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 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 2Na + Cl₂ → 2NaCl, 4 g Na bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 7,93 g NaCl. Tentukan rendemen persen Y.

M(Na) = 22,99 g/molM(NaCl) = 58,44 g/molaktual: 7,93 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 50 g O₂ pada 70 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 50 gM = 32 g/molV = 10 LT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ He pada 550 kPa dan 120 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 4,003 g/molP = 550 kPaT = 120 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 200 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 400 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 49

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,01 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,3 mol asam benzoat dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 6,3 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,02 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,3 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,02 molKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,2 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 99%? Cari t.

k = 0,2 min⁻¹X = 99 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 90 kJ/mol. Pada 20 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 4 kali lebih cepat?

E_a = 90 kJ/molT₁ = 20 °Ck₂/k₁ = 4R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

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 = 77,99 %

Hasil teoretis

n(Na) = 4/22,99 = 0,174 mol

m = 0,174·2/2·58,44 = 10,17 g

Rendemen persen

Y = 7,93/10,17·100 = 77,99%

Jawaban

Y = 77,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 150 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 = 0,25·200/1 = 50 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 200 − 50 = 150 mL

Jawaban

V_water = 150 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,25 mol/L

Jumlah total

n = 1·250 + 2,5·50 = 375 mmol

Konsentrasi campuran

c = 375/300 = 1,25 mol/L

Jawaban

c = 1,25 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 445,8 kPa

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

Mol

n = m/M = 50/32 = 1,563 mol

T = 70 + 273,15 = 343,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 1,563·8,314·343,1/0,01 = 445,8 kPa

Jawaban

P = 445,8 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 0,6736 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 120 + 273,15 = 393,1 K

Massa jenis

ρ = 550·4,003/(8,314·393,1) = 0,6736 kg/m³

Jawaban

ρ = 0,6736 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 18,11 °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

200·0,129·(90 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25,8·90 + 1672·17)/(25,8 + 1672) = 18,11 °C

Jawaban

T_f = 18,11 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawaban

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2222 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

49 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(1 − x) → x = 1·7/(2 + 7) = 0,7778 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,2222 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2222 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,2702 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,1))/2 = 0,2702 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,2702 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,2702 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,953

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/(0,01 − x) → x = 0,001115 mol/L

pH

pH = −log(0,001115) = 2,953

Jawaban

pH = 2,953

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,984

Penetralan

n(HA) = 0,3 − 0,02 = 0,28 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,02 = 0,17 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,17/0,28) = 3,984

Jawaban

pH = 3,984

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 23,03 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 = 0,01

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,01)/0,2 = 23,03 min

Jawaban

t = 23,03 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 31,43 °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 = 293,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/293,1 − 8,314·ln(4)/90000 = 3,411 × 10⁻³ − 1,281 × 10⁻⁴ = 3,283 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 304,6 K = 31,43 °C

Jawaban

T₂ = 31,43 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry