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

6 g Al dan 20 g Cl₂ bereaksi menurut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapa massa m AlCl₃ yang dapat terbentuk?

M(Al) = 26,98M(Cl₂) = 70,9M(AlCl₃) = 133,33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 30 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 252,1 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 252,1 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 20 L berisi 360 g He pada 100 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 360 gM = 4,003 g/molV = 20 LT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 800 kPa dan 70 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 800 kPaT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 150 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 400 gT_water = 21 °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 0,1 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 [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,05 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 = 0,05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,5 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam laktat dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00014. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,3Ka = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1,2 mol/L menjadi 0,48 mol/L dalam 40 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1,2 mol/LC_A = 0,48 mol/Lt = 40 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,1 min⁻¹ pada 40 °C dan 0,822 min⁻¹ pada 55 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,1 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0,822 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 25,07 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(Al) = 6/26,98 = 0,2224 mol

n(Cl₂) = 20/70,9 = 0,2821 mol

Pereaksi pembatas

0,2224/2 = 0,1112, 0,2821/3 = 0,09403 → Cl₂

Massa produk

n(AlCl₃) = 0,09403·2 = 0,1881 mol

m = 0,1881·133,33 = 25,07 g

Jawaban

m = 25,07 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 30/2,016 = 14,88 mol

m = 14,88·2/2·18,02 = 268,2 g

Rendemen persen

Y = 252,1/268,2·100 = 94%

Jawaban

Y = 94%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 25 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 = 0,25·250/2,5 = 25 mL

Jawaban

V₁ = 25 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,731 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·250 + 2,5·400 = 1125 mmol

Konsentrasi campuran

c = 1125/650 = 1,731 mol/L

Jawaban

c = 1,731 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 13950 kPa

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

Mol

n = m/M = 360/4,003 = 89,93 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 89,93·8,314·373,1/0,02 = 13950 kPa

Jawaban

P = 13950 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 11,2 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 70 + 273,15 = 343,1 K

Massa jenis

ρ = 800·39,95/(8,314·343,1) = 11,2 kg/m³

Jawaban

ρ = 11,2 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 21,79 °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

150·0,129·(90 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19,35·90 + 1672·21)/(19,35 + 1672) = 21,79 °C

Jawaban

T_f = 21,79 °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] = 0,025 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

[H₂] = 0,1 − x = 0,025 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,025 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,05 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,05 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,05·x − 0,005 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,05 + √(0,05² + 4·0,005))/2 = 0,05 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,05 = 0,05 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,05 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,027

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 = 0,009397 mol/L

pH

pH = −log(0,009397) = 2,027

Jawaban

pH = 2,027

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,729

pKa

pKa = 3,854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,3/0,4) = 3,729

Jawaban

pH = 3,729

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,02291 min⁻¹

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).

Hukum orde satu terintegrasi

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(1,2/0,48)/40 = 0,9163/40 = 0,02291 min⁻¹

Jawaban

k = 0,02291 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 120 kJ/mol

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).

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 328,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·2,107/(-1,460e-4) = 119983 J/mol

E_a = 120 kJ/mol

Jawaban

E_a = 120 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry