Kimia Sma [PDF]

Citation preview

BAB 1 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN 1.1FRAKSI MOL DAN KEMOLALAN TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari sub pokok bahasan ini diharapkan agar siswa dapat : 1. Menghitung fraksi mol larutan. 2. Menghitung kemolalan larutan.



A. Fraksi Mol Fraksi mol (X) adalah perbandingan mol suatu zat terhadap mol total dalam larutan. Rumus : a. Fraksi mol zat terlarut : Xt =



b. Fraksi mol zat pelarut : Xp =



𝑛𝑡 𝑛𝑡 +𝑛𝑝



𝑛𝑝 𝑛𝑡 +𝑛𝑝



Keterangan : Xt = fraksi mol zat terlarut Xp = fraksi mol zat pelarut nt = mol zat terlarut np = mol zat pelarut Hubungan antara Xt dan Xpadalah :Xt + Xp = 1 Contoh soal 1.1.1 Sebanyak 16 gram NaOH (Mr = 40) dilarutkan dalam 90 gram air (Mr = 18),tentukanfraksi mol NaOH dan fraksi mol air! Pembahasan mt = 160 g mp = 90 g Mrt = 40 Mrp= 18 nt = mt/Mrt = 16/40 = 0,4 mol np = mp/Mrp = 90/18 = 5 mol Fraksi mol NaOH; Xt =



𝑛𝑡 𝑛𝑡 +𝑛𝑝



=



0,4 0,4 + 5



= 0,0741



Fraksi mol air = 1 - Xt = 1 - 0,0741 = 0,9259. Contoh soal 1.1.2 Tentukan fraksi mol larutan 16% naftalena (Mr = 128) dalam benzena (Mr = 78)!



1



Pembahasan Larutan 16% naftalena dalam benzena artinya dalam 100 gram larutan terdapat16 gram massa naftalena dan 84 gram massa benzena. mt = 16 g mp = 84 g Mrt = 128 Mrp= 78 nt = mt/Mrt = 16/128 = 0,125 mol np = mp/Mrp = 84/78 = 1,0769 mol Fraksi mol larutan naftalena; Xt =



𝑛𝑡 𝑛𝑡 +𝑛𝑝



0,125



=



0,125 +1,0769



= 0,104.



B. Kemolalan Kemolalan/molalitas (m) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg atau 1.000 g zat pelarut. Rumus : m =



𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑘𝑔 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡



atau



𝑔𝑟 𝑀𝑟



x



1000 𝑝



dengan :m = kemolalan (m) Mr = massa molekul relatif zat terlarut g = massa zat terlarut (g) p = massa zat pelarut (g) Contoh soal 1.1.3 Sebanyak 3 gram urea (Mr = 60) dilarutkan dalam 200 gram air, tentukankemolalan larutan! Pembahasan g = 15 g Mr = 60 p = 200 g Kemolalan larutan : m =atau



𝑔𝑟 𝑀𝑟



x



1000 𝑝



=



3 60



x



1000 200



= 0,25 m.



Contoh soal 1.1.4 Berapa massa glukosa, C6H12O6 (Ar :C = 12, H = 1, O = 16) yang harus dilarutkan dalam 250 mL air (ρ air = 1 g/mL) untuk memperoleh larutan C6H12O6 0,2 m? Pembahasan Misalnya massa glukosa =x gram, maka : g =x Mr C6H12O6= 180 p = 250 g 2



m= 0,2 =



x=



𝑔𝑟 𝑀𝑟 𝑥 180



x x



1000 𝑝 1000 250



0,2 𝑥 180 𝑥 250 1000



= 9 g.



Soal Latihan1.1 Petunjuk : Jawablah soal berikut dengan singkat, jelas dan tepat! 1. Sebanyak 0,41 gram Ca(NO3)2 ( Ar Ca=40, N=14, O=16) dilarutkan dalam 500 gram air. Tentukan fraksi mol dan kemolalan larutan! 2. Sebanyak 3,6 gram CO(NH2)2 (Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1) dilarutkan dalam 250 mL air. Tentukan kemolalan larutan! 3. Gliserin banyak digunakan dalam produk kosmetika, seperti pelembap. Jikaterdapat 500 gram larutan gliserin dalam air dengan fraksi mol gliserin 0,15 dan Mr gliserin = 92,tentukan massa gliserin dan massa air! 4. NaOH merupakan basa kuat yang digunakan sebagai bahan pembuat sabun. Jika terdapat larutan NaOH 2 M sebanyak 200 mL, dan diketahui Mr NaOH = 40, serta massa jenislarutan NaOH = 1,20 g/mL, tentukan kemolalan larutan NaOHtersebut!



1.2PENGERTIAN DAN PENGGOLONGAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari sub pokok bahasan ini diharapkan agar siswa dapat : 1. Menjelaskan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut dan menghitung penurunan tekanan uap dan tekanan uap larutan. 2. Menjelaskandan menghitung penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan nonelektrolit dan elektrolit. 3. Menjelaskan pengertian osmosis, tekanan osmosis larutan serta menghitung tekanan osmosis larutan nonelektrolit dan elektrolit.



Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut, dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut. Ada 4 sifat koligatif larutan : 1. penurunan tekanan uap (ΔP) 2. penurunan titik beku (ΔTf) 3. kenaikan titik didih (ΔTb) 4. tekanan osmotik (π)



3



A. PENURUNAN TEKANAN UAP Tekanan uap (vapor pressure) adalah ukuran kecenderungan molekul-molekul suatu cairan untuk lolos menguap.Makin besar tekanan uap suatu cairan, makin mudah molekul-molekul cairan itu berubah menjadi uap.Perhatikan gambar penurunan tekanan uap berikut!



Keterangan : P = tekanan uap (cmHg atau mmHg) o P = tekanan uap pelarut murni (cmHg atau mmHg) ∆P = Po - P = penurunan tekanan uap larutan Tekanan uap suatu cairan bergantung pada banyaknya molekul di permukaan yang memiliki cukup energi kinetik untuk lolos dari tarikan molekul-molekul tetangganya.Jika ke dalam cairan itu dilarutkan suatu zat, maka kini yang menempati permukaan bukanhanya molekul pelarut, tetapi juga molekul zat terlarut, dan menyebabkan molekul pelarut di permukaan makin sedikit maka laju penguapan akan berkurang sehingga tekanan uapcairan itu turun. Perhatikan gambar berikut!



▪ Makin banyak zat terlarut, makin besar penurunan tekanan uap.



4



• Persamaan Menentukan Tekanan Uap Larutan : P = Po . Xp • Persamaan Menentukan Penurunan Tekanan Uap Larutan, dirumuskan oleh Raoult : a. Larutan nonelektrolit : ΔP = Po . Xt b. Larutan elektrolit : ΔP = Po . Xt(jumlah mol ion dimasukkan ke dalam perhitungan fraksi mol).



Contoh Soal 1.2.1 Pada suhu 27 oC sebanyak 23 gram etanol (Mr = 46) dilarutkan dalam 270 gram gram air (Mr = 18). Jika tekanan uap air pada suhu tersebut adalah 30 mmHg, hitunglah : a. tekanan uap larutan b. penurunan tekanan uap larutan Pembahasan mt = 23 g Mrt = 46 mp = 270 g Mrp= 18 Po = 30 mmHg nt = mt/Mrt = 23/46 = 0,5 mol np = mp/Mrp = 270/18 = 15 mol Xt = nt = 0,5= 0,0323 nt + np 0,5 + 15 Xp = 1 - Xt = 1 - 0,0323 = 0,9677. a. Tekanan uap larutan : P = Po x Xp = 30 x 0,9677 = 29,031 mmHg. b. Penurunan tekanan uap larutan : ∆P = Po - P = 30 - 29,031 = 0,969 mmHg. Contoh soal 1.2.2 Pada suhu 30 oC sebanyak 18 g zat nonelektrolit dilarutkan dalam 90 g air (Mr=18) sehingga mengakibatkan tekanan uap larutan menjadi 31,37 mmHg. Jika tekanan uap air jenuh pada suhu tersebut sebesar 32 mmHg, tentukan massa molekul relatif zat nonelektrolit tersebut!



5



Pembahasan mt = 18 g Mrt = …? mp = 90 g Mrp = 18 Po = 32 mmHg P = 31,37 mmHg np = mp/Mrp = 90/18 = 5 mol P = Po . Xp Xp = P/Po = 31,37/32 = 0,9803 Xp = np nt + np 0,9803= 5 nt+ 5 0,9803nt + 4,9015 = 5 0,9803nt= 0,0985 nt = 0,0985/0,9803 = 0,1005 mol mt = nt x Mrt Mrt = mt/nt = 18/0,1005 =179,1045 Mrt = 179.



Soal Latihan 1.2.1 Petunjuk : Jawablah soal berikut dengan singkat, jelas dan tepat! 1. Jelaskan mengapa penambahan zat terlarut yang sukar menguap ke dalam pelarut tertentu dapat menyebabkan penurunan tekanan uap larutan lebih rendah dari pada tekanan uap pelarut murni! 2. Suatu campuran terdiri dari aseton (A) dan benzena (B) dengan fraksi mol aseton 0,4. Apabila pada suhu 23 oC harga PoA = 0,38 atm serta PoB = 0,68 atm maka tentukan tekanan total campuran! 3. Tekanan uap larutan urea pada suhu 50 oC adalah 42,5 mmHg. Jika tekanan uap air jenuh pada suhu tersebut sebesar 43,5 mmHg maka tentukan massa urea (Mr = 60) yang harus dilarutkan dalam 180 gram air. 4. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 171 gram gula (C12H22O11) dalam 180 gram air.Bila tekanan uap air pada suhu 25 oC = 23,76 mmHg, maka tentukan : a. tekanan uap jenuh larutan b. penurunan tekanan uap larutan! (Ar : C=12, H=1, O=16). 5. Sebanyak 25 gram zat terlarut X dalam 525 gram air pada 20 oC mempunyai tekananuap 17,29 mmHg. Bila tekanan uap air jenuh pada temperatur tersebut 17,54 mmHg, berapakah massa molekul relatit zat X tersebut?



6



B. PENURUNAN TITIK BEKU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN I. PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN Perhatikan grafik penurunan titik beku berikut!



Persamaan Menentukan Titik Beku Larutan : • Larutan nonelektrolit : ∆Tf = Kf .m • Larutan elektrolit : ∆Tf = Kf .m .i II. KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN Perhatikan grafik kenaikan titik didih berikut!



Keterangan : Tob = titik didih pelarut (air) Tb = titik didih larutan ∆Tb = (Tb - Tob) = kenaikan titik didih larutan



7



Persamaan Menentukan Titik Didih Larutan : • Larutan nonelektrolit : ∆Tb = Kb .m • Larutan elektrolit : ∆Tb = Kb .m .i Keterangan: m =



𝑔𝑟 𝑀𝑟



x



1000 𝑝



i = 1 + (n – 1) α dimana i = faktor van’t Hoff n = jumlah koefisien kation dan anion α = derajat ionisasi elektrolit untuk elektrolit kuat (α = 1) maka i = n Kf = tetapan penurunan titik beku molal (oC/m) Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC/m) Harga Kf dan Kb bergantung pada jenis pelarut. Tetapan Titik Beku, Titik Didih, Kf dan Kb Beberapa Pelarut. Pelarut Titik Beku (oC) Air 0 Benzena 5,48 Asam asetat 16,6 Fenol 43 Nitrobenzena 5,7



Titik Didih (oC) 100 80,1 118,1 182 210,88



Kf (oC/m) 1,86 5,12 3,90 7,40 7,00



Kb(oC/m) 0,52 2,53 3,07 3,56 5,24



Contoh soal 1.2.3 Sebanyak 9 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 400 gram air. Jika Kf air = 1,86oC/m, maka tentukan : a. penurunan titik beku larutan glukosa! b. titik beku larutan glukosa! Pembahasan a. ∆Tf=Kf x = 1,86



9



180



x



𝑔𝑟



𝑀𝑟 1000



x



1000 𝑝



400



= 0,233 oC. b. Tf larutan = Tf air - ∆Tf = 0 - 0,233 = -0,233 oC. Contoh soal 1.2.4 Sebanyak 11,7 gram NaCl (Mr = 58,5) dilarutkan dalam 500 gram air. Jika K f air = 1,86oC/m, tentukan titik beku larutan tersebut!



8



Pembahasan NaCl → Na+ + Cln=1 + 1 =2 i = n = 2 (elektrolit kuat) ∆Tf = Kf .g . 1000 .i Mr p = 1,86 . 11,7 . 1000 . 2 58,5 500 = 1,488 oC. Tf larutan = Tf air - ∆Tf= 0 - 1,488= -1,488 oC. Contoh soal 1.2.5 Sebanyak 11,7 gram NaCl (Mr = 58,5) dilarutkan dalam 500 gram air. Jika Kb air = 0,52oC/m,tentukan titik didih larutan tersebut! Pembahasan NaCl → Na+ + Cln=1 + 1 =2 i = n = 2 (elektrolit kuat) ∆Tb = Kb .g . 1000 .i Mr p = 0,52 . 11,7 . 1000 . 2 58,5 500 = 0,416 oC. Contoh soal 1.2.6 Suatu zat nonelektrolit sebanyak 4 gram dilarutkan dalam 100 gram air. Jika titik didih larutan tersebut 100,12oC dan Kb air = 0,513 oC/m, tentukan massa molekul relatif (Mr) zat tersebut! Pembahasan ∆Tb = Tb larutan - ∆Tb air = 100,12 - 100 = 0,12 oC ∆Tb = Kb .g . 1000 Mr p 0,12 = 0,513 . 4 .1000 Mr 100 Mr = 0,513 .4 .1000 = 171. 0,12 . 100



9



Soal Diskusi Penurunan Titik Beku Larutan (Diskusi 1) 1. Penjual es krim keliling yang menggunakan sepeda motor, es krim diletakkan dalam kotak berisi es balok dan garam dapur kasar. Jelaskan tujuan penambahan garam dapur ke dalam es balok tersebut! 2. Sebanyak 9 gram glukosa (Mr=180) dilarutkan ke dalam 200 gram air. Jika Kf air = 1,86 tentukan penurunan titik beku dan titik beku larutan! (UAN 2003). 3. Sebanyak 2,34 gram garam dapur (Ar : Na = 23, Cl = 35,5) dan mengurai sempurna dalam 200 gram air. Jika tetapan penurunan titik beku molal air = 1,86oC/m, tentukan penurunan titik beku larutan! (UAN 2002). 4. Larutan yang mengandung 3 gram zat nonelektrolit dalam 100 gram air (Kf air =1,86 oC/m) membeku pada suhu -0,279 oC. tentukan massa molekul relatif zat nonelektrolit tersebut! (UMPTN 1993). 5. Untuk menurunkan titik beku 2,5 liter air (massa jenis air = 1 g/cm3) menjadi -0,74 o C pada tekanan 1 atmosfer (Kf = 1,86), tentukan massa gula (Mr=342) yang harus dilarutkan! (EBTANAS 2001). 6. Larutan NaCl 0,4 molal membeku pada suhu -1,488 oC. Jika harga Kf = 1,86oC/m maka tentukan derajat ionisasi larutan elektrolit tersebut! (EBTANAS 1999).



Soal Diskusi Kenaikan Titik Didih Larutan (Diskusi 2) 1. Air memiliki titik didih sebesar 100 oC. Jika 3 sendok makan gula pasir ditambahkan ke dalam 500 mL air yang sedang mendidih dan biarkan campuran tersebut mendidih kurang lebih selama 3 menit dan diukur suhunya menggunakan thermometer. Menurut Anda apakah suhu campuran lebih kecil ataukah lebih besar dari 100 oC, jelaskan! 2. Sebanyak 17,4 gram K2SO4 (Mr=174) yang terurai sempurna dalam 250 gram air dengan kenaikan titik didih molal air = 0,52. Tentukan besarnya kenaikan titik didih dan titik didih larutan tersebut! (EBTANAS 2000). 3. Suatu senyawa nonelektrolit sebanyak 0,645 gram dilarutkan dalam 50 gram CCl4menyebabkan kenaikan titik didih sebesar 0,645 oC. Jika Kb pelarut = 5,0 maka tentukan massa molekul relatif senyawa tersebut! (UJIAN SEKOLAH KOTA PONTIANAK 2007). 4. Untuk menaikkan titik didih 250 mL air menjadi 100,1oC pada tekanan 1 atm (Kb = 0,52 oC/m), tentukan massa gula (Mr=342 g mol-1) yang harus dilarutkan! 5. Sebanyak 28 gram basa lemah MOH dilarutkan dalam 750 mL air dan mendidih pada suhu 100,64oC. Jika diketahui Kb air = 0,52oC/m), tentukan persentase MOH yang terurai!



10



Soal Latihan 1.2.2 1. Suatu senyawa organik sebanyak 12,42 gram dilarutkan dalam 300 gram pelarut benzena dan larutan ini membeku pada suhu 4,8 oC. Jika Kf benzena = 2,62OC/m dan titik beku pelarut benzena = 5,5 oC, tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa tersebut! 2. Tentukan jumlah gula (Mr = 342) yang harus dilarutkan dalam 5 liter air agar diperoleh larutan dengan titik didih 100,4oC! (Diketahui Kb air = 0,513 oC/m). 3. Jika 15 gram asam HA dilarutkan dalam 500 mL air dan mendidih pada suhu 100,26oC. Tentukan derajat ionisasi HA! (Kb air = 0,52oC m-1, dan Mr HA = 60 g mol-1).



LKS PRAKTIKUM Praktikum 1 MENENTUKAN PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN A. Tujuan Mengamati titik beku zat pelarut (air) dan pengaruh zat terlarut terhadap titik beku larutan, serta menentukan nilai penurunan titik beku larutan. B. Landasan Teori (Pelajari kimia 3, kenaikan titik didih dan penurunan titik beku, halaman 6 14,Balai Pustaka, 1995 atau literatur lainnya). C. Alat dan Bahan 1. Tabung reaksi besar 5. Sendok the 2. Gelas kimia plastik 1 L 6. Air bebas mineral atau aqua dm (aqua demineralisasi) 3. Termometer 7. Pupuk urea 4. Gelas ukur 50 mL 8. Es batu yang dihancurkan hingga halus. D. Langkah Kerja 1. Menentukan Titik Beku Zat Pelarut a. Masukkan aqua dm sebanyak 25 mL ke dalam tabung reaksi. b. Isi gelas kimia dengan es batu dan garam. c. Dinginkan tabung reaksi dalam gelas kimia, catat suhu setiap setengah menit sampaisemua air membeku dan suhu tetap. 2. Menentukan Titik Beku Larutan a. Masukkan 1 sendok teh pupuk urea dan 25 mL aqua dm ke dalam tabung reaksi. b. Isi gelas kimia dengan es batu dan garam. c. Dinginkan tabung reaksi dalam gelas kimia, catat suhu setiap setengah menit sampai semua air membeku dan suhu tetap.



11



E. Data Pengamatan Waktu (Menit) Suhu (oC) 0,5 … 1,0 … 1,5 … 2,0 … 2,5 … 3,0 … 3,5 … … … F. Pertanyaan 1. Tentukan titik beku larutan urea dan nilai penurunan titik beku larutan tersebut! 2. Jika diketahui Kf air = 1,86 oC/m, tentukan jumlah urea yang harus ditambahkan ke dalam 25 mL aqua dm sehingga memiliki titik beku seperti pada soal nomor 1. (Mr urea = 60). G. Kesimpulan dan Tugas Berdasarkan hasil percobaan, presentasikanlah secara berkelompok di depan kelas, kemudian buatlah kesimpulan dan laporan secara individu.



Praktikum 2 MENENTUKAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN A. Tujuan Mengamati titik didih zat pelarut (air) dan pengaruh zat terlarut terhadap titik didih larutan, serta menentukan nilai kenaikan titik didih larutan. B. Landasan Teori (Pelajari kimia 3, kenaikan titik didih dan penurunan titik beku, halaman 6 - 14, Balai Pustaka, 1995 atau literatur lainnya). C. Alat dan Bahan 1. Gelas kimia 250 mL 5. Gelas ukur 100 mL 2. Lampu spiritus 6. Aqua dm 3. Termometer 7. Glukosa 0,1 m 4. Kawat kassa dan kaki tiga 8. NaCl 0,1 m. D. Langkah Kerja 1. Menentukan Titik Didih Zat Pelarut a. Masukkan 100 mL aqua dm ke dalam gelas kimia. b. Panaskan air tersebut dengan menggunakan lampu spiritus atau pembakar bunsen. c. Catat suhu setiap setengah menit sampai semua air mendidih dan suhu tetap. 2. Menentukan Titik Didih Larutan a. Masukkan 100 mL larutan glukosa 0,1 m ke dalam gelas kimia. 12



b. Panaskan larutan tersebut dengan menggunakan lampu spiritus atau pembakar bunsen. c. Catat suhu setiap setengah menit sampai semua larutan mendidih dan suhu tetap. d. Ulangi langkah a-c menggunakan larutan NaCl 0,1 m. E. Data Pengamatan Waktu (Menit) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 …



Suhu (oC) … … … … … … … …



F. Pertanyaan 1. Tentukan titik didih dan nilai kenaikan titik didih larutan-larutan tersebut! 2. Dari hasil perhitungan, adakah keteraturan jumlah partikel dengan nilai kenaikan titik didih? Jelaskan! G. Kesimpulan dan Tugas Berdasarkan hasil percobaan, presentasikanlah secara berkelompok di depan kelas, kemudianbuatlah kesimpulan dan laporan secara individu.



C. TEKANAN OSMOSIS Osmosis merupakan proses perpindahan pelarut dari larutan yang lebih encer menuju larutan yang lebih pekat melalui selaput atau membran semipermeabel. Tekanan yang diperlukan untuk menghentikan aliran zat cair pada peristiwa osmosis disebut tekanan osmotik.Perhatikan gambar proses osmosis berikut!



13



Besarnya tekanan osmotik dihitung dengan rumus : 1. Tekanan osmotik larutan nonelektrolit :   M .R.T 2. Tekanan osmotik larutan elektrolit :   M .R.T .i Keterangan :  = tekanan osmotik larutan (atm) M = molaritas larutan (mol/L) R = 0,082 L atm/mol oK T = suhu (oK) i = faktor van’t Hoff = 1+(n-1)  n = jumlah koefisien kation dan anion larutan elektrolit = derajat ionisasi larutan elektrolit  LARUTAN ISOTONIK, HIPOTONIK, DAN HIPERTONIK 1. Larutan isotonik adalah larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama. Rumus : 1 =  2 2. Larutan hipotonik adalah larutan yang lebih encer sehingga mempunyai tekanan osmotik lebih rendah. 3. Larutan hipertonik adalah larutan yang lebih pekat sehingga mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi. Contoh soal 1.2.7 Sebanyak 30 gram ura (Mr=60) dilarutkan dalam air sampai volume larutanmencapai 1 liter pada suhu 27 oC. Jika R = 0,082, tentukan tekanan osmotik larutan! Pembahasan n M R T







= g/Mr = 30/60 = 0,5 mol = n/V = 0,5/1 = 0,5 M = 0,082 = 27 + 273 = 300 oK = M. R. T = 0,5 x 0,082 x 300 = 12,3 atm.



Contoh soal 1.2.8 Sebanyak 5,85 gram senyawa elektrolit biner dengan nilai   1 dilarutakandalam air sampai volume larutan mencapai 10 mL pada suhu 27 oC. Jikatekanan osmotik larutan pada suhu itu 49,2 atm dan R = 0,082, tentukan Mrsenyawa tersebut! Pembahasan i V T R







= n = 2 (elektrolit kuat) = 0,1L = 27 + 273 = 300 oK = 0,082 = 49,2 14



 M



= M . R. T. i 49,2 = M x 0,082 x 300 x 2 = 49,2 : 49,2 = 1 M n = M . V = 1 x 0,1 = 0,1 mol Mr = gr : mol = 5,85 : 0,1 = 58,5.



Soal Latihan 1.2.3 Petunjuk : Jawablah soal berikut dengan singkat, jelas dan tepat! 1. Larutan infus NaCl yang dimasukkan ke dalam tubuh pasien harus isotonis dengan tekanan darah pasien sebesar 7,7 atm sehingga konsentrasi larutan NaCl yang diperlukan 0,9%. Jelaskan akibat yang dialami pasien jika infus larutan NaCl : a. Konsentrasinya kurang dari 0,9% b. Konsentrasinya lebih dari 0,9% 2. Sebanyak 0,41 gram Ca(NO3)2 ( Ar Ca=40, N=14, O=16) dilarutkan dalam airhingga volume larutan mencapai 500 mL. Jika R = 0,082 tentukan tekanan osmotik larutan pada suhu 27 oC. 3. Suatu zat non elektrolit sebanyak 3,6 gram dilarutkan ke dalam air sampai volumelarutan 500 mL pada suhu 27 oC. Jika tekanan osmotik 2,952 atm dan R = 0,082, tentukan Mr zat non elektrolit tersebut!



1.3 MEMBANDINGKAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NONELEKTROLIT DAN ELEKTROLIT



TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari sub pokok bahasan ini diharapkan agar siswa dapat membandingkan sifat koligatif larutan nonelektrolit dan elektrolit. Perhatikan berikut! No 1 2 3 4



data hasil percobaan pengukuran titik didih dan titik beku beberapa larutan Larutan C6H12O6 NaCl K2SO4 CO(NH2)2



Titik Beku (oC) -0,186 -0,372 -0,558 -0,186



Konsentrasi 0,1 m 0,1 m 0,1 m 0,1 m



Titik Didih (oC) 100,052 100,104 100,156 100,052



Dari data tersebut : 1. Jelaskan mengapa larutan C6H12O6 dan CO(NH2)2 memiliki titik beku lebih tinggi dibandingkan dengan larutan NaCl dan K2SO4? 15



2. Jelaskan mengapa larutan NaCl dan K2SO4 memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan dengan larutan C6H12O6 dan CO(NH2)2? 3. Buatlah kesimpulan berdasarkan jawaban pertanyaan nomor 1 dan nomor 2! Contoh soal 1.3 Diketahui larutan-larutan berikut : HCl 0,2 M ; CO(NH2)2 0,2 M ; Na2CO3 0,2 M.Urutkan titik didih dan titik beku larutan-larutan tersebut! Pembahasan ▪ Titik didih HCl 0,2 M (elektrolit) HCl → H+ + Cl- ( i = 2 ) ∆Tb = m . i = 0,2 x 2 = 0,4 oC Tb = 100 + 0,4 = 100,4 oC. CO(NH2)2 0,2 M (nonelektrolit) ∆Tb = m = 0,2oC Tb = 100 + 0,2 = 100,2 oC. Na2CO3 0,2 M (elektrolit) Na2CO3→ 2Na+ + CO32- ( i = 3 ) ∆Tb = m . i = 0,2 x 3 = 0,6 oC Tb = 100 + 0,6 = 100,6 oC. Urutan titik didih : CO(NH2)2 ˂ HCl ˂ Na2CO3. ▪ Titik beku HCl 0,2 M (elektrolit) HCl → H+ + Cl- ( i = 2 ) ∆Tf = m . i = 0,2 x 2 = 0,4 oC Tf = 0 – 0,4 = -0,4 oC CO(NH2)2 0,2 M (nonelektrolit) ∆Tf = m = 0,2oC Tf = 0 – 0,2 = -0,2 oC Na2CO3 0,2 M (elektrolit) Na2CO3→ 2Na+ + CO32- ( i = 3 ) ∆Tf = m . i = 0,2 x 3 = 0,6 oC Tf = 0 – 0,6 = -0,6 oC Urutan titik beku : CO(NH2)2 ˃ HCl ˃ Na2CO3.



Soal Latihan 1.3 Diketahui larutan-larutan : C12H22O11 0,5 M ; KCl 0,4 M ; Al2(SO4)3 0,3 M ; dan Mg(NO3)2 0,2 M.Urutkan titik didih dan titik beku larutan-larutan tersebut!



16



1.4 DIAGRAM PT TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari sub pokok bahasan ini diharapkan agar siswa dapat menganalisis diagram PT untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan.



Perubahan fasa padat, cair dan gas dapat digambarkan melalui diagram PT. Perhatikan grafik diagram P-T berikut!



Keterangan : 1. T : titik tripel yaitu titik kesetimbangan tiga fasa yaitufasapadat, cair, dangas untuk pelarut murni. 2. T′ : titik kesetimbangan fasa padat, cair, dan gas untuk larutan. 3. TA : garis kesetimbangan fasa padat dan cair untuk pelarut murni. 4. TB : garis kesetimbangan fasa cair dan gas untuk pelarut murni. 5. T’A’ : garis kesetimbangan fasa padat dan cair untuk larutan. 6. T’B’ : garis kesetimbangan fasa cair dan gas untuk larutan. 7. TC : garis kesetimbangan fasa padat dan gas untuk pelarut murni. 8. Po : tekanan uap jenuh pelarut murni. 9. P : tekanan uap larutan. 10. Po- P (∆P) : penurunan tekanan uap larutan. 11. Tf : titik beku larutan. o 12. T f : titik beku pelarut murni. o 13. T f-Tf (∆Tf): penurunan tekanan uap larutan. 14. TfA’ : garis beku larutan. o 15. T fA : garis beku pelarut murni. o 16. T b : titik didih pelarut murni. 17. Tb : titik didih larutan. o 18. T b- Tb (∆Tb): kenaikan titik didih larutan. 19. TobB : garis didih pelarut. 20. TbB’ : garis didih larutan. 17



Soal Latihan 1.4 Gambar berikut adalah diagram PT larutan CO(NH2)2 0,1 m dan larutan NaCl 0,1 m.



Berikan penjelasan pernyataan-pernyataan atas! 1. H : ………………………............... 2. DE : ………………………………... 3. EF : ………………………………... 4. HI : ………………………………... 5.GJ : ………………………………... 6. DK : ………………………………... 7. AL : ………………………………... 8.J : ………………………………... 9.K: ………………………………... 10. L : ………………………………...



berikut berdasarkan gambar diagram P-T di 11. KL : …………………………… 12. JL : …………………………… 13. CM: …………………………… 14. FN : …………………………… 15. IO : …………………………… 16. M : …………………………… 17. N : …………………………… 18. O : …………………………… 19. MN: …………………………… 20. MO: ……………………………



1.5 PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN



TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari sub pokok bahasan ini diharapkan agar siswa dapat menjelaskan penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari.



A. Penurunan Tekanan Uap Larutan 1. Laut mati tidak pernah menjadi kering. 2. Proses pembuatan dan penyimpanan bahan, seperti gula, garam dapur, tepung terigu, pupuk urea, dan susu bubuk. 3. Pembuatan hujan pada musim kemarau.



18



B. Penurunan Titik Beku 1. Mencairkan salju dengan menggunakan natrium klorida yang menutupi jalanan di negara-negara yang mengalami musim dingin. 2. Penambahan etilen glikol (glikol) dalam radiator mobil untuk menurunkan titik beku air radiator. 3. Penambahan garam dalam pembuatan es putar. C. Kenaikan Titik Didih 1. Proses pengolahan makanan, misalnya menggarami daging rebus setelah air mendidih. 2. Menambahkan garam pada saat merebus air untuk mandi. D. Tekanan Osmosis 1. Proses penyerapan air dan unsur hara dari dalam tanah oleh tumbuh-tumbuhan. 2. Proses desalinasi air laut menjadi air tawar (osmosis balik). 3. Larutan infus yang dimasukkan ke dalam darah. 4. Penggunaan obat tetes mata. 5. Penggunaan garam untuk membunuh lintah.



Soal Latihan 1.5 Jelaskan penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari selain contoh di atas kemudian presentasikan di depan kelas!



19



SOAL EVALUASI BAB 1 (SIFAT KOLIGATIF LARUTAN) Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar! 1. Fraksi mol larutan glukosa 9% (Mr = 180) dalam air (Mr = 18) adalah …. A. 0,01 D. 0,09 B. 0,03 E. 0,10 C. 0,06 2. Jika 6 gram urea (Mr = 60) dilarutkan dalam 250 gram air, konsentrasi larutan yang terjadi adalah …. A. 0,02 m D. 0,50 m B. 0,04 m E. 0,60 m C. 0,40 m 3. UMPTN 1986 Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang …. A. memperhitungkan macam dan jumlah zat terlarut B. memperhitungkan macam zat yang terlarut saja C. memperhitungkan jumlah zat yang terlarut D. tidak memperhitungkan jumlah dan macam zat yang terlarut E. kadang-kadang memperhitungkan jumlah mol dan macam zat yang terlarut 4. Massa CaCl2 (Mr = 111) yang harus dilarutkan dalam 500 mL larutan agar isotonis dengan larutan infus C6H12O6 0,3 M adalah …. A. 5,55 gram D. 33,00 gram B. 11,00 gram E. 49,95 gram C. 16,65 gram 5. EBTANAS 1995 Adanya zat terlarut dapat mengakibatkan …. A. naiknya tekanan uap jenuh D. naiknya tekanan osmotik B. turunnya titik didih E. naiknya titik beku C. turunnya titik beku 6. EBTANAS 1997 Data percobaan penurunan titik beku : Larutan Konsentrasi (molal) Titik beku (oC) NaCl 0,1 -0,372 20



NaCl 0,2 -0,744 CO(NH2)2 0,1 -0,186 CO(NH2)2 0,2 -0,372 C6H12O6 0,1 -0,186 Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa penurunan titik beku tergantung pada …. A. jenis zat terlarut D. jenis partikel zat terlarut B. konsentrasi molal larutan E. jumlah partikel zat terlarut C. jenis pelarut 7. EBTANAS 1998 Data penentuan titik beku suatu larutan zat nonelektrolit : No Massa dalam 1000 gram air ∆Tf 1. 3 gram 0,09 2. 3 gram 0,10 3. 3 gram 0,08 o Jika Kf air = 1,8 C/m, maka massa molekul relatif senyawa tersebut adalah …. A. 33 D. 180 B. 60 E. 342 C. 62 8. EBTANAS 1999 Tekanan uap jenuh air pada 100 oC adalah 760 mmHg.Jika 18 gram glukosa (Mr = 180)dilarutkan dalam 90 gram air (Mr = 18) maka pada suhu tersebut tekanan larutannya adalah …. A. 745,1 mmHg D. 772,5 mmHg B. 754,1 mmHg E. 775,2 mmHg C. 757,2 mmHg 9. EBTANAS 1999 Larutan NaCl 0,4 molal membeku pada suhu -1,488 oC. Jika harga Kf = 1,86oC/m maka derajat ionisasi larutan elektrolit tersebut adalah …. A. 0,02 D. 0,88 B. 0,05 E. 1,00 C. 0,50 10. EBTANAS 1999 Dalam 250 mL larutan terdapat 24 gram zat X yang nonelektrolit. Pada temperatur 27 oC tekanan osmotik larutan 32,8 atm, maka massa molekul relatif (Mr) zat non elektrolit adalah …. (R = 0,082 L atm mol-1K-1) A. 36 D. 96 B. 48 E. 144 C. 72 11. EBTANAS 2000 Diketahui tekanan uap air pada suhu 30 oC = 31,84 mmHg. Untuk mendapatkan 21



larutan yang tekanan uap jenuhnya = 27,86 mmHg pada suhu 30 oC, massa glikol, C2H6O2 (Mr = 62) yang harus dilarutkan dalam 630 gram air adalah …. A. 31 gram D. 155 gram B. 62 gram E. 310 gram C. 124 gram



12. EBTANAS 2000 Besarnya kenaikan titik didih larutan 17,4 gram K2SO4 (Mr = 174) dan teruraui sempurnadalam 250 gram air dengan kenaikan titik didih molal air = 0,52 oC adalah …. A. 0,124 oC D. 0,624 oC B. 0,208 oC E. 0,676 oC C. 0,444 oC 13. EBTANAS 2000 Tekananosmotic larutan yang mengandung 3 gram CO(NH2)2 dalam 500 mL larutan pada temperatur 27 oC dan R = 0,082 L atm mol-K- ( Ar : C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)adalah …. A. 2,46 atm D. 49,2 atm B. 4,92 atm E. 246,2 atm C. 24,6 atm 14. EBTANAS 2001 Untuk menurunkan titik beku 2,5 liter air (massa jenis = 1 g/cm3) menjadi -0,74 oC pada tekanan 1 atmosfer (Kf = 1,86), diperlukan jumlah gula (Mr = 342) yang harus dilarutkan sebanyak …. A. 170 gram D. 408 gram B. 204 gram E. 510 gram C. 340 gram 15. UJIAN AKHIR NASIONAL 2002 Tekanan uap suatu cairan murni pada 25 oC adalah 160 mmHg. Jika ke dalam 6 mol cairan ini ditambahkan 2 mol zat nonelektrolit yang tidak menguap, maka tekanan uap larutan akan menjadi …. A. 40 mmHg D. 200 mmHg B. 80 mmHg E. 280 mmHg C. 120 mmHg 16. UJIAN AKHIR NASIONAL 2002 Besarnya penurunan titik beku larutan 2,34 gram garam dapur (Ar : Na = 23, Cl = 35,5) dan mengurai sempurna dalam 200 gram air dengan tetapan penurunan titik beku molal air = 1,86 oC/m adalah …. A. 0,124 oC D. 0,676 oC B. 0,248 oC E. 0,744 oC C. 0,372 oC 22



17. UJIAN AKHIR NASIONAL 2003 Sebanyak 0,41 gram kalsium nitrat dilarutkan ke dalam air hingga membentuk larutan sebanyak 500 mL. Besarnya tekanan osmosis pada suhu 27 oC (R = 0,082 L atm/mol K, Ar : Ca = 40, N = 14, O = 16) adalah …. A. 0,123 atm D. 3,690 atm B. 0,369 atm E. 4,920 atm C. 1,230 atm 18. UJIAN AKHIR NASIONAL 2004 Sebanyak 4 gram kristal natrium hidroksida (NaOH) dilarutkan dalam 500 gram air, memiliki derajationisasi (α) = 1.Jika Kbair = 0,52 oC/m, maka kenaikan titik didihnyasebesar …. (Ar : Na = 23, O = 16, H = 1). A. 0,208 oC D. 1,860 oC B. 0,052 oC E. 18,60 oC C. 0,520 oC 19. UJIAN SEKOLAH KOTA PONTIANAK 2007 Tekanan osmotik yang dapat ditimbulkan dari elektrolit biner yang mempunyai konsentrasi 0,5 M dengan derajat ionisasi sebesar 80% pada suhu 27 oC (R = 0,082) adalah …. A. 8,64 atm D. 21,6 atm B. 9,60 atm E. 33,6 atm C. 19,2 atm 20. UJIAN NASIONAL 2008 Perhatikan bagan tentang banyaknya partikel zat pelarut dan zat terlarut dalam suatu larutan.



Bagan yang menunjukkan tekanan uap larutan paling kecil adalah …. A. I D. IV B. II E. V C. III 21. Di antara larutan berikut ini yang memiliki titik beku paling rendah adalah …. A. C6H12O6 0,5 M D. KAl(SO4)2 0,3 M B. NaCl 0,4 M E. CO(NH2)20,6 M C. Mg(NO3)2 0,3 M 22. Agar 1 ton air tidak membeku pada pada suhu -5 oC (Kf air = 1,86), ke dalamnya dilarutkan NaCl (Mr = 58,5) yang tidak kurang dari … kg. A. 26,9 D. 78,6 B. 39,3 E. 157,3



23



C. 58,5 23.UJIAN NASIONAL 2009 Tabel beberapa larutan nonelektrolit. Larutan 1 2 3 4 5



Mol Zat Terlarut 0,01 0,02 0,10 0,15 0,20



Volume Larutan (mL) 100 100 500 200 200



Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling besar pada suhu 27 oC adalah nomor …. A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3 24. UJIAN NASIONAL 2009 Gambar berikut adalah diagram P-T air dan larutan glukosa.



Titik beku larutan glukosa ditunjukkan oleh titik …. A. P D. S B. Q E. T C. R 25. UJIAN NASIONAL 2010 Perhatikan diagram PT berikut!



Bagian yang menunjukkan proses mencair dari suatu larutan ditunjukkan oleh titik …. A. K − L D. M – T B. K− R E. T – R C. M – N



24



26. UJIAN NASIONAL 2010 Perhatikan gambar beberapa larutan di bawah ini :



Jika mol pelarut semua larutan tersebut dianggap sama, maka larutan yang mempunyai tekanan uap paling besar adalah …. A. P B. Q C. R 27. UJIAN NASIONAL 2011 Perhatikan diagram P-T berikut!



D. S E. T



Garis beku pelarut ditunjukkan oleh …. A. MS D. LR B. MN E. KQ C. KL 28. UJIAN NASIONAL 2011 Gambar berikut merupakan gambar partikel zat terlarut dan pelarut yang bukansebenarnya.



Tekanan uap larutan paling kecil terdapat pada wadah …. A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3 29. UJIAN NASIONAL 2012 PAKET A87 Berikut ini dua buah contoh peristiwa kimia. (1) Pemakaian glikol pada radiator kendaraan bermotor. (2) Produk air tawar dari air laut (desalinasi air laut). Contoh tersebut berkaitan dengan sifat koligatif larutan secara berurutan adalah …. A. kenaikan titik didih dan penurunan titik beku B. penurunan titik beku dan kenaikan titik didih 25



C. penurunan titik beku dan tekanan osmotik D. tekanan osmotik dan penurunan titik beku E. tekanan osmotik dan kenaikan titik didih 30. UJIAN NASIONAL 2012 PAKET D36 Berikut ini dua buah contoh peristiwa kimia. (1) Larutan infus yang dimasukkan ke dalam darah. (2) Etilen glikol dapat ditambahkan ke dalam radiator mobil. Contoh (1) dan (2) berkaitan dengan sifat koligatif larutan secara berturut-turut adalah …. A. kenaikan titik didih dan penurunan titik beku B. kenaikan titik didih dan penurunan tekanan uap C. penurunan titik beku dan tekanan osmotic D. tekanan osmotik dan penurunan titik beku E. kenaikan titik didih dan tekanan osmotik 31. SNMPTN 2009 Diketahui Kf air = 1,86. Ar H = 1, C = 12, dan O = 16. Titik beku air dalam radiator mobil yang berisi cairan dengan perbandingan 62 gram etilen glikol, HOCH2CH2OH, dalam 500 gram air adalah …. A. -0,93 oC D. -5,58 oC B. -1,86 oC E. -7,64 oC C. -3,72 oC 32. SNMPTN 2012 Sebanyak 6,2 gram C22H46 (Mr = 310) dilarutkan dalam 77 gram CCl4 (Mr = 154). Jika tekanan uap CCl4 murni pada 23 oC adalah 0,130 atm, maka penurunan tekanan uap larutan adalah …. A. 0,001 atm D. 0,052 atm B. 0,005 atm E. 0,500 atm C. 0,020 atm UJIAN NASIONAL 2013 Informasi berikut ini digunakan untuk menjawab soal nomor 31 dan 32. Bagan berikut ini adalah gambaran molekuler larutan dengan berbagai konsentrasi.



Keterangan : •= mol partikel zat terlarut o = mol partikel zat pelarut 33. Gambar yang menunjukkan titik didih larutan yang paling besar adalah nomor …. A. (1) D. (4) B. (2) E. (5) 26



C. (3) 34. Larutan yang mempunyai tekanan uap paling kecil terdapat pada gambar nomor …. A. (1) D. (4) B. (2) E. (5) C. (3) 35. UJIAN NASIONAL 2013 Berikut ini beberapa contoh penggunaan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari : (1) penggunaan glikol pada radiator mobil ; (2) menghilangkan salju di jalan raya dengan menggunakan garam dapur atau urea ; (3) penggunaan cairan obat tetes mata ; (4) memisahkan zat beracundalam air limbahsebelum dilepaske lingkungan bebas ; dan (5) naiknya zat makanan dari akar tanaman ke daun/batang. Penerapan dari penurunan titik beku larutan terdapat pada nomor …. A. (1) dan (2) D. (2) dan (4) B. (1) dan (4) E. (3) dan (5) C. (2) dan (3) 36. UJIAN NASIONAL 2014 Berikut ini peristiwa kimia dalam kehidupan sehari-hari : (1) etilen glikol dapat ditambahkan ke dalam radiator mobil; dan (2) desalinasi air laut. Kedua contoh di atas berhubungan dengan sifat koligatif larutan secara berturutturut .... A. penurunan tekanan uap tekanan osmotik B. tekanan osmotik dan kenaikan titik didih C. kenaikan titik didih dan penurunan titik beku D. penurunan titik beku dan osmosis balik E. penurunan titik beku dan kenaikan titik didih 37. UJIAN NASIONAL 2015 Berikut adalah beberapa pemanfaatan sifat koligatif yang banyak ditemui dalam khidupan sehari-hari : (1) penggunaan cairan infus bagi manusia (4) pencairan salju menggunakan (2) pembuatan cairan pendingan pada es putar garam dapur (3) penggunaan obat tetes mata (5) pemberian garam pada lintah Pasangan sifat yang merupakan pemanfaatan titik beku larutan adalah .... A. (1) dan (3) D. (2) dan (4) B. (1) dan (4) E. (3) dan (5) C. (2) dan (3) 38. UJIAN NASIONAL 2016 Berikut ini beberapa penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari : (1) penyerapan air oleh akar tanaman ; (2) penambahan garam dalam pembuatan es putar ; 27



(3) penambahan garam untuk mencairkan salju ; (4) penggunaan garam untuk membunuh lintah ; dan (5) menambahkan etilen glikol pada radiator mobil. Penerapan tekanan osmotik terdapat pada peristiwa nomor .... A. (1) dan (3) D. (2) dan (5) B. (1) dan (4) E. (4) dan (5) C. (2) dan (3)



28