Contoh Soal Penurunan Tekanan Uap Pelarut oleh Zat Terlarut

Contoh Soal Penurunan Tekanan Uap Pelarut oleh Zat Terlarut - Pada topik sebelumnya, kalian telah mempelajari tentang perubahan wujud zat. Salah satunya adalah perubahan wujud zat cair menjadi gas yang disebut dengan penguapan. Pada topik ini, kalian akan mempelajari tentang penurunan tekanan uap. Apakah tekanan uap itu? Bagaimana terjadinya dan cara menghitungnya? Mari kita pelajari bersama.

       Pernahkah kalian memperhatikan orang-orang yang berhamburan keluar ruangan ketika terjadi gempa bumi? Jika orang-orang tersebut keluarnya sendiri-sendiri, tentu jumlah yang keluar akan lebih banyak bila dibandingkan ketika keluar secara berkelompok. Mengapa jumlah orang yang keluar ruangan secara berkelompok lebih sedikit? Ya, tentu karena ukuran pintunya.

       Jumlah orang yang keluar secara sendiri-sendiri, dapat kita umpamakan sebagai jumlah uap zat ketika zatnya sejenis, sedangkan jumlah orang yang berhasil keluar secara berkelompok, dapat kita umpamakan sebagai gabungan zat. Selisih jumlah orang yang keluar ruangan secara sendiri-sendiri dengan yang berkelompok tadi dapat kita sebut sebagai penurunan jumlah orang yang keluar ruangan. Di dalam ilmu Kimia, proses yang sama seperti itu dapat kita jumpai pada proses penurunan tekanan uap.

       Sebelum kita mempelajari tentang penurunan tekanan uap, mari kita memahami terlebih dahulu tentang sifat koligatif larutan. Sifat koligatif larutan merupakan sifat-sifat larutan yang tidak dipengaruhi oleh sifat zat terlarut, tetapi dipengaruhi oleh konsentrasi zat terlarutnya. Sifat koligatif larutan dapat berupa:

1. Penurunan tekanan uap

2. Kenaikan titik didih

3. Penurunan titik beku

4. Tekanan osmosis

       Pada topik kali ini, kita akan mempelajari sifat koligatif larutan yang berupa penurunan tekanan uap larutan. Mari simak dengan baik.

●●● Pengertian Tekanan Uap ●●●

Pada proses pendidihan suatu zat cair, tentu akan terjadi penguapan. Bila proses penguapan dilakukan terus menerus dalam ruangan tertutup, maka akan terjadi kejenuhan penguapan atau uap jenuh, yaitu keadaan dimana jumlah uap zat tidak bertambah. Pada keadaan jenuh, proses penguapan tetap berlangsung, tetapi laju penguapan akan sama dengan laju pengembunan, sehingga jumlah uap zat tidak bertambah. Tekanan yang dihasilkan oleh uap jenuh suatu zat disebut sebagai tekanan uap zat itu.

       Tekanan uap suatu zat akan sangat dipengaruhi oleh:

1. Jenis zat

Jenis zat dengan gaya antarmolekul yang lebih kuat akan sulit menguap, sehingga mempunyai tekanan uap yang kecil (sama halnya dengan keluarnya orang secara berkelompok).

2. Suhu

Semakin tinggi suhu, energi kinetik zat menjadi lebih tinggi. Gerakan partikel-partikel zat juga semakin cepat dan akan banyak partikel-partikel yang dapat meninggalkan cairan menuju fase gas (menguap). Hal ini menyebabkan tekanan uap zat makin tinggi.

       Tekanan uap suatu zat bergantung pada fraksi mol zat itu dalam larutan. Seorang ahli Kimia dari Perancis Francois Marie Raoult mengemukakan bahwa tekanan uap suatu zat dapat dirumuskan dengan:

${P_a} = {X_a}.P_a^0$

keterangan:

Pa = tekanan uap zat a dalam larutan

Xa = fraksi mol zat a

Pa0 = tekanan uap zat a murni

♠♠♠ Contoh 1 ♠♠♠

Pada suhu 100 °C, tekanan uap air adalah 760 mmHg. Tekanan uap 6 gram urea (Mr =60 gram/mol) dalam 180 gram air (Mr = 18) adalah .…

Penyelesaian:

Diketahui:

Pair0 = 760 mmHg

Massa (g) air = 180 gram

Massa (g) urea = 6 gram

Mr urea = 60 gram/mol

Mr air = 18

Ditanyakan: Purea?

Dijawab:

Untuk menentukan tekanan uap urea, dapat kita gunakan rumus berikut:

${P_{urea}} = {X_{urea}}.P_{air}^0$

Oleh karena fraksi mol urea belum diketahui, maka kita tentukan terlebih dahulu. Fraksi mol dapat ditentukan jika mol urea dan mol air diketahui.

Mol urea:

${n_{urea}} = \frac{g}{{Mr}}$

$\Leftrightarrow {n_{urea}} = \frac{6}{{60}}$

$\Leftrightarrow {n_{urea}} = 0,1$

Mol air:

${n_{air}} = \frac{g}{{Mr}}$

$\Leftrightarrow {n_{air}} = \frac{{180}}{{18}}$

$\Leftrightarrow {n_{air}} = 10$

Dengan demikian, fraksi mol urea adalah:

${X_{urea}} = \frac{{{n_{urea}}}}{{{n_{urea}} + {n_{air}}}}$

Oleh karena fraksi mol urea adalah 0,0099, maka tekanan uap urea adalah:

${P_{urea}} = {X_{urea}}.P_{air}^0$

{P_{urea}} = 0.0099{\rm{ }}.{\rm{ }}760

{P_{urea}} = 7,52\,{\rm{ mmHg}}

Jadi tekanan uap urea dalam larutan tersebut sebesar 7,52 mmHg.

●●● Penurunan Tekanan Uap Pelarut Oleh Zat Terlarut ●●●

Dalam suatu larutan, terdapat zat terlarut dan zat pelarut. Jika suatu larutan berisi zat terlarut yang sukar menguap, maka uap yang terjadi akibat pemanasan hanya berasal uap zat pelarut saja. Dengan demikian, tekanan uap larutan akan sama dengan tekanan uap pelarut, dituliskan:

${P_{larutan }} = P_{pelarut}$, dengan ${P_{pelarut}} = {X_{pelarut}}.P_{pelarut}^0$

${P_{larutan }} = {X_{pelarut}}.P_{pelarut}^0$

       Fraksi mol pelarut pasti lebih kecil dari 1, sehingga Plarutan akan lebih kecil dari P0 pelarut. Oleh sebab itu, adanya zat terlarut yang sukar menguap akan menyebabkan terjadinya penurunan tekanan uap pelarut (analogi dengan orang yang berkelompok dibandingkan dengan orang yang keluar sendiri-sendiri).

       Selisih antara tekanan uap pelarut (P0 ) dengan tekanan uap larutan (P) disebut penurunan tekanan uap (ΔP). ΔP dapat dirumuskan sebagai berikut:

$\Delta P = P_{pelarut}^0 - {P_{larutan }}$

Ingat, bahwa tekanan uap berhubungan dengan fraksi mol, P = X.P0. Dengan demikian, perumusan di atas dapat diubah menjadi:

$\Delta P = P_{pelarut}^0 - {P_{larutan }}$

$\Delta P = {P^0} - ({X_{pelarut}}.P_{pelarut}^0)$

Jumlah fraksi mol dalam suatu larutan = 1, atau ${X_{terlarut}} + {X_{pelarut}} = 1$. Dengan demikian, ${X_{pelarut}} = 1 - {X_{terlarut}}$.

Bila fraksi mol pelarut disubstitusikan pada rumus penurunan tekanan uap, maka:

$\Delta P = P_{}^0 - [(1 - {X_{terlarut}}).P_{pelarut}^0]$

$\Delta P = P_{}^0 - [(P_{pelarut}^0 - P_{pelarut}^0.{X_{terlarut}})]$

$\Delta P = {P^0} - P_{pelarut}^0 + P_{pelarut}^0.{X_{terlarut}}$

$\Delta P = P_{pelarut}^0.{X_{terlarut}}$

♠♠♠ Contoh 2 ♠♠♠

Tekanan uap murni benzena pada 25 °C sebesar 95 mmHg. Fraksi mol benzena dalam suatu larutannya adalah 0,2. Berapakah penurunan tekanan uap larutan tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

P_{benzena}^0 = 95{\rm{ mmHg}}

${X_{benzena}} = {X_{pelarut}} = 0,2$

Ditanyakan: ΔP?

Dijawab:

${X_{terlarut}} = 1 - {X_{pelarut}}$

${X_{terlarut}} = 1 - 0,2 = 0,8$

Dengan demikian, diperoleh penurunan tekanan uap larutan tersebut adalah:

$\Delta P = P_{pelarut}^0.{X_{terlarut}}$

\Delta P = 95{\rm{ }}.{\rm{ }}0,8

\Delta P = 76{\rm{ }}\,\rm{mmHg}

Jadi, penurunan tekanan uap larutan benzena tersebut sebesar 76 mmHg.

S1

Berikut adalah faktor-faktor yang dapat meningkatkan tekanan uap zat, kecuali .…

S2

Adanya zat terlarut yang tidak mudah menguap dalam suatu larutan menyebabkan terjadinya penurunan tekanan uap larutan. Hal ini terjadi karena zat terlarut dapat .…

S3

Pernyataan berikut ini merupakan keadaan yang terjadi pada kondisi uap jenuh suatu zat, kecuali .…

S4

Tekanan uap murni suatu pelarut pada suhu tertentu adalah 25 mmHg. Jika diketahui tekanan uap larutan sebesar 15,5 mmHg, maka penurunan tekanan uap larutan tersebut dalam satuan cmHg adalah .…

S5

Suatu larutan mempunyai tekanan uap 60 mmHg. Jika pada larutan tersebut diketahui fraksi mol zat terlarut sebesar 0,01, maka tekanan uap pelarut murni sebesar .…

S6

Sebanyak 15 gram etana (Mr =30 gram/mol) dilarutkan dalam 360 gram air (Mr = 18 gram/mol). Jika tekanan uap air murni dan etana berturut-turut sebesar 30 mmHg dan 20 mmHg, maka tekanan uap total adalah … mmHg.

S7

Suatu larutan mengandung 15 % massa urea (Mr = 60 gram/mol). Jika tekanan uap murni air (Mr = 18 gram/mol) sebesar 76 cmHg, maka penurunan tekanan uap larutan sebesar .…

S8

Pada suhu tertentu, tekanan uap jenuh air sebesar 35 mmHg. Besarnya tekanan uap larutan NaOH 0,1 molal pada suhu tersebut adalah ... (Ar Na = 23, O = 16, H = 1)

S9

Sebanyak 323 gram senyawa X dilarutkan dalam 180 gram air. Larutan ini mempunyai tekanan uap sebesar 20,8 mmHg. Jika tekanan uap air murni sebesar 32 cmHg, maka massa molekul relatif zat A adalah .…

S10

Sejumlah HBr dimasukkan ke dalam air dan benzena. Ternyata, penurunan tekanan uap HBr dalam air sama dengan 2 kali penurunan tekanan uap HBr dalam benzena. Jika tekanan uap murni air sama dengan $\frac{1}{2}$ kali tekanan uap murni benzena, maka perbandingan fraksi mol HBr dalam air dengan fraksi mol HBr dalam benzena adalah .…

Share this post