Menjelaskan Penerapan Sifat Koligatif Di Kehidupan Sehari-hari + Soal & Pembahasan

Tujuan Pembelajaran :

Dengan mencermati beberapa contoh penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari dari berbagai sumber belajar, peserta dapat menjelaskan penggunaan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari.

Uraian Materi :

PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN DALAM KEHIDUPAN SEHARIHARI

Sifat koligatif adalah sifat-sifat fisis larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi partikel zat terlarut, tetapi tidak pada jenisnya. Sifat koligatif larutan meliputi tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik. Sifat koligatif terutama penurunan titik beku dan tekanan osmosis memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari.

A. Penerapan Penurunan Tekanan Uap

Laut mati adalah contoh dari terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut yang tidak mudah menguap. Air berkadar garam sangat tinggi ini terletak di daerah gurun yang sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan dengan laut bebas, sehingga konsentrasi zat terlarutnya semakin tinggi.

Pada saat berenang di laut mati, kita tidak akan tenggelam karena konsentrasi zat terlarutnya yang sangat tinggi. Hal ini tentu saja, dapat dimanfaatkan sebagai sarana hiburan atau rekreasi bagi manusia. Penerapan prinsip yang sama dengan laut mati dapat kita temui di beberapa tempat wisata di Indonesia yang berupa kolam apung.

B. Penerapan Penurunan Titik Beku

1. Membuat Campuran Pendingin

Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di bawah 0°C. Cairan pendingin digunakan pada pabrik es, juga digunakan untuk membuat es putar. Cairan pendingin dibuat dengan melarutkan berbagai jenis garam ke dalam air.

2. Antibeku pada Radiator Mobil

Di daerah beriklim dingin, air radiator mudah membeku. Jika keadaan ini dibiarkan, maka radiator kendaraan akan cepat rusak. Dengan penambahan etilen glikol ke dalam air radiator diharapkan titik beku air dalam radiator menurun, atau air tidak mudah membeku.

3. Antibeku dalam Tubuh Hewan

Hewan-hewan yang tinggal di daerah beriklim dingin, seperti beruang kutub, memanfaatkan prinsip sifat koligatif larutan penurunan titik beku untuk bertahan hidup. Darah ikan-ikan laut mengandung zat-zat antibeku yang mempu menurunkan titik beku air hingga 0,8°C. Dengan demikian, ikan laut dapat bertahan di musim dingin yang suhunya mencapai 1,9°C karena zat antibeku yang dikandungnya dapat mencegah pembentukan kristal es dalam jaringan dan selnya. Hewan-hewan lain yang tubuhnya mengandung zat antibeku antara lain serangga, ampibi, dan nematoda. Tubuh serangga mengandung gliserol dan dimetil sulfoksida, ampibi mengandung glukosa dan gliserol darah sedangkan nematoda mengandung gliserol dan trihalose.

4. Antibeku untuk Mencairkan Salju

Di daerah yang mempunyai musim salju, setiap hujan salju terjadi, jalanan dipenuhi es salju. Hal ini tentu saja membuat kendaraan sulit untuk melaju. Untuk mengatasinya, jalanan bersalju tersebut ditaburi campuran garam NaCl dan CaCl₂ yang dapat mencairkan salju. Semakin banyak garam yang ditaburkan, akan semakin banyak pula salju yang mencair.

C. Penerapan Kenaikan Titik Didih

1. Menentukan Massa Molekul Relatif (Mr)

Pengukuran sifat koligatif larutan dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif zat terlarut. Hal itu dapat dilakukan karena sifat koligatif bergantung pada konsentrasi zat terlarut. Dengan mengetahui massa zat terlarut (G) serta nilai kenaikan titik didihnya, maka massa molekul relatif zat terlarut itu dapat ditentukan.

2. Penggunaan Panci Presto

Secara teori, air akan mendidih pada suhu 100°C pada tekanan 1 atm, karena panci presto terbuat dari bahan stainless yang tebal dan kuat serta mempunyai tutup yang rapat, maka uap air yang dihasilkan saat proses pendidihan tidak mungkin keluar dan hanya terkumpul dalam panci presto. Air yang terkumpul inilah yang membuat tekanan air dalam panci presto naik, yang menyebabkan temperatur didihnya juga naik menjadi lebih dari 100°C.

Oleh karena itu, panci presto mampu melunakkan daging maupun tulang (atau duri) yang sedang dimasak dalam waktu yang relatif lebih singkat. Sebagai pengaman, maka pada panci presto terdapat katup pengaman yang berfungsi untuk melepaskan tekanan uap pada saat berlebihan, hal ini karena panci presto menggunakan tutup yang rapat, sehingga uap air tidak dapat keluar. Pada waktu tertentu alat ini mencapai ambang batas atau standar dimulainya perhitungan lama pemasakan, yang ditandai bunyi berdesis karena uap air melewati savety valve.

3. Distilasi

Distilasi adalah proses pemisahan senyawa dalam suatu larutan dengan cara pendidihan. Larutan yang akan dipisahkan dengan zat terlarutnya, suhunya dinaikkan secara perlahan agar zat terlarut menguap dan dapat dipisahkan dengan pelarutnya.

Jadi sangat penting sekali mengetahui titik didih zat terlarut agar waktu yang diperlukan untuk mendidihkan larutan tersebut dapat diketahui. Kenaikan titik didih juga digunakan untuk mengklasifikasikan bahan bakar yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

D. Penerapan Tekanan Osmosis

1. Mengontrol Bentuk Sel

Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang sama disebut isotonik. Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah daripada larutan lain disebut hipotonik. Sedangkan larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih tinggi daripada larutan lain disebut hipertonik. Contoh larutan isotonik adalah cairan infus yang dimasukkan ke dalam darah. Cairan infus harus isotonik dengan cairan intrasel agar tidak terjadi osmosis, baik ke dalam ataupun ke luar sel darah. Dengan demikian, sel-sel darah tidak mengalami kerusakan.

2. Mesin Cuci Darah

Pasien penderita gagal ginjal harus menjalani terapi cuci darah. Terapi menggunakan metode dialisis, yaitu proses perpindahan molekul kecil-kecil, seperti urea melalui membran semipermeabel dan masuk ke cairan lain, kemudian dibuang. Membran tak dapat ditembus oleh molekul besar, seperti protein sehingga akan tetap berada di dalam darah.

3. Pengawetan Makanan

Sebelum teknik pendinginan untuk mengawetkan makanan ditemukan, garam dapur digunakan untuk mengawetkan makanan. Garam dapat membunuh mikroba penyebab makanan busuk yang berada di permukaan makanan.

4. Membasmi Lintah

Garam dapur dapat membasmi hewan lunak, seperti lintah. Hal ini karena garam yang ditaburkan pada permukaan tubuh lintah mampu menyerap air yang ada dalam tubuh, sehingga lintah akan kekurangan air dalam tubuhnya.

5. Penyerapan Air oleh Akar Tanaman

Tanaman membutuhkan air dari dalam tanah. Air tersebut diserap oleh tanaman melalui akar. Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga memiliki konsentrasi lebih tinggi daripada air di sekitar tanaman sehingga air dalam tanah dapat diserap oleh tanaman.

6. Desalinasi Air Laut Melalui Osmosis Balik

Osmosis balik adalah perembesan pelarut dari larutan ke pelarut, atau dari larutan yang lebih pekat ke larutan yang lebih encer. Osmosis balik terjadi jika kepada larutan diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmotiknya.

Osmosis balik digunakan untuk membuat air murni dari air laut. Dengan memberi tekanan pada permukaan air laut yang lebih besar daripada tekanan osmotiknya, air dipaksa untuk merembes dari air asin ke dalam air murni melalui selaput yang permeabel untuk air, tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut. Tanpa tekanan yang cukup besar, air secara spontan akan merembes dari air murni ke dalam air asin. Penggunaan lain dari osmosis balik yaitu untuk memisahkan zat-zat beracun dalam air limbah sebelum dilepas ke lingkungan bebas.

Soal dan Pembahasan :

Soal + Pembahasan No. 1

Banyak minuman berlabel ”isotonik” beredar di pasaran. Untuk membuktikannya, maka dilakukan dengan menentukan titik didih dan titik beku minuman tersebut yang dibandingkan dengan larutan infus. Pemakaian larutan infus sebagai pembanding karena...

A. berisotonik dengan larutan standar tubuh

B. mudah diperoleh dan terjaga higienitasnya

C. mengandung garam fisiologis yang pekat

D. mengandung larutan elektrolit kuat

E. mengandung garam yang dapat mengion

Pembahasan :

Larutan infus adalah larutan yang berisi larutan NaCl 0,15 M. Pemilihan infus dikarenakan di dalamnya terdapat kandungan garam fisiologis yang memiliki kepekatan yang sama terhadap larutan standar dalam tubuh manusia, sehingga diasumsikan cairan infus berisotonik dengan larutan standar dalam tubuh manusia. Jadi, bila minuman isotonik tersebut memiliki tekanan osmosis yang setara dengan infus, berarti secara tidak langsung minuman isotonik tersebut isotonis terhadap larutan standar dalam tubuh.

JAWABAN : A

Soal + Pembahasan No. 2

Pada saat berenang di laut mati, kita tidak akan tenggelam karena konsentrasi zat terlarutnya yang sangat tinggi. Hal ini karena di dalam laut mati airnya mengandung kadar garam yang tinggi yang tidak mudah menguap, sehingga terjadi...

A. penurunan tekanan uap terlarut

B. penurunan tekanan uap zat terlarut

C. penurunan titik beku zat terlarut

D. kenaikan titik didih zat terlarut

E. terjadi hipertonik di dalam air laut mat

Pembahasan :

Laut mati adalah contoh dari terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut yang tidak mudah menguap. Air berkadar garam sangat tinggi ini terletak di daerah gurun yang sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan dengan laut bebas, sehingga konsentrasi zat terlarutnya semakin tinggi. Oleh karena itu ketika kita berenang di laut mati, tidak akan tenggelam karena konsentrasi zat terlarutnya yang sangat tinggi.

JAWABAN : B

Soal + Pembahasan No. 3

Berikut ini beberapa peristiwa yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari:

a. penambahan etilen glikol pada radiator mobil

b. sistem kerja mesin cuci darah

c. darah beruang kutub tidak membeku

d. pengawetan makanan

e. desalinasi air laut

f. memasak ayam presto

Peristiwa yang merupakan penerapan tekanan osmosis adalah...

A. a, b, dan c

B. a, c, dan d

C. b, c, dan f

D. b, d, dan e

E. c, e, dan f

Pembahasan :

Penambahan etilen glikol pada radiator mobil (a) dan darah beruang kutub tidak membeku (c) merupakan penerapan sifat kolifatif “penurunan titik beku”.

Sistem kerja mesin cuci darah (b), pengawetan makanan (d), dan desalinasi air laut (e) merupakan penerapan sifat koligatif “tekanan osmosis”.

Memasak ayam presto (f) merupakan penerapan sifat koligatif “kenaikan titik didih”.

JAWABAN : D

Sumber pustaka :

Supriano. 2019. Bahan Ajar Kimia. Jakarta : Kemdikbud