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 Mg dan 8 g O₂ bereaksi menurut 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapa massa m MgO yang dapat terbentuk?

M(Mg) = 24,31M(O₂) = 32M(MgO) = 40,3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 24 g Al bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 107,9 g AlCl₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(Al) = 26,98 g/molM(AlCl₃) = 133,33 g/molaktual: 107,9 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 1,5 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1,5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,75 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 100 g N₂ pada 25 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 100 gM = 28,01 g/molV = 10 LT = 25 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 150 kPa, 20 L, 35 °C menjadi 100 kPa dan 190 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 20 LT₁ = 35 °CP₂ = 100 kPaT₂ = 190 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 100 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 150 gT_water = 24 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH₄) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 9

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,2 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 = 0,2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,01 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam fluorida dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,3Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,2 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 50%? Cari t.

k = 0,2 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,02 s⁻¹ pada 50 °C dan energi aktivasi 80 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponensial A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0,02 s⁻¹T = 50 °CE_a = 80 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,947 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(Mg) = 6/24,31 = 0,2468 mol

n(O₂) = 8/32 = 0,25 mol

Pereaksi pembatas

0,2468/2 = 0,1234, 0,25/1 = 0,25 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,1234·2 = 0,2468 mol

m = 0,2468·40,3 = 9,947 g

Jawaban

m = 9,947 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 91 %

Hasil teoretis

n(Al) = 24/26,98 = 0,8895 mol

m = 0,8895·2/2·133,33 = 118,6 g

Rendemen persen

Y = 107,9/118,6·100 = 91%

Jawaban

Y = 91%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 491,7 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 = 0,1·500/6 = 8,333 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 500 − 8,333 = 491,7 mL

Jawaban

V_water = 491,7 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1 mol/L

Jumlah total

n = 1,5·200 + 0,75·400 = 600 mmol

Konsentrasi campuran

c = 600/600 = 1 mol/L

Jawaban

c = 1 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 885 kPa

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

Mol

n = m/M = 100/28,01 = 3,57 mol

T = 25 + 273,15 = 298,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 3,57·8,314·298,1/0,01 = 885 kPa

Jawaban

P = 885 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 45,09 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 463,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(150/100)·(463,1/308,1) = 45,09 L

Jawaban

V₂ = 45,09 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 29,08 °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

100·0,449·(100 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44,9·100 + 627·24)/(44,9 + 627) = 29,08 °C

Jawaban

T_f = 29,08 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −890,3 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Jawaban

ΔH° = −890,3 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2 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/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·3/(2 + 3) = 0,3 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,5 − x = 0,2 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,02679 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,2·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,02))/2 = 0,07321 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,07321 = 0,02679 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,02679 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,901

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 = 0,001255 mol/L

pH

pH = −log(0,001255) = 2,901

Jawaban

pH = 2,901

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,344

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,3/0,2) = 3,344

Jawaban

pH = 3,344

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 3,466 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 = 0,5

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,5)/0,2 = 3,466 min

Jawaban

t = 3,466 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: A = 1,709 × 10¹¹ 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 = 50 + 273,15 = 323,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 80000/(8,314·323,1) = 29,78

A = k·e^29,78 = 0,02·8,547 × 10¹² = 1,709 × 10¹¹ s⁻¹

Jawaban

A = 1,709 × 10¹¹ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry