Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali 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

  1. Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
  2. Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
  3. Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
  4. 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

  1. Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
  2. Ubah volume ke liter.
  3. Molaritas c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

  1. Tulis Kc sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
  2. Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
  3. Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran
c1V1 = c2V2

Metode

  1. Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
  2. Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
  3. Asam lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu
ln(CA/CA0) = −kt
Waktu paruh (orde satu)
t½ = ln 2/k
Orde dua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang
m(X)n(X)n(MgO)m(MgO)÷ M(X)× 2/ν× M(MgO)

20 g Mg dan 24 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
m(C6​H12​O6​)n(C6​H12​O6​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(C6​H12​O6​)× 2/1× M(CO2​)

Dalam reaksi C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2, 20 g C6H12O6 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 8,6 g CO2. Tentukan rendemen persen Y.

M(C6H12O6) = 180,16 g/molM(CO2) = 44,01 g/molaktual: 8,6 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
5 mol/LV1​ = ?0,4 mol/L250 mL

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa volume V1 larutan stok yang Anda perlukan?

c1 = 5 mol/Lc2 = 0,4 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
0,8 mol/L200 mL0,6 mol/L250 mLc = ?450 mL

Sebanyak 200 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 0,8 mol/LV1 = 200 mLc2 = 0,6 mol/LV2 = 250 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
370 g N₂P = 150 kPaT = 40 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 370 g N₂ pada 150 kPa dan 40 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 370 gM = 28,01 g/molP = 150 kPaT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
CO₂, M = 44,01 g/molP = 700 kPaT = 140 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ CO₂ pada 700 kPa dan 140 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 44,01 g/molP = 700 kPaT = 140 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Aluminiumm = 250 gT = 160 °Cc = 0,897 J/(g·°C)Airm = 250 gT = 20 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok aluminium bermassa 250 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 160 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 250 gcmetal = 0,897 J/(g·°C)Tmetal = 160 °Cmwater = 250 gTwater = 20 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H100 g CH4​CH4​ + 2O₂reaktanCO₂ + 2H₂O(l)produkq = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 100 g CH4 (M = 16,04 g/mol) terbakar sempurna: CH4 + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH4) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
q = kJ
9.Kesetimbangan kimiaSedang
H2​I2​HII0,250,250C−x−x+2xE0,25 − x0,25 − x2x

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LKc = 49
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I0,100C−x+x+xE0,1 − xxx

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

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LKc = 0,2
[PCl5] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
02468101214asamnetralbasapH = ?

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,01 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,01 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
02468101214asamnetralbasapH = ?

Sebuah larutan penyangga berisi 0,1 mol/L asam hipoklorit dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,1[A⁻] = 0,3Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)X (%)t = ?99%

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,02 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 99%? Cari t.

k = 0,02 min⁻¹X = 99 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Tk35 °C0,0155 °C?

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,01 min⁻¹ pada 35 °C dan energi aktivasi 40 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 55 °C.

k1 = 0,01 min⁻¹T1 = 35 °CT2 = 55 °CEa = 40 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 33,16 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) = 20/24,31 = 0,8227 mol
n(O2) = 24/32 = 0,75 mol

Pereaksi pembatas

0,8227/2 = 0,4114, 0,75/1 = 0,75 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,4114·2 = 0,8227 mol
m = 0,8227·40,3 = 33,16 g

Jawaban

m = 33,16 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,01 %

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.

Hasil teoretis

n(C6H12O6) = 20/180,16 = 0,111 mol
m = 0,111·2/1·44,01 = 9,771 g

Rendemen persen

Y = 8,6/9,771·100 = 88,01%

Jawaban

Y = 88,01%
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 = 0,4·250/5 = 20 mL

Jawaban

V1 = 20 mL
4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,6889 mol/L

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.

Jumlah total

n = 0,8·200 + 0,6·250 = 310 mmol

Konsentrasi campuran

c = 310/450 = 0,6889 mol/L

Jawaban

c = 0,6889 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 229,3 L

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

Mol

n = 370/28,01 = 13,21 mol
T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Volume

V = nRT/P = 13,21·8,314·313,1/150 = 229,3 L

Jawaban

V = 229,3 L
6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 8,969 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 140 + 273,15 = 413,1 K

Massa jenis

ρ = 700·44,01/(8,314·413,1) = 8,969 kg/m³

Jawaban

ρ = 8,969 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 44,74 °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

250·0,897·(160 − Tf) = 250·4,18·(Tf − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (224,3·160 + 1045·20)/(224,3 + 1045) = 44,74 °C

Jawaban

Tf = 44,74 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 5550 kJ

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.

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 100/16,04 = 6,234 mol
q = n·|ΔH°/1| = 6,234·890,3 = 5550 kJ

Jawaban

q = 5550 kJ
9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,05556 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·7/(2 + 7) = 0,1944 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,05556 mol/L

Jawaban

[H2] = 0,05556 mol/L
10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl5] = 0,02679 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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

0,2 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,2·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,02))/2 = 0,07321 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,07321 = 0,02679 mol/L

Jawaban

[PCl5] = 0,02679 mol/L
11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,762

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/(0,01 − x) → x = 1,731 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(1,731 × 10⁻⁵) = 4,762

Jawaban

pH = 4,762
12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 8

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]).

pKa

pKa = 7,523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,3/0,1) = 8

Jawaban

pH = 8
13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 230,3 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 = 0,01

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,01)/0,02 = 230,3 min

Jawaban

t = 230,3 min
14.Kinetika reaksi

Jawaban: k2 = 0,0259 min⁻¹

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 = 308,1 K, T2 = 328,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(40000/8,314)·(1/328,1 − 1/308,1) = 0,9516
k2 = 0,01·e0,9516 = 0,0259 min⁻¹

Jawaban

k2 = 0,0259 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry