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 Mg dan 80 g O₂ bereaksi menurut 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapa massa m MgO yang dapat terbentuk?

M(Mg) = 24,31M(O₂) = 32M(MgO) = 40,3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CaCO₃ → CaO + CO₂, 6 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 2,06 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 2,06 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 50 g Ar pada 800 kPa dan 65 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 50 gM = 39,95 g/molP = 800 kPaT = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 400 kPa, 2 L, 40 °C menjadi 100 kPa dan 170 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 2 LT₁ = 40 °CP₂ = 100 kPaT₂ = 170 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 50 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 22 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 400 gT_water = 22 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 20 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 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 54

[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 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,8 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,05 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam benzoat dan 0,1 mol/L garam natriumnya. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,1Ka = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) memiliki k = 1 L/(mol·min) dan konsentrasi awal 0,5 mol/L. Cari waktu paruh pertamanya t_½.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/L

t_½ = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,002 min⁻¹ pada 40 °C dan 0,0127 min⁻¹ pada 60 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,002 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0,0127 min⁻¹T₂ = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,947 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(Mg) = 6/24,31 = 0,2468 mol

n(O₂) = 80/32 = 2,5 mol

Pereaksi pembatas

0,2468/2 = 0,1234, 2,5/1 = 2,5 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,1234·2 = 0,2468 mol

m = 0,2468·40,3 = 9,947 g

Jawaban

m = 9,947 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 78,08 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 6/100,09 = 0,05995 mol

m = 0,05995·1/1·44,01 = 2,638 g

Rendemen persen

Y = 2,06/2,638·100 = 78,08%

Jawaban

Y = 78,08%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 95 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 = 0,05·100/1 = 5 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 5 = 95 mL

Jawaban

V_water = 95 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,9 mol/L

Jumlah total

n = 1·300 + 0,3·50 = 315 mmol

Konsentrasi campuran

c = 315/350 = 0,9 mol/L

Jawaban

c = 0,9 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 4,398 L

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

Mol

n = 50/39,95 = 1,252 mol

T = 65 + 273,15 = 338,1 K

Volume

V = nRT/P = 1,252·8,314·338,1/800 = 4,398 L

Jawaban

V = 4,398 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 11,32 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 443,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(400/100)·(443,1/313,1) = 11,32 L

Jawaban

V₂ = 11,32 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 23,3 °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

50·0,449·(120 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (22,45·120 + 1672·22)/(22,45 + 1672) = 23,3 °C

Jawaban

T_f = 23,3 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 453,4 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/32,04 = 0,6242 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,6242·726,4 = 453,4 kJ

Jawaban

q = 453,4 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,572 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

54 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(1 − x) → x = 1·7,348/(2 + 7,348) = 0,7861 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,572 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,572 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,5628 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,1 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,1·x − 0,08 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,08))/2 = 0,2372 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,8 − 0,2372 = 0,5628 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,5628 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,536

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/(0,05 − x) → x = 0,002911 mol/L

pH

pH = −log(0,002911) = 2,536

Jawaban

pH = 2,536

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,9

pKa

pKa = 4,201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,1/0,2) = 3,9

Jawaban

pH = 3,9

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t_½ = 2 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).

Waktu paruh orde dua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(1·0,5) = 2 min

Jawaban

t_½ = 2 min

Setiap waktu paruh berikutnya dua kali lebih lama, karena C₀ telah menjadi setengahnya.

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 80,16 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 = 333,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·1,848/(-1,917e-4) = 80164 J/mol

E_a = 80,16 kJ/mol

Jawaban

E_a = 80,16 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry