Pendahuluan

Relevansi Topik

Tekanan uap, salah satu sifat koligatif materi, adalah konsep mendasar dalam kimia. Fenomena ini bertanggung jawab atas banyak kejadian sehari-hari, seperti penguapan cairan, proses perebusan, dan pelembapan udara. Memahami dan memanipulasi tekanan uap sangat penting dalam berbagai aplikasi, seperti di industri bahan bakar, pertanian (berkaitan dengan penguapan air tanah) dan bahkan dalam studi iklim. Oleh karena itu, mempelajari sifat ini adalah pintu gerbang untuk memahami berbagai fenomena.

Kontekstualisasi

Dalam kurikulum Kimia Sekolah Menengah, pemahaman sifat koligatif dimasukkan dalam pelajaran larutan, khususnya larutan cair. Tekanan uap adalah sifat yang berubah karena pelarutan zat terlarut tak volatil dalam pelarut volatil. Pengetahuan ini merupakan prasyarat untuk setiap studi mendalam tentang larutan kimia. Topik ini terletak dalam konteks yang lebih luas dari studi transformasi fisika dan kimia materi.

Pengembangan Teori

Komponen

• Larutan Kimia: Larutan kimia terbentuk oleh campuran homogenus dua atau lebih zat. Zat dalam jumlah terbesar disebut pelarut, dan sisanya, dalam jumlah lebih sedikit, adalah zat terlarut.

• Zat terlarut tak volatil: Zat terlarut yang tidak mudah menguap dalam kondisi suhu dan tekanan normal.

• Pelarut volatil: Pelarut yang memiliki kemampuan untuk menguap pada suhu dan tekanan yang relatif rendah.

• Tekanan Uap: Tekanan yang diberikan oleh fasa uap cairan pada medium. Semakin tinggi tekanan uap, cairan akan semakin volatil.

Istilah Kunci

• Tekanan Uap Keseimbangan: Tekanan yang diberikan uap di dalam wadah tertutup ketika laju cairan menguap sama dengan laju uap mengembun.

• Ebulioskopi: Pembelajaran tentang peningkatan titik didih pelarut karena penambahan zat terlarut tak volatil.

• Tonoskopi: Pembelajaran tentang penurunan tekanan uap pelarut karena penambahan zat terlarut tak volatil.

Contoh dan Kasus

• Hukum Raoult: Menurut hukum ini, tekanan uap pelarut volatil, setimbang dengan zat terlarut tak volatil, sama dengan tekanan uap murni pelarut dikalikan dengan koefisien aktivitasnya.

• Proses memasak makanan: Selama memasak makanan dalam air, menambahkan garam ke dalam air menyebabkan tekanan uap menurun. Ini membuat air lebih lama mendidih, sehingga waktu memasak lebih lama.

• Pembakaran bensin dalam mesin mobil: Penambahan zat seperti etanol ke bensin membantu menurunkan tekanan uap bahan bakar, sehingga memudahkan pembakaran dalam mesin berdaya tinggi.

Ringkasan Detail

Poin Penting

• Definisi Larutan Kimia: Larutan kimia adalah campuran homogen yang terdiri dari pelarut dan satu atau lebih zat terlarut. Studi tentang sifat koligatif dilakukan tepat dalam konteks ini.

• Sifat Koligatif: Sifat yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan bukan pada sifatnya. Mencakup penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik.

• Larutan tidak ideal: Hukum Raoult yang memberikan dasar teori untuk mempelajari sifat koligatif hanya berlaku untuk larutan ideal, yang mengasumsikan bahwa interaksi antara molekul zat terlarut dan pelarut, dan antara molekul zat terlarut dan zat terlarut itu sendiri, adalah sama. Untuk larutan tidak ideal, asumsi ini tidak berlaku dan persamaan perlu dimodifikasi.

• Tekanan Uap Keseimbangan: Tekanan uap keseimbangan adalah tekanan yang diberikan oleh uap fasa gas dari cairan pada cairan dalam kondisi keseimbangan. Konsep ini sangat penting untuk memahami sifat koligatif.

Kesimpulan

• Pengaruh zat terlarut volatil pada tekanan uap pelarut: Penambahan zat terlarut tak volatil ke pelarut volatil menyebabkan penurunan tekanan uap keseimbangan. Ini terjadi karena keberadaan zat terlarut menyulitkan penguapan pelarut, karena terdapat lebih sedikit molekul pelarut di permukaan.

• Hukum Raoult: Di bawah kondisi tertentu, tekanan uap pelarut yang setimbang dengan zat terlarut tak volatil, sama dengan tekanan uap murni pelarut dikalikan dengan koefisien aktivitasnya.

• Aplikasi praktis: Pemahaman tentang tekanan uap sangat penting dalam banyak situasi praktis, seperti dalam pengembangan bahan bakar, persiapan makan dan bahkan dalam mengendalikan kelembapan tanah di pertanian.

Latihan

1. Jelaskan pengaruh penambahan zat terlarut tak volatil dalam pelarut volatil pada tekanan uap pelarut.

2. Berikan contoh dalam kehidupan sehari-hari yang menggambarkan penerapan Hukum Raoult.

3. Seorang siswa mencampur 500 g air (murni) dan 500 g etanol (murni). Tekanan uap air murni adalah 23,8 mmHg pada 25 °C dan tekanan uap etanol murni adalah 59 mmHg pada suhu yang sama. Dengan asumsi sistem ideal, berapakah tekanan uap sistem setelah pencampuran? (Diberikan: Bobot air = 18 g/mol; bobot etanol = 46 g/mol).