Pengertian dan Jenis-Jenis Sifat Koligatif Larutan

Es batu yang tidak mengandung garam akan mencair lebih dahulu dibandingkan dengan es batu yang mengandung garam. Hal ini berarti titik beku es batu yang mengandung garam lebih rendah daripada titik beku es batu yang tidak mengandung garam. Dalam kehidupan sehari-hari, prinsip itu dimanfaatkan oleh nelayan dan pedagang es tungtung (es nong-nong) atau es krim. Para nelayan menggunakan es batu untuk mengawetkan ikan. Es batu yang digunakan biasanya ditambahkan garam agar es batu tidak cepat mencair. Hal tersebut juga dilakukan oleh pedagang es tungtung(es nong-nong) yang menggunakan es batu mengandung garam. Mengapa penambahan garam menyebabkan titik beku es batu menjadi lebih rendah ? hal ini dapat di jelaskan dengan konsep sifat koligatif.. jadi, apakah sifat koligatif itu dan apa saja jenisnya ?

Kata koligatif berasal dari kata latin colligare yang berarti “berkumpul bersama”. Sifat koligatif bergantung pada pengaruh kebersamaan (kolektif) semua partikel dan tidak tergantung pada sifat dan keadaan partikel masing-masing. Jadi, sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya tergantung pada jumlah zat partikel terlarut dalam larutan. Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut. Zat yang paling sering digunakan untuk pelarut adalah air, karena air merupakan pelarut yang paling baik. Zat-zat yang tidak larut dalam air dapat larut dalam pelarut organik yang bersifat nonpolar, misalnya toulena yang merupakan zat terlarut dalam pelarut benzena. Semua zat terlarut apapun jenisnya akan memiliki sifat koligatif jika telah bercampur dengan pelarutnya.

Sifat- Sifat Koligatif

Pembentukan larutan (zat terlarut + pelarut) hanya sedikit berpengaruh pada sifat kimia zat terlarut.akan tetapi, jika zat terlarut tadi dicampur dengan pelarutnya untuk membentuk larutan, sifat fisisnya akan berubah drastis.

Perhatikan Grafik diagram fase air berikut !

Dari gambar diatas, diagram fase pelarut ditunjukkan oleh garis tebal, sedangkan untuk larutan ditunjukkan oleh garis biasa. Perubahan drastis terjadi pada sifat fisis ketika zat terlarut ditambahkan. Tekanan uap pelarut(titik E) turun menjadi titik F yang telah ditambahkan zat terlarut(larutan). Titik didih pelarut(titik C) menjadi titik D(larutan), sedangkan titik beku pelarut(titik B) menjadi turun setelah ditambah zat terlarut menjadi titik A.

Selain itu, perbedaan konsentrasi pada suatu larutan juga akan menghasilkan sifat fisis yang lain. Perbedaan konsentrasi menyebabkan terjadinya perpindahan molekul pelarut dari larutan konsentrasi rendah ke larutan konsentrasi tinggi melalui selaput semipermiabel. Fenomena ini dinamakan sifat Osmosis. Jadi dari keterangan tersebut dapat disimpulkan bahwa sifat koligatif larutan meliputi penurunan tekanan uap (∆P), kenaikan titik didih(∆T_b), penurunan titik beku (∆T­_f) dan tekanan osmosis(P).

Sifat koligatif larutan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sifat koligatif larutan nonelektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit. Hal itu disebabkan zat terlarut pada larutan elektrolit bertambah jumlahnya karena terurai menjadi ion-ion, sedangkan zat terlarut pada larutan nonelektrolit jumlahnya tetap karena tidak terurai menjadi ion-ion.

Satuan Konsentrasi yang digunakan dalam perhitungan sifat koligatif

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, sifat koligatif larutan itu bergantung pada jumlah partikel zat terlarut. Oleh karena itu, kita harus memahami terlebih dahulu satuan-satuan konsentrasi yang menyatakan jumlah partikel, yaitu molalitas(m) dan fraksi mol(X). molalitas digunakan untuk menentukan kenaikan titik didih dan penurunan titik beku, sedangkan fraksi mol untuk menentukan penurunan tekanan uap. Kedua satuan konsentrasi itu berhubungan juga dengan satuan persen (%).

a.       Molalitas (m)

Molalitas menyatakan banyaknya satu mol zat terlalrut dalam 1.000 gram pelarut. Misalnya, larutan 1 molal mengandung arti bahwa dalam 1.000 gram pelarut, terlarut 1 mol zat.

Persamaan matematikanya dapat dituliskan :

m = mol zat terlarut / 1.000 gram pelarut       atau       m = mol x 1.000/P

atau

m = g/M_r  x  1000/P

dengan :

m = molalitas (molal)

P = massa pelarut (gram)

g = massa zat terlarut (gram)

M_r = massa molekul relatif zat terlarut (g/mol)

contoh soal :

Berapakah molalitas larutan yang dibuat dengan melarutkan 0,6 gram urea (CO(NH₂)₂) dalam 100 gram air? (M_r urea = 60 gram/mol)

Penyelesaian :

m = g/M_r x 1.000/P = 0,6/60 x 1000/100 = 0,1 molal

b.      Persen massa

Persen massa menyatakan jumlah gram zat terlarut dalam 100 gram larutan.

% massa = gram zat terlarut/gram larutan x 100%

Contoh soal :

Tentukan molalitas dari 500 mL larutan yang mengandung 5% massa H₂SO₄ ! diketahui massa larutan 1,2 gram/mL dan M_rH₂SO₄ = 98 g/mol.

Penyelesaian :

Massa larutan = ρ x volume

Massa larutan = 1,2 gram/mL x 500 mL = 600 gram

Massa H₂SO₄ = 5% x 600 gram = 30 gram

Massa pelarut = (600 – 30) gram = 570 gram

m = g/M_r x 1000/P = 30/98 x 1000/570 = 0,54 molal

c.       Fraksi mol (X)

Fraksi mol (X) menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut terhadap jumlah mol total dalam larutan. Jika jumlah mol zat terlarut (n_A), jumlah mol pelarut (n_B), dan fraksim mol zat terlarut (X_A), maka persamaan matematikanya adalah :

X_A­ = n_A/(n_A  + n_B)

Larutan terdiri atas zat terlarut (n_t) dan pelarut (n_p) sehingga fraksi mol larutan terdiri atas fraksi mol zat terlarut (X_t) dan fraksi mol pelarut (X_p).

X_t = n_t/(n_t  + n_p) dan X_p = n_p/(n_t  + n_p)

Keterangan :

X_t = fraksi mol zat terlarut

X_t =fraksi mol pelarut

n_{t ­}= mol zat terlarut

n_p = mol pelarut

        Jika X_t dan X_p dijumlahkan maka :

X_t + X_p = n_t/(n_t  + n_p) + n_p/(n_t  + n_p) = n_t  + n_p / n_t  + n_p = 1

Contoh soal :

Tentukan fraksi mol zat terlarut dan pelarut, jika ke dalam 90 gram air dilarutkan 15 gram asam cuka (CH₃COOH)!

Penyelesaian :

M_r CH₃COOH = 60a g/mol

M_r H₂O = 18 g/mol

nCH₃COOH = 15 g / 60 g/mol = 0,25 mol = n_t

nH₂O = 90 g / 18 g/mol = 5 mol = n_p

X_CH3COOH  = n_t/(n_t  + n_p) = 0,25/(0,25 + 5) = 0,05

X_{H2O ­}= 1 – 0,05 = 0,95