Menggunakan Hukum Raoult untuk Menentukan Massa Molekul Senyawa yang Tidak Diketahui

Hukum Raoult adalah prinsip penting dalam kimia yang menggambarkan perilaku tekanan uap dari komponen dalam larutan. Dalam kasus ini, kita akan menggunakan hukum ini untuk menentukan massa molekul senyawa yang tidak diketahui.

Langkah pertama adalah menghitung fraksi mol masing-masing komponen dalam larutan. Fraksi mol \( X_A \) dari komponen \( A \) (dalam hal ini karbon tetraklorida) diberikan oleh:

\[ X_A = \frac{n_A}{n_A + n_B} \]

Di mana \( n_A \) adalah jumlah mol komponen \( A \) dan \( n_B \) adalah jumlah mol komponen \( B \) (senyawa yang tidak diketahui).

Langkah kedua adalah menghitung jumlah mol karbon tetraklorida. Massa karbon tetraklorida adalah 0,400 kg atau 400 g, dan massa molar CCl₄ adalah 12 + (4 \times 35,5) = 12 + 142 = 154 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol CCl₄ (\( n_{CCl_4} \)) dapat dihitung sebagai berikut:

\[ n_{CCl_4} = \frac{400 \text{ g}}{154 \text{ g/mol}} \approx 2,597 \text{ mol} \]

Langkah ketiga adalah menghitung jumlah mol senyawa yang tidak diketahui. Misalkan massa molar senyawa yang tidak diketahui adalah \( M \) g/mol. Jumlah mol senyawa yang tidak diketahui (\( n_B \)) dapat dihitung sebagai berikut:

\[ n_B = \frac{43,3 \text{ g}}{M} \]

Langkah keempat adalah menghitung fraksi mol masing-masing komponen. Fraksi mol karbon tetraklorida (CCl₄) dapat dihitung sebagai berikut:

\[ X_{CCl_4} = \frac{n_{CCl_4}}{n_{CCl_4} + n_B} = \frac{2,597}{2,597 + \frac{43,3}{M}} \]

Fraksi mol senyawa yang tidak diketahui dapat dihitung sebagai berikut:

\[ X_B = \frac{n_B}{n_{CCl_4} + n_B} = \frac{\frac{43,3}{M}}{2,597 + \frac{43,3}{M}} \]

Langkah kelima adalah menggunakan hukum Raoult untuk tekanan uap campuran. Tekanan uap campuran (\( P_{\text{total}} \)) diberikan oleh:

\[ P_{\text{total}} = P_{A}^0 X_A + P_{B}^0 X_B \]

Di mana:

- \( P_{A}^0 \) adalah tekanan uap karbon tetraklorida murni (143 torr).

- \( P_{B}^0 \) adalah tekanan uap senyawa yang tidak diketahui murni (85 torr).

- \( P_{\text{total}} \) adalah tekanan uap campuran (137 torr).

Langkah keenam adalah mensubstitusikan fraksi mol dan tekanan uap ke dalam persamaan:

\[ 137 = 143 \left(\frac{2,597}{2,597 + \frac{43,3}{M}}\right) + 85 \left(\frac{\frac{43,3}{M}}{2,597 + \frac{43,3}{M}}\right) \]

Langkah ketujuh adalah menyelesaikan persamaan untuk \( M \). Dengan menyelesaikan persamaan ini, kita dapat menentukan massa molekul senyawa yang tidak diketahui.

Dengan menggunakan hukum Raoult dan mengikuti langkah-langkah yang dijelaskan di atas, kita dapat menentukan massa molekul senyawa yang tidak diketahui. Metode ini dapat membantu kita memahami perilaku tekanan uap dari campuran dan menghitung parameter penting lainnya dalam sistem kimia.