Contoh soal pembahasan Sifat Koligatif Larutan
Sifat koligatif larutan merupakan sifat yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam suatu larutan, bukan pada jenis atau sifat dari zat tersebut. Terdapat empat jenis sifat koligatif utama, yaitu penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik. Pada artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal beserta pembahasan untuk masing-masing sifat koligatif larutan.
1. Penurunan Tekanan Uap (Raoult’s Law)
Contoh Soal:
Larutkan 18 gram urea (NH2CONH2) ke dalam 200 gram air. Berapakah penurunan tekanan uap larutan jika diketahui tekanan uap air murni pada suhu tertentu adalah 23.8 mmHg? (Massa molar urea = 60 g/mol)
Pembahasan:
Untuk menghitung penurunan tekanan uap, kita harus menghitung fraksi mol zat terlarut.
1. Hitung jumlah mol urea:
\[
\text{Jumlah mol urea} = \frac{18 \text{ g}}{60 \text{ g/mol}} = 0.3 \text{ mol}
\]
2. Hitung jumlah mol air:
\[
\text{Massa molar air} = 18 \text{ g/mol}
\]
\[
\text{Jumlah mol air} = \frac{200 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 11.11 \text{ mol}
\]
3. Hitung fraksi mol zat terlarut:
\[
x_{\text{urea}} = \frac{0.3 \text{ mol}}{0.3 \text{ mol} + 11.11 \text{ mol}} = 0.0265
\]
4. Penurunan tekanan uap:
\[
\Delta P = P_0 \cdot x_{\text{urea}} = 23.8 \text{ mmHg} \times 0.0265 = 0.63 \text{ mmHg}
\]
2. Peningkatan Titik Didih (Boiling Point Elevation)
Contoh Soal:
Berapa peningkatan titik didih dari larutan yang mengandung 1 mol NaCl/kg air? Kf untuk air adalah 0.52 °C/m.
Pembahasan:
NaCl dalam larutan terdisosiasikan menjadi 2 ion (Na+ dan Cl-), sehingga faktor van ‘t Hoff (i) adalah 2.
1. Hitung molalitas larutan (m):
\[
m = \frac{1 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 1 \text{ m}
\]
2. Peningkatan titik didih:
\[
\Delta T_b = i \cdot K_b \cdot m = 2 \cdot 0.52 \text{ °C/m} \cdot 1 \text{ m} = 1.04 \text{ °C}
\]
Jadi, peningkatan titik didih larutan adalah 1.04 °C.
3. Penurunan Titik Beku (Freezing Point Depression)
Contoh Soal:
Hitung penurunan titik beku dari larutan yang mengandung 0.5 mol glukosa (C6H12O6)/kg air. Kf untuk air adalah 1.86 °C/m.
Pembahasan:
Glukosa tidak terdisosiasi dalam larutan, sehingga faktor van ‘t Hoff (i) adalah 1.
1. Hitung molalitas larutan (m):
\[
m = \frac{0.5 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 0.5 \text{ m}
\]
2. Penurunan titik beku:
\[
\Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m = 1 \cdot 1.86 \text{ °C/m} \cdot 0.5 \text{ m} = 0.93 \text{ °C}
\]
Jadi, penurunan titik beku larutan adalah 0.93 °C.
4. Tekanan Osmotik (Osmotic Pressure)
Contoh Soal:
Hitung tekanan osmotik dari larutan urea 0.1 M pada suhu 27 °C. (R = 0.0821 L·atm/K·mol)
Pembahasan:
Tekanan osmotik (\(\pi\)) dapat dihitung dengan rumus:
\[
\pi = MRT
\]
1. Konversi suhu ke Kelvin:
\[
T = 27 \text{ °C} + 273.15 = 300.15 \text{ K}
\]
2. Hitung tekanan osmotik:
\[
\pi = 0.1 \text{ M} \times 0.0821 \text{ L·atm/K·mol} \times 300.15 \text{ K}
\]
\[
\pi = 2.461 \text{ atm}
\]
Jadi, tekanan osmotik larutan adalah 2.461 atm.
Kesimpulan
Sifat koligatif larutan memberikan wawasan penting yang sederhana namun kuat mengenai bagaimana larutan berperilaku berdasarkan jumlah partikel terlarut. Melalui beberapa contoh soal di atas, kita dapat memahami bagaimana menghitung penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik dari suatu larutan. Semoga penjelasan dan contoh soal ini bermanfaat dalam memahami konsep sifat koligatif larutan dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam proses industri dan penelitian ilmiah.
