LAPORAN KIMIA DASAR SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

        I.            TUJUAN

1.      Tujuan Intruksional Umum

Mahasiswa dapat memahami sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.

2.      Tujuan Intruksional Khusus

·         Penurunan titik beku larutan elektrolit maupun larutan non elektrolit.

·         Terampil untuk menentukan besarnya penurunan titik beku larutan non elektrolit.

·         Menjelaskan perbedaan besarnya penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, dan penurunan titik beku larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.

      II.            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

P^o  = 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 (∆T_f).

∆Tf  = kf . m

Titik beku larutan merupakan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya.

Tf = Tf0 - ∆Tf

o   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 20^oC)

-          Dalam bentuk bubuk bersifat higroskopis

-          Banyak terdapat di udara (dari air laut)

-          Campuran NaCl dengan es cair mencapai -20^oC.

        III.            ALAT DAN BAHAN

1.1  Alat

No	Nama Alat	Ukuran	Gambar	jumlah
1	Tabung reaksi	-		4
2	Gelas ukur	5 ml		1
3	Erlenmeyer	250 m		1
4	Stand tabung reaksi	-		2
5	Pipet tetes	-		1
6	Sendok	-		1
7	Palu	-		1
8	Termometer	-10oC – 100oC		1
9	Beker plastik	-		1

1.2  Bahan

1.      Urea (CO(NH₂)₂)

2.      NaCl

3.      Garam dapur

4.      Es batu

      IV.            CARA KERJA

1.      Memasukkan 5 ml NaCl 0,6 gram ke dalam tabung reaksi.

2.      Memasukkan butir-butir es batu ke dalam beker plastik sebanyak 2/3 tinggi beker, kemudian menambahkan 5 sendok garam dapur sambil diaduk sampai rata.

3.      Memasukkan tabung reaksi yang berisi NaCl 0,6 gram ke dalam campuran es dan garam dapur tersebut. Biarkan sampai naCl membeku seluruhnya.

4.      Setelah NaCl membeku seluruhnya, keluarkan segera tabung reaksi.

5.       Mengukur temperatur NaCl setia selang 30 detik hingga semua padatan melebur kembali.

6.      Catat hasil pengamatan pada tabel 1.

7.      Mengulangi percobaan di atas dengan menggunakan larutan;

a.      1,2 gram NaCl sebanyak 5 ml

b.      1,2 gram Co(NH₂)₂ sebanyak 5 ml

c.       0,6 gram Co(NH₂)₂ sebanyak 5 ml

    V.            DATA PERCOBAAN

Rumus	Zat terlarut		Titik beku (oC)		∆Tf
	Massa	Molalitas	Air	Larutan
Co(NH2)2	0,6	1,075	0	-2	2
Co(NH2)2	1,2	1,612	0	-3	3
NaCl	1,2	2,150	0	-4	4
NaCl	0,6	2,150	0	-4	4

   VI.            PERHITUNGAN

             1)      Molalitas larutan non elektrolit Co(NH₂)₂ 

                   a.      Molaritas Co(NH₂)₂ 0,6 gram

                   = 1,075 mol

                      b.    Molalitas Co(NH₂)₂ 1,2 gram

               = 1,612 mol

2)      Molalitas larutan elektrolit

                   a.      Molalitas NaCl 1,2 gram

                                 = 2,150 mol

                       b.      Molalitas NaCl 0,6 gram

                                = 2,150 mol

molalitas NaCl adalah 2,150 x 2 = 4,301 mol

3)      ∆Tf larutan non elektrolit (CO(NH₂)₂)

∆Tf = Tf pelarut – Tf larutan

a.      ∆Tf CO(NH2)2) 1,2 gram ∆Tf = 0 – (-3) = 3oC

b.      ∆Tf CO(NH2)2) 0,6 gram ∆Tf = 0 – (-2) = 2oC

4)      ∆Tf larutan elektrolit (NaCl)

∆Tf = Tf pelarut – Tf larutan

a.      ∆Tf NaCl 1,2 gram ∆Tf = 0 – (-4) = 4oC

b.      ∆Tf NaCl 0,6 gram ∆Tf = 0 – (-4)  = 4oC

     VII.            PEMBAHASAN

Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, karena larutan elektron terurai menjadi partikel-partikel yang berupa ion. Larutan non elektrolit merupakan larutan ang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena tidak trurai menjadi partikel-partikel yang berupa ion.

NaCl merupakan larutan elektrolit, sedangkan urea (CO(NH₂)₂) merupakan larutan non elektrolit. Urea tidak terionisasi sehingga tetap sebagai molekul, itulah sebabnya pada konsentrasi yang sama NaCl mempunyai∆Tf  2x lebih besar dari pada urea. Pada kemolalan yang sama, penurunan titik beku larutan elektrolit (NaCl) lebih besar dibanding larutan non elektrolit (CO(NH₂)₂).

o   Alasan mengapa digunakan garam untuk membekukan larutan

Karena garam memiliki titik beku yang lebih rendah jika dibandingkan dengan pelarut murni “air”. Apabila ke dalam air kita larutkan garam dan kemudian suhunya diturunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu larutan tersebut secara perlahan akan berubah menjadi fasa padat hingga pada suhu tertentu akan berubah menjadi fasa padat secara keseluruhan. Pada umumnya zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan fasa padat, akibatnya saat proses pendinginan berlangsung, larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair. Hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih rendah sedangkan potensial kimia pelarut dalam fasa padat tidak terpengaruh. Inilah sebab mengapa adanya zat terlarut akan menurunkan titik beku larutannya.

   VII.            KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat saya simpulkan:

-          Makin besar molalitas suatu larutan, makin tinggi penurunan titik beku larutan.

-          Titik beku pelarut  murni (air) lebih tinggi dibanding titik beku larutan CO(NH₂)₂ dan NaCl.

-          Titik beku larutan non elektrolit lebih rendah dari pada larutan elektrolit pada massa yang sama.

-          Titik beku NaCl lebih rendah dibanding CO(NH₂)₂ pada massa yang sama.