Sifat Koligatif Larutan : Penurunan Titik Beku

Sifat Koligatif Larutan : Penurunan Titik Beku

Penurunan titik beku terjadi ketika titik beku cairan diturunkan atau tertekan dengan menambahkan senyawa lain ke dalamnya. Larutan nya memiliki titik beku lebih rendah daripada larutan pelarut murni.

Contoh Penurunan Titik Beku
Misalnya, titik beku air laut lebih rendah daripada air murni. Titik beku air yang telah ditambahkan antibeku lebih rendah daripada air murni. Titik beku vodka lebih rendah daripada air murni. Vodka dan minuman beralkohol tinggi lainnya biasanya tidak membeku di lemari pendingin rumah. Namun, titik bekunya lebih tinggi daripada etanol murni (-173,5 ° F atau -114,1 ° C). Vodka dapat dianggap sebagai larutan etanol (zat terlarut) dalam air (pelarut). Ketika mempertimbangkan penurunan titik beku, maka kita lihat titik beku pelarut.

Sifat Koligatif Materi
Penurunan titik beku adalah sifat koligatif materi. Sifat koligatif tergantung pada jumlah partikel yang ada, bukan pada jenis partikel atau massanya. Jadi, misalnya, jika kedua kalsium klorida (CaCl₂) dan natrium klorida (NaCl) benar-benar larut dalam air, kalsium klorida akan menurunkan titik beku lebih dari natrium klorida karena akan menghasilkan tiga partikel (satu ion kalsium dan dua ion klorida ), sedangkan natrium klorida hanya akan menghasilkan dua partikel (satu natrium dan satu ion klorida).

Persamaan Penurunan Titik beku
Penurunan titik beku dapat dihitung menggunakan persamaan Clausius-Clapeyron dan hukum Raoult. Dalam larutan ideal encer titik beku adalah:

Titik beku larutan_total = Titik beku larutan – ΔTf

dimana ΔTf = molalitas * Kf * i

K_f = konstanta titik beku air (1,86 ° C kg / mol )

i = Faktor Van’t Hoff

Konstanta penurunan titik beku  bergantung pada pelarut. Misalnya, berikut ini adalah konstanta untuk beberapa pelarut yang umum:

Contoh 1 :

Berapa titik beku larutan 0,33 m zat yang tidak mudah menguap non elektrolit yang dilarutkan dalam benzena?

Contoh 2 :

Berapakah titik beku dari larutan 1,0 g gliserin, C₃H₅(OH)₃ (Mr = 92), dalam 50 gram air? asumsikan larutan ini adalah larutan ideal.

ΔTf = Kf x m

ΔTf = 1,86 x 0,2 = 3,72

Titik bekuh larutan = titik beku air – ΔTf

Titik beku larutan = 0 – 3,72 = – 3,7

Untuk contoh soal-soal lain dan lebih lengkap bisa di SINI

Penurunan Titik Beku dalam Kehidupan Sehari-hari
Penurunan titik beku memiliki aplikasi yang menarik dan berguna. Ketika garam diletakkan di jalan yang tertutup es, garam bercampur dengan sedikit air cair untuk mencegah es leleh dari pembekuan ulang.

Jika kita mencampur garam dan es dalam mangkuk atau tas, proses yang sama membuat es dingin, yang berarti itu dapat digunakan untuk membuat es krim. Penurunan titik beku juga menjelaskan mengapa vodka tidak membeku di freezer.

Natrium klorida dan garam golongan IIA, kalsium dan magnesium klorida sering digunakan untuk menghilangkan es di jalan raya dan trotoar, karena fakta bahwa larutan salah satu garam ini akan memiliki titik beku lebih rendah dari 0 ° C, titik beku air murni. Garam logam golongan IIA sering dicampur dengan natrium klorida (“garam batu”) yang lebih murah dan lebih mudah tersedia untuk digunakan di jalan raya, karena cenderung kurang korosif daripada NaCl, dan memberikan penurunan titik beku yang lebih besar,karena mereka berdisosiasi menghasilkan tiga partikel per unit rumus, bukan dua partikel seperti natrium klorida.

Karena senyawa ionik ini cenderung mempercepat korosi logam, senyawa ini bukanlah pilihan yang bijak untuk digunakan sebagai antibeku untuk radiator di mobil atau untuk menghilangkan es pada pesawat sebelum lepas landas. Untuk aplikasi ini, senyawa kovalen, seperti etilen atau propilen glikol, sering digunakan. Glikol yang digunakan dalam cairan radiator tidak hanya menurunkan titik beku cairan, tetapi juga meningkatkan titik didih, membuat cairan berguna baik di musim dingin maupun musim panas. Glikol yang dipanaskan sering disemprotkan ke permukaan pesawat sebelum lepas landas dalam cuaca buruk di musim dingin untuk menghilangkan es yang telah terbentuk dan mencegah pembentukan lebih banyak es, yang akan sangat berbahaya jika terbentuk pada permukaan kendali pesawat

Diagram Fase untuk Larutan dari Non elektrolit
Sifat koligatif pada tekanan uap, titik didih, dan titik beku yang dijelaskan di bagian sebelumnya diringkas dengan mudah dengan membandingkan diagram fase untuk cairan murni dan larutan yang diturunkan dari cairan tersebut. Diagram fasa untuk air dan larutan berair ditunjukkan pada Gambar di bawah

Kurva uap-cair untuk larutan terletak di bawah kurva yang sesuai untuk pelarut, yang menggambarkan penurunan tekanan uap, ΔP, yang dihasilkan dari pelarutan zat terlarut yang tidak mudah menguap. Akibatnya, pada tekanan tertentu, titik didih larutan diamati pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu pelarut murni, yang mencerminkan ketinggian titik didih, ΔTb, terkait dengan keberadaan zat terlarut nonvolatil.

Kurva padat-cair untuk larutan dipindahkan ke kiri dari untuk pelarut murni, mewakili penurunan titik beku, Tf, yang menyertai pembentukan larutan. Kurva gas padat untuk pelarut dan larutannya identik. Ini adalah kasus untuk banyak larutan yang terdiri dari pelarut cair dan zat terlarut nonvolatil. Sama seperti penguapan, ketika larutan semacam ini dibekukan, sebenarnya hanya molekul pelarut yang mengalami transisi cair-ke-padat, membentuk pelarut padat murni yang tidak termasuk spesies zat terlarut. Fase padat dan gas, oleh karena itu, terdiri dari pelarut saja, dan transisi antara fase ini tidak tunduk pada efek koligatif.