Soal Latihan : Menghitung Fraksi mol, Molalitas, Molaritas dan persen massa

Ilustrasi : konsentrasi larutan

Dalam larutan, terdapat beberapa sifat zat yang hanya ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut. Oleh karena sifat koligatif larutan ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut, maka sebelum anda mempelajari sifat koligatif larutan, perlu diketahui tentang konsentrasi larutan. 

Konsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut. 

Molaritas (M)

Molaritas adalah banyaknya mol zat yang terlarut dalam 1 liter larutan.

secara matematik dinyatakan :

Molalitas (m)

Molalitas (kemolalan) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg (1000 gram) pelarut

Fraksi mol (x)

Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan berdasarkan mol.

Jumlah fraksi mol dari semua komponen adalah 1. 

Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :

Soal 1 :

Dalam 100 g Urea, CO(NH₂)₂ terdapat fraksi mol urea sebesar 0,05. Jika diketahui Mr urea = 60 g/mold an Mr air = 18 g/mol. Tentukan :

a.      Massa urea dan air

b.      Perbandingan massa urea dan massa air dalam 100 gram larutan

Penyelesaian :

a. Perhatikan yang ditanyakan adalah massa urea (zt) dan massa air (zp)
    Ingat :
    Jika dimisalkan, mol total (n total) = n urea + n air  = 1 mol
                         nt

X urea) = ----------

                 nt + np

               nt

0,05 = --------

             1

n urea (nt) = 0,05 mol

sehingga : n air (np) = n total – n urea

                                 = 1 mol – 0,05 mol

                                 = 0,95 mol

Jadi :

Massa urea = n urea x Mr urea

                   = 0,05 mol x 60 g/mol

                   = 3 gram

Massa air  = n air x Mr air

                 = 0,95 mol x 18 g/mol

                 = 17,1 gram

b. Massa larutan yang diketahui berdasarkan perhitungan,
    massa larutan = massa urea + massa air

                    = 3 gram + 17,1 gram

                    = 20,1 gram

Jadi :
Dalam 100 g Larutan :

                         massa urea

 massa urea = --------------- x 100 %

                       massa larutan

                   = 3 gram / 20,1 gram x 100%

                   = 14,93 gram

                       massa air

massa air = ---------------- x 100 %

                   massa larutan

                = 17,1 gram / 20,1 gram x 100%

                = 85,07 %

Soal 2 :

NaOH merupakan basa kuat yang digunakan sebagai bahan pembuat sabun. Jika terdapat larutan NaOH 2 M sebanyak 200 mL dan diketahui Mr NaOH = 40 g/mol serta massa jenis larutan NaOH = 1,20 g/mL. Tentukan kemolalan Larutan NaOH tersebut

Penyelesaian :

Catatan : Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan atau 1 mmol zat terlarut dalam 1 ml larutan. Satuan molaritas adalah mol/L.

Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut (1 kg pelarut)

Perbedaan dalam memahami persamaan matematis kedua pernyataan konsentrasi diatas adalah pada pernyataan volume larutan dan massa pelarut

Jadi :

mol NaOH = V.NaOH x M.NaOH

                  = 0,2 L x 2 mol/L

                  = 0,4 mol

Massa NaOH = n NaOH x Mr NaOH

                       = 0,4 mol x 40 g/mol

                       = 16 g

Karena yang ditanyakan adalah molalitas, maka volume larutan diketahui perlu dikonversi ke massa larutan terlebih dahulu, dengan menggunakan persamaan :

       Massa (m)

massa jenis  (ρ) = -----------------

                              Volume (v)

massa larutan NaOH = 1,2 g/mL x 200 mL

                                   = 240 gram

Massa air (p) = massa larutan – massa NaOH

                      = 240 gram – 16 gram

                      = 224 gram

Jadi molalitas NaOH = ……?

Molalitas (m) = mol x 1000/p

                       = 0,4 mol x 1000/224

                       = 1,786 molal

Soal 3 :

Jika terdapat larutan NaOH 1,5 molal dan diketahui Mr NaOH = 40 g/mol. Tentukan persen massa larutan NaOH tersebut

Penyelesaian :

Ingat konsentrasi NaOH 1,5 molal artinya dalam 1 kg pelarut (1000 gram) terdapat 1,5 mol zat terlarut (zt = NaOH)

Dengan demikian :

Massa NaOH = mol NaOH x Mr NaOH

                       = 1,5 mol x 40 g/mol

                       = 60 gram

Untuk menghitung persen NaOh dalam larutan, ingat persamaan

                    Massa NaOH

% NaOH = ------------------ x 100%

                    Massa larutan

Massa larutan = massa zat terlarut (zt) + massa zat pelarut (zp)

                       = 60 gram + 1000 gram

                       = 1060 gram

Jadi :

                    Massa NaOH

% NaOH  = ----------------- x 100%

                    Massa larutan

                = 60 / 1060 x 100%

                = 0,0566 x 100%

                = 5,66 %

Selamat belajar sahabat-sahabat pojok kimia, untuk memperkuat pemahaman dan latihan atau uji ketrampilan sains maka coba selesaikan soal-soal berikut :

Soal 1 :

Pupuk Urea CO(NH₂)₂ digunakan sebagai sumber nitrogen untuk tanaman dan dapat diberikan dalam bentuk cair atau padat. jika terdapat 250 mL pupuk urea cair dengan konsentrasi 0,2 M. Tentukan kemolalan larutan urea tersebut (diketahui Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1 serta  ρ larutan urea = 1,1 g/mL)

Soal 2 :

Sirup yang berkualitas baik tidak perlu diberi zat pengawet karena telah mengandung kadar gula sekitar 60%. Jika Mr gula = 342 g/mol dan massa jenis sirup = 1,3 g/mL. Tentukan kemolaran larutan sirup tersebut

Soal 3 :

Larutan glukosa C₆H₁₂O₆ merupakan salah satu larutan yang digunakan sebagai cairan infus. Jika terdapat 500 mL larutan glukosa dengan konsentrasi 0,15 M. Tentukan fraksi mol glukosa tersebut (diketahui   Ar C = 12, O = 16,  H = 1 serta  ρ larutan glukosa = 1,1 g/mL)

Soal 4 :

Gliserin banyak digunakan dalam produk kosmetik seperti pelembab. Jika terdapat 500 g larutan gliserin dalam air dengan fraksi mol gliserin 0,15 dan Mr gliserin = 92 g/mol. Tentukan massa gliserin dan massa air.