Perubahan wujud zat, baik padat, gas, dan cair, merupakan salah satu topik yang menarik pada mata pelajaran kimia. Suatu zat tersebut dapat berubah wujud jika menerima atau melepas panas/kalor. Perubahan wujud zat ini terdiri dari proses melebur, menguap, mencair, membeku, mengembun, serta menyublim. Dalam contoh yang sederhana, saat Anda memanaskan air hingga mencapai suhu tertinggi maka air akan mendidih dan berubah menjadi gas. Perubahan wujud apakah ini?
Pada materi perubahan wujud zat tersebut, siswa juga akan belajar tentang titik beku, titik leleh, titik lebur, serta titik didih. Namun, artikel ini akan berfokus tentang titik didih.
Mari kita lihat lebih jauh mengenai apa itu titik didih, apa saja yang memengaruhi titik didih, memahami kenaikan titik didih, beserta rumus kenaikan titik didih. Jika Anda merasa kesulitan dalam memahami materi kimia, bergabunglah pada kursus privat Superprof. Kami bekerja sama dengan berbagai guru pilihan yang tersebar di seluruh Indonesia.
Pengertian Titik Didih
Titik didih adalah suatu kondisi suhu saat zat cair mendidih dan berubah wujud menjadi gas. Titik didih juga dikenal sebagai titik uap. Kemudian, titik didih juga sama tingginya dengan titik embun atau suatu kondisi suhu saat gas berubah wujud menjadi cair.
Tahukah Anda bahwa air mendidih di suhu 100° C? Kenapa?
Hal ini terjadi karena suhu air yang mencapai 100° C sama dengan 760 mmHG yang mana merupakan tekanan normal di udara sekitar. Nah pertanyaannya, bisa kah air mendidih di suhu yang tidak sama dengan 100° C? Jawabannya adalah bisa, yaitu dengan mengubah tekanan di sekitar air tersebut. Ada beberapa faktor yang memengaruhi titik didih.
Ya, titik didih suatu zat ditentukan oleh tekanan eksternal dan tekanan uap zat tersebut. Tekanan eksternal adalah tekanan yang diberikan oleh udara atau atmosfer di atas permukaan zat cair. Semakin tinggi tekanan eksternal, semakin tinggi titik didih suatu zat. Sebaliknya, semakin rendah tekanan eksternal, semakin rendah titik didih suatu zat. Hal ini terjadi karena tekanan eksternal menentukan seberapa mudah molekul-molekul cair menguap ke udara.
Contohnya, pada ketinggian yang lebih tinggi seperti di pegunungan, tekanan atmosfer lebih rendah daripada di dataran rendah. Oleh karena itu, air akan mendidih pada suhu lebih rendah di pegunungan daripada di dataran rendah.
Sementara, tekanan uap adalah tekanan yang ditimbulkan oleh molekul-molekul cair yang menguap ke udara. Semakin tinggi tekanan uap suatu zat, semakin rendah titik didihnya. Contoh zat yang memiliki tekanan uap tinggi adalah alkohol (78,3 °C), aseton (56 °C), dan bensin (40-60 °C). Contoh zat yang memiliki tekanan uap rendah adalah air (100 °C), gula (160-186 °C), dan garam (1413 °C).
Lantas, pernahkah Anda memperhatikan dan mengukur suhu air mendidih yang ditambahkan garam? Apakah suhunya berubah atau tetap sama? Tentunya berubah, ya.
Perubahan suhu air mendidih yang ditambahkan garam ini disebabkan oleh adanya perubahan titik didih. Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan sama dengan tekanan luarnya. Titik didih ini dapat mengalami penurunan maupun kenaikan titik didih.
Jadi, apa itu kenaikan titik didih? Bagaimana kenaikan titik didih ini bisa terjadi? Bagaimana rumus kenaikan titik didih larutan? Teruslah membaca untuk mengetahui lebih banyak!
Cek di sini untuk mempelajari tentang termokimia
Kenaikan Titik Didih
Titik didih dapat mengalami kenaikan bila ditambahkan zat terlarut ke dalam larutan yang kemudian dikenal dengan istilah kenaikan titik didih.
Oleh karenanya, kenaikan titik didih adalah selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut. Dalam kimia, kenaikan titik didih ini dinyatakan dengan simbol ΔTb ( (Tb berasal dari kata boiling). Bagaimana kenaikan titik didih ini terjadi?
Cek di sini jika sedang ingin mempelajari struktur atom
Proses Kenaikan Titik Didih
Titik didih suatu zat cair akan tercapai jika tekanan uap jenuh zat cair tersebut sama dengan tekanan udara di sekitarnya. Jika air murni dipanaskan pada tekanan 1 atm (760 mmHg), maka air tersebut akan mendidih pada suhu 100°C.
Lalu, bagaimana jika pada suhu yang sama dilarutkan gula? Apakah titik didihnya masih sama? Tentu berbeda, ya.
Hal ini dikarenakan, pada suhu yang sama dilarutkan gula akan membuat tekanan uap air menurun atau belum mencapai 760 mmHg. Itu artinya, semakin banyak gula yang dilarutkan, maka semakin banyak penurunan tekanan uapnya.
Akibatnya, larutan gula belum mendidih pada suhu 100°C. Bagaimana agar larutan gula dapat mendidih?
Agar larutan gula cepat mendidih, diperlukan suhu yang cukup tinggi sehingga tekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan uap di sekitarnya. Sebab, pada kondisi tersebut, tekanan uap telah mencapai 760 mmHg.
Ini artinya, titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murninya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih ΔTb.
Proses dan konsep kenaikan titik didih ini nyatanya memiliki berbagai manfaat dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu penerapan kenaikan titik didih yakni saat Anda harus memasak daging menggunakan panci presto.
Memasak daging atau bahan makanan yang keras dengan panci biasa akan membutuhkan waktu matang yang lebih lama. Supaya lebih cepat matang, digunakanlah panci presto.
Nah, pertanyaannya mengapa daging atau bahan makanan lain yang bertekstur keras lebih cepat matang bila dimasak menggunakan panci presto? Hal ini dikarenakan panci presto didesain menggunakan prinsip kenaikan titik didih.
Panci presto dibuat menggunakan bahan stainless steel dengan tutup yang rapat dan kuat. Hal ini akan membuat uap air yang dihasilkan dari proses mendidih tidak dapat keluar dan akhirnya berkumpul di dalam panci presto.
Uap air yang berkumpul inilah yang akan menyebabkan kenaikan titik didih sehingga suhu didihnya pun naik, yakni di atas 100°C.
Periksa di sini untuk mempelajari sel elektrolisis
Rumus Titik Didih
Adapun rumus kenaikan titik didih adalah sebagai berikut:
ΔTb : Tb Larutan-Tb Pelarut
Keterangan :
Tb larutan = titik didih larutan
Tb pelarut murni = titik didih pelarut (misal air : 100° C)
∆Tb = kenaikan titik didih
Sebuah larutan mempunyai titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih pelarut murninya. Hal itu disebabkan karena larutan harus mencapai suhu di mana pelarut murni yang mendidih (misal air 100° C) juga harus melampaui titik didih zat terlarut.
Jika ditambahkan zat terlarut yang tidak mudah menguap, misalnya gula, maka dibutuhkan kenaikan titik didih yang cukup besar agar dapat mendidih. Sebaliknya, jika ditambahkan zat terlarut yang mudah menguap, misalnya etanol, maka kenaikan titik didihnya lebih rendah karena larutan dapat mendidih di bawah titik didih air.
Hubungan antara kenaikan titik didih dengan konsentrasi larutan dapat dinyatakan dengan rumus :
Δ+Tb = Kb . m
Untuk larutan yang bersifat elektrolit atau dapat menghantarkan arus listrik, maka persamaannya akan berubah menjadi seperti berikut ini :
Tb = Kb . m [ 1 + ( n – 1 ) a]
Keterangan
Δ+Tb : Kenaikan titik didih (Tb larutan – Tb pelarut)
m : molalitas/molal larutan (mol per 100 gram pelarut)
Kb : Tetapan kenaikan titik didih molal (°C) atau konstanta ebulioskopi, yaitu kenaikan titik didih untuk 1 mol zat dalam 1000 gram pelarut
n : jumlah ion dalam larutan yang dihasilkan dari setiap satuan rumus kimia senyawa terlarut
a : derajat ionisasi (untuk larutan elektrolit kuat secara umum nilainya dianggap = 1)
Cek di sini untuk mempelajari tentang pengenceran larutan
Contoh Soal!
Suatu zat nonelektrolit yang massanya 3,42 gram dilarutkan dalam 200 gram air. Larutan itu mendidih pada suhu 100,026°C. Tentukan massa molekul zat tersebut jika Kb air = 0,52 °C molal-1.
Pembahasan
Jadi, massa molekul relatif zat nonelektrolit tersebut adalah 3,42 g mol-1.
Anda perlu banyak berlatih dengan mengerjakan berbagai contoh soal lainnya agar dapat membantu memahami materi ini dengan mudah. Atau Anda dapat bergabung dalam kursus privat Superprof, menciptakan suasana belajar yang mudah dan menyenangkan.
Apa Anda menyukai artikel ini? Berikan penilaian Anda
Loading...
