Sifat Koligatif Larutan (Kimia Kelas XII)
Download as DOCX, PDF4 likes163,668 views
Dokumen ini membahas sifat koligatif larutan dan pentingnya pengolahan air tawar dari air asin. Sifat koligatif meliputi kenaikan titik didih, penurunan titik beku, tekanan osmotik, dan penurunan tekanan uap yang dipengaruhi oleh konsentrasi zat terlarut. Teknologi seperti osmosis balik digunakan untuk menghasilkan air tawar dari air asin, mengingat pentingnya air untuk kehidupan dan meningkatnya kebutuhan masyarakat.
![====== 2 ======
Kimia Kelas XII
A. Konsentrasi zat
Pada bab ini akan dibahas sifat koligatif larutan. Sifat koligatif adalah sifat fisika larutan yang
dipengaruhi oleh banyaknya zat terlarut di dalam suatu larutan. Banyaknya zat terlarut dinyatakan
sebagai konsentrasi. Konsentrasi zat yang dipalajari di bagian bab ini ada 3 bagian, yaitu: molaritas
(M), molalitas (m) dan fraksi mol (X):
Molaritas (M) Molalitas (m) Fraksi Mol (X)
𝑀 =
𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
1 𝐿 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
𝑀 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀𝑟
×
1000
𝑉 (𝑚𝐿)
𝑚 =
𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
1 𝑘𝑔 𝑧𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
𝑚 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀𝑟
×
1000
𝑝
𝑥 𝑝 =
𝑛 𝑝
𝑛 𝑝 + 𝑛𝑡
Xp = fraksi mol zat pelarut
np = mol zat pelarut
nt = mol zat terlarut
Xp + Xt = 1
Contoh soal.
No. Pertanyaan Jawaban
1 Sebanyak 4,6 gram etanol
(CH3CH2OH) dilarutkan ke dalam 250
mL air. Jika Ar C = 12, H = 1, O = 16,
tentukan molaritas larutan yang
terbentuk!
𝑀 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀𝑟
×
1000
𝑉 (𝑚𝐿)
𝑀 =
4,6
46
×
1000
250
𝑀 = 0,4 𝑀
2 Sebanyak 1,7 gram ammonia (Mr = 17
g/mol) dilarutkan ke dalam 500 gram
air. Hitunglah molalitas larutan yang
terbentuk!
𝑚 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀𝑟
×
1000
𝑝
𝑚 =
1,7
17
×
1000
500
𝑚 = 0,2 𝑚
3 Sebanyak 60 gram urea (Mr = 60
g/mol) dilarutkan ke dalam 180 gram
air (Mr = 18 g/mol). Tentukan fraksi
mol masing-masing zat!
𝑛𝑡 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀 𝑟
𝑛𝑡 =
60
60
𝑛𝑡 = 1 𝑚𝑜𝑙
𝑛 𝑝 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑀𝑟
𝑛 𝑝 =
180
18
𝑛 𝑝 = 10 𝑚𝑜𝑙
𝑥 𝑝 =
𝑛 𝑝
𝑛 𝑝 + 𝑛𝑡
𝑥 𝑝 =
10
10 + 1
= 0,9
Xp + Xt = 1
Xt = 1 – 0,9 = 0,1
Latihan soal:
No. Pertanyaan Jawaban
1 Sebanyak 6 gram urea [CO(NH2)2]
dilarutkan ke dalam 250 mL air. Jika Ar C =
12, H = 1, O = 16, tentukan molaritas
larutan yang terbentuk!](https://image.slidesharecdn.com/bab1koligatif-191009021436/85/Sifat-Koligatif-Larutan-Kimia-Kelas-XII-2-320.jpg)
Sifat Koligatif Larutan (Kimia Kelas XII)
- 1. ====== 1 ====== Kimia Kelas XII BAB 1: SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Sumber air tersebut ada yang diperoleh dari air tanah, mata air air sungai, danau dan air laut. Sumber air di bumi tersebut berasal dari suatu siklus air dimana tenaga matahari merupakan sumber panas yang mampu menguapkan air. Air baik yang berada di darat maupun laut akan menguap oleh panas matahari. Uap kemudian naik berkumpul menjadi awan. Awan mengalami kondensasi dan pendinginan akan membentuk titik-titik air dan akhirnya akan menjadi hujan. Air hujan jatuh kebumi sebagian meresap kedalam tanah menjadi air tanah dan mata air, sebagian mengalir melalui saluran yang disebut air sungai, sebagian lagi terkumpul dalam danau/rawa dan sebagian lagi kembali ke laut. Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal didaerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah disiapkan di bak penampung air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau. Padahal kita mengetahui bahwa sebenarnya sumber air asin itu begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah pemukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk mengolah air asin/payau menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya sangat melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya menjadi air tawar. Untuk memenuhi kebutuhan akan air tawar manusia telah mengembangkan sistem pengolahan air asin/payau dengan teknologi membran semipermeabel. Membran (selaput) semipermeabel adalah suatu selaput penyaring skala molekul yang dapat ditembus oleh molekul air dengan mudah, akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul lain yang lebih besar dari molekul air. Teknologi pengolahan air asin/payau yang akan dibahas pada tulisan ini terutama yang menggunakan teknologi filtrasi membran semipermeabel. Teknologi pengolahan air asin/payau ini lebih dikenal dengan sistem osmosa balik (Reverse Osmosis disingkat RO). Teknologi ini menerapkan sistem osmosis yang dibalik yaitu dengan memberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosis air asin/payau. Air asin/payau tersebut ditekan supaya melewati membran yang bersifat semi permeabel, molekul yang mempunyai diameter lebih besar dari air akan tersaring. Berikut skema pengolahan air minum dari air laut. Sumber: http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Ro/ro.html
- 2. ====== 2 ====== Kimia Kelas XII A. Konsentrasi zat Pada bab ini akan dibahas sifat koligatif larutan. Sifat koligatif adalah sifat fisika larutan yang dipengaruhi oleh banyaknya zat terlarut di dalam suatu larutan. Banyaknya zat terlarut dinyatakan sebagai konsentrasi. Konsentrasi zat yang dipalajari di bagian bab ini ada 3 bagian, yaitu: molaritas (M), molalitas (m) dan fraksi mol (X): Molaritas (M) Molalitas (m) Fraksi Mol (X) 𝑀 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 1 𝐿 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑀 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 × 1000 𝑉 (𝑚𝐿) 𝑚 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 1 𝑘𝑔 𝑧𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 × 1000 𝑝 𝑥 𝑝 = 𝑛 𝑝 𝑛 𝑝 + 𝑛𝑡 Xp = fraksi mol zat pelarut np = mol zat pelarut nt = mol zat terlarut Xp + Xt = 1 Contoh soal. No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 4,6 gram etanol (CH3CH2OH) dilarutkan ke dalam 250 mL air. Jika Ar C = 12, H = 1, O = 16, tentukan molaritas larutan yang terbentuk! 𝑀 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 × 1000 𝑉 (𝑚𝐿) 𝑀 = 4,6 46 × 1000 250 𝑀 = 0,4 𝑀 2 Sebanyak 1,7 gram ammonia (Mr = 17 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 gram air. Hitunglah molalitas larutan yang terbentuk! 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 × 1000 𝑝 𝑚 = 1,7 17 × 1000 500 𝑚 = 0,2 𝑚 3 Sebanyak 60 gram urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 180 gram air (Mr = 18 g/mol). Tentukan fraksi mol masing-masing zat! 𝑛𝑡 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑛𝑡 = 60 60 𝑛𝑡 = 1 𝑚𝑜𝑙 𝑛 𝑝 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑛 𝑝 = 180 18 𝑛 𝑝 = 10 𝑚𝑜𝑙 𝑥 𝑝 = 𝑛 𝑝 𝑛 𝑝 + 𝑛𝑡 𝑥 𝑝 = 10 10 + 1 = 0,9 Xp + Xt = 1 Xt = 1 – 0,9 = 0,1 Latihan soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 6 gram urea [CO(NH2)2] dilarutkan ke dalam 250 mL air. Jika Ar C = 12, H = 1, O = 16, tentukan molaritas larutan yang terbentuk!
- 3. ====== 3 ====== Kimia Kelas XII 2 Sebanyak 18 gram glukosa (Mr 180 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 gram air. Hitunglah molalitas larutan yang terbentuk! 3 Sebanyak 46 gram etanol (Mr = 46 g/mol) dilarutkan ke dalam 180 gram air (Mr = 18 g/mol). Tentukan fraksi mol masing-masing zat! B. Sifat Koligatif Larutan Pernahkah Anda berpikir, jika kita mendidihkan air dan mendidihkan air garam, terjadi perbedaan temperatur pada saat mendidih. Air dapat mendidih pada suhu 100oC, sedangkan larutan garam mendidih pada suhu 100,104oC. Apa penyebab dari fenomena tersebut? Perhatikan gambar di bawah ini. Gambar Kelarutan garam dalam air menghasilkan larutan garam Partikel garam digambarkan berwarna merah dan dilarutkan dalam molekul air yang berwarna biru. Kedua zat akan saling bercampur dan melarutkan. Molekul garam terdisosiasi menjadi ion Na+ dan ion Cl-. Ion-ion tersebut berikatan dengan molekul H2O sehingga membentuk larutan yang bersifat homogen. Adanya molekul air yang berikatan dengan ion-ion dari NaCl dalam larutan, menyebabkan molekul air sulit untuk bergerak jika diberikan kenaikan temperatur. Pada saat temperatur larutan dinaikkan terjadi pergerakan molekul dalam larutan. Sehingga molekul air terhalang oleh ion-ion dari NaCl yang berikatan dengan molekul air dan air tidak cepat mendidih. Oleh karena itu memerlukan temperatur yang lebih tinggi untuk mendidihkan larutan garam dari pada mendidihkan air murni. Peristiwa seperti ini disebut dengan kenaikan titik didih larutan. Kenaikan titik didih larutan merupakan salah satu sifat koligatif larutan. Dari peristiwa yang telah dijelaskan, maka dapat disimpulkan bahwa Sifat Koligatif Larutan adalah sifat yang dimiliki oleh suatu larutan yang dipengaruhi oleh adanya jumlah partikel zat terlarut dalam larutan tersebut. Jika garam yang dilarutkan dalam air jumlahnya banyak, maka kenaikan titik didihnya bertambah. Hal ini disebabkan karena makin banyak ion-ion dari NaCl, maka makin banyak molekul air yang berikatan dengan ion-ion tersebut. Maka makin sulit juga molekul air bergerak dalam larutan. Sehingga perlu menaikkan temperatur yang lebih agar dapat mendidihkan larutan ini. Dari peristiwa tersebut, dapat disimpulkan bahwa jumlah zat terlarut yang ada dalam larutan mempengaruhi besar kenaikan titik didihnya. Makin besar jumlah zat terlarut yang ada
- 4. ====== 4 ====== Kimia Kelas XII dalam larutan, maka makin besar pula perubahan yang terjadi. Perubahan tersebut misalnya adalah kenaikan titik didih. Selain kenaikan titik didih larutan, juga terdapat beberapa sifat koligatif larutan yang lain. Terdapat 4 jenis sifat koligatif larutan yaitu: kenaikan titik didih (ΔTb), penurunan titik beku (ΔTb), tekanan osmotik (π) dan penurunan tekanan uap (ΔP). 1. Kenaikan titik didih (ΔTb), penurunan titik beku (ΔTb) Untuk memahami kenaikan titik didih (ΔTb), penurunan titik beku (ΔTb) perhatikan grafik perubahan fase zat berikut ini: Besarnya ΔTb dan ΔTf sangat tergantung pada konsentrasi zat terlarut. Hubungan antara konsentrasi dan ΔTb, ΔTf dinyatakan dengan: B B B BΔT = m ΔT =T - T o BK dan o F F F FΔT = m ΔT = T - TFK ΔTb : kenaikan titik didih ΔTf : penurunan titik beku M : molalitas m : molalitas Kf : tetapan titik beku molal (oC/molal) Kb : tetapan titik didih molal (oC/molal) Tbo : titik didih pelarut Tfo : titik beku pelarut Tb : titik didih larutan Tf : titik beku larutan Contoh soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 6 gram urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika Kb air adalah 0,52oC/molal tentukan: a. kenaikan titik didih larutan b. titik didih larutan a. 𝛥𝑇𝑏 = 𝐾𝑏 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝛥𝑇𝑏 = 0,52 𝑥 6 60 𝑥 1000 500 𝛥𝑇𝑏 = 0,104oC b. 𝛥𝑇𝑏 = 𝑇𝑏 − 𝑇𝑏 𝑜 0,104 𝑜 𝐶 = 𝑇𝑏 − 100 𝑜 𝐶 𝑇𝑏 = 100,104 𝑜 𝐶
- 5. ====== 5 ====== Kimia Kelas XII 2 Sebanyak 6 gram urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika Kb air adalah 1,86oC/molal tentukan: a. penurunan titik beku larutan b. titik beku larutan a. 𝛥𝑇𝑓 = 𝐾𝑏 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝛥𝑇𝑓 = 1,86 𝑥 6 60 𝑥 1000 500 𝛥𝑇𝑓 = 0,372oC b. 𝛥𝑇𝑓 = 𝑇𝑓 𝑜 − 𝑇𝑓 0,372 𝑜 𝐶 = 0 𝑜 𝐶 − 𝑇𝑓 𝑇𝑓 = −0,372 𝑜 𝐶 Latihan soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180 g/mol) dilarutkan ke dalam 250 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika Kb air adalah 0,52oC/molal tentukan: c. kenaikan titik didih larutan d. titik didih larutan 2 Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180 g/mol) dilarutkan ke dalam 250 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika Kf air adalah 1,86oC/molal tentukan: a. penurunan titik beku larutan b. titik beku larutan 3 Sebanyak 24 gram zat X (non elektrolit) dilrutkan ke dalam 200 gram air dan mendidih pada suhu 100,34oC. Tentukan massa molekul relatif zat X tersebut! 4 Sebanyak 1 gram zat X dilarutkan ke dalam 30 gram benzena dan membeku pada sushu 3,80oC. jika titik beku benzena murni adalah 5,50oC, tentukan massa molekul relatif zat X tersebut! 5 Sebanyak 1,8 gram glukosa (Mr = 180 g/mol) dan 3,42 gram sukrosa (Mr = 342 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 gram air. Jika Kf air = 1,8 oC/molal dan Kb air = 0,52oC/molal, tentukan titik beku dan titik didih larutan tersebut!
- 6. ====== 6 ====== Kimia Kelas XII 2. Tekanan Osmotik (π) Osmotik merupakan peristiwa perpindahan zat akibat perbedaan konsentrasi melalui membran semi permeabel. Sedangkan tekanan osmotik adalah tekanan minimal yang diperlukan untuk menghentikan proses perpindahan zat. Untuk menyatakan hubungan konsentrasi dengan tekanan osmotik menggunakan rumus yang identik dengan rumus gas ideal, yaitu: PV = nRT, karena dalam wujud larutan P diganti dengan π, dan nilai n/V = M, sehingga rumusan tekanan osmotik dinyatakan sebagai: = M R T Π = tekanan osmotik larutan (atm) T = suhu (Kelvin) M = molaritas (mol/L) R = tetapan gas (0.082 L.atm/mol.K) Contoh soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 6 gram urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika proses pelarutan dilakukan pada suhu 27oC, tentukan tekanan osmotik larutan! 𝜋 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑥 1000 𝑉 (𝑚𝐿) 𝑥 𝑅 𝑥 𝑇 𝜋 = 6 60 𝑥 1000 500 𝑥 0,082 𝑥 300 𝜋 = 4,92 𝑎𝑡𝑚 Latihan soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180 g/mol) dilarutkan ke dalam 250 mL air (ρ = 1 g/mL). Jika proses pelarutan dilakukan pada suhu 27oC, tentukan tekanan osmotik larutan! 2 Tekanan osmotik larutan yang terbentuk dari 6 gram zat Y di dalam 250 mL air adalah 9,77 atm. Jika pengukuran dilakukan pada suhu 25oC, tentukan massa molekul relatif zat Y tersebut! 3. Penurunan Tekanan Uap (ΔP) Apabila ada sejumlah zat dilarutkan ke dalam pelarut, tekanan uap larutan akan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut, hal ini disebabkan akibat adanya gaya antar molekul yang bekerja antara zat terlarut dan pelarut yang menghalangi molekul pelarut untuk menguap.
- 7. ====== 7 ====== Kimia Kelas XII Hubungan konsentrasi zat dengan penurunan tekanan uap: ΔP = Po – P ΔP = Xterlarut Po P = Xpelarut Po ΔP = penurunan takanan uap Xterlarut = fraksi mol zat terlarut Po = tekanan uap pelarut murni Xpelarut = fraksi mol zat pelarut P = tekanan uap larutan Contoh soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Tekanan uap air murni pada suhu tertentu adalah 30 mmHg. Jika ke dalam 90 gram air (Mr 18 g/mol) dilarutkan 15 gram urea (Mr = 60 g/mol), tentukan penurunan tekanan uap dan tekanan uap larutannya! 𝑛𝑡 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑛 𝑝 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑛𝑡 = 15 60 𝑛 𝑝 = 90 18 𝑛𝑡 = 0,25 𝑚𝑜𝑙 𝑛 𝑝 = 5 𝑚𝑜𝑙 𝛥𝑃 = 𝑛𝑡 𝑛 𝑝 + 𝑛𝑡 𝑥 𝑃 𝑜 𝛥𝑃 = 0,25 5 + 0,25 𝑥 30 𝑚𝑚𝐻𝑔 𝛥𝑃 = 1,43 𝑚𝑚𝐻𝑔 𝛥𝑃 = 𝑃 𝑜 − 𝑃 𝑃 = 30 𝑚𝑚𝐻𝑔 − 1,43 𝑚𝑚𝐻𝑔 𝑃 = 28,57 𝑚𝑚𝐻𝑔 Latihan soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Tekanan uap air murni pada suhu tertentu adalah 30 mmHg. Jika ke dalam 85,5 gram air (Mr 18 g/mol) dilarutkan 15 gram propanol (Mr = 60 g/mol), tentukan penurunan tekanan uap dan tekanan uap larutannya!
- 8. ====== 8 ====== Kimia Kelas XII 2 Sebanyak 15,6 gram zat Y dilarutkan ke dlam 54 gram air menyebabkan penurunan tekanan uap sebesar 2,25 cmHg. Jika tekanan uap larutan yang dihasilkan adalah 33,75 cmHg, tentukan massa molekul relatif zat Y tersebut! Konsep yang dipelajari di atas khusus untuk larutan non elektrolit. Sedangkan untuk larutan elektrolit ada faktor Van’t Hoff yang berpengaruh. Faktor Van’t Hoff disimbulkan dengan i. Besarnya nilai dinyatakan: i = 1 + (n-1)α, dengan n adalah jumlah ion dan α adalah derajad ionisasi/disosiasi. Derajad ionisasi/disosiasi senyawa menyatakan seberapa banyak senyawa tersebut dapat dipecah menjadi ion-ionya. Senyawa ionik, asam kuat dan basa kuat umumnya terionisasi/terdisosiasi sempurna di dalam air (α = 100% = 1), sedangkan untuk senyawa asam lemah dan basa lemah tidak semua senyawanya dapat terionisasi/terdisosiasi karena terjadi reaksi kesetimbangan (terioniasasi/terdisosiasi sebagaian, dengan 0 ≥ α ≥ 1). Pengaruh faktor van’t Hoff terhadap sifat koligatif larutan dinyatakan sebagai berikut: 𝛥𝑇𝑏 = 𝐾𝑏 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝑥 𝑖 𝛥𝑇𝑓 = 𝐾𝑓 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝑥 𝑖 𝜋 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑥 1000 𝑉 (𝑚𝐿) 𝑥 𝑅 𝑥 𝑇 𝑥 𝑖 ∆𝑃 = 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 𝑖 (𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 𝑖) + 𝑚𝑜𝑙 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 𝑃 𝑜 Contoh soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 5,85 gram NaCl (Mr = 58,5 g/mol) dilarutkan ke dalam 200 gram air. Jika Kf = 1,86 oC/molal serta Kb = 0,52 oC/molal, tentukan: a. titik beku larutan b. titik didih larutan a. NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq) (terdapat 2 ion) NaCl termasuk senyawa ion, sehingga nilai α = 1 i = 1 + (n-1) α i = 1 + (2-1) 1 i = 2 𝛥𝑇𝑓 = 𝐾𝑓 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝑥 𝑖 𝛥𝑇𝑓 = 1,86𝑥 5,85 58,5 𝑥 1000 200 𝑥 2 𝛥𝑇𝑓 = 1,86 𝑇𝑓 = 0 − 1,86 = -1,86oC b. 𝛥𝑇𝑏 = 𝐾𝑏 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀 𝑟 𝑥 1000 𝑝 𝑥 𝑖 𝛥𝑇𝑏 = 0,52𝑥 5,85 58,5 𝑥 1000 200 𝑥 2 𝛥𝑇𝑏 = 0,52 𝑇𝑏 = 100 + 0,52 = 100,52oC
- 9. ====== 9 ====== Kimia Kelas XII Latihan soal: No. Pertanyaan Jawaban 1 Sebanyak 6 gram CH3COOH (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 200 gram air. Jika derajad disosiasi CH3COOH sebesar 80% dan nilai Kf = 1,86 oC/molal serta Kb = 0,52 oC/molal, tentukan titik beku dan titik didih larutan! 2 Sebanyak x gram garam dapur (NaCl) dengan massa molekul 58,5 g/mol dilarutkan ke dalam 500 mL air. Jika tekanan osmotik yang diukur pada suhu 27oC sebesar 3,5 atm tentukan nilai x! 3 Tekanan uap air pada suhu 25oC sebesar 30 cmHg. Jika ke dalam 270 gram air (Mr = 18 g/mol) dimasukkan 40 gram NaOH (Mr = 40 g/mol), tentukan nilai tekanan uap larutan yang terjadi! 4 Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180 g/mol) dan 34,2 gram sukrosa (Mr = 342 g/mol) dilarutkan ke dalam 500 gram air. Jika Kb air = 0,52oC/molal, hitunglah titik didih larutan! 5 Sebanyak 4 gran NaOH (Mr = 40 g.mol) dan 6 gram urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 100 gram air. Jika Kf air adalah 1,86 oC/molal, tentukan titik beku larutan! C. Aplikasi Sifat Koligatif Larutan 1. Penerapan penurunan tekanan uap 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.
- 10. ====== 10 ====== Kimia Kelas XII 2. Penerapan Penurunan Titik Beku Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya. a. Membuat Campuran Pendingin Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di bawah 0oC. 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. b. 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. c. 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. d. 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. 3. 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. a. 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.
- 11. ====== 11 ====== Kimia Kelas XII 4. 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. a. 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. b. 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. c. 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. d. 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. e. 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. f. 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.
- 12. ====== 12 ====== Kimia Kelas XII D. Evaluasi 1. Kemolalan suatu larutan 20% berat C2H5OH (Mr = 46) adalah…. a. 6,4 d. 3,4 b. 5,4 e. 0,4 c. 4,4 2. Untuk membuat larutan NaOH 0,05 M sebanyak 2 liter diperlukan larutan NaOH 8 % dengan berat jenis 1,25 gram/ml sebanyak…. a. 80 ml d. 10 ml b. 40 ml e. 5 ml c. 20 ml 3. Fraksi mol larutan 6,4% naftalena (Mr = 128) dalam benzene (Mr =78) adalah…. a. 0.01 d. 0,04 b. 0,02 e. 0,05 c. 0,03 4. Diketahui Mr fruktosa = 180. Molalitas larutan fruktosa 10% adalah…. a. 0,82 d. 0,52 b. 0,72 e. 0,42 c. 0,62 5. Larutan NaOH (Mr = 40)80% memiliki fraksi mol…. a. 0,330 d. 0,500 b. 0,350 e. 0,725 c. 0,645 6. Suatu larutan urea dalam air mempunyai penurunan titik beku 0,3720C. Bila kf molal air = 1,860C/m dan kb molal air = 0,520C, maka kenaikan titik didih larutan urea tersebut adalah…. a. 2,600C d. 0,1040C b. 1,040C e. 0,0260 C c. 0,8920C 7. Suatu larutan biner jika dihitung dengan hukum roult diharapkan memiliki kenaikan titik didih 20C, tetapi ternyata larutan itu mendidih pada suhu 102,60C. derajad ionisasinya adalah… a. 0,2 d. 0,5 b. 0,3 e. 0,6 c. 0,4 8. Diantara larutan berikut yang isotonic dengan larutan urea 0,3 M adalah…. 1. larutan garam dapuir 0,15 M 2. larutan kalium iodide 0,15 M 3. larutan kalsium klorida 0,1 M 4. larutan glukosa 0,3 M a. jawaban 1,2,dan3 benar b. jawaban 1dan 3 benar c. jawaban 2 dan 4 benar d. jawaban 1,2,3,4 benar e. jawaban 4 saja yang benar 9. Fraksi mol larutan urea dalam air = 0,2. Tekanan uap jenuh air murni pada suhu 200 C sebesar 17,5 mm Hg, maka tekanan uap jenuh larutan pada suhu itu adalah…. a. 3,5 mm Hg d. 17,7 mm Hg b. 14,0 mm Hg e. 21 mm Hg c. 17,5 mm Hg 10. Diantara kelima macam larutan dibawah ini yang titik bekunya paling tinggi adalah larutan: a. Na2CO3 0,3 M b. CH3COOH 0,5 M c. Glukosa 0,8 M d. Mg(NO3)2 0,2 M e. CuSO4 0,2 M 11. Zat X (non elektrolit) sebanyak 18 gram dilarutkan dalam 1 dm3 air ternyata titik didihnya 100,0520C. Jika kb molal air 0,520C/m, maka Mr zat X tersebut adalah…. a. 20 d. 174 b. 50 e. 180 c. 94
- 13. ====== 13 ====== Kimia Kelas XII 12. Pada suhu tertentu tekanan uap air murni adalah 30 mmHg. Tekanan uap 90 gram larutan glukosa, C6H12O6 5,55 molal adalah…. (Ar H = 1, C = 12, O = 16) a. 3,0 cm Hg d. 27,3 cm Hg b. 5,4 cm Hg e. 35,4 cm Hg c. 24,6 cm Hg 13. Masa etanol (Mr = 46) yang harus dilarutkan dalam 400 gram air,agar diperoleh larutan etanol yang titik bekunya -9,30C sebanyak…. a. 4,6 gram d. 92 gram b. 9,2 gram e. 138 gram c. 46 gram 14. Penurunan titik beku larutan propanol (Mr = 60) dengan kadar 8% dan Kf air = 1,86 adalah…. a. 2,480 C d. 8,320 C b. 2,70 C e. 12,000 C c. 4,200 C 15. Jika kf air = 1,86 maka larutan NaOH 4% (Mr = 40) membeku pada suhu …. a. –1,860 C d. -3,880 C b. –1,940 C e. -7,440 C c. –3,720 C 16. Sebanyak 3 gram garam dapur dilarutkan dalam 1 liter air mempunyai titik beku -0,1860 C. Derajat ionisasi garam dapur dalam air tersebut adalah…. a. 45% d. 85% b. 65% e. 95% c. 75% 17. Titik didih larutan yang terdiri dari 30 gram urea(Mr = 60) dalam 250 ml air,massa jenis air 1 g ml-1, kb air = 0,52 adalah…. a. 100,520C d. 102,520 b. 101,040 C e. 104,040 C c. 1020 C 18.Titik didih larutan glukosa 5%, jika kb air = 0,52 adalah…. a. 100,01520C d. 100,30C b. 100,0300C e. 100,3520C c. 100,1520C 19. Jika 2,28 gram urea (Mr =60) yang dilarutkan dalam air pada suhu 270C hingga volum 100 ml isotonis dengan 5,85 gram NaCl (Mr = 58,5)yang dilarutkan dalam air hingga volum 500 ml,maka derajat ionisasi adalah…. a. 60% d. 90% b. 75% e. 100% c. 80% 20. Sebanyak 13,35 gram LCl3 dilarutkan dalam air hingga 250 ml ,R = 0,082, derajat ionisasi = 0,25, dan suhu 270C, tekanan osmotic larutan = 17,22 atm. Jika Ar Cl = 35,5 maka Ar L adalah…. a. 18 d. 52 b. 27 e. 60 c. 36
- 14. ====== 14 ====== Kimia Kelas XII
- 15. ====== 15 ====== Kimia Kelas XII