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

6 g Mg dan 40 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 20 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 26,81 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 26,81 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,6 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 360 g N₂ pada 350 kPa dan 35 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 360 gM = 28,01 g/molP = 350 kPaT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap N₂ berubah dari 250 kPa, 5 L, 40 °C menjadi 350 kPa dan 70 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 5 LT₁ = 40 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 70 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 50 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 18 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 250 gT_water = 18 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 10 g CH₃OH (M = 32,04 g/mol) terbakar sempurna: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 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 = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

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

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,1 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam format dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,02 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,02 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,05 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 30 min.

k = 0,05 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,01 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 90 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 55 °C selama 15 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 25 °CE_a = 90 kJ/molT₂ = 55 °Ct = 15 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,947 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) = 6/24,31 = 0,2468 mol

n(O₂) = 40/32 = 1,25 mol

Pereaksi pembatas

0,2468/2 = 0,1234, 1,25/1 = 1,25 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,1234·2 = 0,2468 mol

m = 0,2468·40,3 = 9,947 g

Jawaban

m = 9,947 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 82,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 20/44,1 = 0,4535 mol

m = 0,4535·4/1·18,02 = 32,69 g

Rendemen persen

Y = 26,81/32,69·100 = 82,01%

Jawaban

Y = 82,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 25 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 = 0,1·500/2 = 25 mL

Jawaban

V₁ = 25 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,3375 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·300 + 0,6·100 = 135 mmol

Konsentrasi campuran

c = 135/400 = 0,3375 mol/L

Jawaban

c = 0,3375 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 94,08 L

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

Mol

n = 360/28,01 = 12,85 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Volume

V = nRT/P = 12,85·8,314·308,1/350 = 94,08 L

Jawaban

V = 94,08 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 3,914 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 343,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(250/350)·(343,1/313,1) = 3,914 L

Jawaban

V₂ = 3,914 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 19,51 °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

50·0,449·(90 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (22,45·90 + 1045·18)/(22,45 + 1045) = 19,51 °C

Jawaban

T_f = 19,51 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 226,7 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 10/32,04 = 0,3121 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,3121·726,4 = 226,7 kJ

Jawaban

q = 226,7 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,2 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

9 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(1 − x) → x = 1·3/(2 + 3) = 0,6 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

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

Jawaban

[HI] = 1,2 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,3583 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,2))/2 = 0,3583 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,3583 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,3583 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,262

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 = 5,476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5,476 × 10⁻⁵) = 4,262

Jawaban

pH = 4,262

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,462

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,02 = 0,23 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,12/0,23) = 3,462

Jawaban

pH = 3,462

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,2857 mol/L

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).

Hukum orde dua terintegrasi

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 2 + 0,05·30 = 3,5 L/mol

C_A = 1/3,5 = 0,2857 mol/L

Jawaban

C_A = 0,2857 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 98,42 %

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).

Konstanta laju pada suhu baru

T₁ = 298,1 K, T₂ = 328,1 K

k₂ = 0,01·e^{−(90000/8,314)·(1/328,1 − 1/298,1)} = 0,2764 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,2764·15} = 1 − 0,01583 = 98,42 %

Jawaban

X = 98,42 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry