Soal Sifat Koligatif Larutan

Kerjakan soal-soal berikut ini dengan benar!
  1. Apa yang dimaksud dengan sifat koligatif larutan?
2. Bagaimana pengaruh zat terlarut yang sukar menguap dalam larutan terhadap
tekanan uap pelarut?
3. Tekanan uap jenuh air pada 100 °C adalah 760 mmHg. Berapa tekanan uap jenuh
larutan glukosa 10% pada 100 °C? (Ar C = 12, O = 16, H = 1)
4. Apa yang dimaksud dengan penurunan titik beku larutan?
5.  Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 500 gram air. Tentukan
titik didih larutan itu jika diketahui Kb  air = 0,52 °C!
6.  Larutan 3 gram suatu zat X dalam 100 gram air mendidih pada 100,26 °C. Jika
Kb  air = 0,59 °C, tentukan massa molekul relatif zat X tersebut!
7. Apakah yang dimaksud dengan tekanan osmotik?
8.  Berapa tekanan osmotik larutan sukrosa 0,0010 M pada suhu 25 °C?
9.  Sebutkan kegunaan pengukuran tekanan osmotik!
10.  Supaya air sebanyak 1 ton tidak membeku pada suhu –5 °C, ke dalamnya harus
dilarutkan garam dapur yang jumlahnya tidak boleh kurang dari berapa?
  (Kf air = 1,86 °C, Mr NaCl = 58,5)

Penyetaraan Reaksi Redoks Metode bilangan oksidasi

Metode bilangan oksidasi berdasarkan prinsip bahwa jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari reduktor sama dengan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari oksidator. Langkah-
langkah menyetarakan reaksi dengan metode bilangan oksidasi sebagai berikut.
1) Menentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur dalam
persamaan reaksi.
2) Menentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan
oksidasi.
3) Menentukan jumlah penurunan bilangan oksidasi unsur
yang mengalami reduksi (oksidator) dan jumlah
pertambahan bilangan oksidasi unsur yang mengalami
oksidasi (reduktor).
4) Menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan
oksidasi dengan meletakkan koefisien yang sesuai.
5) Menyetarakan unsur-unsur lainnya mulai dari kation, anion,
hidrogen, dan oksigen (KAHO singkatan dari kation, anion,
hidrogen, dan oksigen).
Contoh soal
Setarakan reaksi redoks berikut.

Jawab
Langkah 1: Tentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur dalam persamaan reaksi.


Langkah 2: Tentukan unsur yang mengalami perubahan
bilangan oksidasi.


Langkah 3: Tentukan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami oksidasi dan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami reduksi.


Langkah 4: Setarakan unsur yang mengalami oksidasi dan reduksi. Zat yang tereduksi dikalikan 2, sedangkan zat yang teroksidasi dikalikan 5.


Langkah 5: Setarakan unsur lainnya dalam urutan KAHO.

Kation yang tidak berubah bilangan oksidasinya, yaitu K dan Na sudah setara.
Untuk menyetarakan jumlah atom H, tulis koefisien 3 H2O


Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksi tersebut sudah setara.



Jawab
Langkah 1: Tentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur.


Langkah 2: Tentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

Langkah 3: Tentukan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami oksidasi dan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami reduksi.

Langkah 4: Setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
 Untuk menyetarakan perubahan bilangan oksidasi, zat yang tereduksi dikalikan 1, sedangkan zat yang teroksidasi dikalikan 5.


Langkah 5: Setarakan muatan.
Dalam suasana asam menyetarakan muatan pada ruas kiri dan ruas kanan dengan penambahan ion H⁺. Muatan di ruas kiri adalah +9, sedangkan muatan diruas kanan adalah +17 sehingga pada ruas kiri ditambahkan 8H⁺.

Langkah 6: Setarakan unsur lainnya dalam urutan KAHO.

Untuk menyetarakan atom H dilakukan penambahan H2O di ruas kanan sebanyak setengah dari H⁺ .

Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksi tersebut sudah setara.

Perbandingan Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit

Zat elektrolit jika dilarutkan akan terionisasi menjadi ion-ion yang merupakan
partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menyebabkan jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolit lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Misalnya,
larutan nonelektrolit C6H12O6, jika dimasukkan ke dalam air menghasilkan 1 mol partikel, sehingga larutan C6H12O6 1 M akan membeku pada suhu 1,86 °C di bawah titik beku
air murni, sedangkan 1 mol larutan elektrolit NaCl mengandung 2 mol partikel, yaitu 1 mol Na⁺ dan 1 mol Cl^–.
Larutan NaCl 1 M sebenarnya mengandung 1 mol partikel per 1.000 gram air, secara teoretis akan menurunkan titik beku 2 × 1,86 °C = 3,72 °C. Sedangkan larutan CaCl2 1 M mempunyai 3 mol ion per 1.000 g air, secara teoretis
akan menurunkan titik beku tiga kali lebih besar dibandingkan larutan C6H12O6 1 M.
Contoh:
C6H12O6(s) --->C6H12O6(aq)
1 mol................. 1 mol
Jumlah partikelnya 1 × 6,02 × 10²³ molekul.
NaCl(s)---> Na⁺(aq) + Cl^–(aq)
1 mol .........1 mol......... 1 mol
Jumlah partikelnya 2 × 6,02 × 10²³ (ion Na⁺ dan Cl^–).
CaCl2(s) --->Ca²⁺(aq) + 2 Cl^–(aq)
1 mol........... 1.mol .........2 mol
Jumlah partikelnya 3 × 6,02 × 10²³ partikel (ion Ca²⁺ dan ion Cl^–).
Banyak ion yang dihasilkan dari zat elektrolit tergantung pada derajat ionisasinya (α). Larutan elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi lebih besar daripada
larutan elektrolit lemah, yaitu mendekati satu untuk larutan elektrolit kuat dan mendekati nol untuk larutan elektrolit lemah. Derajat ionisasi dirumuskan sebagai berikut.
α = jumlah molekul zat yang terurai/jumlah molekul mula-mula

Menurut Van’t Hoff, i = 1 + (n – 1)α
i= jumlah partikel yang diukur/jumlah partikel yang diperkirakan

Sifat koligatif larutan elektrolit adalah sebagai berikut.

1. Kenaikan titik didih
ΔTb = Kb ×m{1 + (n −1) α}

2. Penurunan titik beku

ΔTf = Kf ×m{1 + (n −1) α}

Keterangan:
n = jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satu molekul zat elektrolit
α = derajat ionisasi zat elektrolit

3. Tekanan osmosis
π = MRT {1 + (n −1)α }
π = mol/liter × {1 + (n −1)α }

Hal-hal yang perlu diperhatikan berhubungan dengan larutan elektrolit antara lain:
1. a. Elektrolit yang menghasilkan dua ion (n = 2), yaitu CH3COOH, HCl, NaOH, NaCl.
b. Elektrolit yang menghasilkan tiga ion (n = 3), yaitu Ca(OH)2, H2SO4, Na2CO3.
c. Elektrolit yang menghasilkan empat ion yaitu FeCl3, AlCl3.
2. Makin banyak ion yang dihasilkan dari larutan elektrolit, makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf.
3. Besarnya harga α menunjukkan kuatnya larutan elektrolit.
Makin besar harga α, makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf.
4. Larutan elektrolit kuat mempunyai α = 1.
ΔTb = Kb × m × n
ΔTf = Kf × m × n
π = M × R × T × n

5. Pada elektrolit biner berlaku:
ΔTb = Kb × m × (1 + α)
ΔTf = Kf × m × (1 + α)
π = M × R × T × (1 + α)

Contoh soal:
1. Suatu larutan elektrolit biner 0,05 mol dalam 100 gram
air mempunyai α =2/3 . Jika Kf = 1,86 °C/m, tentukan
penurunan titik beku larutan tersebut!
Jawab:
ΔTf = Kf × m × (1 +2/3 )
= 1,86 °C/m × 0,05 mol × 1.000/100 × (1 +2/3)
= 1,86 °C/m × 0,5 ×5/3
ΔTf = 1,55 °C

2. Tetapan kenaikan titik didih molal air adalah 0,5 °C/m.
Jika 1 mol H2SO4 dilarutkan dalam 100 gram air dan
dipanaskan, tentukan kenaikan titik didih dan titik didih
larutan tersebut!
Jawab:
ΔTb = Kb × m × n
= 0,5 × 1 × 3
ΔTb = 1,5 °C
Titik didih larutan = 100 °C + 1,5 °C = 101,5 °C.

3. Tentukan tekanan osmosis 29,25 gram NaCl dalam
2 liter larutan yang diukur pada suhu 27 °C!
(Mr NaCl = 58,5, R = 0,082 L.atm.mol^–1K^–1)
Jawab:
π = M × R × T × n
= (29,25 / 58,5):2 × 0,082× 300× 2
= 0,25 × 0,082 × 600
π = 12,3 atm

Tekanan osmosis larutan

Osmosis adalah peristiwa mengalirnya molekulmolekul pelarut ke dalam larutan secara spontan melalui selaput semipermeabel, atau peristiwa mengalirnya molekul-
molekul zat pelarut dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat. Proses osmosis terdapat kecenderungan untuk menyetimbangkan konsentrasi antara
dua larutan yang saling berhubungan melalui membran.


Peristiwa osmosis
Keterangan:
A = larutan gula
B = selaput semipermeabel
C = air

Perhatikan peristiwa osmosis pada gambar diatas . Gambar tersebut menunjukkan osmometer yang diisi larutan gula, kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia
yang berisi air, ternyata permukaan larutan gula pada osmometer naik. Akan tetapi, jika di atas torak diberi beban tertentu, maka aliran air ke dalam osmometer dapat dicegah.
Gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang mengalir melalui selaput semipermeabel ke dalam larutan disebut tekanan osmosis larutan.

Pengimbangan tekanan osmosis
Keterangan:
A = larutan gula
B = selaput semipermeabel
C = air

Hubungan tekanan osmosis dengan kemolaran larutan oleh Van’t Hoff dapat dirumuskan sebagai berikut.

π = MRT

Keterangan:
π = tekanan osmosis (atm)
M = molaritas (mol/liter)
T = suhu mutlak (K)
R = ketetapan gas (0,082) L.atm.mol^–1K^–1
Hukum Van’t Hoff ini hanya berlaku pada larutan nonelektrolit.

Contoh soal:
1. Tentukan tekanan osmosis larutan C₁₂H₂₂O₁₁
0,01 M pada suhu 25 °C?
Jawab:
π = MRT
= 0,01 × 0,082 × 298 = 0,24 atm

2. Satu liter larutan mengandung 45 gram zat X. Pada
suhu 27 °C, larutan tersebut mempunyai tekanan osmosis
3,24 atm. Tentukan massa molekul relatif zat
tersebut!
Jawab
T= 27 °C= 27 + 273= 300 Kelvin
π = MRT =(gram/Mr):liter x RT
3,24=(gram/Mr):liter x 0,082 L.atm.mol^–1K^–1 × 300 K
3,24 = 45 gram/Mr ×0,082 L.atm.mol⁻¹K⁻¹ × 300 K
Mr = 45×0,082×300 :3,24
= 341,66