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

20 g C₃H₈ dan 10 g O₂ bereaksi menurut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(C₃H₈) = 44,1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 16 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 20,4 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 20,4 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

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

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

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 470 g N₂ pada 10 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 470 gM = 28,01 g/molV = 30 LT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 650 kPa dan 40 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 650 kPaT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 200 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 150 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 25 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 100 gT_water = 25 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 49

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,1 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

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

n(HA) = 0,3 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 1 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 30 min.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,002 min⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 80 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 45 °C.

k₁ = 0,002 min⁻¹T₁ = 30 °CT₂ = 45 °CE_a = 80 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 4,505 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(C₃H₈) = 20/44,1 = 0,4535 mol

n(O₂) = 10/32 = 0,3125 mol

Pereaksi pembatas

0,4535/1 = 0,4535, 0,3125/5 = 0,0625 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,0625·4 = 0,25 mol

m = 0,25·18,02 = 4,505 g

Jawaban

m = 4,505 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 78,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 16/44,1 = 0,3628 mol

m = 0,3628·4/1·18,02 = 26,15 g

Rendemen persen

Y = 20,4/26,15·100 = 78,01%

Jawaban

Y = 78,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 99 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 = 0,05·100/5 = 1 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 1 = 99 mL

Jawaban

V_water = 99 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,4857 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·250 + 1,2·100 = 170 mmol

Konsentrasi campuran

c = 170/350 = 0,4857 mol/L

Jawaban

c = 0,4857 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1317 kPa

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

Mol

n = m/M = 470/28,01 = 16,78 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 16,78·8,314·283,1/0,03 = 1317 kPa

Jawaban

P = 1317 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 7,989 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Massa jenis

ρ = 650·32/(8,314·313,1) = 7,989 kg/m³

Jawaban

ρ = 7,989 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 62,54 °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

200·0,897·(150 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (179,4·150 + 418·25)/(179,4 + 418) = 62,54 °C

Jawaban

T_f = 62,54 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2802 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Jawaban

ΔH° = −2802 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,05556 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

49 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·7/(2 + 7) = 0,1944 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,05556 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05556 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,04202 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,08·x − 0,008 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,008))/2 = 0,05798 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,05798 = 0,04202 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,04202 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,262

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/(0,1 − x) → x = 5,476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5,476 × 10⁻⁵) = 4,262

Jawaban

pH = 4,262

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,301

Penetralan

n(HA) = 0,3 − 0,05 = 0,25 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,15/0,25) = 7,301

Jawaban

pH = 7,301

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,03125 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 + 1·30 = 32 L/mol

C_A = 1/32 = 0,03125 mol/L

Jawaban

C_A = 0,03125 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,008932 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 318,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(80000/8,314)·(1/318,1 − 1/303,1) = 1,497

k₂ = 0,002·e^1,497 = 0,008932 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,008932 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry