Soal Sifat Koligatif larutan

Soal:

Larutan berikut yang mempunyai titik didih paling tinggi adalah larutan....  

A. MgCl₂ 0,25 molal  

B. AlCl₃ 0,15 molal  

C. K₂SO₄ 0,3 molal

D. BaSO₄ 0,35 molal

E. CO(NH₂)₂ 0,75 molal

Jawab:

Secara umum titik didih suatu larutan dapat kita hitung berdasarkan nilai kenaikan titik didihnya, adapun Hubungan kenaikan titik didih larutan dan titik didih larutan itu sendiri dapat dituliskan sebagai berikut:

∆Tb = Tb larutan – Tb pelarut

Sedangkan untuk nilai kenaikan titik didih larutan dapat kita tuliskan sebagai berikut:

∆Tb = m . Kb

Untuk larutan yang bersifat elektrolit akan terdapat pengaruh nilai Faktor Van Hoff (i) sehingga nilai kenaikan titik didihnya menjadi:

∆Tb = m . Kb . i

Dimana nilai i, yaitu:

i = 1 + (n – 1) α

dimana:

n = jumlah ion

α = derajat Ionisasi

Berdasarkan uraian rumus-rumus di atas adapun faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya nilai kenaikan titik didih suatu larutan yaitu bergantung pada molalitas dan sifat larutannya.

Semakin besar molalitas larutan maka nilai kenaikan titik didih larutan akan semakin besar pula.

Sifat larutan yang dimaksud yaitu sifat elektrolit dan non elektrolit dari larutan tersebut. Larutan elektrolit akan memiliki nilai kenaikan yang lebih besar dibandingkan larutan non elektrolit pada molalitas yang sama karena pada sifat koligatif bergantung pada konsentrasi partikel larutan bukan pada jenisnya, larutan elektrolit akan mengalami ionisasi yang mengakibatkan pada molalitas yang sama akibat reaksi ionisasi tersebut larutan elektrolit akan memiliki jumlah partikel yang lebih banyak dibandingkan larutan non elektrolit, dampaknya adalah konsentrasi larutan elektrolit juga akan menjadi lebih besar akibat jumlah partikel yang bertambah.  

Pengaruh jumlah partikel dan reaksi ionisasi tersebut dalam larutan elektrolit dirumuskan sebagai faktor Van Hoff, jadi kesimpulannya karena adanya faktor tersebut larutan elektrolit pada konsentrasi yang sama akan memiliki nilai kenaikan titik didih yang lebih besar.

Berdasarkan uraian di atas juga bisa disimpulkan bahwa pada Faktor Van hoff dipengaruhi oleh 2 hal, yaitu jumlah partikel yang dilambangkan dengan n dimana semakin banyak ion yang dihasilkan maka semakin banyak jumlah partikelnya sehingga semakin besar konsentrasinya.

Faktor berikutnya adalah derajat ionisasi, semakin terionisasi sempurna maka semakin besar nilai faktor Van Hoffnya.

Jadi karena pada soal diketahui molalitas larutan yang berbeda, maka dapat kita simpulkan bahwa untuk mengetahui nilai titik didih larutan yang tertinggi dapat kita lihat berdasarkan nilai kenaikan titik didih tertingginya.

Nilai kenaikan titik didih larutan yang tertinggi dapat kita lihat dari nilai molalitas larutannya, semakin tinggi nilai molalitasnya, maka semakin tinggi nilai kenaikan titik didihnya, nilai tetapan kenaikan titik didih molal (Kb) bisa kita abaikan dengan menganggap nilainya adalah sama untuk kelima larutan (Menggunakan pelarut yang sama).

Untuk larutan yang bersifat elektrolit, maka kita anggap nilai derajat ionisasinya adalah bernilai 1, sehingga nilai faktor Van Hoff bergantung pada jumlah ionnya yang akan mempengaruhi nilai molalitas, sehingga:

A. MgCl₂ 0,25 molal  

Reaksi Ionisasi:

MgCl₂ ==> Mg⁺² + 2 Cl⁻  ==> Jumlah ion adalah 3, maka n = 3, sehingga:

i = (1 + (3 – 1) 1) = 3

Konsentrasinya = 0,25 . 3 = 0,75

B. AlCl₃ 0,15 molal

Reaksi Ionisasi:

AlCl₃ ==> Al⁺³ + 3 Cl⁻  ==> Jumlah ion adalah 4, maka n = 4, sehingga:

i = (1 + (4 – 1) 1) = 4

Konsentrasinya = 0,15 . 4 = 0,6

C. K₂SO₄ 0,3 molal

Reaksi Ionisasi:

K₂SO₄ ==> 2 K⁺ + SO₄⁻²  ==> Jumlah ion adalah 3, maka n = 3, sehingga:

i = (1 + (3 – 1) 1) = 3

Konsentrasinya = 0,3 . 3 = 0,9

D. BaSO₄ 0,35 molal

Reaksi Ionisasi:

BaSO₄ ==> Ba⁺² + SO₄⁻²  ==> Jumlah ion adalah 2, maka n = 2, sehingga:

i = (1 + (3 – 1) 1) = 2

Konsentrasinya = 0,35 . 2 = 0,7

E. CO(NH₂)₂ 0,75 molal

Merupakan larutan non elektrolit sehingga nilai konsentrasinya adalah tetap 0,75

Maka berdasarkan uraian di atas diketahui bahwa nilai konsentrasi terbesar dimiliki oleh K₂SO₄ sehingga bisa disimpulkan nilai kenaikan titik didih tertinggi dan titik didih tertingginya yaitu K₂SO₄.

Soal Perhitungan Sifat Koligatif Larutan

Pada percobaan pengujian titik beku larutan urea yang massanya sama dengan larutan NaCl, (11,7 g dalam 1 L larutan) ternyata menghasilkan titik beku yang berbeda. Tf larutan Urea = -0,367 derajat celcius. Tf NaCl = -0,744 derajat celcius. Jika Mr CO(NH₂)₂ = 60 dan Mr NaCl = 58,5 serta derajat ionisasi NaCl = 1, berapakah tetapan penurunan titik beku molal (Kf) dari kedua percobaan tersebut adalah ....

Diketahui:

Massa NaCl = 11,7 gram

Massa urea = 11,7 gram

Volume larutan = 1 L

Titik beku urea = - 0,367°C

Titik beku NaCl = - 0,744°C

Mr NaCl = 58,5

Mr urea = 60

Derajat ionisasi NaCl = 1

Ditanya: Kf NaCl dan Kf Urea....?

Jawab:

Untuk menghitung nilai Kf pada percobaan yang dilakukan maka kita bisa menentukannya berdasarkan nilai penurunan titik beku larutan yang diperoleh.

Hubungan titik beku larutan dan Nilai penurunan titik beku larutan dapat kita tuliskan sebagai berikut:

∆Tf = Tf pelarut – Tf larutan

Dimana nilai penurunan titik beku larutan dapat kita hitung menggunakan rumus berikut:

∆Tf = m . Kf

Untuk larutan NaCl yang bersifat elektrolit, nilai penurunan titik beku larutannya akan dipengaruhi oleh nilai faktor Van Hoff (i) yang dapat ditentukan dengan rumus:

i = 1 + (n – 1) α

dimana:

n = jumlah ion

α = derajat ionisasi

Untuk jumlah ion dapat kita lihat berdasarkan reaksi ionisasinya, yaitu:

NaCl ==>  Na⁺ + Cl⁻  Jumlah ion adalah 2, maka n = 2

Jadi langkah pertama yaitu kita tentukan nilai mol masing-masing dari NaCl dan Urea.

Mol NaCl = massa NaCl / Mr

Mol NaCl = 11,7 / 58,5

Mol NaCl = 0,2 mol

Selanjutnya mol urea, yaitu:

Mol Urea = massa urea / Mr

Mol Urea = 11,7 / 60

Mol Urea = 0, 195 mol

Karena pelarut yang digunakan air dengan volume 1 Liter maka nilai molalitasnya akan sama dengan nilai molnya, karena air memiliki nilai densitas atau massa jenis bernilai 1 gram/mL sehingga jika Volume air yang digunakan sebanyak 1 Liter maka akan setara dengan massa air sebesar 1 Kg, sesuai dengan rumus molalitas yaitu:

Molalitas = mol / massa pelarut (Kg).

Selanjutnya menghitung nilai penurunan titik beku dari larutan NaCl dan Urea, yaitu:

∆Tf NaCl = Tf pelarut – Tf NaCl

∆Tf NaCl = 0 – (- 0,744)

∆Tf NaCl = 0,744°C

Dan untuk urea yaitu:

∆Tf urea = Tf pelarut – Tf urea

∆Tf urea = 0 – (- 0,367)

∆Tf urea = 0,367°C

Maka nilai Kf bisa kita hitung, yaitu:

∆Tf NaCl = m . Kf . (1 + (n – 1) α)

0,744 = 0,2 . Kf . (1 + (2 – 1) 1)

0,744 = 0,2 . Kf . 2

0,744 = 0,4 Kf

Kf = 1,86°C/m

Dan untuk urea yaitu:

∆Tf urea = m . Kf

0,367 = 0,195 . Kf

Kf = 1,88°C

Jadi nilai Tetapan penurunan titik beku molal untuk larutan NaCl adalah sebesar 1,86°C/m, dan larutan Urea adalah sebesar 1,88°C

Soal Titik Beku Larutan

    

Larutan H₂SO₄ 1 molal terionisasi 90%. Kf air = 1,86^oC/molal. Maka titik beku larutan tersebut adalah ….

A.    -5,208^oC

B.     -4,208^oC

C.     -3,208^oC

D.    4,208^oC

E.     5,208^oC

                                                                                            JAWABAN : A

PEMBAHASAN

Diketahui:

-          H₂SO₄ = 1 molal

-          Kf air = 1,86^oC/molal

-          α = 90% = 0,9

Ditanya : ΔTf  =....?

H₂SO₄  ----> 2H⁺ + SO₄^2-

Berdasarkan reaksi ionisasi di atas maka jumlah ion yang terurai = 3 sehingga dapat ditentukan nilai faktor van hoff dengan cara sebagai berikut:

i = 1 + (n – 1)α

i = 1 + (3 – 1) 0,9

i = 1 + 1,8

i = 2,8

Setelah nilai faktor van hoff ditentukan maka selanjutnya sahabat dapat menghitung penurunan titik beku larutan dengan menggunakan persamaan:

ΔTf = Kf x m x i

ΔTf = 1,86^oC/molal x 1 molal x 2,8

ΔTf = 5,208^oC

Tf = 0 - 5,208^oC = -5,208^oC

        Jadi titik beku larutan tersebut adalah -5,208 ^oC

Soal Sifat Koligatif larutan SBMPTN 2018

Soal 

Larutan A dibuat dengan melarutkan 4,16 g BaCl₂ (M_r = 208) ke dalam 2 kg air. Barium klorida terdisosiasi sempurna dalam air. Larutan B dibuat dengan melarutkan 15 g zat organik nonelektrolit ke dalam 1 kg air. Pada tekanan yang sama, ∆T_b larutan B = 2 ∆T_b larutan A. Massa molekul relatif zat organik tersebut adalah ....

(A) 100

(B) 250

(C) 400

(D) 700

(E) 1400

Pembahasan 

Diketahui :

Massa BaCl₂ = 4,16 gram

Mr BaCl₂ = 2018

Massa air larutan A (P) = 2 kg

α BaCl₂ = 1

Jumlah ion BaCl₂ = 3

Massa Zat Organik = 15 gram

Massa Air larutan B (P) = 1 kg

Langkah pertama yang harus sobat lakukan adalah menentukan nilai ∆T_b larutan A dengan cara :

∆T_b = m.Kb. (1+(n–1)α)

∆T_b A = (4,16 / 208)/2 kg × K_b × (1+(3–1).1)

∆T_b A = 0,01 × K_b × 3

∆T_b A = 0,03 × K_b

Setelah sobat berhasil menentukan nilai ∆T_b larutan A, selanjutnya subtitusikan nilai yang telah diperoleh ke dalam persamaan berikut:

∆T_b larutan B = 2 ∆T_b larutanA

Sehingga diperoleh persamaan :

m × K_b = 2∆T_b A

m × K_b = 2(0,03 × K_b)

m × K_b = 0,06 × K_b

m = 0,06 mol/kg

Untuk menentukan nilai Mr senyawa organik tersebut sobat dapat menggunakan persamaan :

molalitas = mol zat organik /Kg pelarut

0,06 m = mol zat organik/1kg

mol zat organik = 0,06 mol

Maka Mr zat organik = massa zat organik/mol zat organik

                                      = 15 gram/0,06 m

                                      = 250 

Jadi Mr Zat organik tersebut adalah 250

Soal Sifat Koligatif Larutan

Soal UNBK :

Massa garam dapur yang harus ditaburkan ke dalam 1 ton salju agar titik beku air salju turun menjadi -5^oC adalah ... (Ar Na = 23, Cl = 35,5, K_f air = 1,86 molal ^–1 .^oC)

1. 39,310 kg
2. 78,629 kg
3. 393,100 kg
4. 786,290 kg
5. 78629 kg

Pembahasan 

NaCl merupakan senyawa yang tergolong larutan elektrolit sehingga akan terurai menjadi 2 partikel ion Na⁺ dan Cl^–, sobat harus mengingat konsep bahwa larutan elektrolit kuat memiliki nilai yang disebut faktor van Hoff (i) = (1 + (n-1)a) = (1 + (2-1)1) = 2

Untuk nilai ∆Tb = Tb^o - Tb = 0 – (–5) = 5

Massa air (P)= 1 ton = 1.000 kg

Massa molar NaCl = (23+35,5) g/mol = 58,5 g/mol

∆Tb  = Molalitas NaCl × Kf × i

    5  = Molalitas NaCl × 1,86 × 2

Molalitas NaCl = (5 / 3,72) molal

Molalitas NaCl = 1,344 molal

Molalitas             = Jumlah mol zat terlarut / massa pelarut (kg)

1,344 molal         = Jumlah mol NaCl / 1.000 kg

Jumlah mol NaCl = 1,344 molal ×1.000 kg

Jumlah mol NaCl = 1.344 mol

Massa NaCl = jumlah mol NaCl × massa molar NaCl

Massa NaCl = 1.344 mol × 58,5 g/mol

Massa NaCl = 78.624 g = 78,624 kg.