SIFAT KOLIGATIF LARUTANSMA KELAS XII
Menjelaskan sifat- sifat koligatif larutan non-elektrolit dan elektrolit
Kompetensi DasarMenjelaskan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan, dan tekanan osmosis termasuk sifat koligatif larutan
INDIKATOR1. Menghitung konsentrasi suatu larutan (kemolalan dan fraksi mol). 2. Menjelaskan pengertian sifat koligatif larutan non-elektrolit dan larutan elektrolit. 3. Menjelaskan pengertian dan perhitungan penurunan tekanan uap. 4. Menjelaskan pengertian dan perhitungan kenaikan titik didih. 5. Menjelaskan pengertian dan perhitungan penurunan titik beku. 6. Menganalisis diagram PT untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan. 7. Menjelaskan pengertian dan perhitungan tekanan osmosis.
Kesulitan belajar siswa1. Siswa kurang memahami konsep-konsep tentang sifat koligatif larutan. 2. Siswa kurang teliti dalam mengerjakan perhitungan soal tentang sifat koligatif larutan.
Indikator 11. Strategi pembelajaran yang digunakan adalah strategi Inkuiri. 2. Media pembelajarannya mengerjakan latihan soal dengan menggunakan Lembar Kerja Siswa (LKS). 3. Model pembelajarannya berupa latihan Inkuiri karena siswa dapat mencari dan menemukan informasi ketika mereka mengerjakan perhitungan mengenai hitungan konsentrasi suatu larutan (kemolalan dan fraksi mol)
SATUAN KONSENTRASI YANG DIGUNAKAN DALAM PERHITUNGAN SKL1. Molalitas (m)Molalitas menyatakan banyaknya satu mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut.
Keterangan : m = mol gr = massa zat terlarut p = massa zat pelarut
Contoh SoalDiketahui suatu larutan 0,25 molal. Jika kita gunakan air 250 gram sebagai pelarut, tentukan massa zat terlarut! (Mr Zat terlarut = 60) Penyelesaian :
2. Fraksi Mol (X)
Contoh Soal Berapakah fraksi mol NaOH dalam larutan NaOH 80%! (Mr=40) Penyelesaian : Misalkan massa larutan 100 gram
Lembar Kerja Siswa1. NaOH merupakan basa kuat yang digunakan sebagai bahan pembuat sabun. Jika terdapat larutan NaOH 2M sebanyak 200 mL dan Mr NaOH = 40, serta massa jenis larutan NaOH = 1,20 g.mL-1, tentukan kemolalan larutan NaOH? 2. Dalam 100 g larutan urea terdapat fraksi mol urea sebesar 0,05. Jika diketahui Mr urea = 60 dan Mr air = 18, tentukan massa urea dan massa air? 3. Berapakah fraksi mol larutan 6,4% naftalena (Mr = 128) dalam benzena (Mr = 78)? 4. Tentukan kemolalan larutan yang dibuat dengan melarutkan 3,6 gram glukosa (C6H12O6) dalam 50 gram air. (Ar C = 12; Ar O = 16; Ar H = 1) 5. Berapa gram urea, CO(NH2)2 yang harus dilarutkan ke dalam 200 ml air ( air = 1 g/ml) agar kemolalan larutannya 0,2 m. (Ar C=12; Ar O=16; Ar N=23; Ar H=1)
Indikator 21. Strategi Mengajar yang digunakan adalah strategi belajar peta konsep (Concept Mapping). 2. Media Pembelajarannya menggunakan poster/gambar peta konsep jenis pohon jaringan (network tree). 3. Model pembelajaran Langsung karena model pengajaran ini bersifat teacher center dimana siswa memperoleh pengetahuan deklaratif dan pengetahuan prosedural yang terstruktur dengan baik yang dapat diajarkan dengan pola kegiatan yang bertahap, selangkah demi selangkah.
Peta Konsep Sifat Koligatif Larutan
PENGERTIAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Sifat koligatif larutan adalah sifat suatu larutan yang tidak dipengaruhi oleh jenis zat tersebut, tetapi dipengaruhi oleh konsentrasinya. Ada 4 macam sifat koligatif larutan yang dibedakan dalam 2 kelompok, yaitu untuk larutan NON-ELEKTROLIT dan larutan ELEKTROLIT. a. Penurunan Tekanan Uap (P) b. Kenaikan Titik Didih (Tb) c. Penurunan Titik Beku (Tf) d. Tekanan Osmotik
Larutan adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik. Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut. Berdasarkan daya hantar listriknya (daya ionisasinya), larutan dibedakan dalam dua macam, yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. 1. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. 2. Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion). Contohnya : Larutan urea, Larutan sukrosa, Larutan glukosa, Larutan alkohol dan lainnya.
Larutan elektrolit ini dibedakan atas 2 bagian, yaitu: a. Elektrolit Kuat Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang kuat, karena zat terlarutnya didalam pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah menjadi ion-ion (alpha = 1). Yang tergolong elektrolit kuat adalah: 1. Asam-asam kuat, seperti : HCl, HCl03, H2SO4, HNO3 dll. 2. Basa-basa kuat, yaitu basa golongan alkali dan alkali tanah, seperti: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 dll. 3. Garam-garam yang mudah larut, seperti: NaCl,KI,Al2(SO4)3 b. Elektrolit Lemah Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar: O < alpha < 1. Yang tergolong elektrolit lemah: 1. Asam-asam lemah, seperti : CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan lain-lain 2. Basa-basa lemah seperti : NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lain 3. Garam-garam yang sukar larut, seperti : AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-lain
Penjelasan indikator 31. Strategi Pembelajaran yang digunakan adalah 2. Media Pembelajarannya menggunakan swf 3. Model pembelajaran berbasis komputer yaitu model simulasi karena menampilkan materi pelajaran yang dikemas dalam bentuk simulasi-simulasi pembelajaran dalam bentuk animasi yang menjelaskan konten secara menarik, hidup dan memadukan unsur teks, gambar, audio, gerak dan paduan warna yang serasi dan harmonis.
Media pembelajaran menggunakan swf untuk menjelaskan penurunan tekanan uap
PENURUNAN TEKANAN UAP ( P )Tekanan uap adalah kecenderungan dari suatu molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya Semua cairan memiliki kecenderungan untuk menguap, sehingga semua cairan akan memiliki tekanan uap
Molekul Molekul Cairan murni
Dalam suatu keadaan tertentu, pada suatu cairan akan terbentuk suatu sistem kesetimbangan antara cairan dan uapnya. Besarnya kemampuan molekul cairan untuk meninggalkan molekul cairannya pada keadaan ini disebut Tekanan Uap Jenuh Pelarut Murni (P0)
Jika ke dalam suatu pelarut murni dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap, maka proses pergerakan molekul-molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya menjadi terhalang sehingga banyaknya molekulmolekul cairan yang menguap akan berkurang. Akibatnya tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni. Karena itu dikatakan terjadi penurunan tekanan uap. Simbol Penurunan Tekanan Uap Larutan adalah P
Jumlah partikel pelarut yang menguap sedikit
Partikel zat terlarut Partikel pelarut
Semakin banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka Penurunan Tekanan Uap Jenuh larutan ( P ) dari tekanan uap pelarut murninya akan semakin besar dan Tekanan uap jenuh larutan ( P ) akan semakin kecil. Yang berarti pula bahwa ; Tekanan uap jenuh pelarut murni ( Po ) akan selalu lebih besar dari Tekanan uap jenuh larutannya ( P )
Hubungan antara jumlah partikel zat terlarut dengan besar penurunan tekanan uap yang diakibatkannya dinyatakan dengan Hukum Raoult Besar Penurunan Tekanan Uap jenuh suatu larutan berbanding lurus dengan Tekanan uap Jenuh pelarut murni dan fraksi mol zat terlarutnya . Dirumuskan :
P = P0 . Xterlarut
= Penurunan Tekanan uap jenuh larutan. P0 = Tekanan uap jenuh pelarut murni Xterlarut = Fraksi mol zat terlarut P
Persamaan Roult ini hanya berlaku pada larutan nonelektrolit. Untuk Larutan elektrolit, persamaan Raoult harus dikalikan lagi dengan Faktor Vant Hoff ( i ) Dimana ; i = 1 + (n 1)n = jumlah ion = derajat ionisasi
Hal ini didasari fakta bahwa, pada jumlah mol yang sama, larutan elektrolit selalu memiliki jumlah partikel yang lebih banyak dibanding larutan nonelektrolit Sehingga Untuk larutan elektrolit berlaku persamaan :
P = P0 . Xterlarut . i
Besarnya Penurunan Tekanan Uap Larutan ( P ) merupakan selisih dari Nilai Tekanan uap Jenuh Pelarut murni (P0) dan Tekanan uap jenuh larutan (P), atau : 0
P = P - P
Dari uraian sebelumnya, diketahui bahwa : P = P0 . Xterlarut , sehingga persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
P = P0 - P0 . Xterlarut
atau
P = P0 ( 1 Xterlarut )
Karena ; 1 - Xterlarut = Xpelarut , maka persamaan dapat dituliskan sebagai berikut :
P = P0 . X pelarut
Penjelasan indikator 41. Strategi Pembelajaran yang digunakan adalah strategi Inkuiri. 2. Media Pembelajarannya menggunakan exelearning dan swf. 3. Model pembelajaran inkuiri yaitu praktikum inkuiri karena materi kenaikan titik didih membutuhkan pemahaman langsung dari siswa dengan melakukan praktikum, praktikum disini bisa menggunakan virtual laboratorium.
Media pembelajaran menggunakan swf untuk menjelaskan kenaikan titik didih larutan
TEKANAN UDARA LUAR
TEKANAN UDARA LUAR > TEKANAN UAP CAIRAN
TEKANAN UDARA LUAR
Jika ke dalam sistem cairan ditambahkan kalor/energi, maka tekanan uap sistem akan meningkat, hingga suatu saat akan melewati nilai tekanan udara pada lingkungannya.
Suatu keadaan dimana tekanan uap sistem lebih besar dari tekanan uap lingkungan, itulah yang disebut MENDIDIH Dan suhu dimana nilai P sistem tepat > nilai P lingkungan disebut TITIK DIDIH
Adanya Partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhalanginya proses pergerakan molekul cairan menuju permukaan atau meninggalkan lingkungan cairannya. Sehingga pada proses pemanasan cairan, ketika suhu sistem sama dengan suhu didih normal pelarutnya, larutan belum akan mendidih, dan dibutuhkan suhu yang lebih tinggi lagi untuk memulai proses pendidihan. Semakin banyak partikel zat terlarut yang terlarut dalam pelarut, maka Kenaikan titik didih larutan (Tb) akan semakin besar, yang berakibat, Titik didih Larutan (TbLarutan) akan semakin tinggi. Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai kenaikan titik didih larutan dinyatakan dengan persamaan :
Tb
=
Kb
x
m
( Untuk larutan nonelektrolit )
Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan :
Tb
=
Kb
x
m x i
Titik Didih Larutan (TbLarutan) = TbPelarut murni + Tb
Tb Kb m i
= = = =
Kenaikan titik didih larutan ( 0C ) Tetapan kenaikan titik didih molal larutan ( 0C/molal) molalitas larutan faktor Vant Hoff ( 1 + ( n 1 ) )
Tetapan Kenaikan Titik Didih molal ( Kb ) menunjukkan besarnya kenaikan titik didih yang terjadi setiap 1 molal larutan. Misalnya : kenaikan titik didih molal air adalah 0,52 0C/m. Hal ini berarti bahwa air akan mengalami kenaikan titik didih sebesar 0,52 0C untuk setiap 1 molal larutannya.
Penjelasan indikator 51. Strategi Pembelajaran yang digunakan adalah strategi Inkuiri. 2. Media Pembelajarannya menggunakan praktikum dan swf. 3. Model pembelajaran inkuiri yaitu inkuiri terpimpin karena Penurunan Titik Beku Larutan mengandung konsep yang sederhana sehingga dapat dieksperimenkan dengan peralatan dan langkah-langkah yang sederhana pula. Jadi dapat menarik perhatian siswa dan memancing siswa untuk berfikir kreatif.
Media pembelajaran menggunakan swf untuk menjelaskan penurunan titik beku
PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN ( TF )Air dapat berada dalam 3 (tiga) fase zat, yaitu fase cair, gas dan padat. Apakah Perbedaan yang terdapat pada ketiga fase air tersebut ? Kondisi yang membedakan antara fase padat, cair, dan gas pada suatu cairan adalah jarak antara partikel (molekul molekul) cairan. Pada fase gas, molekul molekul zat berada pada jarak yang sangat renggang. Dan pada keadaan cair, molekul-molekul zat berada pada jarak yang relatif lebih rapat dibandingkan dengan keadaan gas (uap).
PROSES PEMBEKUAN CAIRAN MURNI Proses pembekuan suatu cairan terjadi jika molekulmolekul cairan berada pada jarak yang sangat rapat. Kondisi ini dapat dicapai jika energi kinetik molekul diperkecil dengan cara menurunkan suhu. Pada jarak yang cukup dekat, antara molekul-molekul cairan akan terbentuk ikatan antar molekul dan cairan akan memadat.
Kecilnya nilai energi Kinetik menyebabkan gaya ikat antar molekul semakin besar
Adanya partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhambatnya proses pembekuan suatu cairan, sehingga agar proses pembekuan dapat terjadi pada kondisi ini, dibutuhkan suhu yang lebih rendah lagi dari suhu pembekuan (titik beku) pelarut murninya (terjadi penurunan titik beku, TF). Semakin Banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka penurunan titik beku (TF) yang diakibatkan akan semakin besar, dan titik beku larutan (TfLarutan) akan semakin rendah.
Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai Penurunan titik beku larutan dinyatakan dengan persamaan :
Tf
=
Kf
x
m
( Untuk larutan nonelektrolit )
Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan :
Tf
=
Kf
x
m x i
Titik Beku Larutan (TfLarutan) = TfPelarut murni - Tf Tf Kf m i = = = = Penurunan titik beku larutan ( 0C ) Tetapan Penurunan titik beku molal larutan ( 0C/molal) molalitas larutan faktor Vant Hoff ( 1 + ( n 1 ) )
Penjelasan indikator 61. Strategi Pembelajaran yang digunakan adalah group work (kelompok). 2. Media Pembelajarannya menggunakan gambar dan melihat video swf. 3. Model pembelajaran kooperatif tipe jigsaw karena adanya tim ahli dalam setiap kelompok sehingga mendorong siswa untuk memperoleh prestasi yang lebih baik dan positif terhadap pembelajaran serta siswa saling menghargai perbedaan dan pendapat orang lain.
Media pembelajaran menggunakan swf untuk menganalisis diagram PT
DIAGRAM P TPE F CAIR I G H F I : garis beku pelarut Ttk F : Titik beku Pelarut I G : garis didih pelarut Ttk G : Titik didih pelarutTtk I : Titik Tripel menunjukkan kesetimbangan fasa : padat cair - gas Titik ini juga menunjukkan nilai tekanan uap pelarut murni
J
GAS
A B
C D
T
Jika ke dalam pelarut dimasukkan suatu zat terlarut, maka akan terjadi penurunan tekanan uap dari I ke J. Titik beku akan bergeser dari F ke E (dengan nilai A) dan titik didih akan bergeser dari G ke H (dengan nilai D).
E J : Garis beku larutan Ttk E : Titik beku Larutan
J H : Garis didih larutan Ttk H : Titik didih larutan
Dari diagram ini, dapat disimpulkan bahwa adanya Penurunan tekanan uap (P), menyebabkan terjadinya penurunan titik beku (Tf) dan kenaikan titik didih (Tb)
Penjelasan indikator 71. Strategi Pembelajaran yang digunakan adalah 2. Media Pembelajarannya menggunakan exelearning dan swf. 3. Model pembelajaran berbasis komputer tipe Drills karena bertujuan memberikan pengalaman belajar yang konkret melalui latihan-latihan soal.
Tekanan Osmotik ( ) adalah Tekanan yang dibutuhkan untuk mencegah terjadinya proses osmosis
Hubungan antara jumlah partikel dengan besar tekanan osmotik suatu larutan dinyatakan melalui persamaan : a. Untuk Larutan Non elektrolit
Tekanan Osmotik ( ) = M . R . Tb. Untuk Larutan elektrolit
Tekanan Osmotik ( ) = M . R . T . iDimana : = Tekanan Osmotik Larutan ( atm) M = Molaritas Larutan ( mol/ liter ) R = Tetapan gas umum, ( 0,082 liter atm/mol K ) T = Suhu, Kelvin (K) i = Faktor Vant Hoff
Jika 2 (dua) larutan ( misalnya larutan A dan larutan B ) dibandingkan berdasarkan nilai tekanan osmotiknya masingmasing, maka akan diperoleh 3 (tiga) keadaan : 1. Larutan A Hipertonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih tinggi daripada tekanan osmotik larutan B A >B 2. Larutan A Isotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A sama dengan tekanan osmotik larutan B A = B 3. Larutan A Hipotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih rendah daripada tekanan osmotik larutan B A
