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

30 g CH₄ dan 8 g O₂ bereaksi menurut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 8 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 65,07 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 65,07 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 1,5 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1,5 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0,6 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 410 g CO₂ pada 35 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 410 gM = 44,01 g/molV = 30 LT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CO₂ pada 950 kPa dan 80 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 44,01 g/molP = 950 kPaT = 80 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 250 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 300 gT_water = 24 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 20 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 0,1 mol/L H₂ dan 0,1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 36

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,2 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,5 mol/LK_c = 0,2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,2 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam format dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 5 min.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/Lt = 5 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,05 min⁻¹ pada 35 °C dan energi aktivasi 120 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0,05 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 50 °CE_a = 120 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 5,501 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(CH₄) = 30/16,04 = 1,87 mol

n(O₂) = 8/32 = 0,25 mol

Pereaksi pembatas

1,87/1 = 1,87, 0,25/2 = 0,125 → O₂

Massa produk

n(CO₂) = 0,125·1 = 0,125 mol

m = 0,125·44,01 = 5,501 g

Jawaban

m = 5,501 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 91 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 8/2,016 = 3,968 mol

m = 3,968·2/2·18,02 = 71,51 g

Rendemen persen

Y = 65,07/71,51·100 = 91%

Jawaban

Y = 91%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 229,2 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 = 0,5·250/6 = 20,83 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 250 − 20,83 = 229,2 mL

Jawaban

V_water = 229,2 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,75 mol/L

Jumlah total

n = 1,5·50 + 0,6·250 = 225 mmol

Konsentrasi campuran

c = 225/300 = 0,75 mol/L

Jawaban

c = 0,75 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 795,6 kPa

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

Mol

n = m/M = 410/44,01 = 9,316 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9,316·8,314·308,1/0,03 = 795,6 kPa

Jawaban

P = 795,6 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 14,24 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 = 950·44,01/(8,314·353,1) = 14,24 kg/m³

Jawaban

ρ = 14,24 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 29,42 °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

250·0,449·(90 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112,3·90 + 1254·24)/(112,3 + 1254) = 29,42 °C

Jawaban

T_f = 29,42 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 990,2 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/58,12 = 0,3441 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,3441·2877 = 990,2 kJ

Jawaban

q = 990,2 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,15 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

36 = (2x)²/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·6/(2 + 6) = 0,075 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,15 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,15 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,2683 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(0,5 − x) → x² + 0,2·x − 0,1 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,1))/2 = 0,2317 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,5 − 0,2317 = 0,2683 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,2683 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,282

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/(0,2 − x) → x = 0,005222 mol/L

pH

pH = −log(0,005222) = 2,282

Jawaban

pH = 2,282

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,745

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,15/0,15) = 3,745

Jawaban

pH = 3,745

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,4 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/C_A = 1/C_A0 + kt = 2 + 0,1·5 = 2,5 L/mol

C_A = 1/2,5 = 0,4 mol/L

Jawaban

C_A = 0,4 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,4397 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 323,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(120000/8,314)·(1/323,1 − 1/308,1) = 2,174

k₂ = 0,05·e^2,174 = 0,4397 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,4397 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry