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 64 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, 20 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 19,94 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 19,94 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,2 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 500 g He pada 150 kPa dan 40 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 500 gM = 4,003 g/molP = 150 kPaT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 250 kPa dan 140 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 250 kPaT = 140 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 250 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 200 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 300 gT_water = 21 °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 0,1 mol/L H₂ dan 0,1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,04 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LK_c = 0,04

[PCl₅] = 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 0,1 mol/L asam laktat dan 0,2 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00014. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,1[A⁻] = 0,2Ka = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,01 mol/(L·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 75%? Cari t.

k = 0,01 mol/(L·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 75 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 40 °C dan energi aktivasi 120 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 70 °C.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 40 °CT₂ = 70 °CE_a = 120 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

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) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,2468/2 = 0,1234, 2/1 = 2 → 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 = 82,02 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 20/28,02 = 0,7138 mol

m = 0,7138·2/1·17,03 = 24,31 g

Rendemen persen

Y = 19,94/24,31·100 = 82,02%

Jawaban

Y = 82,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 40 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 = 0,2·500/2,5 = 40 mL

Jawaban

V₁ = 40 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,167 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·50 + 2,5·250 = 650 mmol

Konsentrasi campuran

c = 650/300 = 2,167 mol/L

Jawaban

c = 2,167 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 2168 L

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

Mol

n = 500/4,003 = 124,9 mol

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Volume

V = nRT/P = 124,9·8,314·313,1/150 = 2168 L

Jawaban

V = 2168 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,908 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 140 + 273,15 = 413,1 K

Massa jenis

ρ = 250·39,95/(8,314·413,1) = 2,908 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,908 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 25,49 °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

250·0,129·(200 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (32,25·200 + 1254·21)/(32,25 + 1254) = 25,49 °C

Jawaban

T_f = 25,49 °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] = 0,1559 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

50 = (2x)²/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·7,071/(2 + 7,071) = 0,07795 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,1559 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,1559 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,2919 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,04 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,04·x − 0,016 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,016))/2 = 0,1081 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,4 − 0,1081 = 0,2919 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,2919 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 = 4,155

pKa

pKa = 3,854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,2/0,1) = 4,155

Jawaban

pH = 4,155

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 112,5 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 = 1,5·0,75 = 1,125 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 1,125/0,01 = 112,5 min

Jawaban

t = 112,5 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,2812 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).

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 343,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(120000/8,314)·(1/343,1 − 1/313,1) = 4,03

k₂ = 0,005·e^4,03 = 0,2812 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,2812 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry