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 Mg dan 48 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 N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 6 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 6,2 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 6,2 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,4 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 5 L berisi 140 g Ar pada 30 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 140 gM = 39,95 g/molV = 5 LT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap O₂ berubah dari 100 kPa, 20 L, 40 °C menjadi 600 kPa dan 220 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 20 LT₁ = 40 °CP₂ = 600 kPaT₂ = 220 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 50 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 100 gT_water = 15 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 50 g C₃H₈ (M = 44,1 g/mol) terbakar sempurna: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₃H₈) = −103,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

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

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 25

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,05 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

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

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam laktat dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00014). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,2 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 90%? Cari t.

k = 0,2 min⁻¹X = 90 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,002 s⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponensial A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0,002 s⁻¹T = 30 °CE_a = 60 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 16,58 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) = 10/24,31 = 0,4114 mol

n(O₂) = 48/32 = 1,5 mol

Pereaksi pembatas

0,4114/2 = 0,2057, 1,5/1 = 1,5 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,2057·2 = 0,4114 mol

m = 0,4114·40,3 = 16,58 g

Jawaban

m = 16,58 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 85,01 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 6/28,02 = 0,2141 mol

m = 0,2141·2/1·17,03 = 7,293 g

Rendemen persen

Y = 6,2/7,293·100 = 85,01%

Jawaban

Y = 85,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 133,3 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 = 0,4·500/1,5 = 133,3 mL

Jawaban

V₁ = 133,3 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,6429 mol/L

Jumlah total

n = 2·100 + 0,1·250 = 225 mmol

Konsentrasi campuran

c = 225/350 = 0,6429 mol/L

Jawaban

c = 0,6429 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1766 kPa

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

Mol

n = m/M = 140/39,95 = 3,504 mol

T = 30 + 273,15 = 303,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 3,504·8,314·303,1/0,005 = 1766 kPa

Jawaban

P = 1766 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 5,249 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 493,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(100/600)·(493,1/313,1) = 5,249 L

Jawaban

V₂ = 5,249 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 16,14 °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

50·0,129·(90 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (6,45·90 + 418·15)/(6,45 + 418) = 16,14 °C

Jawaban

T_f = 16,14 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 2517 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [3·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [1·(−103,8) + 5·0] = −2220 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/44,1 = 1,134 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1,134·2220 = 2517 kJ

Jawaban

q = 2517 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,05714 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

25 = (2x)²/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·5/(2 + 5) = 0,1429 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,2 − x = 0,05714 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05714 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 1,25 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,05 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,05·x − 0,075 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,05 + √(0,05² + 4·0,075))/2 = 0,25 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1,5 − 0,25 = 1,25 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 1,25 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 = 4,331

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,025 = 0,075 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,025 = 0,225 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,225/0,075) = 4,331

Jawaban

pH = 4,331

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 11,51 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 = 0,1

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,1)/0,2 = 11,51 min

Jawaban

t = 11,51 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: A = 4,363 × 10⁷ s⁻¹

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

T = 30 + 273,15 = 303,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 60000/(8,314·303,1) = 23,81

A = k·e^23,81 = 0,002·2,181 × 10¹⁰ = 4,363 × 10⁷ s⁻¹

Jawaban

A = 4,363 × 10⁷ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry