Sifat koligatif adalah setiap sifat suatu zat yang bergantung pada, atau bervariasi menurut, jumlah partikel yang ada di dalamnya (dalam bentuk molekul atau atom), tanpa bergantung pada sifat partikel tersebut.
Dengan kata lain, ini juga dapat dijelaskan sebagai sifat larutan yang bergantung pada hubungan antara jumlah partikel zat terlarut dan jumlah partikel pelarut. Konsep ini diperkenalkan pada tahun 1891 oleh ahli kimia Jerman Wilhelm Ostwald, yang mengklasifikasikan sifat zat terlarut menjadi tiga kategori.
Kategori-kategori ini mengklaim bahwa sifat koligatif hanya bergantung pada konsentrasi dan suhu zat terlarut dan bukan pada sifat partikelnya.
Lebih lanjut, sifat aditif seperti massa tergantung pada komposisi zat terlarut, dan sifat konstitusional lebih bergantung pada struktur molekul zat terlarut.
Sifat koligatif
Sifat koligatif dipelajari terutama untuk larutan encer (karena sifatnya yang hampir ideal), dan adalah sebagai berikut:
Penurunan tekanan uap
Dapat dikatakan bahwa tekanan uap cairan adalah tekanan kesetimbangan molekul uap yang bersentuhan dengan cairan tersebut.
Demikian juga, hubungan tekanan ini dijelaskan dengan hukum Raoult, yang menyatakan bahwa tekanan parsial suatu komponen sama dengan hasil kali fraksi mol komponen oleh tekanan uap komponen dalam keadaan murni:
P A = X A . Pº A
Dalam ungkapan ini:
P A = Tekanan uap parsial dari komponen A dalam campuran.
X A = Fraksi mol komponen A.
Pº A = Tekanan uap dari komponen A.
Dalam kasus penurunan tekanan uap pelarut, ini terjadi ketika zat terlarut yang tidak mudah menguap ditambahkan ke dalamnya untuk membentuk larutan. Seperti diketahui dan menurut definisi, zat yang tidak mudah menguap tidak memiliki kecenderungan untuk menguap.
Untuk alasan ini, semakin banyak zat terlarut ini ditambahkan ke pelarut yang mudah menguap, semakin rendah tekanan uapnya dan semakin sedikit pelarut yang dapat lepas menjadi gas.
Jadi, karena pelarut menguap secara alami atau paksa, sejumlah pelarut akan tertinggal tanpa penguapan bersama dengan zat terlarut yang tidak mudah menguap.
Fenomena ini dapat dijelaskan lebih baik dengan konsep entropi: ketika molekul bertransisi dari fase cair ke fase gas, entropi sistem meningkat.
Ini berarti bahwa entropi fase gas ini akan selalu lebih besar dari pada keadaan cair, karena molekul gas menempati volume yang lebih besar.
Kemudian, jika entropi bentuk cair meningkat dengan pengenceran, meskipun itu terkait dengan zat terlarut, perbedaan antara kedua sistem menurun. Untuk alasan ini, penurunan entropi juga menurunkan tekanan uap.
Kenaikan suhu didih
Titik didih adalah suhu di mana terdapat kesetimbangan antara fase cair dan gas. Pada titik ini, jumlah molekul gas yang berubah menjadi cair (kondensasi) sama dengan jumlah molekul cair yang menguap menjadi gas.
Penambahan zat terlarut menyebabkan konsentrasi molekul cair menjadi encer, menyebabkan laju penguapan menurun. Ini menghasilkan perubahan titik didih, untuk mengkompensasi perubahan konsentrasi pelarut.
Dengan kata lain yang lebih sederhana, suhu didih suatu larutan lebih tinggi daripada suhu pelarut dalam keadaan murninya. Ini diungkapkan oleh ekspresi matematika yang ditunjukkan di bawah ini:
ΔT b = i. K b . m
Dalam ungkapan ini:
ΔT b = T b (larutan) - T b (pelarut) = Variasi suhu didih.
i = faktor van't Hoff.
K b = Konstanta didih pelarut (0,512 ºC / molal untuk air).
m = Molalitas (mol / kg).
Menurunkan suhu beku
Temperatur pembekuan pelarut murni akan menurun bila sejumlah zat terlarut ditambahkan, karena hal ini dipengaruhi oleh fenomena yang sama yaitu penurunan tekanan uap.
Hal ini terjadi karena, karena tekanan uap pelarut berkurang dengan mengencerkan zat terlarut, diperlukan suhu yang lebih rendah untuk membuatnya membeku.
Sifat proses pembekuan juga dapat diperhitungkan untuk menjelaskan fenomena ini: agar cairan membeku, ia harus mencapai keadaan teratur yang akhirnya membentuk kristal.
Jika terdapat kotoran di dalam cairan berupa zat terlarut, maka cairan akan lebih sedikit tertata. Karena alasan ini, larutan akan lebih sulit dibekukan daripada pelarut tanpa kotoran.
Pengurangan ini dinyatakan sebagai:
ΔT f = -i. K f . m
Pada ekspresi di atas:
ΔT f = T f (larutan) - T f (pelarut) = Variasi suhu pembekuan.
i = faktor van't Hoff.
K f = Konstanta beku pelarut (1,86 ºC kg / mol untuk air).
m = Molalitas (mol / kg).
Tekanan osmotik
Proses yang dikenal sebagai osmosis adalah kecenderungan pelarut melewati membran semi permeabel dari satu larutan ke larutan lainnya (atau dari pelarut murni ke larutan).
Membran ini merupakan penghalang yang dapat dilewati beberapa zat dan yang lainnya tidak, seperti dalam kasus membran semipermeabel di dinding sel sel hewan dan tumbuhan.
Tekanan osmotik kemudian didefinisikan sebagai tekanan minimum yang harus diterapkan pada larutan untuk menghentikan lewatnya pelarut murni melalui membran semi permeabel.
Ini juga dikenal sebagai ukuran kecenderungan larutan untuk menerima pelarut murni karena efek osmosis. Properti ini bersifat koligatif karena bergantung pada konsentrasi zat terlarut dalam larutan, yang dinyatakan sebagai ekspresi matematika:
Π. V = n. R. T, atau juga π = M. R. T
Dalam ekspresi ini:
n = Jumlah mol partikel dalam larutan.
R = Konstanta gas universal (8,314472 J. K -1 . Mol -1 ).
T = Suhu dalam Kelvin.
M = Molaritas.
Referensi
- Wikipedia. (sf). Sifat Koligatif. Diperoleh dari en.wikipedia.org
- SM. (sf). Sifat Koligatif. Dipulihkan dari opentextbc.ca
- Bosma, WB (nd). Sifat Koligatif. Diperoleh dari chemistryexplained.com
- Sparknotes. (sf). Sifat Koligatif. Dipulihkan dari sparknotes.com
- Universitas, FS (sf). Sifat Koligatif. Diperoleh dari chem.fsu.edu