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

10 g CH₄ dan 64 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 6 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 7,65 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 7,65 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,4 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0,6 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 60 g He pada 450 kPa dan 10 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 60 gM = 4,003 g/molP = 450 kPaT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 100 kPa, 10 L, 25 °C menjadi 150 kPa dan 60 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 10 LT₁ = 25 °CP₂ = 150 kPaT₂ = 60 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 100 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 130 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 130 °Cm_water = 150 gT_water = 16 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 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 = 0,25 mol/LK_c = 16

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,01

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,25 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,25 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam asetat dan 0,1 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,1Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,02 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 60%? Cari t.

k = 0,02 min⁻¹X = 60 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,05 min⁻¹ pada 40 °C dan 0,317 min⁻¹ pada 70 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,05 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0,317 min⁻¹T₂ = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 22,47 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) = 10/16,04 = 0,6234 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,6234/1 = 0,6234, 2/2 = 1 → CH₄

Massa produk

n(H₂O) = 0,6234·2 = 1,247 mol

m = 1,247·18,02 = 22,47 g

Jawaban

m = 22,47 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 78,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 6/44,1 = 0,1361 mol

m = 0,1361·4/1·18,02 = 9,807 g

Rendemen persen

Y = 7,65/9,807·100 = 78,01%

Jawaban

Y = 78,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 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 = 0,4·100/0,5 = 80 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 80 = 20 mL

Jawaban

V_water = 20 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,5417 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·50 + 0,6·250 = 162,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 162,5/300 = 0,5417 mol/L

Jawaban

c = 0,5417 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 78,41 L

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

Mol

n = 60/4,003 = 14,99 mol

T = 10 + 273,15 = 283,1 K

Volume

V = nRT/P = 14,99·8,314·283,1/450 = 78,41 L

Jawaban

V = 78,41 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 7,449 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K, T₂ = 333,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(100/150)·(333,1/298,1) = 7,449 L

Jawaban

V₂ = 7,449 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,6 °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

100·0,385·(130 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38,5·130 + 627·16)/(38,5 + 627) = 22,6 °C

Jawaban

T_f = 22,6 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawaban

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,08333 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/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·4/(2 + 4) = 0,1667 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,08333 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,08333 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,9049 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(1 − x) → x² + 0,01·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,01))/2 = 0,09512 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,09512 = 0,9049 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,9049 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,063

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/(0,25 − x) → x = 8,659 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(8,659 × 10⁻⁵) = 4,063

Jawaban

pH = 4,063

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,444

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,1/0,2) = 4,444

Jawaban

pH = 4,444

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 45,81 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 = 0,4

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,4)/0,02 = 45,81 min

Jawaban

t = 45,81 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 55 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 343,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·1,847/(-2,792e-4) = 55000 J/mol

E_a = 55 kJ/mol

Jawaban

E_a = 55 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry