Diketahui:

• M_r antrasena = 178 gram mol^-1
• massa benzena = 180 gram
• K_f benzena = 5,12 °C/m
• T_f^o benzena = 5,5 ^oC
• T_f = 4,22 ^oC

Ditanyakan:

massa antrasena?

Dijawab:

Molalitas (m), menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap kilogram pelarut.

$m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{kg pelarut}}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\right)}$

Rumus penurunan titik beku:

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \$

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^{\text{o}}\ -T_{\text{f}}$

Keterangan:

$\Delta T_{\text{}}=$ penurunan titik beku ( ^oC)

$K_{\text{f}}=\ \$ tetapan penurunan titik beku molal (°C molal^-1)

$m=$ molalitas (m)

$T_{\text{f}}\ =$ titik beku larutan (°C)

$T_{\text{f}}^{\text{o}}=$ titik beku pelarut (°C)

• Menentukan penurunan titik beku antrasena

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^{\text{o}}\ -T_{\text{f}}$

$=5,5\ ^{\text{o}}\text{C}-4,22\ ^{\text{o}}\text{C}$

$=1,28\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \ \ \ \$

• Menentukan massa antrasena

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \$

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\right)}$

$1,28\ ^{\text{o}}\text{C}=5,12\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\frac{\text{massa antrasena}}{178\ \text{gram mol}^{-1}}\ \times\frac{1.000}{180\ \text{gram}}$

$\text{massa antrasena}=\frac{1,28\ ^{\text{o}}\text{C}\ \times\ 178\ \text{gram mol}^{-1}\ \times\ 180\ \text{gram}}{1.000\ \times\ 5,12\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}}$

$\text{massa antrasena}=8,01\ \text{gram}$

Jadi massa antrasena yang dilarutkan adalah sebesar 8,01 gram.

Diketahui:

• M KCl  = 0,2 M
• M_r urea = 60
• V urea = 500 mL

Ditanyakan:

massa urea yang harus dilarutkan agar isotonik dengan KCl 0,2 M?

Dijawab:

Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit kuat ($\alpha$ = 1), yakni larutan yang semua molekulnya terurai mejadi ion-ion (terionisasi sempurna). Umumnya larutan elektrolit kuat adalah asam kuat, basa kuat dan garam.

• Garam (contoh: NaCl, KCl, CuSO₄ dan KNO₃)
• Asam Kuat (contoh: HCl, HI, HBr, H₂SO₄ dan HNO₃)
• Basa Kuat (contoh: NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂ dan KOH)

Larutan elektrolit lemah (0 < $\alpha$ < 1), yakni larutan yang tidak semua molekulnya terionisasi (ionisasi tidak sempurna).

• Asam Lemah (contoh: HCN, H₃PO₄, CH₃COOH, dan C₂O₃)
• Basa Lemah (contoh: NH₄OH, Al(OH)₃)

Rumus mencari tekanan osmotik untuk larutan elektrolit:

$\pi=M\times R\times T\times i$

dengan

$i=1+\left(n-1\right)\alpha\$

Ket:

$\pi=$ tekanan osmotik (atm)

M = Molaritas (M)

R = tetapan gas (L atm/ mol K)

$i=$ faktor Van't Hoff

$n=$ banyaknya ion

$\alpha=$ derajat ionisasi

untuk elektrolit kuat ⟶$\ \alpha=1$ ⟶ $i=n$

Rumus Molaritas:

$M=\frac{\text{mol zat terlarut}}{V\ \left(\text{liter}\right)}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{V\ \left(\text{mL}\right)}$

Reaksi ionisasi KCl:

KCl ⟶ K⁺ + Cl^-

$n$ = 2 , KCl merupakan elektrolit kuat sehingga: $i=n=2$

• Menentukan massa urea dari rumus tekanan osmotik

Isotonik ⟶ tekanan osmotik sama

$\pi_{\text{KCl}}=\pi_{\text{urea}}\ \$

$M\times R\times T\times i=M\times R\times T$

pada kondisi yang sama, nilai R dan T sama, sehingga:

$M_{\text{}\text{KCl}}\times i=M_{\text{urea}\text{}}\ \$

$M_{\text{KCl}}\times i=\frac{\text{massa}\text{ urea}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{\text{mL}}$

$0,2\ \text{M}\times2=\frac{\text{massa urea}}{60}\times\frac{1.000}{500}$

$0,4=\frac{\text{massa urea}}{60}\times2$

$\text{massa urea}=\frac{0,4\times60}{2}\$

$\text{massa urea}=12$

Jadi massa urea yang harus dilarutkan agar isotonik dengan KCl 0,2 M adalah 12 gram.

Diketahui:

• massa zat nonelektrolit = 36 gram
• massa air = 250 gram
• K_b air = 0,52 °C/m
• $T_{\text{b}}=100,208\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \ \ \$

Ditanyakan:

M_r zat nonelektrolit ?

Dijawab:

Molalitas (m), menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap kilogram pelarut.

$m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{Kg pelarut}}\ =\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\ \right)}\$

Rumus kenaikan titik didih:

$\Delta T_{\text{b}}=K_{\text{b}}\times m\$

$\Delta T_{\text{b}}=T_{\text{b}}\ -T_{\text{b}}^{\text{o}}\$

Keterangan:

$\Delta T_{\text{b}}=$ kenaikan titik didih ( ^oC)

$K_{\text{b}}=\$ tetapan kenaikan titik didih molal (°C molal^-1)

$m=$ molalitas (m)

$T_{\text{b}}\ =$ titik didih larutan (°C)

$T_{\text{b}}^o=\$ titik didih pelarut (°C)

• Menentukan kenaikan titik didih

Titik didih air murni (T_b^o = 100 ^oC)

$\Delta T_{\text{b}}=T_{\text{b}}\ -T_{\text{b}}^o\$

$=100,208\ ^{\text{o}}\text{C}\ -\ 100\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \$

$=0,208\ ^{\text{o}}\text{C}\ \$

• Menentukan M_r zat nonelektrolit

$\Delta T_{\text{b}}=K_{\text{b}}\times m\ \$

$\Delta T_{\text{b}}=K_{\text{b}}\times\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\ \right)}\$

$0,208\ ^{\text{o}}\text{C}=0,52\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\frac{\text{36}\ \text{gram}}{M_{\text{r}}}\ \times\frac{1.000}{250\ \text{gram}}\ \ \ \ \ \ \$

$0,208\ ^{\text{o}}\text{C}=0,52\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\frac{\text{36}}{M_{\text{r}}}\ \times4\ \ \ \ \ \ \$

$M_{\text{r}}=\frac{0,52\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\text{ 36}\ \times\ 4\ \ }{0,208\ ^{\text{o}}\text{C}}$

$=360\ \text{gram mol}^{-1}$

Jadi massa molekul relatif zat nonelektrolit dalam soal adalah 360 gram mol^-1.

Diketahui:

• M elektrolit  = 0,2 M
• mol urea = 0,3 mol
• V larutan urea = 500 mL
• eletrolit terner ⟶ jumlah ion ($n$) = 3

Ditanyakan:

$\alpha$ ?

Dijawab:

Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit kuat ($\alpha$ = 1), yakni larutan yang semua molekulnya terurai mejadi ion-ion (terionisasi sempurna). Umumnya larutan elektrolit kuat adalah asam kuat, basa kuat dan garam.

• Garam (contoh: NaCl, KCl, CuSO₄ dan KNO₃)
• Asam Kuat (contoh: HCl, HI, HBr, H₂SO₄ dan HNO₃)
• Basa Kuat (contoh: NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂ dan KOH)

Larutan elektrolit lemah (0 < $\alpha$ < 1), yakni larutan yang tidak semua molekulnya terionisasi (ionisasi tidak sempurna).

• Asam Lemah (contoh: HCN, H₃PO₄, CH₃COOH, dan C₂O₃)
• Basa Lemah (contoh: NH₄OH, Al(OH)₃)

Rumus mencari tekanan osmotik untuk larutan elektrolit:

$\pi=M\times R\times T\times i$

dengan

$i=1+\left(n-1\right)\alpha\$

Ket:

$\pi=$ tekanan osmotik (atm)

M = Molaritas (M)

R = tetapan gas (L atm/mol K)

$i=$ faktor Van't Hoff

$n=$ banyaknya ion

$\alpha=$ derajat ionisasi

untuk elektrolit kuat ⟶$\ \alpha=1$ ⟶ $i=n$

Rumus Molaritas:

$M=\frac{\text{mol zat terlarut}}{V\ \left(\text{liter}\right)}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{V\ \left(\text{mL}\right)\ }\ \$

• Menentukan derajat ionisasi dari rumus tekanan osmotik

Isotonik ⟶ tekanan osmotik sama

$\pi_{\text{elektrolit}}=\pi_{\text{urea}}\$

$M\times R\times T\times i=M\times R\times T$

pada kondisi yang sama, nilai R dan T sama, sehingga:

$M_{\text{elektrolit}}\times i=M_{\text{urea}\text{}}\$

$M_{\text{elektrolit}}\times\left(1+\left(n-1\right)\alpha\right)=\text{mol}\text{ urea}\times\frac{1.000}{\text{mL}\ }$

$0,2\ \text{M}\times\left(1+\left(3-1\right)\alpha\right)=0,3\ \text{mol}\times\frac{1.000}{500}$

$0,2\times\left(1+2\alpha\right)=0,6$

$0,2+0,4\alpha=0,6\$

$0,4\alpha=0,6-0,2$

$0,4\alpha=0,4$

$\alpha=1$

Jadi derajat ionisasi elektrolit terner tersebut adalah 1.

Diketahui:

• massa zat nonelektrolit = 30 gram
• massa air = 750 gram
• K_f air = 1,86 °C/m
• T_f = $-$0,4133 °C

Ditanyakan:

M_r?

Dijawab:

Molalitas (m), menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap kilogram pelarut.

$m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{kg pelarut}}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\right)}$

Rumus penurunan titik beku:

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \$

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^{\text{o}}\ -T_{\text{f}}$

Keterangan:

$\Delta T_{\text{}}=$ penurunan titik beku ( ^oC)

$K_{\text{f}}=\ \$ tetapan penurunan titik beku molal (°C molal^-1)

$m=$ molalitas (m)

$T_{\text{f}}\ =$ titik beku larutan (°C)

$T_{\text{f}}^{\text{o}}=$ titik beku pelarut (°C)

• Menentukan penurunan titik beku zat nonelektrolit

Titik beku air murni (T_f^o = 0 ^oC)

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^{\text{o}}\ -T_{\text{f}}$

$\Delta T_{\text{f}}=0\ ^{\text{o}}\text{C}\ -\left(-0,4133\ ^{\text{o}}\text{C}\right)$

$\Delta T_{\text{f}}=0,4133\ ^{\text{o}}\text{C}$

• Menentukan M_r zat nonelektrolit

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \ \$

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\right)}$

$0,4133\ ^{\text{o}}\text{C}\ =1,86\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\frac{\text{30}\ \text{gram}}{M_{\text{r}}}\ \times\frac{1.000}{750\ \text{gram}}$

$M_{\text{r}}=\frac{1,86\ ^{\text{o}}\text{C}\text{ molal}^{-1}\times40}{0,4133\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \ \ }\$

$M_{\text{r}}=180\ \text{gram mol}^{-1}$

Jadi M_r zat nonelektrolit pada soal adalah 180 gram/mol.

Diketahui:

• gula pasir = zat terlarut
• air = pelarut
• massa gula pasir = 36 gram
• M_r gula pasir = 342 gram mol^-1
• V air = 200 mL
• $\rho_{\text{air}\ }$= 1 gram mL^-1
• M_r air= 18 gram mol^-1
• P = 752,4 mmHg

Ditanyakan:

Tekanan uap jenuh air (P^o)?

Dijawab:

rumus tekanan uap larutan:

$P=X_{\text{p}}\times P^{\text{o}}$

keterangan:

P = tekanan uap jenuh larutan

X_p = fraksi mol zat pelarut

P^o = tekanan uap jenuh pelarut murni

• Menentukan mol gula pasir (zat terlarut) dan mol air (pelarut)

mol gula pasir $=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{36\ \text{gram}}{342\ \text{gram mol}^{-1}}$

$=0,105\ \text{mol}$

$\rho_{\text{air}}=\frac{\text{massa air}}{V\text{air}}\ \$

$\text{massa air}=\rho_{\text{air}}\times V\text{air}\ \$

$\text{massa air}=1\ \text{gram mL}^{-1}\times200\ \text{mL}=200\text{ gram}$

mol air $=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{200\ \text{gram}}{18\ \text{gram mol}^{-1}}$

$=11,111\ \text{mol}$

• Menentukan fraksi mol pelarut

X_pelarut $=\frac{\text{mol zat pelarut}}{\text{mol total}}$

$=\frac{\text{mol air}}{\text{mol gula pasir+ mol air}}$

$=\frac{11,111}{11,111+0,105}$

$=\frac{11,111}{11,216}$

$=0,99$

• Menentukan tekanan uap jenuh pelarut murni (air)

$P=X_{\text{p}}\times P^{\text{o}}$

$752,4\ \text{mmHg}=0,99\times P^o\ \$

$P^{\text{o}}=\frac{752,4\ \text{mmHg}}{0,99}\ \ \$

$P^{\text{o}}=760\ \text{mmHg}$

Jadi tekanan uap jenuh pelarut air pada soal adalah 760 mmHg.

Pada tekanan udara luar 760 mmHg, air mendidih pada suhu 100 °C. Dengan adanya zat terlarut menyebabkan penurunan tekanan uap larutan, sehingga pada suhu 100 °C larutan air belum mendidih karena tekanan uapnya belum mencapai 760 mmHg. Untuk mencapai tekanan uap 760 mmHg maka perlu dipanaskan lebih tinggi lagi sehingga larutan mendidih pada suhu lebih dari 100 °C. Ini berarti bahwa titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murninya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih (ΔT_b).

Pada proses pembekuan, adanya zat terlarut menghalangi pergerakan molekul-molekul pelarut untuk saling mendekat sehingga diperlukan suhu yang lebih rendah agar pembekuan terjadi. Dengan kata lain, adanya zat terlarut menurunkan titik beku dari pelarut tersebut. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni disebut penurunan titik beku (ΔT_f).

Untuk grafik:

Titik A merupakan titik beku larutan.

Titik B merupakan titik beku pelarut.

Titik C merupakan titik didih pelarut.

Titik D merupakan titik didih larutan.

Jadi penurunan titik beku larutan ditunjukkan oleh titik B dan A.

NaCl dalam soal merupakan zat terlarut, sedangkan air merupakan zat pelarut.

Dalam sistem pelarut murni, besarnya tekanan uap, titik didih dan titik beku hanya dipengaruhi oleh molekul pelarut itu sendiri. Apabila ke dalam pelarut tersebut ditambahkan zat terlarut maka ketiga sifat tersebut akan berubah.

• NaCl merupakan zat pelarut nonvolatil (tidak mudah menguap) sehingga tekanan uap larutan lebih kecil dibandingkan tekanan uap pelarut. Hal ini disebabkan karena jumlah uap air di atas permukaan berkurang karena terhalang oleh adanya zat terlarut NaCl.
• Adanya partikel-partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa penguapan partikel-partikel pelarut sehingga titik didih larutan akan lebih tinggi dibanding titik didih pelarut murni.
• Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya.

Jadi penambahan padatan NaCl ke dalam 100 mL air akan mengakibatkan kenaikan titik didih larutan NaCl.

Diketahui:

• % massa glikol = 5%
• K_b air = 0,52 °C/m
• M_r glikol = 62 gram/mol

Ditanyakan:

ΔT_b?

Dijawab:

Molalitas (m), menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap kilogram pelarut.

$m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{Kg pelarut}}\ =\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\ \right)}\$

Rumus kenaikan titik didih:

$\Delta T_{\text{b}}=K_{\text{b}}\times m\$

$\Delta T_{\text{b}}=T_{\text{b}}\ -T_{\text{b}}^{\text{o}}\$

Keterangan:

$\Delta T_{\text{b}}=$ kenaikan titik didih ( ^oC)

$K_{\text{b}}=\$ tetapan kenaikan titik didih molal (°C molal^-1)

$m=$ molalitas (m)

$T_{\text{b}}\ =$ titik didih larutan (°C)

$T_{\text{b}}^{\text{o}}=$ titik didih pelarut (°C)

Berdasarkan rumus:

$\%\ \text{massa}=\frac{\text{massa zat terlarut}}{\text{massa larutan}}\times100\%$ , maka:

5% glikol$\ \rightarrow\$ 5 gram glikol dalam 100 gram larutan.

massa glikol = 5 gram

massa pelarut = massa larutan $-$ massa glikol

= 100 gram $-$ 5 gram = 95 gram

• Menentukan kenaikan titik didih larutan 5% glikol

$\Delta T_{\text{b}}=K_{\text{b}}\times m\ \$

$=K_{\text{b}}\times\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\ \right)}\$

$=0,52\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times\frac{\text{5 }\text{gram}}{62\ \text{gram mol}^{-1}}\ \times\frac{1.000}{95\ \text{gram}}\ \ \ \ \$

$=0,52\ ^{\text{o}}\text{C molal}^{-1}\times0,8489\ \ \ \$

$=0,4414\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \$

Jadi kenaikan titik didih larutan 5% glikol adalah 0,4414 ^oC.

Diketahui:

• urea = zat terlarut
• air = pelarut
• massa urea = 5 gram
• M_r urea = 60 gram mol^-1
• maka massa air = 18 gram
• M_r air= 18 gram mol^-1
• P^o = 20 mmHg

Ditanyakan:

Penurunan tekanan uap jenuh larutan ($\Delta P$ )?

Dijawab:

Rumus mencari penurunan tekanan uap jenuh larutan adalah:

$\Delta P=X_{\text{t}}\times P^{\text{o}}$

keterangan:

$\Delta P\$= penurunan tekanan uap jenuh larutan

$X_{\text{t}}$ = fraksi mol zat terlarut

$P^{\text{o}}$ = tekanan uap jenuh pelarut murni

X_{zat terlarut} = $\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{mol total}}\$

X_pelarut = $\frac{\text{mol pelarut}}{\text{mol total}}\ \$

X_{zat terlarut} + X_pelarut = 1

• Menentukan mol urea (zat terlarut) dan mol air (pelarut)

mol urea $=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{5\ \text{gram}}{60\ \text{gram mol}^{-1}}$

$=\frac{1}{12}\ \text{mol}$

mol air $=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{18\ \text{gram}}{18\ \text{gram mol}^{-1}}$

$=1\ \text{mol}$

• Menentukan fraksi mol zat terlarut

X_{zat terlarut} $=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{mol total}}$

$=\frac{\text{mol urea}}{\text{mol urea + mol air}}$

$=\frac{\frac{1}{12}}{\frac{1}{12}\text{+ }1}$

$=\frac{\frac{1}{12}}{\frac{1}{12}\text{+ }\frac{12}{12}}$

$=\frac{1}{12}\times\frac{12}{13}$

$=\frac{1}{13}$

$=0,077$

• Menentukan penurunan tekanan uap jenuh larutan

$\Delta P=X_{\text{t}}\times P^{\text{o}}$

$=0,077\times20\text{ mmHg}\ \ \$

$=1,540\text{ mmHg}$

Jadi penurunan tekanan uap jenuh larutan urea dalam soal adalah sebesar 1,540 mmHg.