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 C₃H₈ dan 16 g O₂ bereaksi menurut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(C₃H₈) = 44,1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 30 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 31 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 31 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0,2 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,8 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 470 g CO₂ pada 150 kPa dan 45 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 470 gM = 44,01 g/molP = 150 kPaT = 45 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap O₂ berubah dari 350 kPa, 20 L, 15 °C menjadi 650 kPa dan 220 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 20 LT₁ = 15 °CP₂ = 650 kPaT₂ = 220 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 250 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 400 gT_water = 20 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 50 g CH₃OH (M = 32,04 g/mol) terbakar sempurna: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 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 = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 64

[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 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,05 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam asetat dan 0,5 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,5Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1 mol/L menjadi 0,8 mol/L dalam 60 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1 mol/LC_A = 0,8 mol/Lt = 60 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,002 s⁻¹ pada 40 °C dan energi aktivasi 80 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponensial A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0,002 s⁻¹T = 40 °CE_a = 80 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 7,208 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(C₃H₈) = 16/44,1 = 0,3628 mol

n(O₂) = 16/32 = 0,5 mol

Pereaksi pembatas

0,3628/1 = 0,3628, 0,5/5 = 0,1 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,1·4 = 0,4 mol

m = 0,4·18,02 = 7,208 g

Jawaban

m = 7,208 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 85,01 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 30/28,02 = 1,071 mol

m = 1,071·2/1·17,03 = 36,47 g

Rendemen persen

Y = 31/36,47·100 = 85,01%

Jawaban

Y = 85,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 16,67 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 = 0,2·250/3 = 16,67 mL

Jawaban

V₁ = 16,67 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,7 mol/L

Jumlah total

n = 0,8·200 + 0,3·50 = 175 mmol

Konsentrasi campuran

c = 175/250 = 0,7 mol/L

Jawaban

c = 0,7 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 188,3 L

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

Mol

n = 470/44,01 = 10,68 mol

T = 45 + 273,15 = 318,1 K

Volume

V = nRT/P = 10,68·8,314·318,1/150 = 188,3 L

Jawaban

V = 188,3 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 18,43 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288,1 K, T₂ = 493,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(350/650)·(493,1/288,1) = 18,43 L

Jawaban

V₂ = 18,43 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 24,93 °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

250·0,388·(110 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (97·110 + 1672·20)/(97 + 1672) = 24,93 °C

Jawaban

T_f = 24,93 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1134 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/32,04 = 1,561 mol

q = n·|ΔH°/2| = 1,561·726,4 = 1134 kJ

Jawaban

q = 1134 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,16 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

64 = (2x)²/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·8/(2 + 8) = 0,64 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,8 − x = 0,16 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,16 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,0382 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,1 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,1·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,01))/2 = 0,0618 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,0618 = 0,0382 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,0382 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,26

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 = 0,005501 mol/L

pH

pH = −log(0,005501) = 2,26

Jawaban

pH = 2,26

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 5,143

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,5/0,2) = 5,143

Jawaban

pH = 5,143

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,003719 min⁻¹

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).

Hukum orde satu terintegrasi

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(1/0,8)/60 = 0,2231/60 = 0,003719 min⁻¹

Jawaban

k = 0,003719 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: A = 4,424 × 10¹⁰ s⁻¹

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

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 80000/(8,314·313,1) = 30,73

A = k·e^30,73 = 0,002·2,212 × 10¹³ = 4,424 × 10¹⁰ s⁻¹

Jawaban

A = 4,424 × 10¹⁰ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry