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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)
Metode
Tulis Kc 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 Kc 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + 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 Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.
Kinetika reaksi
Orde satu
ln(CA/CA0) = −kt
Waktu paruh (orde satu)
t½ = ln 2/k
Orde dua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)
2Soal latihan
1.StoikiometriSedang
12 g H2 dan 80 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 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 250 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa volume V1 larutan stok yang Anda perlukan?
c1 = 5 mol/Lc2 = 0,4 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
Sebanyak 100 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 200 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).
c1 = 0,4 mol/LV1 = 100 mLc2 = 3 mol/LV2 = 200 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
Berapa volume V yang ditempati 290 g CH₄ pada 150 kPa dan 30 °C? Anggap sebagai gas ideal.
Sebuah balok besi bermassa 200 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 22 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.
Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LKc = 36
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 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/LKc = 0,08
[PCl5] = 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
Sebuah larutan penyangga berisi 0,1 mol/L asam asetat dan 0,8 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.
[HA] = 0,1[A⁻] = 0,8Ka = 1,8 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,05 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.
k = 0,05 min⁻¹X = 50 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,1 min⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 90 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 60 °C.
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) = 12/2,016 = 5,952 mol
n(O2) = 80/32 = 2,5 mol
Pereaksi pembatas
5,952/2 = 2,976, 2,5/1 = 2,5 → O2
Massa produk
n(H2O) = 2,5·2 = 5 mol
m = 5·18,02 = 90,1 g
Jawaban
m = 90,1 g
2.Stoikiometri
Jawaban: Y = 61,98 %
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.
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 = 20 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 = 0,4·250/5 = 20 mL
Jawaban
V1 = 20 mL
4.Molaritas & pengenceran
Jawaban: c = 2,133 mol/L
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.
Jumlah total
n = 0,4·100 + 3·200 = 640 mmol
Konsentrasi campuran
c = 640/300 = 2,133 mol/L
Jawaban
c = 2,133 mol/L
5.Hukum gas ideal
Jawaban: V = 303,8 L
Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 290/16,04 = 18,08 mol
T = 30 + 273,15 = 303,1 K
Volume
V = nRT/P = 18,08·8,314·303,1/150 = 303,8 L
Jawaban
V = 303,8 L
6.Hukum gas ideal
Jawaban: ρ = 9,446 kg/m³
Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).
Susun ulang hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 30 + 273,15 = 303,1 K
Massa jenis
ρ = 850·28,01/(8,314·303,1) = 9,446 kg/m³
Jawaban
ρ = 9,446 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawaban: Tf = 28,6 °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
200·0,449·(90 − Tf) = 200·4,18·(Tf − 22)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (89,8·90 + 836·22)/(89,8 + 836) = 28,6 °C
Jawaban
Tf = 28,6 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawaban: ΔH° = −1367 kJ
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.
Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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
[H₂] = 0,2 − x = 0,05 mol/L
Jawaban
[H2] = 0,05 mol/L
10.Kesetimbangan kimia
Jawaban: [PCl5] = 0,04202 mol/L
Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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
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 = 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 = 5,648
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]).
pKa
pKa = 4,745
Henderson–Hasselbalch
pH = 4,745 + log(0,8/0,1) = 5,648
Jawaban
pH = 5,648
13.Kinetika reaksi
Jawaban: t = 13,86 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 = 0,5
Selesaikan untuk waktu
t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,5)/0,05 = 13,86 min
Jawaban
t = 13,86 min
14.Kinetika reaksi
Jawaban: k2 = 2,492 min⁻¹
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).