Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali 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

  1. Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
  2. Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
  3. Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
  4. 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

  1. Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
  2. Ubah volume ke liter.
  3. Molaritas c = n/V dalam mol/L.
  4. 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

  1. Tulis Kc sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
  2. Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
  3. Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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

  1. Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
  2. Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
  3. Asam lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. 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
m(X)n(X)n(MgO)m(MgO)÷ M(X)× 2/ν× M(MgO)

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
m(Fe2​O3​)n(Fe2​O3​)n(Fe)m(Fe)÷ M(Fe2​O3​)× 2/1× M(Fe)

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
6 mol/LV1​0,05 mol/L250 mL

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
1 mol/L150 mL2,5 mol/L400 mLc = ?550 mL

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
260 g CH₄P = 150 kPaT = 75 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 260 g CH₄ pada 150 kPa dan 75 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 260 gM = 16,04 g/molP = 150 kPaT = 75 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
O₂, M = 32 g/molP = 100 kPaT = 110 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ O₂ pada 100 kPa dan 110 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 100 kPaT = 110 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Tembagam = 200 gT = 120 °Cc = 0,385 J/(g·°C)Airm = 100 gT = 21 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

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.

mmetal = 200 gcmetal = 0,385 J/(g·°C)Tmetal = 120 °Cmwater = 100 gTwater = 21 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H100 g C6​H12​O6​C6​H12​O6​ + 6O₂reaktan6CO₂ + 6H₂O(l)produkq = ?

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.

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
H2​I2​HII0,20,20C−x−x+2xE0,2 − x0,2 − x2x

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​PCl3​Cl2​I0,100C−x+x+xE0,1 − xxx

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
02468101214asamnetralbasapH = ?

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
02468101214asamnetralbasapH = ?

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
t (min)X (%)t = ?90%

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
Tk40 °C0,00280 °C?

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.

k1 = 0,002 min⁻¹T1 = 40 °CT2 = 80 °CEa = 60 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 49,73 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) = 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.

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 100/180,16 = 0,5551 mol
q = n·|ΔH°/1| = 0,5551·2802 = 1555 kJ

Jawaban

q = 1555 kJ
9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,08 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

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).

Suhu mutlak

T1 = 313,1 K, T2 = 353,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(60000/8,314)·(1/353,1 − 1/313,1) = 2,61
k2 = 0,002·e2,61 = 0,02721 min⁻¹

Jawaban

k2 = 0,02721 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry