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

16 g CH₄ dan 16 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 10 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 26,35 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 26,35 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,2 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,4 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,75 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 310 g CH₄ pada 400 kPa dan 100 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 310 gM = 16,04 g/molP = 400 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap N₂ berubah dari 250 kPa, 10 L, 30 °C menjadi 750 kPa dan 250 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 10 LT₁ = 30 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 250 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 100 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 200 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 10 g CH₄ (M = 16,04 g/mol) terbakar sempurna: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₄) = −74,8 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 = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

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

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LK_c = 0,2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,01 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,01 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam hipoklorit dan 0,15 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,15Ka = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,01 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 0,01 min⁻¹X = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,02 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 35 °C.

k₁ = 0,02 min⁻¹T₁ = 25 °CT₂ = 35 °CE_a = 60 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 11 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) = 16/16,04 = 0,9975 mol

n(O₂) = 16/32 = 0,5 mol

Pereaksi pembatas

0,9975/1 = 0,9975, 0,5/2 = 0,25 → O₂

Massa produk

n(CO₂) = 0,25·1 = 0,25 mol

m = 0,25·44,01 = 11 g

Jawaban

m = 11 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 10/44,1 = 0,2268 mol

m = 0,2268·3/1·44,01 = 29,94 g

Rendemen persen

Y = 26,35/29,94·100 = 88,01%

Jawaban

Y = 88,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 866,7 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 = 0,2·1000/1,5 = 133,3 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 1000 − 133,3 = 866,7 mL

Jawaban

V_water = 866,7 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,4875 mol/L

Jumlah total

n = 0,4·150 + 0,75·50 = 97,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 97,5/200 = 0,4875 mol/L

Jawaban

c = 0,4875 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 149,9 L

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

Mol

n = 310/16,04 = 19,33 mol

T = 100 + 273,15 = 373,1 K

Volume

V = nRT/P = 19,33·8,314·373,1/400 = 149,9 L

Jawaban

V = 149,9 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 5,752 L

Hukum gas gabungan: untuk jumlah gas ideal yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 523,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(250/750)·(523,1/303,1) = 5,752 L

Jawaban

V₂ = 5,752 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 21,23 °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

100·0,449·(100 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44,9·100 + 836·17)/(44,9 + 836) = 21,23 °C

Jawaban

T_f = 21,23 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 555 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 10/16,04 = 0,6234 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,6234·890,3 = 555 kJ

Jawaban

q = 555 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,05 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·6/(2 + 6) = 0,15 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,2 − x = 0,05 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1236 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(0,2 − x) → x² + 0,2·x − 0,04 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,04))/2 = 0,1236 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1236 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1236 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,762

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/(0,01 − x) → x = 1,731 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(1,731 × 10⁻⁵) = 4,762

Jawaban

pH = 4,762

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7

pKa

pKa = 7,523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,15/0,5) = 7

Jawaban

pH = 7

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 160,9 min

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).

Konversi dan konsentrasi

C/C₀ = 1 − X = 0,2

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,2)/0,01 = 160,9 min

Jawaban

t = 160,9 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,04387 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K, T₂ = 308,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(60000/8,314)·(1/308,1 − 1/298,1) = 0,7855

k₂ = 0,02·e^0,7855 = 0,04387 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,04387 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry