
Halo Sobat Pelajar! Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa air laut lebih sulit membeku dibandingkan air tawar? Atau mengapa kita menambahkan garam ke jalanan bersalju? Fenomena menarik ini dapat dijelaskan melalui konsep penurunan titik beku, salah satu dari empat sifat koligatif larutan yang sangat penting dalam ilmu kimia. Penurunan titik beku adalah fenomena di mana titik beku suatu pelarut murni akan menurun ketika dilarutkan dengan zat terlarut non-volatil. Ini terjadi karena kehadiran partikel zat terlarut mengganggu pembentukan kisi kristal pelarut, sehingga memerlukan suhu yang lebih rendah untuk membeku.
Memahami penurunan titik beku tidak hanya krusial untuk ujian kimia Anda, tetapi juga memiliki banyak aplikasi praktis dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Mulai dari produksi es krim, penggunaan antibeku pada radiator mobil, hingga proses desalinasi air laut. Untuk membantu Anda menguasai topik ini, kami telah menyiapkan serangkaian contoh soal kimia penurunan titik beku lengkap dengan jawaban dan penjelasannya. Latihan soal ini dirancang untuk menguji pemahaman konsep dasar, perhitungan, serta aplikasi nyata dari sifat koligatif larutan ini. Mari kita mulai menguji kemampuan Anda!
Soal Pilihan Ganda
-
Manakah pernyataan yang paling tepat mengenai penurunan titik beku?
A. Kenaikan titik beku pelarut akibat penambahan zat terlarut non-volatil.
B. Penurunan titik beku pelarut akibat penambahan zat terlarut non-volatil.
C. Penurunan titik beku pelarut akibat penambahan zat terlarut volatil.
D. Kenaikan titik beku pelarut akibat penambahan zat terlarut volatil.
Jawaban: B
Penjelasan: Penurunan titik beku adalah fenomena di mana titik beku pelarut murni menurun ketika dilarutkan dengan zat terlarut yang tidak mudah menguap (non-volatil). -
Faktor utama yang menentukan besar penurunan titik beku suatu larutan adalah…
A. Jenis zat terlarut dan jenis pelarut.
B. Konsentrasi molal zat terlarut dan jenis pelarut.
C. Konsentrasi molar zat terlarut dan jenis zat terlarut.
D. Volume larutan dan tekanan.
Jawaban: B
Penjelasan: Penurunan titik beku (ΔTf) adalah sifat koligatif yang bergantung pada konsentrasi molal zat terlarut (m) dan konstanta penurunan titik beku pelarut (Kf). Jenis pelarut menentukan nilai Kf, sementara jenis zat terlarut menentukan faktor van’t Hoff (i) jika elektrolit. -
Jika 0,1 mol glukosa (non-elektrolit) dilarutkan dalam 1 kg air, dan 0,1 mol NaCl (elektrolit kuat) dilarutkan dalam 1 kg air, perbandingan penurunan titik beku kedua larutan adalah…
A. Larutan glukosa memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
B. Larutan NaCl memiliki penurunan titik beku yang lebih besar.
C. Keduanya memiliki penurunan titik beku yang sama.
D. Tidak dapat ditentukan.
Jawaban: B
Penjelasan: NaCl adalah elektrolit kuat yang terurai menjadi Na⁺ dan Cl⁻ (2 ion), sehingga faktor van’t Hoff (i) ≈ 2. Glukosa adalah non-elektrolit dengan i = 1. Karena ΔTf = Kf · m · i, larutan NaCl akan memiliki penurunan titik beku yang kira-kira dua kali lebih besar. -
Sebanyak 18 gram glukosa (C₆H₁₂O₆, Mr = 180) dilarutkan dalam 500 gram air. Jika Kf air = 1,86 °C kg mol⁻¹, berapakah penurunan titik beku larutan tersebut?
A. 0,186 °C
B. 0,372 °C
C. 0,744 °C
D. 1,86 °C
Jawaban: B
Penjelasan: Mol glukosa = 18 g / 180 g/mol = 0,1 mol. Massa pelarut = 500 g = 0,5 kg. Molalitas (m) = 0,1 mol / 0,5 kg = 0,2 mol/kg. Karena glukosa non-elektrolit, i = 1. ΔTf = Kf · m · i = 1,86 °C kg mol⁻¹ × 0,2 mol/kg × 1 = 0,372 °C. -
Larutan urea (Mr = 60) 0,5 molal dalam air memiliki titik beku -0,93 °C. Jika Kf air adalah 1,86 °C kg mol⁻¹, berapakah titik beku larutan NaCl 0,5 molal?
A. -0,93 °C
B. -1,86 °C
C. -0,465 °C
D. -2,79 °C
Jawaban: B
Penjelasan: Urea adalah non-elektrolit (i=1), sehingga ΔTf urea = Kf · m = 1,86 × 0,5 = 0,93 °C. Titik beku urea = 0 – 0,93 = -0,93 °C. Untuk NaCl, elektrolit kuat, i ≈ 2. ΔTf NaCl = Kf · m · i = 1,86 × 0,5 × 2 = 1,86 °C. Titik beku NaCl = 0 – 1,86 = -1,86 °C. -
Suatu zat non-elektrolit sebanyak 6 gram dilarutkan dalam 200 gram air. Jika larutan membeku pada suhu -0,93 °C (Kf air = 1,86 °C kg mol⁻¹), berapakah massa molekul relatif (Mr) zat tersebut?
A. 30
B. 60
C. 90
D. 120
Jawaban: B
Penjelasan: ΔTf = 0 – (-0,93) = 0,93 °C. ΔTf = Kf · m. 0,93 = 1,86 · m. Maka m = 0,93 / 1,86 = 0,5 mol/kg. Molalitas (m) = (massa zat terlarut / Mr) / massa pelarut (kg). 0,5 = (6 / Mr) / 0,2. 0,5 × 0,2 = 6 / Mr. 0,1 = 6 / Mr. Mr = 6 / 0,1 = 60. -
Berapa gram garam dapur (NaCl, Mr = 58,5) yang harus dilarutkan dalam 250 gram air agar larutan membeku pada -1,86 °C? (Kf air = 1,86 °C kg mol⁻¹)
A. 7,3125 gram
B. 14,625 gram
C. 29,25 gram
D. 58,5 gram
Jawaban: A
Penjelasan: ΔTf = 0 – (-1,86) = 1,86 °C. NaCl adalah elektrolit kuat, i ≈ 2. ΔTf = Kf · m · i. 1,86 = 1,86 × m × 2. m = 1,86 / (1,86 × 2) = 0,5 mol/kg. Molalitas (m) = (massa zat terlarut / Mr) / massa pelarut (kg). 0,5 = (massa / 58,5) / 0,25. Massa / 58,5 = 0,5 × 0,25 = 0,125. Massa = 0,125 × 58,5 = 7,3125 gram. -
Perbandingan titik beku larutan glukosa 0,2 m dengan larutan CaCl₂ 0,1 m adalah…
A. Titik beku glukosa lebih rendah.
B. Titik beku CaCl₂ lebih rendah.
C. Titik beku keduanya sama.
D. Tidak dapat dibandingkan.
Jawaban: B
Penjelasan: Untuk glukosa (non-elektrolit, i=1), ΔTf = Kf × 0,2 m × 1 = 0,2 Kf. Untuk CaCl₂ (elektrolit kuat, i ≈ 3), ΔTf = Kf × 0,1 m × 3 = 0,3 Kf. Karena ΔTf larutan CaCl₂ lebih besar (0,3 Kf > 0,2 Kf), maka titik beku larutan CaCl₂ akan lebih rendah (lebih negatif) dibandingkan larutan glukosa. -
Manakah dari aplikasi berikut yang BUKAN merupakan prinsip penurunan titik beku?
A. Penambahan garam pada jalan bersalju.
B. Penggunaan cairan antibeku pada radiator mobil.
C. Pembuatan es putar dengan campuran es dan garam.
D. Penggunaan garam untuk mengawetkan ikan.
Jawaban: D
Penjelasan: Penambahan garam pada jalan bersalju, cairan antibeku, dan pembuatan es putar semuanya memanfaatkan prinsip penurunan titik beku. Penggunaan garam untuk mengawetkan ikan lebih berkaitan dengan prinsip osmosis dan dehidrasi bakteri, bukan penurunan titik beku. -
Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang bergantung pada…
A. Jenis zat terlarut.
B. Jenis pelarut.
C. Jumlah partikel zat terlarut.
D. Konsentrasi molar zat terlarut.
Jawaban: C
Penjelasan: Sifat koligatif larutan hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam sejumlah tertentu pelarut, bukan pada jenis zat terlarutnya. -
Konstanta penurunan titik beku molal (Kf) memiliki satuan…
A. °C/mol
B. °C kg/mol
C. mol/kg
D. °C
Jawaban: B
Penjelasan: Dari rumus ΔTf = Kf · m, maka Kf = ΔTf / m. Satuan ΔTf adalah °C dan satuan m (molalitas) adalah mol/kg. Jadi, satuan Kf adalah °C / (mol/kg) = °C kg/mol. -
Urutkan larutan berikut dari titik beku tertinggi ke terendah: I. Glukosa 0,1 m; II. NaCl 0,1 m; III. CaCl₂ 0,1 m; IV. Air murni.
A. IV, I, II, III
B. IV, II, I, III
C. III, II, I, IV
D. I, II, III, IV
Jawaban: A
Penjelasan: Titik beku tertinggi adalah air murni (0 °C). Untuk larutan, semakin besar penurunan titik beku (ΔTf), semakin rendah titik bekunya. ΔTf = Kf · m · i. I. Glukosa 0,1 m (i=1): ΔTf = Kf · 0,1 · 1 = 0,1 Kf. II. NaCl 0,1 m (i≈2): ΔTf = Kf · 0,1 · 2 = 0,2 Kf. III. CaCl₂ 0,1 m (i≈3): ΔTf = Kf · 0,1 · 3 = 0,3 Kf. Urutan ΔTf dari terkecil ke terbesar: I < II < III. Artinya, urutan titik beku dari tertinggi ke terendah adalah IV > I > II > III. -
Apa yang terjadi pada tekanan uap larutan ketika zat terlarut non-volatil ditambahkan?
A. Tekanan uap meningkat.
B. Tekanan uap menurun.
C. Tekanan uap tetap sama.
D. Tekanan uap kadang meningkat, kadang menurun.
Jawaban: B
Penjelasan: Penambahan zat terlarut non-volatil akan mengurangi fraksi mol pelarut di permukaan, sehingga mengurangi laju penguapan dan mengakibatkan penurunan tekanan uap. Ini adalah salah satu sifat koligatif larutan. -
Larutan manakah yang memiliki titik beku paling rendah?
A. Glukosa 0,5 m
B. NaCl 0,2 m
C. MgCl₂ 0,2 m
D. KNO₃ 0,25 m
Jawaban: C
Penjelasan: Titik beku paling rendah dicapai oleh larutan dengan nilai hasil kali molalitas (m) dan faktor van’t Hoff (i) yang paling besar. A. Glukosa (non-elektrolit, i=1): m × i = 0,5 × 1 = 0,5. B. NaCl (elektrolit kuat, i≈2): m × i = 0,2 × 2 = 0,4. C. MgCl₂ (elektrolit kuat, i≈3): m × i = 0,2 × 3 = 0,6. D. KNO₃ (elektrolit kuat, i≈2): m × i = 0,25 × 2 = 0,5. Nilai m × i terbesar adalah 0,6, yaitu pada larutan MgCl₂ 0,2 m. Oleh karena itu, larutan MgCl₂ 0,2 m memiliki penurunan titik beku terbesar dan titik beku paling rendah. -
Mengapa penambahan garam ke air dapat menurunkan titik bekunya?
A. Garam menyerap panas dari air.
B. Partikel garam mengganggu pembentukan ikatan hidrogen antar molekul air.
C. Garam meningkatkan tekanan uap air.
D. Garam bereaksi kimia dengan air membentuk senyawa baru.
Jawaban: B
Penjelasan: Partikel zat terlarut (ion garam) menghalangi molekul air untuk membentuk struktur kristal es yang teratur, sehingga memerlukan energi kinetik yang lebih rendah (suhu yang lebih rendah) agar air dapat membeku. -
Jika 2,925 gram NaCl (Mr = 58,5) dilarutkan dalam 100 gram air dan membeku pada -1,86 °C, berapakah nilai faktor van’t Hoff (i) untuk NaCl dalam larutan ini? (Kf air = 1,86 °C kg mol⁻¹)
A. 1
B. 1,5
C. 2
D. 2,5
Jawaban: C
Penjelasan: Mol NaCl = 2,925 g / 58,5 g/mol = 0,05 mol. Massa pelarut = 100 g = 0,1 kg. Molalitas (m) = 0,05 mol / 0,1 kg = 0,5 mol/kg. ΔTf = 0 – (-1,86) = 1,86 °C. ΔTf = Kf · m · i. 1,86 = 1,86 × 0,5 × i. i = 1,86 / (1,86 × 0,5) = 1 / 0,5 = 2. -
Manakah dari zat berikut yang akan menghasilkan penurunan titik beku terbesar jika dilarutkan dalam air dengan konsentrasi molal yang sama?
A. Urea (CO(NH₂)₂)
B. Glukosa (C₆H₁₂O₆)
C. Kalium sulfat (K₂SO₄)
D. Natrium klorida (NaCl)
Jawaban: C
Penjelasan: Penurunan titik beku berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut (m · i). Urea dan glukosa adalah non-elektrolit (i=1). NaCl adalah elektrolit yang terurai menjadi 2 ion (i≈2). K₂SO₄ adalah elektrolit yang terurai menjadi 3 ion (2K⁺ + SO₄²⁻, i≈3). Oleh karena itu, K₂SO₄ akan menghasilkan penurunan titik beku terbesar. -
Jika titik beku suatu larutan non-elektrolit adalah -3,72 °C dan Kf air adalah 1,86 °C kg mol⁻¹, berapakah molalitas larutan tersebut?
A. 0,5 m
B. 1,0 m
C. 1,5 m
D. 2,0 m
Jawaban: D
Penjelasan: ΔTf = 0 – (-3,72) = 3,72 °C. Untuk non-elektrolit, i = 1. ΔTf = Kf · m · i. 3,72 = 1,86 × m × 1. m = 3,72 / 1,86 = 2,0 mol/kg. -
Sebanyak 12 gram urea (Mr = 60) dilarutkan dalam 400 gram air. Titik beku larutan ini adalah…
A. -0,465 °C
B. -0,93 °C
C. -1,86 °C
D. -3,72 °C
Jawaban: B
Penjelasan: Mol urea = 12 g / 60 g/mol = 0,2 mol. Massa pelarut = 400 g = 0,4 kg. Molalitas (m) = 0,2 mol / 0,4 kg = 0,5 mol/kg. Urea adalah non-elektrolit (i=1). ΔTf = Kf · m · i = 1,86 °C kg mol⁻¹ × 0,5 mol/kg × 1 = 0,93 °C. Titik beku larutan = Titik beku air murni – ΔTf = 0 °C – 0,93 °C = -0,93 °C. -
Pernyataan yang benar mengenai hubungan antara molalitas dan penurunan titik beku adalah…
A. Semakin besar molalitas, semakin tinggi titik beku larutan.
B. Semakin besar molalitas, semakin rendah titik beku larutan.
C. Molalitas tidak berpengaruh pada titik beku larutan.
D. Molalitas hanya berpengaruh pada titik didih, bukan titik beku.
Jawaban: B
Penjelasan: Rumus ΔTf = Kf · m · i menunjukkan bahwa penurunan titik beku (ΔTf) berbanding lurus dengan molalitas (m). Semakin besar ΔTf, berarti titik beku larutan semakin rendah (semakin jauh di bawah 0 °C untuk air).
Soal Isian Singkat
-
Sifat koligatif larutan yang menjelaskan fenomena mengapa air laut lebih sulit membeku dibandingkan air tawar adalah _________.
Jawaban: Penurunan titik beku
-
Besarnya penurunan titik beku berbanding lurus dengan _________ zat terlarut.
Jawaban: Molalitas (konsentrasi molal)
-
Untuk larutan elektrolit, selain molalitas dan Kf, faktor _________ juga harus diperhitungkan dalam menentukan penurunan titik beku.
Jawaban: Van’t Hoff (i)
-
Jika 1 mol glukosa dilarutkan dalam 1 kg air, dan 1 mol NaCl dilarutkan dalam 1 kg air, larutan dengan _________ akan memiliki titik beku yang lebih rendah.
Jawaban: NaCl
-
Zat terlarut yang tidak terionisasi dalam larutan disebut zat _________.
Jawaban: Non-elektrolit
Soal Esai
-
Jelaskan mekanisme molekuler terjadinya penurunan titik beku ketika suatu zat terlarut non-volatil dilarutkan dalam pelarut murni. Gunakan konsep energi kinetik dan entalpi untuk mendukung penjelasan Anda.
Jawaban: Penurunan titik beku terjadi karena kehadiran partikel zat terlarut non-volatil mengganggu proses pembentukan struktur kristal yang teratur dari pelarut. Pada titik beku pelarut murni, molekul-molekul pelarut memiliki energi kinetik yang cukup rendah untuk dapat tersusun rapi membentuk fasa padat. Ketika zat terlarut ditambahkan, partikel-partikel zat terlarut akan menempati sebagian ruang di antara molekul-molekul pelarut, menghalangi interaksi antar molekul pelarut yang diperlukan untuk pembentukan kristal. Akibatnya, untuk mencapai kondisi di mana molekul-molekul pelarut dapat tersusun menjadi padatan, diperlukan suhu yang lebih rendah lagi (energi kinetik yang lebih rendah) agar interaksi antar molekul pelarut dapat mengatasi gangguan dari partikel zat terlarut. Secara termodinamika, penambahan zat terlarut akan menurunkan potensial kimia pelarut dalam fase cair lebih besar daripada dalam fase padat, sehingga titik beku (suhu di mana potensial kimia kedua fase sama) akan bergeser ke suhu yang lebih rendah.
-
Diskusikan secara mendalam bagaimana faktor van’t Hoff (i) berperan dalam perhitungan penurunan titik beku untuk larutan elektrolit. Berikan contoh perhitungannya.
Jawaban: Faktor van’t Hoff (i) adalah faktor koreksi yang digunakan untuk larutan elektrolit dalam perhitungan sifat koligatif, termasuk penurunan titik beku. Elektrolit, tidak seperti non-elektrolit, terurai menjadi ion-ion dalam larutan. Setiap ion yang terbentuk dihitung sebagai satu partikel yang berkontribusi pada sifat koligatif. Oleh karena itu, jumlah partikel efektif dalam larutan elektrolit lebih banyak daripada jumlah mol zat terlarut yang dilarutkan. Faktor van’t Hoff (i) didefinisikan sebagai rasio jumlah partikel setelah disosiasi dengan jumlah partikel sebelum disosiasi. Untuk elektrolit kuat, nilai i mendekati jumlah ion yang dihasilkan dari satu molekul elektrolit (misalnya, i≈2 untuk NaCl, i≈3 untuk CaCl₂). Untuk elektrolit lemah, nilai i berada di antara 1 dan jumlah ion maksimum karena disosiasi tidak sempurna. Rumus penurunan titik beku untuk elektrolit adalah ΔTf = Kf · m · i. Contoh: Hitunglah penurunan titik beku larutan 0,1 molal K₂SO₄ (elektrolit kuat) dalam air jika Kf air = 1,86 °C kg mol⁻¹. K₂SO₄ terurai menjadi 2K⁺ dan 1SO₄²⁻, sehingga jumlah ion = 3. Jadi, i ≈ 3. ΔTf = 1,86 °C kg mol⁻¹ × 0,1 mol/kg × 3 = 0,558 °C. Tanpa faktor van’t Hoff, perhitungan akan meremehkan efek penurunan titik beku yang sebenarnya.
-
Uraikan tiga aplikasi penting dari konsep penurunan titik beku dalam kehidupan sehari-hari atau industri, beserta penjelasan ilmiah di baliknya.
Jawaban:
1. Cairan Antibeku pada Radiator Mobil: Di daerah bersuhu dingin, air yang digunakan sebagai pendingin mesin mobil dapat membeku dan merusak radiator. Penambahan etilen glikol (sebagai antibeku) ke dalam air radiator akan menurunkan titik bekunya secara signifikan. Etilen glikol adalah zat terlarut non-volatil yang partikelnya mengganggu pembentukan kristal es oleh molekul air, sehingga air dalam radiator tidak mudah membeku pada suhu di bawah 0 °C.
2. Pencairan Salju di Jalan: Garam (NaCl atau CaCl₂) sering ditaburkan di jalanan bersalju atau ber-es. Garam ini larut dalam lapisan tipis air yang ada di permukaan es, membentuk larutan garam. Larutan garam ini memiliki titik beku yang lebih rendah daripada air murni, sehingga es dapat mencair meskipun suhu udara masih di bawah 0 °C. Semakin banyak garam yang larut, semakin rendah titik beku yang dicapai, dan semakin efektif proses pencairannya.
3. Pembuatan Es Putar/Es Krim: Dalam pembuatan es putar atau es krim tradisional, campuran es batu dan garam digunakan untuk mendinginkan adonan. Garam dilarutkan dalam air lelehan es, membentuk larutan garam yang memiliki titik beku jauh di bawah 0 °C. Proses pelelehan es (endoterm) menyerap panas dari lingkungan, dan karena titik beku larutan garam sangat rendah, campuran ini dapat mencapai suhu yang sangat dingin (misalnya, -15 °C hingga -20 °C) yang cukup untuk membekukan adonan es krim hingga padat. -
Bandingkan dan kontraskan penurunan titik beku dengan sifat koligatif larutan lainnya (kenaikan titik didih, penurunan tekanan uap, tekanan osmotik). Jelaskan persamaan dan perbedaannya.
Jawaban:
Persamaan (Sifat Koligatif): Keempat sifat ini (penurunan titik beku, kenaikan titik didih, penurunan tekanan uap, dan tekanan osmotik) disebut sifat koligatif karena semuanya hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam pelarut, bukan pada jenis kimia zat terlarutnya. Semua dihitung berdasarkan konsentrasi larutan (molalitas atau molaritas) dan, untuk elektrolit, melibatkan faktor van’t Hoff (i). Mereka semua merupakan konsekuensi dari penurunan potensial kimia pelarut akibat kehadiran zat terlarut.
Perbedaan:
1. Arah Perubahan: Penurunan titik beku dan penurunan tekanan uap menyebabkan nilai sifat (titik beku dan tekanan uap) menjadi lebih rendah dari pelarut murni. Kenaikan titik didih dan tekanan osmotik menyebabkan nilai sifat (titik didih dan tekanan osmotik) menjadi lebih tinggi dari pelarut murni (atau nol untuk tekanan osmotik pelarut murni).
2. Fenomena Fisik:
a. Penurunan Titik Beku (ΔTf): Terjadi saat pelarut berubah dari cair menjadi padat. Partikel terlarut mengganggu pembentukan kisi kristal pelarut.
b. Kenaikan Titik Didih (ΔTb): Terjadi saat pelarut berubah dari cair menjadi gas. Partikel terlarut menghambat molekul pelarut keluar ke fase gas.
c. Penurunan Tekanan Uap (ΔP): Terjadi karena partikel terlarut mengurangi fraksi mol pelarut di permukaan, sehingga mengurangi laju penguapan.
d. Tekanan Osmotik (π): Tekanan yang diperlukan untuk menghentikan aliran pelarut murni ke dalam larutan melalui membran semipermeabel, dipicu oleh perbedaan konsentrasi.
3. Rumus Perhitungan: Meskipun semua melibatkan konsentrasi, konstanta yang digunakan berbeda (Kf untuk titik beku, Kb untuk titik didih) dan tekanan osmotik menggunakan molaritas (M) bukan molalitas (m). -
Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 18 gram glukosa (C₆H₁₂O₆) dalam 500 gram air. Jika Kf air adalah 1,86 °C kg mol⁻¹, hitunglah titik beku larutan tersebut. Jika kemudian 18 gram NaCl dilarutkan dalam 500 gram air yang lain, bandingkan titik beku kedua larutan tersebut dan jelaskan perbedaannya. (Ar C=12, H=1, O=16, Na=23, Cl=35,5).
Jawaban:
Langkah 1: Hitung Mr Glukosa dan NaCl
Mr C₆H₁₂O₆ = (6 × 12) + (12 × 1) + (6 × 16) = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol
Mr NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g/molLangkah 2: Hitung Molalitas Larutan Glukosa
Mol glukosa = 18 g / 180 g/mol = 0,1 mol
Massa pelarut (air) = 500 g = 0,5 kg
Molalitas glukosa (m) = 0,1 mol / 0,5 kg = 0,2 mol/kgLangkah 3: Hitung Penurunan Titik Beku dan Titik Beku Larutan Glukosa
Glukosa adalah non-elektrolit, jadi faktor van’t Hoff (i) = 1.
ΔTf glukosa = Kf · m · i = 1,86 °C kg mol⁻¹ × 0,2 mol/kg × 1 = 0,372 °C
Titik beku larutan glukosa = Titik beku air murni – ΔTf glukosa = 0 °C – 0,372 °C = -0,372 °CLangkah 4: Hitung Molalitas Larutan NaCl
Mol NaCl = 18 g / 58,5 g/mol ≈ 0,3077 mol
Massa pelarut (air) = 500 g = 0,5 kg
Molalitas NaCl (m) = 0,3077 mol / 0,5 kg ≈ 0,6154 mol/kgLangkah 5: Hitung Penurunan Titik Beku dan Titik Beku Larutan NaCl
NaCl adalah elektrolit kuat, terurai menjadi Na⁺ dan Cl⁻, jadi faktor van’t Hoff (i) ≈ 2.
ΔTf NaCl = Kf · m · i = 1,86 °C kg mol⁻¹ × 0,6154 mol/kg × 2 ≈ 2,289 °C
Titik beku larutan NaCl = Titik beku air murni – ΔTf NaCl = 0 °C – 2,289 °C = -2,289 °CLangkah 6: Perbandingan dan Penjelasan
Titik beku larutan glukosa adalah -0,372 °C, sedangkan titik beku larutan NaCl adalah -2,289 °C.
Larutan NaCl memiliki titik beku yang jauh lebih rendah dibandingkan larutan glukosa. Perbedaan ini disebabkan oleh dua faktor:
1. Jumlah Mol Partikel: Meskipun massa zat terlarut sama (18 gram), jumlah mol NaCl (≈0,3077 mol) lebih besar daripada jumlah mol glukosa (0,1 mol) karena Mr NaCl lebih kecil.
2. Faktor van’t Hoff (i): NaCl adalah elektrolit yang terurai menjadi dua ion (Na⁺ dan Cl⁻) sehingga i≈2, sedangkan glukosa adalah non-elektrolit dengan i=1.
Kedua faktor ini menyebabkan jumlah partikel efektif dalam larutan NaCl jauh lebih banyak, sehingga efek penurunan titik beku (ΔTf) juga jauh lebih besar, menghasilkan titik beku yang lebih rendah.
Soal Menjodohkan
-
Jodohkan pernyataan di kolom kiri dengan istilah yang tepat di kolom kanan.
Kolom Kiri:
a. Konstanta penurunan titik beku molal
b. Jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut
c. Faktor koreksi untuk larutan elektrolit
d. Sifat larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarutKolom Kanan:
1. Molalitas
2. Sifat Koligatif
3. Kf
4. Faktor van’t Hoff (i)Jawaban: a-3, b-1, c-4, d-2
-
Jodohkan zat/larutan di kolom kiri dengan deskripsi titik bekunya di kolom kanan (asumsi pelarut air).
Kolom Kiri:
a. Air murni
b. Larutan glukosa 0,1 m
c. Larutan NaCl 0,1 m
d. Larutan CaCl₂ 0,1 mKolom Kanan:
1. Titik beku sekitar dua kali lebih rendah dari glukosa 0,1 m
2. Titik beku 0 °C
3. Titik beku sekitar tiga kali lebih rendah dari glukosa 0,1 m
4. Titik beku sedikit di bawah 0 °CJawaban: a-2, b-4, c-1, d-3
