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 Na dan 48 g Cl₂ bereaksi menurut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl₂) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 16 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 32,71 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 32,71 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,75 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 330 g O₂ pada 150 kPa dan 10 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 330 gM = 32 g/molP = 150 kPaT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 300 kPa dan 10 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 300 kPaT = 10 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 250 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 23 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 400 gT_water = 23 °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 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 1 mol/L H₂ dan 1 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 = 1 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,01

[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 0,2 mol/L asam laktat dan 0,15 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00014. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,15Ka = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,25 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 20 min.

k = 0,25 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/Lt = 20 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 60 kJ/mol. Pada 50 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 10 kali lebih cepat?

E_a = 60 kJ/molT₁ = 50 °Ck₂/k₁ = 10R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 10,17 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(Na) = 4/22,99 = 0,174 mol

n(Cl₂) = 48/70,9 = 0,677 mol

Pereaksi pembatas

0,174/2 = 0,08699, 0,677/1 = 0,677 → Na

Massa produk

n(NaCl) = 0,08699·2 = 0,174 mol

m = 0,174·58,44 = 10,17 g

Jawaban

m = 10,17 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 90,99 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 16/16,04 = 0,9975 mol

m = 0,9975·2/1·18,02 = 35,95 g

Rendemen persen

Y = 32,71/35,95·100 = 90,99%

Jawaban

Y = 90,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 25 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 = 0,5·250/5 = 25 mL

Jawaban

V₁ = 25 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,5278 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·200 + 0,75·250 = 237,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 237,5/450 = 0,5278 mol/L

Jawaban

c = 0,5278 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 161,8 L

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

Mol

n = 330/32 = 10,31 mol

T = 10 + 273,15 = 283,1 K

Volume

V = nRT/P = 10,31·8,314·283,1/150 = 161,8 L

Jawaban

V = 161,8 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,078 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 10 + 273,15 = 283,1 K

Massa jenis

ρ = 300·32/(8,314·283,1) = 4,078 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,078 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 27,84 °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

250·0,449·(100 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112,3·100 + 1672·23)/(112,3 + 1672) = 27,84 °C

Jawaban

T_f = 27,84 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 777,6 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/180,16 = 0,2775 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,2775·2802 = 777,6 kJ

Jawaban

q = 777,6 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,2 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/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(1 − x) → x = 1·3/(2 + 3) = 0,6 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

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

Jawaban

[HI] = 1,2 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,09512 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,01))/2 = 0,09512 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,09512 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,09512 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 = 3,729

pKa

pKa = 3,854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,15/0,2) = 3,729

Jawaban

pH = 3,729

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,1765 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/C_A = 1/C_A0 + kt = 0,6667 + 0,25·20 = 5,667 L/mol

C_A = 1/5,667 = 0,1765 mol/L

Jawaban

C_A = 0,1765 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 87,15 °C

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

T₁ = 323,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/323,1 − 8,314·ln(10)/60000 = 3,095 × 10⁻³ − 3,191 × 10⁻⁴ = 2,775 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 360,3 K = 87,15 °C

Jawaban

T₂ = 87,15 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry