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 Fe₂O₃ dan 80 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 49,16 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 49,16 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,4 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 1 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 300 g CO₂ pada 150 kPa dan 85 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 300 gM = 44,01 g/molP = 150 kPaT = 85 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 850 kPa dan 70 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 850 kPaT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 200 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 200 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 23 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 100 gT_water = 23 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₆) = −84,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,1 mol/L H₂ dan 0,1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 25. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 25

[H₂] = 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 [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,5

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam asetat 0,01 mol/L (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).

c = 0,01 mol/LKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,25 mol/L asam asetat dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,25[A⁻] = 0,05Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,3 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 75%? Cari t.

k = 0,3 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,01 s⁻¹ pada 50 °C dan energi aktivasi 70 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponensial A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0,01 s⁻¹T = 50 °CE_a = 70 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 13,23 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) = 16/159,69 = 0,1002 mol

n(CO) = 80/28,01 = 2,856 mol

Pereaksi pembatas

0,1002/1 = 0,1002, 2,856/3 = 0,952 → Fe₂O₃

Massa produk

n(CO₂) = 0,1002·3 = 0,3006 mol

m = 0,3006·44,01 = 13,23 g

Jawaban

m = 13,23 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 55 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 10/2,016 = 4,96 mol

m = 4,96·2/2·18,02 = 89,38 g

Rendemen persen

Y = 49,16/89,38·100 = 55%

Jawaban

Y = 55%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 133,3 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 = 0,4·500/1,5 = 133,3 mL

Jawaban

V₁ = 133,3 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,4615 mol/L

Jumlah total

n = 1·150 + 0,3·500 = 300 mmol

Konsentrasi campuran

c = 300/650 = 0,4615 mol/L

Jawaban

c = 0,4615 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 135,3 L

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

Mol

n = 300/44,01 = 6,817 mol

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

Volume

V = nRT/P = 6,817·8,314·358,1/150 = 135,3 L

Jawaban

V = 135,3 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 8,345 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 70 + 273,15 = 343,1 K

Massa jenis

ρ = 850·28,01/(8,314·343,1) = 8,345 kg/m³

Jawaban

ρ = 8,345 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 50,71 °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

200·0,388·(200 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77,6·200 + 418·23)/(77,6 + 418) = 50,71 °C

Jawaban

T_f = 50,71 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [4·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [2·(−84,7) + 7·0] = −3119 kJ

Jawaban

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,02857 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

25 = (2x)²/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·5/(2 + 5) = 0,07143 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,1 − x = 0,02857 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,02857 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,8486 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

[PCl₅] = 1,5 − 0,6514 = 0,8486 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,8486 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,382

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/(0,01 − x) → x = 0,0004154 mol/L

pH

pH = −log(0,0004154) = 3,382

Jawaban

pH = 3,382

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,046

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,05/0,25) = 4,046

Jawaban

pH = 4,046

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 4,621 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 = 0,25

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,25)/0,3 = 4,621 min

Jawaban

t = 4,621 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: A = 2,067 × 10⁹ 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) = 70000/(8,314·323,1) = 26,05

A = k·e^26,05 = 0,01·2,067 × 10¹¹ = 2,067 × 10⁹ s⁻¹

Jawaban

A = 2,067 × 10⁹ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry