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

24 g N₂ dan 80 g H₂ bereaksi menurut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapa massa m NH₃ yang dapat terbentuk?

M(N₂) = 28,02M(H₂) = 2,016M(NH₃) = 17,03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 24 g H₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 195,2 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H₂) = 2,016 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 195,2 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 340 g He pada 550 kPa dan 100 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 340 gM = 4,003 g/molP = 550 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CH₄ berubah dari 350 kPa, 10 L, 40 °C menjadi 300 kPa dan 160 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 10 LT₁ = 40 °CP₂ = 300 kPaT₂ = 160 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 200 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 190 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 100 gT_water = 24 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,5 mol/L H₂ dan 0,5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 54

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,2 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,2 mol/LK_c = 0,01

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam benzoat 0,5 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).

c = 0,5 mol/LKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam benzoat dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 6,3 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 0,5 mol/L menjadi 0,25 mol/L dalam 30 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 0,5 mol/LC_A = 0,25 mol/Lt = 30 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 70 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 35 °C.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 35 °CE_a = 70 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 29,17 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(N₂) = 24/28,02 = 0,8565 mol

n(H₂) = 80/2,016 = 39,68 mol

Pereaksi pembatas

0,8565/1 = 0,8565, 39,68/3 = 13,23 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,8565·2 = 1,713 mol

m = 1,713·17,03 = 29,17 g

Jawaban

m = 29,17 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 91 %

Hasil teoretis

n(H₂) = 24/2,016 = 11,9 mol

m = 11,9·2/2·18,02 = 214,5 g

Rendemen persen

Y = 195,2/214,5·100 = 91%

Jawaban

Y = 91%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 0,8333 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 = 0,05·100/6 = 0,8333 mL

Jawaban

V₁ = 0,8333 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,42 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·200 + 0,1·50 = 105 mmol

Konsentrasi campuran

c = 105/250 = 0,42 mol/L

Jawaban

c = 0,42 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 479,1 L

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

Mol

n = 340/4,003 = 84,94 mol

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

Volume

V = nRT/P = 84,94·8,314·373,1/550 = 479,1 L

Jawaban

V = 479,1 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 16,14 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 433,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(350/300)·(433,1/313,1) = 16,14 L

Jawaban

V₂ = 16,14 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 33,65 °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

200·0,129·(190 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25,8·190 + 418·24)/(25,8 + 418) = 33,65 °C

Jawaban

T_f = 33,65 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [3·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [1·(−103,8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawaban

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,7861 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

54 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·7,348/(2 + 7,348) = 0,393 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,7861 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,7861 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,16 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,2 − x) → x² + 0,01·x − 0,002 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,002))/2 = 0,04 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,2 − 0,04 = 0,16 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,16 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,253

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 = 0,005581 mol/L

pH

pH = −log(0,005581) = 2,253

Jawaban

pH = 2,253

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,502

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,05 = 0,3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,3/0,15) = 4,502

Jawaban

pH = 4,502

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,0231 min⁻¹

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).

Hukum orde satu terintegrasi

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(0,5/0,25)/30 = 0,6931/30 = 0,0231 min⁻¹

Jawaban

k = 0,0231 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,02024 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 = 308,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(70000/8,314)·(1/308,1 − 1/293,1) = 1,398

k₂ = 0,005·e^1,398 = 0,02024 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,02024 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry