Rumus penurunan tekanan uap, pahami pengertian, indikator, dan cara mudah menghitungnya

Brilio.net - Penurunan tekanan uap adalah salah satu sifat koligatif larutan yang menyatakan bahwa tekanan uap larutan akan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni. Penurunan tekanan uap terjadi karena adanya zat terlarut yang tidak mudah menguap, sehingga mengurangi jumlah molekul pelarut yang dapat berpindah dari fase cair ke fase gas.

Untuk menghitung penurunan tekanan uap suatu zat maka dibutuhkan rumus penurunan tekanan uap. Dimana penurunan tekanan uap dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang dikenal sebagai hukum Raoult, yang menyatakan bahwa penurunan tekanan uap sebanding dengan fraksi mol zat terlarut.

Nah, pada artikel ini brilio.net mengulas pengertian, rumus, dan contoh soal tentang rumus penurunan tekanan uap. Nggak sampai situ, brilio.net juga akan memberikan latihan soal dan pembahasannya sehingga kamu mudah mempelajari materi fisika terutama tentang rumus penurunan tekanan uap.

Berikut ulasan lengkap rumus penurunan tekanan uap, pahami pengertian, indikator, dan cara mudah menghitungnya yang dilansir brilio.net dari berbagai sumber pada Rabu, (15/11). Yuk simak selengkapnya!

 

 

 

 

Pengertian rumus penurunan tekanan uap.

foto: freepik.com

Penurunan tekanan uap mengacu pada pengurangan tekanan uap suatu zat cair dibandingkan dengan tekanan uap zat cair murni pada suhu tertentu. Fenomena ini sering kali terjadi ketika zat terlarut ditambahkan ke dalam zat cair atau ketika dua atau lebih zat cair dicampur.

Penurunan tekanan uap berkaitan erat dengan hukum Raoult dan hukum Henry dalam kimia fisika. Hukum Raoult menyatakan bahwa tekanan uap dari suatu campuran dua atau lebih zat adalah jumlah fraksi mol masing-masing zat dikalikan dengan tekanan uap murni zat tersebut. Hukum Henry berkaitan dengan kelarutan gas dalam cairan dan menyatakan bahwa tekanan uap gas yang terlarut pada suhu rendah sebanding dengan konsentrasi zat terlarut.

Penurunan tekanan uap dapat dijelaskan sebagai efek koligatif, yang berarti sifat-sifat ini hanya bergantung pada jumlah partikel dalam larutan, bukan identitas partikel tersebut.

Penerapan penurunan tekanan uap termasuk dalam berbagai aspek, seperti:

1. Pembentukan larutan: Ketika zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut, tekanan uap pelarut akan turun.

2. Penyegaran: Pada pembuatan es krim, penurunan tekanan uap larutan gula dan zat lainnya menyebabkan pendinginan larutan, membantu membekukan campuran tersebut.

3. Tekanan osmotik: Penurunan tekanan uap juga terlibat dalam tekanan osmotik, yaitu fenomena di mana pelarut bergerak melalui membran semi-permeabel dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi.

Penurunan tekanan uap adalah salah satu konsep penting dalam kimia fisika dan memiliki banyak aplikasi dalam ilmu kimia, farmasi, dan teknologi pangan.

 

Rumus penurunan tekanan uap.

foto: freepik.com

Rumus penurunan tekanan uap adalah rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya penurunan tekanan uap larutan yang disebabkan oleh adanya zat terlarut yang tidak mudah menguap. Rumus penurunan tekanan uap berdasarkan hukum Raoult adalah:

ΔP = x_BP_A0

Keterangan:

- (ΔP) adalah penurunan tekanan uap larutan, yaitu selisih antara tekanan uap pelarut murni dan tekanan uap larutan.

- (x_B) adalah fraksi mol zat terlarut dalam larutan, yaitu perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dan jumlah mol total larutan.

- (P_A0) adalah tekanan uap pelarut murni, yaitu tekanan uap yang ditimbulkan oleh pelarut jika tidak ada zat terlarut.

Rumus penurunan tekanan uap dapat digunakan untuk menghitung titik didih larutan, karena titik didih larutan adalah suhu di mana tekanan uap larutan sama dengan tekanan atmosfer. Jika tekanan uap larutan berkurang, maka suhu yang dibutuhkan untuk mencapai tekanan atmosfer akan meningkat, sehingga titik didih larutan akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni.

Indikator rumus penurunan tekanan uap.

foto: freepik.com

Indikator penurunan tekanan uap adalah alat atau metode yang digunakan untuk mengukur atau mengetahui besarnya penurunan tekanan uap larutan yang disebabkan oleh adanya zat terlarut yang tidak mudah menguap. Penurunan tekanan uap larutan merupakan salah satu sifat koligatif larutan, yaitu sifat yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan jenisnya.

Beberapa contoh indikator penurunan tekanan uap adalah:

1. Manometer, yaitu alat yang berbentuk pipa U yang berisi raksa atau cairan lain yang dapat mengukur tekanan uap dengan melihat perbedaan ketinggian cairan di kedua ujung pipa.

2. Termometer, yaitu alat yang dapat mengukur suhu dengan melihat perubahan volume atau resistansi bahan yang dipanaskan atau didinginkan. Termometer dapat digunakan untuk mengukur titik didih larutan, yang berhubungan dengan penurunan tekanan uap larutan.

3. Ebullioskop, yaitu alat yang dapat mengukur kenaikan titik didih larutan dengan membandingkan suhu larutan dan pelarut murni pada saat mendidih. Ebullioskop dapat digunakan untuk menghitung penurunan tekanan uap larutan dengan menggunakan rumus tekanan uap larutan:

ΔTb = KbmB

Keterangan:

- (ΔTb) adalah kenaikan titik didih larutan, yaitu selisih antara titik didih larutan dan titik didih pelarut murni.

- (K_b) adalah tetapan ebullioskopik, yaitu besaran yang bergantung pada jenis pelarut.

- (m_B) adalah molalitas zat terlarut, yaitu perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dan massa pelarut dalam kilogram.

Contoh soal rumus penurunan tekanan uap.

foto: freepik.com

1. Sebuah larutan dibuat dengan mencampur 40 g sukrosa ((C12H22O)) dengan 360 g air ((H_2O)). Jika tekanan uap air murni pada suhu 25 °C adalah 23,8 torr, berapakah penurunan tekanan uap larutan?

Jawaban:

- Pertama, harus mencari fraksi mol zat terlarut, yaitu sukrosa. Untuk itu, perlu mengetahui jumlah mol sukrosa dan air dalam larutan. Bisa menggunakan rumus:

n = m/M

Keterangan:

(n) adalah jumlah mol
(m) adalah massa
(M) adalah massa molar

- Dari tabel periodik, bisa mengetahui massa molar sukrosa dan air:

MC12H22O11 = 12(12) + 22(1) + 11(16) = 342 g/mol

MH2O = 2(1) + 16 = 18 g/mol

- Lalu, bisa mencari jumlah mol sukrosa dan air dengan membagi massa dengan massa molar:

nC12H22O11 = 40/342 = 0,117 mol

nH2O = 360/18 = 20 mol

- Selanjutnya, bisa mencari fraksi mol sukrosa dengan membagi jumlah mol sukrosa dengan jumlah mol total larutan:

xC12H22O11 = nC12H22O11 : nC12H22O11 + nH2O = 0,117 : 0,117 + 20 = 0,00582

- Terakhir, bisa mencari penurunan tekanan uap larutan dengan mengalikan fraksi mol sukrosa dengan tekanan uap air murni:

ΔP = xC12H22O11PH2O0 = 0,00582 × 23,8 = 0,139 torr

Jadi, penurunan tekanan uap larutan adalah 0,139 torr.

2. Sebuah larutan dibuat dengan mencampur 0,1 mol NaCl dengan 1 L air ((H_2O)). Jika tekanan uap air murni pada suhu 100 °C adalah 760 torr, berapakah penurunan tekanan uap larutan? Asumsikan bahwa NaCl terionisasi sempurna dan tidak bereaksi dengan air.

Jawaban:

- Pertama, harus mencari fraksi mol zat terlarut, yaitu NaCl. Untuk itu, perlu mengetahui jumlah mol NaCl dan air dalam larutan. Bisa menggunakan rumus:

n = m/M

Keterangan:

(n) adalah jumlah mol
(m) adalah massa
(M) adalah massa molar

- Dari tabel periodik, bisa mengetahui massa molar air:

MH2O = 2(1) + 16 = 18 g/mol

- Lalu, bisa mencari jumlah mol air dengan membagi massa dengan massa molar. Asumsikan bahwa massa jenis air adalah 1 g/mL, sehingga 1 L air setara dengan 1000 g air.

nH2O = 1000 : 18 = 55,6 mol

- Selanjutnya, bisa mencari fraksi mol NaCl dengan membagi jumlah mol NaCl dengan jumlah mol total larutan. Karena NaCl terionisasi sempurna, maka setiap mol NaCl akan menghasilkan 2 mol ion, yaitu Na^+ dan Cl^-. Oleh karena itu, jumlah mol zat terlarut adalah 2 kali jumlah mol NaCl.

xNaCl = 2nNaCl : 2nNaCl + nH2O = 2 × 0,1 : 2 × 0,1 + 55,6 = 0,00358

- Terakhir, bisa mencari penurunan tekanan uap larutan dengan mengalikan fraksi mol NaCl dengan tekanan uap air murni:

ΔP = xNaClPH2O0 = 0,00358 × 760 = 2,72 torr

Jadi, penurunan tekanan uap larutan adalah 2,72 torr.

3. Sebuah larutan dibuat dengan mencampur 0,2 mol etanol ((C_2H_5OH)) dengan 0,8 mol air ((H_2O)). Jika tekanan uap etanol murni pada suhu 78 °C adalah 760 torr dan tekanan uap air murni pada suhu yang sama adalah 440 torr, berapakah tekanan uap larutan?

Jawaban:

- Pertama, harus mencari fraksi mol zat terlarut, yaitu etanol. Untuk itu, perlu mengetahui jumlah mol etanol dan air dalam larutan.

nC2H5OH = 0,2 mol

nH2O = 0,8 mol

- Selanjutnya, bisa mencari fraksi mol etanol dengan membagi jumlah mol etanol dengan jumlah mol total larutan:

xC2H5OH = nC2H5OH : nC2H5OH + nH2O = 0,2 : 0,2 + 0,8 = 0,2

- Lalu, bisa mencari fraksi mol air dengan mengurangi fraksi mol etanol dari 1:

xH2O = 1 − xC2H5OH = 1 − 0,2 = 0,8

- Kemudian, bisa mencari tekanan uap etanol dalam larutan dengan mengalikan fraksi mol etanol dengan tekanan uap etanol murni:

PC2H5OH = xC2H5OHPC2H5OH0 = 0,2 × 760 = 152 torr

- Selanjutnya, bisa mencari tekanan uap air dalam larutan dengan mengalikan fraksi mol air dengan tekanan uap air murni:

PH2O = xH2OPH2O0 = 0,8 × 440 = 352 torr

- Terakhir, bisa mencari tekanan uap larutan dengan menjumlahkan tekanan uap etanol dan tekanan uap air dalam larutan:

P = PC2H5OH + PH2O = 152 + 352 = 504 torr

Jadi, tekanan uap larutan adalah 504 torr.