Stimulus Kontekstual:

Di laboratorium kimia SMA Negeri 1 Temanggung, seorang siswa  melakukan percobaan untuk mempelajari sifat koligatif larutan. Siswa tersebut melarutkan 18 gram senyawa non-elektrolit Glukosa (C₆H₁₂O₆, Mᵣ = 180 g/mol) ke dalam 200 gram air murni (Mᵣ air = 18 g/mol). Diketahui konstanta kenaikan titik didih molal air (K_b) adalah 0,52 °C/m, konstanta penurunan titik beku molal air (K_f) adalah 1,86 °C/m, dan titik didih air murni pada tekanan 1 atm adalah 100 °C serta titik bekunya 0 °C.

Berikut adalah grafik diagram fasa P–T (Tekanan–Suhu) yang menggambarkan hubungan antara pelarut murni dan larutan non-elektrolit tersebut:

Pertanyaan Soal Uraian:

Berdasarkan stimulus dan grafik diagram fasa P–T di atas:
1. Tentukan nilai titik didih larutan (titik R) dan titik beku larutan (titik S) secara presisi melalui perhitungan numerasi sifat koligatif larutan!
2. Berdasarkan hasil perhitungan numerasi Anda, jelaskan analisis hubungan antara perubahan wujud zat dengan pergeseran titik didih (dari titik Q ke titik R) dan pergeseran titik beku (dari titik P ke titik S) pada grafik tersebut!

―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN LENGKAP

1. Perhitungan Numerasi Titik Didih (Titik R) dan Titik Beku (Titik S):

a. Menghitung Molalitas Larutan (m):

• Massa Glukosa (g) = 18 gram
• Mᵣ Glukosa = 180 g/mol
• Massa Air (P) = 200 gram = 0,2 kg

  m = (Massa / Mᵣ) × (1000 / P)
  m = (18 / 180) × (1000 / 200)
  m = 0,1 mol × 5 = 0,5 molal (m)

b. Menentukan Titik Didih Larutan (Titik R):

• ΔT_b = m × K_b
  ΔT_b = 0,5 m × 0,52 °C/m = 0,26 °C

• Titik Didih Larutan (T_b larutan / Titik R):
  T_b larutan = T_b° air + ΔT_b
  T_b larutan = 100 °C + 0,26 °C = 100,26 °C
  Jadi, titik R pada grafik mewakili suhu 100,26 °C.

c. Menentukan Titik Beku Larutan (Titik S):

• ΔT_f = m × K_f
  ΔT_f = 0,5 m × 1,86 °C/m = 0,93 °C

• Titik Beku Larutan (T_f larutan / Titik S):
  T_f larutan = T_f° air − ΔT_f
  T_f larutan = 0 °C − 0,93 °C = -0,93 °C
  Jadi, titik S pada grafik mewakili suhu -0,93 °C.

2. Analisis Grafik Diagram Fasa P–T (Sifat Koligatif Larutan):

• Penurunan Tekanan Uap (P): Penambahan zat terlarut non-volatile (glukosa) menghalangi molekul air untuk menguap, sehingga tekanan uap larutan menjadi lebih rendah dibandingkan pelarut murni pada suhu yang sama (kurva larutan bergeser ke bawah kurva air murni).
• Kenaikan Titik Didih (Titik Q ke R): Karena tekanan uap larutan lebih rendah, dibutuhkan suhu yang lebih tinggi agar tekanan uap larutan mencapai tekanan atmosfer 1 atm. Akibatnya, titik didih bergeser ke kanan dari Q (100 °C) ke R (100,26 °C).
• Penurunan Titik Beku (Titik P ke S): Penambahan zat terlarut juga mengganggu pembentukan struktur kristal es pelarut, sehingga dibutuhkan suhu yang lebih rendah agar larutan membeku. Akibatnya, titik beku bergeser ke kiri dari P (0 °C) ke S (-0,93 °C).