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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)
Metode
Tulis Kc 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 Kc 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + 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 Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.
Kinetika reaksi
Orde satu
ln(CA/CA0) = −kt
Waktu paruh (orde satu)
t½ = ln 2/k
Orde dua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)
2Soal latihan
1.StoikiometriSedang
30 g Mg dan 24 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, 10 g Fe2O3 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 4,9 g Fe. Tentukan rendemen persen Y.
M(Fe2O3) = 159,69 g/molM(Fe) = 55,85 g/molaktual: 4,9 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang Anda tambahkan ke larutan stok?
c1 = 6 mol/Lc2 = 0,05 mol/LV2 = 250 mL
Vwater = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
Sebanyak 150 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).
c1 = 1 mol/LV1 = 150 mLc2 = 2,5 mol/LV2 = 400 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
Berapa volume V yang ditempati 260 g CH₄ pada 150 kPa dan 75 °C? Anggap sebagai gas ideal.
Sebuah balok tembaga bermassa 200 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.
Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 100 g C6H12O6 (M = 180,16 g/mol) terbakar sempurna: C6H12O6 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.
Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LKc = 9
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,04 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LKc = 0,04
[PCl5] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,5 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).
c = 0,5 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam hipoklorit dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.
[HA] = 0,2[A⁻] = 0,3Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,01 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 90%? Cari t.
k = 0,01 min⁻¹X = 90 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,002 min⁻¹ pada 40 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 80 °C.
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) = 30/24,31 = 1,234 mol
n(O2) = 24/32 = 0,75 mol
Pereaksi pembatas
1,234/2 = 0,617, 0,75/1 = 0,75 → Mg
Massa produk
n(MgO) = 0,617·2 = 1,234 mol
m = 1,234·40,3 = 49,73 g
Jawaban
m = 49,73 g
2.Stoikiometri
Jawaban: Y = 70,05 %
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.
Hasil teoretis
n(Fe2O3) = 10/159,69 = 0,06262 mol
m = 0,06262·2/1·55,85 = 6,995 g
Rendemen persen
Y = 4,9/6,995·100 = 70,05%
Jawaban
Y = 70,05%
3.Molaritas & pengenceran
Jawaban: Vwater = 247,9 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 = 0,05·250/6 = 2,083 mL
Air yang ditambahkan
Vwater = 250 − 2,083 = 247,9 mL
Jawaban
Vwater = 247,9 mL
4.Molaritas & pengenceran
Jawaban: c = 2,091 mol/L
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.
Jumlah total
n = 1·150 + 2,5·400 = 1150 mmol
Konsentrasi campuran
c = 1150/550 = 2,091 mol/L
Jawaban
c = 2,091 mol/L
5.Hukum gas ideal
Jawaban: V = 312,8 L
Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 260/16,04 = 16,21 mol
T = 75 + 273,15 = 348,1 K
Volume
V = nRT/P = 16,21·8,314·348,1/150 = 312,8 L
Jawaban
V = 312,8 L
6.Hukum gas ideal
Jawaban: ρ = 1,005 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 = 100·32/(8,314·383,1) = 1,005 kg/m³
Jawaban
ρ = 1,005 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawaban: Tf = 36,4 °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
200·0,385·(120 − Tf) = 100·4,18·(Tf − 21)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (77·120 + 418·21)/(77 + 418) = 36,4 °C
Jawaban
Tf = 36,4 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawaban: q = 1555 kJ
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.
Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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/(0,2 − x)²
Tarik akar kuadrat
3 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·3/(2 + 3) = 0,12 mol/L
Konsentrasi saat setimbang
[H₂] = 0,2 − x = 0,08 mol/L
Jawaban
[H2] = 0,08 mol/L
10.Kesetimbangan kimia
Jawaban: [PCl5] = 0,05367 mol/L
Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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
0,04 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,04·x − 0,004 = 0
Selesaikan persamaan kuadrat
x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,004))/2 = 0,04633 mol/L
Konsentrasi saat setimbang
[PCl₅] = 0,1 − 0,04633 = 0,05367 mol/L
Jawaban
[PCl5] = 0,05367 mol/L
11.pH & larutan penyangga
Jawaban: pH = 3,912
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 = 0,0001225 mol/L
pH
pH = −log(0,0001225) = 3,912
Jawaban
pH = 3,912
12.pH & larutan penyangga
Jawaban: pH = 7,699
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]).
pKa
pKa = 7,523
Henderson–Hasselbalch
pH = 7,523 + log(0,3/0,2) = 7,699
Jawaban
pH = 7,699
13.Kinetika reaksi
Jawaban: t = 230,3 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 = 0,1
Selesaikan untuk waktu
t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,1)/0,01 = 230,3 min
Jawaban
t = 230,3 min
14.Kinetika reaksi
Jawaban: k2 = 0,02721 min⁻¹
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).