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 Fe₂O₃ dan 32 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m Fe yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(Fe) = 55,85 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 12 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 22,27 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 22,27 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 200 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 200 g N₂ pada 300 kPa dan 50 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 200 gM = 28,01 g/molP = 300 kPaT = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap O₂ berubah dari 150 kPa, 10 L, 40 °C menjadi 800 kPa dan 180 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 10 LT₁ = 40 °CP₂ = 800 kPaT₂ = 180 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 100 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 150 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 100 gT_water = 21 °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 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

Sebanyak 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,2 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam benzoat dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,3Ka = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,25 L/(mol·min) dan dimulai pada 2 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 30 min.

k = 0,25 L/(mol·min)C_A0 = 2 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,4 mol/L lajunya 0,002 mol/(L·s); dengan C_A0 = 1,2 mol/L lajunya 0,054 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,4 mol/Lr₁ = 0,002 mol/(L·s)C_A0,2 = 1,2 mol/Lr₂ = 0,054 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 4,197 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(Fe₂O₃) = 6/159,69 = 0,03757 mol

n(CO) = 32/28,01 = 1,142 mol

Pereaksi pembatas

0,03757/1 = 0,03757, 1,142/3 = 0,3808 → Fe₂O₃

Massa produk

n(Fe) = 0,03757·2 = 0,07515 mol

m = 0,07515·55,85 = 4,197 g

Jawaban

m = 4,197 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 61,99 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 12/44,1 = 0,2721 mol

m = 0,2721·3/1·44,01 = 35,93 g

Rendemen persen

Y = 22,27/35,93·100 = 61,99%

Jawaban

Y = 61,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 95 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 = 0,1·100/2 = 5 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 5 = 95 mL

Jawaban

V_water = 95 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,143 mol/L

Jumlah total

n = 1·150 + 3·200 = 750 mmol

Konsentrasi campuran

c = 750/350 = 2,143 mol/L

Jawaban

c = 2,143 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 63,95 L

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

Mol

n = 200/28,01 = 7,14 mol

T = 50 + 273,15 = 323,1 K

Volume

V = nRT/P = 7,14·8,314·323,1/300 = 63,95 L

Jawaban

V = 63,95 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 2,713 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 453,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(150/800)·(453,1/313,1) = 2,713 L

Jawaban

V₂ = 2,713 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 33,51 °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

100·0,449·(150 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44,9·150 + 418·21)/(44,9 + 418) = 33,51 °C

Jawaban

T_f = 33,51 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 296,7 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 10/46,07 = 0,2171 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,2171·1367 = 296,7 kJ

Jawaban

q = 296,7 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2205 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/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(1 − x) → x = 1·7,071/(2 + 7,071) = 0,7795 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,2205 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2205 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,7543 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(1 − x) → x² + 0,08·x − 0,08 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,08))/2 = 0,2457 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,2457 = 0,7543 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,7543 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,228

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/(0,2 − x) → x = 0,005911 mol/L

pH

pH = −log(0,005911) = 2,228

Jawaban

pH = 2,228

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,979

pKa

pKa = 4,201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,3/0,5) = 3,979

Jawaban

pH = 3,979

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,125 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 = 0,5 + 0,25·30 = 8 L/mol

C_A = 1/8 = 0,125 mol/L

Jawaban

C_A = 0,125 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 3

Metode laju awal: untuk r = k·Cⁿ, membandingkan dua percobaan yang hanya berbeda pada konsentrasi awal menghilangkan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan laju untuk orde satu dan menjadikannya empat kali lipat untuk orde dua.

Rasio

r₂/r₁ = 0,054/0,002 = 27

C₂/C₁ = 1,2/0,4 = 3

Orde

n = ln(27)/ln(3) = 3

Jawaban

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry