Kenaikan Titik Didih

Dasar Teori 

Suhu dimana cairan mendidih dinamakan titik didih.
Jadi, titik didih adalah temperatur dimana tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer. Selama gelembung terbentuk dalam cairan, berarti selam cairan mendidih, tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer, karena tekanan uap adalah konstan maka suhu dan cairan yang mendidih akan tetap sama. Penambahan kecepatan panas yang diberikan pada cairan yang mendidih hanya menyebabkan terbentuknya gelembung uap air lebih cepat. Cairan akan lebih cepat mendidih, tapi suhu didih tidak naik. Jelas bahwa titik didih cairan tergantung dari besarnya tekanan atmosfer(Brady, 1999 : 540).

Titik didih merupakan satu sifat lagi yang dapat digunakan untuk memperkirakan secara tak langsung berapa kuatnya gaya tarik antara molekul dalam cairan. Cairan yang gaya tarik antar molekulnya kkuat, titik didihnya tinggi dan sebaliknya bila gaya tarik lemah, titik didihnya rendah (Brady, 1999 : 541).

Pendidihan merupakan hal yang sangat khusus dari penguapan. Pendidihan adalah pelepasan cairan dari tempat terbuka ke fase uap. Suatu cairan dikatakan mendidih pada titik didihnya, yaitu bila suhu dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer sekitarnya. Pada titik didih, tekanan uap cairan cukup besar sehingga atmosfer dapat diatasi hingga gelembung uap dapat terbentuk dipermukaan cairan yang diikuti penguapan yang terjadi di setiap titik dalam cairan. Pada umumnya, molekul dapat menguap bila dua persyaratan dipenuhi, yaitu molekul harus cukup tenaga kinetik dan harus cukup dekat dengan batas antara cairan-uap (Petrucci, 2000 : 175).

Bila dalam larutan biner, komponen suatu mudah menguap (volatile) dan komponen lain sukar menguap (non volatile), makin rendah. Dengan adanya zat terlarut tekanan uap pelarut akan berkurang dan ini mengakibatkan kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan uap osmose. Keempat sifat ini hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut dan tidak ditentukan oleh jenis zat terlarut. Seperti telah disebutkan, sifat-sifat ini disebut sifat koligatif larutan. Adanya zat terlarut (solute) yang sukar menguap (non volatile), tekanan uap dari larutan turun dan ini akan menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi dari pada titik didih pelarutnya. Ini disebabkan karena untuk mendidih, tekanan uap larutan sama dengan tekanan udara dan untuk temperatur harus lebih tinggi (Sukardjo, 1990 : 152).

Titik didih suatu larutan dapat lebih tinggi ataupun lebih rendah dari titik didih pelarut, bergantung pada kemudahan zat terlarut tersebut menguap. Selisih titik didih larutan dengan titik didih pelarut disebut kenaikan titik didih ( ΔTb ).

ΔTb = titik didih larutan – titik didih pelarut

Menurut hukum Raoult, besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan hasil kali dari molalitas larutan (m) dengan kenaikan titik didih molal (Kb). Oleh karena itu, kenaikan titik didih dapat dirumuskan seperti berikut.

ΔT = Kb .  m

Keterangan:

 ΔT = kenaikan titik didih molal

Kb = tetapan kenaikan titik didih molal

m = molalitas larutan

Hukum Roult

Tekanan parsial uap komponen yang mudah menguap dari larutan sama dengan tekanan uap murni dikali fraksi molalnya.

Bila dalam larutan biner, komponen suatu mudah menguap (volatile) dan komponen lain sukar menguap (non volatile), makin rendah. Dengan adanya zat terlarut tekanan uap pelarut akan berkurang dan ini mengakibatkan kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan uap osmose. Keempat sifat ini hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut dan tidak ditentukan oleh jenis zat terlarut. Seperti telah disebutkan, sifat-sifat ini disebut sifat koligatif larutan. Adanya zat terlarut (solute) yang sukar menguap (non volatile), tekanan uap dari larutan turun dan ini akan menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi dari pada titik didih pelarutnya. Ini disebabkan karena untuk mendidih, tekanan uap larutan sama dengan tekanan udara dan untuk temperatur harus lebih tinggi

Dalam dunia industry, kenaikan titik didih sangat diperlukan pemahaman mengenai kenaikan titik didih. Banyak kegiatan industry yang menerapkan ilmu kenaikan titik didih. Oleh karena itu penting untuk melakukan percobaan ini untuk meningkatkan pemahaman mengenai kenaikan titik didih untuk diterapkan di dunia industry.

Setiap zat cair pada suhu tertentu mempunyai tekanan uap jenuh tertentu dan mempunyai harga yang tetap. Zat cair akan mendidih dalam keadaan terbuka jika

tekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan atmosfer. Pada saat udara mempunyai tekanan 1 atm, air mendidih pada suhu 100°C, tetapi jika dalam zat cair itu dilarutkan suatu zat, maka tekanan uap jenuh air itu akan berkurang. Penurunan tekanan uap jenuh larutan yang lebih rendah dibanding tekanan uap jenuh pelarut murni menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni.

Diagram penurunan tekanan uap, titik beku, dan kenaikan titik didih

Selisih antara titik didih suatu larutan dengan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih larutan (ΔTb).

ΔTb = Tb larutan −Tb pelarut murni

Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat bahwa tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni. Hal ini menyebabkan penurunan titik beku

larutan lebih rendah dibandingkan dengan penurunan titik beku pelarut murni. Selisih temperatur titik beku larutan dengan titik beku pelarut murni disebut penurunan titik

beku (ΔTf).

ΔTf = Tf pelarut murni −Tf larutan

Menurut Hukum Backman dan Raoult bahwa penurunan titik beku dan kenaikan titik didih berbanding langsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya.

Hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

ΔTb = m×Kf

ΔTf = m×Kf

Keterangan:

ΔTb = kenaikan titik didih

Kb = tetapan kenaikan titik didih molal

ΔTf = penurunan titik beku

Kf = tetapan titik beku molal

m = molalitas

Syarat Hukum Backman dan Raoult adalah sebagai berikut.

a. Rumus di atas berlaku untuk larutan nonelektrolit.

b. ΔTb tidak berlaku untuk larutan yang mudah menguap.

c. Hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer, pada larutan yang pekat terdapat penyimpangan.

Tekanan Osmosis

Osmosis adalah proses merembesnya atau mengalirnya pelarut ke dalam larutan melalui selaput semipermiabel. Proses perembesan hanya terjadi dari larutan yang mempunyai konsentrasi yang kecil ke dalam larutan berkonsentrasi besar atau peristiwa mengalirnya molekul-molekul zat pelarut dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat. Selaput permeabel merupakan selaput yang hanya dapat dilewati oleh partikel-partikel dengan ukuran tertentu. Tekanan osmosis atau osmosa adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan aliran pelarut ke dalam larutan.

Besarnya tekanan Osmosis larutan oleh Van’t Hoff, dinyatakannya dengan rumus:

∏ = M R T

∏ = tekanan osmotik larutan (atmosfir)

M = molaritas larutan (mol/L)                              

R = konstanta gas = 0,08205 L atm mol-1 K-1

T = suhu mutlak (°C + 273) K