Halaman
Ari HarnantoRumintenKimia3Untuk SMA/MA Kelas XII
Disusun oleh:Ari HarnantoRumintenEditor:Endang S.W.Setting:Diana S.Layout :Gurdiono, dkk.Ilustrasi :TesaCover:PicxelKimia 3Untuk SMA/MA Kelas XIIii540.7ARIARI Harnanto k Kimia 3 : Untuk SMA/MA Kelas XII / Disusun Oleh Ari Harnanto, Ruminten ;Editor Endang S.W. ; Ilustrasi Tesa. -- Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009. iv, 240 hlm. : ilus ; 25 cm. Bibliografi : hlm. 236 Indeks ISBN 978-979-068-179-8 (No.Jil.Lengkap) ISBN 978-979-068-186-6 1. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Ruminten III. Endang S.WIV. Tesa Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi oleh Undang-undangDiterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan NasionalTahun 2009Diperbanyak oleh .......Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari penerbit SETIA AJI
iiiKata SambutanPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.Jakarta, Februari 2009 Kepala Pusat Perbukuan
ivKata PengantarPerkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuanteknologi dewasa ini merupakan tantangan bagi bangsa Indonesiadalam menghadapi era globalisasi, khususnya bagi para siswadan guru. Oleh karena itu, diharapkan para siswa dan guru lebihgiat dan tekun dalam belajar, salah satunya melalui sumber belajaryaitu buku-buku pelajaran yang relevan dengan perkembanganilmu pengetahuan dan kemajuan teknologi tersebut. Itulahperlunya buku Kimia Jilid 1, 2, dan 3 kami susun.Buku ilmu kimia ini disusun dengan harapan dapatmenjadi pelengkap bagi siswa dan guru dalam melaksanakankegiatan belajar mengajar yang sesuai dengan metode yang terusdikembangkan oleh pemerintah saat ini.Beberapa materi dalam buku ini disajikan dalam bentukpercobaan, hal ini dimaksudkan agar siswa dapat memperolehpengertian yang lebih jelas serta memiliki keterampilan. Istilah-istilah yang digunakan dalam buku ini adalah istilah-istilah yanglazim digunakan dan disesuaikan dengan ketentuan-ketentuandari IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).Selain itu, pada bagian akhir setiap materi pokok bahasan ataubab disertai rangkuman dan uji kompetensi untuk mengetahuisejauh mana materi tersebut dapat dikuasai atau dituntaskan olehsetiap siswa.Kami menyadari bahwa penyusunan buku ini masih perlupenyempurnaan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dansaran dari berbagai pihak demi perbaikan dan penyempurnaanbuku ini.Akhirnya kami mengucapkan terima kasih kepada semuapihak yang telah membantu dalam penyusunan serta terwujudnyabuku ini. Penyusun
DAFTAR ISIvKata Sambutan...........................................................................................................iiiDaftar Isi.............................................................................................................vBab 1Sifat Koligatif Larutan...................................................................................1A. Sifat Koligatif Larutan ............................................................................2B. Perbandingan Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit ...........11Uji Kompetensi .............................................................................................18Bab 2Reaksi Redoks dan Elektrokimia.................................................................25A. Persamaan Reaksi Redoks ..................................................................27B. Reaksi Redoks dalam Sel Elektrokimia ................................................30C. Potensial Sel ........................................................................................33D. Reaksi Redoks Ditinjau dari Harga Potensial Sel .................................39E. Korosi...................................................................................................41F.Elektrolisis ............................................................................................47Uji Kompetensi .............................................................................................56Bab 3Kimia Unsur .................................................................................................63A. Unsur-unsur di Alam .............................................................................64B. Sifat-sifat Unsur....................................................................................68C. Manfaat Unsur dan Senyawanya..........................................................80D. Penetapan Kadar Zat dalam Senyawa..................................................92E. Unsur Radioaktif....................................................................................98Uji Kompetensi.............................................................................................109Bab 4Senyawa Karbon..........................................................................................11 5A. Gugus Fungsi.......................................................................................116B. Benzena dan Turunannya.....................................................................167Uji Kompetensi.............................................................................................187Bab 5Makromolekul (Polimer, Karbohidrat, Protein, dan Lemak) ..........................193A. Polimer.................................................................................................194B. Karbohidrat...........................................................................................205C. Protein ..................................................................................................212D. Lemak dan Minyak ...............................................................................216Uji Kompetensi.............................................................................................225Glosarium....................................................................................................................230Daftar Pustaka .............................................................................................................236Kunci Jawaban............................................................................................................237Lampiran.....................................................................................................................238Indeks.....................................................................................................................240Kata Pengantar............................................................................................................iv
1Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Gambar 1.1 Proses kenaikan titik didihSumber: Jendela Iptek MateriPada pelajaran bab pertama ini, akan dipelajari tentang penurunantekanan uap larutan ('P), kenaikan titik didih ('Tb), penurunan titik beku('Tf), tekanan osmosis (S), dan perbandingan sifat koligatif larutan elektrolitdan nonelektrolit.BAB 1SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
2KIMIA SMA Jilid 3Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tergan-tung pada jumlah partikel zat terlarut dalam larutan, tetapitidak tergantung pada jenis pelarutnya. Berikut akan dibahassifat koligatif larutan yang meliputi penurunan tekanan uap,kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan, dan tekananosmosis.1. Penurunan tekanan uapApabila ke dalam suatu pelarut dilarutkan zat yangtidak mudah menguap, ternyata tekanan uap jenuh la-rutan menjadi lebih rendah daripada tekanan uap jenuhpelarut murni. Dalam hal ini uap jenuh larutan dapat jenuhdianggap hanya mengandung uap zat pelarut, (lihat Gam-bar 1.2). Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murniA. Sifat Koligatif LarutanTujuan Pembelajaran:Setelah melakukan percobaan dan mengamati hasil percobaan diharapkan siswa mampu:zmenafsirkan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih dan penurunan titik bekularutan melalui diagram P – T serta tekanan osmosis;zmengamati penurunan titik beku dan kenaikan titik didih suatu zat cair akibat penam-bahan zat terlarut;zmenemukan hubungan jumlah partikel zat terlarut dengan sifat koligatif larutan elektrolitencer dan nonelektrolit berdasarkan data;zmenyimpulkan perbedaan sifat koligatif larutan elektrolit dengan sifat koligatif larutannonelektrolit.Bab 1Sifat Koligatif Larutan
3Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Adapun bunyi hukum Raoult yang berkaitan de-ngan penurunan tekanan uap adalah sebagai berikut.a. Penurunan tekanan uap jenuh tidak bergantung padajenis zat yang dilarutkan, tetapi tergantung pada jumlahpartikel zat terlarut.b. Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus de-ngan fraksi mol zat yang dilarutkan.Hukum Raoult tersebut dapat dirumuskan sebagaiberikut.' qBPPxKeterangan:'P= penurunan tekanan uap jenuh pelarutxB= fraksi mol zat terlarutP° = tekanan uap pelarut murniBBABnxnnJika larutannya encer, nB << nA, sehingga nA + nB dapatdianggap sama dengan nA, jadi:uuBBr B rBAAArrWnMBW MAxWnWMBMA' qBAnPPnGambar 1.2Tekanan uap jenuh larutan (P)lebih rendah daripada tekananuap jenuh pelarut murni (P°);'P = P° – Pdengan tekanan uap jenuh larutan dise-but penurunan tekanan uap jenuh ('P).Jika tekanan uap jenuh pelarut murni di-nyatakan dengan P° dan tekanan uap je-nuh larutan dengan P, maka 'P = P° – P.Pada tahun 1880-an F.M. Raoult,seorang ahli kimia Prancis, menyatakanbahwa melarutkan zat terlarut mempunyaiefek menurunkan tekanan uap dari pela-rut.Tekananuap jenuhPartikelterlarutPartikel terlarutTekanan pelarut(a) pelarut murni(b) larutan
4KIMIA SMA Jilid 3Dalam larutan terdapat zat terlarut dan pelarut, sehingga:xA + xB = 1xB = 1 – xAJika tekanan uap pelarut dilambangkan P, di manaP < P°, maka:'P = P° – PP° – P = (1 – xA)PA°P° – P = P° – xAP°P = xAP°Keterangan:P= tekanan uap larutanxA= fraksi mol pelarutP° = tekanan uap pelarut murniHukum Raoult telah diuji kebenarannya denganmembandingkan harga P hasil eksperimen dengan P hasilhitungan berdasarkan rumus di atas. Antara hasil eksperi-men dengan hasil hitungan terdapat perbedaan yang kecilkarena kesalahan dalam pengamatan.Contoh soal:1. Manitol sebanyak 18,04 gram dilarutkan dalam100 gram air pada suhu 20 °C. Ternyata tekananuap jenuh larutan adalah 17,227 mmHg. Jika te-kanan uap air jenuh pada suhu itu 17,54 mmHg,hitunglah massa molekul manitol!Keterangan:nB= mol zat terlarutnA= mol zat pelarutWA= massa zat pelarutWB= massa zat terlarutMr A= massa molekul zat pelarutMr B= massa molekul zat terlarut
5Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Jawab:WB= 18,04 gramP = 17,227 mmHgWA= 100 gramP° = 17,54 mmHgMr A=18'P=P° – P= 17,54 – 17,227 = 0,313 mmHg'P=qBrArWMBPWMAMr B=q 'BrAPW MAPWMr B=uuu17,54 18,04 180,313 100= 181,96 (Mr manitol yang sebenarnya 182)2. Fraksi mol larutan urea dalam air adalah 0,2.Tekanan uap jenuh air murni pada suhu 20 °C sebe-sar 17,5 mmHg. Tentukan tekanan uap jenuh larutanpada suhu tertentu!Jawab:xB=0,2P° = 17,5 mmHg'P=P° XB= 17,5 mmHg u 0,2 = 3,5 mmHgP=P° – 'P= 17,5 – 3,5 = 14 mmHg3. Tentukan penurunan tekanan uap jenuh larutan 10%massa glukosa (C6H12O6) dalam air, jika diketahuitekanan uap air pada suhu 25 °C adalah 24 mmHg!Jawab:massa glukosa = u10100100gram = 10 gramkuantitas glukosa = 10180 = 0,555 mol
6KIMIA SMA Jilid 3massa air= 100 – 10 = 90 gram kuantitas air= 9018 = 5 molxB= 0, 0555, 055'P=P° xB = 24 u 0,01 = 0,24 mmHg2. Kenaikan titik didih ('''''Tb) dan penurunan titik beku('''''Tf)Setiap zat cair pada suhu tertentu mempunyai te-kanan uap jenuh tertentu dan mempunyai harga yangtetap. Zat cair akan mendidih dalam keadaan terbuka jikatekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan atmosfer.Pada saat udara mempunyai tekanan 1 atm, air mendidihpada suhu 100°C, tetapi jika dalam zat cair itu dilarutkansuatu zat, maka tekanan uap jenuh air itu akan berkurang.Penurunan tekanan uap jenuh larutan yang lebih rendahdibanding tekanan uap jenuh pelarut murni menyebab-kan titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarutmurni.Gambar 1.3Diagram penurunan tekanan uap, titik beku, dan kenaikan titik didihP760 mmP0P1P2'P1'P2cairpadatair lar. I (0,01 M)lar. II(0,02 M)'1fT'0fT'1fT'2fT'2fT'1bT'2bT2bT2bT2bTTuap
7Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Selisih antara titik didih suatu larutan dengan titikdidih pelarut murni disebut kenaikan titik didih larutan('Tb).' larutan pelarut murnibbbTTTBerdasarkan gambar di atas, dapat dilihat bahwatekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uappelarut murni. Hal ini menyebabkan penurunan titik bekularutan lebih rendah dibandingkan dengan penurunan titikbeku pelarut murni. Selisih temperatur titik beku larutandengan titik beku pelarut murni disebut penurunan titikbeku ('Tf).' pelarut murni larutanfffTTTMenurut Hukum Backman dan Raoult bahwa pe-nurunan titik beku dan kenaikan titik didih berbandinglangsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya.Hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.' ubfTmK' uffTmKKeterangan:'Tb= kenaikan titik didihKb= tetapan kenaikan titik didih molal'Tf= penurunan titik bekuKf= tetapan titik beku molalm= molalitasSyarat Hukum Backman dan Raoult adalah sebagaiberikut.a. Rumus di atas berlaku untuk larutan nonelektrolit.b.'Tb tidak berlaku untuk larutan yang mudah menguap.c. Hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer, padalarutan yang pekat terdapat penyimpangan.
8KIMIA SMA Jilid 3Contoh soal: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)Jawab:a.'Tb=muKb=uu301.000gramgram 0,52 °C/m60500= 0,5 gram u 2 gram u 0,52 °C/m= 0,52 °CTitik didih larutan = 100 °C + 0,52 °C =100,52 °C.'Tb=muKb=uu301.000gramgram 1,86 °C/m60500= 0,5 gram u 2 gram u 1,86 °C/m= 1,86 °CTitik beku larutan = 0 °C – 1,86 °C = –1,86 °C.b.'Tb=muKb=uu181.000gramgram 0,52 °C/m18010= 0,1 gram u 100 gram u 0,52 °C/m= 0,52 °CTitik didih larutan = 100 °C + 5,2 °C = 105,2 °C.'Tf=muKf=uu181.000gramgram 1,86 °C/m18010= 0,1 gram u 100 gram u 1,86 °C/m= 10 gram u 1,86 °C= 18,6 °CTitik beku larutan = 0 °C – 18,6 °C = –18,6 °C.
9Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 32. Titik beku larutan 64 gram naftalena dalam 100 grambenzena adalah 2,91 °C. Jika titik beku benzena 5,46°C dan tetapan titik beku molal benzena 5,1 °C, makatentukan massa molekul relatif naftalena!Jawab:'Tf=muKf'Tf=uumassa benzena 1.000frKMp'Tf= 5,46 °C – 2,91 °C = 2,55 °C2,55 =uu6,41.000gramgram 5,1 °C100rMMr=uuu6, 4 1.000 5,1 °C2,55 100Mr=u6.400 5,1 °C255= 1283. Berapa berat gula yang harus dilarutkan untuk me-naikkan titik didih 250 mL air menjadi 100,1°C padatekanan 1 atm, jika Mr gula = 342 dan Kb = 0,5 °C/m?Jawab:'Tb=uumassa gula 1.000brKMp'Tb= 100,1°C – 100°C=0,1°C0,1=uuqmassa gula 1.000mL 0,5 C/m3422500,1 °C =uumassa gula4 mL 0,5 °C/m3420,1 °C =umassa gula23420,1 °C u 342 = massa gula u 2massa gula = 34,22= 17,1 gramJadi, berat gula adalah 17,1 gram.
10KIMIA SMA Jilid 33. Tekanan osmosis larutanOsmosis adalah peristiwa mengalirnya molekul-molekul pelarut ke dalam larutan secara spontan melaluiselaput semipermeabel, atau peristiwa mengalirnya mole-kul-molekul zat pelarut dari larutan yang lebih encer kelarutan yang lebih pekat. Proses osmosis terdapat kecen-derungan untuk menyetimbangkan konsentrasi antaradua larutan yang saling berhubungan melalui membran.Perhatikan peristiwa osmosis pada gambar 1.4!Gambar 1.4 tersebut menunjukkan osmometer yang diisilarutan gula, kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimiayang berisi air, ternyata permukaan larutan gula padaosmometer naik. Akan tetapi, jika di atas torak diberi bebantertentu, maka aliran air ke dalam osmometer dapat di-cegah.Gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakanzat pelarut yang mengalir melalui selaput semipermeabelke dalam larutan disebut tekanan osmosis larutan. Hu-bungan tekanan osmosis dengan kemolaran larutan olehVan’t Hoff dapat dirumuskan sebagai berikut.S = MRTKeterangan:S= tekanan osmosis (atm)M= molaritas (mol/liter)T= suhu mutlak (K)R= ketetapan gas (0,082) L.atm.mol–1K–1Hukum Van’t Hoff ini hanya berlaku pada larutan non-elektrolit.Contoh soal:1. Tentukan tekanan osmosis larutan C12H22 O110,01 M pada suhu 25 °C?Gambar 1.4Peristiwa osmosisKeterangan:A = larutan gulaB = selaput semipermeabelC = airGambar 1.5Pengimbangan tekananosmosisKeterangan:A = larutan gulaB = selaput semipermeabelC = airABCCABTo r a kBatu timbangan
11Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Jawab:S=MRT= 0,01 u 0,082 u 298 = 0,24 atm2. Satu liter larutan mengandung 45 gram zat X. Padasuhu 27 °C, larutan tersebut mempunyai tekanan os-mosis 3,24 atm. Tentukan massa molekul relatif zattersebut!Jawab:S=MRT =gram/literrMRT3,24 =gram/literrM 0,082 L.atm.mol–1K–1u 300 L3,24 =uu1145gram 0,082 L.atm.mol K300 KrMMr=uu45 0,082 3003, 24 = 341,66B. Perbandingan Sifat Koligatif LarutanElektrolit dan NonelektrolitPada bagian depan telah kita bahas sifat koligatifzat-zat nonelektrolit. Bagaimana dengan zat-zat elektrolit?Penurunan tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikantitik didih, dan tekanan osmosis, tergantung pada banyak-nya partikel yang terdapat dalam larutan. Zat elektrolitjika dilarutkan akan terionisasi menjadi ion-ion yang meru-pakan partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menye-babkan jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolitlebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Misalnya,larutan nonelektrolit C6H12O6, jika dimasukkan ke dalamair menghasilkan 1 mol partikel, sehingga larutan C6H12O6
12KIMIA SMA Jilid 31 M akan membeku pada suhu 1,86 °C di bawah titik bekuair murni, sedangkan 1 mol larutan elektrolit NaCl me-ngandung 2 mol partikel, yaitu 1 mol Na+ dan 1 mol Cl–.Larutan NaCl 1 M sebenarnya mengandung 1 mol partikelper 1.000 gram air, secara teoretis akan menurunkan titikbeku 2 u 1,86 °C = 3,72 °C. Sedangkan larutan CaCl21 M mempunyai 3 mol ion per 1.000 g air, secara teoretisakan menurunkan titik beku tiga kali lebih besar diban-dingkan larutan C6H12O6 1 M.Contoh:C6H12O6(s) C6H12O6(aq) 1 mol 1 molJumlah partikelnya 1 u 6,02 u 1023 molekul.NaCl(s)Na+(aq) + Cl–(aq) 1 mol1 mol 1 molJumlah partikelnya 2 u 6,02 u 1023 (ion Na+ dan Cl–).CaCl2(s)Ca2+(aq) + 2 Cl–(aq) 1 mol 1 mol 2 molJumlah partikelnya 3 u 6,02 u 1023 partikel (ion Ca2+ danion Cl–).Banyak ion yang dihasilkan dari zat elektrolit ter-gantung pada derajat ionisasinya (D). Larutan elektrolitkuat mempunyai derajat ionisasi lebih besar daripadalarutan elektrolit lemah, yaitu mendekati satu untuk larutanelektrolit kuat dan mendekati nol untuk larutan elektrolitlemah. Derajat ionisasi dirumuskan sebagai berikut.Djumlah molekul zat yang teruraijumlah molekul mula-mulaMisalnya A terurai menjadi n ion-ion B.A mula-mula= a molB yang terbentuk = na molA yang terurai= na molA yang tersisa= (a – aD) AnBa molna mol
13Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 3Jumlah partikel dalam larutan setelah terurai:A sisa + B yang terbentuk(a – aD) + (naD) = a (1 + (n – 1)D)Dapat disimpulkan bahwa perbandingan jumlah molatau jumlah partikel setelah ionisasi dengan keadaansemula adalahD D(1 (1) )1( 1) annaMenurut Van’t Hoff, i = 1 + (n – 1)Djumlah partikel yang diukurjumlah partikel yang diperkirakaniSifat koligatif larutan elektrolit adalah sebagai berikut.1. Kenaikan titik didih^`' u D1 (1) bbTKmn2. Penurunan titik beku^`' u D1 (1) ffTKmnKeterangan:n= jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satumolekul zat elektrolitD= derajat ionisasi zat elektrolit3. Tekanan osmosisDS = {1 (1) }MRTnatauDSuumol = {1 (1) }literRTnHal-hal yang perlu diperhatikan berhubungan de-ngan larutan elektrolit antara lain:
14KIMIA SMA Jilid 31. a. Elektrolit yang menghasilkan dua ion (n = 2), yaituCH3COOH, HCl, NaOH, NaCl.b. Elektrolit yang menghasilkan tiga ion (n = 3), yaituCa(OH)2, H2SO4, Na2CO3.c. Elektrolit yang menghasilkan empat ion yaitu FeCl3,AlCl3.2. Makin banyak ion yang dihasilkan dari larutan elek-trolit, makin besar pula harga 'Tb dan 'Tf.3. Besarnya harga D menunjukkan kuatnya larutan elek-trolit. Makin besar harga D, makin besar pula harga'Tb dan 'Tf.4. Larutan elektrolit kuat mempunyai D = 1.'Tb=Kbumu n'Tf=KfumunS=MuRuTun5. Pada elektrolit biner berlaku:'Tb=Kbumu (1 + D)'Tf=Kfumu (1 + D)S=MuRuTu (1 + D) Contoh soal:1. Suatu larutan elektrolit biner 0,05 mol dalam 100 gramair mempunyai D = 23. Jika Kf = 1,86 °C/m, tentukanpenurunan titik beku larutan tersebut!Jawab:'Tf=Kfumu (1 + 23)= 1,86 °C/m u 0,05 mol u1.000100u (1 + 23)= 1,86 °C/m u 0,5 u53'Tf= 1,55 °C
15Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 32. Tetapan kenaikan titik didih molal air adalah 0,5 °C/m.Jika 1 mol H2SO4 dilarutkan dalam 100 gram air dandipanaskan, tentukan kenaikan titik didih dan titik didihlarutan tersebut!Jawab:'Tb =Kbumun0,5 u 1 u 3'Tb=1,5 °CTitik didih larutan = 100 °C + 1,5 °C = 101,5 °C.3. Tentukan tekanan osmosis 29,25 gram NaCl dalam2 liter larutan yang diukur pada suhu 27 °C!(Mr NaCl = 58,5, R = 0,082 L.atm.mol–1K–1)Jawab:S=MuRuTun=uuu29,25 / 58,50,082 300 22= 0,25 u 0,082 u 600S= 12,3 atm1. Empat sifat koligatif larutan:a. penurunan tekanan uap jenuh ('P),b. kenaikan titik didih ('Tb),c. penurunan titik beku ('Tf), dand. tekanan osmosis (S).2. Isi Hukum Raoult adalah sebagai berikut.a. Penurunan tekanan uap jenuh tidak tergantung pada jenis zat yang dila-rutkan, tetapi hanya tergantung pada jumlah mol zat yang terlarut.
16KIMIA SMA Jilid 3b. Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi mol zat yangdilarutkan.Hukum Raoult dirumuskan sebagai berikut.'P = P° xBP = xAP°Keterangan:P= tekanan uap jenuh larutanP° = tekanan uap jenuh terlarutXA= fraksi mol pelarutXB= fraksi mol zat terlarut'P= penurunan tekanan uap jenuh larutan3. Kenaikan titik didih larutan ('Tb), menurut Raoult dirumuskan sebagai berikut.'Tb = Tb larutan – Tb pelarut murni'Tb = muKbKeterangan:'Tb= kenaikan titik didih larutanKb= tetapan kenaikan titik didih molal4. Penurunan titik beku larutan ('Tf), menurut Raoult dirumuskan sebagai berikut.'Tf = Tf pelarut larutan – Tf murni'Tf = muKfKeterangan:'Tb= penurunan titik beku larutanKb= tetapan penurunan titik beku larutan molal
17Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 35. Tekanan osmosis larutan (S), menurut Van’t Hoff dirumuskan sebagai berikut.S = MRTKeterangan:S= tekanan osmosis (atm)M= konsentrasi larutan (mol/liter) atau molaritasT= suhu mutlak (K)R= tetapan gas (0,082) liter.atm.mol–1 K–16. Tekanan osmosis adalah gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakanzat pelarut yang mengalir melalui selaput semipermeabel ke dalam larutan.7. Osmosis adalah peristiwa mengalirnya molekul-molekul zat pelarut dari larutanyang lebih encer ke larutan yang lebih pekat melalui membran semipermeabel.8. Jumlah ion-ion yang terbentuk tergantung pada derajat ionisasinya (D).Djumlah mol zat yang terurai = jumlah mol mula-mula9. Sifat-sifat koligatif larutan elektrolit adalah sebagai berikut.a. Kenaikan titik didih'Tb = Kbum {1 + (n – 1) D}b. Penurunan titik beku'Tf = Kfum {1 + (n – 1) D}Keterangan:n= jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satu molekul zat elektrolitD= derajat ionisasi zat elektrolit
18KIMIA SMA Jilid 3A. Berilah tanda silang (X) pada huruf A, B, C, D, atau Edi depan jawaban yang tepat!1. Sebanyak 17,1 gram gula tebu, C12H22O11 dilarutkandalam 500 cm3 air. Bila Ar C = 12; O = 16; dan H = 1,maka kemolaran dari larutan gula tersebut adalah ....A. 0,05 mD. 0,5 mB. 0,01 mE. 0,2 mC. 0,1 m2. Sepuluh gram urea CO(NH2)2 dilarutkan dalam 90 mLair. Bila tekanan uap jenuh air pada suhu 25 °C adalah62 cmHg, maka tekanan uap larutan urea tersebut adalah....A. 2 cmHgD. 60 cmHgB. 30 cmHgE. 64 cmHgC. 31 cmHg3. Dua puluh gram zat X (nonelektrolit) dilarutkan dalam360 ml air, ternyata tekanan uapnya sebesar 40 cmHg.Bila tekanan uap air pada suhu tersebut 40,2 cmHg,maka massa rumus zat X tersebut adalah ....A. 60D. 240B. 120E. 342C. 2004. Zat berikut yang memiliki titik beku larutan paling rendahadalah ....A. C12H22O11 0,5 MD. NaCl 0,3 MB. Cu(NO3)2 0,2 ME. KCl 0,2 MC. CO(NH2)2 0,8 M
19Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 35. Agar 500 gram air tidak membeku pada suhu –5,4 °C(Kf = 1,8 °C/m), maka paling sedikit ditambahkan NaClsebanyak ....A. 14,6 gramD. 58,5 gramB. 29,3 gramE. 87,8 gramC. 43,9 gram6. Larutan berikut yang isotonik dengan larutan yangmengandung 6 gram urea (Mr = 60) dalam 500 ml la-rutan adalah ....A. C6H12O6 0,1 MD. C12H22O11 0,1 MB. NaCl 0,1 ME. CH3COOH 0,1 MC. BaCl2 0,1 M7. Fraksi mol larutan urea dalam air = 0,4. Tekanan uapjenuh air pada suhu 20 °C sebesar 18 mmHg. Tekananuap jenuh larutan pada suhu itu adalah ....A. 7,2 mmHgD. 25,2 mmHgB. 10,8 mmHgE. 36 mmHgC. 18,4 mmHg8. Zat X sebanyak 15 gram dilarutkan dalam 90 gram air.Larutan ini mempunyai tekanan uap jenuh 28,85 mmHg.Pada suhu yang sama, air murni mempunyai tekananuap jenuh 30 mmHg. Massa molekul relatif (Mr) dari zatX adalah ....A. 30D. 90B. 60E. 150C. 759. Urea {CO(NH2)2} yang massanya 15 gram dilarutkandalam 250 gram air (Ar H = 1, C = 12, O = 16, dan N =14). Bila tetapan penurunan titik beku molal air (Kb) =1,86 °C/m, maka titik beku larutan tersebut adalah ....A. 0,23 °CD. –0,46 °CB. 0,46 °CE. –1,86 °CC. –0,32 °C
20KIMIA SMA Jilid 310. Data percobaan penurunan titik beku.Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwapenurunan titik beku tergantung pada ....A. jenis zat terlarutB. konsentrasi molalC. jenis pelarutD. jenis partikel zat pelarutE. jumlah partikel zat terlarut11. Jika 5 gram dari masing-masing zat di bawah ini dila-rutkan dalam 1 kg air, zat yang akan memberikan larutandengan titik beku paling rendah adalah ....(Ar C = 12; O = 16; H = 1)A. metanol (CH3OH)D. glukosa (C6H12O6)B. etanol (C2H5OH)E. sukrosa (C12H22O11)C. gliserol (C3H6O3)12. Larutan yang mempunyai tekanan osmosis paling tinggiadalah ....A. C2H5OH 0,01 MD. BaSO4 0,01 MB. Na2SO4 0,01 ME. K3PO4 0,01 MC. NaCl 0,01 M13. Berikut ini larutan yang diharapkan mempunyai titik didihpaling tinggi adalah ....A. CO(NH2)2 0,6 MD. Ba(NO3)2 0,3 MB. NaCl 0,4 ME. K2SO4 0,2 MC. C6H12O6 0,8 MLarutanKonsentrasi(m)Titik beku(°C)NaClNaClCO(NH2)2CO(NH2)2C6H12O60,10,20,10,20,1–0,3720,744–0,186–0,372–0,186
21Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 314. Tekanan uap air jenuh pada suhu 29 °C adalah30 mmHg. Pada suhu yang sama, tekanan uap jenuhlarutan 30 gram urea (Mr = 60) dalam 81 gram air (Mr =18) adalah ....A. 3 mmHgD. 33 mmHgB. 6 mmHgE. 27 mmHgC. 24 mmHg15. Glikol (Mr = 62) digunakan sebagai antibeku dalam airpendingin radiator kendaraan bermotor daerah beriklimdingin. Supaya cairan pendingin tidak membeku pada–10 °C, maka ke dalam 1 liter air harus ditambahkan gli-kol setidaknya sebanyak ... (Kf air = 1,8).A. 690 gramD. 115 gramB. 344 gramE. 86 gramC. 172,5 gram16. Suatu pelarut murni mempunyai ....A. titik beku lebih rendah daripada larutannyaB. titik didih lebih tinggi daripada larutannyaC. tekanan uap jenuh lebih tinggi daripada larutannyaD. tekanan osmotik lebih besar daripada larutannyaE. perbedaan 100 °C antara titik beku dan titik didih17. Di antara larutan berikut ini pada konsentrasi yang sama,yang mempunyai titik didih paling tinggi adalah ....A. ureaB. natrium kloridaC. asam cukaD. gulaE. kalsium klorida18. Kelarutan CaCl2 dalam air pada 0 °C sekitar 5,4 molal.Jika Kf = 1,86 °C/m, maka penurunan titik beku larutanCaCl2 0,54 molal adalah ....A. 1,0 °CD. 3,0 °CB. 2,0 °CE. 5,0 °CC. 2,7 °C
22KIMIA SMA Jilid 319. Tiga gram zat nonelektrolit dalam 250 gram air mempu-nyai penurunan titik beku setengah dari penurunan titikbeku 5,85 gram garam dapur (Mr = 58,5) dalam 500gram air. Maka massa molekul relatif dari zat nonelektrolitadalah ....A. 45D. 120B. 60E. 342C. 7620. Pada pembuatan sirop, kekentalan diukur dengan meng-amati titik didihnya. Penelitian menunjukkan bahwa siropyang baik harus mendidih pada suhu 104 °C (Kb air =0,5 °C/m). Jika sirop itu memakai gula pentosa (Mr =150), maka konsentrasi gula dalam sirop adalah ....A. 30%D. 54,5%B. 45%E. 60%C. 50%21. Suatu larutan urea dalam air mempunyai penurunan titikbeku 0,372 °C. Bila Kf air = 1,86 °C/m dan Kb = 0,52°C/m, maka kenaikan titik didih larutan urea tersebutadalah ....A. 0,026 °CD. 1,04 °CB. 0,104 °CE. 2,6 °CC. 0,892 °C22.Pada diagram PT fase H2O di atas, yang merupakandaerah perubahan titik didih adalah ....A. A–BD. G–HB. B–CE. I–JC. D–EPpadatD ABcairgasEG H I J T(°C)C F
23Sifat Koligatif Larutan SMA Jilid 323. Diagram berikut ini adalah corong listel dengan dindingsemipermeabel yang memisahkan dua larutan kanji yangberbeda konsentrasinya.Sebelum mencapai keseimbangan, aliran molekul-mo-lekul melalui dinding semipermeabel adalah ....A. molekul air bergerak dari larutan X ke larutan YB. molekul air bergerak dari larutan Y ke larutan XC. molekul kanji bergerak dari larutan X ke larutan YD. molekul kanji bergerak dari larutan Y ke larutan XE. tidak terjadi perpindahan molekul24. Tiga gram zat X yang dilarutkan dalam 100 gram benzenamenghasilkan kenaikan titik didih sebesar 0,54 °C. Biladiketahui kenaikan titik didih molal benzena = 2,7 °C,maka massa molekul relatif (Mr) dari zat X adalah ....A. 15B. 30C. 60D. 120E. 15025. Larutan yang mengandung 20 gram zat nonelektrolitdalam 1 liter air (lair = 1 g/ml) ternyata mendidih padasuhu 100,052 °C. Bila Kb = 0,52 °C/m, maka Mr zat non-elektrolit tersebut adalah ....A. 20B. 40C. 60D. 180E. 200corong listellarutan kanji 2% (X)larutan kanji 5% (Y)dinding semipermeabel
24KIMIA SMA Jilid 31. Ke dalam 250 gram air ditambahkan 11,7 gram garamdapur (Ar Na = 23 dan Cl = 35,5), Kf = 1,86 °C/m; danKb = 0,52 °C/m. Tentukan:a. titik didih larutan;b. titik beku larutan!2. Suatu senyawa (C, H, dan O) yang massanya 6,0 gramsetelah dianalisis mengandung 2,4 gram karbon,0,4 gram hidrogen, dan sisanya oksigen. Larutan 9 gramsenyawa itu dengan 100 gram air membeku pada suhu–0,93 °C/m. Bila Kb = 1,86 °C dan Ar C = 12; H = 1; danO = 16, maka tentukan rumus molekul dari senyawatersebut!3. Sebanyak 11,7 gram NaCl dan 34,2 gram zat nonelektrolitdilarutkan dalam 500 gram air. Ternyata larutan mem-beku pada suhu –1,86 °C/m. Bila Kb= 1,86 °C/m;Ar Na = 23 dan Cl = 35,5, maka tentukan massa rumusdari zat nonelektrolit tersebut!4. Penurunan titik beku dari 19,6 gram asam sulfat dalam2 liter air ternyata besarnya 2,9 kali dari 3 gram ureayang terlarut dalam 500 ml air (Kb = 1,86 °C/m). Bera-pa persen derajat ionisasi dari asam sulfat tersebut(Ar H = 1; S = 32; O = 16; C = 12; dan N = 14)?5. Tekanan osmosis darah manusia pada suhu 37 °C ada-lah 7,7 atm. Berapa gram NaCl harus dilarutkan dalam1 liter larutan sehingga pada suhu 37 °C isotonik dengandarah manusia?B. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan singkat dantepat!