Bab 1: Perjalanan ke Dunia Larutan: Memahami Sifat Koligatif

Jawaban: A. Larutan pertama memiliki tekanan uap yang lebih rendah dibandingkan larutan kedua, sehingga membeku pada suhu yang lebih rendah. Pembahasan: Penurunan titik beku larutan terjadi karena adanya zat terlarut yang menurunkan tekanan uap larutan. Semakin tinggi konsentrasi zat terlarut (seperti pada larutan pertama), semakin besar penurunan tekanan uap, sehingga larutan membeku pada suhu lebih rendah. Pilihan B salah karena Kf​ adalah sifat khas pelarut, tidak dipengaruhi oleh konsentrasi. Pilihan C salah karena jenis pelarut tidak berubah dalam kedua larutan. Pilihan D dan E salah karena sifat koligatif tidak bergantung pada massa zat atau pelarut, tetapi pada jumlah partikel zat terlarut.

Jawaban: C. -1,12 °C Pembahasan: 1. Hitung mol zat terlarut (urea): Mol urea=massa zat terlarutmassa molar=1860=0,3 mol$\text{Mol urea}$ = \frac{$\text{massa zat terlarut}$}{$\text{massa molar}$} = $\frac{18}{60}$ = 0,3 \, $\text{mol}$ 2. Hitung molalitas larutan (mm): m=mol zat terlarutmassa pelarut (kg)=0,30,200=1,5 mol/kgm = \frac{$\text{mol zat terlarut}$}{$\text{massa pelarut (kg)}$} = $\frac{0,3}{0,200}$ = 1,5 \, $\text{mol/kg}$ 3. Hitung penurunan titik beku (ΔTf$\Delta$ $T_f$): ΔTf=Kf⋅m=1,86⋅1,5=2,79 °C$\Delta$ $T_f$ = $K_f$ $\cdot$ m = 1,86 $\cdot$ 1,5 = 2,79 \, $\text{°C}$ 4. Hitung titik beku larutan (Tf$T_f$): Tf=Tf0−ΔTf=0−2,79=−1,12 °C$T_f$ = $T_f$^0 - $\Delta$ $T_f$ = 0 - 2,79 = -1,12 \, $\text{°C}$

Jawaban: C. -1,12 °C Pembahasan: 1. Hitung mol zat terlarut (urea): $\text{Mol urea}=\frac{\text{massa zat terlarut}}{\text{massa molar}}=\frac{18}{60}=0,3\text{mol}$ 2. Hitung molalitas larutan ($m$): $m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{massa pelarut (kg)}}=\frac{0,3}{0,200}=1,5\text{mol/kg}$ 3. Hitung penurunan titik beku ($\Delta T_f$): $\Delta T_f=K_f\cdot m=1,86\cdot 1,5=2,79°\text{C}$ 4. Hitung titik beku larutan ($T_f$): $T_f=T_f^0-\Delta T_f=0-2,79=-1,12°\text{C}$

Jawaban: C. -2,79 °C Pembahasan: Untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan persamaan penurunan titik beku: $\Delta T_f=K_f\cdot m$ Di mana: - $\Delta T_f$ adalah penurunan titik beku (dalam $°C$), - $K_f$ adalah tetapan penurunan titik beku molal ($1,86°C\cdot \text{kg/mol}$), - $m$ adalah molalitas larutan ($\text{mol zat terlarut}/\text{kg pelarut}$). Langkah-langkah: 1. Menghitung mol urea: $\text{Mol urea}=\frac{\text{massa urea}}{\text{massa molar urea}}=\frac{18\text{gram}}{60\text{g/mol}}=0,3\text{mol}.$ 2. Menghitung molalitas larutan: $m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{massa pelarut (kg)}}=\frac{0,3\text{mol}}{0,2\text{kg}}=1,5\text{mol/kg}.$ 3. Menghitung penurunan titik beku: $\Delta T_f=K_f\cdot m=1,86°C\cdot 1,5\text{mol/kg}=2,79°C.$ 4. Menghitung titik beku larutan: Titik beku larutan adalah: $T_f=T_f^0-\Delta T_f=0°C-2,79°C=-2,79°C.$ Jawaban: Titik beku larutan tersebut adalah -2,79 °C.

Jawaban: C. -2,79 °C Pembahasan: Untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan persamaan penurunan titik beku: $\Delta T_f=K_f\cdot m$ Di mana: - $\Delta T_f$ adalah penurunan titik beku (dalam °C), - $K_f$ adalah tetapan penurunan titik beku molal ($1,86°C\cdot \text{kg/mol}$), - $m$ adalah molalitas larutan ($\text{mol zat terlarut}/\text{kg pelarut}$). Langkah-langkah: 1. Menghitung mol urea: $\text{Mol urea}=\frac{\text{massa urea}}{\text{massa molar urea}}=\frac{18\text{gram}}{60\text{g/mol}}=0,3\text{mol}.$ 2. Menghitung molalitas larutan: $m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{massa pelarut (kg)}}=\frac{0,3\text{mol}}{0,2\text{kg}}=1,5\text{mol/kg}.$ 3. Menghitung penurunan titik beku: $\Delta T_f=K_f\cdot m=1,86°C\cdot 1,5\text{mol/kg}=2,79°C.$ 4. Menghitung titik beku larutan: Titik beku larutan adalah: $T_f=T_f^0-\Delta T_f=0°C-2,79°C=-2,79°C.$ Jawaban: Titik beku larutan tersebut adalah -2,79 °C.

Jawaban: C. -2,79 °C Pembahasan: Untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan persamaan penurunan titik beku: $\Delta T_f=K_f\cdot m$ Di mana: - $\Delta T_f$ adalah penurunan titik beku (dalam °C), - $K_f$ adalah tetapan penurunan titik beku molal (1,86°C·kg/mol), - $m$ adalah molalitas larutan ($\text{mol zat terlarut}/\text{kg pelarut}$). Langkah-langkah: 1. Menghitung mol urea: $\text{Mol urea}=\frac{\text{massa urea}}{\text{massa molar urea}}=\frac{18\text{gram}}{60\text{g/mol}}=0,3\text{mol}.$ 2. Menghitung molalitas larutan: $m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{massa pelarut (kg)}}=\frac{0,3\text{mol}}{0,2\text{kg}}=1,5\text{mol/kg}.$ 3. Menghitung penurunan titik beku: \Delta T_f = K_f \cdot m = 1,86\, ^\circ C \cdot 1,5\;\text{mol/kg} = 2,79\, ^\circ C. 4. Menghitung titik beku larutan: Titik beku larutan adalah: $T_f=T_f^0-\Delta T_f$ = 0°C - 2,79°C = -2,79°C. Jawaban: Titik beku larutan tersebut adalah -2,79 °C.

Jawaban: D. -1,86 °C Pembahasan: 1. Hitung mol zat terlarut (NaCl): Mol NaCl=massa zat terlarutmassa molar=14,658,5=0,25 mol$\text{Mol NaCl}$ = \frac{$\text{massa zat terlarut}$}{$\text{massa molar}$} = $\frac{14,6}{58,5}$ = 0,25 \, $\text{mol}$ 2. Hitung molalitas larutan (mm): m=mol zat terlarutmassa pelarut (kg)=0,250,300=0,833 mol/kg 3. Koreksi ionisasi dengan faktor van’t Hoff (ii): Karena NaCl terionisasi sempurna (i=2i = 2): Molalitas efektif=m⋅i=0,833⋅2=1,666 mol/kg 4. Hitung penurunan titik beku (ΔTf$\Delta$ $T_f$​): ΔTf=Kf⋅molalitas efektif=1,86⋅1,666≈3,1 °C$\Delta$ $T_f$ = $K_f$ $\cdot$ $\text{molalitas efektif}$ = 1,86 $\cdot$ 1,666 $\approx$ 3,1 \, $\text{°C}$ 5. Hitung titik beku larutan (Tf$T_f$): Tf=Tf0−ΔTf=0−3,1=−1,86 °C

Jawaban: D. -1,86 °C Pembahasan: 1. Hitung mol zat terlarut (NaCl): $\text{Mol NaCl}=\frac{\text{massa zat terlarut}}{\text{massa molar}}=\frac{14,6}{58,5}=0,25\text{mol}$ 2. Hitung molalitas larutan ($m$): $m=\frac{\text{mol zat terlarut}}{\text{massa pelarut (kg)}}=\frac{0,25}{0,300}=0,833\text{mol/kg}$ 3. Koreksi ionisasi dengan faktor van’t Hoff ($i$): Karena NaCl terionisasi sempurna ($i=2$): $\text{Molalitas efektif}=m\cdot i=0,833\cdot 2=1,666\text{mol/kg}$ 4. Hitung penurunan titik beku ($\Delta T_f$): \Delta T_f = K_f \cdot \text{molalitas efektif} = 1,86 \cdot 1,666 \approx 3,1 \, ^\circ \text{C}

Jawaban: D. Semua pernyataan benar Pembahasan: • Pernyataan 1 benar karena titik didih didefinisikan sebagai suhu di mana tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer, yang direpresentasikan pada kurva cair-gas. • Pernyataan 2 benar karena penurunan titik beku akibat zat terlarut menyebabkan pergeseran kurva cair-padat ke arah suhu yang lebih rendah. • Pernyataan 3 benar karena titik triple merupakan titik pada diagram P-T di mana ketiga fase zat berada dalam kesetimbangan sempurna. Dengan demikian, semua pernyataan benar.

Jawaban: D. Kurva cair-padat dan cair-gas keduanya bergeser karena penambahan zat terlarut menurunkan tekanan uap larutan. Pembahasan: Penambahan zat terlarut non-volatil menurunkan tekanan uap larutan, yang memengaruhi kurva cair-gas (kenaikan titik didih) dan cair-padat (penurunan titik beku). • Pilihan A salah karena kurva cair-gas tidak bergeser ke atas, tetapi lebih memanjang ke kanan karena peningkatan suhu mendidih. • Pilihan B salah karena pergeseran kurva cair-padat terjadi ke kiri dan ke bawah, bukan hanya ke kiri. • Pilihan C salah karena semua kurva dapat dipengaruhi secara tidak langsung oleh penurunan tekanan uap. • Pilihan E salah karena kurva padat-gas jarang terpengaruh oleh zat terlarut non-volatil.

Jawaban: B. Hanya pernyataan 1 dan 2 yang benar Pembahasan: • Pernyataan 1 benar karena tekanan osmotik (π$\pi$π) sebanding dengan konsentrasi molar zat terlarut sesuai persamaan π=M⋅R⋅T$\pi$ = M $\cdot$ R $\cdot$ Tπ=M⋅R⋅T. • Pernyataan 2 benar karena tekanan osmotik muncul akibat aliran pelarut dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke larutan dengan konsentrasi lebih tinggi melalui membran semipermeabel. • Pernyataan 3 salah karena zat elektrolit, yang menghasilkan lebih banyak partikel setelah ionisasi, memberikan tekanan osmotik lebih besar dibandingkan zat non-elektrolit pada konsentrasi yang sama.

Jawaban: B. Air mengalir menuju larutan garam karena tekanan osmotik larutan lebih besar dibandingkan air murni. Pembahasan: Tekanan osmotik adalah tekanan yang dihasilkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut antara dua larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabel. Dalam eksperimen ini, larutan garam memiliki tekanan osmotik lebih besar karena mengandung zat terlarut. • Pilihan A salah karena tekanan osmotik larutan lebih besar, bukan lebih rendah. • Pilihan C salah karena air mengalir menuju larutan garam untuk menyeimbangkan tekanan osmotik, bukan untuk menyamakan konsentrasi. • Pilihan D salah karena membran semipermeabel hanya memungkinkan pelarut (air) bergerak, bukan zat terlarut. • Pilihan E salah karena larutan memiliki tekanan uap lebih rendah dibandingkan air murni.

Jawaban: B. Hanya pernyataan 1 dan 2 yang benar Pembahasan: • Pernyataan 1 benar karena sifat koligatif seperti penurunan titik beku terjadi akibat tekanan uap larutan lebih rendah dibandingkan pelarut murni. • Pernyataan 2 benar karena ionisasi NaCl menghasilkan lebih banyak partikel (dua ion per molekul), meningkatkan efek sifat koligatif seperti penurunan titik beku. • Pernyataan 3 salah karena suhu lingkungan memengaruhi proses pencairan es. Jika suhu terlalu rendah, larutan garam tidak cukup untuk mencegah pembekuan. Dengan demikian, hanya pernyataan 1 dan 2 yang benar.

Jawaban: B. Larutan Y memiliki jumlah total partikel lebih banyak karena ionisasi NaCl dalam air. Pembahasan: Sifat koligatif larutan hanya bergantung pada jumlah total partikel zat terlarut dalam larutan. NaCl, sebagai elektrolit kuat, terionisasi menjadi Na+$\text{Na}$^+Na+ dan Cl−$\text{Cl}$^-Cl−, menghasilkan dua kali jumlah partikel dibandingkan urea, yang tidak terionisasi. Ini menyebabkan larutan Y memiliki efek sifat koligatif lebih besar. • Pilihan A salah karena massa molar zat tidak memengaruhi sifat koligatif. • Pilihan C salah karena Kb$K_{b}Kb$​ dan Kf$K_{f}Kf$​ hanya bergantung pada pelarut, bukan zat terlarut. • Pilihan D salah karena sifat koligatif bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan pelarut. • Pilihan E salah karena ukuran molekul tidak relevan terhadap sifat koligatif.

Jawaban: B. Larutan Y memiliki jumlah total partikel lebih banyak karena ionisasi NaCl dalam air. Pembahasan: Sifat koligatif larutan hanya bergantung pada jumlah total partikel zat terlarut dalam larutan. NaCl, sebagai elektrolit kuat, terionisasi menjadi ${\text{Na}}^{+}$ dan ${\text{Cl}}^{-}$, menghasilkan dua kali jumlah partikel dibandingkan urea, yang tidak terionisasi. Ini menyebabkan larutan Y memiliki efek sifat koligatif lebih besar. - Pilihan A salah karena massa molar zat tidak memengaruhi sifat koligatif. - Pilihan C salah karena $K_b$ dan $K_f$ hanya bergantung pada pelarut, bukan zat terlarut. - Pilihan D salah karena sifat koligatif bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan pelarut. - Pilihan E salah karena ukuran molekul tidak relevan terhadap sifat koligatif.

Jawaban: C. Garam menurunkan titik beku air, sehingga es mencair pada suhu di bawah 0 °C. Pembahasan: Penurunan titik beku adalah sifat koligatif larutan yang terjadi ketika zat terlarut, seperti garam, ditambahkan ke pelarut murni (air). Ion-ion dari garam mengganggu pembentukan kristal es, sehingga air tetap cair pada suhu yang lebih rendah dari 0 °C. • Pilihan A salah karena garam tidak meningkatkan suhu. • Pilihan B salah karena penguapan tidak relevan dalam situasi ini. • Pilihan D salah karena reaksi antara garam dan air tidak bersifat eksotermis. • Pilihan E salah karena garam tidak membentuk lapisan pelindung.

Jawaban: A. Larutan isotonik memiliki tekanan osmotik yang sama dengan cairan tubuh, sehingga mencegah sel menyerap atau kehilangan air secara berlebihan. Pembahasan: Tekanan osmotik larutan infus yang isotonik mencegah perpindahan air yang berlebihan ke dalam atau keluar dari sel melalui membran semipermeabel. Hal ini menjaga keseimbangan osmotik dan mencegah sel mengalami hemolisis (pecah) atau plasmolisis (penyusutan). • Pilihan B salah karena elektrolit dalam larutan isotonik seimbang, bukan lebih sedikit. • Pilihan C salah karena larutan isotonik tidak meningkatkan tekanan darah secara langsung. • Pilihan D salah karena titik didih tidak relevan dalam larutan infus. • Pilihan E salah karena metabolisme tidak terkait langsung dengan sifat isotonik larutan.

Jawaban: C. Garam menurunkan tekanan uap air, sehingga mengurangi laju penguapan. Pembahasan: Ketika garam ditambahkan ke air, tekanan uap larutan menjadi lebih rendah dibandingkan tekanan uap air murni karena ion-ion garam mengurangi jumlah molekul air di permukaan yang dapat menguap. • Pilihan A salah karena garam menurunkan tekanan uap, bukan meningkatkannya. • Pilihan B salah karena viskositas air tidak signifikan dalam memengaruhi penguapan. • Pilihan D salah karena kenaikan titik didih tidak terkait langsung dengan laju penguapan. • Pilihan E salah karena garam tidak membentuk lapisan pelindung.

Jawaban: B. Larutan etilen glikol menurunkan titik beku dan menaikkan titik didih, sehingga melindungi mesin pada suhu ekstrem. Pembahasan: Larutan etilen glikol adalah solusi yang memanfaatkan sifat koligatif untuk menurunkan titik beku (mencegah pembekuan pada suhu dingin) dan menaikkan titik didih (mencegah penguapan pada suhu panas). Hal ini membuat larutan ini ideal untuk melindungi mesin kendaraan dari suhu ekstrem. • Pilihan A salah karena tekanan uap larutan etilen glikol lebih rendah, bukan lebih tinggi. • Pilihan C salah karena larutan ini memiliki konsentrasi zat terlarut yang cukup tinggi. • Pilihan D salah karena sifat koligatif tidak secara langsung meningkatkan laju perpindahan panas. • Pilihan E salah karena tekanan osmotik tidak relevan dalam konteks sistem pendingin kendaraan.

Jawaban: B. Tekanan tinggi menyebabkan molekul air bergerak melawan gradien konsentrasi melalui membran semipermeabel, meninggalkan garam di sisi lain. Pembahasan: Reverse osmosis bekerja dengan memberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmotik pada larutan garam, memaksa molekul air murni melewati membran semipermeabel, sedangkan ion-ion garam tertinggal. • Pilihan A salah karena membran semipermeabel hanya memungkinkan molekul air lewat, bukan garam. • Pilihan C salah karena tekanan tinggi melawan tekanan osmotik, bukan meningkatkan tekanan osmotik. • Pilihan D salah karena proses ini tidak memanaskan air. • Pilihan E salah karena larutan isotonik tidak terbentuk dalam reverse osmosis.