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 Na dan 64 g Cl₂ bereaksi menurut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl₂) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 10 g Fe₂O₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 5,95 g Fe. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe₂O₃) = 159,69 g/molM(Fe) = 55,85 g/molaktual: 5,95 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 5 L berisi 460 g CH₄ pada 90 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 460 gM = 16,04 g/molV = 5 LT = 90 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ He pada 950 kPa dan 130 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 4,003 g/molP = 950 kPaT = 130 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 250 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 190 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 22 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 100 gT_water = 22 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 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 = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,02 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,5 mol/LK_c = 0,02

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,2 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,1 mol/L asam fluorida dan 0,5 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,1[A⁻] = 0,5Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,05 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.

k = 0,05 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,1 min⁻¹ pada 35 °C dan 0,341 min⁻¹ pada 45 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,1 min⁻¹T₁ = 35 °Ck₂ = 0,341 min⁻¹T₂ = 45 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 50,84 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(Na) = 20/22,99 = 0,8699 mol

n(Cl₂) = 64/70,9 = 0,9027 mol

Pereaksi pembatas

0,8699/2 = 0,435, 0,9027/1 = 0,9027 → Na

Massa produk

n(NaCl) = 0,435·2 = 0,8699 mol

m = 0,8699·58,44 = 50,84 g

Jawaban

m = 50,84 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 85,06 %

Hasil teoretis

n(Fe₂O₃) = 10/159,69 = 0,06262 mol

m = 0,06262·2/1·55,85 = 6,995 g

Rendemen persen

Y = 5,95/6,995·100 = 85,06%

Jawaban

Y = 85,06%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 12,5 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 = 0,05·250/1 = 12,5 mL

Jawaban

V₁ = 12,5 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,125 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·150 + 0,05·250 = 50 mmol

Konsentrasi campuran

c = 50/400 = 0,125 mol/L

Jawaban

c = 0,125 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 17317 kPa

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

Mol

n = m/M = 460/16,04 = 28,68 mol

T = 90 + 273,15 = 363,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 28,68·8,314·363,1/0,005 = 17317 kPa

Jawaban

P = 17317 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 1,135 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 130 + 273,15 = 403,1 K

Massa jenis

ρ = 950·4,003/(8,314·403,1) = 1,135 kg/m³

Jawaban

ρ = 1,135 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 53,64 °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

250·0,388·(190 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (97·190 + 418·22)/(97 + 418) = 53,64 °C

Jawaban

T_f = 53,64 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Jawaban

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,1556 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/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·7/(2 + 7) = 0,07778 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,1556 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,1556 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,4095 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,02 = x²/(0,5 − x) → x² + 0,02·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,02 + √(0,02² + 4·0,01))/2 = 0,0905 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,5 − 0,0905 = 0,4095 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,4095 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,946

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/(0,2 − x) → x = 0,01133 mol/L

pH

pH = −log(0,01133) = 1,946

Jawaban

pH = 1,946

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,866

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,5/0,1) = 3,866

Jawaban

pH = 3,866

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 13,86 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 = 0,5

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,5)/0,05 = 13,86 min

Jawaban

t = 13,86 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 99,99 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 318,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·1,227/(-1,020e-4) = 99988 J/mol

E_a = 99,99 kJ/mol

Jawaban

E_a = 99,99 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry