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

10 g Fe₂O₃ dan 48 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m Fe yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(Fe) = 55,85 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 10 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 16,85 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 16,85 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 170 g Ar pada 400 kPa dan 65 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 170 gM = 39,95 g/molP = 400 kPaT = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap N₂ berubah dari 350 kPa, 2 L, 10 °C menjadi 600 kPa dan 220 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 2 LT₁ = 10 °CP₂ = 600 kPaT₂ = 220 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 200 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 150 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 18 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 100 gT_water = 18 °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 C₄H₁₀ (M = 58,12 g/mol) terbakar sempurna: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 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 = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 64

[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 [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LK_c = 0,08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,1 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,1 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam hipoklorit dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 3 × 10⁻⁸). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,3 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 95%? Cari t.

k = 0,3 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,2 mol/L lajunya 0,002 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0,8 mol/L lajunya 0,128 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,2 mol/Lr₁ = 0,002 mol/(L·s)C_A0,2 = 0,8 mol/Lr₂ = 0,128 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 6,995 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) = 10/159,69 = 0,06262 mol

n(CO) = 48/28,01 = 1,714 mol

Pereaksi pembatas

0,06262/1 = 0,06262, 1,714/3 = 0,5712 → Fe₂O₃

Massa produk

n(Fe) = 0,06262·2 = 0,1252 mol

m = 0,1252·55,85 = 6,995 g

Jawaban

m = 6,995 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 74,99 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 10/16,04 = 0,6234 mol

m = 0,6234·2/1·18,02 = 22,47 g

Rendemen persen

Y = 16,85/22,47·100 = 74,99%

Jawaban

Y = 74,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 500 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 = 0,5·1000/1 = 500 mL

Jawaban

V₁ = 500 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,7667 mol/L

Jumlah total

n = 1·100 + 0,3·50 = 115 mmol

Konsentrasi campuran

c = 115/150 = 0,7667 mol/L

Jawaban

c = 0,7667 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 29,91 L

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

Mol

n = 170/39,95 = 4,255 mol

T = 65 + 273,15 = 338,1 K

Volume

V = nRT/P = 4,255·8,314·338,1/400 = 29,91 L

Jawaban

V = 29,91 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 2,032 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283,1 K, T₂ = 493,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(350/600)·(493,1/283,1) = 2,032 L

Jawaban

V₂ = 2,032 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 57,64 °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

200·0,897·(150 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (179,4·150 + 418·18)/(179,4 + 418) = 57,64 °C

Jawaban

T_f = 57,64 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 2475 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/58,12 = 0,8603 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,8603·2877 = 2475 kJ

Jawaban

q = 2475 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,04 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·8/(2 + 8) = 0,16 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,2 − x = 0,04 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,04 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,107 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

[Cl₂] = x = 0,107 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,107 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,382

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/(0,1 − x) → x = 0,004154 mol/L

pH

pH = −log(0,004154) = 2,382

Jawaban

pH = 2,382

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,61

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,01 = 0,09 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,01 = 0,11 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,11/0,09) = 7,61

Jawaban

pH = 7,61

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 9,986 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 = 0,05

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,05)/0,3 = 9,986 min

Jawaban

t = 9,986 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 3

Metode laju awal: untuk r = k·Cⁿ, membandingkan dua percobaan yang hanya berbeda pada konsentrasi awal menghilangkan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan laju untuk orde satu dan menjadikannya empat kali lipat untuk orde dua.

Rasio

r₂/r₁ = 0,128/0,002 = 64

C₂/C₁ = 0,8/0,2 = 4

Orde

n = ln(64)/ln(4) = 3

Jawaban

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry