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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)
Metode
Tulis Kc 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 Kc 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + 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 Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
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
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
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
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
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
Tangki 50 L berisi 260 g O₂ pada 70 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.
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.
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 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
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
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.
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.
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).