soal penurunan titik beku

Penurunan titik beku adalah salah satu sifat koligatif larutan yang penting dalam kimia fisika. Sifat koligatif adalah sifat larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan pada jenis zat terlarutnya. Ketika suatu zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut murni, titik beku larutan yang terbentuk akan lebih rendah dibandingkan titik beku pelarut murninya. Fenomena ini memiliki banyak aplikasi praktis dalam kehidupan sehari-hari dan industri, seperti penggunaan garam untuk mencairkan salju di jalan, pembuatan es putar, atau cairan antibeku pada radiator mobil. Pemahaman konsep penurunan titik beku melibatkan rumus ΔTf = Kf . m, di mana ΔTf adalah penurunan titik beku, Kf adalah tetapan penurunan titik beku molal pelarut, dan m adalah molalitas larutan. Untuk larutan elektrolit, faktor van’t Hoff (i) juga harus diperhitungkan, sehingga rumusnya menjadi ΔTf = Kf . m . i. Artikel ini menyediakan berbagai contoh soal penurunan titik beku, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, untuk membantu Anda menguji dan memperdalam pemahaman Anda tentang materi ini.

Kumpulan Contoh Soal soal penurunan titik beku

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Apa yang dimaksud dengan penurunan titik beku?

A. Titik beku larutan lebih tinggi dari titik beku pelarut murni.
B. Titik beku larutan sama dengan titik beku pelarut murni.
C. Selisih antara titik beku pelarut murni dan titik beku larutan.
D. Titik didih larutan lebih rendah dari titik didih pelarut murni.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Penurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut murni dan titik beku larutan. Ini menunjukkan bahwa titik beku larutan lebih rendah daripada pelarut murninya.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Mengapa penambahan zat terlarut non-volatil ke dalam pelarut murni dapat menyebabkan penurunan titik beku?

A. Partikel zat terlarut mengganggu pembentukan kisi kristal pelarut.
B. Partikel zat terlarut mempercepat pembentukan kisi kristal pelarut.
C. Zat terlarut bersifat volatil dan mudah menguap.
D. Titik beku zat terlarut selalu lebih rendah dari pelarut.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Penambahan zat terlarut non-volatil akan mengganggu pembentukan kisi kristal pelarut, sehingga diperlukan suhu yang lebih rendah untuk membekukan larutan.

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Jika 60 gram urea (Mr=60) dilarutkan dalam 500 gram air (Kf=1.86 °C/m), berapakah penurunan titik beku larutan tersebut?

A. 1.86 °C
B. 3.72 °C
C. 0.93 °C
D. 7.44 °C

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Molalitas (m) = (massa zat terlarut / Mr zat terlarut) / massa pelarut (kg). m = (60 g / 60) / 0.5 kg = 1 mol / 0.5 kg = 2 molal. ΔTf = Kf . m = 1.86 °C/m . 2 m = 3.72 °C.

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Hitunglah penurunan titik beku larutan yang mengandung 5.85 gram NaCl (Mr=58.5) dalam 250 gram air, jika Kf air = 1.86 °C/m dan NaCl terionisasi sempurna.

A. 0.744 °C
B. 1.116 °C
C. 1.488 °C
D. 2.976 °C

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: NaCl adalah elektrolit kuat, i = 2 (Na⁺ + Cl⁻). Molalitas (m) = (5.85 g / 58.5) / 0.25 kg = 0.1 mol / 0.25 kg = 0.4 molal. ΔTf = Kf . m . i = 1.86 °C/m . 0.4 m . 2 = 1.488 °C.

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Di antara larutan berikut, manakah yang memiliki titik beku paling rendah?

A. Larutan urea 0.1 molal
B. Larutan glukosa 0.1 molal
C. Larutan NaCl 0.1 molal
D. Larutan MgCl₂ 0.1 molal

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Penurunan titik beku berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut. MgCl₂ (i=3) memiliki jumlah partikel terbanyak dibandingkan urea (i=1), glukosa (i=1), dan NaCl (i=2) untuk molalitas yang sama.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Berikut ini adalah contoh aplikasi prinsip penurunan titik beku dalam kehidupan sehari-hari:

A. Penggunaan garam untuk mencairkan es di jalan.
B. Proses destilasi air laut untuk mendapatkan air tawar.
C. Pembuatan minuman bersoda dengan melarutkan CO₂.
D. Penggunaan pupuk untuk menyuburkan tanaman.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Penggunaan garam untuk mencairkan es di jalan memanfaatkan prinsip penurunan titik beku, di mana garam menurunkan titik beku air sehingga es mencair pada suhu di bawah 0 °C.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Satuan konsentrasi yang digunakan dalam perhitungan penurunan titik beku adalah molalitas, yang didefinisikan sebagai:

A. Jumlah mol zat terlarut per liter larutan.
B. Jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut.
C. Jumlah mol zat terlarut per liter pelarut.
D. Jumlah gram zat terlarut per kilogram larutan.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Untuk larutan elektrolit kuat yang terionisasi sempurna, nilai faktor van’t Hoff (i) adalah…

A. Selalu 1
B. Jumlah mol zat terlarut
C. Jumlah mol pelarut
D. Jumlah ion yang dihasilkan per molekul senyawa

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Untuk elektrolit kuat yang terionisasi sempurna, nilai faktor van’t Hoff (i) sama dengan jumlah ion yang dihasilkan dari satu molekul senyawa tersebut.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Berapakah titik beku larutan urea 0.5 molal dalam air, jika Kf air = 1.86 °C/m?

A. -0.93 °C
B. 0.93 °C
C. -1.86 °C
D. 1.86 °C

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: ΔTf = Kf . m = 1.86 °C/m . 0.5 m = 0.93 °C. Titik beku larutan = Titik beku pelarut murni – ΔTf = 0 °C – 0.93 °C = -0.93 °C.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Jika larutan NaCl 0.1 molal dalam air terionisasi sempurna, berapakah titik beku larutan tersebut? (Kf air = 1.86 °C/m)

A. -0.186 °C
B. -0.372 °C
C. 0.186 °C
D. 0.372 °C

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: NaCl adalah elektrolit kuat, i = 2. ΔTf = Kf . m . i = 1.86 °C/m . 0.1 m . 2 = 0.372 °C. Titik beku larutan = 0 °C – 0.372 °C = -0.372 °C.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Sebanyak 30 gram zat X dilarutkan dalam 250 gram air. Jika larutan membeku pada -0.93 °C, dan Kf air = 1.86 °C/m, berapakah Mr zat X? (Anggap X adalah non-elektrolit)

A. 60
B. 120
C. 180
D. 240

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: ΔTf = Kf . m. 0.93 °C = 1.86 °C/m . m => m = 0.5 molal. m = (massa zat terlarut / Mr) / massa pelarut (kg). 0.5 = (30 / Mr) / 0.25 => 0.5 * 0.25 = 30 / Mr => 0.125 = 30 / Mr => Mr = 30 / 0.125 = 240.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Suatu larutan non-elektrolit dalam air membeku pada -1.86 °C. Jika Kf air = 1.86 °C/m, berapakah molalitas larutan tersebut?

A. 0.5 molal
B. 0.8 molal
C. 1.0 molal
D. 2.0 molal

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: ΔTf = Kf . m. 1.86 °C = 1.86 °C/m . m => m = 1 molal. Jadi, konsentrasi larutan adalah 1 molal.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Bagaimana hubungan antara titik beku pelarut murni dan titik beku larutan?

A. Titik beku pelarut murni lebih rendah dari titik beku larutan.
B. Titik beku pelarut murni lebih tinggi dari titik beku larutan.
C. Titik beku pelarut murni sama dengan titik beku larutan.
D. Titik beku pelarut murni tidak dapat dibandingkan dengan titik beku larutan.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Penurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut murni (0 °C untuk air) dan titik beku larutan.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Selain penurunan titik beku, sifat koligatif larutan lainnya adalah…

A. Viskositas
B. Massa jenis
C. Konduktivitas listrik
D. Kenaikan titik didih

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Sifat koligatif larutan meliputi penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Bandingkan penurunan titik beku antara larutan urea 0.1 molal dan larutan glukosa 0.1 molal dalam air.

A. Penurunan titik bekunya sama.
B. Larutan urea memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
C. Larutan glukosa memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
D. Tidak dapat dibandingkan karena Mr berbeda.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Urea dan glukosa keduanya adalah non-elektrolit, sehingga faktor van’t Hoff (i) = 1. Karena molalitasnya sama (0.1 molal), maka penurunan titik beku (ΔTf = Kf . m) akan sama untuk keduanya.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Jika terdapat larutan NaCl 0.1 molal dan larutan urea 0.1 molal dalam air, manakah yang memiliki penurunan titik beku yang lebih besar?

A. Larutan urea memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
B. Larutan NaCl memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
C. Penurunan titik bekunya sama.
D. Tidak dapat dibandingkan.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: NaCl adalah elektrolit kuat (i=2), sedangkan urea adalah non-elektrolit (i=1). Untuk molalitas yang sama, larutan elektrolit akan memiliki penurunan titik beku yang lebih besar karena menghasilkan lebih banyak partikel dalam larutan.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Bagaimana pengaruh jumlah partikel zat terlarut terhadap penurunan titik beku?

A. Semakin banyak jumlah partikel zat terlarut, semakin besar penurunan titik beku.
B. Semakin sedikit jumlah partikel zat terlarut, semakin besar penurunan titik beku.
C. Jumlah partikel zat terlarut tidak mempengaruhi penurunan titik beku.
D. Penurunan titik beku hanya dipengaruhi oleh jenis zat terlarut.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Penurunan titik beku adalah sifat koligatif, yang berarti hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan jenisnya. Semakin banyak partikel, semakin besar penurunannya.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Apa satuan dari tetapan penurunan titik beku molal (Kf)?

A. °C . mol/kg
B. °C / mol
C. °C / (mol/kg)
D. kg / mol . °C

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Dari rumus ΔTf = Kf . m, maka Kf = ΔTf / m. Satuan ΔTf adalah °C dan satuan m adalah molal (mol/kg). Jadi, satuan Kf adalah °C/molal atau °C kg/mol.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Penambahan garam ke es untuk mencairkan salju di jalan didasarkan pada prinsip bahwa:

A. Garam menurunkan titik beku air.
B. Garam menaikkan titik beku air.
C. Garam mengubah komposisi kimia es.
D. Garam meningkatkan panas laten fusi es.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Air murni membeku pada 0 °C. Ketika garam ditambahkan, titik beku larutan (air garam) akan turun di bawah 0 °C, sehingga es akan mencair pada suhu yang lebih rendah dari 0 °C.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Dalam perhitungan sifat koligatif larutan, seringkali diasumsikan bahwa larutan bersifat ideal. Apa maksud dari asumsi ini?

A. Zat terlarut bersifat volatil.
B. Interaksi antar partikel zat terlarut dan pelarut dianggap sama dengan interaksi antar partikel sejenis.
C. Larutan sangat pekat.
D. Terjadi reaksi kimia antara zat terlarut dan pelarut.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Larutan ideal adalah larutan di mana interaksi antar partikel zat terlarut dan pelarut sama dengan interaksi antar partikel sejenis, dan volume serta entalpi pencampuran adalah nol.

Soal 21 (Isian Singkat)

Apa nama sifat koligatif yang menjelaskan fenomena ketika titik beku suatu larutan lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya?

Kunci Jawaban:
Penurunan titik beku

Soal 22 (Isian Singkat)

Tuliskan rumus umum untuk menghitung penurunan titik beku (ΔTf) pada larutan non-elektrolit.

Kunci Jawaban:
ΔTf = Kf . m

Soal 23 (Isian Singkat)

Apa satuan dari molalitas?

Kunci Jawaban:
mol/kg

Soal 24 (Isian Singkat)

Berapakah nilai faktor van’t Hoff (i) untuk larutan sukrosa (C₁₂H₂₂O₁₁) yang terlarut dalam air?

Kunci Jawaban:
1

Soal 25 (Isian Singkat)

Berapakah titik beku normal air murni pada tekanan 1 atm?

Kunci Jawaban:
0 °C

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan mengapa garam dapur digunakan untuk mencairkan es di jalanan bersalju.

Kunci Jawaban:
Penambahan garam dapur (NaCl) ke es menyebabkan terbentuknya larutan air garam. Titik beku larutan air garam lebih rendah daripada air murni (0 °C). Akibatnya, es akan mencair pada suhu di bawah 0 °C, bahkan pada suhu yang mungkin masih terasa dingin bagi manusia. Fenomena ini membantu mencairkan salju dan es di jalan lebih cepat.

Soal 27 (Uraian)

Hitung titik beku larutan yang dibuat dengan melarutkan 18 gram glukosa (Mr=180) dalam 500 gram air. (Kf air = 1.86 °C/m)

Kunci Jawaban:
Diketahui: Massa glukosa = 18 gram, Mr glukosa = 180, Massa air = 500 gram = 0.5 kg, Kf air = 1.86 °C/m. Langkah-langkah: 1. Hitung mol glukosa = massa / Mr = 18 / 180 = 0.1 mol. 2. Hitung molalitas (m) = mol zat terlarut / massa pelarut (kg) = 0.1 mol / 0.5 kg = 0.2 molal. 3. Hitung penurunan titik beku (ΔTf) = Kf . m = 1.86 °C/m . 0.2 m = 0.372 °C. 4. Hitung titik beku larutan = Titik beku air murni – ΔTf = 0 °C – 0.372 °C = -0.372 °C. Jadi, titik beku larutan adalah -0.372 °C.

Soal 28 (Uraian)

Bandingkan efek penurunan titik beku antara larutan 0.2 molal urea dan 0.2 molal K₂SO₄ dalam air. (Asumsikan K₂SO₄ terionisasi sempurna dan Kf air = 1.86 °C/m)

Kunci Jawaban:
Untuk larutan urea 0.2 molal: Urea adalah non-elektrolit, sehingga i = 1. ΔTf = Kf . m . i = 1.86 °C/m . 0.2 m . 1 = 0.372 °C. Untuk larutan K₂SO₄ 0.2 molal: K₂SO₄ terionisasi menjadi 2 K⁺ dan 1 SO₄²⁻, sehingga i = 3. ΔTf = Kf . m . i = 1.86 °C/m . 0.2 m . 3 = 1.116 °C. Kesimpulan: Larutan K₂SO₄ akan memiliki penurunan titik beku yang lebih besar (1.116 °C) dibandingkan larutan urea (0.372 °C) karena menghasilkan jumlah partikel ion yang lebih banyak dalam larutan.

Soal 29 (Uraian)

Sebanyak 11.7 gram NaCl (Mr=58.5) dilarutkan dalam 1 kg air. Jika NaCl terionisasi sempurna, tentukan titik beku larutan tersebut. (Kf air = 1.86 °C/m)

Kunci Jawaban:
Diketahui: Massa NaCl = 11.7 gram, Mr NaCl = 58.5, Massa air = 1 kg, Kf air = 1.86 °C/m. NaCl terionisasi sempurna (i=2). Langkah-langkah: 1. Hitung mol NaCl = massa / Mr = 11.7 / 58.5 = 0.2 mol. 2. Hitung molalitas (m) = mol zat terlarut / massa pelarut (kg) = 0.2 mol / 1 kg = 0.2 molal. 3. Hitung penurunan titik beku (ΔTf) = Kf . m . i = 1.86 °C/m . 0.2 m . 2 = 0.744 °C. 4. Hitung titik beku larutan = Titik beku air murni – ΔTf = 0 °C – 0.744 °C = -0.744 °C. Jadi, titik beku larutan adalah -0.744 °C.

Soal 30 (Uraian)

Jelaskan pengertian sifat koligatif larutan dan sebutkan jenis-jenisnya.

Kunci Jawaban:
Sifat koligatif larutan adalah sifat-sifat larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam suatu volume tertentu pelarut, dan tidak bergantung pada jenis zat terlarutnya. Jenis-jenis sifat koligatif larutan meliputi: 1. Penurunan Tekanan Uap (ΔP) 2. Kenaikan Titik Didih (ΔTb) 3. Penurunan Titik Beku (ΔTf) 4. Tekanan Osmotik (π)

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkan istilah berikut dengan definisi yang tepat:

Pasangkan pernyataan berikut:

Sifat Koligatif — [ … ]
Penurunan Titik Beku — [ … ]
Faktor van’t Hoff — [ … ]
Molalitas — [ … ]

Kunci Jawaban:

Sifat Koligatif = Sifat larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut.
Penurunan Titik Beku = Fenomena turunnya titik beku pelarut akibat penambahan zat terlarut.
Faktor van’t Hoff = Faktor koreksi untuk larutan elektrolit yang terionisasi.
Molalitas = Konsentrasi yang menyatakan mol zat terlarut per kilogram pelarut.

Soal 32 (Menjodohkan)

Jodohkan contoh aplikasi atau fenomena berikut dengan prinsip penurunan titik beku: