|
Diagram penurunan tekanan
uap, titik beku, dan kenaikan titik didih |
Setiap zat cair pada suhu tertentu mempunyai
tekanan uap jenuh tertentu dan mempunyai harga yang tetap. Zat cair akan mendidih
dalam keadaan terbuka jika tekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan atmosfer.
Pada saat udara mempunyai tekanan 1 atm, air mendidih pada suhu 100°C, tetapi
jika dalam zat cair itu dilarutkan suatu zat, maka tekanan uap jenuh air itu
akan berkurang. Penurunan tekanan uap jenuh larutan yang lebih rendah dibanding
tekanan uap jenuh pelarut murni menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni.
Selisih antara titik didih suatu larutan dengan titik didih pelarut murni
disebut kenaikan titik didih larutan (ΔTb).
ΔTb = Tb larutan −Tb pelarut murni
Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat bahwa tekanan uap larutan lebih
rendah daripada tekanan uap pelarut murni. Hal ini menyebabkan penurunan titik
beku
larutan lebih rendah dibandingkan dengan penurunan titik beku pelarut murni.
Selisih temperatur titik beku larutan dengan titik beku pelarut murni disebut
penurunan titik
beku (ΔTf).
ΔTf = Tf pelarut murni −Tf larutan
Menurut Hukum Backman dan Raoult bahwa penurunan titik beku dan kenaikan titik
didih berbanding langsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya.
Hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.
ΔTb = m×Kf
ΔTf = m×Kf
Keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal
ΔTf = penurunan titik beku
Kf = tetapan titik beku molal
m = molalitas
Syarat Hukum Backman dan Raoult adalah sebagai
berikut.
a. Rumus di atas berlaku untuk larutan nonelektrolit.
b. ΔTb tidak berlaku untuk larutan yang mudah menguap.
c. Hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer, pada
larutan yang pekat terdapat penyimpangan.
Contoh soal:
1. Tentukan titik didih dan titik beku larutan berikut!
a. urea (CO(NH2)2) 30 gram dalam 500 gram air.
b. glukosa (C6H12O6) 18 gram dalam 10 gram air.
(Kb air = 0,52 dan Kf air = 1,86 °C/m)
Jawab:
a. ΔTb = m × Kb
= 30/60 gram× 1.000/500 gram× 0,52 °C/m
= 0,5 gram × 2 gram × 0,52 °C/m
= 0,52 °C
Titik didih larutan = 100 °C + 0,52 °C =
100,52 °C.
ΔTb = m × Kb
= 30/60gram x 1.000/500 gram x 1,86 °C/m
= 0,5 gram × 2 gram × 1,86 °C/m
= 1,86 °C
b. ΔTb = m × Kb
= 18/180 gram x 1.000/10gram x 0,52 °C/m
= 0,1 gram × 100 gram × 0,52 °C/m
= 0,52 °C
Titik didih larutan = 100 °C + 5,2 °C = 105,2 °C.
ΔTf = m × Kf
= 18/180 gram x 1.000/10 gram x 1,86 °C/m
= 0,1 gram × 100 gram × 1,86 °C/m
= 10 gram × 1,86 °C
= 18,6 °C
Titik beku larutan = 0 °C – 18,6 °C = –18,6 °C.
2. Titik beku larutan 64 gram naftalena dalam 100 gram benzena adalah
2,91 °C. Jika titik beku benzena 5,46°C dan tetapan titik beku molal benzena
5,1 °C, maka
tentukan massa molekul relatif naftalena!
Jawab:
ΔTf = m × Kf
ΔTf = massa benzena/Mr x 1.000/p x Kf
ΔTf = 5,46 °C – 2,91 °C = 2,55 °C
2,55 = 6,4 gram/Mr× 1.000 gram/100 × 5,1 °C
Mr=(6,4 x 1.000 x 5,1 °C ):(2,55 x 100 )
Mr = 128
3. Berapa berat gula yang harus dilarutkan untuk menaikkan titik didih
250 mL air menjadi 100,1°C pada tekanan 1 atm, jika Mr gula = 342 dan Kb = 0,5
°C/m?
Jawab:
ΔTb = massa gula/Mr × 1.000/p × Kb
ΔTb = 100,1°C – 100°C
= 0,1°C
0,1 = massa gula/342 × 1.000mL/250 × 0,5 °C/m
0,1 °C = massa gula/342 x 4 mLx 0,5 °C/m
0,1 °C = massa gula/342 x 2
0,1 °C × 342 = massa gula × 2
massa gula =34,2/2 = 17,1 gram
Jadi, berat gula adalah 17,1 gram.