2. Urea (Mr = 60 g/mol) dan magnesium sulfat (Mr = 120 g/mol) masing-masing sebanyak 3 gram dilarutkan dalam 50 gram air (K, = 0,5). Titik didih larutan tersebut adalah .... °C a. 100,5 d. 102 b. 101 e. 102,5 101,5 c. 

Suatu larutan dapat mengalami kenaikan titik didih karena adanya zat terlarut. Pada soal ini terdapat urea dan \(MgSO_4\) yang dilarutkan ke dalam air. Pertanyaannya adalah titik didih larutan tersebut. Kita bisa menentukan titik didih dengan rumus kenaikan titik didih. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Kenaikan Titik Didih.

Identifikasi Konsep

Perlu kita ketahui, kenaikan titik didih adalah salah satu jenis sifat koligatif. Sifat koligatif adalah sifat yang tergantung pada banyaknya jumlah zat terlarut yang ada dalam suatu larutan dan tidak bergantung pada jenis zat tersebut. Terdapat empat jenis sifat koligatif, yaitu:

1) Penurunan titik beku \((ΔTf)\)
2) Kenaikan titik didih \((ΔTb)\)
3) Penurunan tekanan uap \((ΔP)\)
4) Tekanan osmosis \((π)\)

Secara khusus, kita akan membahas tentang kenaikan titik didih \((ΔTb)\). Suatu cairan dapat mengalami kenaikan titik didih bila ditambahkan suatu zat. Kenaikan titik didih dapat ditentukan dengan mencari selisih antara titik didih pelarut dengan titik didih larutan. Senyawa \(MgSO_4\)  merupakan senyawa elektrolit, sehingga faktor van’t Hoff akan terlibat dalam perhitungan. Perumusan kenaikan titik didihnya sebagai berikut.

\(ΔT_b = m . K_b . i\)

Keterangan:
m = molalitas zat
\(K_b\) = tetapan perubahan titik didih
i = faktor van’t Hoff ( 1 + α (n - 1) )
dimana,
α = derajat ionisasi zat
n = jumlah ion dalam 1 molekul

Senyawa \(MgSO_4\) merupakan senyawa elektrolit dengan jumlah ion sebanyak 2 yaitu, ion \(Mg^{2+}\) dan ion \(SO_4^{2-}\) untuk 1 molekulnya. Senyawa ini diasumsikan akan terionisasi sempurna dalam air dengan nilai derajat ionisasinya (α) = 1.

Di sisi lain, senyawa urea merupakan zat nonelektrolit. Maka dari itu, faktor van’t Hoff tidak dilibatkan dalam perhitungan. Persamaan kenaikan titik didihnya bisa dituliskan sebagai berikut.

\(ΔT_b = m . K_b\)

Diketahui dari soal:
Massa urea = 3 gram
Massa \(MgSO_4\)  = 3 gram
Massa air (pelarut) = 50 gram
Kb air = 0,5°C/m
n \(MgSO_4\)  = 2
α \(MgSO_4\)  = 1
Mr urea = 60 gram/mol
Mr \(MgSO_4\) = 120 gram/mol

Ditanya: 
Titik didih \((T_b)\) larutan urea dan \(MgSO_4\)?

Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan titik didih larutan urea dan \(MgSO_4\).
Rumus kenaikan titik didih dapat dijabarkan menjadi,

\(ΔT_b = m\ urea\ .\ K_b + m\ MgSO_4\ .\ K_b\ .\ i\)
\(ΔT_b = \frac{massa\ urea}{Mr\ zat}\ .\ \frac{1000}{massa\ pelarut}\ .\ K_b+ \frac{massa\ MgSO_4}{Mr\ zat}\ .\ \frac{1000}{massa\ pelarut}\ .\ K_b\ [1+α(n-1)]\)

Selanjutnya, kita masukkan data yang diketahui ke dalam persamaan di atas.

\(ΔT_b = \frac{3\ gram}{60\ gram/mol}\ .\ \frac{1000}{50}\ .\ 0,5°C/m+ \frac{3\ gram}{120\ gram/mol}\ .\ \frac{1000}{50}\ .\ 0,5°C/m\ .\ [1+1(2-1)]\)
\(ΔT_b = 1\ m\ .\ 0,5°C/m+ 0,5\ m\ .\ 0,5°C/m\ .\ (2)\)
\(ΔT_b = 0,5°C+ 0,5°C\)
\(ΔT_b = 1°C\)

Setelah menentukan kenaikan titik didih, kita asumsikan bahwa titik didih air pada 1 atm adalah 100°C. Maka, titik didih larutan urea dan \(MgSO_4\) dapat dicari seperti ini.

\(ΔT_b = T_b\ larutan\ -\ T_b\ air\)
\(1°C = T_b\ larutan\ -\ 100°C\)
\(T_b\ larutan =1°C\ +\ 100°C\)
\(T_b\ larutan =101°C\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, titik didih larutan urea dan \(MgSO_4\) adalah \(101°C\) <b>(B)</b>.