Contoh Soal Tekanan Osmosis Larutan
Contoh Soal Tekanan Osmosis Larutan - Pernahkah kalian memasukkan mentimun ke dalam cairan garam? Jika kalian melakukan hal itu, maka akan kalian dapati bahwa dalam beberapa hari, mentimun akan mengerut dan cairan garam akan bertambah volumenya. Mengapa hal ini bisa terjadi? Ya, karena adanya perpindahan air dari dalam mentimun ke larutan garam.
Proses perpindahan air dari dalam mentimun ke dalam larutan garam merupakan salah satu contoh peristiwa osmosis, yaitu perpindahan pelarut dari larutan berkonsentrasi rendah menuju konsentrasi lebih tinggi melalui membran semipermeable. Sama halnya dengan tekanan uap yang telah kita pelajari pada topik sebelumnya, peristiwa osmosis juga bergantung pada banyaknya zat terlarut dan zat pelarut. Kita dapat menghentikan peristiwa osmosis dengan memberikan tekanan osmotik terhadap larutan. Apa itu tekanan osmotik? Bagaimana cara menghitungnya? Mari kita pelajari bersama.
A. Pengertian Osmosis dan Tekanan Osmotik
Pada ilustrasi di atas, terlihat bahwa setelah beberapa hari, jumlah cairan yang ada di gelas menjadi lebih banyak dibandingkan semula. Hal ini terjadi karena mentimun memiliki selaput yang hanya bisa dilewati oleh air, sedangkan air garam tidak bisa melewatinya. Selaput inilah yang disebut sebagai selaput semipermeabel. Akibat adanya selaput ini, air yang ada dalam mentimun dapat berpindah dari larutan encer (kosentrasi rendah) menuju larutan garam yang lebih pekat (konsentrasi lebih tinggi), yang disebut sebagai peristiwa osmosis.
Peristiwa osmosis menyebabkan adanya perbedaan ketinggian larutan dalam gelas dibandingkan semula (dalam gambar, setinggi h). Tekanan yang dihasilkan oleh larutan setinggi h tersebut dinamakan sebagai tekanan osmotik. Tekanan osmotik dapat digunakan untuk menghentikan terjadinya peristiwa osmosis. Untuk mengukurnya, digunakan suatu alat yang disebut dengan osmometer.
B. Hubungan Tekanan Osmotik (π) dengan Konsentrasi
Tekanan osmotik merupakan salah satu sifat koligatif larutan, karena bergantung pada konsentrasi zat dan tidak bergantung pada jenis zat. Menurut Jacobus Henricus Van’t Hoff, tekanan osmotik dirumuskan sebagai berikut:
π = M . R . T
dengan:
π = tekanan osmotik (atm);
M = molaritas (molar);
R = tetapan gas ideal = 0,08205 L. atm/ mol . K; dan
T = suhu larutan dalam Kelvin (K) = 273 + °C.
Dengan perumusan molaritas, , maka perumusan di atas menjadi:
dengan:
π = tekanan osmotik (atm);
n = mol zat terlarut (mol);
V = volume larutan (liter);
R = tetapan gas ideal = 0,08205 L. atm/ mol . K; dan
T = suhu larutan dalam Kelvin (K) = °C + 273.
C. Osmosis dalam kehidupan sehari-hari
Beberapa penerapan osmosis dalam kehidupan sehari-hari antara lain:
1. Penggunaan cairan infus. Cairan infus harus isotonik (mempunyai tekanan osmosis yang sama) dengan sel darah dalam tubuh. Tekanan yang sama diperlukan agar infus yang berisi zat yang diperlukan oleh tubuh bisa masuk dalam darah.
2. Desalinasi air laut, yaitu penghilangan garam dari air laut.
3. Penyerapan air dan mineral dalam tanah oleh akar tanaman. Akar tanaman mempunyai selaput semipermeabel, yang memungkinkan hanya air yang bisa melewatinya.
4. Mentimun yang dimasukkan dalam larutan garam akan mengalami penyusutan, begitu pula dengan kentang.
5. Ikan air tawar ketika direndam dengan air garam juga akan mengalami penyusutan volume badannya. Hal ini diakibatkan oleh perpindahan air (konsentrasi rendah) dari tubuh ikan ke air garam (konsentrasi lebih pekat).
Contoh soal
Jumlah mol zat yang dibutuhkan untuk membuat 500 mL larutan dengan tekanan osmotik 27 atm pada suhu 27 °C (R = 0,082 L.atm/mol.K) adalah .…
Penyelesaian
Diketahui:
π = 27 atm
T = 27 °C = (27 + 273) K = 300 K
V = 500 mL = 0,5 L
R = 0,082 L.atm/mol K
Ditanyakan: mol zat (n) = ... ?
Dijawab:
Dengan menggunakan rumus tekanan osmotik, diperoleh:
\Leftrightarrow 27 = \left( {\frac{n}{{0,5}}} \right).{\rm{ }}0,082{\rm{ }}.{\rm{ }}300
\Leftrightarrow 13,5 = n.{\rm{ 24,6}}
\Leftrightarrow n = \frac{{13,5}}{{{\rm{24,6}}}} = 0,548\,{\rm{ mol}}
Jadi, mol zat yang diperlukan sebesar 0,548 mol.
S1
Osmosis merupakan perpindahan zat cair dari larutan dengan konsentrasi .…
S2
Berikut merupakan peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang memanfaatkan proses osmosis, kecuali .…
S3
Larutan yang memiliki tekanan osmotik tertinggi adalah .…
S4
Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180 gram/mol) dilarutkan dalam air pada suhu 400 K. Pada suhu yang sama, tekanan osmotik darah sebesar 7,8 atm. Volume larutan yang dibutuhkan agar larutan tersebut isotonik dengan darah adalah .… (R = 0,082 L.atm/mol.K).
S5
20 mL alkohol sebanyak 0,3 mol dilarutkan dalam 130 ml air. Jika proses pelarutan dilakukan pada suhu 25 °C, maka tekanan osmotik larutan yang terjadi adalah ... (R = 0,082 L.atm/mol.K).
S6
Sejumlah sukrosa yang dilarutkan dalam 250 mL air (massa jenis = 1 gram/mL) pada suhu 25 °C mempunyai tekanan osmotik larutan sebesar 30 atm. Jika dianggap penambahan sukrosa tidak mengubah massa dan volume larutan, maka fraksi mol sukrosa sebesar .... (R = 0,082 L.atm/mol.K, Mr air = 18 gram/mol).
S7
Suatu larutan A berisi pentana (Mr = 72 gram/mol) dalam 100 mL larutan pada suhu 30 °C. Larutan B berisi 40 gram pentana dalam 250 mL larutan. Agar terjadi proses osmosis dari larutan A ke larutan B, maka massa pentana pada larutan A harus lebih kecil dari .…
S8
Tekanan osmotik 20 gram etana (Mr = 28 gram/mol) dalam 150 mL larutan pada suhu T °C sama dengan 2 kali tekanan osmotik 15 gram butana (Mr = 56 gram/mol) dalam 250 mL larutan. Besarnya suhu pada pelarutan butana tersebut adalah … T °C.
S9
Pada suhu 30 °C, sebanyak 3,9 gram benzena dalam suatu larutan mempunyai tekanan osmotik 3,5 atm (Mr = 78 gram/mol). Jika massa jenis larutan tersebut adalah 1,3 gram/mL, maka persentase massa benzena dalam larutan adalah ... (R = 0,082 L.atm/mol.K).
S10
Urea (Mr = 60 gram/mol) 20% volume dalam air, mempunyai tekanan osmotik 1,2 atm pada suhu 30°C. Jika massa jenis air sebesar 1 gram /mL, maka molalitas larutan urea tersebut adalah ... (R = 0,082 L.atm/mol.K).