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

8 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 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 6 g Al bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 25,2 g AlCl₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(Al) = 26,98 g/molM(AlCl₃) = 133,33 g/molaktual: 25,2 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 20 L berisi 200 g He pada 40 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 200 gM = 4,003 g/molV = 20 LT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CH₄ berubah dari 400 kPa, 10 L, 35 °C menjadi 650 kPa dan 80 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 10 LT₁ = 35 °CP₂ = 650 kPaT₂ = 80 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 100 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 180 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 180 °Cm_water = 200 gT_water = 20 °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 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 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,02 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 = 0,02

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,1 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam asetat dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,05Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,05 mol/(L·min) dan dimulai pada 2 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 90%? Cari t.

k = 0,05 mol/(L·min)C_A0 = 2 mol/LX = 90 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 35 °C dan energi aktivasi 50 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 65 °C.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 65 °CE_a = 50 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 17,98 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) = 8/16,04 = 0,4988 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,4988/1 = 0,4988, 2/2 = 1 → CH₄

Massa produk

n(H₂O) = 0,4988·2 = 0,9975 mol

m = 0,9975·18,02 = 17,98 g

Jawaban

m = 17,98 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 84,99 %

Hasil teoretis

n(Al) = 6/26,98 = 0,2224 mol

m = 0,2224·2/2·133,33 = 29,65 g

Rendemen persen

Y = 25,2/29,65·100 = 84,99%

Jawaban

Y = 84,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 188 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 = 0,3·200/5 = 12 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 200 − 12 = 188 mL

Jawaban

V_water = 188 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,2231 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·250 + 0,3·400 = 145 mmol

Konsentrasi campuran

c = 145/650 = 0,2231 mol/L

Jawaban

c = 0,2231 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 6504 kPa

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

Mol

n = m/M = 200/4,003 = 49,96 mol

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 49,96·8,314·313,1/0,02 = 6504 kPa

Jawaban

P = 6504 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 7,053 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 353,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(400/650)·(353,1/308,1) = 7,053 L

Jawaban

V₂ = 7,053 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,43 °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

100·0,129·(180 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (12,9·180 + 836·20)/(12,9 + 836) = 22,43 °C

Jawaban

T_f = 22,43 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 311 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/180,16 = 0,111 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,111·2802 = 311 kJ

Jawaban

q = 311 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,0625 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

36 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·6/(2 + 6) = 0,1875 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,0625 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,0625 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,06141 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,02 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,02·x − 0,005 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,02 + √(0,02² + 4·0,005))/2 = 0,06141 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,06141 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,06141 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,262

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 = 5,476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5,476 × 10⁻⁵) = 4,262

Jawaban

pH = 4,262

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,143

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,05/0,2) = 4,143

Jawaban

pH = 4,143

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 36 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Jumlah yang terkonversi

C_A0·X = 2·0,9 = 1,8 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 1,8/0,05 = 36 min

Jawaban

t = 36 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,02824 min⁻¹

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).

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 338,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(50000/8,314)·(1/338,1 − 1/308,1) = 1,731

k₂ = 0,005·e^1,731 = 0,02824 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,02824 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry