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

4 g Fe₂O₃ dan 20 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Mg + O₂ → 2MgO, 20 g Mg bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 29,18 g MgO. Tentukan rendemen persen Y.

M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/molaktual: 29,18 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 4 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

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

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

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 750 kPa dan 110 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 750 kPaT = 110 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 50 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 250 gT_water = 21 °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 C₆H₁₂O₆ (M = 180,16 g/mol) terbakar sempurna: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,5 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,2 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LK_c = 0,5

[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 0,25 mol asam benzoat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 6,3 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 95%? Cari t.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 95 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,1 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 90 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 60 °C.

k₁ = 0,1 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 60 °CE_a = 90 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 3,307 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(Fe₂O₃) = 4/159,69 = 0,02505 mol

n(CO) = 20/28,01 = 0,714 mol

Pereaksi pembatas

0,02505/1 = 0,02505, 0,714/3 = 0,238 → Fe₂O₃

Massa produk

n(CO₂) = 0,02505·3 = 0,07515 mol

m = 0,07515·44,01 = 3,307 g

Jawaban

m = 3,307 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,01 %

Hasil teoretis

n(Mg) = 20/24,31 = 0,8227 mol

m = 0,8227·2/2·40,3 = 33,16 g

Rendemen persen

Y = 29,18/33,16·100 = 88,01%

Jawaban

Y = 88,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 243,8 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 = 0,1·250/4 = 6,25 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 250 − 6,25 = 243,8 mL

Jawaban

V_water = 243,8 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,7 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·50 + 2,5·100 = 255 mmol

Konsentrasi campuran

c = 255/150 = 1,7 mol/L

Jawaban

c = 1,7 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 103,3 kPa

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

Mol

n = m/M = 10/28,01 = 0,357 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 0,357·8,314·348,1/0,01 = 103,3 kPa

Jawaban

P = 103,3 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 6,595 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 110 + 273,15 = 383,1 K

Massa jenis

ρ = 750·28,01/(8,314·383,1) = 6,595 kg/m³

Jawaban

ρ = 6,595 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,26 °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

50·0,388·(90 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19,4·90 + 1045·21)/(19,4 + 1045) = 22,26 °C

Jawaban

T_f = 22,26 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 388,8 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/180,16 = 0,1388 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,1388·2802 = 388,8 kJ

Jawaban

q = 388,8 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,247 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/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·7,071/(2 + 7,071) = 0,6236 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,247 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,247 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1531 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,5 = x²/(0,2 − x) → x² + 0,5·x − 0,1 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,1))/2 = 0,1531 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1531 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1531 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 = 4,076

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,05 = 0,2 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,15/0,2) = 4,076

Jawaban

pH = 4,076

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 126,7 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 − 0,95) = 0,075 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (13,33 − 0,6667)/0,1 = 126,7 min

Jawaban

t = 126,7 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 8,424 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 = 293,1 K, T₂ = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(90000/8,314)·(1/333,1 − 1/293,1) = 4,434

k₂ = 0,1·e^4,434 = 8,424 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 8,424 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry