4. Tentukan massa urea (CO(NH2)2) yang harus ditambahkan ke dalam 500 gram air untuk menghasilkan larutan dengan tekanan uap 5,00 mmHg lebih rendah dibandingkan tekanan uap air murni pada suhu 25°C. Diketahui tekanan uap air pada suhu 25°C adalah 17,5 mmHg. 

Pada soal ini dibahas mengenai suatu zat yang ditambahkan ke dalam air lalu menghasilkan suatu larutan dengan tekanan uap larutan yang lebih rendah dibandingkan tekana uap air murninya. Oleh karena itu soal ini berhubungan dengan konsep penurunan tekanan uap. 

Identifikasi Konsep

Pada soal tersebut ditanyakan massa urea (\(CO(NH_2)_2\)) yang harus ditambahkan ke dalam 500 gram air untuk menghasilkan larutan dengan tekanan uap 5,00 mmHg lebih rendah dibandingkan tekanan uap air murni pada suhu 25°C yang sebesar 17,5 mmHg. 

Sifat koligatif terdiri dari beberapa jenis salah satunya penurunan tekanan uap. Penurunan tekanan uap (ΔP) adalah penurunan tekanan uap pelarut yang ditimbulkan oleh zat terlarut, pada suhu konstan dirumuskan sebagai berikut.

ΔP = Po - P 
ΔP = Xt x Po
Dimana :
ΔP = penurunan tekanan uap (mmHg atau atm)
P   = tekanan uap larutan (mmHg atau atm)
Xp = fraksi mol pelarut
Po = tekanan uap pelarut murni (mmHg atau atm)

Dapat diketahui dari soal :
Massa air = 500 gram
P = 5,00 mmHg
Po = 17,5 mmHg
T = 25°C
i larutan nonelektrolit urea = 1

Jawab :
Langkah awal yang harus kita lakukan menentukan fraksi mol zat terlarut (Xt) dengan cara berikut.
ΔP = Xt x Po
maka,
Po - P  =  Xt x Po
\(\frac{Po-P}{Po}  = Xt \times i\)
\(\frac{17,5 mmHg-5,00 mmHg}{17,5 mmHg} = Xt\)
Xt = 0,714

Selanjutnya kita bisa menentukan massa dari urea dengan rumus :

\(Xt= \frac{nt}{nt+ np}\)
Dimana :
Xt = fraksi mol zat terlarut
np = mol zat pelarut
nt = mol zat terlarut 

Berdasarkan soal maka mol zat pelarut (np) yaitu air sedangkan mol zat terlarut (nt) yaitu urea. Jumlah masing-masing mol bisa kita tentukan dengan cara berikut.

Jumlah mol = \(\frac{massa}{Mr}\)
Berikut ini cara mencari Mr urea (\(CO(NH_2)_2\)) dan air (\(H_2O\)).
Ar C = 12 ; N = 14; H = 1; O =16
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
Mr \(H_2O\) = 2 Ar H + Ar O
              = 2 x 1 + 16
              = 18 gram/mol

Sehingga persamaannya menjadi :
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21GLEYBYMBL/225.png" />

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi massa urea yang harus ditambahkan yaitu sebesar 4160,83 gram.