Hukum Raoult
Hukum Raoult adalah hukum yang dicetuskan oleh Francois M. van Raoult (1830-1901) untuk mempelajari sifat-sifat tekanan uap larutan yang mengandung zat pelarut yang bersifat nonvolatil, serta membahas mengenai aktivitas air.
Bunyi dari hukum Raoult adalah:
“tekanan uap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan uap pelarut dan fraksi mol zat terlarut yang terkandung dalam larutan tersebut”.
Secara matematis, hukum Raoult untuk satu komponen dalam larutan ideal ditulis sebagai:
dengan formula_2 adalah tekanan uap parsial komponen formula_3 pada campuran gas, formula_4 adalah tekanan uap komponen murni formula_3, dan formula_6 adalah fraksi mol komponen formula_3 dalam campuran.
Ketika komponen dalam campuran telah mencapai kesetimbangan, total tekanan uap pada campuran dapat ditentukan dengan menggabungkan hukum Raoult dengan hukum Dalton menjadi
Hukum Raoult sangat penting untuk mempelajari sifat karakteristik fisik dari larutan seperti menghitung jumlah molekul dan memprediksi massa molar suatu zat (Mr).
Untuk larutan yang mengikuti hukum Raoult, interaksi antara molekul individual kedua komponen sama dengan interaksi antara molekul dalam tiap komponen. Larutan semacam ini disebut larutan ideal Tekanan total campuran gas adalah jumlah tekanan parsial masing-masing komponen sesuai dengan hukum Raoult.
Campuran ideal adalah sebuah campuran yang menaati hukum Raoult.
Sebenarnya tidak ada campuran yang bisa dibilang ideal. Tapi beberapa campuran larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini adalah contohnya:
Dalam campuran dua larutan yang dapat menguap, hukum Raoult juga dapat digunakan.
Dalam sebuah larutan, beberapa molekul yang berenergi besar dapat menggunakan energinya untuk mengalahkan daya tarik intermolekuler permukaan cairan dan melepaskan diri untuk kemudian menjadi uap.
Semakin kecil daya intermolekuler, semakin banyak molekul yang dapat melepaskan diri pada suhu tertentu. Pada suhu tertentu, sebagian dari molekul-molekul yang ada akan mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan diri dari permukaan larutan.
Pada sebuah campuran ideal dari kedua larutan tersebut, kecenderungan dari dua macam molekul di dalamnya untuk melepaskan diri tidak berubah. Jadi, apabila proporsi dari tiap jenis molekul yang melepaskan diri tetap sama maka hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang dapat melepaskan diri dari campuran larutan pada suatu waktu tertentu. Apabila komposisi tersebut berubah, kecenderungan molekul untuk melepaskan diri juga akan berubah.
Oleh karena itu, campuran yang disebut larutan ideal biasanya adalah campuran dua jenis zat yang memiliki besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik van der Waals yang sama. Namun besar molekul keduanya tidak persis sama sehingga walaupun campuran ini mendekati campuran ideal, tetap saja bukan merupakan campuran ideal.
Campuran ideal dari dua larutan akan mempunyai energi entalpi sebesar nol. Jadi, apabila suhu campuran naik atau turun pada saat keduanya dicampur berarti campuran tersebut bukan campuran ideal.
Tidak semua campuran bersifat ideal. Campuran–campuran nonideal ini mengalami penyimpangan/deviasi dari hukum Raoult. Terdapat dua macam penyimpangan hukum Raoult, yaitu:
a. Penyimpangan positif
Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing–masing zat lebih kuat daripada interaksi dalam campuran zat ( A – A, B – B > A – B). Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) positif (endotermik) dan mengakibatkan terjadinya penambahan volume campuran (ΔVmix > 0). Contoh penyimpangan positif terjadi pada campuran etanol dan n–hekasana.
b. Penyimpangan negatif
Penyimpangan negatif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam campuran zat lebih kuat daripada interaksi dalam masing–masing zat ( A – B > A – A, B – B). Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) negatif (eksotermik) dan mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (ΔVmix < 0). Contoh penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air.
= Hukum Raoult tentang Aktivitas Air =
Aktivitas air adalah ukuran derajat keterikatan air. Berdasarkan keterikatannya, air dibedakan menjadi air bebas, air terikat fisik, dan air terikat kimia.
Bunyi hukum Raoult tentang aktivitas air adalah:
"Aktivitas air berbanding lurus dengan jumlah molekul di dalam pelarut dan berbanding terbalik dengan molekul di dalam larutan"
Secara matematis dapat ditulis sebagai:
formula_9
Dimana:Aktivitas air minimal bagi beberapa organisme, sebagai berikut: