);

Contoh soal penurunan tekanan uap dan pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal penurunan tekanan uap Δ dan pembahasannya atau penyelesaiannya. Bila kita mengamati peristiwa penguapan, ketika partikel-partikel zat cair meninggalkan kelompoknya. Bila zat cair disimpan dalam ruang tertutup yang hampa udara, maka sebagian partikel-partikel zat cair akan menguap, sedangkan zat cair yang telah menjadi uap akan kembali menjadi zat cair atau mengembun. Tekanan uap yang ditimbulkan pada saat tercapai kesetimbangan disebut tekanan uap jenuh. Dari data-data eksperimen diketahui bahwa tekanan uap jenuh larutan lebih rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni. Selisih antara tekanan uap pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan disebut penurunan tekanan uap jenuh.

Rumus penurunan tekanan uap

Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan Marie Francois Raoult (1878), didapatkan hasil bahwa melarutkan suatu zat terlarut menyebabkan penurunan tekanan uap larutan. Banyaknya penurunan tekanan uap sama dengan hasil kali fraksi mol terlarut dan tekanan uap pelarut murni, atau dirumuskan dengan:

ΔP = xB PAo

Keterangan:

  • ΔP = penurunan tekanan uap
  • xB = fraksi mol zat terlarut
  • PAo = tekanan uap jenuh pelarut murni

Rumus tekanan uap pelarut PA = xA . PAo
Rumus tekanan uap zat terlarut PB = xB PBo
Rumus tekanan total Ptotal = PA + PB

Rumus penurunan tekanan uap zat elektrolit

Jika zat terlarut membentuk larutan bersifat asam, basa atau garam ternyata rumus penurunan tekanan uap memiliki nilai tidak sama atau lebih besar dari harga yang dihitung menurut perhitungan ideal. Rumus penurunan tekanan uap jenuh zat elektrolit sebagai berikut:

ΔP = xB Po {1 + (n – 1) α}

Keterangan

  • n = jumlah ion
  • α = derajat ionisasi

Contoh soal dan pembahasan

Contoh soal 1

Tekanan uap air pada suhu 25 °C adalah 23,76 mmHg. Jika pada suhu yang sama kedalam 900 mL air ditambahkan Urea (Mr = 60 g/mol) tekanan uap larutan menjadi 22,84 mmHg. Hitunglah penurunan tekanan uap larutan tersebut.

Pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

  • ΔP = Po – P
  • P = 23,76 mmHg – 22,84 mmHg = 0,92 mmHg

Jadi penurunan tekanan uap larutan sebesar 0,92 mmHg.


Contoh soal 2

Hitunglah tekanan uap larutan 2 mol glukosa dalam 50 mol air pada suhu 300 °C jika tekanan uap air murni pada 300 °C adalah 31,80 mmHg.

Pembahasan

Pada soal ini glukosa sebagai zat terlarut dan air sebagai pelarut. Besaran yang diketahui sebagai berikut:

  • nB = 2 mol
  • nA = 50 mol
  • PAo = 31,80 mmHg

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

Fraksi mol sukrosa xB =
nB
nA + nxB

xB =
2
2 + 50
= 0,038
xA + xB = 1 atau xA = 1 – xB = 1 – 0,038 = 0,962
PA = xA . PAo = 0,962 . 31,80 mmHg = 30,59 mmHg

Jadi tekanan uap larutan sebesar 30,59 mmHg.


Contoh soal 3

Hitunglah tekanan uap suatu larutan 3 mol glukosa dalam 900 g air pada suhu 300°C jika tekanan uap air murni pada suhu 100°C adalah 31,8 mmHg

Pembahasan

Glukosa sebagai zat terlarut dan air sebagai pelarut sehingga besaran yang diketahui:

  • nB = 3 mol
  • nA = 900/18 = 50
  • PAo = 31,8 mmHg

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

Fraksi mol glukosa xB =
nB
nA + nxB

xB =
3
3 + 50
= 0,0566
xA + xB = 1 atau xA = 1 – xB = 1 – 0,0566 = 0,9434
PA = xA . PAo = 0,9434 . 31,80 mmHg = 30 mmHg

Jadi tekanan uap larutan glukosa sebesar 30 mmHg.


Contoh soal 4

9 gram larutan nonelektrolit dan 360 gram air dicampur, ternyata tekanan uap jenuhnya 40 mmHg. Jika tekanan uap jenuh air pada suhu yang sama adalah 40,1 mmHg, hitunglah Mr zat tersebut.

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • Massa zat terlarut = 9 gram
  • Massa pelarut = 360 gram
  • PA = 40 mmHg
  • PAo = 40,1 mmHg

Cara menghitung Mr sebagai berikut:

Hitung fraksi mol:
PA = xA . PAo atau 40 mmHg = xA . 40,1 mmHg
xA = 40 / 40,1 = 0,9975
Mol pelarut / air (nA) =
gr
Mr
=
360
18
= 20 mol
Selanjutnya hitung mol zat terlarut (nonelektrolit) dengan rumus fraksi mol:
xA =
nA
nA + nnB
=
20 mol
20 + nB

0,9975 (20 + nB) = 20
19,95 + 0,9975 nB = 20 atau 0,9975 nB = 20 – 19,95 = 0,05
nB =
0,05
0,9975
= 0,05
mol =
massa
Mr

Mr =
massa
mol
=
9 gram
0,05
= 180 gram/mol

Jadi Mr zat nonelektrolit sebesar 180 gram/mol.


Contoh soal 5

Sebanyak 3 gram larutan nonelektrolit dimasukkan kedalam 50 gram eter (Mr = 74 gram / mol). Larutan tersebut memiliki tekanan uap sebesar 426 mmHg. Jika tekanan uap eter murni pada suhu tersebut 442 mmHg, tentukan Mr senyawa nonelektrolit tersebut.

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • Massa zat terlarut = 3 gram
  • Massa pelarut = 50 gram
  • P = 426 mmHg
  • Po = 442 mmHg

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

Hitung fraksi mol:
PA = xA . PAo atau 426 mmHg = xA . 442 mmHg
xA = 426 / 442 = 0,9638
Mol pelarut / eter (nA) =
gr
Mr
=
50
74
= 0,675 mol
Selanjutnya hitung mol zat terlarut (nonelektrolit) dengan rumus fraksi mol:
xA =
nA
nA + nnB
=
0,675 mol
0,675 + nB

0,9638 (0,675 + nB) = 0,675
0,65 + 0,9638 nB = 0,675 atau 0,9638 nB = 0,675 – 0,65 = 0,025
nB =
0,025
0,9638
= 0,025
mol =
massa
Mr

Mr =
massa
mol
=
3 gram
0,025
= 120 gram/mol

Contoh soal 6

Hitung tekanan uap 0,2 mol larutan NaOH dalam 90 gram air jika tekanan uap air pada suhu tertentu sebesar 100 mmHg.

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • mol NaOH = 0,2
  • mol air = 90/18 = 5
  • Po = 100 mmHg
  • jumlah ion (n) = 2
  • α = 1 (elektrolit kuat)

Karena NaOH adalah basa kuat sehingga membentuk larutan elektrolit kuat. Jadi cara menjawab soal ini sebagai berikut:

Fraksi mol NaOH =
mol NaOH
mol NaOH + mol air

x =
0,2
0,2 + 5
= 0,038
ΔP = Po . xb (1 + (n – 1) α) = 100 . 0,038 (1 + (2 – 1) 1) = 7,6 mmHg
ΔP = Po – P
P = Po – ΔP = 100 mmHg – 7,6 mmHg = 93,4 mmHg

Jadi tekanan uap larutan NaOH sebesar 93,4 mmHg.

Daftar pustaka:

  • Rahayu, Iman. Kimia Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Pusat Perbukuan Depertemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.
  • Utami, Budi. Kimia Untuk SMA / MA Kelas XII Program Ilmu Alam. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.

You cannot copy content of this page