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

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

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 16 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 40,72 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 40,72 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,4 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 50 g Ar pada 400 kPa dan 85 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 50 gM = 39,95 g/molP = 400 kPaT = 85 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 200 kPa, 2 L, 20 °C menjadi 250 kPa dan 100 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 200 kPaV₁ = 2 LT₁ = 20 °CP₂ = 250 kPaT₂ = 100 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 200 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 19 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 250 gT_water = 19 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 20 g C₂H₅OH (M = 46,07 g/mol) terbakar sempurna: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 9

[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 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,5

[Cl₂] = 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 0,1 mol/L asam fluorida dan 0,2 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,1[A⁻] = 0,2Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,01 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 0,01 min⁻¹X = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,01 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 80 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 40 °C.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 40 °CE_a = 80 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 13,48 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) = 6/16,04 = 0,3741 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,3741/1 = 0,3741, 2/2 = 1 → CH₄

Massa produk

n(H₂O) = 0,3741·2 = 0,7481 mol

m = 0,7481·18,02 = 13,48 g

Jawaban

m = 13,48 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 85,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 16/44,1 = 0,3628 mol

m = 0,3628·3/1·44,01 = 47,9 g

Rendemen persen

Y = 40,72/47,9·100 = 85,01%

Jawaban

Y = 85,01%

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 = 0,3·200/0,5 = 120 mL

Jawaban

V₁ = 120 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,1667 mol/L

Jumlah total

n = 0,4·250 + 0,05·500 = 125 mmol

Konsentrasi campuran

c = 125/750 = 0,1667 mol/L

Jawaban

c = 0,1667 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 9,317 L

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

Mol

n = 50/39,95 = 1,252 mol

T = 85 + 273,15 = 358,1 K

Volume

V = nRT/P = 1,252·8,314·358,1/400 = 9,317 L

Jawaban

V = 9,317 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 2,037 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K, T₂ = 373,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(200/250)·(373,1/293,1) = 2,037 L

Jawaban

V₂ = 2,037 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 26,99 °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

200·0,449·(120 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89,8·120 + 1045·19)/(89,8 + 1045) = 26,99 °C

Jawaban

T_f = 26,99 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 593,3 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/46,07 = 0,4341 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,4341·1367 = 593,3 kJ

Jawaban

q = 593,3 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,24 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

9 = (2x)²/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·3/(2 + 3) = 0,12 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,24 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,24 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,6514 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,5 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,5·x − 0,75 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,75))/2 = 0,6514 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,6514 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,6514 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 = 3,469

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,2/0,1) = 3,469

Jawaban

pH = 3,469

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 160,9 min

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).

Konversi dan konsentrasi

C/C₀ = 1 − X = 0,2

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,2)/0,01 = 160,9 min

Jawaban

t = 160,9 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,08137 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K, T₂ = 313,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(80000/8,314)·(1/313,1 − 1/293,1) = 2,096

k₂ = 0,01·e^2,096 = 0,08137 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,08137 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry