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

24 g H₂ dan 32 g O₂ bereaksi menurut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(H₂) = 2,016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CaCO₃ → CaO + CO₂, 12 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 4,64 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 4,64 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

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

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 20 L berisi 500 g N₂ pada 60 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 500 gM = 28,01 g/molV = 20 LT = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 850 kPa dan 120 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 850 kPaT = 120 °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 180 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 180 °Cm_water = 100 gT_water = 16 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 50 g CH₃OH (M = 32,04 g/mol) terbakar sempurna: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

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

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 49

[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 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam asetat 0,1 mol/L (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).

c = 0,1 mol/LKa = 1,8 × 10⁻⁵

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 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 1 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 90%? Cari t.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 90 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,5 mol/L lajunya 0,005 mol/(L·s); dengan C_A0 = 1 mol/L lajunya 0,04 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,5 mol/Lr₁ = 0,005 mol/(L·s)C_A0,2 = 1 mol/Lr₂ = 0,04 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 36,04 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(H₂) = 24/2,016 = 11,9 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Pereaksi pembatas

11,9/2 = 5,952, 1/1 = 1 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 1·2 = 2 mol

m = 2·18,02 = 36,04 g

Jawaban

m = 36,04 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 87,94 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 12/100,09 = 0,1199 mol

m = 0,1199·1/1·44,01 = 5,276 g

Rendemen persen

Y = 4,64/5,276·100 = 87,94%

Jawaban

Y = 87,94%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 10 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 = 0,05·100/0,5 = 10 mL

Jawaban

V₁ = 10 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,167 mol/L

Jumlah total

n = 2·250 + 3·50 = 650 mmol

Konsentrasi campuran

c = 650/300 = 2,167 mol/L

Jawaban

c = 2,167 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 2472 kPa

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

Mol

n = m/M = 500/28,01 = 17,85 mol

T = 60 + 273,15 = 333,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 17,85·8,314·333,1/0,02 = 2472 kPa

Jawaban

P = 2472 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 10,39 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 120 + 273,15 = 393,1 K

Massa jenis

ρ = 850·39,95/(8,314·393,1) = 10,39 kg/m³

Jawaban

ρ = 10,39 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 25,53 °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·(180 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25,8·180 + 418·16)/(25,8 + 418) = 25,53 °C

Jawaban

T_f = 25,53 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1134 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/32,04 = 1,561 mol

q = n·|ΔH°/2| = 1,561·726,4 = 1134 kJ

Jawaban

q = 1134 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,3111 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·7/(2 + 7) = 0,1556 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,3111 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,3111 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,7298 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,1))/2 = 0,2702 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,2702 = 0,7298 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,7298 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,875

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 = 0,001333 mol/L

pH

pH = −log(0,001333) = 2,875

Jawaban

pH = 2,875

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,414

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,025 = 0,225 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,025 = 0,175 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,175/0,225) = 7,414

Jawaban

pH = 7,414

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 6 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Konsentrasi di akhir

C_A = 1,5·(1 − 0,9) = 0,15 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (6,667 − 0,6667)/1 = 6 min

Jawaban

t = 6 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 3

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 = 0,04/0,005 = 8

C₂/C₁ = 1/0,5 = 2

Orde

n = ln(8)/ln(2) = 3

Jawaban

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry