Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Konsentrasi: c = n/V
Perbandingan mol: gunakan koefisien persamaan reaksi yang setara
Pereaksi pembatas: zat yang habis lebih dulu
Rendemen persen: aktual / teoretis × 100%

Metode

Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
Ubah kembali ke massa dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, cari pereaksi pembatas dulu.

Molaritas & pengenceran

Molaritas: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Metode

Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
Ubah volume ke liter.
Molaritas c = n/V dalam mol/L.
Pada pengenceran, jumlah mol tetap: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas ideal

Hukum gas ideal: pV = nRT
Konstanta gas: R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15

Kalorimetri & entalpi

Kalor: q = m·c·ΔT
Air: c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimeter: kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Entalpi reaksi: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Kesetimbangan kimia

Tetapan kesetimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Tabel ICE: Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

Tulis K_c sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Periksa apakah x cukup kecil untuk pendekatan; jika tidak, selesaikan persamaan kuadratnya.

pH & larutan penyangga

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asam lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Larutan penyangga: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂

Metode

Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
Asam lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu: ln(C_A/C_A0) = −kt
Waktu paruh (orde satu): t_½ = ln 2/k
Orde dua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang

10 g Al dan 8 g Cl₂ bereaksi menurut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapa massa m AlCl₃ yang dapat terbentuk?

M(Al) = 26,98M(Cl₂) = 70,9M(AlCl₃) = 133,33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 6 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 9,22 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 9,22 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 230 g O₂ pada 450 kPa dan 10 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 230 gM = 32 g/molP = 450 kPaT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 600 kPa dan 80 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 600 kPaT = 80 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 200 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 190 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 19 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 300 gT_water = 19 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 250 g C₄H₁₀ (M = 58,12 g/mol) terbakar sempurna: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 25. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 25

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam format dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,01 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.

k = 0,01 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,4 mol/L lajunya 0,002 mol/(L·s); dengan C_A0 = 1,6 mol/L lajunya 0,032 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,4 mol/Lr₁ = 0,002 mol/(L·s)C_A0,2 = 1,6 mol/Lr₂ = 0,032 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 10,03 g

Stoikiometri: persamaan setara menghitung partikel, bukan gram. Ubah massa ke mol dengan n = m/M, gunakan koefisien persamaan sebagai perbandingan mol, lalu ubah kembali dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, pereaksi pembatas adalah yang habis lebih dulu dan menentukan banyaknya produk.

Mol setiap pereaksi

n(Al) = 10/26,98 = 0,3706 mol

n(Cl₂) = 8/70,9 = 0,1128 mol

Pereaksi pembatas

0,3706/2 = 0,1853, 0,1128/3 = 0,03761 → Cl₂

Massa produk

n(AlCl₃) = 0,03761·2 = 0,07522 mol

m = 0,07522·133,33 = 10,03 g

Jawaban

m = 10,03 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94,02 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 6/44,1 = 0,1361 mol

m = 0,1361·4/1·18,02 = 9,807 g

Rendemen persen

Y = 9,22/9,807·100 = 94,02%

Jawaban

Y = 94,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 218,8 mL

Molaritas: konsentrasi c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pengenceran menambah pelarut tetapi tidak menambah zat terlarut, sehingga jumlah mol tetap sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Jika dua larutan dari zat terlarut yang sama dicampur, jumlah molnya dijumlahkan, demikian pula volumenya.

Volume larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0,25·250/2 = 31,25 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 250 − 31,25 = 218,8 mL

Jawaban

V_water = 218,8 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,9143 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·100 + 1,2·250 = 320 mmol

Konsentrasi campuran

c = 320/350 = 0,9143 mol/L

Jawaban

c = 0,9143 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 37,6 L

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = 230/32 = 7,188 mol

T = 10 + 273,15 = 283,1 K

Volume

V = nRT/P = 7,188·8,314·283,1/450 = 37,6 L

Jawaban

V = 37,6 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 8,164 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 80 + 273,15 = 353,1 K

Massa jenis

ρ = 600·39,95/(8,314·353,1) = 8,164 kg/m³

Jawaban

ρ = 8,164 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,45 °C

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Neraca kalor

200·0,129·(190 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25,8·190 + 1254·19)/(25,8 + 1254) = 22,45 °C

Jawaban

T_f = 22,45 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 12377 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 250/58,12 = 4,301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 4,301·2877 = 12377 kJ

Jawaban

q = 12377 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,143 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan konsentrasi pada saat setimbang. Tabel ICE (Awal, Perubahan, Kesetimbangan) menghubungkan jumlah awal dengan jumlah saat setimbang melalui satu variabel x, yang dikalikan dengan koefisiennya.

Rumus kesetimbangan

25 = (2x)²/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·5/(2 + 5) = 0,5714 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,143 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,143 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 1,159 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,1 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,1·x − 0,15 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,15))/2 = 0,3405 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1,5 − 0,3405 = 1,159 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 1,159 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,412

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asam dan basa kuat terionisasi sempurna. Asam lemah hanya sebagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya mengikuti Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Kesetimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asam terionisasi.

Ka = x²/(0,05 − x) → x = 3,871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3,871 × 10⁻⁵) = 4,412

Jawaban

pH = 4,412

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,113

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,01 = 0,09 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,01 = 0,21 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,21/0,09) = 4,113

Jawaban

pH = 4,113

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 69,31 min

Laju reaksi: untuk reaksi orde satu −dC/dt = kC, jadi C = C₀·e^−kt dan waktu paruh ln 2/k tidak bergantung pada konsentrasi. Untuk reaksi orde dua 1/C = 1/C₀ + kt. Konstanta laju naik terhadap suhu menurut Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Konversi dan konsentrasi

C/C₀ = 1 − X = 0,5

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,5)/0,01 = 69,31 min

Jawaban

t = 69,31 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 2

Metode laju awal: untuk r = k·Cⁿ, membandingkan dua percobaan yang hanya berbeda pada konsentrasi awal menghilangkan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan laju untuk orde satu dan menjadikannya empat kali lipat untuk orde dua.

Rasio

r₂/r₁ = 0,032/0,002 = 16

C₂/C₁ = 1,6/0,4 = 4

Orde

n = ln(16)/ln(4) = 2

Jawaban

n = 2

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry