Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali 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

  1. Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
  2. Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
  3. Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
  4. 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

  1. Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
  2. Ubah volume ke liter.
  3. Molaritas c = n/V dalam mol/L.
  4. 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

  1. Tulis Kc sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
  2. Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
  3. Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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

  1. Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
  2. Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
  3. Asam lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. 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
m(X)n(X)n(MgO)m(MgO)÷ M(X)× 2/ν× M(MgO)

24 g Mg dan 80 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
m(Fe2​O3​)n(Fe2​O3​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(Fe2​O3​)× 3/1× M(CO2​)

Dalam reaksi Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, 30 g Fe2O3 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 15,38 g CO2. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe2O3) = 159,69 g/molM(CO2) = 44,01 g/molaktual: 15,38 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
4 mol/LV1​ = ?0,05 mol/L250 mL

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 4 mol/L. Berapa volume V1 larutan stok yang Anda perlukan?

c1 = 4 mol/Lc2 = 0,05 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
0,8 mol/L50 mL1,2 mol/L250 mLc = ?300 mL

Sebanyak 50 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 0,8 mol/LV1 = 50 mLc2 = 1,2 mol/LV2 = 250 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
170 g CO₂P = 600 kPaT = 25 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 170 g CO₂ pada 600 kPa dan 25 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 170 gM = 44,01 g/molP = 600 kPaT = 25 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
He, M = 4,003 g/molP = 150 kPaT = 100 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ He pada 150 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 4,003 g/molP = 150 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Timbalm = 200 gT = 110 °Cc = 0,129 J/(g·°C)Airm = 400 gT = 16 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok timbal bermassa 200 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 200 gcmetal = 0,129 J/(g·°C)Tmetal = 110 °Cmwater = 400 gTwater = 16 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H20 g C2​H5​OHC2​H5​OH + 3O₂reaktan2CO₂ + 3H₂O(l)produkq = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 20 g C2H5OH (M = 46,07 g/mol) terbakar sempurna: C2H5OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C2H5OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
q = kJ
9.Kesetimbangan kimiaSedang
H2​I2​HII0,40,40C−x−x+2xE0,4 − x0,4 − x2x

Sebanyak 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LKc = 36
[HI] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I1,500C−x+x+xE1,5 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl5].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LKc = 0,01
[PCl5] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
02468101214asamnetralbasapH = ?

Tentukan pH pH larutan asam format 0,5 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00018
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
02468101214asamnetralbasapH = ?

Sebuah larutan penyangga berisi 0,25 mol/L asam hipoklorit dan 0,1 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,25[A⁻] = 0,1Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)X (%)t = ?50%

Reaksi orde dua (−rA = k·CA²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,2 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.

k = 0,2 L/(mol·min)CA0 = 1,5 mol/LX = 50 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Tk25 °C0,0155 °C0,191

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,01 min⁻¹ pada 25 °C dan 0,191 min⁻¹ pada 55 °C. Cari energi aktivasi Ea.

k1 = 0,01 min⁻¹T1 = 25 °Ck2 = 0,191 min⁻¹T2 = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)
Ea = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 39,79 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) = 24/24,31 = 0,9872 mol
n(O2) = 80/32 = 2,5 mol

Pereaksi pembatas

0,9872/2 = 0,4936, 2,5/1 = 2,5 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,4936·2 = 0,9872 mol
m = 0,9872·40,3 = 39,79 g

Jawaban

m = 39,79 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 62,01 %

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(Fe2O3) = 30/159,69 = 0,1879 mol
m = 0,1879·3/1·44,01 = 24,8 g

Rendemen persen

Y = 15,38/24,8·100 = 62,01%

Jawaban

Y = 62,01%
3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V1 = 3,125 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 = 0,05·250/4 = 3,125 mL

Jawaban

V1 = 3,125 mL
4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,133 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 = 0,8·50 + 1,2·250 = 340 mmol

Konsentrasi campuran

c = 340/300 = 1,133 mol/L

Jawaban

c = 1,133 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 15,96 L

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

Mol

n = 170/44,01 = 3,863 mol
T = 25 + 273,15 = 298,1 K

Volume

V = nRT/P = 3,863·8,314·298,1/600 = 15,96 L

Jawaban

V = 15,96 L
6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 0,1935 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 100 + 273,15 = 373,1 K

Massa jenis

ρ = 150·4,003/(8,314·373,1) = 0,1935 kg/m³

Jawaban

ρ = 0,1935 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 17,43 °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

200·0,129·(110 − Tf) = 400·4,18·(Tf − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (25,8·110 + 1672·16)/(25,8 + 1672) = 17,43 °C

Jawaban

Tf = 17,43 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 593,3 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.

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/46,07 = 0,4341 mol
q = n·|ΔH°/1| = 0,4341·1367 = 593,3 kJ

Jawaban

q = 593,3 kJ
9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,6 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

36 = (2x)²/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·6/(2 + 6) = 0,3 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,6 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,6 mol/L
10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl5] = 1,382 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

0,01 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,01·x − 0,015 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,015))/2 = 0,1176 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1,5 − 0,1176 = 1,382 mol/L

Jawaban

[PCl5] = 1,382 mol/L
11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,027

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/(0,5 − x) → x = 0,009397 mol/L

pH

pH = −log(0,009397) = 2,027

Jawaban

pH = 2,027
12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,125

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 = 7,523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,1/0,25) = 7,125

Jawaban

pH = 7,125
13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 3,333 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).

Konsentrasi di akhir

CA = 1,5·(1 − 0,5) = 0,75 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/CA − 1/CA0)/k = (1,333 − 0,6667)/0,2 = 3,333 min

Jawaban

t = 3,333 min
14.Kinetika reaksi

Jawaban: Ea = 79,98 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 = 298,1 K, T2 = 328,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8,314·2,95/(-3,066e-4) = 79978 J/mol
Ea = 79,98 kJ/mol

Jawaban

Ea = 79,98 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry