Soal Kimia: Penurunan Titik Beku Glukosa & NaNO₃

by ADMIN 49 views

Hey guys! Kali ini kita bakal bedah soal kimia yang cukup menarik nih, tentang penurunan titik beku larutan. Soal ini melibatkan perhitungan penurunan titik beku glukosa dan NaNO₃, dengan sedikit bumbu ionisasi NaNO₃ yang bikin soalnya jadi lebih seru. Yuk, langsung aja kita bahas!

Memahami Penurunan Titik Beku

Sebelum masuk ke soal, penting banget buat kita paham konsep penurunan titik beku itu sendiri. Jadi, penurunan titik beku adalah fenomena turunnya titik beku suatu zat pelarut (misalnya air) ketika kita melarutkan zat terlarut di dalamnya (misalnya glukosa atau NaNO₃). Nah, besarnya penurunan titik beku ini bergantung pada beberapa faktor, antara lain:

  • Konsentrasi molal (m): Ini adalah jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut.
  • Faktor van't Hoff (i): Faktor ini khusus buat larutan elektrolit (seperti NaNO₃) yang bisa terurai menjadi ion-ion dalam air. Jumlah ion yang dihasilkan dari penguraian ini akan memengaruhi besarnya penurunan titik beku.
  • Tetapan penurunan titik beku molal (Kf): Ini adalah konstanta yang bergantung pada jenis pelarut. Untuk air, nilai Kf sekitar 1,86 °C kg/mol.

Rumus yang sering kita pakai buat menghitung penurunan titik beku adalah:

ΔTf = m × Kf × i

Di mana:

  • ΔTf adalah penurunan titik beku
  • m adalah konsentrasi molal
  • Kf adalah tetapan penurunan titik beku molal
  • i adalah faktor van't Hoff

Bedah Soal: Glukosa vs. NaNO₃

Oke, sekarang kita balik ke soal. Soalnya bilang gini:

Ke dalam wadah berisi 1250 g air ditambahkan x g glukosa (Mr = 180). Ke dalam wadah lain berisi 1500 g air ditambahkan 17 g NaNO₃ (Mr = 85). Jika NaNO₃ terurai sebanyak 80%, serta perbandingan penurunan titik beku...

Dari soal ini, kita punya dua wadah:

  • Wadah 1: Air + Glukosa
  • Wadah 2: Air + NaNO₃

Kita diminta mencari perbandingan penurunan titik beku kedua larutan ini. Nah, langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah mencari tahu semua informasi yang kita butuhkan buat menghitung ΔTf masing-masing larutan.

Wadah 1: Glukosa

  • Massa air: 1250 g (atau 1,25 kg)
  • Massa glukosa: x g
  • Mr glukosa: 180 g/mol

Glukosa itu senyawa non-elektrolit, guys. Artinya, dia nggak terurai jadi ion-ion dalam air. Jadi, faktor van't Hoff (i) buat glukosa adalah 1.

Sekarang, kita hitung mol glukosa dulu:

Mol glukosa = massa glukosa / Mr glukosa = x g / 180 g/mol

Lalu, kita hitung konsentrasi molal glukosa:

m glukosa = mol glukosa / massa air (kg) = (x/180) / 1,25 = x / 225 mol/kg

Akhirnya, kita bisa hitung penurunan titik beku glukosa:

ΔTf glukosa = m glukosa × Kf × i = (x/225) × 1,86 × 1 = 0,00827x °C

Wadah 2: NaNO₃

  • Massa air: 1500 g (atau 1,5 kg)
  • Massa NaNO₃: 17 g
  • Mr NaNO₃: 85 g/mol
  • Derajat ionisasi (α): 80% atau 0,8

NaNO₃ itu senyawa elektrolit kuat, guys. Jadi, dia terurai jadi ion-ion dalam air. Reaksi penguraiannya gini:

NaNO₃ (s) → Na⁺ (aq) + NO₃⁻ (aq)

Dari reaksi ini, kita lihat bahwa 1 molekul NaNO₃ akan menghasilkan 1 ion Na⁺ dan 1 ion NO₃⁻. Jadi, total ada 2 ion yang dihasilkan.

Nah, buat larutan elektrolit, faktor van't Hoff (i) itu nggak sama dengan 1. Kita bisa hitung i pakai rumus:

i = 1 + (n - 1)α

Di mana:

  • n adalah jumlah ion yang dihasilkan dari penguraian
  • α adalah derajat ionisasi

Dalam kasus NaNO₃, n = 2 dan α = 0,8. Jadi:

i = 1 + (2 - 1) × 0,8 = 1,8

Sekarang, kita hitung mol NaNO₃:

Mol NaNO₃ = massa NaNO₃ / Mr NaNO₃ = 17 g / 85 g/mol = 0,2 mol

Lalu, kita hitung konsentrasi molal NaNO₃:

m NaNO₃ = mol NaNO₃ / massa air (kg) = 0,2 mol / 1,5 kg = 0,133 mol/kg

Akhirnya, kita bisa hitung penurunan titik beku NaNO₃:

ΔTf NaNO₃ = m NaNO₃ × Kf × i = 0,133 × 1,86 × 1,8 = 0,446 °C

Mencari Perbandingan

Setelah dapat ΔTf glukosa dan ΔTf NaNO₃, sekarang kita bisa cari perbandingannya:

ΔTf glukosa : ΔTf NaNO₃ = 0,00827x : 0,446

Nah, sampai sini kita udah dapat perbandingannya dalam bentuk aljabar. Kalo soalnya minta nilai perbandingan yang spesifik, kita perlu dikasih nilai x (massa glukosa) dulu, guys.

Tips & Trik Mengerjakan Soal Penurunan Titik Beku

  • Pahami konsep dasar: Pastikan kamu benar-benar paham apa itu penurunan titik beku, faktor-faktor yang memengaruhinya, dan rumusnya.
  • Identifikasi informasi: Baca soal dengan teliti dan catat semua informasi penting yang diketahui, seperti massa zat terlarut, massa pelarut, Mr, derajat ionisasi, dll.
  • Gunakan satuan yang tepat: Pastikan semua satuan sudah sesuai (misalnya, massa dalam kg, Mr dalam g/mol, dll.) sebelum kamu hitung.
  • Perhatikan senyawa elektrolit: Jangan lupa faktor van't Hoff (i) buat larutan elektrolit. Hitung dulu jumlah ion yang dihasilkan dan derajat ionisasinya.
  • Cek ulang jawaban: Setelah dapat jawaban, cek lagi perhitungannya buat mastiin nggak ada yang salah.

Oke guys, semoga pembahasan soal ini bermanfaat buat kalian ya! Kalo ada pertanyaan atau mau request soal lain, jangan ragu buat komen di bawah. Semangat belajar!