SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

I.               TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah untuk memahami pengaruh keberadaan suatu zat terlarut terhadap sifat fisis larutan, dan menggunakan penurunan titik beku suatu larutan untuk menentukan massa molekul relatif dari zat terlarut.

  II.          TINJAUAN PUSTAKA

2.1.      Sifat Koligatif

Zat yang tidak menguap apabila dilarutkan kedalam zat pelarut, sifat – sifat fisika larutan nyata dengan sifat – sifat fisika larutan murni. Sifat – sifat fisika larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat larutan dalam larutan dan tidak tergantung pada jenis partikel dengan sifat – sifat koligatif (Sumardjo, 2009). Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut (Gambar 1), maka akan didapat suatu larutan yang mengalami suatu penurunan titik beku, kenaikan titik didih, timbulnya tekanan osmotik, dan penurunan tekanan uap.     

Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit (Anonim, 2010).

II.2.     Penurunan Titik Beku

Jika kita larutkan suatu zat kedalam pelarut murni dan kemudian mendinginkannya, titik beku larutan yang diperoleh akan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murni tersebut. Selisih antara titik beku larutan dan titik beku pelarut murni disebut penurunan titik beku (∆Tf) yang dinyatakan oleh larutan tersebut. Semakin banyak zat yang dilarutkan dalam suatu larutan, semakin besar penurunan titik beku larutan.

Menurut Roult, besarnya ∆Tf sebanding dengan konsentrasi molal dan tidak tergantung pada jenis zat larutan.

Untuk larutan non elektrolit :

∆Tf = m × Kf

1000 b

a BM

Dengan m adalah konsentrasi molalnya =              × 

1000 b

a BM

Sehingga rumus menjadi :

                                                            ∆Tf =               ×                  ×   Kf

Ket :

∆Tf      = Penurunan titik beku larutan (°C)

a          = Berat zat terlarut (gram)

b          = Bahan pelarut (gram)

BM      = Berat molekul zat terlarut

Kf        = Tetapan penurunan titik beku molal pelarut (°C/mol)

Untuk tiap jenis pelarut besarnya Kf sudah tertentu misalnya untuk air = 1,8 ; benzena = 5,12 ; asam asetat = 3,82 ; naftalena = 6,9 dan fenol = 7,4 .

Karena elektrolit terurai menjadi ion – ion, jumlah seluruh partikel dalam larutan menjadi jauh lebih besar dibandingkan dengan zat non elektrolit yang tidak terurai menjadi ion.

a BM

1000 b

Untuk zat elektrolit, besarnya penurunan titik beku adalah :                                                      ∆Tf =        ×                 ×    Kf        ×         (1+(n-1) α)

Dengan n = banyaknya ion yang terjadi dari tiap molekul elektrolit dan α adalah derajat ionisasi.

a)      Untuk elektrolit biner, n = 2

1 + 1 1

 

KCl                 K⁺        +          Cl^-                                n  =                  = 2

b)      Untuk elektrolit terner, n = 3

1 + 2 1

 

BaCl₂               Ba²⁺     + 2Cl^-                                      n =                   = 3

Penjelasan kualitatif untuk fenomena penurunan titik beku ialah sebagai berikut. Pembekuan melibatkan transisi dari keadaan tidak teratur ke keadaan teratur. Agar proses itu terjadi, energi harus diambil dari sistem. Karena larutan lebih tidak teratur dibandingkan pelarut, maka lebih banyak energi yang harus diambil darinya untuk mencapai keteraturan di bandingkan dalam kasus pelarut murni. Jadi, larutan memiliki titik beku lebih rendah dibandingkan pelarut. Perhatikan bahwa bila larutan membeku, padatan yang memisah adalah komponen pelarutnya (Chang, 2003).

         I.          ALAT DAN BAHAN

A.       Alat

Alat – alat yang digunakan pada percobaan ini adalah tabung reaksi besar, gelas beker besar (500 atau 1000mL), pengaduk gelas, gelas ukur, neraca analitik dan termometer.

B.        Bahan

Bahan – bahan yang diperlukan pada percobaan ini adalah sikloheksana, larutan contoh, garam dan es batu.

      II.          PROSEDUR KERJA

A.       Penentuan Titik Beku Pelarut

1.        Mengeringkan semua peralatan gelas yang akan digunakan menggunakan kain atau kertas tisu,

2.        Menimbang dan mencatat berat tabung reaksi dalam keadaaan kosong dengan menggunakan neraca analitik,

3.        Mengisi tabung reaksi dengan 20 mL sikloheksana. Menimbang kembali berat tabung reaksi yang telah berisi sikloheksana. Menutup tabung reaksi dengan menggunakan sumbat.,

4.        Mengisi gelas beker besar dengan es batu dan garam, hingga ketinggian es batu kira – kira lebih tinggi dibandingkan tinggi larutan dalam tabung reaksi,

5.        Memasukkan termometer dan pengaduk gelas ke dalam tabung reaksi berisi sikloheksana. Jika memungkinkan, tutup tabung reaksi dengan sumbat yang memiliki lubang,

6.        Memasukkan tabung reaksi ke dalam gelas beker. Mencatat suhu awal larutan sebelum tabung reaksi dimasukkan,

7.        Mengaduk perlahan sikloheksana dalam tabung dengan menggunakan pengaduk gelas,

8.        Mengamati perubahan suhu yang terjadi dan mencatat suhu setiap 10 detik, dan

9.        Melakukan pengamatan selama 8 menit.

B.        Penentuan Titik Beku Larutan Contoh

1.        Mengeringkan semua peralatan gelas yang akan digunakan menggunakan kain atau kertas tisu,

2.        Menimbang dan mencatat berat tabung reaksi dalam keadaaan kosong dengan menggunakan neraca analitik,

3.        Mengisi tabung reaksi dengan 20 mL larutan contoh. Menimbang kembali berat tabung reaksi yang telah berisi larutan contoh. Menutup tabung reaksi dengan menggunakan sumbat.,

4.        Mengisi gelas beker besar dengan es batu dan garam, hingga ketinggian es batu kira – kira lebih tinggi dibandingkan tinggi larutan dalam tabung reaksi,

5.        Memasukkan termometer dan pengaduk gelas ke dalam tabung reaksi berisi sikloheksana. Jika memungkinkan, tutup tabung reaksi dengan sumbat yang memiliki lubang,

6.        Memasukkan tabung reaksi ke dalam gelas beker. Mencatat suhu awal larutan sebelum tabung reaksi dimasukkan,

7.        Mengaduk perlahan larutan contoh dalam tabung dengan menggunakan pengaduk gelas,

8.        Mengamati perubahan suhu yang terjadi dan mencatat suhu setiap 10 detik, dan

9.        Melakukan pengamatan selama 8 menit.

10.    Menyusun alat percobaan

    I.          HASIL DAN PEMBAHASAN

A.       Hasil dan Perhitungan

1.         Hasil

1.1.       Penentuan Titik Beku Pelarut (Sikloheksana)

Massa tabung reaksi kosong         : 66,53 gram

Volume pelarut murni                  : 10      mL

Massa tabung reaksi + larutan      : 73,98 gram

Massa pelarut murni                     : 7,45   gram

t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)
0	21	130	6,5	250	4,8	370	2,5
10	12,5	140	6,5	260	4,7	380	2,5
20	11	150	6	270	3,5	390	2,5
30	9	160	6	280	3,5	400	2,5
40	8	170	5,5	290	3,5	410	2,5
50	8	180	5,5	300	2,5	420	2,5
60	8	190	5	310	2,5	430	2,5
70	7,5	200	4,9	320	2,5	440	2,5
80	7,5	210	4,9	330	2,5	450	2
90	7,5	220	4,9	340	2,5	460	2
100	7,5	230	4,8	350	2,5	470	1,5
120	7,5	240	4,8	360	2,5	480	1,5

1.2.       Penentuan Titik Beku Larutan Contoh

Massa tabung reaksi kosong         : 66,53 gram

Volume larutan contoh                 : 10      mL

Massa tabung reaksi + larutan      : 74,09 gram

Massa larutan contoh                   : 7,56   gram

t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)	t (detik)	T (°C)
0	30	130	9	250	2	370	0
10	23	140	8	260	1	380	0
20	21	150	7	270	1	390	0
30	19	160	6	280	1	400	0
40	18	170	6	290	1	410	-1
50	16	180	5	300	1	420	-1
60	15	190	4	310	1	430	-1
70	13	200	4	320	0	440	-1
80	12	210	3	330	0	450	-1
90	11	220	2	340	0	460	-1
100	11	230	2	350	0	470	-1
120	9	240	2	360	0	480	-1

2.         Perhitungan

2.1.   Dari Perhitungan T_f pelarut

Y sikloheksana 1            =          Y sikloheksana 2

-0,058 X + 14,11            =          -0,013 X + 7,650

-0,058 X + 0,013 X        =          7,650       - 14,11

-0,045X                          =          -6,46

      X                              =          -6,46

                                                   -0,045

      X                              =          143,5556

               Y₁                    =          -0,058 x + 14,11

                                       =          -0,058 (143,5556) + 14,11

                                       =          5,7838

Jadi, Y = T_f larutan adalah 5,7838^oC

2.2.   Perhitungan T_f larutan contoh

Y larutan contoh 1         =          Y larutan contoh 2

-0,112 X + 23,24            =          -0,020 X + 7,717

-0,112 X + 0,020 X        =          7,717       - 23,24

-0,092X                          =          -15,523

      X                              =          -15,523

                                                   -0,092

      X                              =          168,7282

                 Y₁                             =          -0,112 x + 23,24

                                                            =          -0,112 (168,7282) + 23,24

                                                            =          4.3424

Jadi, Y                = T_f larutan contoh adalah 4,3424^oC

Maka  ∆ Tf         = Tf pelarut (sikloheksana) – Tf  larutan contoh

                            =  5,7838 – 4,3424

                           = 1,4414  C

2.3.   Penentuan Massa Molekul Relatif Zat Terlarut

Diketahui :         ∆ Tf                 = 1,4414  C

                           Kf_pelarut            = 20°C

m_{larutan contoh}         = 7,56 gram

                           m_pelarut              = 7,45 gram

Ditanya         : Mr = ?

Jawab     :

Mr Solute       =          gr  terlarut x  Kf

                                                   ∆ Tf    x kg pelarut

                                        =         7,56 gram  x    20⁰ C/m

                                                   1,4414 ⁰C    x    7,45 x 10  kg

                                       =        

                                       =  14080,2758

3.         Pembahasan

Dalam praktikum kali ini, mengenai sifat koligatif larutan, praktikan melakukan percobaan terhadap sikloheksana dan larutan contoh. Sifat koligatif larutan adalah sifat-sifat fisik yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut.  Larutan yang mengandung jumlah partikel zat terlarut yang sama akan terlihat harga Tf yang sama, walaupun jenis zat yang dilarutkan pada masing-masing larutan itu berbeda-beda. Berdasarkan grafik, di dapat titik beku larutan murni sebesar 5,7838^oC, titik beku larutan contoh sebesar 4,3424^oC dan  sebesar 1,4414  C.

Larutan yang dipakai adalah larutan sikloheksana dan larutan contoh. Percobaan ini dilakukan pengukuran titik beku pelarut, yaitu sikloheksana sebanyak 10 mL yang diletakkan dalam gelas piala yang berisikan es dan di catat suhunya setiap 10 detik selama 8 menit.  Suhu pertama sikloheksana adalah 21⁰, pada 10 detik pertama sebesar 12,5⁰, pada 10 detik kedua 11⁰, sampai 10 detik seterusnya data yang dihasilkan memperlihatkan angka yang semakin menurun. Dari data tersebut dibuat kurva dan dari kurva dapat diketahui titik beku pelarut tersebut. Karena data yang dihasilkan mengalami penurunan angka, sehingga grafik yang di dapat juga menggambarkan landai ke bawah.

Percobaan untuk menentukan titik beku pelarut larutan contoh juga sama dengan yang pengukuran titik beku pelarut larutan sikloheksana. Larutan contoh yang diambil sebanyak 10 mL dan pencatatan suhunya setiap 10 detik selama 8 menit. Suhu pertama larutan contoh adalah 30⁰C, pada 10 detik pertama sebesar 23⁰C, pada 10 detik ketiga sebesar 21⁰C, dan selanjutnya terus berkurang hingga mencapai suhu yang konstan sebesar -1⁰ C yaitu pada detik ke 410 sampai detik ke 480. Berdasarkan perhitungan, di dapatkan massa molekul relatif zat terlarut sebesar 14080,2758

II.               KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :

1.         Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung kepada jenis zat, tetapi tergantung pada banyaknya jumlah partikel zat yang dilarutkan.

2.         Untuk mendapatkan BM suatu zat terlarut sesuai teori maka titik beku yang diambil harus benar – benar maksimal.

3.         Adanya zat terlarut didalam suatu larutan akan mengakibatkan penurunan titik  beku larutan tersebut.

4.         Berdasarkan grafik, di dapat titik beku larutan murni sebesar 5,7838^oC, titik beku larutan contoh sebesar 4,3424^oC dan  sebesar 1,4414 C.

5.         Berdasarkan perhitungan, di dapatkan massa molekul relatif zat terlarut sebesar 14080,2758

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Sifat Koligatif Larutan Non Elektrolit.

http://kambing.ui.ac.id/bebas/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Kimia/0206%20Kim%202-7a.htm

Diakses pada tanggal 22 Oktober 2010.

Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep – Konsep Inti Jilid 2 Edisi 3. Erlangga. Jakarta.

Ratna, dkk. 2009. Sifat Koligatif Larutan.

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/sifat-koligatif-larutan/

Diakses pada tanggal 20 Oktober 2010.

Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Mahasiswa Kedokteran. Buku Kedokteran EGC. Jakarta.