Pembahasan Kimia UN 2017 No. 31 - 35

Pembahasan soal Kimia Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 31 sampai dengan nomor 35 tentang:

• sifat koligatif larutan, 
• sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit, 
• sel elektrokimia, 
• sel elektrolisis, serta 
• kelimpahan unsur di alam.

Soal No. 31 tentang Sifat Koligatif Larutan

Perhatikan gambar ilustrasi komposisi larutan berikut ini!

Pernyataan yang tepat untuk kedua larutan tersebut adalah ….A.   tekanan osmotik larutan A lebih tinggi daripada larutan B
B.   titik didih larutan A lebih tinggi daripada larutan B
C.   titik beku larutan A lebih tinggi daripada larutan B
D.   tekanan uap larutan A lebih rendah daripada larutan B
E.   larutan A isotonik dengan larutan B

Pembahasan

Ilustrasi komposisi larutan di atas menunjukkan bahwa larutan A mempunyai jumlah zat terlarut lebih sedikit dibandingkan dengan larutan B. Berarti konsentrasi larutan A lebih rendah daripada konsentrasi larutan B.

konsentrasi A < konsentrasi B

Dalam kimia, konsentrasi bisa diwakili oleh jumlah mol (n), molalitas (m), molaritas (M), normalitas (N), atau fraksi mol zat terlarut (x_z).

Mari kita analisis satu per satu setiap opsi jawaban di atas!

• Tekanan osmotik dirumuskan sebagai:

π = MRTi
π ~ M

Karena M_A < M_B maka π_A < π_A [opsi A salah]

• Kenaikan titik didih dirumuskan sebagai:

∆t_b = K_b m i
∆t_b ~ m

Karena m_A < m_B maka kenaikan titik didih larutan A lebih rendah daripada larutan B sehingga t_bA < t_bB [opsi B salah]

• Penurunan titik beku dirumuskan sebagai:

∆t_f = K_f m i
∆t_f ~ m

Karena m_A < m_B maka penurunan titik didih larutan A lebih rendah daripada larutan B sehingga t_fA > t_fB [opsi C benar]

Catatan: penurunan titik beku tinggi berarti titik bekunya rendah.

• Penurunan tekanan uap dirumuskan sebagai:

∆p = p⁰ ∙ x_z
∆p ~ x_z

Karena x_zA < x_zB maka penurunan tekanan uap larutan A lebih rendah daripada larutan B sehingga p_A > p_B [opsi D salah]

Catatan: sama halnya dengan penurunan titik beku, penurunan tekanan uap besar berarti tekanan uapnya kecil.

• Larutan isotonik adalah dua larutan yang mempunyai tekanan osmotik yang sama. Berdasarkan ilustrasi komposisi larutan di atas, tampak bahwa kedua larutan tidak isotonik. [opsi E salah]

Jadi, pernyataan yang tepat untuk kedua larutan tersebut adalah opsi (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Sifat Koligatif Larutan.

Soal No. 32 tentang Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit

Perhatikan tabel data larutan berikut!

Larutan	Konsentrasi	Titik Didih
nonelektrolit	1 m	101,80 ℃
elektrolit terner	1 m	104,68 ℃

Derajat ionisasi larutan elektrolit terner tersebut adalah ….

A.   0,40
B.   0,50
C.   0,80
D.   0,90
E.   1,00

Pembahasan

Kita tinjau dulu kenaikan titik didih untuk larutan nonelektrolit (i = 1).

                ∆t_b = K_b m i
101,80 − 100 = K_b ∙ 1 ∙ 1
                 K_b = 1,80

Selanjutnya kita gunakan harga K_b di atas pada larutan elektrolit terner. Larutan elektrolit terner adalah larutan yang dapat terion menjadi tiga partikel (n = 3).

                ∆t_b = K_b m i
104,68 − 100 = 1,80 ∙ 1 ∙ i
              4,68 = 1,80i
                    i = 2,6

i adalah faktor Van’t Hoff yang dirumuskan sebagai:

i = 1 + (n − 1)α

dengan n adalah jumlah partikel dan α adalah derajat ionisasi. Sehingga diperoleh:

2,6 = 1 + (3 − 1)α
2,6 = 1 + 2α
1,6 = 2α
   α = 0,8

Jadi, derajat ionisasi larutan elektrolit terner tersebut adalah 0,8 (C).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Sifat Koligatif Larutan.

Soal No. 33 tentang Sel Elektrokimia

Perhatikan potensial elektroda standar berikut!

Cr³⁺(aq) + 3e → Cr(s)    E⁰ = −0,71 volt
Ag⁺(aq) + e    → Ag(s)   E⁰ = +0,80 volt
Al³⁺(aq) + 3e → Al(s)    E⁰ = −1,66 volt
Zn²⁺(aq) + 2e → Zn(s)   E⁰ = −0,74 volt

Diagram sel yang dapat berlangsung spontan adalah ….
A.   Ag/Ag⁺//Cr³⁺/Cr
B.   Ag/Ag⁺//Zn²⁺/Zn
C.   Cr/Cr³⁺//Al³⁺/Al
D.   Zn/Zn²⁺//Al³⁺/Al
E.   Zn/Zn²⁺//Ag⁺/Ag

Pembahasan

Diagram sel dapat berlangsung bila memenuhi ketentuan berikut ini:

Berdasarkan ketentuan di atas, kita urutkan harga E⁰ di atas dari kecil ke besar.

Al³⁺(aq) + 3e → Al(s)    E⁰ = −1,66 volt
Zn²⁺(aq) + 2e → Zn(s)   E⁰ = −0,74 volt
Cr³⁺(aq) + 3e → Cr(s)    E⁰ = −0,71 volt
Ag⁺(aq) + e    → Ag(s)   E⁰ = +0,80 volt

Agar lebih mudah, kita urutkan secara mendatar.

Dengan demikian, yang berlangsung spontan adalah:

Zn/Zn²⁺//Ag⁺/Ag

Jadi, diagram sel yang dapat berlangsung spontan adalah opsi (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Reaksi Redoks dan Elektrokimia.

Soal No. 34 tentang Sel Elektrolisis

Perhatikan reaksi elektrolisis berikut ini!

1. Elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda C
2. Elektrolisis larutan K₂SO₄ dengan elektroda C
3. Elektrolisis leburan CaCl₂ dengan elektroda Pt
4. Elektrolisis leburan CuCl₂ dengan elektroda C

Reaksi yang sama terjadi di katoda terdapat pada reaksi nomor ….A.   (1) dan (2)
B.   (1) dan (3)
C.   (1) dan (4)
D.   (2) dan (3)
E.   (3) dan (4)

Pembahasan

Reaksi yang terjadi di katoda bergantung pada fase zat dan jenis kation. Reaksi (1) dan (2) berfase larutan (mengandung air) dan kation merupakan logam golongan IA sehingga terjadi reduksi air.

Reaksi (1) dan (2): 2H₂O + 2e → 2OH⁻ + H₂

Sedangkan reaksi (3) dan (4) berfase leburan sehingga di katoda terjadi reduksi kation (apapun jenis logamnya).

Reaksi (3): Ca²⁺ + 2e → Ca
Reaksi (4): Cu²⁺ + 2e → Cu

Jadi, reaksi yang sama terjadi di katoda terdapat pada reaksi nomor 1 dan 2 (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Kimia UN: Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday.

Soal No. 35 tentang Kelimpahan Unsur di Alam

Berikut ini tabel berisi mineral dan unsurnya.

No.	Mineral	Unsur
(1)	pirit	besi
(2)	bauksit	tembaga
(3)	kriolit	aluminium
(4)	kalkopirit	kalsium
(5)	hematit	tembaga

Pasangan data yang tepat antara mineral dan unsurnya adalah nomor ….A.   (1) dan (2)
B.   (1) dan (3)
C.   (2) dan (4)
D.   (3) dan (4)
E.   (4) dan (5)

Pembahasan

Mari kita periksa satu per satu kandungan mineral di atas!

• Pirit (FeS₂) mengandung unsur besi (Fe) dan belerang (S). [no. 1 benar]
• Bauksit (Al₂O₃.xH₂O) mengandung unsur aluminium (Al). [no. 2 salah]
• Kriolit (Na₃AlF₆) mengandung unsur natrium (Na), aluminium (Al), dan fluorin (F). [no. 3 benar]
• Kalkopirit (CuFeS₂) mengandung unsur tembaga (Cu), besi (Fe), dan belerang (S).
• Hematit (Fe₂O₃) mengandung unsur besi (Fe). [no. 5 salah]

Jadi, pasangan data yang tepat antara mineral dan unsurnya adalah nomor 1 dan 3 (B).

Bagikan Artikel ini