materi penurunan tekanan uap larutan

Tekanan uap jenuh
Molekul yang berada di permukaan liquid memiliki gaya ikat yang lebih lemah dibanding dengan molekul yang berada di kedalaman liquid. Oleh karena itu molekul yang berada di permukaan lebih mudah menguap pada keadaan dibawah titik didihnya, proses ini disebut dengan evaporasi.

Guna bisa memahami apa itu ‘tekanan uap’ maka kita terlebih dahulu harus paham apa yang disebut dengan kesetimbangan dinamis. Jika kamu punya segelas air dan kamu biarkan di luar ruangan sampai waktu tertentu, maka air di dalam gelas akan berkurang karena sebagaian air menguap. Jika proses ini diteruskan maka air dalam gelas lama kelamaan akan habis.

Air didalam gelas yang dibiarkan di luar ruangan merupakan sistem terbuka. Dengan demikian tekanan uap air tidak akan pernah mencapai tekanan uapnya karena molekul air menguap bebas ke udara.

Namun berbeda jika kita punya air di dalam gelas dalam keadaan tertutup dan kita biarkan untuk jangka waktu tertentu. Pada prosesnya tinggi permukaan air akan berkurang disebabkan terdapat sebagian molekul air yang menguap hingga ada pada saatnya dimana tinggi permukaan air akan stabil. Pada keadaan ini maka air dan uapnya kita katakan dalam keadaan kesetimbangan dinamis. Artinya laju pembentukan uap air akan sama dengan laju uap air yang terkondensasi. Dalam keadaan seperti ini maka tekanan parsial uap air yang ada di dalam gelas akan bernilai konstan, tekanan uap inilah yang disebut sebagai ‘tekanan uap jenuh’.

sistem kesetimbangan dinamis air di dalam sistem tertutup

Tekanan uap larutan
Menambahkan zat terlaut yang tidak mudah menguap (non volatil) ke dalam suatu pelarut akan menurunkan tekanan uap pelarut tersebut. Fenomena ini dapat dengan mudah kita pahami dengan mengamati gambar di bawah ini.

kenapa larutan memiliki tekana uap lebih rendah dibandingkan tekanan uap murni pelarutnya

Gambar (a) adalah air murni di dalam sistem tertutup yang berada dalam kesetimbangan dinamis. Gambar (b) kita menambahkan glukosa pada air tersebut kemudian kia biarkan sistem mencapai kesetimbangan dinamis. Gambar (c) larutan glukosa mencapai kesetimbangan dinamis, dimana molekul air yang menguap lebih sedikit dibanding dengan pelarut murninya pada gambar (a).

Dari gambar diatas dapat kita simpulkan bahwa dengan penambahan molekul yang tidak mudah menguap pada suatu pelarut maka tekanan uap pelarut akan berubah menjadi lebih kecil. Perdebaan tekanan uang inilah yang disebut dengan sifat koligatif penurunan tekanan uap.

Bagaiamana pengaruh zat terlarut sehingga bisa mengurangi tekanan uap pelarut?
Kita ambil contoh larutan glukosa diatas. Pada permukaan larutan glukosa maka tidak hanya terdapat molekul air namun juga terdapat molekul glukosa. Ini berarti jumlah molekul air yang ada di atas permukaan akan berkurang jika dibandingkan dengan jumlah molekul air pada wadah yang hanya berisi air saja (dengan asumsi luas permukaannya sama, gambar a), karena berkurangnya jumlah molekul pelarut di permukaan ini maka secara langsung akan berpengaruh terhadap jumlah molekul yang dapat mengalami evaporasi. Ahasil akan berpengaruh terhadap tekanan uapnya.

Hukum Raoult

Francois Marie Raoult mempelajari hubungan antara tekanan uap dengan konsentrasi zat terlarut. Raoult menyatakan bahwa tekanan uap parsial komponen yang terdapat dalam campuran ideal adalah tekanan uap murni komponen tersebut dikalikan dengan fraksi molnya.  Campuran ideal adalah campuran dimana interaksi intermolekular antar molekul di dalam campuran dianggap sama.

Dengan Pa adalah tekanan uap komponen A, Xa adalah fraksi mol komponen A, dan PoA adalah tekanan uap murni komponen A. Jika didalam larutan hanya terdapat satu komponen maka Xa+Xb = 1 dan Xa = 1-Xb, oleh sebab itu persamaan diatas dapat diubah menjadi,

persamaan raoult

Persamaan diatas dapat diubah untuk mendapatkan penurunan tekanan uap larutan sebagai berikut,

persamaan penurunan tekanan uap larutan

Jadi penurunan tekanan uap larutan dpat dihitung dengan mengkalikan antara fraksi mol zat terlarut dengan tekanan uap murni pelarutnya.

Referensi:

https://brilliant.org/wiki/vapor-pressure-and-raoults-law/