Tentukan titik beku larutan urea (CO(NH2)2) yang dibuat dengan cara melarutkan 3 gram urea ke dalam 200 gram air. (M, CO(NH2)2 = 60 gram/mol dan K, air = 1,86°C/m) 

Pada soal ini terdapat urea yang dilarutkan ke dalam air dengan data yang tersedia. Pertanyaannya adalah titik beku larutan urea tersebut. Titik beku dapat ditentukan dengan rumus penurunan titik beku. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Penurunan Titik Beku.


Identifikasi Konsep

Perlu kita ketahui, penurunan titik beku 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 penurunan titik beku (ΔTf). Suatu cairan dapat mengalami penurunan titik beku bila ditambahkan zat yang tidak mudah menguap. Penurunan titik beku dapat ditentukan dengan mencari selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan. Urea merupakan senyawa nonelektrolit, sehingga faktor van’t Hoff dari senyawa ini akan bernilai 1 dan tidak dilibatkan dalam perhitungan. Nah, perumusan penurunan titik bekunya sebagai berikut.

ΔTf = m . Kf 
Keterangan:
m = molalitas zat
Kf = tetapan perubahan titik beku 

Diketahui dari soal:
Massa urea  = 3 gram
Mr urea = 60 gram/mol
Massa air (pelarut) = 200 gram
Kf  air = 1,86°C/m

Ditanya: titik beku (Tf ) larutan urea?

Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan titik beku larutan urea.
Rumus penurunan titik beku dapat dijabarkan menjadi,
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21GLDTK3CIC/174.png" />

Selanjutnya, kita masukkan data yang diketahui ke dalam persamaan di atas.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21GLDTK3CIC/175.png" />

Setelah mengetahui penurunan titik bekunya, kita dapat mencari titik beku larutan urea. Tekanan yang diukur kita asumsikan sebesar 1 atm, sehingga titik beku air murni adalah 0°C. Perhitungan titik beku larutan dapat dituliskan dengan persamaan berikut ini.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-11/ChapId-84/LessonId-163/ModuleId-2/QuestionCode-21GLDTK3CIC/176.png" />

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi,  titik beku (Tf ) larutan urea adalah -0,465°C.
