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

4 g CH₄ dan 48 g O₂ bereaksi menurut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 6 g C₆H₁₂O₆ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 2,3 g C₂H₅OH. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180,16 g/molM(C₂H₅OH) = 46,07 g/molaktual: 2,3 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 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 = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 380 g O₂ pada 450 kPa dan 50 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 380 gM = 32 g/molP = 450 kPaT = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 250 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 250 kPaT = 0 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 200 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 140 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 100 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

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

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 16

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,2 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

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

c = 0,5 mol/LKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam asetat dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,4 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 2 min.

k = 0,4 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 2 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,1 min⁻¹ pada 40 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 70 °C.

k₁ = 0,1 min⁻¹T₁ = 40 °CT₂ = 70 °CE_a = 60 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 8,988 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) = 4/16,04 = 0,2494 mol

n(O₂) = 48/32 = 1,5 mol

Pereaksi pembatas

0,2494/1 = 0,2494, 1,5/2 = 0,75 → CH₄

Massa produk

n(H₂O) = 0,2494·2 = 0,4988 mol

m = 0,4988·18,02 = 8,988 g

Jawaban

m = 8,988 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 74,95 %

Hasil teoretis

n(C₆H₁₂O₆) = 6/180,16 = 0,0333 mol

m = 0,0333·2/1·46,07 = 3,069 g

Rendemen persen

Y = 2,3/3,069·100 = 74,95%

Jawaban

Y = 74,95%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 20 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 = 0,05·200/0,5 = 20 mL

Jawaban

V₁ = 20 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,3333 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·100 + 0,3·500 = 200 mmol

Konsentrasi campuran

c = 200/600 = 0,3333 mol/L

Jawaban

c = 0,3333 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 70,9 L

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

Mol

n = 380/32 = 11,88 mol

T = 50 + 273,15 = 323,1 K

Volume

V = nRT/P = 11,88·8,314·323,1/450 = 70,9 L

Jawaban

V = 70,9 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 1,766 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 = 250·16,04/(8,314·273,1) = 1,766 kg/m³

Jawaban

ρ = 1,766 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 36,13 °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

200·0,385·(140 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77·140 + 418·17)/(77 + 418) = 36,13 °C

Jawaban

T_f = 36,13 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi reaksi

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

Jawaban

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,06667 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

16 = (2x)²/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·4/(2 + 4) = 0,1333 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,2 − x = 0,06667 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,06667 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,1 mol/L

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

[PCl₅] = 0,2 − 0,1 = 0,1 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,1 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,524

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/(0,5 − x) → x = 0,002991 mol/L

pH

pH = −log(0,002991) = 2,524

Jawaban

pH = 2,524

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,67

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,01 = 0,19 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,01 = 0,16 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,16/0,19) = 4,67

Jawaban

pH = 4,67

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,5556 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 = 1 + 0,4·2 = 1,8 L/mol

C_A = 1/1,8 = 0,5556 mol/L

Jawaban

C_A = 0,5556 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,7499 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 343,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(60000/8,314)·(1/343,1 − 1/313,1) = 2,015

k₂ = 0,1·e^2,015 = 0,7499 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,7499 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry