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

8 g H₂ dan 32 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 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 4 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 29,32 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 29,32 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,4 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 20 L berisi 290 g CH₄ pada 60 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 290 gM = 16,04 g/molV = 20 LT = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap N₂ berubah dari 250 kPa, 20 L, 10 °C menjadi 550 kPa dan 160 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 20 LT₁ = 10 °CP₂ = 550 kPaT₂ = 160 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 200 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 150 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 19 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 300 gT_water = 19 °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 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 9

[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 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,25 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,25 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam asetat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 1 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 20 min.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/Lt = 20 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,002 min⁻¹ pada 35 °C dan energi aktivasi 120 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 60 °C.

k₁ = 0,002 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 60 °CE_a = 120 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 36,04 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(H₂) = 8/2,016 = 3,968 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Pereaksi pembatas

3,968/2 = 1,984, 1/1 = 1 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 1·2 = 2 mol

m = 2·18,02 = 36,04 g

Jawaban

m = 36,04 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 82 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 4/2,016 = 1,984 mol

m = 1,984·2/2·18,02 = 35,75 g

Rendemen persen

Y = 29,32/35,75·100 = 82%

Jawaban

Y = 82%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 95,83 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 = 0,25·100/6 = 4,167 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 4,167 = 95,83 mL

Jawaban

V_water = 95,83 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,2636 mol/L

Jumlah total

n = 0,4·300 + 0,1·250 = 145 mmol

Konsentrasi campuran

c = 145/550 = 0,2636 mol/L

Jawaban

c = 0,2636 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 2504 kPa

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

Mol

n = m/M = 290/16,04 = 18,08 mol

T = 60 + 273,15 = 333,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 18,08·8,314·333,1/0,02 = 2504 kPa

Jawaban

P = 2504 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 13,91 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283,1 K, T₂ = 433,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(250/550)·(433,1/283,1) = 13,91 L

Jawaban

V₂ = 13,91 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 35,4 °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

200·0,897·(150 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (179,4·150 + 1254·19)/(179,4 + 1254) = 35,4 °C

Jawaban

T_f = 35,4 °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] = 0,1 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

9 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·3/(2 + 3) = 0,15 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,1 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 1,191 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,08·x − 0,12 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,12))/2 = 0,3087 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1,5 − 0,3087 = 1,191 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 1,191 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,063

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/(0,25 − x) → x = 8,659 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(8,659 × 10⁻⁵) = 4,063

Jawaban

pH = 4,063

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,599

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,025 = 0,175 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,125/0,175) = 4,599

Jawaban

pH = 4,599

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,04839 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 = 0,6667 + 1·20 = 20,67 L/mol

C_A = 1/20,67 = 0,04839 mol/L

Jawaban

C_A = 0,04839 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,06722 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(120000/8,314)·(1/333,1 − 1/308,1) = 3,515

k₂ = 0,002·e^3,515 = 0,06722 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,06722 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry