Kemolalan Fraksi Mol X

258 kitab sukses SIFAT KOLIGATIF LARUTAN BAB 10 Sifat Koligatif Larutan A. Sifat koligatif larutan merupakan sifat larutan yang hanya tergantung pada banyaknya mol zat terlarut dalam larutan, dan tidak tergantung jenis zat terlarut. Jumlah zat terlarut tersebut dinyatakan dengan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam bentuk molaritaskemolalan, atau fraksi mol. Kemolalan dan Fraksi Mol B.

1. Kemolalan

Kemolalan adalah cara menyatakan jumlah mol n zat terlarut dalam 1 kg pelarut. Sehingga kemolalan dinyatakan dalam molkg. Rumus: n m p = Keterangan: m = kemolalan larutan n = jumlah mol zat terlarut p = massa pelarut kg

2. Fraksi Mol X

Fraksi mol digunakan untuk menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut atau pelarut terhadap jumlah mol larutan. Rumus: A A A B B B B A A B n X n n n X n n X X 1 = + = + + = Keterangan: X A = fraksi mol pelarut KITAB SUKSES kimia SMA.indd 258 29082013 16:00:22 259 KIMIA X B = fraksi mol terlarut n A = jumlah mol pelarut n B = jumlah mol terlarut Penurunan Tekanan Uap C. • Tekanan uap merupakan tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh suatu zat, dimana dalam keadaan jenuh proses penguapan dan pengembunan berlangsung disaat yang sama. • Besarnya tekanan uap terkandung pada jenis zat dan suhu. • Tekanan uap suatu zat akan bertambah jika suhu dinaikkan karena kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik molekul-molekul cairan bertambah besar sehingga lebih banyak molekul yang naik ke permukaan cairan memasuki fase gas. Akibatnya konsentrasi uap semakin besar dan dengan demikian tekanan uap semakin besar. • Menurut hukum Roult, jika zat terlarut sukar menguap maka larutan di permukaan terdiri atas uap zat pelarut saja. P larutan = P pelarut = X pelarut .P° pelarut P pelarut = X pelarut .P° pelarut Tapi, ingat kalau fraksi mol pelarut 1. Jadi, tekanan uap larutan akan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni. Zat terlarut yang sukar menguap akan menyebabkan penurunan tekanan uap pelarut, yang bisa dihitung dengan rumus: ∆P = X ter . P° Keterangan: ∆P = penurunan tekanan uap X ter = fraksi mol zat terlarut P o = tekanan uap murni Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku D. • Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan di permukaan sehingga titik didih bergantung pada tekanan di permukaan. • Titik beku adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatannya es. • Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya disebut kenaikan titik didih ∆T b . • Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku ∆T f . • Besar kenaikan titik didih dan penurunan titik beku untuk suatu larutan dapat dihitung menggunakan rumus: Rumus I ∆T b = T b larutan – T b pelarut KITAB SUKSES kimia SMA.indd 259 29082013 16:00:22 260 kitab sukses Keterangan: T b larutan = titik didih larutan T b pelarut = titik didih pelarut ∆T b = kenaikan titik didih Rumus II ∆T f = T f larutan – T f pelarut Keterangan: T f larutan = titik beku larutan T f pelarut = titik beku pelarut ∆T f = penurunan titik beku • Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku tergolong sifat koligatif, tidak bergantung pada jenis zat terlarut tetapi bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Besar kenaikan titik didih dan penurunan titik beku suatu larutan pun bisa dihitung dengan menggunakan rumus: ∆T b = K b × m ∆T f = K f × m Keterangan: ∆T b = kenaikan titik didih ∆T f = penurunan titik beku K b = tetapan kenaikan titik didih molal K f = tetapan penurunan titik beku molal m = kemolalan larutan Tekanan Osmotik Larutan E. Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel proses osmosis. Menurut van’t Hoff, tekanan osmotik dihitung dengan rumus: p = M.R.T Keterangan: p = tekanan osmotik M = kemolaran larutan R = tetapan gas 0,082 L.atmmol.K T = suhu larutan Kelvin Sifat Koligatif Larutan Elektrolit F. • Perbandingan antara harga sifat koligatif larutan elektrolit dengan harga sifat koligatif larutan nonelektrolit disebut faktor van’t Hoff yang dinyatakan dengan lambang i. KITAB SUKSES kimia SMA.indd 260 29082013 16:00:22 261 KIMIA i = 1 + n – 1 α Keterangan: α = derajat ionisasi elektrolit pada standarnya larutan elektrolit mempunyai harga 1 n = jumlah ion dalam senyawa elektrolit • Pertambahan sifat koligatif larutan elektrolit sebanding dengan pertambahan jumlah partikel dalam larutan. Rumus sifat koligatif untuk larutan elektrolit: larutan pelarut pelarut b b f f P X .P .i T K .m.i T K .m.i M.R.T.i i 1 1n 1 π α ° = ∆ = ∆ = = = + − KITAB SUKSES kimia SMA.indd 261 29082013 16:00:22 262 kitab sukses 1. Jika tekanan osmotik dari 500 ml larutan fruktosa, C 6 H 12 O 6 pada suhu 32°C sebesar 2 atm, massa fruktosa yang terlarut sebanyak …. A. 7,2 gram B. 9,0 gram C. 14,4 gram D. 18,0 gram E. 45,0 gram 2. Penambahan 5,4 g suatu zat nonelektrolit ke dalam 300 g air ternyata menurunkan titik beku sebesar 0,24°C. Jika K f air = 1,86 °Cmolal, maka Mr zat tersebut adalah …. A. 8,04 B. 12,56 C. 60,96 D. 108,56 E. 139,50 3. Fraksi mol larutan urea dalam air 0,2. Tekanan uap jenuh air murni pada suhu 20°C sebesar 17,5 mmHg. Maka tekanan uap jenuh larutan pada suhu itu adalah .... A. 16 mmHg B. 15 mmHg C. 14 mmHg D. 13 mmHg E. 12 mmHg 4. Untuk menaikkan titik didih 20 gram air menjadi 100,1°C pada tekanan 1 atm K b = 0,50, maka jumlah gula Mr = 342 yang harus dilarutkan adalah .... A. 16,3 gram B. 18,9 gram C. 17,1 gram D. 15,2 gram Latihan Soal E. 20,5 gram 5. Suatu zat nonelektrolit Mr = 40 sebanyak 30 gram dilarutkan dalam 900 gram air. Penurunan titik beku larutan ini adalah 1,550°C. Berapa gram dari zat tersebut harus dilarutkan ke dalam 1,2 kg air agar diperoleh larutan dengan penurunan titik beku yang setengahnya dari penurunan titik bekunya diatasnya A. 24 g B. 23 g C. 22 g D. 21 g E. 20 g 6. Tekanan osmotik dari 500 ml larutan yang mengandung 17,1 gram gula Mr gula = 342 pada suhu 27°C adalah .... R = 0,082 L.atm mol.K A. 3 atm B. 2,76 atm C. 2,46 atm D. 1, 69 atm E. 1 atm 7. Titik beku 0,1 molal NH 4 Br = –0,3627 °C, K f air = 1,86°C. Berapakah derajat ionisasi NH 4 …. A. 1 B. 0,95 C. 0,75 D. 0,55 E. 0,35 8. Berapakah tekanan osmotik 5,85 gram NaCl dalam 250 cm 3 larutan pada suhu 27 °C …. A. 7,51 atm B. 8,97 atm C. 9,84 atm KITAB SUKSES kimia SMA.indd 262 29082013 16:00:22 263 KIMIA D. 10,35 atm E. 11,21 atm 9. Larutan mengandung 3,24 gram zat yang tak mudah menguap juga nonelektrolit dan 200 gram air mendidih pada 100,130°C pada 1 at- mosfer. Berapakah berat molekul zat terlarut? K b molal air adalah 0,51 A. 60,8 B. 61,8 C. 62,8 D. 63,8 E. 64, 8 10. Suatu data percobaan penurunan titik beku: No LARUTAN Zat terlarut Jumlah mol zat Titik beku larutan 1 CONH 2 2 a –t o C 2 CONH 2 2 2a –2t o C 3 C 12 H 22 O 11 a –t o C 4 C 12 H 22 O 11 2a –2t o C 5 NaCl a –2t o C 6 NaCl 2a –4t o C Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa penurunan titik beku larutan tergantung pada …. A. jumlah partikel zat terlarut B. jenis zat terlarut C. jenis partikel zat terlarut D. konsentrasi molal larutan E. jenis pelarut 11. Larutan yang mengandung 20 gram zat non- elektrolit dalam 1l air massa jenis air 1 gml mendidih pada suhu 100,052°C. Jika K b air = 0,52°C, maka Mr zat nonelektrolit tersebut ada- lah… A. 20 B. 40 C. 100 D. 150 E. 200 12. Dalam 250 gram air dilarutkan 1,9 gram MgCl 2 , ternyata larutan membeku pada –0,372°C. Jika tetapan titik beku molal air = 1,86°Cm, derajat ionisasi garam MgCl 2 adalah .... Ar Mg = 24, Ar Cl = 35,5 A. 0,43 B. 0,59 C. 0,75 D. 0,84 E. 0,96 13. Untuk menaikkan titik didih 250 ml air menjadi 100,1°C pada tekanan 1 atm K b = 0,50, maka jumlah gula Mr = 342 yang harus dilarut- kan adalah …. A. 86 g B. 171 g C. 342 g D. 17,1 g E. 684 g 14. Suatu larutan diperoleh dari melarutkan 6 gram urea Mr = 60 dalam 1 liter air. Larutan yang lain diperoleh dari melarutkan 18 gram glukosa Mr = 180 dalam 1 liter air. Pada suhu yang sama berapa tekanan osmotik larutan pertama dibandingkan terhadap larutan kedua? A. Sepertiga larutan kedua. B. Tiga kali larutan kedua. C. Dua pertiga larutan kedua. D. Sama seperti larutan kedua. E. Tiga perdua kali larutan kedua. 15. Penambahan 5,4 gram suatu zat nonelektrolit ke dalam 300 gram air ternyata menurunkan titik beku sebesar 0,24°C. Jika K f air = 1,86 o C maka Mr zat tersebut adalah …. A. 139,5 B. 9,08 C. 68,98 D. 105,4 E. 171,1 KITAB SUKSES kimia SMA.indd 263 29082013 16:00:22 264 kitab sukses Pembahasan 1. Jawaban: A Misalkan x = fruktosa terlarut gram M.R.T x 1.000 R T Mr ml x 1.000 2 0,082 305 180 500 2 180 500 x 1.000 0, 082 305 180.000 x 25, 010 x 7,2 g π π = = × × × = × × × × × = × × = = 2. Jawaban: E f f f T m.K g 1000 0,24 K Mr p 5,4 1000 0,24 1,86 Mr 300 5,4 1000 1,86 Mr 0,24 300 10.044 72 139,5 ∆ = = × × = × × × × = × = = 3. Jawaban: C urea air air air o larutan air air larutan larutan X X 1 0,2 X 1 X 0,8 P X .P P 0,8.17,5 mmHg P 14 mmHg + = + = = = = = 4. Jawaban: C Misalkan x = gula yang harus dilarutkan gram Titik didih larutan = titik didih air + ∆ T b 100,1°C = 100°C + ∆T b ∆T b = 0,1°C b b T K .m x 1.000 0,1 0,5 Mr p x 1.000 0,1 0,5 342 250 34,2 2x x 17,1 g ∆ = = × × = × × = = 5. Jawaban: E • Untuk 30 gram zat nonelektrolit Mr = 40 yang dilarutkan dalam 900 gram air, dengan penurunan titik 1,550ºC: f1 f f1 f f f f o f T K .m g 1000 T . .K Mr P 30 1.000 1,550 K 40 900 1,550 40 900 K 30 1.000 55.800 K 30.000 K 1, 86 Cm ∆ = ∆ = = × × × × = × = = • Banyak zat tersebut harus dilarutkan ke dalam 1,2 kg air agar diperoleh larutan dengan penurunan titik beku setengah dari 1,550 o C: Misalkan x = zat yang perlu dilarutkan gram f 2 f x 1.000 T K 40 1.200 x 1.000 0,775 1, 86 40 1.200 ∆ = × × = × × KITAB SUKSES kimia SMA.indd 264 29082013 16:00:22 265 KIMIA 0,775 40 1,200 x 1, 000 1, 86 × × = × 37,200 x 1, 860 x 20 gram = = 6. Jawaban: C M.R.T g 1,000 . .R.T Mr ml 17,1 1, 000 0, 082 300 342 500 420, 660 171, 000 2, 46 atm π π π π π = = = × × × = = 7. Jawaban: B Titik beku larutan = titik beku air – ∆T f –0,3627°C = 0°C – ∆T f ∆T f = 0,3627°C n NH 4 Br NH 4 Br NH 4 + + Br – n = 2 ∆T f = m.Kf{ 1 + n– 1 α} 0,3627 = 0,1 × 1,86 × 1 + 2 – 1 α 0,3627 = 0,186 + 0,186 α 0,186 α = 0,1767 α NH 4 Br = 0,95 8. Jawaban: C M.R.T g 1, 000 . R.T Mr ml 5, 85 1, 000 0, 082 300 58,5 250 143, 910 14, 625 9, 84 atm π π π π π = = = × × × = = 9. Jawaban: E b b T = K .m 0,13 = 0,51.m m = 0,25 0,25 = mol 1000200 Mol = 0,255 = 0,05 Mr = grammol = 3,240,05 = 64,8 ∆ × 10. Jawaban: A • Penurunan titik beku adalah sifat koligatif larutan yang bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan dan tidak bergantung pada jenisnya seperti atom, ion atau molekul. • Larutan elektrolit pada konsentrasi yang sama mempunyai harga penurunan titik beku yang lebih besar dibandingkan larutan nonelektrolit karena jumlah partikelnya lebih banyak sehingga konsentrasinya lebih besar. 11. Jawaban: E Diketahui ∆T b = titik didih larutan – titik didih pelarut murni ∆T b = 100,052°C – 100°C ∆T b = 0,052°C ∆T b = K b .m b b g 1000 T K . . Mr P 20 1000 0,052 0,52 Mr 1000 0,52 20 Mr 0, 052 10, 4 Mr 0, 052 Mr 200 ∆ = = × × × = = = KITAB SUKSES kimia SMA.indd 265 29082013 16:00:22 266 kitab sukses 12. Jawaban: C { } f f f f 2 T K .m .i g 1.000 T K . . .i Mr P 1, 9 1.000 0,372 1, 86 i 250 24 35,5 2 1, 86 1, 9 1.000 0,372 i 95 250 3.534 0,372 i 23.750 0,372 23.750 i 2,5 3534 i 1 n 1 n dari MgCl 3 2,5 1 3 1 0,75 α α α ∆ = ∆ = = × × × + × × × = × × = × × = = = + − = = + − = 13. Jawaban: D b b b o b b b b b T T larutan T pelarut T 100,1 100 0,1 C Misalkan x gula yang dilarutkan gram T K .m g 1.000 T K . . Mr P x 1.000 0,1 0,5 342 250 0,1 342 250 x 1.000 0,5 8.550 x 500 x 17,1 g ∆ = − ∆ = − = = ∆ = ∆ = = × × × × = × = = 14. Jawaban: D urea urea glukosa glukosa M.R.T M .R.T M .R.T π π π = = Karena suhu sama dan R merupakan ketetapan, maka: urea urea glukosa glukosa M M π π = urea glukosa urea glukosa g 6 0,1 1 60 Mr g 18 0,1 1 180 Mr : 1:1 Tekanan osmotik keduanya sama. π π π π = = = = = 15. Jawaban: A f f f f T K .m g 1.000 T K . . Mr P 5, 4 1.000 0,24 1, 86 Mr 300 33, 48 Mr 0,24 Mr 139,50 ∆ = ∆ = = × × = = KITAB SUKSES kimia SMA.indd 266 29082013 16:00:22 267 KIMIA KIMIA UNSUR BAB 11 S eperti yang sudah kamu ketahui, dalam sistem periodik unsur-unsur disusun menurut kenaikan nomor atom dan konigurasi elektronnya. Unsur-unsur dengan susunan elektron terluar yang sama dikelompokan dalam satu golongan karena sifat kimianya yang sama. Unsur dengan jumlah kulit yang sama dimasukkan dalam satu periode. Jadi, dapat disimpulkan disini bahwa sifat-sifat unsur sangat ditentukan oleh konigurasi elektronnya. Seperti apakah sifat-sifat unsur dalam satu golongan atau periode? Berikut ini adalah penjelasannya. Golongan Alkali A.

1. Anggota