Penurunan Titik Beku Larutan Elektrolit Dan Non Elektrolit
Membaca InformasiPENURUNAN TITIK BEKU
Molekul-molekul
air dalam air selalu dalam keadaan bergerak secara acak (random). Hal ini
menyebabkan molekul-molekul air dalam air memiliki energi kinetik (EK) dengan
harga tertentu. Molekul-molekul air dalam air berinteraksi satu dengan yang
lain. Interaksi ini menghasilkan gaya kimia, yaitu ikatan hidrogen dan gaya
london. Gaya kimia ini merupakan gaya tarik
dan menyebabkan air memiliki energi potensial (EP). Jadi molekul-molekul
air memiliki baik EK maupun EP. Pada waktu air didinginkan pergerakan air
semakin lambat dan energi kinetiknya semakin kecil. Pendinginan menyebabkan
volume air menyusut, jarak rata-rata antara molekul-molekul air berkurang, gaya
antar molekulnya semakin kuat, dan energi potensialnya semakin besar. Jadi,
penurunan temperatur (suhu) memperkecil energi kinetik tetapi memperbesar
energi potensialnya.
Air
membeku menjadi es. Dalam es
molekul-molekul air dalam keadaan diam. Jadi EK air adalah nol. Berarti pada
waktu air membeku terjadi perubahan, molekul air semula bergerak secara acak
menjadi diam. Air membeku bila energi potensial air dapat mengatasi energi
kinetiknya. Pada tekanan 1 atm dan temperatur 25 0C, energi
potensial air belum dapat mengatasi energi kinetiknya, supaya air dapat membeku
maka energi potensial harus dinaikkan dan energi kinetiknya harus diturunkan. Hal ini terjadi bila temperatur air
diturunkan. Pada tekanan 1 atm, ketika temperatur mencapai 0 0C,
energi potensial air dapat mengatasi energi kinetiknya sehingga air membeku.
Membuat es dengan mendinginkan air dalam almari es adalah contoh kongkrit dari
fenomena tersebut. Titik beku merupakan temperatur pada saat terjadi
kesetimbangan antara fase padat dan fase cair suatu zat. Video berikut ini menggambarkan proses pembekuan air.
Uraian di atas berkaitan dengan proses penurunan suhu pelarut murni (air) dan juga pada saat terjadi pembekuan, kita dapat memahami konsep tersebut kaitanya dengan pengaruh gaya antar molekul yang terlibat dan juga perubahan energi potensial serta energi kinetiknya. Namun, bagaimana jika yang didinginkan dan yang dibekukan adalah larutan. Tentunya penjelasannya sedikit berbeda karena dalam larutan terdapat zat terlarut yang menyebabkan gaya antar molekul-molekul dalam larutan juga berbeda apabila kita bandingkan dengan air murni.
Pada
waktu larutan membeku, maka yang pertamakali membeku adalah pelarutnya dan
bagian yang belum membeku merupakan larutan dengan konsentrasi yang lebih
tinggi dibandingkan dengan konsentrasi awalnya. Dalam larutan, dengan zat
terlarut nonvolatil, partikel-partikel zat terlarut yang berupa ion-ion atau molekul-molekul,
menempati ruang antara molekul-molekul pelarut. Hal ini memperbesar jarak
rata-rata antara molekul-molekul pelarut, sehingga memperlemah gaya kimia yang
teradi antara mereka serta menurunkan energi potensilanya.
Untuk larutan dengan pelarut air, pada 1 atm dan 0 0C energi potensial pelarut lebih kecil dibandingkan dengan energi potensial air murni pada kondisi yang sama, sehingga energi potensial pelarut belum dapat mengatasi energi kinetiknya. Akibatnya, pada 1 atm dan 0 0C, larutan belum membeku. Supaya larutan membeku maka energi potensial molekul-molekul pelarut harus dinaikkan, sedangkan energi kinetiknya harus diturunkan. Hal ini dapat dilakukan dengan menurunkan temperatur. Pada temperatur dibawah 0 0C energi potensial molekul-molekul pelarut bertambah sedangkan energi potensialnya berkurang. Sebagai akibatnya energi potensial molekul-molekul pelarut dapat mengatasi energi kinetiknya dan larutan membeku. Jadi titik beku larutan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murninya. Fenomena ini disebut dengan penurunan titik beku dan hanya terjadi apabila zat terlarut merupakan zat terlarut nonvolatil. Penurunan titik beku didefinisikan sebagai titik beku pelarut murni dikurangi titik beku larutan.
∆Tf = Tf0 - Tf
