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.

Mengenal Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Kehidupan Sehari-hari

 Pendahuluan

Sifat koligatif larutan adalah sifat-sifat yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam pelarut. Sifat-sifat ini sangat penting dalam kimia dan dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, seperti dalam pembuatan minuman, pengawetan makanan, dan pengolahan air. Artikel ini akan membahas beberapa contoh penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari dan bagaimana penggunaannya dapat membantu siswa dan guru SMA memahami konsep kimia dengan lebih baik.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Pembuatan Minuman

Salah satu contoh penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam pembuatan minuman seperti teh dan kopi. Pada dasarnya, sifat koligatif larutan dapat mempengaruhi titik didih dan titik beku dari larutan. Kandungan gula dalam minuman dapat meningkatkan titik didih dan menurunkan titik beku dari larutan. Dalam praktiknya, ini berarti ketika kita memasak teh atau kopi dengan gula, minuman akan lebih cepat matang dan akan tetap panas lebih lama.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Pengawetan Makanan

Sifat koligatif larutan juga dapat diterapkan dalam pengawetan makanan. Garam dapur dan gula adalah contoh zat yang sering digunakan sebagai pengawet makanan. Dalam hal ini, penggunaan garam atau gula dalam jumlah yang tepat dapat membantu menjaga keseimbangan antara kandungan air dalam makanan dan lingkungan sekitarnya, sehingga mencegah pertumbuhan mikroorganisme yang merusak.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Pengolahan Air

Sifat koligatif larutan juga memiliki peran penting dalam pengolahan air, baik untuk air minum maupun air limbah. Contohnya, penggunaan garam dalam jumlah tertentu dalam proses pengolahan air limbah dapat membantu meningkatkan efisiensi pembuangan limbah, sementara penggunaan gula dalam jumlah tertentu dapat membantu mempercepat proses fermentasi dalam pengolahan air limbah.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Produksi Permen

Sifat koligatif larutan juga dapat diterapkan dalam produksi permen. Gula adalah salah satu bahan penting dalam pembuatan permen. Ketika gula dicampur dengan air, titik didih dan titik beku dari larutan akan berubah. Saat kita memanaskan campuran gula dan air dalam proses produksi permen, kandungan gula dalam campuran akan meningkatkan titik didihnya, sehingga membuat proses pembuatan permen lebih mudah.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Industri Kosmetik

Sifat koligatif larutan juga diterapkan dalam industri kosmetik, khususnya dalam pembuatan produk perawatan kulit. Sifat koligatif larutan dapat digunakan untuk membuat produk kosmetik yang lebih kental atau lebih encer. Misalnya, dalam pembuatan lotion, pemakaian air akan membuat produk menjadi lebih encer, sehingga para produsen akan menambahkan bahan khusus yang dapat meningkatkan viskositas larutan dan menjaga kestabilannya.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Dunia Kesehatan

Dalam dunia kesehatan, sifat koligatif larutan juga sangat penting, khususnya dalam bidang farmasi. Misalnya, penggunaan obat dalam bentuk larutan atau infus dapat mempengaruhi penyerapan obat ke dalam tubuh. Sifat koligatif larutan juga digunakan dalam proses pengenceran obat untuk menghasilkan konsentrasi yang sesuai untuk digunakan pada pasien tertentu.

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Produksi Baterai

Sifat koligatif larutan juga diterapkan dalam produksi baterai. Baterai merupakan perangkat yang menghasilkan energi listrik dengan cara reaksi kimia antara elektroda dan elektrolit. Sifat koligatif larutan mempengaruhi konduktivitas listrik dari elektrolit dalam baterai. Penggunaan larutan elektrolit yang tepat dapat meningkatkan konduktivitas listrik dari baterai dan meningkatkan kinerjanya.

Kesimpulan

Penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari sangat luas dan beragam. Dari produksi makanan hingga produksi baterai, sifat koligatif larutan dapat mempengaruhi banyak proses dan dapat membantu meningkatkan efisiensi dan efektivitas dari proses tersebut. Dalam hal ini, pemahaman yang baik tentang sifat koligatif larutan akan sangat membantu bagi siswa dan guru SMA untuk memahami sifat kimia dalam kehidupan sehari-hari.

Penurunan Tekanan Uap Larutan: Konsep Penting dalam Kimia untuk Aplikasi Industri

 Penurunan tekanan uap larutan adalah salah satu konsep penting dalam kimia yang dapat diaplikasikan pada berbagai bidang, mulai dari farmasi hingga industri makanan. Pada dasarnya, penurunan tekanan uap terjadi ketika suatu zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut, sehingga tekanan uap pelarut berkurang. Dalam artikel ini, kita akan membahas lebih lanjut tentang penurunan tekanan uap larutan dan bagaimana hal ini dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

Definisi Penurunan Tekanan Uap Larutan

Tekanan uap adalah tekanan yang dihasilkan oleh uap suatu zat di atas permukaan cairannya. Semakin besar konsentrasi molekul dalam fase uap, semakin tinggi tekanan uap yang dihasilkan. Penurunan tekanan uap terjadi ketika zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul-molekul zat terlarut mengambil tempat dari molekul pelarut di permukaan, sehingga tekanan uap pelarut berkurang.

Rumus Penurunan Tekanan Uap Larutan

Rumus untuk penurunan tekanan uap larutan dinyatakan sebagai:

ΔP = Xs.P°

Dimana:

ΔP adalah penurunan tekanan uap yang dihasilkan oleh larutan

Xs adalah fraksi mol zat terlarut dalam larutan

P° adalah tekanan uap pelarut murni

Dari rumus tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa semakin besar fraksi mol zat terlarut, semakin besar pula penurunan tekanan uap yang dihasilkan.

Contoh Penerapan Penurunan Tekanan Uap Larutan

Salah satu contoh penerapan penurunan tekanan uap larutan adalah dalam pembuatan es krim. Es krim merupakan campuran antara air, gula, dan lemak. Ketika gula ditambahkan ke dalam air, maka terjadi penurunan tekanan uap air. Hal ini menyebabkan es krim membeku lebih cepat karena uap air yang dihasilkan oleh proses pembekuan terkendala oleh penurunan tekanan uap.

Selain itu, penurunan tekanan uap juga dapat diterapkan dalam industri farmasi. Banyak obat-obatan dihasilkan dalam bentuk larutan, sehingga penurunan tekanan uap dapat digunakan untuk meningkatkan kelarutan obat dalam pelarut. Hal ini dapat meningkatkan efektivitas obat karena obat dapat diserap lebih mudah oleh tubuh.

Kesimpulan

Penurunan tekanan uap larutan adalah konsep penting dalam kimia yang dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang, mulai dari industri makanan hingga farmasi. Dengan memahami konsep ini, kita dapat meningkatkan efektivitas dalam penggunaan pelarut dan meningkatkan efektivitas dalam produksi berbagai produk kimia.