7. Tentukan kandungan etilena glikol (CH (OH)2) dalam larutan radiator mobil yang berisi 200 gram air yang mulai membeku pada suhu –30,0°C. (K, air = 1,86°C/m) 

Pada soal ini dibahas mengenai kandungan suatu zat dalam larutan radiator mobil yang berisi suatu zat yang mulai membeku pada suhu tertentu. Oleh karena itu soal ini berhubungan dengan konsep penurunan titik beku.

Identifikasi Konsep

Pada soal tersebut ditanyakan kandungan etilen glikol (C2H4(OH)2) dalam larutan radiator mobil yang berisi 200 gram air yang mulai membeku pada suhu -30,0°C. Titik beku akan terjadi saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap padat dan tidak terlalu dipengaruhi oleh tekanan udara luar. Air memiliki titik beku normal sebesar 0°C.

Penurunan titik beku larutan (∆Tf) adalah selisih titik didih pelarut dengan larutannya pada P konstan dan dirumuskan sebagai berikut.

\(∆Tf = Tfp - Tfl\)
\(∆Tf = Kf \times m \times i\)

Dimana :
∆Tf = penurunan titik beku (°C)
Tfp  = titik beku pelarut (°C)
Tfl   = titik beku larutan (°C)
Kf = tetapan penurunan titik beku molal (°C/m)
i    = faktor van’t Hoff 
m = molalitas 

Dapat diketahui dari soal :
massa air = 200 gram = 0,2 kg
Tfl  = -30,0°C
Tfp  = 0°C
Kf air = 1,86 °C/m
i larutan non elektrolit etilen glikol = 1

Jawab :

Langkah awal yang harus kita lakukan yaitu menentukan penurunan titik beku larutannya (∆Tf).
∆Tf = Tfp - Tfl  
        = 0°C – (-30,0°C)
        = 30,0°C

Setelah itu kita bisa mencari molalitas (m) dengan cara berikut.
∆Tf = Kf x m x i
30,0°C = 1,86°C/m x m x 1
m = 16,129 

Selanjutnya kita akan menentukan jumlah mol zat terlarut etilen glikol dengan rumus berikut.

\(m=\frac{n}{p}\)
Dimana :
m = molalitas (m)
n   = jumlah mol zat terlarut (mol)
p = massa pelarut (kg)

\(16,129 = \frac{n}{0,2 kg}\)
 n = 3,22 mol

Berikutnya kita akan menentukan massa etilen glikol (\(C_2H_4(OH)_2\)). Terlebih dahulu kita akan menentukan Mr dari etilen glikol (\(C_2H_4(OH)_2\)).
Ar C =12; H = 1; O = 16
Mr \(C_2H_4(OH)_2\)  = 2 Ar C + 6 Ar H + 2 Ar O
           = (2 x 12) + (6 x 1) + (2 x 16)
                         = 24 + 6 + 32
                         = 62 gram/mol

Massa etilen glikol (\(C_2H_4(OH)_2\)) = mol x Mr
                                 = 3,22 mol x 62 gram/mol
                                                                 = 199,64 gram
Dari perhitungan tersebut maka kita bisa menentukan massa larutannya.

massa larutan = massa air + massa etilen glikol
                       = 200 gram + 199,64 gram 
                       = 399,64 gram

Langkah terakhir yaitu menentukan kandungan (%) etilen glikol (\(C_2H_4(OH)_2\)) dalam radiator mobil yang berisi air.
% = \(\frac{massa etilen glikol}{massa larutan}\)  x 100 %
% =  \(\frac{199,64 gram}{399,64 gram} \times\) 100 %
% = 49,95 %

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi kandungan etilen glikol (\(C_2H_4(OH)_2\)) dalam radiator mobil yang berisi 200 gram air yang mulai membeku pada suhu -30,0°C adalah sebesar 49,95 %.
