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

16 g N₂ dan 16 g H₂ bereaksi menurut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapa massa m NH₃ yang dapat terbentuk?

M(N₂) = 28,02M(H₂) = 2,016M(NH₃) = 17,03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 6 g Fe₂O₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 4,37 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe₂O₃) = 159,69 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 4,37 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,4 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 490 g N₂ pada 10 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 490 gM = 28,01 g/molV = 30 LT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 250 kPa dan 190 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 250 kPaT = 190 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 150 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 140 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 400 gT_water = 15 °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 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,04 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,25 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LK_c = 0,04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,1 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,1 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam fluorida dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,05Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,3 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 75%? Cari t.

k = 0,3 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,005 min⁻¹ pada 35 °C dan 0,0698 min⁻¹ pada 60 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 35 °Ck₂ = 0,0698 min⁻¹T₂ = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,45 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(N₂) = 16/28,02 = 0,571 mol

n(H₂) = 16/2,016 = 7,937 mol

Pereaksi pembatas

0,571/1 = 0,571, 7,937/3 = 2,646 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,571·2 = 1,142 mol

m = 1,142·17,03 = 19,45 g

Jawaban

m = 19,45 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,09 %

Hasil teoretis

n(Fe₂O₃) = 6/159,69 = 0,03757 mol

m = 0,03757·3/1·44,01 = 4,961 g

Rendemen persen

Y = 4,37/4,961·100 = 88,09%

Jawaban

Y = 88,09%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 96,67 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 = 0,1·100/3 = 3,333 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 3,333 = 96,67 mL

Jawaban

V_water = 96,67 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,3167 mol/L

Jumlah total

n = 0,4·50 + 0,3·250 = 95 mmol

Konsentrasi campuran

c = 95/300 = 0,3167 mol/L

Jawaban

c = 0,3167 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1373 kPa

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

Mol

n = m/M = 490/28,01 = 17,49 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 17,49·8,314·283,1/0,03 = 1373 kPa

Jawaban

P = 1373 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,594 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 = 250·39,95/(8,314·463,1) = 2,594 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,594 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 19,17 °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

150·0,385·(140 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (57,75·140 + 1672·15)/(57,75 + 1672) = 19,17 °C

Jawaban

T_f = 19,17 °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: [HI] = 0,5333 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/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·4/(2 + 4) = 0,2667 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,5333 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,5333 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,168 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,04 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,04·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,01))/2 = 0,08198 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,25 − 0,08198 = 0,168 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,168 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,435

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/(0,1 − x) → x = 0,003672 mol/L

pH

pH = −log(0,003672) = 2,435

Jawaban

pH = 2,435

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,167

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,05/0,5) = 2,167

Jawaban

pH = 2,167

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 4,621 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 = 0,25

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,25)/0,3 = 4,621 min

Jawaban

t = 4,621 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 90 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 333,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·2,636/(-2,435e-4) = 90001 J/mol

E_a = 90 kJ/mol

Jawaban

E_a = 90 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry