4. Hitunglah massa KCl (derajat disosiasi KCl dianggap terionisasi sempurna) yang harus dilarutkan ke dalam 500 ml larutan agar isotonik dengan 6 gram urea (CO(NH2)2) yang dilarutkan dalam 500 ml pada suhu dan tekanan sama. 

Pada soal ini dibahas mengenai dua buah larutan yang bersifat isotonik.  Larutan isotonik adalah suatu larutan yang mempunyai kensentrasi zat terlarut yang sama (tekanan osmotik yang sama) seperti larutan yang lain. Oleh karena itu soal ini menggunakan konsep tekanan osmotik.

Identifikasi Konsep

Pada soal tersebut ditanyakan massa KCl yang harus dilarutkan ke dalam 500 mL larutan agar isotonik dengan 6 gram urea (\(CO(NH_2)_2\)) yang dilarutkan dalam 500 mL pada suhu dan tekanan yang sama. Kedua larutan bersifat isotonik berarti besarnya tekanan osmotik KCl sama dengan tekana osmotik urea (\(CO(NH_2)_2\)). Tekanan osmotik adalah tekanan hidrostatik yang mempertahankan kesetimbangan osmotik larutan dengan pelarut murninya agar osmosis terhenti. Berikut ini rumus dari tekanan osmotik.
π = M. R. T. i
Dimana :
 = tekanan osmotik (atm)
M = molaritas (M)
R = tetapan gas (0,082 L atm/ K mol)
T = suhu (K)
 i = faktor van’t Hoff 

Untuk menentukan molaritas yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutannya dapat menggunakan rumus berikut.
\(M=\frac{g}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\)
Dimana :
M = molaritas (M)
gr = massa zat terlarut (gram)
Mr = massa molekul relatif (gram/mol)
V = volume pelarut (mL)

Dapat diketahui dari soal :
volume pelarut 1 (KCl) = 500 mL
massa urea = 6 gram
volume pelarut 2 (urea) = 500 mL 
i larutan nonelektrolit urea = 1

Jawab :
Tekanan osmotik KCl dengan tekanan osmotik urea  maka dapat dibuat menjadi persamaan berikut.
π KCl = π urea
M. R. T. i = M. R. T. i

Nilai i pada KCl bisa kita cari dengan cara berikut.
\(M=\frac{g}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\)
Dimana :
i = faktor van’t Hoff
n = jumlah ion 
 = derajat ionisasi


\(KCl → K^+ + Cl^-\)
Jumlah ion (n) = 2
Karena derajat disosiasi KCl dianggap terionisasi sempurna maka  = 1.
\(i = 1 + (n-1)\)
i = 1 + ( 2 – 1 ) 1
i = 2

Kita misalkan massa KCl dengan X sehingga persamaannya menjadi :
M. R. T. i = M. R. T. i
M . 2  = M .  1
\(\frac{X}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\) x 2 =  \(\frac{g}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\) x 1

Kemudian kita akan mencari Mr KCl dan urea (\(CO(NH_2)_2\)) dengan cara berikut.
Mr KCl = Ar K + Ar Cl
              = 39 + 35,5
              = 74,5 gram /mol
Mr \(CO(NH_2)_2\) = Ar C + Ar O + 2 Ar N + 4 Ar H
                        = 12 + 16 + 2 x 14 + 4 x 1
                        = 60 gram/mol
maka,
\(\frac{X}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\) x 2 =  \(\frac{g}{Mr} \times \frac{1000}{Volume (mL)}\) x 1
\(\frac{X}{74,5 g/mol} \times \frac{1000}{500 mL}\) x 2 =  \(\frac{6 g}{60 g/mol} \times \frac{1000}{500 mL}\) x 1
\(\frac{4X}{74,5}\) = 0,2
4X = 14,9
X = 3,725 gram

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi massa KCl yang harus dilarutkan sebesar 3,725 gram.
