Contoh soal kenaikan titik didih merupakan penggalan khasanah keilmuan kimia yang sering mengundang penasaran. Di dunia nyata, fenomena ini hadir dalam berbagai wujud, mulai dari air laut yang mendidih pada suhu lebih tinggi dari air biasa hingga panci presto yang mempercepat waktu memasak dengan memanfaatkan prinsip ini. Melalui soal-soal latihan, kita berkesempatan untuk menyelami lebih dalam mekanisme tersembunyi di balik kenaikan titik didih, mencari kunci-kunci rahasia yang mengendalikan fenomena menakjubkan ini.
Kenaikan Titik Didih Pada Larutan Elektrolit
Ketika zat terlarut ditambahkan ke dalam suatu pelarut, titik didih pelarut tersebut akan naik. Fenomena ini dikenal sebagai kenaikan titik didih. Kenaikan titik didih pada larutan elektrolit terjadi karena partikel-partikel ionik dalam pelarut saling tolak-menolak, sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk memisahkan partikel-partikel tersebut dan menyebabkan pelarut mendidih.
Besar kenaikan titik didih bergantung pada konsentrasi larutan dan sifat zat terlarut. Semakin tinggi konsentrasi larutan, semakin besar kenaikan titik didihnya. Selain itu, zat terlarut yang memiliki muatan ionik lebih besar akan menyebabkan kenaikan titik didih yang lebih besar pula.
Contoh Soal
Suatu larutan yang mengandung 0,1 mol NaCl dalam 1 kg air memiliki kenaikan titik didih sebesar 0,52 °C. Tentukan koefisien van ‘t Hoff untuk NaCl.
Penyelesaian:
- Mencari molalitas larutan:
Molalitas = (mol zat terlarut / kg pelarut)
= 0,1 mol / 1 kg
= 0,1 molal
- Menggunakan rumus kenaikan titik didih:
ΔTb = Kb x m x i
di mana:
-
ΔTb = kenaikan titik didih
-
Kb = konstanta kenaikan titik didih air (0,512 °C/molal)
-
m = molalitas larutan
-
i = koefisien van ‘t Hoff
-
Menginputkan data:
0,52 °C = 0,512 °C/molal x 0,1 molal x i
- Menentukan koefisien van ‘t Hoff:
i = 2
Jadi, koefisien van ‘t Hoff untuk NaCl adalah 2.
Kenaikan Titik Didih Pada Larutan Nonelektrolit
Kenaikan titik didih larutan nonelektrolit adalah kenaikan suhu titik didih pelarut yang terjadi ketika zat nonelektrolit dilarutkan dalam pelarut tersebut. Zat nonelektrolit adalah zat yang tidak dapat terurai menjadi ion dalam larutan, sehingga larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Kenaikan Titik Didih
Kenaikan titik didih larutan nonelektrolit berbanding lurus dengan konsentrasi molal larutan, yang dinyatakan dengan persamaan:
ΔTb = Kb x m
di mana:
- ΔTb adalah kenaikan titik didih (dalam derajat Celsius)
- Kb adalah tetapan kenaikan titik didih molal (dalam derajat Celsius/molal)
- m adalah konsentrasi molal larutan (dalam molal)
Tetapan kenaikan titik didih molal (Kb) adalah sifat yang khas untuk setiap pelarut dan tidak bergantung pada zat terlarut yang ditambahkan. Kb bergantung pada sifat-sifat fisik pelarut, seperti tekanan uap, panas laten penguapan, dan volume molar.
Aplikasi Kenaikan Titik Didih dalam Kehidupan
Kenaikan titik didih memiliki aplikasi yang luas dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam keperluan industri maupun domestik. Salah satu penerapannya adalah dalam industri makanan, khususnya pada pengolahan produk susu seperti susu kental manis dan keju. Proses pengentalan susu dilakukan dengan memanaskannya hingga suhu tinggi sehingga air yang terkandung menguap. Penambahan gula ke dalam susu menyebabkan kenaikan titik didih, sehingga proses pengentalan berlangsung pada suhu yang lebih tinggi dan mencegah susu gosong.
Aplikasi lain dari kenaikan titik didih adalah dalam sistem pendingin kendaraan bermotor. Cairan pendingin (antibeku) mengandung etilen glikol atau propilen glikol yang menyebabkan kenaikan titik didih air. Hal ini memungkinkan kendaraan beroperasi pada suhu tinggi tanpa khawatir mesin menjadi terlalu panas. Antibeku juga berfungsi sebagai pelindung dari karat dan korosi pada sistem pendingin.
Salah satu penerapan yang sangat penting dari kenaikan titik didih adalah pada proses distilasi, yaitu pemisahan cairan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Proses ini digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri kimia, farmasi, dan penyulingan minyak. Pada proses distilasi, cairan campuran dipanaskan hingga titik didih komponen yang diinginkan, sehingga menguap dan dikondensasikan secara terpisah. Kenaikan titik didih memungkinkan pemisahan komponen dengan titik didih yang lebih tinggi dari komponen dengan titik didih yang lebih rendah, sehingga menghasilkan produk yang lebih murni. Misalnya, pada penyulingan minyak, proses distilasi digunakan untuk memisahkan berbagai fraksi minyak berdasarkan titik didihnya, seperti bensin, solar, dan minyak pelumas.
Selain aplikasi tersebut, kenaikan titik didih juga dimanfaatkan dalam berbagai bidang lainnya, seperti industri tekstil, pembuatan cat, dan industri kosmetik. Dengan memahami prinsip kenaikan titik didih, para ilmuwan dan insinyur dapat mengembangkan teknologi dan produk baru yang lebih efisien dan bermanfaat bagi kehidupan manusia.
Contoh soal kenaikan titik didih menjadi gambaran apik fenomena ilmiah yang mencengangkan. Melalui penggambaran keterkaitan konsentrasi zat terlarut dengan titik didih pelarut, soal-soal ini membedah esensi proses fisik yang tak terlihat. Jawabannya melukiskan keindahan simetri alam, mengaitkan jumlah partikel yang terlarut dengan perubahan titik didih. Dengan menjabarkan alur logika yang cermat, soal-soal ini mengundang kita untuk menyingkap rahasia alam semesta, mendekatkan kita pada pemahaman yang lebih mendalam tentang dunia yang kita huni.