KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN ELEKTROLIT DAN

NON ELEKTROLIT

A. TUJUAN

1. Menentukan titik didih larutan elektrolit biner, terner dan larutan non elektrolit dengan

berbagai konsentrasi.

2. Menentukan tetapan kenaikan titik didih molal (Kb) dari pelarut, dalam hal ini

aquades.

3. Menentukan dan membandingkan kenaikkan titik didih larutan non elektrolit, elektrolit

biner, dan elektrolit terner.

B. DASAR TEORI

Suatu larutan mendidih pada temperatur lebih tinggi dari pelarutnya, selisihnya disebut

kenaikan titik didih larutan. Peralihan wujud suatu zat ditentukan oleh suhu dan tekanan,

contohnya air pada tekanan 1 atm, mempunyai titik didih 1000C dan titik beku 00C. Jika air

mengandung zat terlarut yang sukar menguap, maka titik didihnya akan lebih besar dari 1000C

dan titik bekunya lebih kecil dari 00C. Perbedaan itu disebut dengan kenaikan titik didih (∆Tb)

dan penurunan titik beku (∆Tf) (Rosenberg, 1992 : 284).

Suhu dimana cairan mendidih dinamakan titik didih. Jadi, titik didih adalah temperatur dimana

tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer. Selama gelembung terbentuk dalam cairan, berarti

selam cairan mendidih, tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer, karena tekanan uap adalah

konstan maka suhu dan cairan yang mendidih akan tetap sama. Penambahan kecepatan panas

yang diberikan pada cairan yang mendidih hanya menyebabkan terbentuknya gelembung uap air

lebih cepat. Cairan akan lebih cepat mendidih, tapi suhu didih tidak naik. Jelas bahwa titik didih

cairan tergantung dari besarnya tekanan atmosfer. Lebih besar tekanan atmosfer, lebih tinggi

suhu yang diperlukan untuk memberikan tekanan uap yang dapat menandinginya. Titik didih

pada 1 atm (760 mmHg) dinamakan sebagai titik didih normal (Brady, 1999 : 540).

Pendidihan merupakan hal yang sangat khusus dari penguapan. Pendidihan adalah pelepasan

cairan dari tempat terbuka ke fase uap. Suatu cairan dikatakan mendidih pada titik didihnya,

yaitu bila suhu dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer sekitarnya. Pada titik

didih, tekanan uap cairan cukup besar sehingga atmosfer dapat diatasi hingga gelembung uap

dapat terbentuk dipermukaan cairan yang diikuti penguapan yang terjadi di setiap titik dalam

cairan. Pada umumnya, molekul dapat menguap bila dua persyaratan dipenuhi, yaitu molekul

harus cukup tenaga kinetik dan harus cukup dekat dengan batas antara cairan-uap (Petrucci, 2000

: 175). Kesetimbangan heterogen yang diperhatikan ketika membahas pendidihan adalah antara

uap larut pelarut dalam larutan.

Bila dalam larutan biner, komponen suatu mudah menguap (volatile) dan komponen

lain sukar menguap (non volatile), makin rendah. Dengan adanya zat terlarut tekanan uap pelarut

akan berkurang dan ini mengakibatkan kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan

uap osmose. Keempat sifat ini hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut dan tidak ditentukan

oleh jenis zat terlarut. Seperti telah disebutkan, sifat-sifat ini disebut sifat koligatif larutan.

Adanya zat terlarut (solute) yang sukar menguap (non volatile), tekanan uap dari larutan turun

dan ini akan menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi dari pada titik didih pelarutnya. Ini

disebabkan karena untuk mendidih, tekanan uap larutan sama dengan tekanan udara dan untuk

temperatur harus lebih tinggi (Sukardjo, 1990 : 152).

Sejauh ini kita selalu menganggap bahwa pelarut dan terlarutnya volatil. Tetapi jenis larutan

penting lainnya adalah zat yang terlarutnya tidak volatil. Ada zat terlarut (solvent) yang sukar

menguap (non volatile) tekanan uap dari larutan turun dan ini akan menyebabkan titik didih

larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarutnya. Ini disebabkan karena untuk mendidih,

tekanan uap larutan harus sama dengan tekanan udara luar dan untuk itu temperatur harus lebih

tinggi (Petrucci, 1999 : 101).

Apabila zat padat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam pelarut, maka

tekanan uap akhirnya akan turun sehingga titik didih larutan akan naik dan titik bekunya

akan turun dibandingkan dengan pelarut murni. Untuk larutan ideal, menurut Raoult kenaikan

titik didih sebanding dengan jumlah zat terlarut dan dapat ditunjukkan dengan hubungan:

∆Tb = m. Kb ∆Tb = kenaikan titik didih (0C)

m = molalitas (m)

Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (0C.kg.mol-1)

m = 1000.GP .Mr

G = massa zat terlarut (gr)

P = massa pelarut (gr) Mr = massa molekul relatif zat trlarut

Persamaan di atas hanya berlaku untuk larutan non elektrolit, karena dalam air larutan non elktrolit tidak dapat terionisasi sehingga dalam air tetap sebagai molekulnya tanpa terionisasi.

Perlu dicatat bahwa dalam merumuskan hukumnya, Raoult tidak memperhitungkan pengaruh ion yang terdapat dalam larutan. Oleh karena itu Hukum raoult hayna berlaku pada larutan yang tidak mengandung ion. (larutan non elektrolit).

Ketika Svente August arhenius mengembangkan teori ion, barulah diketahui bahwa ion-ion dalam larutan elektrolit ternyata ikut mempengaruhi harga ∆Tb larutan itu. Oleh karena itu Hukum Raoult tidak berlaku bagi larutan elektrolit. Zat elektrolit jika dilarutkan dalam air akan terurai menjadi ion-ion penyusunnya sehingga jumlah partikel larutan elektrolit akan lebih banyak daripada partikel larutan nonelektrolit dengan konsentrasi yang sama. Bagi larutan elektrolit, yang berlaku adalah hokum yang dirumuskan oleh Jacobus Henricus van’t Hoff, yaitu dengan cara mengalikan rumus yang ada dengan suatu bilangan yang disebut dengan factor Van’t Hoff, besarnya factor Van’t Hoff dirumuskan dengan :

i = 1 + ( n-1 )α

jadi persamaan kenaikan titik didih untuk larutan elektrolit menjadi :

∆Tb = m. Kb. I n = jumlah ion dari elektrolit

α = derajat ionisasi elektrolit

Hal-hal yang perlu diperhatikan :

1. Sehubungan dengan jumlah ion (n), kita mengenal beberapa istilah :

a. Elektrolit biner : memiliki 2 ion (n=2), misalnya : NaCl, CuSO4, KNO3, dsb.

b. Elektrolit terner : memiliki 3 ion (n=3), misalnya : Ca(OH)2, Na2CO3, BaCl2, dsb.

c. Elektrolit kuartener : memiliki 4 ion (n=4), misalnya : FeCl3, AlCl3, dsb.

2. Makin besar harga n, makin besar pula harga kenaikan titik didihnya.

3. Makin besar harga α (makin kuat elektrolit), makin besar pula harga kenaikan titik

didihnya.

4. Pada konsentarsi yang sama, larutan elektrolit selalu memiliki harga ∆Tb yang lebih

besar dibandingkan dengan larutan nonelektrolit.

Titik didih

Tekanan uap cairan meningkat dengan kenaikan suhu dan gelembung akan akan terbentuk

dalam cairannya. Tekanan gas dalam gelembung sama dengan jumlah tekanan atmosfer dan

tekanan hidrostatik akibat tinggi cairan di atas gelembung. Wujud saat gelembung terbentuk

dengan giat disebut dengan mendidih, dan temperatur saat mendidih ini disebut dengan titik

didih. Titik didih pada tekanan atmosfer 1 atm disebut dengan titik didih normal (Gambar

7.4). Titik didih akan berubah bergantung pada tekanan atmosfer. Bila tekanan atmosfer lebih

tinggi dari 1 atm, titik didih akan lebih tinggi dari titik didih normal. Sementara bila tekanan

atmosfer lebih rendah dari 1 atm, titik didihnya akan lebih rendah dari titik didih normal.

Gambar 7.4 Hubungan antara temperatur dan tekanan uap beberapa cairan. Gambar garis

paralel padaabsis pada 1 atm. Perpotongan garis ini dengan setiap kurva berkaitan adalah

titik didih.

Titik didih dan perubahannya dengan tekanan bersifat khas untuk tiap senyawa. Jadi titik didih

adalah salah satu sarana untuk mengidentifikasi zat. Identifikasi zat kini dilakukan sebagian

besar dengan bantuan metoda spektroskopi, tetapi data titik didh diperlukan untuk melaporkan

cairan baru.

Titik didih ditentukan oleh massa molekul dan kepolaran molekul. Di antara molekul dengan

jenis gugus fungsional polar yang sama, semakin besar massa molekulnya, semakin tinggi

titik didihnya. Bahkan untuk massa molekul rendah, molekul dengan kepolaran besar akan

mengalami gaya intermolekul yang kuat yang mengakibatkan titik didihnya lebih tinggi.

Contoh yang baik adalah perbedaan besar antara titik didih antara berbagai gugus senyawa

organik yang memiliki massa molekul sama tetapi gugus fungsi yang berbeda

Energi yang diperlukan untuk mengubah cairan menjadi gas pada STP12 (0°C, 1 atm) disebut

dengan kalor penguapan. Bila gas mengembun menjadi cairan, sejumlah sama kalor akan

dilepaskan. Kalor ini disebut dengan kalor kondensasi.

Apabila anda mendidihkan sebuah campuran larutan, larutan yang lebih mudah menguap,

tentunya akan membentuk lebih banyak uap daripada larutan yang sukar menguap.

Ini berarti, akan ada lebih banyak komponen B (komponen yang lebih mudah menguap)

terdapat dalam uap daripada dalam larutannya. Anda dapat membuktikannya dengan

memadatkan udap yang didapat dan menganalisanya. Diagram ini menunjukkan apa yang

terjadi bila anda mendidihkan campuran larutan A dan B.

C. ALAT DAN BAHAN

ALAT :

1. Gelas piala 6. Neraca timbang

2. Termometer 7. Korek api

3. Statif 8. Gelas ukur

4. Bunsen 9. Pipet volume

5. Pengaduk

BAHAN :

1. Sukrosa atau gula.

2. Kristal NaCl

3. Kristal Na2SO4

4. akuades

D. CARA KERJA

1. Keringkan alat -alat yang akan digunakan.

2. Membuat larutan Sukrosa dengan konsentrasi masing-masing 0,05 m, 0,1 m, 0,15 m

0,2 m, 0,25 m dan 0,3 m

3. Membuat larutan NaCl dengan konsntrasi masing-masing 0,05 m, 0,1 m, 0,15 m 0,2

m, 0,25 m dan 0,3 m

4. Membuat larutan MgCl2 dengan konsntrasi masing-masing 0,05 m, 0,1 m, 0,15 m 0,2

m, 0,25 m dan 0,3 m.

5. Panaskan akuades hingga mendidih.

6. Panaskan juga masing-masing larutan yang terdiri dari berbagai konsentrasi diatas

Bunsen hingga mendidih.

7. Amati terus dan catat suhu larutan saat mendidih dengan selang satu menit.

8. Gambarkan grafik waktu vs suhu dari masing-masing larutan pada waktu proses

pendidihan, suhu pada konstan adalah titik didih.

9. Tentukan harga Kb dari slope pada grafik m vs ΔTb pada larutan sukrosa.

10. Gambarkan grafik m vs ΔTb pada semua larutan dan bandingkan hasilnya.

E. DATA PENGAMATAN

Sukrosa 0,05 m Sukrosa 0,1 m Sukrosa 0,15 m

waktu suhu0 271 422 613 794 905 936 967 988 99,069 99,06

10 99,0611 99,0612 99,0613 99,0614 99,0615 99,06

waktu suhu0 271 422 603 754 895 936 967 988 999 99,03

10 99,0311 99,0312 99,0313 99,0314 99,0315 99,03

waktu suhu0 271 422 613 784 905 936 957 978 989 99,08

10 99,0811 99,0812 99,0813 99,0814 99,0815 99,08

Sukrosa 0,2 m Sukrosa 0,25 m Sukrosa 0,3 m

waktu suhu

0 27

1 41

2 60

3 78

4 89

5 92

6 94

7 97

8 98

9 99,1

10 99,1

11 99,1

12 99,1

13 99,1

14 99,1

15 99,1

waktu suhu

0 27

1 42

2 60

3 78

4 90

5 94

6 96

7 98

8 99

9 99,16

10 99,16

11 99,16

12 99,16

13 99,16

14 99,16

15 99,16

waktu suhu

0 27

1 42

2 61

3 78

4 90

5 93

6 95

7 97

8 99

9 99,13

10 99,13

11 99,13

12 99,13

13 99,13

14 99,13

15 99,13