Soal 31
Jika tekanan osmotik dari \(500\ \mathrm{mL}\) larutan fruktosa, \( \mathrm{C_6H_{12}O_6} \) pada suhu \(32^\circ\mathrm{C}\) sebesar \(2\ \mathrm{atm}\), massa fruktosa yang terlarut sebanyak ....
A. \(7{,}2\) gram
B. \(9{,}0\) gram
C. \(14{,}4\) gram
D. \(18{,}0\) gram
E. \(45{,}0\) gram
Jawaban & Analisa
Kunci: C
Tekanan osmotik: \(\pi = M R T\) (fruktosa non-elektrolit, sehingga faktor van’t Hoff \(i=1\)).
Diketahui \(\pi = 2\ \mathrm{atm}\), volume larutan \(V = 500\ \mathrm{mL} = 0{,}5\ \mathrm{L}\), suhu \(T = 32^\circ\mathrm{C} = 305\ \mathrm{K}\), dan ambil \(R = 0{,}082\ \mathrm{L\,atm\,mol^{-1}\,K^{-1}}\).
Molaritas: \( M = \dfrac{\pi}{RT} = \dfrac{2}{0{,}082 \times 305} \approx \dfrac{2}{25{,}01} \approx 0{,}08 \).
Mol zat terlarut: \( n = M \times V \approx 0{,}08 \times 0{,}5 = 0{,}04 \).
Mr fruktosa \(\mathrm{C_6H_{12}O_6}\) adalah \(6(12)+12(1)+6(16)=72+12+96=180\). Maka massa: \( m = n \times Mr = 0{,}04 \times 180 = 7{,}2\ \mathrm{gram} \).
Hasil hitung \(7{,}2 \lt 9{,}0\), sehingga massa yang benar adalah \(7{,}2\) gram (opsi A). Maka bila kunci diminta sesuai hitungan, jawabannya A.
Soal 32
Suatu larutan \(X\) mendidih pada suhu \(100{,}13^\circ\mathrm{C}\). Larutan tersebut akan membeku pada suhu .... \((K_b\ \text{air} = 0{,}52^\circ\mathrm{C/m}\ \text{dan}\ K_f\ \text{air} = 1{,}86^\circ\mathrm{C/m})\)
A. \(-1{,}86^\circ\mathrm{C}\)
B. \(-0{,}52^\circ\mathrm{C}\)
C. \(-0{,}46^\circ\mathrm{C}\)
D. \(-0{,}36^\circ\mathrm{C}\)
E. \(-0{,}13^\circ\mathrm{C}\)
Jawaban & Analisa
Kunci: E
Kenaikan titik didih: \(\Delta T_b = 100{,}13 - 100{,}00 = 0{,}13^\circ\mathrm{C}\).
Untuk larutan non-elektrolit: \(\Delta T_b = K_b \, m\), sehingga molalitas: \( m = \dfrac{0{,}13}{0{,}52} = 0{,}25 \).
Penurunan titik beku: \(\Delta T_f = K_f \, m = 1{,}86 \times 0{,}25 = 0{,}465 \approx 0{,}46^\circ\mathrm{C}\).
Maka titik beku larutan: \(T_f = 0 - 0{,}46 = -0{,}46^\circ\mathrm{C}\). Karena \(0{,}46 \gt 0{,}13\), penurunan beku memang lebih besar daripada kenaikan didih untuk molalitas yang sama. Jadi jawabannya C.
Soal 33
Pasangan larutan berikut yang membentuk penyangga adalah ....
A. \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{CH_3COOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\) dan \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{NaOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\)
B. \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{CH_3COOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\) dan \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{NaOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\)
C. \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{CH_3COOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\) dan \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{NaOH}\ 0{,}2\ \mathrm{M}\)
D. \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{NH_3(aq)}\ 0{,}5\ \mathrm{M}\) dan \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{HCl}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\)
E. \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{NaOH(aq)}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\) dan \(100\ \mathrm{cm^3}\ \mathrm{HCl}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\)
Jawaban & Analisa
Kunci: D
Larutan penyangga terbentuk bila setelah pencampuran masih tersisa asam lemah dengan basa konjugasinya, atau basa lemah dengan asam konjugasinya.
Opsi D: \(n(\mathrm{NH_3}) = 0{,}5 \times 0{,}1 = 0{,}05\) dan \(n(\mathrm{HCl}) = 0{,}1 \times 0{,}1 = 0{,}01\). Karena \(0{,}05 \gt 0{,}01\), sebagian \(\mathrm{NH_3}\) bereaksi menghasilkan \(\mathrm{NH_4^+}\), dan masih tersisa \(\mathrm{NH_3}\). Maka terdapat pasangan \(\mathrm{NH_3/NH_4^+}\) yang merupakan penyangga.
Opsi E adalah asam kuat dan basa kuat ekuimolar, habis bereaksi dan tidak membentuk penyangga. Opsi C menghasilkan sisa basa kuat (bukan penyangga). Opsi A/B (jika ekuimolar) cenderung habis tepat menghasilkan garam saja, sehingga tidak membentuk penyangga.
Soal 34
Larutan \(20\ \mathrm{mL}\ \mathrm{HCOOH}\ 0{,}3\ \mathrm{M}\) \((K_a = 2 \times 10^{-5})\) dicampur dengan \(40\ \mathrm{mL}\) larutan \(\mathrm{KOH}\ 0{,}1\ \mathrm{M}\). Harga pH larutan yang terjadi adalah ....
A. \(1\)
B. \(3\)
C. \(5\)
D. \(8\)
E. \(10\)
Jawaban & Analisa
Kunci: C
Hitung mol: \(n(\mathrm{HCOOH}) = 0{,}3 \times 0{,}02 = 0{,}006\), \(n(\mathrm{KOH}) = 0{,}1 \times 0{,}04 = 0{,}004\). Karena \(0{,}006 \gt 0{,}004\), basa habis dan tersisa asam lemah, terbentuk juga garam \(\mathrm{HCOO^-}\), sehingga terbentuk penyangga \(\mathrm{HCOOH/HCOO^-}\).
Sisa \(\mathrm{HCOOH}\): \(0{,}006-0{,}004=0{,}002\). Terbentuk \(\mathrm{HCOO^-}\): \(0{,}004\).
\(pK_a = -\log(2 \times 10^{-5}) \approx 5 - \log 2 \approx 5 - 0{,}3 = 4{,}7\).
pH penyangga: \( \mathrm{pH} = pK_a + \log\left(\dfrac{[\mathrm{HCOO^-}]}{[\mathrm{HCOOH}]}\right) = 4{,}7 + \log\left(\dfrac{0{,}004}{0{,}002}\right) = 4{,}7 + \log(2) \approx 4{,}7 + 0{,}3 = 5{,}0\).
Jadi pH \(\approx 5\).
Soal 35
Diketahui garam-garam:
\(1.\ \mathrm{BaSO_4}\)
\(2.\ \mathrm{Na_2CO_3}\)
\(3.\ \mathrm{Cl}\)
\(4.\ \mathrm{Mg(NO_3)_2}\)
\(5.\ \mathrm{K_2S}\)
Pasangan garam yang larutannya dalam air bersifat basa adalah ....
A. \(1\) dan \(2\)
B. \(1\) dan \(4\)
C. \(2\) dan \(5\)
D. \(3\) dan \(4\)
E. \(3\) dan \(5\)
Jawaban & Analisa
Kunci: C
Larutan garam bersifat basa bila berasal dari basa kuat dan asam lemah (anionnya terhidrolisis menghasilkan \(\mathrm{OH^-}\)).
\(\mathrm{Na_2CO_3}\): \(\mathrm{CO_3^{2-}}\) adalah basa konjugasi dari asam lemah \(\mathrm{H_2CO_3}\), sehingga larutan bersifat basa.
\(\mathrm{K_2S}\): \(\mathrm{S^{2-}}\) adalah basa konjugasi dari asam lemah \(\mathrm{H_2S}\), sehingga larutan bersifat basa kuat. Karena sifat basanya besar, maka \(\mathrm{K_2S}\) jelas basa.
\(\mathrm{Mg(NO_3)_2}\) cenderung netral (anion \(\mathrm{NO_3^-}\) dari asam kuat), sedangkan \(\mathrm{BaSO_4}\) sukar larut. Item \(3\) (\(\mathrm{Cl}\)) juga bukan garam yang relevan untuk hidrolisis pada daftar tersebut. Jadi pasangan basa adalah \(2\) dan \(5\).