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 Al dan 80 g Cl₂ bereaksi menurut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapa massa m AlCl₃ yang dapat terbentuk?

M(Al) = 26,98M(Cl₂) = 70,9M(AlCl₃) = 133,33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 30 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 28,44 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 28,44 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 5 L berisi 480 g Ar pada 35 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 480 gM = 39,95 g/molV = 5 LT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 350 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 350 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 75 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 180 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 22 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 180 °Cm_water = 150 gT_water = 22 °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 C₂H₆ (M = 30,07 g/mol) terbakar sempurna: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

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

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 4

[HI] = 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 hipoklorit 0,5 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,5 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,3 mol asam fluorida dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00068). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,3 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,02 mol/(L·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 30%? Cari t.

k = 0,02 mol/(L·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 30 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,02 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 50 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 50 °C selama 20 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,02 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 50 kJ/molT₂ = 50 °Ct = 20 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,77 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(Al) = 4/26,98 = 0,1483 mol

n(Cl₂) = 80/70,9 = 1,128 mol

Pereaksi pembatas

0,1483/2 = 0,07413, 1,128/3 = 0,3761 → Al

Massa produk

n(AlCl₃) = 0,07413·2 = 0,1483 mol

m = 0,1483·133,33 = 19,77 g

Jawaban

m = 19,77 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 77,99 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 30/28,02 = 1,071 mol

m = 1,071·2/1·17,03 = 36,47 g

Rendemen persen

Y = 28,44/36,47·100 = 77,99%

Jawaban

Y = 77,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 120 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 = 0,3·200/0,5 = 120 mL

Jawaban

V₁ = 120 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,09 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·200 + 0,05·50 = 22,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 22,5/250 = 0,09 mol/L

Jawaban

c = 0,09 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 6156 kPa

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

Mol

n = m/M = 480/39,95 = 12,02 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 12,02·8,314·308,1/0,005 = 6156 kPa

Jawaban

P = 6156 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 3,61 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 100 + 273,15 = 373,1 K

Massa jenis

ρ = 350·32/(8,314·373,1) = 3,61 kg/m³

Jawaban

ρ = 3,61 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 24,4 °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

75·0,129·(180 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (9,675·180 + 627·22)/(9,675 + 627) = 24,4 °C

Jawaban

T_f = 24,4 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 2593 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/30,07 = 1,663 mol

q = n·|ΔH°/2| = 1,663·1560 = 2593 kJ

Jawaban

q = 2593 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,5 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

4 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

2 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·2/(2 + 2) = 0,25 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,5 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,5 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 = 3,912

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/(0,5 − x) → x = 0,0001225 mol/L

pH

pH = −log(0,0001225) = 3,912

Jawaban

pH = 3,912

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,027

Penetralan

n(HA) = 0,3 − 0,01 = 0,29 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,01 = 0,21 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,21/0,29) = 3,027

Jawaban

pH = 3,027

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 22,5 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 = 1,5·0,3 = 0,45 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 0,45/0,02 = 22,5 min

Jawaban

t = 22,5 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 93,19 %

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).

Konstanta laju pada suhu baru

T₁ = 293,1 K, T₂ = 323,1 K

k₂ = 0,02·e^{−(50000/8,314)·(1/323,1 − 1/293,1)} = 0,1343 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,1343·20} = 1 − 0,06812 = 93,19 %

Jawaban

X = 93,19 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry