Larutan yang mengandung 3,6 g glukosa (C6H1206) dalam 500 g air ditambahkan ke dalam 4,75 g MgCl2 dalam 1000 g air. Setelah kedua larutan dicampur dan diaduk maka perubahan titik didih campuran larutan tersebut adalah ... (diketahui K, air 0,52°C/m, K, air 1,86°C/m, Ar Mg = 24; Cl= 35,5; C = 12; 0 = 16) (A) 0.01°C. (B) 0.08°C. (C) 0.28°C. (D) 0.44 C. (E) 0.52°C. 

Suatu larutan dapat mengalami kenaikan titik didih karena adanya zat terlarut. Pada soal ini terdapat glukosa dan \(MgCl_2\) 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 \(MgCl_2\) 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 \(MgCl_2\) merupakan senyawa elektrolit dengan jumlah ion sebanyak 3 yaitu, 1 ion \(Mg^{2+}\) dan 2 ion \(Cl^{-}\) untuk 1 molekulnya. Senyawa ini diasumsikan akan terionisasi sempurna dalam air dengan nilai derajat ionisasinya (α) = 1.

Di sisi lain, senyawa glukosa 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 glukosa = 3,6 gram
Massa \(MgCl_2\) = 4,75 gram
Massa air (pelarut) untuk glukosa = 500 gram 
Massa air (pelarut) untuk \(MgCl_2\) = 1000 gram
\(K_b\) air = 0,52°C/m
n \(MgCl_2\) = 3
α \(MgCl_2\) = 1
Ar Mg = 24; Cl = 35,5; C = 12; O = 16; H = 1
Mr glukosa = 180 gram/mol
Mr \(MgCl_2\) = 95 gram/mol

Ditanya: 
Perubahan titik didih larutan glukosa dan \(MgCl_2\)?

Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan perubahan titik didih larutan.

1) Menentukan kenaikan titik didih larutan gula
Rumus kenaikan titik didih dapat dijabarkan menjadi seperti ini.

\(ΔT_b = m\ glukosa\ .\ K_b + m\ MgCl_2\ .\ K_b\ .\ i\)
\(ΔT_b = \frac{massa\ glukosa}{Mr\ zat}\ .\ \frac{1000}{massa\ pelarut}\ .\ K_b\)

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

\(ΔT_b = \frac{3,6\ gram}{180\ gram/mol}\ .\ \frac{1000}{500}\ .\ 0,52°C/m\)
\(ΔT_b = 0,04\ m\ .\ 0,52°C/m\)
\(ΔT_b = 0,0208°C\)

2) Menentukan kenaikan titik didih larutan setelah larutan dicampur
Rumus kenaikan titik didih dapat dijabarkan menjadi seperti ini.

\(ΔT_b = m\ glukosa\ .\ K_b + m\ MgCl_2\ .\ K_b\ .\ i\)
\(ΔT_b = \frac{massa\ glukosa}{Mr\ zat}\ .\ \frac{1000}{massa\ pelarut}\ .\ K_b+ \frac{massa\ MgCl_2}{Mr\ zat}\ .\ \frac{1000}{massa\ pelarut}\ .\ K_b\ [1+α(n-1)]\)

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

\(ΔT_b = \frac{3,6\ gram}{180\ gram/mol}\ .\ \frac{1000}{500}\ .\ 0,52°C/m+ \frac{4,75\ gram}{95\ gram/mol}\ .\ \frac{1000}{1000}\ .\ 0,52°C/m\ .\ [1+1(3-1)]\)
\(ΔT_b = 0,04\ m\ .\ 0,52°C/m+ 0,05\ m\ .\ 0,52°C/m\ .\ (3)\)
\(ΔT_b = 0,0208°C+ 0,078°C\)
\(ΔT_b = 0,0988°C\)

Kemudian, kita bisa menentukan perubahan kenaikan titik didih dari larutan tersebut. Sebelumnya, larutan glukosa memiliki kenaikan titik didih sebesar 0,0208°C. Setelah dicampur dengan larutan \(MgCl_2\), kenaikan titik didihnya menjadi 0,0988°C. Selisihnya bisa kita hitung seperti ini.

Perubahan titik didih campuran = \(ΔT_b\ campuran-ΔT_b\ glukosa\)
Perubahan titik didih campuran = \(0,0988°C-0,0208°C\)
Perubahan titik didih campuran = \(0,078°C\)
Perubahan titik didih campuran ≈ \(0,08°C\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, perubahan titik didih campuran glukosa dan \(MgCl_2\) adalah \(0,08°C\) (B).