Kimia Dasar: paket kilat

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

Soal baruKembali 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

  1. Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
  2. Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
  3. Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
  4. 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

  1. Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
  2. Ubah volume ke liter.
  3. Molaritas c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

  1. Tulis Kc sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
  2. Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
  3. Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran
c1V1 = c2V2

Metode

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

Kinetika reaksi

Orde satu
ln(CA/CA0) = −kt
Waktu paruh (orde satu)
t½ = ln 2/k
Orde dua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang
m(X)n(X)n(NH3​)m(NH3​)÷ M(X)× 2/ν× M(NH3​)

10 g N2 dan 40 g H2 bereaksi menurut N2 + 3H2 → 2NH3. Berapa massa m NH3 yang dapat terbentuk?

M(N2) = 28,02M(H2) = 2,016M(NH3) = 17,03 g/mol
m = g
2.StoikiometriSulit
m(Fe2​O3​)n(Fe2​O3​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(Fe2​O3​)× 3/1× M(CO2​)

Dalam reaksi Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, 30 g Fe2O3 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 18,6 g CO2. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe2O3) = 159,69 g/molM(CO2) = 44,01 g/molaktual: 18,6 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
2,5 mol/LV1​0,5 mol/L100 mL

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c1 = 2,5 mol/Lc2 = 0,5 mol/LV2 = 100 mL
Vwater = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
1 mol/L150 mL0,05 mol/L500 mLc = ?650 mL

Sebanyak 150 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 1 mol/LV1 = 150 mLc2 = 0,05 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
260 g O₂V = 50 LT = 70 °CP = ?

Tangki 50 L berisi 260 g O₂ pada 70 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 260 gM = 32 g/molV = 50 LT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)
P = kPa
6.Hukum gas idealSulit
N₂, M = 28,01 g/molP = 700 kPaT = 0 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ N₂ pada 700 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 700 kPaT = 0 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Sengm = 200 gT = 110 °Cc = 0,388 J/(g·°C)Airm = 250 gT = 15 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok seng bermassa 200 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 200 gcmetal = 0,388 J/(g·°C)Tmetal = 110 °Cmwater = 250 gTwater = 15 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
HC2​H5​OH + 3O₂reaktan2CO₂ + 3H₂O(l)produkΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C2H5OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C2H5OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Kesetimbangan kimiaSedang
H2​I2​HII110C−x−x+2xE1 − x1 − x2x

Sebanyak 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LKc = 64
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I0,200C−x+x+xE0,2 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,2 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl2].

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LKc = 0,1
[Cl2] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
02468101214asamnetralbasapH = ?

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,05 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00068
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
02468101214asamnetralbasapH = ?

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam hipoklorit dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 3 × 10⁻⁸). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)C (mol/L)5 minC = ?

Reaksi dengan hukum laju −rA = k·CA² memiliki k = 1 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Cari konsentrasi CA setelah 5 min.

k = 1 L/(mol·min)CA0 = 0,5 mol/Lt = 5 min
CA = mol/L
14.Kinetika reaksiSulit
Tk20 °C0,140 °C?

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,1 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 120 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 40 °C.

k1 = 0,1 min⁻¹T1 = 20 °CT2 = 40 °CEa = 120 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 12,16 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(N2) = 10/28,02 = 0,3569 mol
n(H2) = 40/2,016 = 19,84 mol

Pereaksi pembatas

0,3569/1 = 0,3569, 19,84/3 = 6,614 → N2

Massa produk

n(NH3) = 0,3569·2 = 0,7138 mol
m = 0,7138·17,03 = 12,16 g

Jawaban

m = 12,16 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 74,99 %

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.

Hasil teoretis

n(Fe2O3) = 30/159,69 = 0,1879 mol
m = 0,1879·3/1·44,01 = 24,8 g

Rendemen persen

Y = 18,6/24,8·100 = 74,99%

Jawaban

Y = 74,99%
3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: Vwater = 80 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 = 0,5·100/2,5 = 20 mL

Air yang ditambahkan

Vwater = 100 − 20 = 80 mL

Jawaban

Vwater = 80 mL
4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,2692 mol/L

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.

Jumlah total

n = 1·150 + 0,05·500 = 175 mmol

Konsentrasi campuran

c = 175/650 = 0,2692 mol/L

Jawaban

c = 0,2692 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 463,6 kPa

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

Mol

n = m/M = 260/32 = 8,125 mol
T = 70 + 273,15 = 343,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 8,125·8,314·343,1/0,05 = 463,6 kPa

Jawaban

P = 463,6 kPa
6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 8,634 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 0 + 273,15 = 273,1 K

Massa jenis

ρ = 700·28,01/(8,314·273,1) = 8,634 kg/m³

Jawaban

ρ = 8,634 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 21,57 °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

200·0,388·(110 − Tf) = 250·4,18·(Tf − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (77,6·110 + 1045·15)/(77,6 + 1045) = 21,57 °C

Jawaban

Tf = 21,57 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1367 kJ

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.

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawaban

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,2 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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

64 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(1 − x) → x = 1·8/(2 + 8) = 0,8 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,2 mol/L

Jawaban

[H2] = 0,2 mol/L
10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl2] = 0,1 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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

0,1 = x²/(0,2 − x) → x² + 0,1·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,02))/2 = 0,1 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1 mol/L

Jawaban

[Cl2] = 0,1 mol/L
11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,26

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 = 0,005501 mol/L

pH

pH = −log(0,005501) = 2,26

Jawaban

pH = 2,26
12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,523

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]).

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,05 = 0,2 mol
n(A⁻) = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,2/0,2) = 7,523

Jawaban

pH = 7,523
13.Kinetika reaksi

Jawaban: CA = 0,1429 mol/L

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).

Hukum orde dua terintegrasi

1/CA = 1/CA0 + kt = 2 + 1·5 = 7 L/mol
CA = 1/7 = 0,1429 mol/L

Jawaban

CA = 0,1429 mol/L
14.Kinetika reaksi

Jawaban: k2 = 2,321 min⁻¹

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).

Suhu mutlak

T1 = 293,1 K, T2 = 313,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(120000/8,314)·(1/313,1 − 1/293,1) = 3,145
k2 = 0,1·e3,145 = 2,321 min⁻¹

Jawaban

k2 = 2,321 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry