Contoh Soal Kenaikan Titik Didih Larutan
Contoh Soal Kenaikan Titik Didih Larutan - Pernahkah kalian memperhatikan 2 orang yang saling mendorong pintu dari arah berlawanan seperti pada gambar berikut ini? Jika terbukannya pintu ke arah luar, bagaimana caranya agar orang B dapat keluar ruangan?
Dapat atau tidaknya orang B keluar ruangan, ditentukan dari besarnya tenaga orang A dan B. Jika tenaga orang yang berada di luar (A) lebih besar, maka orang yang berada di dalam ruangan (B) tidak akan bisa keluar. Sebaliknya, jika tenaga orang B lebih besar, maka dia akan bisa keluar ruangan.
Proses saling dorong antarkedua orang tersebut dapat kita analogikan dengan proses dalam suatu larutan ketika akan mendidih. Seperti apa prosesnya? Mari kita simak uraiannya berikut ini.
A. Pengertian Titik Didih
Pada ilustrasi di atas, semakin besar tenaga orang B, maka semakin mudah dia keluar ruangan. Sementara itu, dorongan orang A memaksa orang B untuk tetap berada dalam ruangan. Sama halnya yang terjadi dalam larutan. Semakin tinggi tekanan uap, maka kecenderungan zat untuk menguap semakin mudah. Sementara itu, tekanan udara luar memaksa uap tetap berada dalam cairan.
Jika tekanan uap air lebih kecil dari tekanan udara luar, maka uap air hanya terbentuk dari permukaan cairan. Namun, bila tekanan uap air sama dengan tekanan udara luar, maka uap air berasal dari seluruh bagian zat cair. Uap ini akan naik dan pecah di seluruh permukaan. Pada saat itulah dikatakan bahwa zat cair tersebut mendidih.
Dari peristiwa tersebut, dapat diketahui bahwa titik didih adalah suhu saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan udara luar. Oleh karena titik didih bergantung pada tekanan udara luar, maka titik didih suatu zat akan berbeda-beda, bergantung pada lokasi tempat kita mendidihkan zat tersebut. Sebagai contoh, di permukaan laut (dengan tekanan 760 mmHg), air akan mendidih pada suhu 100 °C, sedangkan titik didih air di atas gunung < 100 °C. Mengapa hal ini bisa terjadi? Ya, tentu saja karena tekanan udara di atas gunung lebih rendah daripada tekanan udara di permukaan laut.
B. Kenaikan Titik Didih Larutan (ΔTb)
Pada topik sebelumnya, kalian telah mempelajari bahwa adanya zat terlarut menyebabkan tekanan uap suatu pelarut menjadi lebih kecil (penurunan tekanan uap larutan). Oleh karena itu, suhu yang dibutuhkan larutan (agar tekanan uap larutan sama dengan tekanan udara luar) menjadi lebih besar dibandingkan suhu yang dibutuhkan oleh pelarut murni untuk mendidih.
Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya disebut kenaikan titik didih, dirumuskan sebagai:
ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut
dengan:
ΔTb = kenaikan titik didih;
Tb larutan = titik didih larutan; dan
Tb pelarut = titik didih pelarut, titik didih normal air adalah 100 °C.
Berdasarkan hasil eksperimen, kenaikan titik didih larutan tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu, kenaikan titik didih larutan merupakan salah satu sifat koligatif. Kenaikan titik didih larutan berbanding lurus dengan kemolalan, dirumuskan sebagai:
\Delta {T_{b{\rm{ }}}} = {\rm{ }}m{\rm{ }}.{\rm{ }}{K_b}{\text{ atau }}\Delta {T_b} = \left( {\frac{W}{{Mr}}.\frac{{1000}}{{mp}}} \right).{K_b}
dengan:
ΔTb = kenaikan titik didih;
m = molalitas larutan (molal);
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal pelarut (°C/molal);
W = massa zat terlarut (gram);
Mr = massa molekul relatif zat terlarut (gram/mol); dan
mp = massa pelarut (gram).
Setelah kalian belajar tentang konsep kenaikan titik didih, mari tingkatkan kemampuan dengan mempelajari contoh berikut.
Contoh Soal
20 gram zat A (Mr = 40 gram/mol) dilarutkan dalam 100 gram air. Jika Kb air = 0,52 °C/m, maka kenaikan titik didih larutan tersebut sebesar .…
Penyelesaian:
Diketahui:
W zat A = 20 gram
Mr zat A = 40 gram/mol
mp = 100 gram
Kb air = 0,52 °C/m
Ditanyakan: ΔTb = ... ?
Dijawab:
\Delta {T_b} = \left( 5 \right){\rm{ }}.{\rm{ }}0,52 = 2,6{{\rm{ }}^0}C
Jadi, kenaikan titik didih larutan tersebut sebesar 2,6 °C.
S1
Titik didih suatu zat berbeda-beda, bergantung pada lokasi tempat zat tersebut dididihkan. Hal ini terjadi karena perbedaan .…
S2
Molalitas larutan A dan B dalam pelarut yang sama berurut-turut 1 m dan 2 m. Perbandingan kenaikan titik didih larutan A terhadap B adalah .…
S3
Pada pelarutan sejumlah glukosa dalam air, diperoleh titik didih larutan sebesar 103,5 °C. Jika air mendidih pada suhu 100 °C dan Kb air = 0,52 °C/m, maka molalitas glukosa dalam larutan tersebut adalah … molal
S4
Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 2,9 gram zat nonelektrolit (Mr = 58 gram/mol) dalam 500 gram air. Jika Kb air = 0,52 °C/m dan titik didih air 100 °C, maka titik didih larutan tersebut adalah … °C.
S5
Larutan alkohol (Mr = 46 gram/mol) dalam 200 gram air (Tb = 100 °C), mendidih pada suhu 100,5 °C. Jika konstanta titik didih molal air sebesar 0,5 °C/m, maka massa alkohol yang dilarutkan sebanyak … gram.
S6
Suatu larutan 100 mL, mengandung zat nonelektrolit 49% volume (massa jenis zat 1,4 kg/L) yang dilarutkan dalam 100 mL air (massa jenis air 1 kg/L, Kb = 0,5 °C/m). Titik didih larutan tersebut adalah… (Mr zat = 98 gram/mol).
S7
Konstanta titik didih molal benzena adalah 2,53 °C/m dan titik didihnya sebesar 80,2 °C. Jika suatu padatan (Mr = 25 gram/mol) dilarutkan dalam benzena dan menghasilkan titik didih larutan sebesar 100 °C, maka kadar (% massa) padatan dalam larutan tersebut adalah .…
S8
Massa molekul relatif suatu larutan yang mengandung 14 gram X (nonelektrolit) dalam 20 gram air dan mendidih pada suhu 105 °C adalah … gram/mol (Kb air = 0,5 °C/m, Tb air = 100 °C ).
S9
Sejumlah etana dilarutkan dalam 100 gram air (Kb = 0,52 °C/m) dan menghasilkan kenaikan titik didih sebesar 0,11 °C. Bila massa etana yang dilarutkan adalah sama, maka kenaikan titik didihnya dalam 50 gram kloroform (Kb = 3,63 °C/m) adalah … °C.
S10
Suatu senyawa alkana sebanyak 34 gram dilarutkan dalam 105 gram asam asetat (Kb = 3,07 °C/m, Tb = 118,3 °C). Larutan ini mendidih pada suhu 135,4 °C. Senyawa alkana yang dimaksud adalah .… (Ar C = 12, H =1).