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 N₂ dan 20 g H₂ bereaksi menurut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapa massa m NH₃ yang dapat terbentuk?

M(N₂) = 28,02M(H₂) = 2,016M(NH₃) = 17,03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 30 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 244 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 244 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 370 g N₂ pada 75 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 370 gM = 28,01 g/molV = 10 LT = 75 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap He berubah dari 100 kPa, 20 L, 20 °C menjadi 200 kPa dan 200 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 20 LT₁ = 20 °CP₂ = 200 kPaT₂ = 200 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 100 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 160 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 250 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 g C₄H₁₀ (M = 58,12 g/mol) terbakar sempurna: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 54

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LK_c = 0,01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,01 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,01 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam laktat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00014). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,25 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.

k = 0,25 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/LX = 50 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,005 min⁻¹ pada 25 °C dan 0,0337 min⁻¹ pada 65 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 25 °Ck₂ = 0,0337 min⁻¹T₂ = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,45 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(N₂) = 16/28,02 = 0,571 mol

n(H₂) = 20/2,016 = 9,921 mol

Pereaksi pembatas

0,571/1 = 0,571, 9,921/3 = 3,307 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,571·2 = 1,142 mol

m = 1,142·17,03 = 19,45 g

Jawaban

m = 19,45 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 91 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 30/2,016 = 14,88 mol

m = 14,88·2/2·18,02 = 268,2 g

Rendemen persen

Y = 244/268,2·100 = 91%

Jawaban

Y = 91%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 8 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 = 0,1·200/2,5 = 8 mL

Jawaban

V₁ = 8 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,733 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·50 + 2,5·100 = 260 mmol

Konsentrasi campuran

c = 260/150 = 1,733 mol/L

Jawaban

c = 1,733 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 3824 kPa

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

Mol

n = m/M = 370/28,01 = 13,21 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 13,21·8,314·348,1/0,01 = 3824 kPa

Jawaban

P = 3824 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 16,14 L

Hukum gas gabungan: untuk jumlah gas ideal yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K, T₂ = 473,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(100/200)·(473,1/293,1) = 16,14 L

Jawaban

V₂ = 16,14 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,08 °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

100·0,385·(160 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38,5·160 + 1045·17)/(38,5 + 1045) = 22,08 °C

Jawaban

T_f = 22,08 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1238 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/58,12 = 0,4301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,4301·2877 = 1238 kJ

Jawaban

q = 1238 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,393 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

54 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·7,348/(2 + 7,348) = 0,1965 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,393 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,393 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,05844 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,01·x − 0,004 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,004))/2 = 0,05844 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,05844 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,05844 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,762

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 = 1,731 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(1,731 × 10⁻⁵) = 4,762

Jawaban

pH = 4,762

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,076

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,025 = 0,075 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,125/0,075) = 4,076

Jawaban

pH = 4,076

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 4 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·(1 − 0,5) = 0,5 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (2 − 1)/0,25 = 4 min

Jawaban

t = 4 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 39,98 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 = 298,1 K, T₂ = 338,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·1,908/(-3,967e-4) = 39984 J/mol

E_a = 39,98 kJ/mol

Jawaban

E_a = 39,98 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry