Sifat Koligatif Larutan : Kemolalan dan Fraksi Mol Larutan

KOMPETENSI DASAR

Mendeskripsikan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih,  penurunan titik beku larutan, dan tekanan osmotik termasuk sifat koligatif larutan.

INDIKATOR PEMBELAJARAN

·         Menjelaskan arti kemolalan dan fraksi mol serta penggunaannya.

PETUNJUK BELAJAR

·         Bacalah rangkuman materi berikut dengan seksama

·         Setelah selesai membaca materi berikut jawablah soal-soal berikut

·         Jika anda mengalami kesulitan diskusikan dengan teman anda

Di alam  hampir tidak ditemukan zat cair murni 100 %. Hampir semua cairan yang ada di bumi berbentuk larutan atau campuran. Larutan merupakan campuran yang homogen, yaitu suatu campuran serba sama, antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent), sehingga tidak dapat dibedakan satu sama lain. Adanya zat terlarut di dalam pelarut menyebabkan perubahan sifat fisik pada pelarut dan larutan tersebut. Sifat fisik yang mengalami perubahan misalnya penurunan tekanan uap, penurunan titik didih, kenaikan titik didih, dan tekanan osmosis.

Ada banyak hal yang menyebabkan larutan mempunyai sifat yang berbeda dengan pelarutnya. Salah satu sifat terpenting dari larutan adalah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif didefinisikan sebagai sifat fisik larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya.

Jenis sifat koligatif: penurunan tekanan uap larutan, penurunan titik beku larutan, kenaikan titik didih larutan, dan tekanan osmosis larutan.

Jumlah zat terlarut dalam suatu larutan dinyatakan dengan konsentrasi larutan. Konsentrasi menyatakan komposisi secara kuantitatif perbandingan zat terlarut dengan pelarut dan atau larutan. Ada beberapa cara untuk menyatakan konsentrasi, yaitu : molaritas, molalitas, dan fraksi mol. Ketiganya akan menjadi dasar untuk mempelajari sifat koligatif larutan, sehingga ketiganya harus dipelajari terlebih dahulu.

·          Molalitas 

Pada pelajaran sebelumnya, kita menyatakan konsentrasi dengan persentase (%) dan molaritas (M). Dalam molaritas, kuantitas larutan didasarkan pada volume. Anda tentu ingat, volume merupakan fungsi suhu (zat akan memuai ketika dipanaskan). Oleh karena sifat koligatif larutan dipengaruhi suhu, diperlukan suatu besaran yang tidak bergantung pada suhu. Besaran tersebut dinyatakan berdasarkan massa karena massa tidak bergantung pada suhu, baik dari kuantitas zat terlarut maupun pelarutnya.

Untuk itu, digunakan molalitas yang menyatakan jumlah partikel zat terlarut (mol) setiap 1 kg pelarut (bukan larutan). Larutan yang dibuat dari 1 mol NaCl yang dilarutkan dalam 1.000 g air dinyatakan sebagai larutan 1 molal dan diberi lambang 1 m NaCl.

Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut.

massa = massa zat terlarut (g)

M_r = massa molar zat terlarut (g/mol)                

p = massa zat pelarut (g)

Molalitas juga berguna pada keadaan  pelarut merupakan padatan pada suhu kamar dan hanya dapat diukur massanya bukan volumenya sehingga tidak mungkin dinyatakan dalam bentuk molaritas. 

Perhatikanlah contoh soal penentuan molalitas berikut.

1. Contoh Soal Molalitas (1) :

Sebanyak 30 g urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 100 g air. Hitunglah molalitas larutan!

Pembahasan : 

Molalitas =  (massa zat terlarut/ Mr zat terlarut) x (1000/ massa zat pelarut)

molalitas (m) =  (30 gram / 60 gram/mol) x  (1000 gram/ 100 gram) 

                      =  0.5 x 10  =  5 molal

2. Contoh Soal Molalitas (2) :

Molalitas suatu larutan 20% berat C₂H₅OH (M_r = 46 g/mol) adalah....

Jawaban :

C₂H₅OH 20% artinya 20 gram C₂H₅OH   dalam 80 gram air :

Dimisalkan jumlah larutan 100 gram, maka massa C₂H₅OH  adalah 20 gram dan massa air 80 gram

m =(20 gram/ 46 gram/mol) x (1000/ 80)  =  = 5,4 m

Jadi, kemolalan larutan 20% berat  C₂H₅OH adalah 5,4 m.

• Contoh Soal Molalitas

1. Hitung molal larutan 36% glukosa!
2. Hitung molalitas larutan bila 24 gram Kristal MgSO₄ dilarutkan dalam 400 gram air !

2. Fraksi Mol

Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan berdasarkan mol. Secara umum jika terdapat larutan AB dimana A mol zat terlarut dan B mol zat pelarut, fraksi mol A (XA) 

Untuk lebih mudah memahami  Perhatikanlah contoh soal  berikut.

Contoh Soal Fraksi mol (3) :

Sebanyak  6 gram urea ( Mr 60 ) dilarutkan dalam 90 gram air

Jawaban : 

Diketahui  :

 mol urea = 6/60 = 0.1 mol

 mol air    = 90/18 = 5.0 mol 

 Mol total larutan = 5.0 + 0.1 mol = 5.1 mol

Fraksi mol urea  = mol urea/ mol total larutan  = 0.1 mol / 5.1 mol = 0,02

Fraksi mol air = 1 – 0,02 = 0,98

Contoh Soal Fraksi mol (4) :
Berapa fraksi mol setiap komponen dari campuran 0,2 mol O₂ dan 0,5 mol N₂?

Kunci Jawaban : 

                   X O₂ = (mol O₂)  /  (Mol  O₂ + Mol   N₂ )   =   0.2 mol / 0.7 mol  =  0,29

                   X N₂ =  (mol N₂)  /  (Mol  O₂ + Mol   N₂ )   =  0.5 mol / 0.7 mol  = 0,71

              

Fraksi mol N₂ bisa juga dihitung dengan

                   X_N2 = 1 – X_O2 = 1 – 0,29 = 0,71

Jadi, fraksi mol O₂ adalah 0,29 dan fraksi mol N₂ adalah 0,71,

Contoh Soal UMPTN 1998 (5) :

               Fraksi mol suatu larutan metanol CH₃OH dalam air adalah 0,50. Konsentrasi

               metanol dalam larutan ini jika dinyatakan dalam persen berat adalah ....

Kunci Jawaban :

mol metanol = mol air (misalkan 1 mol)

massa metanol = mol x Mr = 1 x 32 = 32

massa air = mol x Mr = 1 x 18 = 18

%w/w = (massa metanol/ massa larutan)  x 100 % = 

           = 32 g / 50 g  x 100 % = 64 %

Jadi, konsentrasi metanol dalam larutan dalam persen berat adalah 64 % (C)

Contoh Soal  Fraksi Mol

1. Berapakah fraksi mol benzena (C₆H₆) dan toluena dalam larutan yang dibuat dengan komposisi 250 gram benzena dan 250 gram toluena?
2. Hitunglah fraksi mol glukosa di dalam larutan glukosa 36% (Mr glukosa = 180, Mr air = 18).
3. Hitunglah molalitas dan fraksi mol larutan NaOH dalam air yang kadarnya 40%               (Mr NaOH = 40) 

Demikian cara mencari konsentrasi larutan dalam molalitas dan fraksi mol. 

Hitungan konsentrasi larutan berikut sebagai dasar dalam mempelajari sufat koligatif larutan.

Apabila ada pertanyaan, silakan ditulis pada kolom komentar. Semoga bermanfaat