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(CO2​)m(CO2​)÷ M(X)× 1/ν× M(CO2​)

16 g CH4 dan 64 g O2 bereaksi menurut CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Berapa massa m CO2 yang dapat terbentuk?

M(CH4) = 16,04M(O2) = 32M(CO2) = 44,01 g/mol
m = g
2.StoikiometriSulit
m(CH4​)n(CH4​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(CH4​)× 1/1× M(CO2​)

Dalam reaksi CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, 8 g CH4 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 16,46 g CO2. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH4) = 16,04 g/molM(CO2) = 44,01 g/molaktual: 16,46 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 mL3 mol/L500 mLc = ?650 mL

Sebanyak 150 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 1 mol/LV1 = 150 mLc2 = 3 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
50 g CO₂P = 200 kPaT = 80 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 50 g CO₂ pada 200 kPa dan 80 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 50 gM = 44,01 g/molP = 200 kPaT = 80 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
CO₂, M = 44,01 g/molP = 200 kPaT = 100 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ CO₂ pada 200 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 44,01 g/molP = 200 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Tembagam = 75 gT = 100 °Cc = 0,385 J/(g·°C)Airm = 300 gT = 17 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok tembaga bermassa 75 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 75 gcmetal = 0,385 J/(g·°C)Tmetal = 100 °Cmwater = 300 gTwater = 17 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H2C4​H10​ + 13O₂reaktan8CO₂ + 10H₂O(l)produkΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C4H10 + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C4H10) = −125,6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Kesetimbangan kimiaSedang
H2​I2​HII0,80,80C−x−x+2xE0,8 − x0,8 − x2x

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 16. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LKc = 16
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I0,400C−x+x+xE0,4 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,05 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl2].

[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LKc = 0,05
[Cl2] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
02468101214asamnetralbasapH = ?

Tentukan pH pH larutan asam benzoat 0,05 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).

c = 0,05 mol/LKa = 6,3 × 10⁻⁵
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
02468101214asamnetralbasapH = ?

Sebuah larutan penyangga berisi 0,25 mol/L asam hipoklorit dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,25[A⁻] = 0,05Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)C (mol/L)5 minC = ?

Reaksi dengan hukum laju −rA = k·CA² memiliki k = 0,2 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Cari konsentrasi CA setelah 5 min.

k = 0,2 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/Lt = 5 min
CA = mol/L
14.Kinetika reaksiSulit
Tk25 °C0,00535 °C?

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 40 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 35 °C.

k1 = 0,005 min⁻¹T1 = 25 °CT2 = 35 °CEa = 40 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 43,9 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(CH4) = 16/16,04 = 0,9975 mol
n(O2) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,9975/1 = 0,9975, 2/2 = 1 → CH4

Massa produk

n(CO2) = 0,9975·1 = 0,9975 mol
m = 0,9975·44,01 = 43,9 g

Jawaban

m = 43,9 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 74,99 %

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(CH4) = 8/16,04 = 0,4988 mol
m = 0,4988·1/1·44,01 = 21,95 g

Rendemen persen

Y = 16,46/21,95·100 = 74,99%

Jawaban

Y = 74,99%
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 = 2,538 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 + 3·500 = 1650 mmol

Konsentrasi campuran

c = 1650/650 = 2,538 mol/L

Jawaban

c = 2,538 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 16,68 L

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

Mol

n = 50/44,01 = 1,136 mol
T = 80 + 273,15 = 353,1 K

Volume

V = nRT/P = 1,136·8,314·353,1/200 = 16,68 L

Jawaban

V = 16,68 L
6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,837 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 100 + 273,15 = 373,1 K

Massa jenis

ρ = 200·44,01/(8,314·373,1) = 2,837 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,837 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 18,87 °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

75·0,385·(100 − Tf) = 300·4,18·(Tf − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (28,88·100 + 1254·17)/(28,88 + 1254) = 18,87 °C

Jawaban

Tf = 18,87 °C
8.Kalorimetri & entalpi

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

Jawaban

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,2667 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

16 = (2x)²/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·4/(2 + 4) = 0,5333 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,8 − x = 0,2667 mol/L

Jawaban

[H2] = 0,2667 mol/L
10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl2] = 0,1186 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

0,05 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,05·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,05 + √(0,05² + 4·0,02))/2 = 0,1186 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1186 mol/L

Jawaban

[Cl2] = 0,1186 mol/L
11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,759

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/(0,05 − x) → x = 0,001744 mol/L

pH

pH = −log(0,001744) = 2,759

Jawaban

pH = 2,759
12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 6,824

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(0,05/0,25) = 6,824

Jawaban

pH = 6,824
13.Kinetika reaksi

Jawaban: CA = 0,5 mol/L

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).

Hukum orde dua terintegrasi

1/CA = 1/CA0 + kt = 1 + 0,2·5 = 2 L/mol
CA = 1/2 = 0,5 mol/L

Jawaban

CA = 0,5 mol/L
14.Kinetika reaksi

Jawaban: k2 = 0,008441 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 = 298,1 K, T2 = 308,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(40000/8,314)·(1/308,1 − 1/298,1) = 0,5237
k2 = 0,005·e0,5237 = 0,008441 min⁻¹

Jawaban

k2 = 0,008441 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry