Refleksi Topik

Setelah mempelajari topik ini, secara pribadi saya terkesan dengan bagaimana Tuhan telah merancang alam yang ada dengan kompleksitas-kompleksitas yang tak terduga. Sifat-sifat koligatif ini membawa dinamika tersendiri bagi kehidupan manusia. Contohnya, manusia memanfaatkan tekanan osmosis untuk membunuh lintah yang mampu membawa penyakit. Selain itu, manusia juga mampu mencairkan salju dengan menambahkan sedikit garam. Tidak sampai di situ, bahkan manusia mampu mengaplikasikan teori osmosis dengan penerapan yang lebih mutakhir, yaitu reverse osmosis. Akibat yang terjadi adalah kebalikan dari proses osmosis, yaitu air yang bersih dapat melalui membran semipermeable sehingga dapat dipisahkan. Hal-hal ini semakin menunjukkan bahwa memang manusia diberi akal budi untuk menguasai segala ciptaan Allah. Selain itu, manusia juga memiliki sisi rohani, yang mampu mengaitkan hal-hal yang terjadi dalam hidupnya menjadi sebuah refleksi pribadi tentang hubungannya dengan Tuhan.

Dalam belajar sifat koligatif, saya memiliki sebuah simbolisme unik yang dapat dilihat dalam dua sifat koligatif, yaitu penurunan titik beku dan kenaikan titik didih. Manusia itu bagaikan air, suatu zat yang cukup dinamis (mampu berubah bentuk, mampu beradaptasi), namun memiliki hakekat yang tetap sebagai manusia. Saat jatuh ke dalam dosa, hati manusia membeku, bagaikan es. Manusia menjadi dingin dan keji, karena kehangatan dan kebahagiaan telah sirna. Seperti halnya sifat koligatif, "es" itu perlu ditambahkan "zat terlarut" agar bisa mencair. "Zat terlarut" ini saya gambarkan sebagai "kasih Yesus yang menyelamatkan". Zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut agar mampu mencair. Setelah menjadi cair, alias diselamatkan, manusia juga masih rentan untuk "menyimpang" dari perilaku yang sewajarnya. Lama kelamaan, "air" itu apabila dipanaskan akan mendidih, dan berubah menjadi uap. Panas yang mendidih ini bisa diibaratkan sebagai kedagingan yang ditawarkan oleh dunia, kehidupan yang keras, dan pencobaan-pencobaan lainnya. Manusia yang tidak tahan akan "menguap" dan "mengering". Di sinilah kembali kita lihat fungsi dari "zat terlarut" itu, yaitu menjaga agar air-air ini tetap dalam kondisi cair dan tidak menguap. Air-air tanpa "zat terlarut" diibaratkan sebagai manusia yang tidak kenal Tuhan, yang cepat menguap. Namun,  kita, air dengan "zat terlarut" itu, mampu memiliki ketahanan yang lebih supaya tidak cepat menguap.

Melalui simbolisme ini saya melihat bahwa kita membutuhkan suatu "zat eksternal" untuk dapat hidup dalam kekudusan. "Zat" tersebut membuat hati manusia yang beku menjadi cair, dan mencegah manusia yang sudah dicairkan hatinya untuk menguap dan menjadi kering. Tanpa zat ini, manusia dapat terus mengeraskan hati dan membeku. Namun, hal yang lebih bahaya adalah ketika manusia telah dicairkan, namun meninggalkan Tuhan, sehingga akhirnya hidupnya menguap kering, tidak tahan dengan keadaan zaman yang kejam. 

Demikian akhir dari bab ini. Semoga informasi dan refleksi yang tersedia bermanfaat.

Aplikasi Sifat Koligatif

Setelah mempelajari sifat koligatif, aplikasi dari konsep-konsep tersebut ditemukan dalam kehidupan manusia. Manusia memanfaatkan sifat-sifat koligatif untuk memudahkan pekerjaannya dan menanggulangi masalah-masalah yang dihadapi.

Penerapan Penurunan Tekanan Uap

1. Tempat Rekreasi Laut Mati

Laut mati adalah contoh dari terjadinya penurunan tekanan uap. Air yang terkandung dalam laut mati memiliki konsentrasi garam yang sangat tinggi dan tidak berhubungan dengan laut bebas. Selain itu, lokasi laut mati terletak di daerah gurun yang sangat panas, sehingga lama kelamaan akan menyebabkan air laut mati untuk menguap. Akibatnya, 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.

Penerapan Penurunan Titik Beku

Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya.

1. Membuat Campuran Pendingin

Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di bawah 0^oC. Cairan pendingin digunakan pada pabrik es, juga digunakan untuk membuat es putar. Cairan pendingin dibuat dengan melarutkan berbagai jenis garam ke dalam air. Pada pembuatan es putar cairan pendingin dibuat dengan mencampurkan garam dapur dengan kepingan es batu dalam sebuah bejana berlapis kayu. Pada pencampuran itu, es batu akan mencair sedangkan suhu campuran turun. Sementara itu, campuran bahan pembuat es putar dimasukkan dalam bejana lain yang terbuat dari bahan stainless steel. Bejana ini kemudian dimasukkan ke dalam cairan pendingin, sambil terus-menerus diaduk sehingga campuran membeku.

2. Antibeku pada Radiator Mobil

Penambahan etilen glikol pada radiator mobil mampu membuat titik beku air radiator menurun sehingga tidak cepat membeku. Hal ini sering digunakan pada saat musim dingin agar radiator kendaraan tidak cepat rusak atau kekurangan air.

3. Antibeku dalam Tubuh Hewan

Hewan-hewan yang tinggal di daerah beriklim dingin harus beradaptasi untuk mampu bertahan hidup, sehingga mereka memiliki zat-zat antibeku dalam tubuh mereka yang mampu menurunkan titik beku air hingga 0,8 derajat Celcius.  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. Penaburan garam tersebut dapat mencairkan salju. Semakin banyak garam yang ditaburkan, akan semakin banyak pula salju yang mencair.

Penerapan Kenaikan Titik Didih

Didunia industri, kenaikan titik didih sangat penting dipelajari dan dipahami karena pada suatu proses bahan industri perlu diketahui kenaikan titik didihnya.

1. Distilasi

Distilasi adalah proses pemisahan senyawa dalam suatu larutan. Suhu dinaikkan secara perlahan agar senyawa-senyawa tertentu menguap dan dapat dipisahkan. Dalam proses distilasi kita harus mengetahui titik didih tiap senyawa yang dicampur agar waktu yang diperlukan, kecepatan menguap pada campuran tersebut dapat diketahui. Kenaikan titik didih juga digunakan untuk mengklasifikasikan bahan bakar yang digunakan sehari-hari.

Penerapan Tekanan Osmotik

Tekanan osmotik adalah gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang melalui selaput semipermiabel ke dalam larutan. Membran semipermeabel adalah suatu selaput yang dapat dilalui molekul – molekul pelarut dan tidak dapat dilalui oleh zat terlarut.

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. Sementara itu, 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 yang menjalani terapi cuci darah menggunakan metode dialisis, yaitu pemindahan molekul berukulan kecil melalui membran semipermeabel ke larutan lain (untuk dibuang). Dalam proses tersebut digunakan konsep osmosis. 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 konsentrasinya 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.

Tekanan Osmotik

Tekanan osmotik sangat penting dalam pemasukan cairan infus ke dalam tubuh pasien. Cairan infus harus memiliki tekanan yang sama dengan tekanan sel-sel darah manusia. Apabila cairan ini memiliki tekanan yang lebih tinggi, maka cairan infus dapat keluar dari sel darah. Prinsip kerja cairan infus berkaitan erat dengan konsep tekanan osmotik, yaitu tekanan yang harus diberikan pada larutan untuk mencegah masuknya molekul-molekul melalui membran semipermiabel dari pelarut  ke larutan. 

Seperti yang dapat dilihat pada gambar di atas, osmosis sendiri adalah peristiwa mengalirnya molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semipermeabel / proses mengalirnya molekul zat pelarut dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat.
Rumus tekanan osmotik :
π =  nRT/V
n/V = M (kemolaran)
sehingga                   
π = MRT
Keterangan:
π = tekanan osmotik
V = volume larutan (L)
n = jumlah mol zat terlarut
R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1K-1)
T = suhu mutlak (K)

Titik Didih dan Titik Beku

         Kenaikan Titik Didih (∆T_b)

Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan di permukaan (tekanan di atas cairan tersebut). Oleh karena itu, titik didih tergantung kepada tekanan luar yang berarti tergantung pula kepada tenpat cairan itu dipanaskan. Cairan yang dipanaskan di daerah pantai akan berbeda dengan cairan yang dipanaskan di daerah pegunungan. Proses mendidih biasanya ditandai dengan terbentuknya gelembung gas.

 Penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan menjadi lebih tinggi daripada titik didih pelarut murninya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut murninya disebut kenaikan titik didih larutan (∆T_b = boiling point elevation).

 ∆T_{b =} T_{b lar -} T_{b pel}

_{∆Tb =  Kb . m}  

Ket:

∆T_b       = kenaikan titik didih

T_{b lar}      = titik didih larutan

T_{b pel}    = titik didih pelarut murni

K_b          = tetapan kenaikan titik didih molal

m          = molalitas larutan

Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa kenaikan titik didih tidak bergantung kepada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Untuk larutan encer, kenaikan titik didih sebanding dengan kemolalan larutan.

 Penurunan Titik Beku (∆T_f )

Titik beku adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap dalam keadaan padat.  Pada pembekuan suatu larutan, yang mengalami pembekuan adalah hanya pelarutnya saja, sedangkan zat terlarut tidak ikut membeku.

Adanya zat terlarut mengakibatkan suatu pelarut semakin sulit membeku, akibatnya titik beku larutan akan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut misalnya. Selisih antara titik beku larutan dengan titik beku pelarut murninya disebut penurunan titik beku larutan  (∆T_f) = freezing point depression).

 Percobaan-percobaan juga menunjukkan bahwa penurunan titik beku tidak bergantung kepada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Untuk larutan encer, penurunan titik beku sebanding dengan kemolalan larutan.

 ∆T_{f  = Tf  pel  -} T_{f  lar}

 ∆T_{f  =}  K_{f . m} 

Keterangan : 

∆T_f        = penurunan titik beku

T_{f  pel}      = titik beku pelarut murni

T_{f  lar}     = titik beku larutan

K_f           = tetapan penurunan titik beku molal

m         = molalitas larutan