Sifat Koligatif Larutan - Soal Tekanan Osmosis

Berikut ini adalah kumpulan beberapa soal dan pembahasannya mengenai sifat koligatif larutan - soal tekanan osmotik, ikuti terus update soal-soal yang diambil dari berbagai sumber untuk membantu pemahaman bahasan tekanan osmotik pelajaran kimia di postingan ini. Update akan dilakukan tanpa ada batas tenggang waktu.


Sifat Koligatif Larutan - Soal Tekanan Osmosis-1:
0,035 M larutan asam nitrit (HNO₂) mempunyai tekanan osmosis 0,93 atm pada  22 °C. Hitung persen ionisasi asam tersebut.

Pembahasan:

Data yang Diketahui

• Konsentrasi HNO₂ = 0,035 M
• Tekanan osmosis (π) = 0,93 atm
• Suhu = 22 °C = 295 K
• \( R = 0,082 \, \text{L.atm/(mol.K)} \)

Langkah 1: Rumus Tekanan Osmosis

$$\begin{aligned} \pi &= i \cdot c \cdot R \cdot T \end{aligned}$$

Di mana \( i = 1 + \alpha \) (\(\alpha\) = derajat ionisasi).

Langkah 2: Hitung Faktor van’t Hoff (\(i\))

$$\begin{aligned} 0,93 &= i \cdot 0,035 \cdot 0,082 \cdot 295 \\ R \cdot T &= 0,082 \cdot 295 \\ &\approx 24,19 \\ 0,93 &= i \cdot 0,035 \cdot 24,19 \\ i &\approx \frac{0,93}{0,035 \cdot 24,19} \\ &\approx \frac{0,93}{0,84665} \\ &\approx 1,0979 \end{aligned}$$

Langkah 3: Hitung Derajat Ionisasi (\(\alpha\))

$$\begin{aligned} i &= 1 + \alpha \\ \alpha &\approx 1,0979 - 1 \\ &\approx 0,0979 \\ \% \text{ionisasi} &\approx 0,0979 \cdot 100\% \\ &\approx 9,79\% \end{aligned}$$

Jawaban Akhir

Persentase ionisasi asam nitrit adalah 9,79%.

---

Sifat Koligatif Larutan - Soal Tekanan Osmosis–2:

Suatu padatan mengandung campuran MgCl₂ dan NaCl. Ketika 0,50 g campuran ini dilarutkan ke dalam air hingga volumenya 1 L, tekanan osmosis pada suhu 25 °C teramati sebesar 0,399 atm. Berapa persen MgCl₂ dalam padatan tersebut? (Asumsikan larutan ini bersifat ideal.)

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menghitung persentase massa MgCl₂ dalam campuran padatan berdasarkan tekanan osmosis larutan. Berikut langkah-langkahnya:

Langkah 1: Data yang Diketahui

• Massa campuran (MgCl₂ + NaCl) = 0,50 g
• Volume larutan = 1 L
• Tekanan osmosis (π) = 0,399 atm
• Suhu = 25 °C = 298 K
• Larutan bersifat ideal
• Konstanta gas ideal, R = 0,08206 L·atm/(mol·K)

Langkah 2: Rumus Tekanan Osmosis

Tekanan osmosis untuk larutan ideal diberikan oleh:

$$\begin{aligned} \pi &= i \cdot c \cdot R \cdot T \end{aligned}$$

Di mana:

• \(\pi\) = tekanan osmosis (atm)
• \(i\) = faktor van’t Hoff (jumlah partikel yang dihasilkan per molekul senyawa)
• \(c\) = konsentrasi larutan (mol/L)
• \(R\) = konstanta gas ideal
• \(T\) = suhu dalam Kelvin

Langkah 3: Hitung Faktor van’t Hoff (\(i\))

- MgCl₂ terionisasi menjadi 3 ion: \(\ce{MgCl2 -> Mg^2+ + 2Cl^-}\), sehingga \(i_{\text{MgCl₂}} = 3\).
- NaCl terionisasi menjadi 2 ion: \(\ce{NaCl -> Na^+ + Cl^-}\), sehingga \(i_{\text{NaCl}} = 2\).

Misalkan:

• Massa MgCl₂ = \(x\) gram
• Massa NaCl = \((0,50 - x)\) gram
• Massa molar MgCl₂ = \(24 + 2 \cdot 35,5 = 95 \, \text{g/mol}\)
• Massa molar NaCl = \(23 + 35,5 = 58,5 \, \text{g/mol}\)

Jumlah mol:

$$\begin{aligned} \text{Mol MgCl₂} &= \frac{x}{95} \\ \text{Mol NaCl} &= \frac{0,50 - x}{58,5} \end{aligned}$$

Langkah 4: Konsentrasi Total Ion

Konsentrasi total ion (\(c\)) dalam larutan dihitung dari jumlah ion yang dihasilkan:

$$\begin{aligned} c &= \frac{i_{\text{MgCl₂}} \cdot \text{mol MgCl₂} + i_{\text{NaCl}} \cdot \text{mol NaCl}}{V} \end{aligned}$$

Karena volume larutan \(V = 1 \, \text{L}\), maka:

$$\begin{aligned} c &= i_{\text{MgCl₂}} \cdot \text{mol MgCl₂} + i_{\text{NaCl}} \cdot \text{mol NaCl} \\ &= 3 \cdot \frac{x}{95} + 2 \cdot \frac{0,50 - x}{58,5} \end{aligned}$$

Langkah 5: Substitusi ke Rumus Tekanan Osmosis

Rumus tekanan osmosis menjadi:

$$\begin{aligned} \pi &= c \cdot R \cdot T \\ 0,399 &= \left( 3 \cdot \frac{x}{95} + 2 \cdot \frac{0,50 - x}{58,5} \right) \cdot 0,08206 \cdot 298 \end{aligned}$$

Hitung \(R \cdot T\):

$$\begin{aligned} R \cdot T &= 0,08206 \cdot 298 \\ &\approx 24,45388 \end{aligned}$$

Sehingga:

$$\begin{aligned} 0,399 &= \left( \frac{3x}{95} + \frac{1 - 2x}{58,5} \right) \cdot 24,45388 \end{aligned}$$

Bagi kedua sisi dengan 24,45388:

$$\begin{aligned} \frac{0,399}{24,45388} &\approx 0,016316 \end{aligned}$$

Sehingga:

$$\begin{aligned} \frac{3x}{95} + \frac{1 - 2x}{58,5} &= 0,016316 \end{aligned}$$

Langkah 6: Selesaikan Persamaan

Sederhanakan koefisien:

$$\begin{aligned} \frac{3x}{95} &= \frac{x}{31,6667} \\ \frac{1 - 2x}{58,5} &= \frac{1 - 2x}{58,5} \end{aligned}$$

Persamaan:

$$\begin{aligned} \frac{x}{31,6667} + \frac{1 - 2x}{58,5} &= 0,016316 \end{aligned}$$

Kalikan kedua sisi dengan \(31,6667 \cdot 58,5\) untuk menghilangkan penyebut:

$$\begin{aligned} x \cdot 58,5 + (1 - 2x) \cdot 31,6667 &= 0,016316 \cdot 31,6667 \cdot 58,5 \end{aligned}$$

Hitung sisi kanan:

$$\begin{aligned} 31,6667 \cdot 58,5 &\approx 1852,5 \\ 0,016316 \cdot 1852,5 &\approx 30,235 \end{aligned}$$

Sehingga:

$$\begin{aligned} 58,5x + 31,6667 - 63,3334x &= 30,235 \\ (58,5 - 63,3334)x + 31,6667 &= 30,235 \\ -4,8334x &= 30,235 - 31,6667 \\ -4,8334x &= -1,4317 \\ x &\approx \frac{1,4317}{4,8334} \\ x &\approx 0,2962 \, \text{g} \end{aligned}$$

Langkah 7: Hitung Persentase MgCl₂

Massa MgCl₂ = \(x \approx 0,2962 \, \text{g}\)

Persentase massa MgCl₂:

$$\begin{aligned} \% \text{MgCl₂} &= \frac{\text{massa MgCl₂}}{\text{massa total}} \cdot 100\% \\ &= \frac{0,2962}{0,50} \cdot 100\% \\ &\approx 59,24\% \end{aligned}$$

Langkah 8: Verifikasi

Untuk memastikan, hitung kembali konsentrasi ion:

$$\begin{aligned} \text{Mol MgCl₂} &= \frac{0,2962}{95} \approx 0,003118 \, \text{mol} \\ \text{Mol NaCl} &= \frac{0,50 - 0,2962}{58,5} \approx 0,003484 \, \text{mol} \\ c &= 3 \cdot 0,003118 + 2 \cdot 0,003484 \\ &\approx 0,009354 + 0,006968 \\ &\approx 0,016322 \, \text{mol/L} \end{aligned}$$

Tekanan osmosis:

$$\begin{aligned} \pi &= 0,016322 \cdot 24,45388 \\ &\approx 0,399 \, \text{atm} \end{aligned}$$

Hasil ini sesuai dengan data soal.

Jawaban Akhir

Persentase MgCl₂ dalam padatan adalah 59,24%.

---

Sifat Koligatif Larutan - Soal Tekanan Osmosis-3:
Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 35 g hemoglobin ke dalam air hingga volume larutan menjadi 1 L. Tekanan osmotik larutan pada suhu 25 ^oC sebesar 10 mmHg. Hitung massa molar hemoglobin tersebut.

Pembahasan:

Data yang Diketahui

• Massa hemoglobin = 35 g
• Volume larutan = 1 L
• Tekanan osmotik (π) = 10 mmHg
• Suhu = 25 °C = 298 K
• \( R = 0,082 \, \text{L.atm/(mol.K)} \)

Langkah 1: Konversi Tekanan Osmotik

Konversi π dari mmHg ke atm (1 atm = 760 mmHg):

$$\begin{aligned} \pi &= \frac{10}{760} \\ &\approx 0,013158 \, \text{atm} \end{aligned}$$

Langkah 2: Rumus Tekanan Osmotik

Hemoglobin adalah zat non-elektrolit (\( i = 1 \)). Rumus:

$$\begin{aligned} \pi &= c \cdot R \cdot T \end{aligned}$$

Di mana \( c = \frac{n}{V} \), dan \( n = \frac{m}{M} \). Karena \( V = 1 \, \text{L} \):

$$\begin{aligned} c &= \frac{m}{M} \\ \pi &= \frac{m}{M} \cdot R \cdot T \end{aligned}$$

Langkah 3: Hitung Massa Molar (\( M \))

$$\begin{aligned} 0,013158 &= \frac{35}{M} \cdot 0,082 \cdot 298 \\ R \cdot T &= 0,082 \cdot 298 \\ &\approx 24,436 \\ 0,013158 &= \frac{35}{M} \cdot 24,436 \\ M &= \frac{35 \cdot 24,436}{0,013158} \\ &\approx \frac{855,26}{0,013158} \\ &\approx 65000 \end{aligned}$$

Jawaban Akhir

Massa molar hemoglobin adalah 65.000 g/mol.

---

Sifat Koligatif Larutan Soal Tekanan Osmosis–4:

Untuk terapi rehidrasi pasien kolere, Badan Kesehatan Dunia (WHO) menggunakan larutan dengan konsentrasi: 3,50 g NaCl/L, 2,50 g NaHCO₃/L, 1,50 g KCl/L and 20 g glukosa/L. Hitung osmolaritas yang dihasilkan larutan tersebut.

Pembahasan:

Dalam kimia, osmol (osm) adalah satuan pengukuran non-SI yang mendefinisikan jumlah zat terlarut yang berkontribusi terhadap tekanan osmotik suatu larutan. Istilah ini berasal dari fenomena osmosis, dan biasanya digunakan untuk larutan osmotik aktif.

Data yang Diketahui

• NaCl: 3,50 g/L, massa molar = 58,5 g/mol
• NaHCO₃: 2,50 g/L, massa molar = 84 g/mol
• KCl: 1,50 g/L, massa molar = 74,5 g/mol
• Glukosa: 20 g/L, massa molar = 180 g/mol

Osmolaritas adalah total konsentrasi partikel terlarut (mol/L) setelah ionisasi.

Langkah 1: Hitung Jumlah Mol per Liter

$$\begin{aligned} \text{Mol NaCl} &= \frac{3,50}{58,5} \approx 0,059829 \, \text{mol/L} \\ \text{Mol NaHCO₃} &= \frac{2,50}{84} \approx 0,029762 \, \text{mol/L} \\ \text{Mol KCl} &= \frac{1,50}{74,5} \approx 0,020134 \, \text{mol/L} \\ \text{Mol glukosa} &= \frac{20}{180} \approx 0,111111 \, \text{mol/L} \end{aligned}$$

Langkah 2: Hitung Jumlah Partikel

- NaCl: \(\ce{Na+ + Cl-}\), \( i = 2 \):
- NaHCO₃: \(\ce{Na+ + HCO3-}\), \( i = 2 \):
- KCl: \(\ce{K+ + Cl-}\), \( i = 2 \):
- Glukosa: non-elektrolit, \( i = 1 \):

$$\begin{aligned} \text{NaCl} &= 2 \cdot 0,059829 \approx 0,119658 \, \text{osmol/L} \\ \text{NaHCO₃} &= 2 \cdot 0,029762 \approx 0,059524 \, \text{osmol/L} \\ \text{KCl} &= 2 \cdot 0,020134 \approx 0,040268 \, \text{osmol/L} \\ \text{Glukosa} &= 1 \cdot 0,111111 \approx 0,111111 \, \text{osmol/L} \end{aligned}$$

Langkah 3: Hitung Osmolaritas Total

$$\begin{aligned} \text{Osmolaritas} &= 0,119658 + 0,059524 + 0,040268 + 0,111111 \\ &\approx 0,330561 \, \text{osmol/L} \\ &\approx 0,331 \, \text{osmol/L} \, \text{atau} \, 331 \, \text{mosmol/L} \end{aligned}$$

Jawaban Akhir

Osmolaritas larutan rehidrasi WHO adalah 0,331 osmol/L. Boleh juga ditulis 0,311 mol partikel per L.