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

16 g Al dan 24 g Cl₂ bereaksi menurut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapa massa m AlCl₃ yang dapat terbentuk?

M(Al) = 26,98M(Cl₂) = 70,9M(AlCl₃) = 133,33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 30 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 69,97 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 69,97 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 4 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,8 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 440 g N₂ pada 75 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 440 gM = 28,01 g/molV = 30 LT = 75 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 900 kPa dan 90 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 900 kPaT = 90 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 100 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 140 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 23 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 400 gT_water = 23 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 250 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 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 16

[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 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,1 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,1 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam benzoat dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,05Ka = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 1 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,05 min⁻¹ pada 30 °C dan 0,178 min⁻¹ pada 40 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,05 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0,178 min⁻¹T₂ = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 30,09 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(Al) = 16/26,98 = 0,593 mol

n(Cl₂) = 24/70,9 = 0,3385 mol

Pereaksi pembatas

0,593/2 = 0,2965, 0,3385/3 = 0,1128 → Cl₂

Massa produk

n(AlCl₃) = 0,1128·2 = 0,2257 mol

m = 0,2257·133,33 = 30,09 g

Jawaban

m = 30,09 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 85 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 30/16,04 = 1,87 mol

m = 1,87·1/1·44,01 = 82,31 g

Rendemen persen

Y = 69,97/82,31·100 = 85%

Jawaban

Y = 85%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 75 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 = 0,3·1000/4 = 75 mL

Jawaban

V₁ = 75 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,12 mol/L

Jumlah total

n = 0,8·100 + 1,2·400 = 560 mmol

Konsentrasi campuran

c = 560/500 = 1,12 mol/L

Jawaban

c = 1,12 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1516 kPa

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

Mol

n = m/M = 440/28,01 = 15,71 mol

T = 75 + 273,15 = 348,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 15,71·8,314·348,1/0,03 = 1516 kPa

Jawaban

P = 1516 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,781 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 90 + 273,15 = 363,1 K

Massa jenis

ρ = 900·16,04/(8,314·363,1) = 4,781 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,781 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 28,96 °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

100·0,897·(140 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89,7·140 + 1672·23)/(89,7 + 1672) = 28,96 °C

Jawaban

T_f = 28,96 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 7416 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 250/46,07 = 5,427 mol

q = n·|ΔH°/1| = 5,427·1367 = 7416 kJ

Jawaban

q = 7416 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1667 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

16 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·4/(2 + 4) = 0,3333 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,5 − x = 0,1667 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1667 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,02702 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,01·x − 0,001 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,001))/2 = 0,02702 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,02702 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,02702 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,435

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/(0,1 − x) → x = 0,003672 mol/L

pH

pH = −log(0,003672) = 2,435

Jawaban

pH = 2,435

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,298

pKa

pKa = 4,201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,05/0,4) = 3,298

Jawaban

pH = 3,298

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 2,667 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).

Konsentrasi di akhir

C_A = 1,5·(1 − 0,8) = 0,3 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (3,333 − 0,6667)/1 = 2,667 min

Jawaban

t = 2,667 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 100,2 kJ/mol

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 = 303,1 K, T₂ = 313,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·1,27/(-1,053e-4) = 100217 J/mol

E_a = 100,2 kJ/mol

Jawaban

E_a = 100,2 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry