Saatnya memasuki semester baru, saatnya mempelajari materi baru Kimia di kelas 12. Materi yang akan kamu pelajari pertama kali adalah sifat koligatif larutan, salah satunya adalah penurunan tekanan uap.
Pada modul Kimia Kelas XII penurunan tekanan uap merupakan tekanan yang timbul pada saat terjadi kesetimbangan antara jumlah partikel zat cair yang menjadi uap dan jumlah uap yang menjadi
cairan.
Apa contoh dari tekanan ini? Dan bagaimana cara menghitung penurunan tekanan uap menggunakan rumus dari hukum Raoult?
Bacalah ulasan ini sampai selesai, agar Anda mendapatkan semua informasi tentang bahan kimia ini.
Apa itu Penurunan Tekanan Uap?
Tekanan uap adalah tekanan yang diberikan oleh uap yang berbanding lurus dengan konsentrasi cairan tetapi berbanding terbalik dengan suhu cairan.
Hal ini dapat diamati ketika cairan dipanaskan dan tekanan uapnya berkurang saat molekul cairan menguap.
Penurunan tekanan uap penting untuk dipahami karena mempengaruhi banyak sifat fisik seperti titik didih, entalpi penguapan dan tegangan permukaan. Ini juga berimplikasi pada proses industri seperti penyulingan dan penguapan.
Penurunan tekanan uap merupakan konsep penting dalam termodinamika, karena dapat digunakan untuk menghitung titik didih suatu zat dan kelarutannya. Penurunan tekanan uap juga dapat digunakan untuk menentukan laju penguapan suatu zat.
Lalu, apa saja faktor yang mempengaruhi penurunan tekanan uap?
Faktor utama penurunan tekanan uap tentu saja suhu, tetapi juga molekul zat, jumlah molekul, dan jenis zat itu sendiri.
Hukum Penurunan Tekanan Uap
Hukum penurunan tekanan uap merupakan konsep dasar dalam termodinamika yang menyatakan bahwa laju penurunan tekanan uap dengan kenaikan suhu berbanding lurus dengan tekanan uap itu sendiri.
Hukum ini ditemukan oleh fisikawan dan kimiawan Prancis Jean-Baptiste Perrin pada tahun 1887 dan telah digunakan dalam banyak aplikasi sejak saat itu. Ini menjelaskan bagaimana suhu memengaruhi tekanan gas atau cairan, dan bagaimana hal ini memengaruhi titik didihnya.
Hukum ini penting untuk memahami perilaku gas dan cairan dalam kondisi yang berbeda, seperti saat dipanaskan atau didinginkan. Ini juga dapat digunakan untuk menghitung titik didih suatu zat pada suhu yang berbeda.
Tekanan uap suatu zat adalah gaya yang diberikan oleh molekul-molekul dalam gas atau cairan pada permukaan gas atau cairan tersebut, menyebabkannya bertindak sebagai uap. Tekanan uap juga disebut volatilitas.
Ini terkait dengan konsentrasi, tekanan parsial dan suhu. Itu dinyatakan dalam satuan mbar (tekanan atmosfer normal) atau mmHg (kilopascal).
Dalam istilah sehari-hari, tekanan yang lebih tinggi dikaitkan dengan zat yang lebih mudah menguap seperti bensin dan uap air, sedangkan tekanan yang lebih rendah dapat ditemukan pada zat seperti cat dan susu.
Tekanan uap rendah terjadi ketika cairan didinginkan di bawah titik didihnya yang tinggi. Tekanan uap yang lebih tinggi menyiratkan titik didih yang lebih rendah. Hukum penurunan tekanan uap adalah kasus khusus dari Hukum Gas Ideal.
Selain kedua hukum di atas, hukum Raoult lebih banyak digunakan untuk mencari keteraturan tekanan uap suatu larutan. Bunyi Hukum Raoult yang berkaitan dengan penurunan tekanan uap adalah sebagai berikut:
- Penurunan tekanan uap jenuh tergantung pada jumlah partikel zat terlarut.
- Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut sehingga semakin besar nilai fraksi mol zat terlarut maka tekanan uap larutan semakin rendah.
Rumus Perhitungan Tekanan Uap
Untuk menghitung penurunan tekanan uap larutan, terlebih dahulu diketahui rumus perhitungan yang dibuat oleh Marie Francois Raoult (1878) dari percobaan yang pernah dilakukan, seperti:
Tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut dan tekanan uap pelarut murni. Pernyataan di atas memiliki rumus: P = Pᵒ . xp
Jika terjadi penurunan tekanan uap larutan karena adanya zat terlarut, maka besarnya penurunan tekanan uap larutan adalah selisih antara tekanan uap pelarut murni dengan tekanan uap larutan. .
∆P = Xt . Pᵒ
ΔP = Pᵒ – P
Jika komponen larutan terdiri dari pelarut dan zat terlarut dengan konstanta rumus berikut:
Xp + Xt = 1 , lalu Xt = 1 – Xp.
Persamaannya menjadi:
∆P = Xt . Pᵒ
Pᵒ – P = (1 – Xp)
Pᵒ Pᵒ – P = Pᵒ – Xp . Pᵒ
Informasi :
ΔP = Penurunan tekanan uap (mmHg)
Xp = fraksi mol pelarut
Xt = Fraksi mol zat terlarut
P° = Tekanan uap jenuh pelarut murni (mmHg)
P = Tekanan uap larutan (mmHg)
Contoh Penurunan Tekanan Uap
Perlu diingat bahwa penurunan tekanan uap merupakan salah satu sifat koligatif dalam Hukum Raoult, contoh yang dapat Anda temukan baik secara langsung maupun tidak langsung.
Lantas, apa saja contoh penurunan tekanan uap dalam kehidupan sehari-hari?
Contoh penerapan tekanan uap dapat ditemukan di Laut Mati. Laut Mati merupakan danau garam yang memiliki kandungan garam hingga 33,7% yang dapat membuat manusia terapung.
Selain Laut Mati, Anda juga bisa merasakan sensasi terapung di kolam terapung buatan Gatsu di Kota Bandar Lampung yang airnya menggunakan air laut dengan kadar garam meningkat 7 kali lipat.
Sifat pelarut pada kolam ini akan sulit menguap karena larutan garam yang tinggi mengakibatkan penurunan tekanan uap.
Contoh lainnya, pada bahan bakar pesawat yang diperoleh dari proses distilasi bertingkat antara larutan benzena-toluena, sehingga menghasilkan benzena murni.
Contoh Masalah Penurunan Tekanan Uap
Berikut ini adalah beberapa contoh pertanyaan yang sering muncul dalam pembahasan materi penurunan tekanan uap, antara lain:
Contoh Soal 1
Diketahui bahwa tekanan uap air murni adalah 100 mm Hg. Jika fraksi mol NaCl 10%, maka penurunan tekanan uapnya adalah…
Menjawab:
P⁰ = 100mmHg; Xt = 10% = 0,1
Maka berapakah ∆P = … ?
∆P = Xt × P⁰ = 0,1 × 100 mmHg = 10 mmHg
Jadi, tekanan uap turun 10 mm Hg.
Contoh Soal 2
Dikutip dalam buku Kimia Fisik dari Dr. Kiagus Ahmad Roni, ST., MT. Netty Herawati, ST., MT.-Cetak 1: Februari 2020. Berikut contoh pertanyaannya:
Hitung penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 90 gram air!
Menjawab:
Tekanan uap jenuh air murni diketahui pada 20HaiC adalah 18 mm Hg.
mol glukosa = 45/180 = 0,25
mol mol air = 90/18 = 5 mol
fraksi mol glukosa = 0,25/(0,25 + 5) = 0,048
Penurunan tekanan uap jenuh air:
ΔP = PHai . Xt = 18 x 0,048 = 0,864 mm Hg.
*Catatan: Zat yang mudah menguap adalah senyawa organik (misalnya alkohol, eter, parfum, dll.), yang merupakan senyawa non-elektrolit, jadi rumusnya ∆P hanya untuk nonelektrolit.
Contoh Soal 3
Contoh soal ini diambil dari sebuah buku “Trik Pintar Bank Soal Kimia SMA” oleh Tim Solusi Cerdas dengan masalah:
Tekanan uap air pada 100HaiC adalah 760 mm Hg. Berapa tekanan uap larutan glukosa 10% pada suhu ini? (Ar C=12 ; H=1 ; O=16).
Menjawab:
Glukosa = 10 gram
Air = 90 gram
Np = 90/18 = 5
nt = 10/180 = 0,5
Xp = 5/5+0,05 = 0,09
P = Xp x PHai
= 0,99 x 760 = 752,4 mm Hg
Itulah informasi tentang penurunan tekanan uap yang harus anda pahami dari materi pelajaran kimia yang berkaitan dengan salah satu sifat koligatif. Semoga artikel ini membantu kamu, ya!