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

24 g N₂ dan 16 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 16 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 35,93 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 35,93 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 110 g O₂ pada 700 kPa dan 70 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 110 gM = 32 g/molP = 700 kPaT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 650 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 650 kPaT = 0 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 250 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 200 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 300 gT_water = 17 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 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 = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,25 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,01 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam asetat dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,3Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,05 mol/(L·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 40%? Cari t.

k = 0,05 mol/(L·min)C_A0 = 0,5 mol/LX = 40 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 100 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 30 °CT₂ = 50 °CE_a = 100 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 29,17 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) = 24/28,02 = 0,8565 mol

n(H₂) = 16/2,016 = 7,937 mol

Pereaksi pembatas

0,8565/1 = 0,8565, 7,937/3 = 2,646 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,8565·2 = 1,713 mol

m = 1,713·17,03 = 29,17 g

Jawaban

m = 29,17 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 75,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 16/44,1 = 0,3628 mol

m = 0,3628·3/1·44,01 = 47,9 g

Rendemen persen

Y = 35,93/47,9·100 = 75,01%

Jawaban

Y = 75,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 120 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 = 0,3·1000/2,5 = 120 mL

Jawaban

V₁ = 120 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,26 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·100 + 0,3·400 = 130 mmol

Konsentrasi campuran

c = 130/500 = 0,26 mol/L

Jawaban

c = 0,26 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 14,01 L

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

Mol

n = 110/32 = 3,438 mol

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

Volume

V = nRT/P = 3,438·8,314·343,1/700 = 14,01 L

Jawaban

V = 14,01 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 8,017 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 0 + 273,15 = 273,1 K

Massa jenis

ρ = 650·28,01/(8,314·273,1) = 8,017 kg/m³

Jawaban

ρ = 8,017 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 44,76 °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

250·0,897·(200 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (224,3·200 + 1254·17)/(224,3 + 1254) = 44,76 °C

Jawaban

T_f = 44,76 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2802 kJ

Entalpi reaksi

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

Jawaban

ΔH° = −2802 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2205 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

50 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(1 − x) → x = 1·7,071/(2 + 7,071) = 0,7795 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,2205 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2205 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,143 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,08·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,02))/2 = 0,107 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,25 − 0,107 = 0,143 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,143 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,901

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 = 0,001255 mol/L

pH

pH = −log(0,001255) = 2,901

Jawaban

pH = 2,901

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,62

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,3/0,4) = 4,62

Jawaban

pH = 4,62

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).

Jumlah yang terkonversi

C_A0·X = 0,5·0,4 = 0,2 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 0,2/0,05 = 4 min

Jawaban

t = 4 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,05827 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 = 303,1 K, T₂ = 323,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(100000/8,314)·(1/323,1 − 1/303,1) = 2,456

k₂ = 0,005·e^2,456 = 0,05827 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,05827 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry