Bank Soal Kimia SMA Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Diketahui:

• massa H₃PO₄ = 9,8 gram
• M_r = 98 gram mol^-1
• massa air = 500 gram
• K_f air = 1,86 °C/m
• T_f = $-$0,45 °C

Ditanyakan:

derajat ionisasi ($\alpha$)?

Dijawab:

Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit kuat ($\alpha$ = 1), yakni larutan yang semua molekulnya terurai mejadi ion-ion (terionisasi sempurna). Umumnya larutan elektrolit kuat adalah asam kuat, basa kuat dan garam.

• Garam (contoh: NaCl, KCl, CuSO₄ dan KNO₃)
• Asam Kuat (contoh: HCl, HI, HBr, H₂SO₄ dan HNO₃)
• Basa Kuat (contoh: NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂ dan KOH)

Larutan elektrolit lemah (0 < $\alpha$ < 1), yakni larutan yang tidak semua molekulnya terionisasi (ionisasi tidak sempurna).

• Asam Lemah (contoh: HCN, H₃PO₄, CH₃COOH, dan C₂O₃)
• Basa Lemah (contoh: NH₄OH, Al(OH)₃)

Molalitas (m), menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap kilogram pelarut.

$m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{kg pelarut}}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\ \right)}\$

Rumus penurunan titik beku untuk zat elektrolit:

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \times i\ \$

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^{\text{o}}\ -T_{\text{f}}\ \$

dengan

$i=1+\left(n-1\right)\alpha\$

Keterangan:

$\Delta T_{\text{f}\text{}}=$ penurunan titik beku ( ^oC)

$K_{\text{f}}=\ \$tetapan penurunan titik beku molal (°C molal^-1)

$m=$ molalitas (m)

$i=$ faktor Van't Hoff

$n=$ banyaknya ion

$\alpha=$ derajat ionisasi

$T_{\text{f}}\ =$ titik beku larutan (°C)

$T_{\text{f}}^{\text{o}}=$ titik beku pelarut (°C)

untuk elektrolit kuat ($\alpha=$ 1), harga $i=n$ .

• Menentukan penurunan titik beku

Titik beku air murni (T_f^o = 0 ^oC)

$\Delta T_{\text{f}}=T_{\text{f}}^o\ -T_{\text{f}}\ \ \$

$\Delta T_{\text{f}}=0\ ^{\text{o}}\text{C}-\left(-0,45\ ^{\text{o}}\text{C}\ \right)$

$\Delta T_{\text{f}}=0,45\ ^{\text{o}}\text{C}\ \ \ \$

• Menentukan derajat ionisasi

Reaksi ionisasi H₃PO₄

H₃PO₄ ⟶ 3H⁺ + PO₄^3-

jumlah ion ($n$) = 4

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}}\times m\ \times i\ \$

$\Delta T_{\text{f}}=K_{\text{f}\text{}}\times\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}\times\frac{1.000}{P\ \left(\text{gram}\text{ pelarut}\right)}\times\left(1+\left(n-1\right)\alpha\right)$

$0,45\ ^{\text{o}}\text{C}=1,86\ ^{\text{o}}\text{C mol}^{-1}\times\frac{9,8\ \text{gram}}{98\ \text{gram mol}^{-1}}\times\frac{1.000}{500}\times\left(1+\left(4-1\right)\alpha\right)\$

$0,45\ ^{\text{o}}\text{C}=1,86\ ^{\text{o}}\text{C mol}^{-1}\times0,1\ \times2\ \times\left(1+3\ \alpha\right)\$

$\left(1+3\ \alpha\right)\ =\frac{0,45}{0,372}$

$\left(1+3\ \alpha\right)\ =1,21\$

$3\ \alpha\ =1,21\ -1$

$\alpha\ =\frac{0,21}{3}$

$\alpha\ =0,7$

Jadi derajat ionisasi H₃PO₄ dalam soal adalah 0,7.