Aplikasi Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku pada Radiator

Anyeong .....

Setelah menjeaskan apa itu titik beku dan titk didih suatu larutan, maka sekarang saya akan mencoba berbagi informasi mengenai aplikasi Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan. 

 Pada saat ini kehidupan sehari-hari manusia sangat sulit dilepaskan dengan kendaraan bermotor atau mesin, penggunaan mesin langsung atau tidak langsung selalu disertai dengan penggunaan bahan bakar, dari proses pembakaran selalu saja disertai dengan pembebasan panas. Tidak semua panas dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi yang diperlukan tetapi terbuang ke lingkungan, karena panas yang berlebihan justru akan mengganggu kinerja mesin. Agar kerja mesin tidak terganggu, dalam mesin terutama yang penggunaannya cukup lama atau kendaraan bermotor selalu dipasar radiator. Fungsi Radiator adalah untuk mentranformasikan panas mesin ke lingkungan agar kerja mesin tidak terganggu atau rusak karena “over heat” atau kelebihan panas.

Untuk kendaraan berkapasitas kecil (isi silinder kecil) biasanya dibawah 200 cc cukup menggunakan pendingin sirip atau “van colling” yang terpasang pada sisi luar ruang pembakaran mesin kendaraan bermotor. Radiator digunakan pada kendaraan yang memiliki kapasitas silinder yang cukup besar dengan memberikan pipa atau saluran pada badan mesin sehingga cairan pendingin dapat melewati dengan baik menggunakan bantuan pompa radiator. Perangkat radiator terdiri dari saluran cairan pendingin masuk dan keluar mesin, kipas pendingin yang dipasang didepan atau dibelakang sirip pendingin, tangki cadangan cairan pendingin radiator dan cairan pendingin radiator.

            Cairan pendingin pada radiator ini mempunyai peran yang sangat penting dalam metransformasikan panas mesin kelingkungan, agar mesin dapat tetap bekerja pada suhu yang optimal yang berdapak pada penghematan bahan bakar. Air sebenarnya dapat digunakan sebagai cairan pendingin, namun air dengan titik didih 100^oC dan titik beku 0^oC memerlukan perhatian dan pemeliharaan yang terlalu sering, yang lebih berbahaya bila kendaraan atau mesin digunakan didaerah yang beriklim cukup ekstrim baik dingin maupun panas. Pada saat cuaca sangat dingin air dalam radiator akan membeku dan dapat mengakibatkan pecahnya pipa saluran radiator serta mesin akan sangat sulit untuk di stater. Demikian pula pada iklim yang ekstrim panas, air dalam radiator tidak akan dapat bertahan lama karena mendidih dan tingkat penguapan yang tinggi sehingga akan cepat habis bila tidak terkontrol akan terjadi kerusakan kendaraan yang sangat fatal.

Untuk mengatasi masalah tersebut dibuatlah cairan pendingin pada radiator yang biasa dikenal dengan nama “Radiator Coolant”. Radiator Coolant dibuat dengan mencampurkan cairan etilen glikol atau 1,2-etanadiol dengan aquadestilata dengan perbandingan tertentu tergantung pada kebutuhan dan situasi/iklim dimana kendaraan bermotor atau mesin tersebut digunakan. Di daerah yang beriklim dingin, ke dalam air radiator biasanya ditambahkan etilen glikol.

Etilen glikol (glikol) merupakan senyawa yang dapat digolongkan sebagai polialkohol, berupa zat cair yang tidak berwarna, kental dan berasa manis. Etilen glikol memiliki titik didih yang relatif tinggi 198^oC dan titik bekunya -11,5^oC, mudah larut dalam air.

Reaksi Pembuatan :

            Etilen glikol dapat dibuat dengan mengoksidasi etilena menggunakan katalisator perak, sehingga terbentuk etilen oksida. Etilen oksida yang diperoleh dihidrolisis dalam lingkungan asam sehingga terbentuk etilen glikol.

            Etilen glikol seperti halnya air dapat membentuk ikatan hidrogen, maka etilen glikol dapat bercampur dengan air pada segala perbandingan, campuran etilen glikol dalam air banyak digunakan sebagai cairan anti beku pada kendaraan bermotor yang digunakan didaerah beriklim dingin atau panas. Hart Harold ( 2007 : 238 )

Di daerah yang 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, dengan kata lain air tidak mudah membeku.

            Jadi, Radiator coolant merupakan aplikasi sifat koligatif kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dalam kehidupan sehari – hari.

Semoga bermanfaat ^^

Apa itu Kenaikan Titik Didih Larutan?

Pertama marilah kita me-refresh pikiran kita tentang apa yang dimaksud dengan “Titik Didih”? Masih ingat definisi titik didih? Yup, titik didih adalah suhu dimana terjadi perubahan wujud dari cair menjadi uap (gas). Tahukah kamu bahwa normalnya titik didih zat cair terjadi pada suhu dimana tekanan uapnya adalah 1 atm.

Apa artinya? Apabila kita merebus air dalam panci tertutup, maka air tersebut akan mendidih saat tekanan uap dalam panci mencapai 1 atm, oleh sebab itulah merebus air dalam keadaan tertutup lebih cepat mendidih dibandingkan dengan keadaan terbuka. Bagimana titik didih air apabila kita tambahkan garam didalamnya, apakah titik didihnya naik atau turun?

Titik didih larutan lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih pelarut murninya. Jadi apabila kita membandingkan titik didih air murni dengan larutan garam maka titik didih larutan garam akan lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih air murni. Bagaimana hal ini bisa terjadi?

Dari penjelasan hokum Raoult dan tekanan uap larutan kita tahu bahwa adanya zat terlarut yang tidak mudah menguap di dalam suatu pelarut akan menurunkan tekanan uap pelarutnya, akibatnya tekanan uap larutan akan lebih kecil dibandingkan dengan tekanan uap pelarut murninya. Dengan demikian semakin banyak energi yang diperlukan untuk mencapai tekanan uap sebesar 1 atm, sehingga larutan akan memiliki titik didih yang lebih tinggi.Jadi bila di buat kesimpulan adalah sebagai berikut: 

Pelarut + zat terlarut non-volatil → larutan → tekanan uapnya rendah → titik didih menjadi lebih tinggi dibandingkan pelarut murni. 

Dari sini muncul istilah kenaikan titik didih larutan yang dirumuskan sebagai Dimana ?T adalah kenaikan titik didih, Kb adalah konstanta kenaikan titik didih, m adalah molalitas zat terlarut. Molalitas (m) larutan dicari dengan menggunakan rumus.

Definisi dan Penyebab Penurunan Titik Beku Larutan

Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan penurunan titik beku? Kita tahu bahwa air murni membeku pada suhu 0^oC, dengan adanya zat terlarut misalnya saja kita tambahkan gula ke dalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0oC, melainkan akan turun dibawah 0^oC, inilah yang dimaksud sebagai “penurunan titik beku”.

Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol.

Mengapa hal itu terjadi? Apakah zat terlarut menahan pelarut agar tidak membeku? Penjelasan mengapa hal ini terjadi lebih mudah apabila dijelaskan dari sudut pandang termodinamik sebagai berikut.

Contoh, air murni pada suhu 0^oC. Pada suhu ini air berada pada kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat. Artinya kecepatan air berubah wujud dari cair ke padat atau sebaliknya adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa cair dan fasa padat pada kondisi ini memiliki potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama.

Besarnya potensial kimia dipengaruhi oleh temperatur, jadi pada suhu tertentu potensial kimia fasa padat atau fasa cair akan lebih rendah daripada yag lain, fasa yang memiliki potensial kimia yang lebih rendah secara energi lebih disukai, misalnya pada suhu 2^oC fasa cair memiliki potensial kimia yang lebih rendah dibanding fasa padat sehingga pada suhu ini maka air cenderung berada pada fasa cair, sebaliknya pada suhu -1^oC fasa padat memiliki potensial kimia yang lebih rendah sehingga pada suhu ini air cenderung berada pada fasa padat.

Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu pendinginan maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga pada suhu tertentu akan berubah menjadi fasa padat secara keseluruhan. Pada umumnya zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, akibatnya pada saat proses pendinginan berlangsung larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair, sebab secara energi larutan lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih rendah (turun) sedangkan potesnsial kimia pelarut dalam fasa padat tidak terpengaruh.

Maka akan lebih banyak energi yang diperlukan untuk mengubah larutan menjadi fasa padat karena titik bekunya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Inilah sebab mengapa adanya zat terlarut akan menurunkan titk beku larutannya. Berikut ini adalah contoh video penurunan titik beku larutan urea.

 

Aplikasi penurunan titik beku larutan dalam kehidupan sehari-hari 

•   mencairkan es di jalan dengan cara menaburkan garam
•  campuran es krim tidak membeku karena penurunan titik beku
•  Pencegahan pembekuan air radiator mobil pada saat musim dingin di daerah Eropa.
• Pencairan salju yang menghalangi jalan pada musim salju.

Semoga Bermanfaat ^^

·         

Kalkulator molekuler Kalzium Untuk Menghitung Sifat Koligatif Larutan

Kalkulator Molekuler Kalzium (The Kalzium Molecular Calculator)

Kalkulator molekuler Kalzium merupakan salah satu fitur alat (tool) yang ada pada Kazium. Sangat sesuai digunakan untuk teman belajar bagi siswa untuk mengecek ulang hasil kerjanya sehingga diperoleh jawaban yang tepat selama berlatih mengerjakan soal.

Kalkulator ini memiliki fungsi untuk melakukan perhitungan dengan berbagai tugas, di antaranya penghitung massa molekuler (Molecular Mass Calculator), penghitung konsentrasi (Concentrasions Calculator), penghitung yang ada kaitannya dengan inti atom (Nuclear Calculator), penghitung gas (Gas Calculator). Sementara ini penyeimbang perasamaan reaksi (Equation Balancer) diletakkan pada tool yang berbeda.

Penghitung massa molekuler
Penghitung ini membantu kita untuk melakukan perhitungan massa molekul dari molekul yang berbeda-beda, tinggal memasukkan rumus molekulnya maka kita akan mendapatkan detail dari masing-masing unsur jumlah atomnya, massa atom total, prosentasenya dalam molekul tersebut. Untuk memudahkan perhitungan ada menu alias yang digunakan untuk penyandian molekul senyawa tertentu. Hal ini nantinya akan mempercepat proses perhitungan,namun jika kita tidak hafal pengkodeannya maka jumstru menjadi lama.

Penghitung konsentrasi
Kita dapat mengimput kuantitas zat terlarut dan zat pelarut dengan berbagai satuan, massa ekuivalen, massa molar zat terlarut, massa molar zat pelarut. Konsentrasi larutan dapat ditentukan dengan berbagai satuan konsentrasi yang ada di antaranya molar, molal, normal, % volume, % massa, % mol). Jika diperlukan juga disediakan satuan kerapatan, baik kerapatan zat pelarut maupun zat terlarut dengan berbagai satuan kerapatan.
Dengan memanfaatkan basis data pada tabel periodik semua bisa dimanfaatkan dalam proses kalkulasi ini.

Penghitung Nuklir (Inti)
Kalkulator ini dibuat dengan menggunakan data inti yang tersedia dalam Kalzium untuk memprediksi massa perkiraan dari suatu material setelah sekian waktu. Input data nama unsur, massa isotop, serta waktu paronya. Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan oleh unsur radioaktif untuk mengalami peluruhan sampai menjadi setengah kali massa atau aktivitas semula. Dengan penghitung ini kita dapat memainkan rumus Nt = No(0,5) pangkat (waktu peluruhan (T)/waktu paro (t_1/2)). Jadi jika beberapa data diketahui maka dengan mudah kita mengetahui data yang ditanyakan.

Penghitung Gas
Alat hitung ini dapat menghitung nilai temperatur, tekanan, volum, jumlah gas dan sebagainya seperti layaknya gas ideal. Seperti pada alat hitung kalkulator di atas di sini juga disediakan berbagai satuan yang biasa digunakan dalam perhitungan gas.

Pokok bahasan yang bisa memanfaatkan kalkulator molekuler dari Kalzium ini antara lain:

• Hukum-hukum dasar kimia
• Unsur Radioaktif
• Larutan
• Kinetika reaksi
• Sifat Koligatif Larutan

Selamat mencoba!!!

Materi Kenaikan Titik Didih ( ∆Tb ) dan PenurunanTitik Beku (∆Tf) Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit

1. Kenaikan Titik Didih (∆Tb)

•       Titik didih (Tb)

            Suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan sama dengan tekanan luarnya (tekanan pada permukaan cairan) disebut dengan titik didih. Jika tekanan uap sama dengan tekanan luar, maka gelembung uap yang terbentuk dalam cairan dapat mendorong diri ke permukaan menuju fase gas. Di permukaan air laut dengan tekanan 760 mmHg, air mendidih pada suhu 100 ^oC. Bagaimana jika air dididihkan di tempat paling tinggi seperti di puncak Everest? Apakah titik didihnya sama dengan air yang dididihkan di daerah permukaan air laut? Tentunya tidak sama,di puncak Everestyang merupakan tempat tertinggi di dunia, air mendidih pada suhu 71^oC. Titik didih yang diukur pada tekanan760 mmHg disebut titik didih normal (titik didih pada 760 mmHg). Titik didih normal air adalah 100^oC

•  Kenaikan titik didih larutan (∆Tb)

            Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa zat cair akan mendidih 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 akan mendidih pada suhu 100 ^oC. Jika pada suhu yang sama dilarutkan gula, maka tekanan uap air akan turun. Jika semakin banyak gula yang dilarutkan, maka makin banyak penurunan tekanan uapnya. Hal ini mengakibatkan larutan gula belum mendidih pada suhu 100 ^oC. Agar larutan gula cepat mendidih, diperlukan suhu yang cukup tinggi, sehingga tekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan uap di sekitarnya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih (∆Tb).

                         

                       dengan Tb larutan (Tb)     = Tititk didih larutan …………    (C)

                                      Tb pelarut (Tbo)  = titik didih pelarut ………….     (C)

                                                        ∆Tb      = kenaikan titik didih ………….  (C)

 

         Perhatikan Gambar diatas, pada setiap saat P selalu lebih keci dari Po, sehingga grafik tekanan uap  larutan  selalu ada dibawah pelarut dan titik didih larutan akan lebih tinggi dari pelarut murninya.

         Kenaikan titik didih hanya tergantung pada jenis pelarut dan molaritas larutan, tidak tergantung pada jenis zat terlarut. Untuk larutan encer, hubungan antara kenaikan titik didih dengan molaritas larutan dinyatakan sebagai berikut.

                        dengan ∆Tb   = kenaikan titik didih ……………………….          (C)

                                     m        = molalitas larutan …………………………..          (molal)

                                    Kb       = tetapan kenaikan titik didih molal …………. (C molal-1)

       Tetapan kenaikan titik didih molal adalah nilai kenaikan titik didih jika molaritas larutan sebesar 1 molal. Harga Kb ini tergantung pada jenis pelarut. Harga Kb dari beberapa pelarut diberikan pada tabel 1.2 sebagai berikut.

 

2.    PenurunanTitik Beku (∆Tf)

• Titik beku (Tf)    

        Kalian telah belajar titik didih larutan pada penjelasan sebelumnya. Bagaimana dengan titik beku     larutan, dapatkah kalian menjelaskan? Untuk dapat menjawabnya dapat kalian perhatikan penjelasan  berikut. Titik beku larutan adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatannya.Tekanan luar tidak berpengaruh pada titik beku. Pada tekanan 760 mmHg, air membeku pada suhu 0oC sedangkan pada tekanan 4,58 mmHg air akan membeku pada suhu 0,0099 oC.

• Penurunan titik beku

          Larutan akan membeku pada suhu yang lebih rendah dari pelarutnya. Perhatikan dibawah ini , apa yang dapat kalian jelaskan. Pada setiap saat  tekanan uap larutan selalu lebih rendah daripada pelarut murni. Ini berarti penurunan tekanan uap jenuh menyebabkan penurunan titik beku larutan.

             

           dengan Tf larutan (Tf)     = Titik beku larutan …………        (C)

                           Tf pelarut (Tf)   = titik beku pelarut ………….        (C)

                           ∆Tf                      = kenaikan titik beku ………         (C)

Hubungan antara penurunan titik beku dengan molalitas larutan dirumuskan sebagai berikut.

                        dengan  m         = molalitas larutan ……………………..           (molal)

                                     Kf           = tetapan penurunan titik beku molal …. (C molal-1)

Beberapa harga tetapan penurunan titik beku molal pelarut diberikan pada Tabel 1.3. 

Syarat Hukum Backman dan Raoult adalah sebagai berikut.

a. Rumus di atas berlaku untuk larutan nonelektrolit.

b. ∆Tb tidak berlaku untuk larutan yang mudah menguap.

c. Hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer, pada larutan yang pekat terdapat penyimpangan