Dokumen tersebut membahas tentang tiga kalimat: 1) Fase-fase zat murni dan proses perubahan fasenya. 2) Sifat koligatif larutan seperti penurunan tekanan uap dan titik beku. 3) Hubungan antara jumlah partikel zat terlarut dengan besarnya perubahan sifat koligatif seperti yang dijelaskan dalam hukum Raoult dan kenaikan titik didih.

1. Pertemuan 3 FASE – FASE ZAT MURNI Dr. I Made Astra, M.Si Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

3. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

5. SIFAT KOLIGATIF adalah Sifat zat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut dalam larutan Sifat Koligatif Larutan terdiri dari 4 (empat) macam : 3. Penurunan Titik Beku (  Tf ) 4. Tekanan Osmotik (  ) 1. Penurunan Tekanan Uap (  P) 2. Kenaikan Titik Didih (  Tb) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

6. PENURUNAN TEKANAN UAP (  P ) Semua cairan memiliki kecenderungan untuk menguap, sehingga semua cairan akan memiliki tekanan uap Tekanan uap adalah kecenderungan dari suatu molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Molekul – Molekul Cairan murni

7. Dalam suatu keadaan tertentu, pada suatu cairan akan terbentuk suatu sistem kesetimbangan antara cairan dan uapnya. Besarnya kemampuan molekul cairan untuk meninggalkan molekul cairannya pada keadaan ini disebut Tekanan Uap Jenuh Pelarut Murni (P 0 ) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

8. Jika ke dalam suatu pelarut murni dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap, maka proses pergerakan molekul-molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya menjadi terhalang sehingga banyaknya molekul-molekul cairan yang menguap akan berkurang. Akibatnya tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni. Karena itu dikatakan terjadi penurunan tekanan uap. Simbol Penurunan Tekanan Uap Larutan adalah  P 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Partikel zat terlarut Partikel pelarut Jumlah partikel pelarut yang menguap sedikit

9. Semakin banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka Penurunan Tekanan Uap Jenuh larutan (  P ) dari tekanan uap pelarut murninya akan semakin besar dan Tekanan uap jenuh larutan ( P ) akan semakin kecil. Yang berarti pula bahwa ; Tekanan uap jenuh pelarut murni ( P o ) akan selalu lebih besar dari Tekanan uap jenuh larutannya ( P ) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

10. Hubungan antara jumlah partikel zat terlarut dengan besar penurunan tekanan uap yang diakibatkannya dinyatakan dengan Hukum Raoult “ Besar Penurunan Tekanan Uap jenuh suatu larutan berbanding lurus dengan Tekanan uap Jenuh pelarut murni dan fraksi mol zat terlarutnya “ . Dirumuskan :  P = P 0 . X terlarut  P = Penurunan Tekanan uap jenuh larutan. P 0 = Tekanan uap jenuh pelarut murni X terlarut = Fraksi mol zat terlarut 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

11. Persamaan Roult ini hanya berlaku pada larutan nonelektrolit. Untuk Larutan elektrolit, persamaan Raoult harus dikalikan lagi dengan Faktor Van’t Hoff ( i ) Dimana ; i = 1 + (n – 1)  n = jumlah ion  = derajat ionisasi Sehingga Untuk larutan elektrolit berlaku persamaan :  P = P 0 . X terlarut . i Hal ini didasari fakta bahwa, pada jumlah mol yang sama, larutan elektrolit selalu memiliki jumlah partikel yang lebih banyak dibanding larutan nonelektrolit 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

12. Besarnya Penurunan Tekanan Uap Larutan ( Δ P ) merupakan selisih dari Nilai Tekanan uap Jenuh Pelarut murni (P 0 ) dan Tekanan uap jenuh larutan (P), atau : Δ P = P 0 - P Dari uraian sebelumnya, diketahui bahwa :  P = P 0 . X terlarut , sehingga persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut : P = P 0 - P 0 . X terlarut atau P = P 0 ( 1 – X terlarut ) Karena ; 1 - X terlarut = X pelarut , maka persamaan dapat dituliskan sebagai berikut : P = P 0 . X pelarut 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

15. TEKANAN UDARA LUAR TEKANAN UDARA LUAR > TEKANAN UAP CAIRAN 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

16. TEKANAN UDARA LUAR Jika ke dalam sistem cairan ditambahkan kalor/energi, maka tekanan uap sistem akan meningkat, hingga suatu saat akan melewati nilai tekanan udara pada lingkungannya. Suatu keadaan dimana tekanan uap sistem lebih besar dari tekanan uap lingkungan, itulah yang disebut MENDIDIH Dan suhu dimana nilai P sistem tepat > nilai P lingkungan disebut TITIK DIDIH 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

17. Anda Ingin Memasak sayur : Cara I : Cara II : MANAKAH YANG PALING CEPAT MATANG ?? 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

18. Adanya Partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhalanginya proses pergerakan molekul cairan menuju permukaan atau meninggalkan lingkungan cairannya. Sehingga pada proses pemanasan cairan, ketika suhu sistem sama dengan suhu didih normal pelarutnya, larutan belum akan mendidih, dan dibutuhkan suhu yang lebih tinggi lagi untuk memulai proses pendidihan. Semakin banyak partikel zat terlarut yang terlarut dalam pelarut, maka Kenaikan titik didih larutan (  Tb) akan semakin besar, yang berakibat, Titik didih Larutan (Tb Larutan ) akan semakin tinggi. Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai kenaikan titik didih larutan dinyatakan dengan persamaan :  Tb = Kb x m ( Untuk larutan nonelektrolit ) Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan :  Tb = Kb x m x i Titik Didih Larutan (Tb Larutan ) = Tb Pelarut murni +  Tb 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

19.  Tb = Kenaikan titik didih larutan ( 0 C ) Kb = Tetapan kenaikan titik didih molal larutan ( 0 C/molal) m = molalitas larutan i = faktor Van’t Hoff ( 1 + ( n – 1 )  ) Tetapan Kenaikan Titik Didih molal ( Kb ) menunjukkan besarnya kenaikan titik didih yang terjadi setiap 1 molal larutan. Misalnya : kenaikan titik didih molal air adalah 0,52 0 C/m. Hal ini berarti bahwa air akan mengalami kenaikan titik didih sebesar 0,52 0 C untuk setiap 1 molal larutannya. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

20. 2. Besar kenaikan titik didih dari larutan C 6 H 12 O 6 36 % adalah …. ( Mr C 6 H 12 O 6 = 180 , Kb air = 0,52 0 C/m ) A. 1,625 B. 1,650 C. 0,825 D. 0,412 1. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 1,8 gliserol ( Mr = 90) ke dalam 200 gram etanol. Jika titik didih etanol murni = 78 0 C, dan kenaikan titik didih molal etanol ; 0,6 0 C/m. Pada suhu berapakah larutan tersebut akan mendidih ? A. 78,02 B. 78,04 C. 78,06 D. 78,10 Contoh Soal 2 : MBULI 3. Untuk mendapatkan larutan yang mendidih 101,04 0 C , banyaknya NaCl ( Mr = 58,5 ) yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah …. ( Kb air = 0,52 0 C/m) A. 14,625 gr B. 29,25 gr C. 58,5 gr D. 117 gr 4. Agar diperoleh larutan yang titik didihnya sama dengan larutan 12 gram urea (Mr = 60) dalam 250 gram air. Banyaknya glukosa (Mr = 180) yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah …. (Kb air = 0,52 0 C/m) A. 18 gram B. 36 gram C. 45 gram D. 72 gram 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

21. PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN (  T F ) Air dapat berada dalam 3 (tiga) fase zat, yaitu fase cair, gas dan padat. Apakah Perbedaan yang terdapat pada ketiga fase air tersebut ? Kondisi yang membedakan antara fase padat, cair, dan gas pada suatu cairan adalah jarak antara partikel (molekul – molekul) cairan. Pada fase gas, molekul – molekul zat berada pada jarak yang sangat renggang. Dan pada keadaan cair, molekul-molekul zat berada pada jarak yang relatif lebih rapat dibandingkan dengan keadaan gas (uap). 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

22. PROSES PEMBEKUAN CAIRAN MURNI Proses pembekuan suatu cairan terjadi jika molekul-molekul cairan berada pada jarak yang sangat rapat. Kondisi ini dapat dicapai jika energi kinetik molekul diperkecil dengan cara menurunkan suhu. Pada jarak yang cukup dekat, antara molekul-molekul cairan akan terbentuk ikatan antar molekul dan cairan akan memadat. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

23. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Kecilnya nilai energi Kinetik menyebabkan gaya ikat antar molekul semakin besar

24. Adanya partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhambatnya proses pembekuan suatu cairan, sehingga agar proses pembekuan dapat terjadi pada kondisi ini, dibutuhkan suhu yang lebih rendah lagi dari suhu pembekuan (titik beku) pelarut murninya (terjadi penurunan titik beku,  T F ) Semakin Banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka penurunan titik beku (  T F ) yang diakibatkan akan semakin besar, dan titik beku larutan (T f Larutan ) akan semakin rendah. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

25. Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai Penurunan titik beku larutan dinyatakan dengan persamaan :  Tf = Kf x m ( Untuk larutan nonelektrolit ) Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan :  Tf = Kf x m x i Titik Beku Larutan (Tf Larutan ) = Tf Pelarut murni -  Tf  Tf = Penurunan titik beku larutan ( 0 C ) Kf = Tetapan Penurunan titik beku molal larutan ( 0 C/molal) m = molalitas larutan i = faktor Van’t Hoff ( 1 + ( n – 1 )  ) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

27. Hubungan antara Penurunan Tekanan Uap (  P), Kenaikan Titik Didih (  Tb) dan Penurunan Titik Beku Larutan (  Tf) dapat dinyatakan dalam Diagram Tekanan versus Suhu ( Diagram PT ). 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

28. P T A B C E G I J PADAT CAIR GAS F – I : garis beku pelarut Ttk F : Titik beku Pelarut I – G : garis didih pelarut Ttk G : Titik didih pelarut F H D Ttk I : Titik Tripel menunjukkan kesetimbangan fasa : padat – cair - gas Titik ini juga menunjukkan nilai tekanan uap pelarut murni Jika ke dalam pelarut dimasukkan suatu zat terlarut, maka akan terjadi penurunan tekanan uap dari I ke J. Titik beku akan bergeser dari F ke E (dengan nilai A) dan titik didih akan bergeser dari G ke H (dengan nilai D). E – J : Garis beku larutan Ttk E : Titik beku Larutan J – H : Garis didih larutan Ttk H : Titik didih larutan Dari diagram ini, dapat disimpulkan bahwa adanya Penurunan tekanan uap (  P), menyebabkan terjadinya penurunan titik beku (  Tf) dan kenaikan titik didih (  Tb) DIAGRAM P T 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

29. TEKANAN OSMOTIK LARUTAN Ikan asin diawetkan dengan menggunakan garam. Mengapa garam dapat mengawetkan ikan ? Benarkah pandangan yang menyatakan bahwa agar tanaman tumbuh subur dan berbuah lebat, tanaman tersebut harus diberikan pupuk sebanyak-banyaknya ? Osmosis adalah proses perpindahan molekul cairan (pelarut) dari larutan yang konsentrasinya rendah ke larutan yang konsentrasinya lebih tinggi melalui membran semi permeabel. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

30. Tekanan Osmotik (  ) adalah Tekanan yang dibutuhkan untuk mencegah terjadinya proses osmosis 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

31. Hubungan antara jumlah partikel dengan besar tekanan osmotik suatu larutan dinyatakan melalui persamaan : Tekanan Osmotik (  ) = M . R . T a. Untuk Larutan Non elektrolit b. Untuk Larutan elektrolit Tekanan Osmotik (  ) = M . R . T . i Dimana :  = Tekanan Osmotik Larutan ( atm) M = Molaritas Larutan ( mol/ liter ) R = Tetapan gas umum, ( 0,082 liter atm/mol K ) T = Suhu, Kelvin (K) i = Faktor Van’t Hoff 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

32. Jika 2 (dua) larutan ( misalnya larutan A dan larutan B ) dibandingkan berdasarkan nilai tekanan osmotiknya masing-masing, maka akan diperoleh 3 (tiga) keadaan : 1. Larutan A Hipertonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih tinggi daripada tekanan osmotik larutan B  A >  B 2. Larutan A Isotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A sama dengan tekanan osmotik larutan B  A =  B 3. Larutan A Hipotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih rendah daripada tekanan osmotik larutan B  A <  B 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

35. 2) Setarakan jumlah unsur yang biloknya berubah disisi kiri dan kanan reaksi 3) Bagi reaksi menjadi 2 (dua) bagian setengah reaksi. Penyetaraan dilakukan per-bagian. 4) Perhatikan jumlah unsur O di kedua sisi reaksi. Jika jumlahnya berbeda, samakan dengan menambahkan H 2 O pada sisi reaksi yang kekurangan sebanyak kekurangan unsur O, dan pada sisi yang lain tambahkan ion H + sebanyak atom H akibat penambahan H 2 O. 5) Hitung muatan total pada kedua sisi reaksi. Setarakan muatan dengan menambahkan elektron ( e – ) pada sisi reaksi yang muatan totalnya lebih besar sebanyak selisih muatan antara kedua sisi. Lakukan Proses yang sama untuk setengah reaksi yang lain. 6) Perhatikan jumlah elektron pada kedua bagian setengah reaksi. Jika tidak sama, samakan jumlah elektron dengan mengali setengah reaksi dengan bilangan tertentu atau dengan perkalian silang. 7) Jumlahkan kedua bagian setengah reaksi. Jika pada kedua sisi reaksi terdapat zat yang sama , kalau jumlahnya sama maka keduanya dihilangkan. Dan jika jumlahnya Berbeda , maka zat yang jumlahnya lebih sedikit dihilangkan dengan mengurangi jumlah zat yang lebih banyak. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

36. CONTOH : Cu (s) + HNO 3 (aq)  Cu(NO 3 ) 2 (aq) + NO (g) + H 2 O (l) Cu + H + NO 3 –  Cu 2+ 2 NO 3 – + NO + H 2 O Cu + NO 3 –  Cu 2+ + NO I. Cu  Cu 2+ II. NO 3 –  NO + 2 e – + 2 H 2 O + 4 H + + 3 e – I. Cu  Cu 2+ + 2 e – II. NO 3 –  NO + 2 H 2 O + 4 H + + 3 e – x 3 x 2 Pada kedua bagian setengah reaksi terdapat perbedaan jumlah elektron. Sehingga menjadi : I. 3 Cu  3 Cu 2+ + 6 e – II. 2 NO 3 –  2 NO + 4 H 2 O + 8 H + + 6 e – 3 Cu + 6 NO 3 – + 8 H +  3 Cu 2+ + 2 NO + 4 H 2 O 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

37. TERIMA KASIH 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |