Sifat Koligatif Larutan: Konsentrasi Larutan, Macam, dan Kegunaannya

Sobat Pijar pasti pernah melihat es atau salju yang lebih mudah mencair saat ditaburi garam, nah fenomena tersebut erat kaitannya dengan sifat koligatif larutan, lho!

Sifat koligatif larutan adalah salah satu sifat larutan yang dipelajari dalam mata pelajaran kimia. Sebelum membahas apa saja kegunaannya, tentu penting untuk memahami apa itu sifat koligatif larutan dan macam-macamnya di bawah ini. 

Baca juga: Gas Mulia: Pengertian, Sifat, Jenis, Pembuatan, dan Kegunaannya

Apa itu Sifat Koligatif Larutan?

Sifat koligatif larutan adalah sifat yang tergantung pada konsentrasi zat terlarut dan tidak tergantung pada zat terlarut. Kata ‘koligatif’ berasal dari ‘colligare’ yang merupakan kata dalam bahasa Latin, artinya berkumpul bersama. Oleh karena itu, sifat koligatif larutan sangat erat kaitannya dengan semua partikel dan tidak ada hubungannya dengan keadaan partikel tersebut. 

Secara umum, semakin banyak zat terlarut, maka makin besar sifat koligatifnya. Nah, perlu Sobat Pijar garisbawahi kalau sifat koligatif hanya fokus pada kuantitas, bukan kualitas.

Larutan harus memenuhi dua hal untuk memiliki sifat koligatif. Yang pertama, zat terlarut harus tidak larut dalam pelarut. Lalu yang kedua, zat terlarut harus tidak mudah menguap sehingga tidak berpengaruh pada tekanan uapnya.

Apa itu Konsentrasi Larutan?

Konsentrasi larutan merupakan jumlah zat yang terlarut dalam setiap satuan larutan. Konsentrasi larutan dapat memberi informasi tentang perbandingan jumlah zat terlarut dan jumlah pelarutnya. Di laboratorium, konsentrasi larutan yang biasa dipakai adalah molaritas, molalitas dan fraksi mol. Berikut ini penjelasan ketiganya:

Molaritas

Molaritas larutan menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam liter. Molaritas dikenal dengan istilah konsentrasi molar dengan simbol M. Molaritas rumus digunakan untuk mendapatkan konsentrasi larutan secara kuantitatif. Berikut ini rumus molaritas:

$Molaritas (M) = n : V$

$M = \frac{m}{Mr} \times \frac{100}{V (ml)}$

$M =$ % $\times 10 \times \frac{p}{Mr}$

Keterangan:

$n$ : mol zat terlarut

$V$ : volume larutan (liter atau mililiter)

$p$ : massa jenis ($gr/mL$ )

$m$ : massa terlarut ($gr$)

$Mr$ : molekul relatif ($gr/mol$)

$$% : persen kadar zat

Molalitas

Molalitas atau kemolan adalah pernyataan konsentrasi yang menunjukkan 1 mol zat terlarut dalam 1 kg atau 1.000 gram pelarut. Satuan molalitas adalah mol per kilogram atau mol/kg, sering juga disebut sebagai molal. Berikut ini adalah molalitas rumus:

$m = \frac{gr}{Mr} \times \frac{1000}{p (gr)}$

$M =$ % $/Mr$ $\times$ $1000/(100-$ %$)$

Keterangan:

$m$ : molalitas (mol/lg)

$n$ : mol zat terlarut

$p$ : massa pelarut (gram atau kg)

$gr$ : massa terlarut (gr)

$p$ : massa pelarut (gr)

% : persen kadar zat

$Mr$ : molekul reaktif (gr/mol).

Fraksi Mol

Fraksi mol zat terlarut adalah perbandingan antara jumlah zat suatu komponen dan jumlah zat total atau mol zat lainnya. Berbeda dengan molaritas dan molalitas, fraksi mol tidak memiliki satuan sehingga dinotasikan sebagai X. 

Rumus fraksi mol terbagi menjadi rumus untuk zat terlarut dan zat pelarut. Berikut ini kedua rumusnya: 

●    Rumus fraksi mol zat terlarut:

$X_t = \frac{nt}{nt+np}$

●    Rumus fraksi mol zat pelarut:

$X_p = \frac{np}{nt+np}$

dengan

$Xt + Xp = 1$

Keterangan:

$X_t$ : fraksi mol zat terlarut

$X_p$ : fraksi mol zat pelarut

$n_t$ : mol zal terlarut (mol)

$n_p$ : mol zat pelarut (mol)

$p$ : massa pelarut (gr).

Macam-macam Sifat Koligatif Larutan

Sifat koligatif larutan dibedakan menjadi 4, yaitu:

Penurunan Tekanan Uap Larutan

Penurunan tekanan uap larutan terjadi karena adanya zat terlarut. Besarnya penurunan tekanan uap larutan merupakan selisih dari tekanan uap pelarut murni dengan tekanan uap larutan. Penurunan tekanan uap larutan ini berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut. Dengan demikian, semakin besar nilai fraksi mol zat terlarut, maka semakin rendah tekanan uap larutan. 

Rumus penurunan tekanan uap adalah:

$ΔP = Xt . Pᵒ$

$Pᵒ – P = (1 – Xp) P$ ᵒ

$Pᵒ – P = Pᵒ – Xp . Pᵒ$

Keterangan :

$ΔP$ : Penurunan tekanan uap (mmHg)

$Xp$ : Fraksi mol pelarut

$Xt$ : Fraksi mol terlarut

$P°$ : Tekanan uap jenuh pelarut murni (mmHg)

$P$ : Tekanan uap larutan (mmHg)

Penurunan Titik Beku

Penurunan titik beku larutan ditentukan oleh konsentrasi atau jumlah partikel zat terlarut dalam larutan. Semakin besar konsentrasi larutan, maka semakin besar pula penurunan titik bekunya. Ini disebabkan karena adanya molekul-molekul pelarut sulit berubah menjadi cair karena pergerakan pelarut dihalangi oleh terlarut. 

Rumus penurunan titik beku adalah:

$ΔTf = m \times Kf$

$ΔTf = Tf pelarut – Tf larutan$

$ΔTf = Tf° - Tf$

Keterangan :

$Tf$ larutan (Tb): Titik beku larutan (°C)

$Tf$ pelarut (Tb°): Titik beku pelarut (°C)

$ΔTf$ : Penurunan titik beku (°C)

$m$ : Molalitas larutan (molal)

$Kf$ : Tetapan penurunan titik beku molal (°C/molal)

Kenaikan Titik Didih

Kenaikan titik didih sebuah larutan bergantung pada keberadaan partikel terlarut dan jumlahnya,bukan pada jenis zat tersebut. Sifat ini merupakan efek dari pengenceran pelarut karena adanya zat terlarut. Titik didih zat cair adalah suhu tetap saat zat cair mendidih. 

Rumus kenaikan titik didih adalah:

$ΔTb = m x Kb$

$ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut$

$ΔTb = Tb - Tb°$

Keterangan:

$Tb$ larutan (Tb): Titik didih larutan (°C)

$Tb$ pelarut (Tb°): Titik didih pelarut (°C)

$ΔTb$ : Kenaikan titik didih (°C)

$m$ : Molalitas larutan (molal)

$Kb$ : Tetapan kenaikan titik didih molal (°C/molal)

Tekanan Osmotik

Peristiwa osmosis adalah proses perpindahan molekul pelarut dari satu larutan encer ke larutan yang lebih pekat. Peristiwa ini akan terus terjadi hingga suatu keseimbangan atau hingga kedua larutan isotonis sudah tercapai. Satuan tekanan osmotik adalah atm. 

Cara menghitung tekanan osmotik adalah dengan rumus:

$PV = nRT$ atau $П V = nRT$

$П = MRT$

$П = n/V . RT$

Keterangan :

$П$ : Tekanan osmosis (atm)

$M$ : Molaritas (mol/L)

$R$ : Tetapan gas (0,082 atm L/mol K)

$T$ : Suhu (K)

$n$ : Mol terlarut (mol)

$V$ : Volume larutan (L atau mL)

Apa Kegunaan Sifat Koligatif Larutan?

Kegunaan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari mungkin sering Sobat Pijar gunakan atau setidaknya lihat. Berikut beberapa kegunaan sifat koligatif larutan berdasarkan jenis penerapannya:

1. Penerapan Sifat Koligatif Larutan Penurunan Titik Beku

Pembuatan es krim, pemembuatan es putar, dan penggunaan anti beku di minyak kelapa.

1. Penerapan Penurunan Tekanan Uap Jenuh

Pengeringan dan pembuatan garam di lautan mati dan pembuatan kolam renang apung.

1. Penerapan Sifat Koligatif Larutan Tekanan Osmosis

Proses pengawetan makanan dengan garam dapur, penggunaan tetes mata, pembuatan ikan asin, penggunaan larutan infus yang masuk melalui pembuluh darah, pemisahan zat beracun dari air limbah, dan lain-lain. 

1. Penerapan Sifat Koligatif Larutan Kenaikan Titik Didih

Misalnya pada penyulingan minyak bumi, penyulingan gula, proses mencairkan salju dengan garam, proses distilasi, menambah garam saat memasak, menambah bumbu saat air mendidih pada masakan, dan lain-lain.

Baca juga: Senyawa Karbon: Pengertian, Sifat, Jenis, Kegunaan, Tata Nama, dan Contoh Soalnya

_____________________

Ternyata sifat koligatif larutan banyak kegunaannya dan sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia ya, Sobat Pijar. Ingin tahu lebih banyak tentang topik ini atau materi kimia dan bidang studi lainnya? Dapatkan berbagai materi pembelajaran penting di Pijar Belajar, platform pembelajaran berbasis digital yang bisa kamu akses di mana aja dan kapan aja! 

Yuk, langsung aja unduh aplikasi Pijar Belajar untuk mendapatkan berbagai layanannya!