6 Contoh Soal Sifat Koligatif Larutan yang Wajib Diketahui

Sifat koligatif larutan adalah sifat-sifat yang bergantung pada jumlah partikel dalam larutan, bukan identitas partikel tersebut. Ada beberapa contoh soal yang dapat membantu kita memahami sifat koligatif larutan dengan lebih baik. Berikut ini adalah 6 contoh soal sifat koligatif larutan yang dapat membantu meningkatkan pemahaman kita tentang sifat koligatif larutan.

Soal 1

Pada suhu 25°C, tekanan uap benzena murni adalah P₁^o = 0,1252 atm. Jika 6,40 g naftalena, C₁₀H₈ (massa molar 128,17 g.mol^-1), dilarutkan dalam 78,0 g benzena (massa molar 78,0 g.mol^-1). Hitung tekanan uap larutan tersebut, dengan mengasumsikan perilaku larutan ideal.

Solusi:

Jumlah mol pelarut, n₁, dalam kasus ini adalah 1,00 mol (karena digunakan 78,0 g = 1,00 mol benzena ). Jumlah mol zat terlarut adalah n2 = 6,40 g/128,17 g mol^-1 = 0,0499 mol C₁₀H₈; maka, fraksi mol X₁ adalah

Dari hukum Raoult, tekanan uap larutan tersebut adalah

Soal 2

(a) Ketika 5,50 g biphenyl (C₁₂H₁₀) dilarutkan dalam 100,0 g benzene, titik didihnya meningkat sebesar 0,903°C. Hitung Kb untuk benzene.

(b) Ketika 6,30 g hidrokarbon yang tidak diketahui dilarutkan dalam 150,0 g benzene, titik didih larutan meningkat sebesar 0,597°C. Berapakah massa molar zat yang tidak diketahui tersebut?

Solusi:

(a) Karena massa molar biphenyl adalah 154,2 g mol^-1, maka 5,50 g biphenyl mengandung 5,50 g/154,2 g mol^-1 = 0,0357 mol. Molalitas, m, adalah

(b) Berdasarkan hukum Raoult, kenaikan titik didih tergantung pada molalitas larutan. Dalam hal ini, kenaikan titik didih adalah 0,597°C. Jadi, molalitas larutan dapat dihitung dengan rumus

Jumlah mol zat terlarut adalah hasil dari perkalian molalitas larutan dengan massa pelarut, m₁:

Terakhir, massa molar zat terlarut adalah hasil dari pembagian massa zat terlarut dengan jumlah molnya:

Hidrokarbon yang tidak diketahui mungkin adalah antracene (C₁₄H₁₀), yang memiliki massa molar 178,24 g.mol^-1.

Soal 3

Klorida lantanum (III) (LaCl₃) adalah garam yang sepenuhnya terdisosiasi menjadi ion dalam larutan air encer,

menghasilkan 4 mol ion per mol LaCl₃. Anggap 0,2453 g LaCl₃ dilarutkan dalam 10,00 g H₂O. Berapakah titik didih larutan pada tekanan atmosfer, dengan mengasumsikan perilaku larutan ideal?

Solusi:

Massa molar LaCl₃ adalah 245,3 g.mol^-1

Ini dimasukkan ke dalam persamaan untuk kenaikan titik didih:

Titik didih sebenarnya sedikit lebih rendah dari nilai tersebut karena larutan bersifat non-ideal.

Soal 4

Ketika 0,494 g K₃Fe(CN)₆ dilarutkan dalam 100,0 g air, titik beku larutan ditemukan menjadi 20,093°C. Berapa banyak ion yang hadir untuk setiap unit formula K₃Fe(CN)₆ yang dilarutkan?

Solusi:

Molalitas total dari semua spesies dalam larutan adalah

Karena massa molar K₃Fe(CN)₆ adalah 329,25 g.mol^-1, molalitas total jika tidak ada disosiasi terjadi akan menjadi

Ini berada di antara seperempat dan sepertiga dari molalitas total yang diukur dalam larutan, sehingga setiap K₃Fe(CN)₆ harus terdisosiasi menjadi tiga hingga empat ion. Sebenarnya, disosiasi yang terjadi adalah

Deviasi dari perilaku larutan yang ideal telah mengurangi molalitas total efektif dari 0,060 menjadi 0,050 mol kg^-1.

Soal 5

Seorang ahli kimia melarutkan 2,00 g protein dalam 0,100 L air. Tekanan osmosisnya adalah 0,021 atm pada 25°C. Berapakah massa molar protein tersebut secara aproximasi?

Solusi:

Konsentrasi dalam mol per liter adalah

Sekarang 2,00 g yang dilarutkan dalam 0,100 L memberikan konsentrasi yang sama dengan 20,0 g dalam 1,00 L. Oleh karena itu, 8,6 × 10-4 mol protein harus memiliki berat 20,0 g, dan massa molar adalah

Soal 6     

Konstanta hukum Henry untuk oksigen yang terlarut di dalam air adalah 4,34 × 10⁴ atm pada suhu 25°C. Jika tekanan parsial oksigen di udara adalah 0,20 atm dalam kondisi atmosfer biasa, hitunglah konsentrasi (dalam mol per liter) oksigen yang terlarut dalam air yang berada dalam kesetimbangan dengan udara pada suhu 25°C.

Solusi:

Hukum Henry digunakan untuk menghitung fraksi mol oksigen dalam air.

Selanjutnya, fraksi mol diubah menjadi molaritas. Satu liter air memiliki berat 1000 g, sehingga mengandung

Karena XO₂ sangat kecil, nH₂O + nO₂ mendekati nH₂O, dan dapat ditulis sebagai

Dengan demikian, jumlah mol oksigen dalam 1 L air adalah

dan konsentrasi O₂ terlarut adalah 2,6 × 10⁻⁴ M.

Praktikum Sederhana Sifat Koligatif Larutan: Pembuatan Es Krim yang Lezat dan Mudah

Praktikum sederhana sifat koligatif larutan dalam pembuatan es krim dapat dilakukan dengan mengikuti langkah-langkah berikut ini:

Alat dan bahan yang dibutuhkan:

1. Susu cair atau krim kental
2. Gula pasir
3. Garam dapur
4. Es batu
5. Wadah berisi air dingin
6. Wadah berisi es krim
7. Sendok pengaduk
8. Kain bersih
9. Termometer
10. Gelas ukur

Langkah-langkah praktikum:

1. Siapkan susu cair atau krim kental sebanyak 500 mL dan tuang ke dalam wadah.
2. Tambahkan gula pasir sebanyak 100 gram ke dalam wadah susu atau krim. Aduk hingga gula larut.
3. Tambahkan garam dapur sebanyak 2 sendok teh ke dalam wadah susu atau krim. Aduk rata.
4. Siapkan es batu dan letakkan di dalam wadah berisi air dingin.
5. Letakkan wadah susu atau krim ke dalam wadah yang berisi es batu dan air dingin.
6. Aduk campuran susu atau krim dengan sendok pengaduk secara terus-menerus hingga suhu mencapai kurang lebih 10°C. Jika perlu, gunakan kain bersih untuk membantu mendinginkan campuran susu atau krim dengan cara membungkus wadah susu atau krim dengan kain basah yang telah dicelupkan ke dalam air es.
7. Setelah mencapai suhu yang diinginkan, tuang campuran susu atau krim ke dalam wadah es krim.
8. Tempatkan wadah es krim di dalam freezer selama beberapa jam hingga campuran es krim membeku dan terbentuk kristal es kecil yang lembut.
9. Setelah es krim beku, keluarkan dari freezer dan biarkan sebentar agar es krim sedikit meleleh dan menjadi lebih mudah diambil.
10. Aduk es krim dengan sendok pengaduk hingga lembut dan siap untuk disajikan.

Analisis data:

1. Hitung penurunan titik beku (ΔTf) larutan es krim dengan menggunakan rumus ΔTf = Kf x m x i, dimana Kf adalah konstanta molal penurunan titik beku untuk air (1,86 °C/m), m adalah molalitas larutan, dan i adalah faktor van't Hoff yang bergantung pada jumlah partikel terlarut dalam larutan es krim.
2. Hitung molalitas larutan (m) dengan rumus m = (n solut /m pelarut) x 1000, dimana n solut adalah jumlah mol zat terlarut dalam solusi, dan m pelarut adalah massa pelarut dalam kg.
3. Bandingkan nilai penurunan titik beku (ΔTf) untuk setiap variasi jumlah gula dan garam yang digunakan dalam pembuatan es krim.

Kesimpulan:

Berdasarkan praktikum sederhana ini, kita dapat menyimpulkan bahwa penambahan gula dan garam dalam pembuatan es krim mempengaruhi kenaikan titik beku larutan. Semakin banyak gula atau garam yang ditambahkan, semakin besar kenaikan titik beku larutan es krim. Hal ini terjadi karena kenaikan titik beku larutan tergantung pada jumlah partikel terlarut dalam larutan, dan penambahan gula atau garam akan meningkatkan jumlah partikel terlarut dalam larutan es krim.