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

12 g Mg dan 20 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

Dalam reaksi Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 8 g Fe₂O₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 3,64 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe₂O₃) = 159,69 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 3,64 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 230 g He pada 250 kPa dan 35 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 230 gM = 4,003 g/molP = 250 kPaT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 250 kPa dan 150 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 250 kPaT = 150 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 150 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 400 gT_water = 15 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH₄) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,8 mol/LK_c = 0,01

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam benzoat 0,25 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).

c = 0,25 mol/LKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam format dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan konsentrasi awal 2 mol/L. Cari waktu paruh pertamanya t_½.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 2 mol/L

t_½ = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 55 kJ/mol. Pada 40 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 4 kali lebih cepat?

E_a = 55 kJ/molT₁ = 40 °Ck₂/k₁ = 4R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,89 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) = 12/24,31 = 0,4936 mol

n(O₂) = 20/32 = 0,625 mol

Pereaksi pembatas

0,4936/2 = 0,2468, 0,625/1 = 0,625 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,2468·2 = 0,4936 mol

m = 0,4936·40,3 = 19,89 g

Jawaban

m = 19,89 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 55,03 %

Hasil teoretis

n(Fe₂O₃) = 8/159,69 = 0,0501 mol

m = 0,0501·3/1·44,01 = 6,614 g

Rendemen persen

Y = 3,64/6,614·100 = 55,03%

Jawaban

Y = 55,03%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 6,667 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 = 0,1·200/3 = 6,667 mL

Jawaban

V₁ = 6,667 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,2143 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·300 + 0,3·50 = 75 mmol

Konsentrasi campuran

c = 75/350 = 0,2143 mol/L

Jawaban

c = 0,2143 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 588,8 L

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

Mol

n = 230/4,003 = 57,46 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Volume

V = nRT/P = 57,46·8,314·308,1/250 = 588,8 L

Jawaban

V = 588,8 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,839 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 150 + 273,15 = 423,1 K

Massa jenis

ρ = 250·39,95/(8,314·423,1) = 2,839 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,839 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 17,5 °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

150·0,385·(90 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (57,75·90 + 1672·15)/(57,75 + 1672) = 17,5 °C

Jawaban

T_f = 17,5 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −890,3 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Jawaban

ΔH° = −890,3 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,08 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

64 = (2x)²/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·8/(2 + 8) = 0,32 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,4 − x = 0,08 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,08 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,7154 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,01·x − 0,008 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,008))/2 = 0,08458 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,8 − 0,08458 = 0,7154 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,7154 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,405

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 = 0,003937 mol/L

pH

pH = −log(0,003937) = 2,405

Jawaban

pH = 2,405

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,779

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,01 = 0,24 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,01 = 0,26 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,26/0,24) = 3,779

Jawaban

pH = 3,779

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t_½ = 5 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).

Waktu paruh orde dua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0,1·2) = 5 min

Jawaban

t_½ = 5 min

Setiap waktu paruh berikutnya dua kali lebih lama, karena C₀ telah menjadi setengahnya.

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 61,99 °C

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/313,1 − 8,314·ln(4)/55000 = 3,193 × 10⁻³ − 2,096 × 10⁻⁴ = 2,984 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 335,1 K = 61,99 °C

Jawaban

T₂ = 61,99 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry