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 C₃H₈ dan 40 g O₂ bereaksi menurut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(C₃H₈) = 44,1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CaCO₃ → CaO + CO₂, 20 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 8 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 8 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 170 g Ar pada 40 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 170 gM = 39,95 g/molV = 10 LT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 750 kPa dan 190 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 750 kPaT = 190 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 75 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 300 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 100 g C₄H₁₀ (M = 58,12 g/mol) terbakar sempurna: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 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 = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 36

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,2 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,01 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam format dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,1 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 0,1 min⁻¹X = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 40 kJ/mol. Pada 25 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 10 kali lebih cepat?

E_a = 40 kJ/molT₁ = 25 °Ck₂/k₁ = 10R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 16,34 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(C₃H₈) = 10/44,1 = 0,2268 mol

n(O₂) = 40/32 = 1,25 mol

Pereaksi pembatas

0,2268/1 = 0,2268, 1,25/5 = 0,25 → C₃H₈

Massa produk

n(H₂O) = 0,2268·4 = 0,907 mol

m = 0,907·18,02 = 16,34 g

Jawaban

m = 16,34 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 90,97 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 20/100,09 = 0,1998 mol

m = 0,1998·1/1·44,01 = 8,794 g

Rendemen persen

Y = 8/8,794·100 = 90,97%

Jawaban

Y = 90,97%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 96 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 = 0,1·100/2,5 = 4 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 4 = 96 mL

Jawaban

V_water = 96 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·200 + 2,5·100 = 300 mmol

Konsentrasi campuran

c = 300/300 = 1 mol/L

Jawaban

c = 1 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1108 kPa

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

Mol

n = m/M = 170/39,95 = 4,255 mol

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 4,255·8,314·313,1/0,01 = 1108 kPa

Jawaban

P = 1108 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 5,456 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 190 + 273,15 = 463,1 K

Massa jenis

ρ = 750·28,01/(8,314·463,1) = 5,456 kg/m³

Jawaban

ρ = 5,456 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 19,11 °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

75·0,388·(110 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (29,1·110 + 1254·17)/(29,1 + 1254) = 19,11 °C

Jawaban

T_f = 19,11 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 4951 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 100/58,12 = 1,721 mol

q = n·|ΔH°/2| = 1,721·2877 = 4951 kJ

Jawaban

q = 4951 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,5 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/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(1 − x) → x = 1·6/(2 + 6) = 0,75 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,5 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,5 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,1073 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,2 − x) → x² + 0,08·x − 0,016 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,016))/2 = 0,09266 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,2 − 0,09266 = 0,1073 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,1073 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,64

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 = 0,00229 mol/L

pH

pH = −log(0,00229) = 2,64

Jawaban

pH = 2,64

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,599

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,025 = 0,175 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,125/0,175) = 3,599

Jawaban

pH = 3,599

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 16,09 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 = 0,2

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,2)/0,1 = 16,09 min

Jawaban

t = 16,09 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 74,62 °C

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/298,1 − 8,314·ln(10)/40000 = 3,354 × 10⁻³ − 4,786 × 10⁻⁴ = 2,875 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 347,8 K = 74,62 °C

Jawaban

T₂ = 74,62 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry