Contoh Soal Penurunan Titik Beku Kelas 12 Semester 1 dan Jawaban

tirto.id - Penurunan titik beku merupakan salah satu materi yang diajarkan di jenjang SMA kelas 12 semester 1. Lantas, apa yang dimaksud titik beku? Bagaimana contoh soal yang berkaitan dengan materi ini?

Peserta didik kelas 12 memperoleh sejumlah materi, mulai dari cara membuat surat lamaran pekerjaaan, pertumbuhan dan perkembangan, kaidah pencacahan, hingga penurunan titik beku.

Khusus untuk materi penurunan titik beku, bahasan ini diajarkan lewat mata pelajaran Kimia.

Berikut ini keterangan mengenai penurunan titik beku tersebut.

Pengertian dan Rumus Penurunan Titik Beku

Menurut Rananda Vinsiah dalam Fenomena Sifat Koligatif Larutan Kimia Kelas XII (2020, hlm. 19), titik beku merupakan kondisi ketika tekanan uap suatu cairan sama dengan tekanan padatannya. Pada kondisi seperti itu, cairan akan mulai membeku.

Seandainya ada suatu zat terlarut yang dicampurkan ke pelarut murni, akan tercipta larutan baru. Kondisi cairan yang tercampur tersebut akan mengalami penurunan titik beku.

Sebagai misal, terdapat air yang mempunyai titik beku 0°C. Jika ada suatu zat lain yang dilarutkan ke dalamnya, angka titik beku pun akan menurun.

Berikut ini rumus penurunan titik beku tersebut:

∆Tf = Tf Pelarut - Tf Larutan

Keterangan:

∆Tf: penurunan titik beku

Sehubungan dengan itu, penurunan titik beku ini juga berbanding langsung dengan molalitas terlarut yang ada di dalamnya. Berikut ini rumus perbandingannya:

∆Tf = m X Kf

Keterangan:

∆Tf: penurunan titik beku

m: molalitas Larutan

Kf: tetapan penurunan titik beku molal

Contoh Soal Penurunan Titik Beku Kelas 12 dan Jawabannya

Pada dasarnya penurunan titik beku merupakan bagian dari perubahan kimia. Ketika cairan yang membeku ditempelkan pada benda yang punya suhu berbeda, titik bekunya akan menurun.

Untuk memahami materi terkait penurunan titik beku secara lebih dalam, siswa bisa mempelajari beberapa contoh soal di bawah ini:

1. Apa perbedaan titik beku dan penurunan titik beku?

Jawaban:

Titik beku merupakan suhu di mana suatu zat menjadi padat pada tekanan konstan ketika suhu turun. Sementara itu, penurunan titik beku adalah perubahan penurunan suhu titik beku pelarut ketika zat terlarut ditambahkan ke dalamnya.

2. Sebutkan beberapa penerapan sifat koligatif yang mempunyai kaitan dengan penurunan titik beku!

Jawaban:

Contoh penerapan sifat koligatif yang berkaitan dengan penurunan titik beku meliputi:

• Penggunaan garam dapur untuk mencairkan salju
• Penambahan etilena glikol pada radiator mobil
• Pembuatan es krim menggunakan campuran garam dapur

3. Sebanyak 18 gr glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 500 gram air. Jika Kf air = 1,8, maka titik beku larutan tersebut adalah?

Jawaban:

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (18 / 180) x (1000 / 500) x 1.8

ΔTf = 0.1 x 2 x 1.8 = 0.36

Tf = 0°C - ΔTf

Tf = 0°C - 0.36°C

Tf = -0.36°C

4. Ada 8 gram zat A dilarutkan kedalam 200 ml air. Jika diketahui tetapan penurunan titik beku air (Kf) air 1,86 °C/m dan massa molar zat tersebut adalah 40 gr/mol, hitung titik beku larutan!

Jawaban:

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (8 / 40) x (1000 / 200) x 1.86

ΔTf = 0.2 x 5 x 1.86 = 1.86°C

Tf = Tfp - ΔTf

Tf = 0°C - 1.86°C

Tf = -1.86°C

5. 200 gram air terlarut 10 gram urea CO(NH2)2. Jika Mr urea 60 dan Kf air 1,86 °C/m, hitung titik beku larutan urea tersebut!

Jawaban:

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (10 / 60) x (1000 / 200) x 1.86

ΔTf = 0.1667 x 5 x 1.86 = 1.55°C

Tf = Tfp - ΔTf

Tf = 0°C - 1.55°C

Tf = -1.55°C

6. 6 gram urea dilarutkan kedalam 100 gram air, akan terbentuk larutan yang titik bekunya -1,86 °C. Berapa titik beku larutan yang terjadi jika 2,45 gram H3PO4 terlarut dalam 200 gram air? (diketahui derajat ionisasi H3PO4 = 0,4 ; Ar P = 31, O = 16 dan Mr urea = 60).

Jawaban:

Tf H3PO4 = Tfp - (ΔTf x i)

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (2.45 / 98) x (1000 / 200) x (1.86 x 1.4)

ΔTf = 0.025 x 5 x 2.604 = 0.325°C

Tf = Tfp - ΔTf

Tf = -1.86°C + 0.325°C

Tf = -1.535°C

7. Larutan glukosa di dalam air membeku pada suhu -0,18°C. Jika Kf air adalah 1,86 °C/m, hitunglah berapa gram glukosa yang terlarut dalam setiap liter air. (Mr glukosa = 180).

Jawaban:

ΔTf = Tfp - Tfl

ΔTf = 0°C - (-0.18°C)

ΔTf = 0.18°C

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

(gr zat terlarut / 180) x (1000 / 1000) x 1.86 = 0.18

gr zat terlarut = 0.18 x 180 = 32.4 g/L

8. Urea sebanyak 2,4 gram (Mr=60) dilarutkan ke dalam 50 gram air. Jika Kf air=1,86, berapa titik beku larutan?

Jawaban:

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (2.4 / 60) x (1000 / 50) x 1.86 = 1.488°C

Tf = 0°C - 1.488°C

Tf = -1.488 °C

9. Larutan mengandung 2 gram kloroform dengan Mr 119 g/mol dilarutkan ke benzena dengan Kf 5,12 °C/m dan Tf 45°C. Hitung titik bekunya!

Jawaban:

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

ΔTf = (2 / 119) x (1000 / 100) x 5.12 = 0.0862°C

Tf = Tfp - ΔTf

Tf = 45°C - 0.0862°C

Tf = 44.9138 °C

10. Terdapat 3 gram zat A dalam 100 gram air dengan Kf=1,86°C/m yang membeku ketika suhu -0,279°C. Berapa Mr zat A?

Jawaban:

ΔTf = Tfp - Tfl

ΔTf = 0°C - (-0.279°C)

ΔTf = 0.279°C

ΔTf = (gr zat terlarut / Mr) x (1000 / g pelarut) x Kf

0.279 = (3 / Mr) x (1000 / 100) x 1.86

0.279 = 18.86 / Mr

Mr = 18.86 / 0.279

Mr ≈ 67.59 g/mol

Jadi, massa molar (Mr) zat A adalah sekitar 67.59 g/mol.