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 H₂ dan 32 g O₂ bereaksi menurut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(H₂) = 2,016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 8 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 11,14 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 11,14 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,75 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 270 g Ar pada 800 kPa dan 70 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 270 gM = 39,95 g/molP = 800 kPaT = 70 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CH₄ berubah dari 200 kPa, 2 L, 15 °C menjadi 700 kPa dan 200 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 200 kPaV₁ = 2 LT₁ = 15 °CP₂ = 700 kPaT₂ = 200 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 150 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 160 °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 = 150 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 160 °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 CH₄ (M = 16,04 g/mol) terbakar sempurna: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₄) = −74,8 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 [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 4

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 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 = 0,1

[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 0,4 mol/L asam asetat dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 1,8 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,3Ka = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) memiliki k = 0,2 L/(mol·min) dan konsentrasi awal 0,2 mol/L. Cari waktu paruh pertamanya t_½.

k = 0,2 L/(mol·min)C_A0 = 0,2 mol/L

t_½ = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,01 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 70 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 60 °C.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 60 °CE_a = 70 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 36,04 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(H₂) = 8/2,016 = 3,968 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Pereaksi pembatas

3,968/2 = 1,984, 1/1 = 1 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 1·2 = 2 mol

m = 2·18,02 = 36,04 g

Jawaban

m = 36,04 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 61,97 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 8/16,04 = 0,4988 mol

m = 0,4988·2/1·18,02 = 17,98 g

Rendemen persen

Y = 11,14/17,98·100 = 61,97%

Jawaban

Y = 61,97%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 487,5 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 = 0,05·500/2 = 12,5 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 500 − 12,5 = 487,5 mL

Jawaban

V_water = 487,5 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,5625 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·300 + 0,75·500 = 450 mmol

Konsentrasi campuran

c = 450/800 = 0,5625 mol/L

Jawaban

c = 0,5625 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 24,1 L

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

Mol

n = 270/39,95 = 6,758 mol

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

Volume

V = nRT/P = 6,758·8,314·343,1/800 = 24,1 L

Jawaban

V = 24,1 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 0,9383 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288,1 K, T₂ = 473,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(200/700)·(473,1/288,1) = 0,9383 L

Jawaban

V₂ = 0,9383 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 23,17 °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

150·0,129·(160 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19,35·160 + 836·20)/(19,35 + 836) = 23,17 °C

Jawaban

T_f = 23,17 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1110 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/16,04 = 1,247 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1,247·890,3 = 1110 kJ

Jawaban

q = 1110 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,25 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

[H₂] = 0,5 − x = 0,25 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,25 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,0382 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,01))/2 = 0,0618 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,1 − 0,0618 = 0,0382 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,0382 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 = 4,62

pKa

pKa = 4,745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,3/0,4) = 4,62

Jawaban

pH = 4,62

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t_½ = 25 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).

Waktu paruh orde dua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0,2·0,2) = 25 min

Jawaban

t_½ = 25 min

Setiap waktu paruh berikutnya dua kali lebih lama, karena C₀ telah menjadi setengahnya.

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,3145 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 = 293,1 K, T₂ = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(70000/8,314)·(1/333,1 − 1/293,1) = 3,448

k₂ = 0,01·e^3,448 = 0,3145 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,3145 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry