Kalkulator Kenaikan Titik Didih | Alat Daring Gratis

Kalkulator Kenaikan Titik Didih

Kalkulator kenaikan titik didih menentukan seberapa tinggi suatu larutan mendidih dibandingkan dengan pelarut murni pembentuknya. Kalkulator ini menggunakan molalitas zat terlarut, konstanta ebullioskopi pelarut, dan jumlah partikel yang dihasilkan oleh setiap unit zat terlarut ketika larut.

Apa yang dimaksud dengan kenaikan titik didih?

Kenaikan titik didih adalah peningkatan suhu didih yang terjadi ketika zat terlarut dilarutkan dalam pelarut. Air murni mendidih pada 100 °C pada tekanan atmosfer normal. Air yang mengandung garam atau gula terlarut mendidih pada suhu yang sedikit lebih tinggi.

Efek ini terjadi karena partikel terlarut menghalangi molekul pelarut yang berusaha lepas menjadi uap. Energi termal yang lebih besar diperlukan untuk mendidihkan cairan, sehingga titik didih naik.

Kenaikan titik didih adalah sifat koligatif. Artinya, sifat ini bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam larutan, bukan pada jenis partikelnya. Satu molekul gula dan satu molekul garam menaikkan titik didih secara berbeda hanya karena garam terurai menjadi lebih banyak partikel ketika larut, bukan karena kedua zat tersebut berbeda secara kimia dalam hal lain yang relevan.

Cara menghitung kenaikan titik didih

Rumusnya adalah:

$\Delta T_b = i \times K_b \times m$

• ΔTb adalah kenaikan titik didih, dalam °C.
• i adalah faktor van 't Hoff, yaitu jumlah partikel yang dihasilkan oleh satu unit zat terlarut ketika larut.
• Kb adalah konstanta ebullioskopi pelarut, dalam °C·kg/mol.
• m adalah molalitas larutan: mol zat terlarut per kilogram pelarut, dalam mol/kg.

Titik didih baru larutan adalah titik didih normal pelarut ditambah kenaikan ini:

$T_b(\text{larutan}) = T_b(\text{pelarut murni}) + \Delta T_b$

Faktor van 't Hoff

Zat terlarut yang tetap berupa molekul utuh dalam larutan, seperti glukosa atau sukrosa, memiliki i = 1. Senyawa ionik yang terurai, seperti garam dapur, memiliki i yang lebih tinggi karena setiap unit rumus berubah menjadi lebih dari satu partikel:

• i = 1: nonelektrolit, seperti glukosa dan sukrosa, yang tidak terurai.
• i = 2: NaCl dan KCl, yang masing-masing terurai menjadi dua ion, misalnya Na⁺ dan Cl⁻.
• i = 3: CaCl₂ dan Na₂SO₄, yang masing-masing terurai menjadi tiga ion.

Ini adalah nilai ideal yang mengasumsikan disosiasi sempurna. Larutan nyata berperilaku seolah-olah terdisosiasi sedikit lebih kecil. Larutan NaCl 0,05 mol/kg memiliki i terukur sebesar 1,9 dan bukan 2, sehingga kenaikan yang terukur dapat sedikit lebih rendah daripada yang diprediksi rumus ideal.

Konstanta ebullioskopi pelarut umum

Setiap pelarut memiliki konstanta ebullioskopi dan titik didih normalnya sendiri. Nilai untuk air, asam asetat, dan benzena sesuai dengan tabel konstanta kenaikan titik didih dalam OpenStax Chemistry 2e. NIST mencantumkan titik didih normal etanol sebesar 351,5 ± 0,2 K, sekitar 78,4 °C.

Contoh penerapan

Contoh 1: gula dilarutkan dalam air

Gula (sukrosa) tidak terurai menjadi ion dalam air, sehingga i = 1.

• Pelarut: air, Kb = 0,512 °C·kg/mol, titik didih normal 100 °C
• Molalitas: 1,5 mol/kg
• Faktor van 't Hoff: i = 1

$\Delta T_b = 1 \times 0.512 \times 1.5 = 0.768\ °C$

Larutan mendidih pada 100 + 0,768 = 100,768 °C.

Contoh 2: garam dapur dilarutkan dalam air

Garam dapur (NaCl) terurai menjadi ion natrium dan ion klorida, sehingga i = 2.

• Pelarut: air, Kb = 0,512 °C·kg/mol, titik didih normal 100 °C
• Molalitas: 1,5 mol/kg
• Faktor van 't Hoff: i = 2

$\Delta T_b = 2 \times 0.512 \times 1.5 = 1.536\ °C$

Larutan mendidih pada 100 + 1,536 = 101,536 °C. Pada molalitas yang sama ini, garam menaikkan titik didih tepat dua kali lipat dibandingkan non-elektrolit, karena setiap unit yang terlarut menghasilkan dua partikel, bukan satu.

Cara menggunakan kalkulator

1. Masukkan molalitas larutan, dalam mol/kg.
2. Masukkan konstanta ebullioskopi pelarut, atau pilih pelarut umum dari daftar tarik-turun agar terisi otomatis. Jika tidak ada pelarut yang dipilih, kalkulator mengasumsikan titik didih normal 100 °C, yaitu nilai untuk air.
3. Masukkan faktor van 't Hoff: 1 untuk zat terlarut molekuler, 2 untuk garam seperti NaCl, 3 untuk garam seperti CaCl₂.
4. Lihat kenaikan titik didih dan titik didih larutan yang dihasilkan.

Jika molalitas nol, kenaikannya nol dan larutan mendidih pada titik didih normal pelarut. Nilai negatif tidak diterima, karena molalitas, konstanta ebullioskopi, dan jumlah partikel tidak boleh negatif.

Mengapa kenaikan titik didih penting

• Memasak. Air asin mendidih sedikit lebih tinggi daripada air biasa, meskipun perubahan ini terlalu kecil untuk memengaruhi kecepatan memasak secara nyata jika berdiri sendiri.
• Distilasi dan teknik kimia. Mengetahui cara zat terlarut menggeser titik didih membantu dalam merancang proses pemisahan.
• Penentuan massa molekul. Mengukur kenaikan titik didih larutan dengan massa zat terlarut yang diketahui dapat digunakan untuk memperkirakan massa molar zat terlarut, melalui metode yang disebut ebullioskopi.
• Sistem antibeku dan pendingin. Prinsip koligatif yang sama, yang menaikkan titik didih, juga menurunkan titik beku. Karena itu, campuran pendingin menggunakan zat terlarut untuk memperlebar rentang cairan fluida.

Sifat koligatif terkait

Kenaikan titik didih adalah salah satu dari beberapa sifat koligatif:

• Penurunan titik beku: ΔTf = i × Kf × m, dengan Kf sebagai konstanta krioskopi. Inilah alasan garam ditaburkan di jalan yang tertutup es.
• Penurunan tekanan uap, yang dijelaskan oleh hukum Raoult.
• Tekanan osmotik, yang mendorong perpindahan air melintasi membran dalam sel biologis.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa yang dimaksud dengan kenaikan titik didih? Kenaikan titik didih adalah peningkatan suhu didih cairan yang terjadi ketika zat terlarut dilarutkan di dalamnya. Sifat ini merupakan sifat koligatif, sehingga bergantung pada jumlah partikel terlarut, bukan pada bahan pembentuknya.

Apa rumus kenaikan titik didih? ΔTb = i × Kb × m, dengan i sebagai faktor van 't Hoff, Kb sebagai konstanta ebullioskopi pelarut, dan m sebagai molalitas larutan.

Apa yang dimaksud dengan faktor van 't Hoff? Faktor van 't Hoff adalah jumlah partikel yang dihasilkan oleh satu unit rumus zat terlarut ketika larut. Zat terlarut molekuler seperti gula memiliki i = 1. Garam yang terurai menjadi ion memiliki nilai lebih tinggi: i = 2 untuk NaCl, i = 3 untuk CaCl₂.

Mengapa garam menaikkan titik didih air lebih besar daripada gula? Pada molalitas yang sama, NaCl menghasilkan partikel terlarut dua kali lebih banyak daripada gula karena terurai menjadi dua ion. Karena kenaikan titik didih bergantung pada jumlah partikel, efek garam kira-kira dua kali lebih besar.

Apakah kenaikan titik didih bergantung pada zat terlarut yang digunakan? Hanya melalui jumlah partikel yang dihasilkannya. Dua nonelektrolit berbeda dengan molalitas yang sama menaikkan titik didih dalam jumlah yang sama.

Bisakah kenaikan titik didih bernilai negatif? Tidak. Untuk zat terlarut yang tidak mudah menguap, titik didih selalu naik, tidak pernah turun. Zat terlarut yang juga mudah menguap berperilaku berbeda dan tidak tercakup dalam rumus ini.

Referensi

1. OpenStax, Rice University. Chemistry 2e, 11.4 Colligative Properties. Chemistry 2e: Sifat koligatif — ΔTb = Kb·m; Tabel 11.2 titik didih dan Kb untuk air (100,0 °C, 0,512), asam asetat (118,1 °C, 3,07), dan benzena (80,1 °C, 2,53); i terukur = 1,9 untuk NaCl 0,05 m.
2. NIST Chemistry WebBook, SRD 69. Ethanol: Phase change data. Data perubahan fase etanol — suhu didih normal 351,5 ± 0,2 K.