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

4 g H₂ dan 20 g O₂ bereaksi menurut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(H₂) = 2,016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 30 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 252,1 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 252,1 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0,75 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 150 g O₂ pada 550 kPa dan 25 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 150 gM = 32 g/molP = 550 kPaT = 25 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CH₄ berubah dari 300 kPa, 5 L, 30 °C menjadi 200 kPa dan 230 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 5 LT₁ = 30 °CP₂ = 200 kPaT₂ = 230 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 75 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 200 °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 = 75 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 200 °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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

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

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 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 = 0,2 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 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,08

[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

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam fluorida dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00068). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,04 mol/(L·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 20%? Cari t.

k = 0,04 mol/(L·min)C_A0 = 1 mol/LX = 20 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,01 min⁻¹ pada 35 °C dan 0,336 min⁻¹ pada 60 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 35 °Ck₂ = 0,336 min⁻¹T₂ = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 22,52 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(H₂) = 4/2,016 = 1,984 mol

n(O₂) = 20/32 = 0,625 mol

Pereaksi pembatas

1,984/2 = 0,9921, 0,625/1 = 0,625 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,625·2 = 1,25 mol

m = 1,25·18,02 = 22,52 g

Jawaban

m = 22,52 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 30/2,016 = 14,88 mol

m = 14,88·2/2·18,02 = 268,2 g

Rendemen persen

Y = 252,1/268,2·100 = 94%

Jawaban

Y = 94%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 350 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 = 0,3·500/1 = 150 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 500 − 150 = 350 mL

Jawaban

V_water = 350 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1 mol/L

Jumlah total

n = 2·100 + 0,75·400 = 500 mmol

Konsentrasi campuran

c = 500/500 = 1 mol/L

Jawaban

c = 1 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 21,13 L

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

Mol

n = 150/32 = 4,688 mol

T = 25 + 273,15 = 298,1 K

Volume

V = nRT/P = 4,688·8,314·298,1/550 = 21,13 L

Jawaban

V = 21,13 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 12,45 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 503,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(300/200)·(503,1/303,1) = 12,45 L

Jawaban

V₂ = 12,45 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 24,1 °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

75·0,385·(200 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (28,88·200 + 627·16)/(28,88 + 627) = 24,1 °C

Jawaban

T_f = 24,1 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi reaksi

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

Jawaban

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,3 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·6/(2 + 6) = 0,15 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,3 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,3 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,04202 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,08·x − 0,008 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,008))/2 = 0,05798 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,05798 = 0,04202 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,04202 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 = 3,211

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,01 = 0,19 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,01 = 0,21 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,21/0,19) = 3,211

Jawaban

pH = 3,211

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 5 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Jumlah yang terkonversi

C_A0·X = 1·0,2 = 0,2 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 0,2/0,04 = 5 min

Jawaban

t = 5 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 120 kJ/mol

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 = 333,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·3,515/(-2,435e-4) = 119988 J/mol

E_a = 120 kJ/mol

Jawaban

E_a = 120 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry