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

8 g N₂ dan 8 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 2Mg + O₂ → 2MgO, 16 g Mg bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 16,44 g MgO. Tentukan rendemen persen Y.

M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/molaktual: 16,44 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 50 L berisi 210 g CO₂ pada 65 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 210 gM = 44,01 g/molV = 50 LT = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 700 kPa dan 130 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 700 kPaT = 130 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 150 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 300 gT_water = 16 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 20 g CH₄ (M = 16,04 g/mol) terbakar sempurna: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₄) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

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

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam format dan 0,1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00018. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,1Ka = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1 mol/L menjadi 0,5 mol/L dalam 40 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1 mol/LC_A = 0,5 mol/Lt = 40 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,1 min⁻¹ pada 20 °C dan 2,51 min⁻¹ pada 45 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,1 min⁻¹T₁ = 20 °Ck₂ = 2,51 min⁻¹T₂ = 45 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,724 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) = 8/28,02 = 0,2855 mol

n(H₂) = 8/2,016 = 3,968 mol

Pereaksi pembatas

0,2855/1 = 0,2855, 3,968/3 = 1,323 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,2855·2 = 0,571 mol

m = 0,571·17,03 = 9,724 g

Jawaban

m = 9,724 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 61,98 %

Hasil teoretis

n(Mg) = 16/24,31 = 0,6582 mol

m = 0,6582·2/2·40,3 = 26,52 g

Rendemen persen

Y = 16,44/26,52·100 = 61,98%

Jawaban

Y = 61,98%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 16,67 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 = 0,05·500/1,5 = 16,67 mL

Jawaban

V₁ = 16,67 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,083 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·100 + 1,2·500 = 650 mmol

Konsentrasi campuran

c = 650/600 = 1,083 mol/L

Jawaban

c = 1,083 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 268,3 kPa

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

Mol

n = m/M = 210/44,01 = 4,772 mol

T = 65 + 273,15 = 338,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 4,772·8,314·338,1/0,05 = 268,3 kPa

Jawaban

P = 268,3 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 6,683 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 130 + 273,15 = 403,1 K

Massa jenis

ρ = 700·32/(8,314·403,1) = 6,683 kg/m³

Jawaban

ρ = 6,683 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 17,28 °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

150·0,129·(100 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19,35·100 + 1254·16)/(19,35 + 1254) = 17,28 °C

Jawaban

T_f = 17,28 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1110 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/16,04 = 1,247 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1,247·890,3 = 1110 kJ

Jawaban

q = 1110 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1 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

64 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·8/(2 + 8) = 0,4 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,5 − x = 0,1 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,0618 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,1 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,1·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,01))/2 = 0,0618 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,0618 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,0618 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,412

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/(0,05 − x) → x = 3,871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3,871 × 10⁻⁵) = 4,412

Jawaban

pH = 4,412

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,046

pKa

pKa = 3,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,1/0,5) = 3,046

Jawaban

pH = 3,046

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,01733 min⁻¹

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).

Hukum orde satu terintegrasi

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(1/0,5)/40 = 0,6931/40 = 0,01733 min⁻¹

Jawaban

k = 0,01733 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 99,96 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 = 293,1 K, T₂ = 318,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·3,223/(-2,681e-4) = 99962 J/mol

E_a = 99,96 kJ/mol

Jawaban

E_a = 99,96 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry