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

30 g Na dan 24 g Cl₂ bereaksi menurut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl₂) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 6 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 5,69 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 5,69 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,4 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 410 g CH₄ pada 100 kPa dan 80 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 410 gM = 16,04 g/molP = 100 kPaT = 80 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 800 kPa dan 110 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 800 kPaT = 110 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 100 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 250 gT_water = 20 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 g C₆H₁₂O₆ (M = 180,16 g/mol) terbakar sempurna: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 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 = 4. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 4

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,5 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 = 0,5

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,05 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,3 mol asam format dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,3 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 10 min.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/Lt = 10 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,02 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 75 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 40 °C.

k₁ = 0,02 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 40 °CE_a = 75 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 39,56 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(Na) = 30/22,99 = 1,305 mol

n(Cl₂) = 24/70,9 = 0,3385 mol

Pereaksi pembatas

1,305/2 = 0,6525, 0,3385/1 = 0,3385 → Cl₂

Massa produk

n(NaCl) = 0,3385·2 = 0,677 mol

m = 0,677·58,44 = 39,56 g

Jawaban

m = 39,56 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 78,02 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 6/28,02 = 0,2141 mol

m = 0,2141·2/1·17,03 = 7,293 g

Rendemen persen

Y = 5,69/7,293·100 = 78,02%

Jawaban

Y = 78,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 50 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 = 0,4·250/2 = 50 mL

Jawaban

V₁ = 50 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,714 mol/L

Jumlah total

n = 2·200 + 3·500 = 1900 mmol

Konsentrasi campuran

c = 1900/700 = 2,714 mol/L

Jawaban

c = 2,714 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 750,5 L

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

Mol

n = 410/16,04 = 25,56 mol

T = 80 + 273,15 = 353,1 K

Volume

V = nRT/P = 25,56·8,314·353,1/100 = 750,5 L

Jawaban

V = 750,5 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,028 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 110 + 273,15 = 383,1 K

Massa jenis

ρ = 800·16,04/(8,314·383,1) = 4,028 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,028 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 23,58 °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

100·0,388·(120 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38,8·120 + 1045·20)/(38,8 + 1045) = 23,58 °C

Jawaban

T_f = 23,58 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 388,8 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/180,16 = 0,1388 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,1388·2802 = 388,8 kJ

Jawaban

q = 388,8 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,25 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

4 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

2 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·2/(2 + 2) = 0,125 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,25 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,25 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,01459 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,5 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,5·x − 0,05 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,05))/2 = 0,08541 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,08541 = 0,01459 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,01459 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,589

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 = 0,002577 mol/L

pH

pH = −log(0,002577) = 2,589

Jawaban

pH = 2,589

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,824

Penetralan

n(HA) = 0,3 − 0,05 = 0,25 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,05 = 0,3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,3/0,25) = 3,824

Jawaban

pH = 3,824

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,3333 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 = 2 + 0,1·10 = 3 L/mol

C_A = 1/3 = 0,3333 mol/L

Jawaban

C_A = 0,3333 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,1427 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K, T₂ = 313,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(75000/8,314)·(1/313,1 − 1/293,1) = 1,965

k₂ = 0,02·e^1,965 = 0,1427 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,1427 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry