Kunci Jawaban Intan Pariwara Kelas 12 Kimia Edisi Terbaru PDF

Preview

Summary

Kimia Kelas XII i 1. Peserta didik mampu menjelaskan penyebab adanya fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik dengan tepat setelah melakukan kegiatan membaca dan diskusi. 2. Peserta didik mampu membedakan sifat kolig...

Description

Kimia Kelas XII

i

1. Peserta didik mampu menjelaskan penyebab adanya fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik dengan tepat setelah melakukan kegiatan membaca dan diskusi. 2. Peserta didik mampu membedakan sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit dengan tepat setelah melakukan kegiatan membaca dan diskusi. 3. Peserta didik mampu menyajikan hasil analisis data untuk menentukan derajat ionisasi senyawa dengan benar setelah melakukan kegiatan diskusi. 4. Peserta didik mampu membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan nonelektrolit berkonsentrasi sama dengan benar setelah melakukan kegiatan percobaan. 5. Peserta didik mampu menyajikan makalah mengenai penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari dengan tepat setelah melakukan kegiatan studi literatur dan diskusi.

Sifat Koligatif Larutan mencakup

Sifat Koligatif dan Satuan Konsentrasi Larutan

Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit

meliputi

meliputi

Sifat Koligatif Larutan

dipengaruhi

Jumlah Zat Terlarut

Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit terdiri atas

Satuan Konsentrasi

Penurunan Tekanan Uap (ΔP) terdiri atas

Penurunan Titik Beku (ΔTf)

Konsentrasi Molar atau Molaritas

Kenaikan Titik Didih (ΔTb)

Konsentrasi Molal atau Kemolalan Fraksi Mol

Tekanan Osmotik (π) Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Persen Massa

dipengaruhi oleh Faktor Van’t Hoff (i) Penerapan Sifat Koligatif dalam Kehidupan Sehari-hari

• • • •

Sifat Koligatif Larutan Fraksi Mol Kemolalan Molaritas

• • • •

Larutan Nonelektrolit Larutan Elektrolit Titik Didih Titik Beku

• • •

Tekanan Uap Tekanan Osmotik Isotonik

Kimia Kelas XII

1

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Ada empat sifat larutan yang dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut. 1) penurunan tekanan uap 2) kenaikan titik didih 3) penurunan titik beku 4) tekanan osmotik Kekentalan zat atau viskositas tidak dipengaruhi oleh jumlah zat terlarut. Namun dipengaruhi oleh tekanan, temperatur, berat molekul, bentuk molekul, dan kekuatan ikatan antarmolekul. 2. Jawaban: e Apabila zat terlarut ditambahkan ke dalam suatu pelarut maka: 1) tekanan uap jenuh pelarut lebih tinggi daripada tekanan uap jenuh larutan; 2) tekanan osmotik pelarut lebih rendah daripada tekanan osmotik larutan; 3) titik didih pelarut lebih rendah daripada titik didih larutan; 4) titik beku pelarut lebih tinggi daripada titik beku larutan. 3. Jawaban: c Diagram P–T tersebut menunjukkan tekanan dan suhu pada saat air (pelarut) dan larutannya berubah wujud. Keterangan pada gambar tersebut sebagai berikut. B–A : garis beku pelarut Titik A atau A′ : titik beku pelarut B–C : garis didih pelarut Titik C atau C′: titik didih pelarut Titik B : titik tripel menunjukkan keseimbangan fase padat-cair-gas pelarut Jika pada suhu 100°C ke dalam pelarut air ditambahkan zat terlarut, akan terjadi penurunan tekanan uap dari C ke H. Titik beku akan bergeser dari A ke D sehingga titik D′ merupakan titik beku larutan. Adapun titik didih akan bergeser dari C ke F sehingga titik F' merupakan titik didih larutan. D–E : garis beku larutan E–F : garis didih larutan Titik E : titik tripel menunjukkan keseimbangan fase padat-cair-gas larutan Jadi, garis C–H menunjukkan penurunan tekanan uap larutan.

2

Sifat Koligatif Larutan

4. Jawaban: d Adanya zat terlarut dalam suatu pelarut menyebabkan kenaikan titik didih. Makin besar jumlah zat terlarut yang ditambahkan, makin besar titik didih larutan tersebut. Jadi, gambar yang memiliki titik didih paling rendah ditunjukkan oleh gambar yang memiliki jumlah partikel zat terlarut paling sedikit yaitu gambar 4). 5. Jawaban: c m

32 mol

m

62, 4 g

= 0,25 mol Mol naftalena (nA) = M = 128 g mol−1 r Mol benzena (nB) = M = 78 g mol−1 = 0,8 mol r Fraksi mol naftalena: 0, 25 mol

nA

0,25

XA = n + n = (0, 25 + 0,8) mol = 1,05 = 0,24 A B Jadi, fraksi mol naftalena adalah 0,24. 6. Jawaban: c molalitas larutan = 2 m massaair = ρair × Vair = 1,0 g mL–1 × 250 mL = 250 g m=

massa NaCl M r NaCl

2m =

×

massa NaCl 58,5 g mol−1

1.000 p

×

1.000 250

2 × 58,5

massa NaCl =

4

kg–1

= 29,3

Jadi, garam natrium klorida yang ditambahkan sebanyak 29,3 gram. 7. Jawaban: a Larutan NaOH 20% berarti dalam larutan tersebut terdapat 20 gram NaOH dan 80 gram air. massa

m = M r =

×

1.000

20 g 40 g mol−1

p

×

1.000 80

kg–1

= 6,25 m Jadi, kemolalan NaOH sebesar 6,25 m.

8. Jawaban: c Massa etilen glikol dan massa air: •

massa etilen glikol

ρetilen glikol = 1,12 g

mL–1

massa vitamin C

% massa vitamin C = massa larutan 2,27% =

volume etilen glikol massa etilen glikol

=

ρair = 1g

mol vitamin C = M vitamin C r

massa

= 0,013 mol

massa air

= 90 mL

×

1.000

1.000

= 62 g mol−1 × 90

9. Jawaban: c Mr glukosa (C6H12O6) = (6 × Ar C) + (12 × Ar H) + (6 × Ar O) = ((6 × 12) + (12 × 1) + (6 × 16)) = 72 + 12 + 96 = 180 g mol–1 ×

4,5 g

0,013 mol

= 100 mL × 1.000 mL L–1 = 0,13 mol L–1 = 0,13 M Jadi, konsentrasi larutan vitamin C tersebut adalah 0,13 M. B . Uraian

kg–1

= 1,67 mol kg–1 = 1,67 m Jadi, molalitas larutan tersebut sebesar 1,67 molal.

massa

mol vitamin C

M = M vitamin C r

p

9,3 g

M= M r

2,31 g

= 176 g mol−1

volume air

Massa air = 1 g mL–1 × 90 mL = 90 g Molalitas larutan: m = M r

× 100%

massa vitamin C

8,3 mL

massa air

mL–1

101,85 g

massa vitamin C = 2,31 g

massa etilen glikol = 1,12 g mL–1 × 8,3 mL = 9,3 g •

massa vitamin C

× 100%

1.000 V 1.000

= 180 g mol−1 × kg–1 250 = 0,025 × 4 = 0,1 M Jadi, konsentrasi larutan sebesar 0,1 M. 10. Jawaban: c massa air = ρair × Vair = 1,0 g mL–1 × 100 mL = 100 g massa larutan = massa air + massa suplemen = (100 + 1,85) g = 101,85 g

1. Proses pencairan salju dengan garam menerapkan prinsip sifat koligatif larutan yaitu penurunan titik beku. Air mempunyai titik beku 0°C. Garam dapur yang ditaburkan pada salju dapat menurunkan titik beku air menjadi di bawah suhu 0°C. Jadi, misalnya garam ditaburkan pada salju yang menumpuk titik beku air turun menjadi –2°C. Akibatnya, salju akan mencair. 2. Berapa kadar urea (CO(NH 2) 2) dalam suatu larutan, jika diketahui fraksi mol urea dalam larutan 0,2 (Mr urea = 60 g mol–1)? Jawaban: Xurea + Xair = 1 0,2 + Xair = 1 Xair = 1 – 0,2 = 0,8 Fraksi mol berbanding lurus terhadap molnya. Sementara itu, mol totalnya berbanding terbalik. Dengan demikian, perbandingan mol urea dan air adalah 0,2 : 0,8. nurea nair

0, 2

1

= 0,8 = 4

Massa urea = 1 mol × 60 g mol–1 = 60 g Massa air = 4 mol × 18 g mol–1 = 72 g Massa larutan = massa urea + massa air = 60 + 72 = 132 g

Kimia Kelas XII

3

massa urea

Mr CH3COOH = (2 × Ar C) + (4 × Ar H) + (2 × Ar O) = ((2 × 12) + (4 × 1) + (2 × 16)) = 24 + 4 + 32 = 60 g mol–1

%urea = massa larutan × 100% 60 g

= 132 g × 100% = 45,45%

massa

Jadi, kadar urea adalah 45,45%.

m = M r

Vasam cuka

Vasam cuka

5 100

Vasam cuka = 10 mL ρasam cuka= 1,05 g cm–3 = 1,05 g mL–1 Massa asam cuka = 10 mL × 1,05 g mL–1 = 10,5 g massa asam cuka

=

10,5 g 60 g mol

×

−1

189,5

M r NaCl

kg–1 = 0,92 m

Jadi, molalitas asam cuka dalam 200 mL cuka dapur sebesar 0,92 m. 4. Asam asetat (CH3COOH) memiliki 21% massa yang terkandung dalam larutan. 21% massa tersebut berarti 21 gram asam asetat dalam 100 gram larutan. Massa asam asetat = 21 g Massa pelarut = 100 – 21 = 79 g

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a ρair = 1 g mL–1 Jika volume air 250 mL, berarti massa air = 250 gram. p = 250 gram Glukosa → larutan nonelektrolit massa

Mol glukosa (nt) = M r massa

90 g

= 180 g mol−1 = 0,5 mol 250 g

Mol air (nP) = M r ΔP = Xt × P°

=

nt

0,5 mol

18 g mol−1

= 13,9 mol

Xt = n + n = (0,5 + 13,9) mol = 0,035 t P ΔP = 0,035 × 14,30 mmHg = 0,5 mmHgˇ Jadi, penurunan tekanan uap larutan sebesar 0,5 mmHg. 4

Sifat Koligatif Larutan

1.000

5. Isotonik tekanan osmotik cairan infus sama dengan tekanan osmotik larutan NaCl. πinfus = πNaCl Minfus R T i = MNaCl R T i Minfus = MNaCl ρ × 10 × % massa

1.000

× massa air

1.000

p

= 60 g mol−1 × = 4,43 molal 79 Jadi, kemolalan asam asetat adalah 4,43 molal.

5% = 200 mL

m = M asam cuka r

1.000

21 g

3. Kadar cuka dapur (v/v) = V cuka dapur

Vasam cuka = 200 mL ×

×

massa NaCl

= M NaCl × r

1.000 V

2,16 g mL−1 × 10 × 9,6 × 10−1 58,5 g mol−1

massa NaCl

1.000

= 58,5 g mol−1 × kg–1 100 massa NaCl

1.000

3,5445 × 10–1 mol L–1 = 58,5 g mol−1 × 100 mL massa NaCl = 2,07 gram Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak 2,07 gram.

2. Jawaban: d Antrasena merupakan senyawa nonelektrolit. ΔTf = m × Kf ⎛ massa

ΔTf = ⎜ ⎝ Mr ⎛

×

1.000 ⎞ ⎟ p ⎠

14,08 g

× Kf

1.000

⎞

−1 ΔTf = ⎜⎜ 178 g mol−1 × 90 kg ⎟ × 5,12°C m–1 ⎠ ⎝

= 4,5°C Tf benzena = 5,5°C ΔTf = Tf pelarut – Tf larutan Tf larutan = Tf benzena – ΔTf = 5,5°C – 4,5°C = 1,0°C Jadi, titik beku larutan (Tf) adalah 1,0°C.

1,3°C = Tb larutan – 100°C

massa zat terlarut

1.000

ΔTb = M r zat terlarut

× massa pelarut × Kb

3,8 g

1.000

0,48°C = 152 g mol−1 × × Kb 200 0,48°C =

3.800 g

30.400 g mol−1 kg 0, 48°C

× Kb

Kb = 0,125 m = 3,84°C m–1 Jadi, tetapan titik didih molal kloroform (Kb) adalah 3,84°C m–1. 4. Jawaban: c Misal: massa urea = x gram massa air = (500 – x) gram ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut = 105,2°C – 100°C = 5,2°C ΔTb = m × Kb 5,2 = 5,2 = 5, 2

⎛ massa urea ⎜ ⎝ M r urea ⎛ x ⎜⎜ −1 ⎝ 60 g mol x

×

1.000 ⎞ ⎟ p ⎠ 1.000

× Kb −1 ⎞

× (500 − x) kg ⎟ × 0,52 ⎠ 1.000

1.000 x 30.000 − 60 x

300.000 – 600x = 1.000x 1.600x = 300.000 x=

300.000 1.600

Jadi, titik didih larutan urea sebesar 101,3°C. 6. Jawaban: b Adanya zat terlarut dalam suatu larutan mengakibatkan titik didih larutan tersebut lebih tinggi daripada titik didih pelarut murninya. Pelarut murni I

1 atm

H

E

= 187,5 g

Massa urea = x = 187,5 g massa urea

Kadar urea= massa larutan × 100% 187,5 g

= 500 g × 100% = 37,5% Jadi, kadar larutan urea 37,5%. 5. Jawaban: d ΔTf = 4,65°C ΔTf = m × Kf 4,65°C = m × 1,86°C m = 2,5 m ΔTb = m × Kb ΔTb = 2,5 m × 0,52°C m–1 = 1,3°C ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut

F

Cair

Larutan urea 0,2 M

L

Padat

Gas

K ΔT 1

ΔT 2

0°C

= 60 g mol−1 × kg–1 0,52 (500 − x) 10 =

Tb larutan = 1,3°C + 100°C = 101,3°C

Tekanan (atm)

3. Jawaban: c ΔTb = m × Kb

Titik beku larutan urea 0,2 M

100°C Titik beku air

Titik didih air

Suhu (°C) Titik didih larutan urea 0,2 M

Jadi, titik didih larutan urea 0,2 M dinyatakan oleh titik F. 7. Jawaban: b Penerapan sifat koligatif larutan yang berhubungan dengan penurunan titik beku air antara lain penggunaan garam dapur untuk mencairkan salju di jalan raya 1) dan penggunaan etilen glikol yang ditambahkan pada radiator mobil 3). Sementara itu, penggunaan obat tetes mata dan penggunaan garam untuk membasmi keong emas merupakan penerapan tekanan osmotik. Adapun pengolahan air tawar dari air laut menggunakan prinsip osmosis balik. 8. Jawaban: b 1) Etanol (C2H5OH) → larutan nonelektrolit Mr C2H5OH = 46 g mol–1 m= =

massa C 2 H 5OH

1

× p M r C 2 H 5OH 10 g

46 g mol

−1

×

1 1

kg–1

= 0,21 molal ΔTb= 0,21 m × 0,52°C m–1 = 0,11°C 2) Metanol (CH3OH) → larutan nonelektrolit Mr CH3OH = 32 g mol–1

Kimia Kelas XII

5

m= =

1

massa CH 3OH M r CH 3OH 10 g

32 g mol

1

×

−1

πhemoglobin =

× p 1

M× R ×T =

kg–1

massa

= 0,31 molal

Mr

ΔTb= 0,31 m × 0,52°C m–1 = 0,16°C 3) Butanol (C4H9OH) → larutan nonelektrolit Mr C4H9OH = 74 g mol–1 m= =

10 g 74 g mol−1

×

1 1

1.000 65 Mr

M r C6 H12O6 10 g 1

180 g mol−1

×

1

× p

192 g mol−1

×

m–1

= 0,028°C

1

1

1

× ×

3,9 78

×

1.000 V

1.000 1.000

3,9

50 78 50 × 78 × 65 3,9

= 65.000

⎛

15,8 g

1.000

⎞

× 1 + (n – 1) 0,5 = 1 mol kg–1 × 0,52°C m–1 × 1 + (n – 1) 0,5

5) Asam sitrat (C6H8O7) → larutan nonelektrolit Mr C6H8O7 = 192 g mol–1 M r C6 H12O7 10 g 1

1 50

×

= 100,78°C – 100°C = 0,78°C = m × Kb × i

1,04°C

massa C6 H12O7

massa

× M 50 r

10. Jawaban: c ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut

kg–1

ΔTb= 0,055 m × 0,52°C

=

M× R ×T

−1 1,04°C = ⎜⎜ 158 g mol−1 × 100 kg ⎟ × 0,52°C m–1 ⎠ ⎝

1

massa C6 H12O6

=

50 1

Jadi, massa molekul relatif (Mr) hemoglobin adalah 65.000 g mol–1.

kg–1

= 0,055 molal

=

1.000

=

Mr =

4) Glukosa (C6H12O6) → larutan nonelektrolit Mr C6H12O6 = 180 g mol–1

m=

×

V

× p M r C 4 H 9OH

ΔTb= 0,13 m × 0,52°C m–1 = 0,067°C

=

Mr

1.000

1

massa C 4 H 9OH

= 0,13 molal

m=

65

×

1 π 50 benzena 1

× p

0,52°C

= 1 + (n – 1) 0,5

2 – 1 = (n – 1) 0,5 1 = 0,5 n – 0,5 0,5 n = 1,5 → n =3 XaYb ⎯→ aXb+ + bYa– nX aYb

aX b+ = koefisien X Y × koefisien X b+ a b

kg–1

0,2 mol =

= 0,052 molal ΔTb= 0,052 m × 0,52°C m–1 = 0,027°C Makin besar kenaikan titik didih larutan, makin tinggi titik didihnya. Dengan demikian, larutan yang memiliki titik didih paling tinggi yaitu metanol (CH3OH).

0,1 mol 1 0, 2 mol

× koefisien X b+

a = 0,1 mol = 2 a+b=n a+b=3 2+b=3 b=3–2=1 Jadi, senyawa XaYb memiliki rumus molekul X2Y.

9. Jawaban: a 1

Tekanan osmotik larutan hemoglobin = tekanan 50 osmotik benzena Massa hemoglobin = 65 gram Volume air = 1 liter Massa benzena = 3,9 gram Volume air = 1 liter Mr benzena = 78 g mol–1 6

Sifat Koligatif Larutan

B . Uraian 1. Po = 31,8 torr = 31,8 mmHg Xp = 0,94 Xt = 1 – Xp = 1 – 0,94 = 0,06 a. ΔP = Xt × Po = 0,06 × 31,8 mmHg = 1,908 mmHg

b.

ΔTf = m × Kf

Mr H2O =18 g mol–1 massa senyawa X

⎛ massa C 2 H5OH

n t = M senyawa X r

4,0°C = ⎜ M C H OH r 2 5 ⎝

21 g

= M senyawa X r massa air = 100 mL × 1 g mL–1 = 100 g 100 g

np =

18 g mol−1 np

= 5,56 mol

Xp = n + n p t

5,56 mol

0,94 = (5,56 mol + n ) t (5,56 mol + nt) =

5,56 mol 0,94

(5,56 mol + nt) = 5,91 mol n t = (5,91 – 5,56) mol = 0,35 mol 21 g X

2. Massa Mg(OH)2 = 17,4 gram ρair = 1 g mL–1, jadi volume air = massa air = 100 gram α = 75% Mr Mg(OH)2 = Ar Mg + (2 × Ar O) + (2 × Ar H) = 24 g mol–1 + (2 × 16 g mol–1) + (2 × 1 g mol–1) = (24 + 32 + 2) g mol–1 = 58 g mol–1 Mg(OH)2 merupakan larutan elektrolit lemah Mg(OH)2(aq) dgf Mg2+(aq) + 2OH–(aq) (n = 3) ΔTf = m × Kf × i

⎛

×

17, 4 g

1.000 ⎞ ⎟ p ⎠

× Kf × (1 + (n – 1)α)

1.000

⎞

−1 = ⎜⎜ 58 g mol−1 × 100 kg ⎟ × 1,86°C kg mol–1 ⎠ ⎝ × (1 + (3 – 1)0,75) = (5,58 × 2,5)°C = 13,95°C Jadi, penurunan titik beku larutan Mg(OH) 2 sebesar 13,95°C.

3. ΔTf = Tf° – Tf larutan = 8,4°C – 4,4°C = 4,0°C

× Kf ⎞

−1 × 150 kg ⎟ × Kf ⎠

−1

4,0°C = 1,45 m × Kf 4,0°C

Kf = 1,45 m = 2,76°C m–1 Jadi, tetapan titik beku molal asam format sebesar 2,76°C m–1. 4. ΔTb = (100,65 – 100)°C = 0,65°C Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam 100 gram larutan: a

a.

massa gula =

b.

massa air = (100 – a) gram

ΔTb = M r

Mr senyawa X = 0,35 mol = 60 g mol–1 Jadi, massa molekul senyawa X adalah 60 g mol–1.

⎛ massa

⎝ 46 g mol

1.000 ⎞ ⎟ P ⎠

1.000

10 g

massa

= 0,35 mol 21 g

= ⎜ M r ⎝

⎛

4,0°C = ⎜⎜

×

×

⎛

× 100 gram = a gram

100

1.000

× Kb

P a

1.000

⎞

−1 0,65°C = ⎜⎜ 342 g mol−1 × (100 − a) kg ⎟ ⎠ ⎝

× 0,52°C m–1 a

0,4275 = (100 − a) 42,75 – 0,4275a = a 1,4275a = 42,75 a = 29,95 ≈ 30 Jadi, kadar gula dalam larutan sebesar 30%. 5. Cairan infus (larutan NaCl) yang digunakan harus isotonik dengan tekanan osmotik darah agar tidak terjadi krenasi dan hemolisis (πNaCl = πdarah). NaCl merupakan larutan elektrolit kuat, α = 1: NaCl(aq) ⎯→ Na+(aq) + Cl–(aq), n = i = 2 T = 37°C = 310 K πdarah = πNaCl πdarah = MNaCl × R × T × i 7,7 atm = M NaCl × 0,082 L atm mol –1 K –1 × 310 K × {1 + (2 – 1)1} MNaCl =

7,7 atm 0,082 L atm mol−1K −1 × 310 K 7,7 atm

= 25, 42 L atm mol−1 = 0,31 mol L–1 Jadi, konsentrasi larutan NaCl yang diperlukan sebesar 0,31 mol L–1. Kimia Kelas XII

7

8

Sifat Koligatif Larutan

Sifat Koligatif Larutan

Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit

Sifat Koligatif Larutan dan Satuan Konsentrasi

Penerapan Sifat Koligatif dalam Kehidupan Sehari-hari

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Si...