materi tekanan osmotik sma kelas 12

Osmosis
Osmosis adalah proses mengalirnya cairan melalui membran semipermiabel, membran semipermiabel adalah membran dimana dapat melewatkan molekul pelarut namun terlalu kecil untuk dapat dilewati oleh zat terlarut yang ukuran molekulnya besar.

Ok, kita lakukan percobaan dengan menggunakan pipa U dimana dibagian tengah dari pipa U ini kita beri membran semipermiabel. Pada awal percobaan sebelah kiri pipa diisi dengan air, sedangkan disebelah sisi kanan pipa U kita isia dengan larutan gklukosa encer (molekul glukosa digambarkan dengan bola warna hijau). Cairan dikedua sisi awalnya memiliki ketinggian yang sama.

pipa u yang dihubungkan dengan membran semipermiabel

Perhatian kita kita fokuskan pada membran semipermiabel. Disisi kiri permukaan membran semipermiabel akan terhubung dengan molekul air saja sebab disebelah kiri hanya terdapat air murni. Sebaliknya disisi kanan membran semipermiabel permukaannya terdapat molekul air dan molekul glukosa. Oleh sebab itu terdapat perbedaan jumlah molekul air yang ada disisi kiri dan kanan permukaan membran.

Akibatnya maka molekul air yang bisa lolos menembus membran semipermiabel dari sisi kiri akan lebih banyak di bandingkan dari sisi kanan. Digambarkan dengan anak panah yang lebih panjang ke kanan dibandingkan arah sebaliknya. Konsekuensi dari peristiwa ini adalah ketinggian cairan di sebelah kanan akan bertambah.


Proses migrasi pelarut dari kedua sisi ini kita sebut sebagai aliran osmosis atau lebih umum disebut sebagai osmosis. Gaya apa yang menyebabkan molekul pelarut bisa menembus membran? Tidak ada gaya yang melibatkan peristiwa ini, kecuali energi thermal yang dimiliki oleh molekul itu sendiri. Proses osmosis sebenarnya adalah peristiwa statistik sederhana dimana kumpulan gerakan acak molekul dimana menyebabkan molekul berpindah dari konsentrasi yang lebih tinggi.

proses kesetimbangan osmotik

Hingga pada akhirnya ketinggian cairan akan stabil saat sistem mengalami kesetimbangan. Perbedaan ketinggian ini mencerminkan tekanan osmotik larutan dimana dalam keadaan ini laju mengalirnya molekul pelarut dari sisi kanan dan kiri adalah sama (digambarkan dengan anak panah yang ukurannya sama).

Dengan mengaplikasikan tekanan dari luar dimana besarnya sama dengan tekanan osmotik larutan glukosa awal diatas untuk sisi pipa U disebelah kanan, maka akan membalikan aliran molekul pelarut ke sisi kiri hingga permukaan kedua cairan kembali seperti semula. Dalam keadaan seperti ini sistem berada dalam kesetimbangan osmotik.

proses tekanan osmotik

Tekanan yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan osmotik diatas disebut sebagai ‘tekanan osmotik’. Tekanan osmotik adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan laju osmosis bukan untuk menopang sistem osmosis itu sendiri. Perlu diingat juga bahwa tekanan dengan besar tertentu ini harus di aplikasikan terhadap larutan guna mencegah aliran pelarut menuju ke area larutan melalui membran semipermiabel.


Ilmuwan Belanda Jacobus Van’t Hoff (1852-1911) menemukan persamaan yang menghubungkan antara tekanan osmositik dengan jumlah mol partikel (n) yang terdapat di dalam sejumlah volume tertentu larutan (V), persamaan ini dikenal dengan nama ‘van’t Hoff equation’

persamaan van't hoff untuk tekanan osmotik

dimana lambang Phi merupakan huruf Yunani yang ekuivalen dengan P, R adalah konstanta gas, dan T adalah suhu absolut. Jika kita lihat persamaan diatas mirip dengan persamaan gas ideal PV = nRT. Banyak sekali usaha pada akhir tahun 1900an untuk menggali kemiripin rumus tekanan osmotik diatas dengan ‘hukum gas ideal’, namun kenyataannya persamaan van’t Hoff adalah persamaan yang paling dekat untuk menghitung tekanan osmotik larutan. Persamaan ini diturunkan dari perhitungan yang rumit oleh van’t Hoff. Persamaan van’t Hoff ini hanya berlaku untuk larutan ideal (larutan dengan konsentrasi encer).

Menurut persamaan van’t Hoff diatas larutan ideal dengan 1 mol zat terlarut dalam 1 liter larutan pada suhu 0 derajat celcius akan memiliki tekanan osmotik sebesar 22,4 atm.


Disebabkan n/V merujuk pada konsentrasi larutan dalam satuan molaritas maka persamaan van’t Hoff diatas dapat dirubah menjadi seperti berikut,

rumus tekanan osmotik sifat koligatif

Referensi:
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_Chem1_(Lower)/08%3A_Solution_Chemistry/8.5%3A__Colligative_Properties_-_Osmotic_Pressure