Soal dan Pembahasan. Soal dan Pembahasan Fraksi Mol. 1.Tentukan kemolalan larutan dari 0,01 mol NaOH dalam 200 gram air!

Transkripsi

1 Soal dan Pembahasan Fraksi Mol Soal dan Pembahasan 1.Tentukan kemolalan larutan dari 0,01 mol NaOH dalam 200 gram air! Menentukan kemolalan Dimana m = kemolalan larutan p = massa pelarut n = jumlah mol zat yang terlarut atau jika massa dimasukkan dalam gram

2 Dari soal n = 0,01 mol p = 200 gram = 0,2 kg m = Tentukan kemolalan larutan dari 5 gram NaOH dalam 200 gram air, diketahui M r NaOH = 40. Jumlah mol NaOH n = 5/40 = 0,125 mol Kemolalan m = n/p = 0,125 / 0,2 = 0,625 kg mol 1 3. Kemolalan larutan NaCL 10% massa dalam air adalah...(m r NaCl = 58,51) A. 1,50 m B. 1,70 m C. 1,90 m D. 2,10 m E. 2,30 m (umptn 2001) NaCL 10% Untuk NaCl 10 gram, airnya sebanyak 90 gram Sehingga

3 4. Dalam suatu larutan terdapat 0,5 mol zat A dan 2 mol zat B. Tentukan fraksi mol zat A! Jumlan mol A n a = 0,5 mol Jumlah mol B n b = 2 mol Fraksi mol A 5.Fraksi mol larutan 36 gram glukosa (Mr = 180) dalam 90 gram air (Mr = 18) adalah... A. 0,960 B. 0,400 C. 0,040 D. 0,038 E. 0,004 (ebtanas 2001) Jumlah mol glukosa adalah n g = 36 /180 = 0,2 mol Jumlah mol air adalah n a = 90 /18 = 5 mol Fraksi mol glukosa: 6. Fraksi mol larutan 6,4% naftalena (Mr = 128) dalam benzena (Mr = 78) adalah... A. 0,01 B. 0,02 C. 0,03 D. 0,04 E. 0,05

4 Larutan 6,4% naftalena dalam benzena artinya: Untuk 100 gram larutan terdapat Massa naftalena : 6,4% x 100 = 6,4 gram Massa benzena : 100 6,4 = 93,6 gram mol naftalena n n = 6,4/128 = 0,05 mol mol benzena n b = 93,6/78 = 1,2 mol Fraksi mol naftalena dengan demikian adalah 7. Tentukan fraksi mol NaOH dan fraksi mol air, jika 4 gram NaOH (Mr =40) ditambahkan dan dilarutkan dalam 90 ml air. Diketahui: Massa NaOH = 4 gram Mr NaOH = 40 Volume air = 90 ml Ditanyakan: Fraksi mol NaOH dan fraksi mol air Jumlah mol NaOH = na = 4/40 = 0,1 mol Jumlah mol air = nb = 90/18 = 5 mol Jumlah mol total larutan = nt = 0,1 + 5 = 5,1 mol. Fraksi mol NaOH adalah: X A = 0,1/5,1 = 1/51 Fraksi mol air adalah: X B = 5/5,1 = 50/51 Jadi, fraksi mol NaOH adalah 1/51, sedangkan fraksi mol air adalah 50/ Larutan glukosa dibuat dengan melarutkan 18 g glukosa (Mr = 180 g/mol) ke dalam 250 g air. Hitunglah fraksi mol glukosa.

5 Jadi, fraksi mol glukosa adalah 0, Berapa fraksi mol dan persen mol setiap komponen dari campuran 0,2 mol O 2 dan 0,5 mol N 2? Fraksi mol N 2 bisa juga dihitung dengan cara: XN2 = 1 XO2 = 1 0,29 = 0,71 % mol O2 = 0,29 100% = 29% % mol N2 = 0,71 100% = 71% Jadi, fraksi mol O 2 adalah 0,29 dan fraksi mol N 2 adalah 0,71, sedangkan persen mol O 2 adalah 29% dan persen mol N 2adalah 71%. 10. Hitunglah tekanan uap larutan 2 mol sukrosa dalam 50 mol air pada 300 C jika tekanan uap air murni pada 300 C adalah 31,80 mmhg. Fraksi mol sukrosa x B = 0,038 x A = 1 0,038 = 0,962 P A = x A P o A = 0,962 31,8 mmhg = 30,59 mmhg Jadi, tekanan uap larutan adalah 30,59 mmhg. 11. Berapakah tekanan uap parsial dan tekanan uap total pada suhu 25 C di atas larutan dengan jumlah fraksi mol benzena (C 6H 6) sama dengan jumlah fraksi mol toluena (C 7H 8)? Tekanan uap benzena dan toluena pada suhu 25 C berturut-turut adalah 95,1 mmhg dan 28,4 mmhg.

6 Jika larutan terdiri atas dua komponen dengan jumlah fraksi mol yang sama, fraksi mol keduanya adalah 0,5. Tekanan uap parsial: P benzena = x benzena P benzena = 0,5 95,1 mmhg = 47,6 mmhg P toluena = x toluena P toluena = 0,5 28,4 mmhg = 14,2 mmhg Tekanan uap total: P total = P benzena+ P toluena = 47,6 + 14,2 = 61,8 mmhg Jadi, tekanan uap parsial benzena dan toluena adalah 47,6 mmhg dan 14,2 mmhg, sedangkan tekanan uap total adalah 61,8 mmhg. 12. Pada suhu 100 o C, suatu larutan mengandung 10% glukosa. Jika tekanan uap jenuh air pada suhu itu adalah 760 mmhg, hitunglah tekanan uap jenuh larutan tersebut. Diketahui: P = 760 mmhg Jumlah glukosa dalam larutan = 10% Ditanyakan: Tekanan uap jenuh larutan (P) Dalam 100 gram larutan, maka: Jadi, tekanan uap jenuh larutan adalah 752,4 mmhg.

7 Soal dan Pembahasan Molaritas dan Molalitas Soal dan Pembahasan 1. Tentukan molalitas larutan yang dibuat dengan melarutkan 3,45 gram urea (Mr=46) dalam 250 gram air? Diketahui: Massa zat terlarut = 3,45 gram Mr urea = 46 Massa pelarut = 250 gram Ditanyakan molalitas urea (m) m = (3,45/46)(1000/p) m = 0,3 molal jadi, molalitas larutan urea adalah 0,3 molal 2. Sebanyak 30 g urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 100 g air. Hitunglah molalitas larutan.

8 Jadi, molalitas larutan urea adalah 5 m. 3. Berapa gram NaCl yang harus dilarutkan dalam 500 g air untuk menghasilkan larutan 0,15 m? Molalitas artinya jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut. 0,15 m berarti 0,15 mol NaCl dalam 1 kg (1.000 g) air. 0,15 mol NaCl dalam g H 2O. Untuk menghitung jumlah mol NaCl yang diperlukan untuk 500 g H 2O, kita dapat menggunakan hubungan tersebut sebagai faktor konversi. Kemudian, kita dapat menggunakan massa molar NaCl untuk mengubah mol NaCl menjadi massa NaCl. Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan pada 500 g air untuk menghasilkan larutan 0,15 m adalah 4,38 g. 4. Berapakah kemolalan dari larutan 10% (w/w) NaCl? (w/w = persen berat) Larutan 10% (w/w), artinya w berasal dari kata weight. Untuk mengetahui kemolalan, kita harus mengetahui jumlah mol NaCl. 10 g NaCl dapat diubah menjadi mol dengan menggunakan massa molar NaCl (58,44 g/mol). Untuk mengetahui massa air, dapat dilakukan dengan cara pengurangan 100 g larutan NaCl oleh 10 g NaCl. massa air = 100 g 10 g = 90 g Untuk menentukan kemolalan, dapat dilakukan konversi sebagai berikut. Jadi, larutan 10% (w/w) NaCl memiliki konsentrasi 1,9 m.

9 5. Berapakah molalitas larutan yang mengandung 4 gr NaOH (Ar Na = 23 gr/mol, Ar O = 16 g/mol, dan Ar H = 1 gr/mol) terlarut dalam 250 gr air? Diketahui: massa NaOH = 4 gr Ar Na = 23 gr/mol Ar O = 16 g/mol Ar H = 1 gr/mol massa air = 250 gr = 0,25 kg Ditanyakan: m =? Penyelesaian: Mr.NaOH = 40 gr/mol jumlah mol NaOH = massa/mr jumlah mol NaOH = 4 gr/(40 gr/mol) jumlah mol NaOH = 0,1 mol m = jumlah mol/p m = 0,1 mol /0,25 kg m = 0,4 m 6. Berapakah molalitas dari larutan HCl 37% (w/w)? (Ar H = 1 g/mol, Ar Cl = 35,5 g/mol) Diketahui: massa HCl = 37% Ar H = 1 g/mol Ar Cl = 35,5 g/mol Ditanyakan: m =? Penyelesaian: Mr.HCl = 36,5 gr/mol misalkan massa larutan adalah 100 gr maka massa HCl yakni: massa HCl = 37% x 100 gr massa HCl = 37 gr

10 massa pelarut = massa larutan massa HCl massa pelarut = 100 gr 37 gr massa pelarut = 63 gr = 0,063 kg jumlah mol HCl = massa/mr jumlah mol HCl = 37 gr /(36,5 gr/mol) jumlah mol HCl = 1,01 mol m = jumlah mol/ massa pelarut m = 1,01 mol /0,063 kg m = 16,03 m 7. Tentukan molalitas larutan yang dibuat dengan melarutkan 12 gram urea CO(NH2)2 dalam 250 gram air. Diketahui: massa urea = 12 gr Mr Urea= 60 g/mol massa pelarut = 250 gr = 0,25 kg Ditanyakan: m =? Penyelesaian: jumlah mol Urea = massa/mr jumlah mol Urea = 12 gr /(60 g/mol) jumlah mol Urea = 0,2 mol m = jumlah mol/ massa pelarut m = 0,2 mol /0,25 kg m = 0,8 m 8. Berapa molalitas larutan alkohol yang mengandung 23 % massa etanol (Mr = 46)? Diketahui: massa etanol = 23 % Mr etanol = 46 g/mol

11 Ditanyakan: m =? Penyelesaian: misalkan massa larutan alkohol adalah 100 gr maka massa etanol yakni: massa etanol = 23% x 100 gr massa etanol = 23 gr massa pelarut = massa larutan massa etanol massa pelarut = 100 gr 23 gr massa pelarut = 77 gr = 0,077 kg jumlah mol etanol = massa/mr jumlah mol etanol = 23 gr /(46 g/mol) jumlah mol etanol = 0,5 mol m = jumlah mol/ massa pelarut m = 0,5 mol /0,077 kg m = 6,49 m 9. Hitung kadar (% massa) glukosa dalam larutan glukosa 2 molal. Diketahui: m = 2 molal = 2 mol/kg = 0,002 mol/gr Mr glukosa = 180 gr/mol Ditanyakan: massa glukosa (%) =? Penyelesaian: mol glukosa = massa/mr mol glukosa = massa glukosa/(180 gr/mol) mol glukosa = massa glukosa x 0,005 mol/gr Substitusi mol glukosa ke persamaan berikut: m = mol glukosa/massa pelarut 0,002= massa glukosa x 0,005/massa pelarut o,oo2/o,oo5 = massa glukosa/massa pelarut 2/5 = massa glukosa/massa pelarut Jadi perbandingan massa glukosa : massa pelarut = 2:5, sedangkan perbandingan massa glukosa : massa larutan = 2:7.

12 Maka, % massa glukosa = (massa glukosa/massa larutan) x100% % massa glukosa = (2/7) x 100% % massa glukosa = 28,57 % Soal dan Pembahasan ph dan poh (Derajat Keasaman) Larutan Soal dan Pembahasan Soal No. 1

13 Tentukan ph dari suatu larutan yang memiliki konsentrasi ion H + sebesar 10 4 M dengan tanpa bantuan alat hitung kalkulator! Pembahasan Menghitung ph larutan atau poh larutan. Diketahui data: [H + ] = 10 4, dengan rumus yang pertama untuk mencari ph Sehingga: ingat kembali rumus logaritma: Soal No. 2 Tentukan ph dari suatu larutan yang memiliki konsentrasi ion H + sebesar M. Gunakan nilai log 2 = 0,3 Pembahasan [H + ] = , dengan rumus yang sama,

14 Ingat sifat log berikut : Soal No. 3 Suatu larutan diketahui memiliki nilai ph sebesar 3. Tentukan besar konsentrasi ion H + dalam larutan tersebut! Pembahasan Data: ph = 3 [H + ] =... Soal No. 4 Suatu larutan diketahui memiliki nilai ph sebesar 2,7. Tentukan besar konsentrasi ion H + dalam larutan tersebut! Pembahasan Data: ph = 2,7 [H + ] =... Dengan rumus yang sama dan perhitungan memakai bantuan kalkulator Soal No. 5

15 Suatu larutan diketahui memiliki nilai ph sebesar 2,7. Tentukan besar konsentrasi ion H + dalam larutan tersebut dengan tanpa kalkulator, diberikan log 2 = 0,3! Pembahasan Data: ph = 2,7 [H + ] =... Soal No. 6 Suatu larutan diketahui memiliki ph sebesar 4,5. Tentukan poh dari larutan tersebut! Pembahasan Data: ph = 4,5 poh =... ph + poh = 14 4,5 + poh = 14 poh = 14 4,5 = 9,5 Soal No. 7 Suatu larutan diketahui memiliki poh sebesar 11,2. Tentukan ph dari larutan tersebut!

16 Pembahasan Data: poh = 11,2 ph =... ph + poh = 14 ph + 11,2 = 14 ph = 14 11,2 = 2,8 Soal No. 8 Jika tetapan suatu asam HA 10 5, ph larutan HA 0,1 M adalah... A. 5 B. 4 C. 3 D. 2 E. 1 (umptn 1996) Pembahasan Menentukan ph melalui tetapan asam yang diketahui: dimana: K a = tetapan ionisasi asam M = konsentrasi asam Sehingga Soal No. 9 Tentukan ph dari larutan H 2 SO 4 0,005 M

17 Pembahasan H 2 SO 4 termasuk asam kuat dan diasumsikan mengion dengan sempurna sebagai berikut: H 2 SO 4 2H + + SO 4 2 0,005 M 0,01 M 0,005 M [H + ] = 0,01 M = 10 2 M ph = log (10 2 ) = 2 Soal No. 10 Tentukan nilai ph larutan NH 3 0,1 M diketahui K b = 10 5! Pembahasan Menentukan poh dari basa lemah terlebih dahulu melalui tetapan ionisasi basa yang diketahui: Sehingga Soal No. 11 Jika harga K b NH 3 = maka ph larutan NH 3 0,2 M adalah... A log 2 B. 11 log 2 C. 8 log 2 D. 8 + log 2 E. 3 log 2 (uan 2002)

18 Pembahasan Menentukan poh dari basa lemah terlebih dahulu melalui tetapan ionisasi basa yang diketahui: Soal No. 12 Suatu larutan memiliki ph = 2. Tentukan ph larutan jika diencerkan dengan air seratus kali! Pembahasan Data: Diencerkan 100 x berarti V 2 = 100 V 1 ph = 2, berarti [H + ] = 10 2 ph setelah diencerkan =... V 2 M 2 = V 1 M 1 Soal No. 13 Bila larutan asam kuat (ph = 1) diencerkan dengan air sepuluh kali, tentukan ph setelah pengenceran! Pembahasan Lakukan seperti nomor 11, akan diperoleh hasil nilai ph = 2

19 Soal dan Pembahasan Titik Didih dan Titik Beku Larutan Soal dan Pembahasan 1. Tentukan titik didih dan titik beku larutan berikut! a. urea (CO(NH2)2) 30 gram dalam 500 gram air. b. glukosa (C6H12O6) 18 gram dalam 10 gram air. (Kb air = 0,52 dan Kf air = 1,86 C/m) a. ΔTb = m Kb = 30/60 gram 1.000/500 gram 0,52 C/m = 0,5 gram 2 gram 0,52 C/m = 0,52 C Titik didih larutan = 100 C + 0,52 C = 100,52 C. ΔTb = m Kb = 30/60gram x 1.000/500 gram x 1,86 C/m = 0,5 gram 2 gram 1,86 C/m = 1,86 C b. ΔTb = m Kb = 18/180 gram x 1.000/10gram x 0,52 C/m = 0,1 gram 100 gram 0,52 C/m = 0,52 C Titik didih larutan = 100 C + 5,2 C = 105,2 C. ΔTf = m Kf = 18/180 gram x 1.000/10 gram x 1,86 C/m

20 = 0,1 gram 100 gram 1,86 C/m = 10 gram 1,86 C = 18,6 C Titik beku larutan = 0 C 18,6 C = 18,6 C. 2. Titik beku larutan 64 gram naftalena dalam 100 gram benzena adalah 2,91 C. Jika titik beku benzena 5,46 C dan tetapan titik beku molal benzena 5,1 C, maka tentukan massa molekul relatif naftalena! ΔTf = m Kf ΔTf = massa benzena/mr x 1.000/p x Kf ΔTf = 5,46 C 2,91 C = 2,55 C 2,55 = 6,4 gram/mr gram/100 5,1 C Mr =(6,4 x x 5,1 C ):(2,55 x 100 ) Mr = Suatu larutan mengandung 3,24 gram zat yang tak mudah menguap juga nonelektolit dan 200 gram air mendidih pada 100,130 C pada 1 atmosfer. Berapakah berat molekul zat telarut? Kd molal air adalah 0,51? Tb = 100, = 0,13 Tb = Kb x m 0,13 = 0,51 x m m = 0,25 0,25 = mol x 1000/200 Mol = 0,25/5 = 0,05 Mr = gram/mol = 3,24/0,05 = 64,8 4. Untuk menaikkan titik didih 250 ml air menjadi 100,1 C pada tekanan 1 atm (Ka=0,50), maka jumlah gula (Mr=342) yang harus dilarutkan adalah. Untuk larutan non elektrolit dapat digunakan rumus; ΔTb = w/mr x 1000/p x Kb Dan ΔTb = 100,1 C 100 C =0,1 C 0,1 = w/342 x 1000/250 x 0,5 C w = 0,1 x 342/2 = 17,1 gram 5. Suatu zat non elektrolit sebanyak 5,23 gram dilarutkan dalam 168 gram air. Larutan ini membeku pada -0,510 derajat Celcius. Hitung massa molekul relative zat tersebut. ΔTf = Kf (w/mr) (1000/p) Mr = 1,86. 5, / 0, = 113,5 6. Hitung titik didih air dalam radiator mobil yang berisi cairan dengan perbandingan 88 gram etilen glikol (Mr = 62) dan 160 gram air. ΔTf = 1,86 (88/62) (1000/160) = 16 Jadi titik bekunya = -16 derajat Celcius 7. Data percobaan penurunan titik beku:

21 No LARUTAN Zat terlarut Jumlah mol zat Titik beku larutan 1 CO(NH2)2 a -toc 2 CO(NH2)2 2a -2toC 3 C12H22O11 a -toc 4 C12H22O11 2a -2toC 5 NaCl a -2toC 6 NaCl 2a -4toC Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa penurunan titik beku larutan tergantung pada.... A. jenis zat terlarut B. konsentrasi molal larutan C. jenis pelarut D. jenis partikel zat terlarut E. jumlah partikel zat terlarut Penurunan titik beku merupakan sifat koligatif larutan yang bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan dan tidak bergantung pada jenisnya (atom, ion atau molekul), di sini larutan elektrolit pada konsentrasi yang sama mempunyai harga penurunan titik beku yang lebih besar dibandingkan larutan non elektrolit karena pada jumlah partikelnya lebih banyak (zat elektrolit dalam larutannya terurai menjadi ion-ionnya), sehingga konsentrasinya lebih besar. E 8. Larutan yang mengandung 20 gr zat nonelektrolit dalam 1 L air (massa jenis air 1 g/ml) mendidih pada suhu 100,052 C. Jika Kb air = 0,52 C, maka Mr zat nonelektrolit tersebut adalah.... A. 20 C. 100 E. 200 B. 40 D gram zat nonelektrolit dalam 1 liter air ΔTd = 100,052 C Td pelarut murni = 100 C Kd air = 0,52oC 1 liter air = 1000 gram air ΔTd = titik didih larutan titik didih pelarut murni = 100,052 C 100 C = 0,052 C ΔTd = Kd.m. 0,052 = 0,52 20/Mr. 1000/1000 Mr = 200 E 9. Dalam 250 gram air dilarutkan 1,9 gram MgCl2, ternyata larutan membeku pada 0,372 C. Jika tetapan titik beku molal air = 1,86 C/m, derajat ionisasi garam MgCl2 adalah.... (Ar : Mg = 24, Cl = 35,5) A. 0,40 C. 0,75 E. 0,98 B. 0,55 D. 0,87 Tf = kf. m. i

22 0,372 = 1,86 x 1,9/Mr x 1000/250 x i i = 2,5 i = (n 1) α + 1 n dari MgCl2 = 3 i = (3 1) α + 1 2,5 = (2) α + 1 = 0,75 C 10. Untuk menaikkan titik didih 250 ml air menjadi 100,1 C pada tekanan 1 atm (Kb = 0,50), maka jumlah gula (Mr = 342) yang harus dilarutkan adalah.... A. 684 gram C. 86 gram E. 342 gram B. 171 gram D. 17,1 gram Kb = Kd = 0,5 Titik didih: t = t.dlarutan t.dpelarut = 100,1 100 = 0,1oC ΔTd = Kd x m 0,1 = 0,5 x g/342 x 1000/250 gr = 17,1 gram Jumlah gula yang harus dilarutkan adalah 17,1 gram D 11. Suatu larutan diperoleh dari melarutkan 6 g Urea (Mr = 60) dalam 1 liter air. Larutan yang lain diperoleh dari melarutkan 18 g glukosa (Mr = 180) dalam 1 liter air. Pada suhu yang sama berapa tekanan osmosa 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 Ingat sifat Koligatif Larutan! 6 g Urea (Mr = 60) = 6/60mol/L = 0,1mol/L 18 g glukosa (Mr = 180) =18/180 mol/l = 0,1mol/L Jumlah mol sama dalam volume yang sama: (molar) tekanan osmosa kedua larutan sama. D 12. Supaya air sebanyak 1 ton tidak membeku pada suhu 5 C, ke dalamnya harus dilarutkan garam dapur, yang jumlahnya tidak boleh kurang dari (tetapan penurunan titik beku molal air 1,86; Mr NaCl = 58,5) A. 13,4 kg C. 58,5 kg E. 152,2 kg B. 26,9 kg D. 78,6 kg Membeku pada suhu 5 C, maka Tb. air = 0 C (-5 C) = 5 C. Untuk larutan elektrolit: ΔTb g Mr Kb = Kb m. n = Kb. g/mr 1000/p. n = jumlah berat zat yang dilarutkan = massa molekul relatif zat yang dilarutkan = Tetapan bekum molal zat pelarut

23 P = jumlah berat zat pelarut = derajat ionisasi elektrolit yang dilarutkan n = jumlah mol ion yang dihasilkan oleh 1 mol elektrolit 1. NaCl à Na+ + Cl+ n = 2 Misal: NaCl yang dilarutkan x mol ΔTb = Kb m. n = Kb. g/mr 1000/p. n 5 = 1,86. kg/58,5 1000/ k = 78,620 kg NaCl = g = 78,62 kg Jadi supaya 1 ton air tidak membeku pada 5 C, harus dilarutkan garam dapur (NaCl), jumlahnya tidak boleh kurang dari 78,6 kg, sebab bila sama dengan 78,62 kg maka larutan membeku. D 13. Penambahan 5,4 gram suatu zat nonelektrolit ke dalam 300 gram air ternyata menurunkan titik beku sebesar 0,24 C. Jika Kf air = 1,86oC maka Mr zat tersebut adalah.... A. 8,04 C. 60,96 E. 139,50 B. 12,56 D. 108,56 Δtf = Kf.m 0,24 = 1,86. 5,4/Mr 1000/300 Mr = 139,50 E