Kompetensi Dasar
3.2 Membedakan sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit
4.2 Menganalisis data percobaan untuk menentukan derajat pengionan
Deskripsi
Tahukah kalian, membuat es krim tradisonal itu tidak menggunakan freezer. Es krim tradisional dibuat dengan memasukkan adonan es krim ke dalam wadah yang di sekitarnya diberi es batu untuk membekukan. Selain itu, bukan hanya es batu saja, tapi juga ditambahkan garam. Kenapa ditambah garam ya? Dari berbagai sumber diketahui titik beku es 0⁰C, suhu ini tidak cukup untuk membekukan es krim, temperatur yang dibutuhkan 3⁰C dibawah titik beku es. Nah untuk menurunkan suhu di bawah nol, salah satu zat yang digunakan adalah garam. Mengapa garam yang digunakan? Bisakah zat lain digunakan untuk menurunkan suhu es pendingin pada pembuatan es krim?
Sebenarnya ada bahan kimia lain yang juga bisa digunakan, namun garam relatif mudah ditemukan serta harga yang jauh lebih murah dan menghasilkan jumlah partikel yang lebih banyak dibandingkan zat non elektrolit misalnya urea.
Pada postingan ini akan dipelajari perbandingan jumlah partikel yang dihasilkan dari larutan elektrolit dan larutan non elektrolit kaitannya dengan sifat koligatif larutan yaitu penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmosis.
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Faktor Van’t Hoff, Penurunan Tekanan Uap, dan Kenaikan Titik Didih Larutan Elektrolit
A. Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti pembelajaran secara mandiri pada modul ini, Ananda dapat :
1. Membedakan sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit
2. Merumuskan faktor Van’t Hoff
3. Menggunakan faktor Van’t Hoff pada sifat koligatif larutan Penurunan Tekanan Uap dan Kenaikan Titik Didih Larutan Elektrolit.
B. Uraian Materi
1. Pengelompokan Larutan dan Derajat Ionisasi (Apersepsi)
Ananda yang hebat, coba ingat kembali materi kimia di Kelas X tentang larutan elektrolit dan non elektrolit serta materi Kelas XI tentang Derajat Ionisasi.
Perbandingan pelarutan senyawa non elektrolit, elektrolit kuat dan elektrolit lemah sebagai berikut :
Materi apersepsi di atas akan menjadi dasar Ananda untuk dapat membedakan sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan non elektrolit.
Perbedaan rumus mencari sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan
non elektrolit dapat anda lihat pada tabel berikut.
Jika anda perhatikan di atas, perbedaan rumus sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan non elektrolit terletak pada simbol "𝑖" yang merupakan simbol Faktor Van’t Hoff.
2. Faktor Van’t Hoff
Zat elektrolit dalam air akan terionisasi menjadi ion-ion peyusunnya. Peruraian itu akan menyebabkan penambahan jumlah partikel, sedangkan sifat koligatif tergantung pada banyaknya partikel dalam larutan. Hal itulah yang menyebabkan pada konsentrasi yang sama sifat koligatif larutan elektrolit lebih besar dari larutan non elektrolit.
3. Penggunaan Faktor Van’t Hoff pada Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
a. Penurunan Tekanan Uap Larutan
Faktor Van’t Hoff melekat pada mol zat terlarut (nt) atau pada fraksi mol zat terlarut (Xt), sehingga rumus untuk menghitung penurunan tekanan uap larutan dirumuskan :
Contoh soal :
Larutan garam dapur, NaCl (Mr = 58,5) dengan kadar 10% massa pada suhu t⁰C, bila tekanan uap air pada suhu yang sama = 24 mmHg, berapakah tekanan uap larutan?
b. Kenaikan Titik Didih
Pada penggunaan hukum Van’t Hoff dalam menghitung sifat koligatif larutan, perlu diperhatikan :
• Tentukan jenis zat terlarutnya (non elektrolit/elektrolit kuat/elektrolit
lemah) untuk menentukan harga derajat ionisasinya
• Tuliskan persamaan ionisasinya untuk menentukan jumlah ion yang
dihasilkan
Contoh soal :
1) Sebanyak 5,85 gram NaCl (Mr = 58,5) dilarutkan dalam 500 gram air,
hirunglah titik didih larutan
2) Larutan dibuat dengan melarutkan 7,5 gram suatu elektrolit biner (Mr = 60) ke dalam 100 gram air, larutan mendidih pada suhu 101,04⁰C, maka hitunglah derajat ionisasi senyawa elektrolit biner tersebut, Kb air = 052⁰C/molal.
C. Rangkuman
1. Banyaknya partikel dalam larutan elektrolit dan non-elektrolit tidak sama meskipun konsentrasinya sama, karena larutan elektrolit terurai menjadi ionionnya, sedangkan larutan nonelektrolit tidak terionisasi, sehingga pada konsentrasi yang sama sifat koligatif larutan elektrolit lebih besar dari sifat koligatif larutan non elektrolit.
2. Pertambahan jumlah partikel larutan elektrolit setelah mengalami ionisasi dinyatakan dengan faktor Van’t Hoff, i = [1 + (n – 1) ∝], dimana n = jumlah ion yang dihasilkan hasil ionisasi suatu elektrolit (n = 2 disebut biner, n= 3 disebut terner, n = 4 disebut kuarterner), ∝ = derajat ionisasi larutan elektrolit (elektrolit kuat, ∝ = 1, elektrolit lemah : 0 < ∝ < 1)
3. Rumus sifat koligatif larutan elektrolit dituliskan sebagai berikut :
D. Penugasan Mandiri
1. Larutan elektrolit biner pada suhu tertentu memiliki fraksi mol terlarut 0,2, tekanan uap air murni pada suhu tersebut = 30 mmHg dan bila mengalami ionisasi sempurna dalam larutannya, berapakah tekanan uap larutannya?
2. Dalam suatu percobaan di laboratorium, dua orang siswa, Andi dan Budi mengukur titik didih larutan, Andi melarutkan 18 gram glukosa (Mr = 180) dalam 500 gram air lalu dipanaskan, Andi melarutkan 5,35 gram NaCl (Mr = 53,5) dalam 500 gram air lalu dipanaskan. Suhu larutan diukur dengan menggunakan termometer. Bila Kb air = 0,52⁰C/m.
a. Bandingkan larutan Andi dan Budi, pada termometer larutan siapakah
menunjukkan angka lebih tinggi?
b. Jelaskan mengapa hal ini terjadi
3. Diketahui 5 buah wadah yang berisi larutan sebagai berikut
(1) AlCl₃ 0,1 m
(2) Glukosa 0,2 m
(3) Urea 0,1 m
(4) MgCl₂ 0,1 m
Susunlah urutan larutan-larutan tersebut berdasarkan titik didihnya dari yang paling rendah ke yang paling tinggi
E. Latihan Soal
1. Dalam suatu percobaan di laboratorium, dua orang siswa, Andi dan Budi mengukur titik didih larutan, Andi melarutkan 18 gram glukosa (Mr = 180) dalam 500 gram air lalu dipanaskan, Andi melarutkan 5,35 gram NaCl (Mr = 53,5) dalam 500 gram air lalu dipanaskan. Suhu larutan diukur dengan menggunakan termometer.
Beberapa pernyataan berikit berkaitan dengan percobaan di atas :
(1) kedua larutan pada suhu 100⁰C belum mendidih
(2) larutan yang dibuat Andi lebih dulu mendidih
(3) titik didih kedua larutan sama besarnya
(4) jumlah partikel kedua larutan sama banyak
(5) kenaikan titik didh larutan Andi < kenaikan titik didih larutan Budi
Pernyataan yang benar adalah...
A. (1), (2) dan (3)
B. (1), (2) dan (4)
C. (2), (3) dan (5)
D. (1), (2) dan (5)
E. (3), (4) dan (5)
2. Larutan 6 gram suatu elektrolit biner (Mr = 60) dilarutkan dalam 100 gram air,larutan membeku pada suhu -3,348⁰C, maka derajat ionisasi senyawa elektrolit tersebut adalah...
A. 0,075
B. 0,60
C. 0.70
D. 0,80
E. 0,90
3. Data percobaan tentang titik didih 4 larutan pada suhu 27⁰C dan tekanan 1 atm tercantum pada tabel berikut.
Pada konsentrasi yang sama, larutan urea, CO(NH₂)₂ dan garam dapur, NaCl memiliki titik didih yang berbeda. Hal ini disebabkan ....
A. kedua larutan menghasilkan jumlah partikel yang berbeda
B. larutan NaCl tidak mengalami ionisasi
C. larutan urea mengalami ionisasi
D. kedua larutan merupakan larutan elektrolit
E. kedua larutan merupakan larutan non elektrolit
4. Untuk mengetahui massa molekul relatif suatu senyawa elektrolit biner yang belum diketahui rumus molekulnya, seorang kimiawan melakukan percobaan di laboratorium dengan melarutkan 4 gram senyawa elekrolit tersebut kedalam 250 gram air. Suhu pada termometer menunjukkan 100,26⁰C pada tekanan 1 atm. Bila diketahui Kb air=0,52⁰C/m, maka Mr zat tersebut diperkirakan….
A. 16
B. 32
C. 64
D. 103
E. 128
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 Penurunan Titik Beku dan Tekanan Osmosis Larutan Elektrolit
A. Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti pembelajaran secara mandiri pada modul ini, Ananda dapat :
1. Menganalisis penurunan titik beku larutan elektrolit.
2. Menganalisis tekanan osmosis larutan elektrolit.
B. Uraian Materi
1. Penurunan Titik Beku Larutan Elektrolit
Perlu Ananda ingat Kembali bahwa pada penggunaan hukum Van’t Hoff dalam menghitung sifat koligatif larutan, perlu diperhatikan :
• Tentukan jenis zat terlarutnya (non elektrolit/elektrolit kuat/elektrolit
lemah) untuk menentukan harga derajat ionisasinya
• Tuliskan persamaan ionisasinya untuk menentukan jumlah ion yang
dihasilkan
Contoh Soal
Larutan 4 gram suatu basa bervalensi satu (LOH) dalam 100 gram air membeku pada temperatur -3,72ºC. jika penurunan titik beku molal air 1,86ºC, hitunglah masa atom relatif logam L bila diketahui Ar : H = 1, O = 16.
2. Tekanan Osmosis Larutan Elektrolit
Proses osmosis terjadi jika kedua larutan yang dipisahkan oleh membran
semipermeabel mempunyai tekanan osmotik yang berbeda. Untuk larutan yang
terdiri atas zat nonelektrolit, maka tekanan osmotik berbanding lurus dengan
konsentrasi (kemolaran) zat terlarut.
Untuk larutan elektrolit dengan memperhitungkan faktor Van’t Hoff, i = [1+(n-1) ∝], sehingga rumus untuk menghitung tekanan osmosis larutan elektrolit adalah:
C. Rangkuman
1. Untuk larutan yang terdiri atas zat non elektrolit, maka tekanan osmotik berbanding lurus dengan konsentrasi (kemolaran) zat terlarut. Untuk larutan elektrolit dengan memperhitungkan faktor Van’t Hoff, i = [1+(n-1) ∝], sehingga rumus untuk menghitung tekanan osmosis larutan elektrolit adalah:
D. Penugasan Mandiri
1. Bila ke dalam 250 gram air dilarutkan 12 gram asam asetat (Mr = 60) dengan derajat ionisasi 0,75, hitunglah titik beku larutan.
2. Sebanyak 11,7 gram NaCl dan 34,2 gram suatu zat non elektrolit dilarutkan dalam 500 gram air. Larutan tersebut membeku pada -1,86 ºC. Tentukanlah massa molekul relative (Mr) zat non elektrolit tersebut (Mr NaCl =58,5).
3. Tekanan osmotik darah manusia pada 37ºC adalah 7,7 atm. Berapa gram NaCl harus dilarutkan dalam 1 liter larutan sehingga pada suhu yang sama isotonik dengan darah manusia (Mr NaCl = 58,5).
4. Hitung tekanan osmosis larutan bila ke dalam 500 mL larutan dimasukkan 6 gram urea (Mr = 60) dan 11,1 gram CaCl2 (Mr = 111) dan 5,85 gram NaCl (Mr = 58,5) pada suhu 27 oC (Kb air = 0,52, Kf air = 1,86)
E. Latihan Soal
1. Seorang guru kimia menugaskan siswa melakukan percobaan penentuan titik beku larutan non elektrolit dan larutan elektrolit. Larutan yang tersedia yaitu: larutan urea 0,1 molal dan larutan KCl 0,1 molal. Setelah melakukan percobaan, 5 kelompok memberikan kesimpulan sebagai berikut:
• Kelompok A : titik beku larutan urea 0,1 molal > titik beku larutan KCl 0,1 molal
• Kelompok B : titik beku larutan urea 0,1 molal < titik beku larutan KCl 0,1 molal
• Kelompok C : titik beku larutan urea 0,1 molal = titik beku larutan KCl 0,1 molal
• Kelompok D : penurunan titik beku larutan urea 0,1 molal < penurunan titik beku larutan KCl 0,1 molal
• Kelompok E : penurunan titik beku larutan urea 0,1 molal > penurunan titik beku larutan KCl 0,1 molal
Jika kalian yang melakukan percobaan di atas, maka kalian setuju dengan kesimpulan kelompok....
A. A dan B
B. B dan C
C. B dan E
D. A dan D
E. A dan E
2. Larutan yang isotonis dengan asam nitrat 0,2 M adalah ….
A. aluminum sulfat 0,08 M
B. feri bromida 0,2 M
C. asam klorida 0,3 M
D. magnesium sulfat 0,4 M
E. urea 0,5 M
3. Sebanyak 13,35 gram LCl3 dilarutkan dilarutkan dalam air hingga 250 mL, derajat ionisasi = 0,25; dan suhu 27ºC; tekanan osmotik larutan 17,22 atm. Jika Ar Cl = 35,5; maka Ar L adalah ….
A. 18
B. 27
C. 36
D. 52
E. 60
PENILAIAN AKHIR HARIAN
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
1. Dalam suatu percobaan di laboratorium, dua orang siswa, Andi dan Budi mengukur titik didih larutan, Andi melarutkan 6 gram urea (Mr = 60) dalam 500 gram air lalu dipanaskan, Andi melarutkan 7,45 gram KCl (Mr = 74,5) dalam 500 gram air lalu dipanaskan. Suhu larutan diukur dengan menggunakan termometer.
Beberapa pernyataan berikit berkaitan dengan percobaan di atas :
(1) kedua larutan pada suhu 100ºC belum mendidih
(2) larutan yang dibuat Andi lebih dulu mendidih
(3) titik didih kedua larutan sama besarnya
(4) jumlah partikel kedua larutan sama banyak
(5) kenaikan titik didh larutan Andi < kenaikan titik didik larutan Budi
Pernyataan yang benar adalah...
A. (1), (2) dan (3)
B. (1), (2) dan (4)
C. (1), (2) dan (5)
D. (2), (3) dan (5)
E. (3), (4) dan (5)
2. Seorang guru kimia menugaskan siswa melakukan percobaan penentuan titik beku larutan non elektrolit dan larutan elektrolit. Larutan yang tersedia yaitu : larutan glukosa 0,1 molal dan larutan NaCl 0,1 molal. Setelah melakukan percobaan, 5 kelompok memberikan kesimpulan sebagai berikut :
• Kelompok A : titik beku larutan glukosa 0,1 molal > titik beku larutan NaCl 0,1 molal
• Kelompok B : titik beku larutan glukosa 0,1 molal < titik beku larutan NaCl 0,1 molal
• Kelompok C : titik beku larutan glukosa 0,1 molal = titik beku larutan NaCl 0,1 molal
• Kelompok D : penurunan titik beku larutan glukosa 0,1 molal > penurunan titik beku larutan NCl 0,1 molal
• Kelompok E : penurunan titik beku larutan glukosa 0,1 molal < penurunan titik beku larutan NaCl 0,1 molal
Jika kalian yang melakukan percobaan di atas, maka kalian setuju dengan kesimpulan kelompok....
A. A dan B
B. B dan C
C. B dan E
D. A dan D
E. A dan E
3. Larutan 12 gram suatu elektrolit biner (Mr = 60) dilarutkan dalam 500 gram air, larutan membeku pada suhu -1,19ºC, maka derajat ionisasi senyawa elektrolit tersebut adalah...
A. 0,075
B. 0,60
C. 0.70
D. 0,80
E. 0,90
4. Data percobaan tentang titik didih 4 larutan pada suhu 27ºC dan tekanan 1 atm tercantum pada tabel berikut.
Pada konsentrasi yang sama, larutan urea, CO(NH₂)₂ dan amonium nitrat, NH₄NO₃ memiliki titik didih yang berbeda. Hal ini disebabkan ....
A. pada konsentrasi yang sama jumlah partikel urea < amonium nitrat
B. larutan NaCl tidak mengalami ionisasi
C. larutan urea mengalami ionisasi
D. kedua larutan merupakan larutan elektrolit
E. kedua larutan merupakan larutan non elektrolit
5. Untuk mengetahui massa molekul relatif suatu senyawa elektrolit biner yang belum diketahui rumus molekulnya, seorang kimiawan melakukan percobaan dilaboratorium dengan melarutkan 8 gram senyawa elekrolit tersebut kedalam 500 gram air. Suhu pada termometer menunjukkan 100,26ºC pada tekanan 1 atm. Bila diketahui Kb air=0,52ºC/m, maka Mr zat tersebut diperkirakan….
A. 16
B. 32
C. 64
D. 103
E. 128
6. Beberapa contoh penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari:
(1) Desalinasi air laut menjadi air tawar;
(2) Etilena glikol yang ditambahkan ke dalam cairan radiator;
(3) Membuat cairan infus yang akan dimasukkan dalam tubuh manusia;
(4) Garam dapur yang digunakan pada pembuatan es putar; dan
(5) Pemusnahan lintah dengan menaburkan gram
Penerapan sifat koligatif penurunan titik beku larutan terdapat pada nomor....
A. (1) dan (2)
B. (2) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (3) dan (5)
7. Larutan yang isotonis dengan kalium nitrat 0,2 M adalah ….
A. Aluminum sulfat 0,08 M
B. Glukosa 0,3 M
C. Asam klorida 0,3 M
D. Magnesium sulfat 0,4 M
E. Urea 0,5 M
8. Jika diketahui tekanan osmosis larutan 10 gram asam benzoat, C₆H₅COOH, dalam bezana adalah 2 atm pada suhu tertentu, maka larutan 20 gram senyawa dimernya, (C₆H₅COOH)₂, dalam pelarut yang sama, mempunyai tekanan osmosis sebesar ….
A. 0,5 atm
B. 1,0 atm
C. 1,5 atm
D. 2,0 atm
E. 4,0 atm
9. Sebanyak 26,7 gram LCl₃ dilarutkan dilarutkan dalam air hingga 500 mL, derajat ionisasi = 0,25; dan suhu 27ºC; tekanan osmotik larutan 17,22 atm. Jika Ar Cl = 35,5; maka Ar L adalah ….
A. 18
B. 27
C. 36
D. 52
E. 60
10. Disajikan beberapa sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari berikut.
(1) Penggunaan garam dapur untuk membunuh lintah
(2) Penggunaan garam dapur untuk mencairkan salju
(3) Pembuatan kolam apung
(4) Pengunaan panci presto untuk masak daging
(5) Pemisahan sampuran dengan cara destilasi
Penerapan sifat koligatif larutan yang berhubungan dengan kenaikan titik didih larutan ditunjukkan oleh angka ….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (5)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (4) dan (5)
