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 Na dan 8 g Cl₂ bereaksi menurut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl₂) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CaCO₃ → CaO + CO₂, 20 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 8,27 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 8,27 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 30 g Ar pada 500 kPa dan 65 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 30 gM = 39,95 g/molP = 500 kPaT = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 300 kPa dan 50 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 300 kPaT = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 200 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 150 gT_water = 16 °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 = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 64

[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 0,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,5 mol/LK_c = 0,5

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,5 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam laktat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00014). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,4 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 0,4 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,005 min⁻¹ pada 30 °C dan 0,364 min⁻¹ pada 60 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0,364 min⁻¹T₂ = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 13,19 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(Na) = 16/22,99 = 0,696 mol

n(Cl₂) = 8/70,9 = 0,1128 mol

Pereaksi pembatas

0,696/2 = 0,348, 0,1128/1 = 0,1128 → Cl₂

Massa produk

n(NaCl) = 0,1128·2 = 0,2257 mol

m = 0,2257·58,44 = 13,19 g

Jawaban

m = 13,19 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94,04 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 20/100,09 = 0,1998 mol

m = 0,1998·1/1·44,01 = 8,794 g

Rendemen persen

Y = 8,27/8,794·100 = 94,04%

Jawaban

Y = 94,04%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 100 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 = 0,05·1000/0,5 = 100 mL

Jawaban

V₁ = 100 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,825 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·150 + 1,2·250 = 330 mmol

Konsentrasi campuran

c = 330/400 = 0,825 mol/L

Jawaban

c = 0,825 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 4,222 L

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

Mol

n = 30/39,95 = 0,7509 mol

T = 65 + 273,15 = 338,1 K

Volume

V = nRT/P = 0,7509·8,314·338,1/500 = 4,222 L

Jawaban

V = 4,222 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,461 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 50 + 273,15 = 323,1 K

Massa jenis

ρ = 300·39,95/(8,314·323,1) = 4,461 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,461 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 36,91 °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

200·0,897·(110 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (179,4·110 + 627·16)/(179,4 + 627) = 36,91 °C

Jawaban

T_f = 36,91 °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] = 0,05 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

64 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·8/(2 + 8) = 0,2 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,05 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,191 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,5 = x²/(0,5 − x) → x² + 0,5·x − 0,25 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,25))/2 = 0,309 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,5 − 0,309 = 0,191 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,191 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,742

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 = 0,0181 mol/L

pH

pH = −log(0,0181) = 1,742

Jawaban

pH = 1,742

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,854

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,15/0,15) = 3,854

Jawaban

pH = 3,854

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 10 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).

Konsentrasi di akhir

C_A = 1·(1 − 0,8) = 0,2 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (5 − 1)/0,4 = 10 min

Jawaban

t = 10 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 120 kJ/mol

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 = 303,1 K, T₂ = 333,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·4,288/(-2,970e-4) = 120009 J/mol

E_a = 120 kJ/mol

Jawaban

E_a = 120 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry