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

16 g N₂ dan 24 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 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 4 g Al bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 16,8 g AlCl₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(Al) = 26,98 g/molM(AlCl₃) = 133,33 g/molaktual: 16,8 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 60 g N₂ pada 800 kPa dan 95 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 60 gM = 28,01 g/molP = 800 kPaT = 95 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 1000 kPa dan 50 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 1000 kPaT = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 75 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 100 gT_water = 24 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 49

[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 [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,5 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam format dan 0,2 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00018. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,2Ka = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,01 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 95%? Cari t.

k = 0,01 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,005 min⁻¹ pada 40 °C dan 0,0856 min⁻¹ pada 65 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0,0856 min⁻¹T₂ = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,45 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) = 16/28,02 = 0,571 mol

n(H₂) = 24/2,016 = 11,9 mol

Pereaksi pembatas

0,571/1 = 0,571, 11,9/3 = 3,968 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,571·2 = 1,142 mol

m = 1,142·17,03 = 19,45 g

Jawaban

m = 19,45 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 84,99 %

Hasil teoretis

n(Al) = 4/26,98 = 0,1483 mol

m = 0,1483·2/2·133,33 = 19,77 g

Rendemen persen

Y = 16,8/19,77·100 = 84,99%

Jawaban

Y = 84,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 900 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 = 0,5·1000/5 = 100 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 1000 − 100 = 900 mL

Jawaban

V_water = 900 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,06667 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·200 + 0,05·400 = 40 mmol

Konsentrasi campuran

c = 40/600 = 0,06667 mol/L

Jawaban

c = 0,06667 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 8,196 L

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

Mol

n = 60/28,01 = 2,142 mol

T = 95 + 273,15 = 368,1 K

Volume

V = nRT/P = 2,142·8,314·368,1/800 = 8,196 L

Jawaban

V = 8,196 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 11,91 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

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

Massa jenis

ρ = 1000·32/(8,314·323,1) = 11,91 kg/m³

Jawaban

ρ = 11,91 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 25,95 °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

75·0,129·(110 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (9,675·110 + 418·24)/(9,675 + 418) = 25,95 °C

Jawaban

T_f = 25,95 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi reaksi

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

Jawaban

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1111 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

49 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·7/(2 + 7) = 0,3889 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,5 − x = 0,1111 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1111 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,0382 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

[PCl₅] = 0,1 − 0,0618 = 0,0382 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,0382 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,742

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 = 0,0181 mol/L

pH

pH = −log(0,0181) = 1,742

Jawaban

pH = 1,742

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,347

pKa

pKa = 3,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,2/0,5) = 3,347

Jawaban

pH = 3,347

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 299,6 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 = 0,05

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,05)/0,01 = 299,6 min

Jawaban

t = 299,6 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 100 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 338,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·2,84/(-2,361e-4) = 100020 J/mol

E_a = 100 kJ/mol

Jawaban

E_a = 100 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry