – 0,372
=
- 0,372 0C
b.
Ke
dalam 800 gram benzena dilarutkan 7,8 gram C7H8 (titik
beku benzena = 5,40C ; Kf benzena = 5,1 0C/m)
Jawab:
Diketahui :
g benzena (p) = 800 gram; Mr = 92
g C7H8 = 7,8 gram
Tf = 5,4 0C
Kf benzena = 5,1 0C/molal
Ditanya : Tf = ...?
Penyelesaian :
ΔTf = Kf . m
=
5,1 .
=
5,1 .
=
=
0,54 0C
Tf = Tf0 - ΔTf
=
5,4 – 0,54
=
4,86 0C
c.
Dalam
400 mL larutan terdapat 15 gram urea (CO(NH2)2),
diketahui massa jenis larutan 1,1 gram/mL (Kf air = 1,86 0C/m)
Jawab:
Diketahui :
CO(NH2)2
Ditanya :
Penyelesaian :
d.
Campuran
500 mL larutan yang mengandung 30% massa C6H12O6,
(diketahui massa jenis larutan 1,2 gram/mL) dengan 500 mL air (Kf
air = 1,86 0C/m).
Jawab:
Diketahui :
larutan
mL
glukosa
larutan
gram/mL
ditambah H2O
mL
molal
Ditanya :
Penyelesaian :
larutan
gram
glukosa
gram
air
gram
5.
Dalam
100 gram air dilarutkan 0,6 gram CO(NH2)2 dan 5,4 gram
zat non elektrolit A. Ternyata berdasarkan percobaan larutan tersebut membeku
pada suhu -0,7440C. Tentukan massa molekul relatif (Mr) zat A, jika
diketahui Kf air = 1,86 0C/m
Jawab:
Diketahui :
pelarut
gram
urea
gram
Mr urea
zatA
gram
molal
Ditanya : Mr zat
A
Penyelesaian :
campuran
Mr
6.
Bagaimana
pengaruh molalitas larutan urea terhadap kenaikan titik didih larutan urea dan
titik didih larutan urea?
Jawab:
Pengaruh
molalitas larutan urea terhadap kenaikan titik didih larutan urea dan titik
didih larutan urea memang lebih kecil pengaruhnya daripada larutan elektrolit.
Hal ini disebabkan karena larutan urea adalah larutan non elektrolit yang
didalamnya tidak terdapat atom / senyawa yang mengalami ionisasi atau tidak
mengalami reaksi ionisasi, sehingga tidak mempunyai derajat ionisasi (α).
Demikian pula larutan ureatidak dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff (i
) yang mengakibatkan kenaikan titik didih larutan urea dan titik didih larutan
urea lebih kecil daripada larutan elektrolit.
7.
Bagaimana
pengaruh molalitas larutan garam dapur terhadap kenaikan titik didih larutan
garam dapur dan titik didih larutan garam dapur?
Jawab:
Pengaruh
molalitas larutan garam dapur terhadap kenaikan titik didih larutan garam dapur
dan titik didih larutan garam dapur memang lebih besar pengaruhnyadaripada
larutan non elektrolit. Hal ini disebabkan karena larutan garam dapur (NaCl)
adalah larutan elektrolit yang dapat mengalami reaksi ionisasi / terionisasi
sempurna sehingga memiliki derajat ionisasi (α). Larutan garam dapur juga
dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff (i ) yang dapat memperbesar kenaikan titik
didih yang menyebabkan larutan tersebut mendidih pada suhu yang lebih besar.
8.
Pada
molalitas yang sama, mengapa larutan garam dapur lebih besar pengaruhnya
dibandingkan larutan urea terhadap kenaikan titik didih larutannya?
Jawab:
Karena larutan
garam dapur (NaCl) adalah senyawa elektrolit atau larutan elektrolit yang
terionisasi sempurna. Pada larutan elektrolit juga dipengaruhi oleh faktor
Van’t Hoff (i ) yang dapat menaikan titik didih
larutan sehinggamengakibatkan larutan garam dapur mendidih pada suhu lebih
tinggi dibandingkan larutan urea.
9.
Hitung
titik didih dari:
a.
Larutan
0,04 mol naftalena dalam 50 gram benzena (Kb benzena = 2,52 0C/m),
benzena murni mendidih pada suhu 80,20C.
Jawab:
a. Diketahui :
naftalena
mol
benzena
gram
benzena
molal
Ditanya :
Penyelesaian :
b.
Ke
dalam 600 gram air dilarutkan 20,8 gram BaCl2 (Ar Ba = 137 ; Cl =
35,5 ; Kb air = 0,52 0C/m)
Jawab:
Diketahui :
H2O
gram
BaCl2
gram
Mr
BaCl2
H2O
molal
Ditanya :
Penyelesaian :
x i
c.
Larutan
17,1% massa C12H22O11 (Ar C = 12 ; H = 1 ; O =
16 ; Kb air = 0,52 0C/m)
Jawab:
Diketahui : C12H22O11
Mr
C12H22O11
air
molal
Ditanya :
Penyelesaian :
d.
Campuran
0,03 mol zat A dalam 150 gram air dengan 0,01 mol zat B dalam 350 gram air (Kb
air = 0,52 0C/m)
Jawab:
Diketahui :
g
air = 150 gram
n
zat B = 0,01 mol
g air = 350 gram
air
molal
Ditanya :
Penyelesaian :
10. Berapa massa NaCl yang harus dilarutkan
ke dalam 100 mL air, agar larutan mendidih pada suhu 1020C?
(Diketahui Ar Na = 23 ; Cl = 35,5 ; Kb air = 0,52 0C/m ;
massa jenis air = 1 gram/mL ; titik didih air = 1000C).
Jawab:
Diketahui :
H2O
mL
Mr NaCl
air
air
gram/mL
Ditanya : massa
NaCl
Penyelesaian :
i
gram
KESIMPULAN
Suatu
larutan mempunyai titik didih dan titik beku yang berbeda-beda. Hal itu
disebabkan oleh jenis larutannya apakah bersifat elektrolit ataukah bersifat
non-elektrolit. Kedua titik beku dan titik didih larutannya juga bergantung
pada pelarutnya. Setiap zat pelarut mempunyai titik didih dan titik beku
berbeda-beda dan memiliki tetapan penurunan titik beku molal (Kf)
ataupun tetapan kenaikan titik didih molal (Kb) yang berbeda pula,
sehingga dapat mempengaruhi suhu yang dihasilkan.
Pada larutan non-elektrolit, untuk mencari penurunan
titik beku (ΔTf) tidak dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff karena
tidak mengalami ionisasi sehingga tidak mempunyai derajat ionisasi (α).
Demikian juga dengan kenaikan titik didih (ΔTb).
Pada larutan elektrolit, untuk mencari penurunan
titik beku (ΔTf) dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff karena mengalami
ionisasi sehingga mempunyai derajat ionisasi (α). Oleh karena itu, hasil yang
dihasilkan penurunan atau kenaikan titik beku maupun titik didih lebih besar
daripada larutan non-elektrolit. Pada
air murni titik didihnya adalah 1000C dan titik bekunya adalah 00C.
Comments
Post a Comment