5 3. Pada suhu tertentu, penurunan tekanan uap larutan elektrolit biner dengan fraksi mol zat terlarut 0,1 sama dengan kali penurunan tekanan uap jenuh larutan urea dengan fraksi mol urea 0,1. Derajat ionisasi elektrolit biner tersebut adalah 4 

Sifat fisika larutan yang hanya bergantung pada banyaknya zat terlarut disebut dengan sifat koligatif larutan. Apapun jenis zat terlarutnya tidak memengaruhi sifat ini, yang memengaruhi hanyalah konsentrasinya. Salah satu jenis sifat koligatif larutan yaitu penurunan tekanan uap. Tekanan uap merupakan tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh dari suatu zat karena terjadi kesetimbangan dinamis antara zat cair dengan uap jenuhnya. Saat ke dalam suatu pelarut ditambahkan zat terlarut yang sukar menguap (nonvolatil), maka tekanan uap larutan akan menurun. Mengapa demikian? Ini terjadi karena terbentuk gaya tarik antarpartikel-partikel zat terlarut dan antara partikel terlarut dengan pelarut. Sebelumnya hanya ada gaya tarik antarpartikel pelarut. Nah, adanya gaya tarik ini menyebabkan energi yang dibutuhkan buat mutusin ikatan dalam molekul pelarut lebih tinggi, sehingga uap yang dihasilkan pun sedikit, akibatnya tekanan uap jenuhnya menjadi turun.
 
Pada soal kali ini, kita diminta buat nentuin nilai derajat ionisasi (α) elektrolit biner yang memiliki tekanan uap sebesar 5/4 kali penurunan tekanan uap larutan urea. Oleh karena itu, soal ini berkaitan dengan konsep penurunan tekanan uap.

Penjelasan Konsep

Penurunan tekanan uap (∆P) dapat ditentukan menggunakan persamaan Raoult. Hukum Raoult berbunyi:

Tekanan uap larutan sebanding dengan tekanan uap pelarut murni dan fraksi mol pelarutnya. Jadi, semakin banyak zat terlarut maka fraksi mol pelarutnya akan semakin kecil sehingga tekanan uap larutannya semakin turun.

Secara matematis persamaan Hukum Raoult dapat ditulis sebagai:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21IMKGJZQVB/hukuk raoult.png" />
Dimana:
∆P= penurunan tekanan uap
P = tekanan uap larutan
P° = tekanan uap pelarut murni
\(X_p\) = fraksi mol pelarut
\(X_t\) = fraksi mol terlarut
\(X_p + X_t \)= 1

Saat kita menentukan fraksi mol (x), maka kita perlu memerhatikan apakah zat terlarutnya berupa elektrolit atau bukan, karena ini berkaitan dengan nilai faktor Van’t Hoff. Faktor Van’t Hoff (i) adalah ukuran efek zat terlarut terhadap sifat koligatif larutan seperti tekanan osmotik. Besarnya i dapat dicari dengan:

i = 1 + (n - 1)α

dengan n = jumlah ion dan α = derajat ionisasi

Berdasarkan kemampuan larutan untuk terionisasi, larutan dibedakan menjadi 3 yaitu: 
<ul><li>Larutan elektrolit kuat: larutan yang terionisasi sempurna, sehingga nilai α=1, maka i = n</li><li>Larutan elektrolit lemah: larutan yang terionisasi sebagian, sehingga nilai 0 < α < 1, maka i=1+(n-1)α</li><li>Larutan nonelektrolit: larutan yang tidak dapat terionisasi, sehingga α = 0, maka i = 1</li></ul>

Jadi, pada saat menghitung fraksi mol (X), kita harus mengalikan mol zat terlarut dengan faktor Van’t Hoff:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21IMKGJZQVB/fraksi mol.png" />
Dimana \(x_t\) = fraksi mol terlarut, \(n_t\) = mol terlarut, \(n_p\) = fraksi mol pelarut.

Pada soal diketahui:
\(x_t\) elektrolit biner = 0,1
∆P elektrolit biner = 5/4 ∆P urea
\(x_t\) urea = 0,1

Elektrolit biner adalah zat elektrolit yang terdiri atas dua ion (n=2). Untuk menjawab soal ini, kita gunakan persamaan hukum Raoult:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21IMKGJZQVB/nilai i.png" />
selanjutnya kita tentukan derajat ionisasi dari elektrolit biner:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21IMKGJZQVB/alfa.png" />


Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa derajat ionisasi elektrolit biner tersebut adalah 2/7 atau 0,29.