Penurunan Tekanan Uap Pelarut Dengan Zat Terlarut

Table of Contents

Pengertian Tekanan Uap Jenuh

Ketika kita memasukkan zat cair atau padat ke dalam suatu ruang tertutup, maka zat tersebut akan menguap sampai ruang tersebut jenuh.

Pada keadaan jenuh, proses penguapan tetap berlangsung dan disertai proses pengembunan dengan laju yang sama. Dalam hal ini akan terjadi kesetimbangan dinamis antara zat cair atau padat dengan uap jenuhnya.

Jadi, tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh disebut sebagai tekanan uap jenuh.

Ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi terjadinya tekanan uap jenuh seperti jenis zat dan suhu.

Jika zat memiliki gaya tarik-menarik antar partikel yang relatif besar, maka zat tersebut sulit menguap dan tekanan uap jenuh pada zat tersebut relatif kecil. Sebagai contoh pada garam dan gula.

Lalu apa yang terjadi jika zat yang memiliki gaya tarik menarik antar partikel relatif lemah ?

Jika zat yang memiliki gaya tarik menarik antar partikel relatif lemah, maka zat tersebut akan cepat atau mudah untuk menguap dan zat ini memiliki tekanan uap jenuh yang relatif tinggi. Contoh zat yang memiliki gaya tarik menarik antar partikel relatif lemah adalah pada etanol dan eter.

Selain jenis zat, tekanan uap jenuh juga dipengaruhi dengan suhu.

Kenaikan suhu dapat menyebabkan energi kinetik molekul-molekul cairan bertambah besar sehingga lebih banyak molekul yang dapat meninggalkan permukaan memasuki fase gas.

Hal di atas dapat mengakibatkan molaritas cairan makin besar dan tekanan uap jenuhnya pun menjadi semakin besar.

Jadi, apa yang dapat kita simpulkan ?

Jika suhu dinaikan, maka tekanan uap jenuh akan bertambah besar.

Berikut ini adalah data tabel tekanan uap jenuh pada air dari berbagai suhu.

Tekanan Uap Jenuh Pada Air Dalam Berbagai Suhu
No	Suhu (oC)	P (mmHg)
1	0	4,58
2	5	6,54
3	10	9,21
4	16	13,63
5	20	17,54
6	25	23,76
7	27	26,74
8	30	31,82
9	35	42,2
10	40	55,3
11	45	71,9
12	50	97,5
13	55	118,0
14	60	149,4
15	65	187,5
16	70	233,7
17	80	355,1
18	90	525,8
19	92	567,0
20	94	610,9
21	98	707,3
22	100	760,0
23	102	815,9
24	106	937,9
25	108	1004,6
26	110	1074,6

Sumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S

Penurunan tekanan uap (ΔP)

Apakah kalian tahu, bagaimanakah pengaruh zat terlarut terhadap tekanan uap jenuh larutannya ?

Untuk menjawab pertanyaan di atas, kalian dapat melihat pada data tekanan uap jenuh beberapa larutan pada suhu 28^oC, seperti yang ditampilkan di bawah ini.

Tekanan uap jenuh air adalah 28,36 mmHg
Tekanan uap larutan urea 0,1 M adalah 27,85 mmHg
Tekanan uap larutan urea 0,2 M adalah 27,34 mmHg

Berdasarkan data di atas, yang dapat kita simpulkan adalah bahwa tekanan uap suatu larutan akan semakin kecil, jika molaritas larutan semakin besar atau bertambahnya zat terlarut. Ini dikarenakan molaritas larutan yang makin besar, mengakibatkan fraksi mol zat terlarut menjadi bertambah besar juga.

Seorang ahli kimia asal Perancis, Francois Raoult (sering disebut Raoult) mendapatkan hubungan antara tekanan uap jenuh larutan dengan tekanan jenuh pelarut dari konsentrasi larutan.

Menurut Raoult, jika zat non-elektrolit yang sukar menguap dilarutkan, maka besarnya tekanan uap larutan tersebut dirumuskan sebagai berikut.

P = P° × X_A

Keterangan :
P = tekanan uap jenuh larutan (mmHg)
P° = tekanan uap jenuh pelarut murni (mmHg)
X_A = fraksi mol pelarut

Karena zat terlarut sulit mengalami penguapan atau nonvolatil, maka diperoleh hubungan P larutan sebagai berikut.

P = P^o X_A
di mana X_A < 1 sehingga P < P^o

Dari persamaan di atas tampak bahwa terjadi penurunan tekanan uap dari pelarut. Besarnya penurunan tekanan uap tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

ΔP = P^o-P
ΔP = P^o - P^o x X_A
ΔP = P^o (1 - X_A)

karena X_A + X_B = 1, maka
ΔP = P^o x X_B

Jadi, penurunan tekanan uap pelarut tergantung dari banyaknya molaritas zat terlarut, sehingga tidak tergantung pada jenis zat terlarut.

Larutan yang memenuhi hukum-hukum di atas disebut dengan larutan ideal dan itu terdapat pada larutan encer.

Hubungan antara molaritas larutan dengan tekanan uap jenuh pelarut dari larutan ideal dapat terlihat seperti gambar di bawah.

Berdasarkan pada Hukum Raoult yang telah diuraikan di atas, dapat kita tentukan penurunan tekanan uap pelarut (ΔP), jika Mr zat terlarut diketahui. Sebaliknya, jika Mr zat terlarut dapat ditentukan, maka ΔP dapat diukur.

ΔP = P^o - P = P^o x XB
ΔP = P^o x ((W_B / Mr_B)/((W_A/Mr_A) + (W_B/Mr_B)))

Untuk larutan yang sangat encer berlaku W_A/Mr_A >>> W_B/Mr_B

ΔP = P^o x ((W_B/Mr_B)/(W_A/Mr_A))
ΔP = P^o x (W_B/Mr_B) x (Mr_A/W_A)

Keterangan:
W_A, adalah massa pelarut (g)
W_B, adalah massa zat terlarut (g)
Mr_A, adalah massa molekul relatif pelarut (g mol^-1)
Mr_B, adalah massa molekul relatif zat terlarut (g mol^-1)

Contoh Soal Cara Menentukan Tekanan Uap Jenuh Zat Terlarut

Soal Satu

Tentukan tekanan uap jenuh air pada larutan yang mengandung 12% massa urea CO(NH₂)₂, jika diketahui tekanan uap jenuh air pada suhu 30^oC adalah 31,82 mmHg.
Jawab:
Diketahui dalam 100 gram larutan terdapat
Massa urea 12 % = (12/100) × 100 g = 12 g
Jumlah mol urea = 12/60 mol = 0,2 mol
Massa pelarut (air) = (100 – 12) g = 88 g
Jumlah mol air = 88 g/18 g mol^-1

X_A = 4,89 mol/(4,89 mol + 0,2 mol) = 0,96

P = Po × X_A
P = 31,82 mmHg × 0,96 = 30,55 mmHg

Jadi, tekanan uap jenuh air dengan adanya zat terlarut menurun menjadi 30,55 mmHg.

Soal Dua

Larutan non-elektrolit tersusun dari 10 gram zat terlarut B yang sukar menguap dan 200 gram zat pelarut A. Pada suhu tertentu, tekanan uap larutan adalah 434,10 mmHg. Jika pada suhu tersebut tekanan uap jenuh pelarut A murni sama dengan 442,20 mmHg, maka hitung massa molekul relatif zat terlarut B (Mr_A = 74)
Jawab:
Jumlah mol zat terlarut (B), ηB = 10/Mr_B mol
Jumlah mol pelarut (A) = 200 g/74 g mol^-1 = 2,7 mol

X_A = ηA / (ηA + ηB)
X_A = 2,7 / (2,7 + (10/Mr_B)) ......(i)

P = P^o x X_A
X_A = P/P^o
X_A = 434,10 mmHg / 442,20 mmHg
X_A = 0,98 ......(ii)

Berdasarkan persamaan (i) dan (ii) diperoleh
0,98 = 2,7 / (2,7+(10/Mr_B))
2,7 = 0,98 (2,7 + (10 /Mr_B))
2,7 = 2,646 + 9,8/Mr_B
9,8/Mr_B = 2,7 – 2,646
9,8/Mr_B = 0,054
0,054 Mr_B = 9,8
Mr_B = 9,8/0,054
Mr_B = 181,5

Jadi, massa molekul relatif zat terlarut adalah 181,5 g mol^-1.

Hukum Raoult berlaku untuk larutan ideal, meskipun pada umumnya larutan menyimpang dari perilaku ideal. Perhatikan gambar berikut yang menunjukkan penyimpangan dari Hukum Raoult.

Penyimpangan seperti ditunjukkan pada gambar di atas, dijelaskan sebagai berikut.

1. Gambar (a) menunjukkan penyimpangan positif, yaitu tekanan uap jenuh larutan lebih besar daripada nilai idealnya. Misalnya campuran alkohol dengan alkana menunjukkan penyimpangan positif.
2. Gambar (b) menunjukkan penyimpangan negatif, yaitu tekanan uap jenuh larutan lebih rendah daripada nilai idealnya. Misalnya campuran aseton dengan kloroform menunjukkan penyimpangan negatif

Baca Juga

• 1 Pengenalan Sifat Koligatif Pada Larutan
• 2 Menganal Pengertian, Rumus, Dan Contoh Soal Cara Menentukan Molaritas, Molalitas, dan Fraksi Mol
• 3 Penurunan Tekanan Uap Pelarut Dengan Zat Terlarut
• 4 Cara Menentukan atau Menghitung Kenaikan Titik Didih Larutan
• 5 Penurunan Titik Beku Larutan (ΔTf)
• 6 Mengenal Tekanan Osmosis dan Contoh Soal Tekanan Osmosis
• 7 Sifat Koligatif Larutan Elektrolit