Sifat Koligatif Larutan

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Larutan adalah zat homogen yang merupakan campuran dari dua komponen atau lebih, yang dapat berupa gas, cairan atau padatan. Salah satu zat berfungsi sebagai pelarut (solvent) dan yang lain sebagai zat terlarut (solute). Adanya perbedaan jumlah partikel zat terlarut dalam suatu pelarut akan menyebabkan perbedaan sifat suatu larutan. Titik didih 1 mol gula sama dengan titik didih 1 mol urea. Di dalam pelarut air gula dan urea terpecah menjadi molekul-molekul yang jumlah partikelnya sama dalam wujud padat. Sedangkan titik didih 1 mol garam dapur lebih tinggi dibanding titik didih 1 mol gula. Jumlah partikel 1 mol gula berbeda dengan jumlah partikel garam dapur dalam pelarut air. Garam dapur dalam pelarut air akan terurai menjadi ion-ion (ion Na+ dan ion Cl), sehingga jumlah partikel garam dapur lebih dari 1 mol.

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tergantung pada jumlah partikel atau konsentrasi zat terlarut di dalam larutan tetapi tidak tergantung pada jenis zat terlarutnya. Sebagai contoh, ketika kita memasak air, apa yang terjadi jika pada air tersebut mendidih kita tambahkan gula? Air yang semula mendidih akan berhenti beberapa saat ketika kita tambahkan gula, kemudian akan mendidih kembali. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi kenaikan titik didih. Titik didih air murni lebih rendah dari pada titik didih larutan gula. Kenaikan titik didih ini bergantung jumlah zat terlarut yang ditambahkan pada pelarut, dalam contoh ini bergantung jumlah gula yang ditambahkan pada air. Sifat inilah disebut sifat koligatif larutan. Sifat koligatif larutan yang lain adalah penurunan tekanan uap, penurunan titik beku dan tekanan osmotik. Jadi sifat koligatif larutan tergantung pada konsentrasi zat terlarut dan tidak dipengaruhi oleh jenis zat terlarut.

Terdapat empat sifat fisika yang penting yang besarnya bergantung pada banyaknya partikel zat terlarut tetapi tidak bergantung pada jenis zat terlarutnya. Keempat sifat ini dikenal dengan sifat koligatif larutan. Sifat ini besarnya berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut. Sifat koligatif tersebut adalah tekanan uap (ΔP), titik didih (ΔTb), titik beku (ΔTf) dan tekanan osmosis (π). Menurut hukum sifat koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan dengan tekanan uap, titik beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding langsung dengan konsentrasi molal zat terlarut. Larutan yang bisa memenuhi hukum sifat koligatif ini disebut larutan ideal. Kebanyakan larutan mendekati ideal hanya jika sangat encer.

a.    Tekanan Uap Larutan

            Tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murninya. Pada larutan ideal, menurut hukum Raoult, tiap komponen dalam suatu larutan melakukan tekanan yang sama dengan fraksi mol kali tekanan uap dari pelarut murni. Rumus tekanan uap larutan adalah sebagai berikut :  

P_A        = X_A.P⁰_A

P_A        = tekanan uap yang dilakukan oleh komponen A dalam larutan

X_A       = fraksi mol komponen A

P⁰A     = tekanan uap zat murni  

            Dalam larutan yang mengandung zat terlarut yang tidak mudah menguap (tak-atsiri atau nonvolatile), tekanan uap hanya disebabkan oleh pelarut, sehingga PA dapat dianggap sebagai tekanan uap pelarut maupun tekanan uap larutan.

b.    Titik Didih Larutan

Titik didih larutan bergantung pada kemudahan zat terlarutnya menguap. Jika zat terlarutnya lebih mudah menguap daripada pelarutnya (titik didih zat terlarut lebih rendah), maka titik didih larutan menjadi lebih rendah dari titik didih pelarutnya, atau dikatakan titik didih larutan turun. Contohnya larutan etil alkohol dalam air titik didihnya lebih rendah dari 100 °C tetapi lebih tinggi dari 78,3 °C (titik didih etil alkohol 78,3 °C dan titik didih air 100 °C). Jika zat terlarutnya tidak mudah menguap (tak-atsiri atau nonvolatile) dari pada pelarutnya (titik didih zat terlarut lebih tinggi), maka titik didih larutan menjadi lebih tinggi dari titik didih pelarutnya, atau dikatakan titik didih larutan naik. Pada contoh larutan etil alkohol dalam air tersebut, jika dianggap pelarutnya adalah etil alkohol, maka titik didih larutan juga naik. Kenaikan titik didih larutan disebabkan oleh turunnya tekanan uap larutan. Berdasar hukum sifat koligatif larutan, kenaikan titik didih larutan dari titik didih pelarut murninya berbanding lurus dengan molalitas larutan. Rumus titik didih larutan adalah sebagai berikut :

∆tb      = kb . m

∆tb      = kenaikan titik didih larutan

kb        = kenaikan titik didih molal pelarut

m         = konsentrasi larutan dalam molal

c.    Titik Beku Larutan

Penurunan tekanan uap larutan menyebabkan titik beku larutan menjadi lebih rendah dari titik beku pelarut murninya. Hukum sifat koligatif untuk penurunan titik beku larutan berlaku pada larutan dengan zat terlarut atsiri (volatile) maupun tak-atsiri (nonvolatile). Berdasar hukum tersebut, penurunan titik beku larutan dari titik beku pelarut murninya berbanding lurus dengan molalitas larutan. Rumus titik beku larutan adalah sebagai berikut :

∆tf       = kf . m

∆tf       = penurunan titik beku larutan

kf        = penurunan titik beku molal pelarut

m         = konsentrasi larutan dalam molal

d.   Tekanan Osmose Larutan

Peristiwa lewatnya molekul pelarut menembus membran semipermeabel dan masuk ke dalam larutan disebut osmose. Tekanan osmose larutan adalah tekanan yang harus diberikan pada larutan untuk mencegah terjadinya osmose (pada tekanan 1 atm) ke dalam larutan tersebut. Hampir mirip dengan tekanan pada gas ideal, pada larutan ideal, besarnya tekanan osmose berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut. Rumus tekanan osmose larutan adalah sebagai berikut :

π          = tekanan osmose (atm)

n          = jumlah mol zat terlarut (mol)

R         = tetapan gas ideal = 0,08206 L.atm/mol.K

T         = suhu larutan (K)

V         = volume larutan (L)

M        = molaritas (M = mol/L)

Jika tekanan yang diberikan pada larutan lebih besar dari tekanan osmose, maka pelarut murni akan keluar dari larutan melewati membran semipermeabel. Peristiwa ini disebut osmose balik (reverse osmosis), misalnya pada proses pengolahan untuk memperoleh air tawar dari air laut.