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 CH₄ dan 64 g O₂ bereaksi menurut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 10 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 13,4 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 13,4 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 60 g O₂ pada 85 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 60 gM = 32 g/molV = 30 LT = 85 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 600 kPa dan 190 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 600 kPaT = 190 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 200 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 150 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 21 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 250 gT_water = 21 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 100 g C₃H₈ (M = 44,1 g/mol) terbakar sempurna: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₃H₈) = −103,8 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 = 25. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 25

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,05 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,8 mol/LK_c = 0,05

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,05 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam format dan 0,3 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00018. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,3Ka = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,2 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 20 min.

k = 0,2 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 20 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,5 mol/L lajunya 0,005 mol/(L·s); dengan C_A0 = 1,5 mol/L lajunya 0,135 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,5 mol/Lr₁ = 0,005 mol/(L·s)C_A0,2 = 1,5 mol/Lr₂ = 0,135 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 10,98 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) = 4/16,04 = 0,2494 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,2494/1 = 0,2494, 2/2 = 1 → CH₄

Massa produk

n(CO₂) = 0,2494·1 = 0,2494 mol

m = 0,2494·44,01 = 10,98 g

Jawaban

m = 10,98 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 81,98 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 10/44,1 = 0,2268 mol

m = 0,2268·4/1·18,02 = 16,34 g

Rendemen persen

Y = 13,4/16,34·100 = 81,98%

Jawaban

Y = 81,98%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 6 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 = 0,3·100/5 = 6 mL

Jawaban

V₁ = 6 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,1 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·50 + 2,5·250 = 630 mmol

Konsentrasi campuran

c = 630/300 = 2,1 mol/L

Jawaban

c = 2,1 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 186,1 kPa

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

Mol

n = m/M = 60/32 = 1,875 mol

T = 85 + 273,15 = 358,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 1,875·8,314·358,1/0,03 = 186,1 kPa

Jawaban

P = 186,1 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,499 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 190 + 273,15 = 463,1 K

Massa jenis

ρ = 600·16,04/(8,314·463,1) = 2,499 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,499 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 29,85 °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

200·0,385·(150 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77·150 + 1045·21)/(77 + 1045) = 29,85 °C

Jawaban

T_f = 29,85 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 5034 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 100/44,1 = 2,268 mol

q = n·|ΔH°/1| = 2,268·2220 = 5034 kJ

Jawaban

q = 5034 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1429 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

25 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·5/(2 + 5) = 0,3571 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,5 − x = 0,1429 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1429 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1766 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,05 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,05·x − 0,04 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,05 + √(0,05² + 4·0,04))/2 = 0,1766 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1766 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1766 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,589

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/(0,05 − x) → x = 0,002577 mol/L

pH

pH = −log(0,002577) = 2,589

Jawaban

pH = 2,589

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,62

pKa

pKa = 3,745

Henderson–Hasselbalch

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

Jawaban

pH = 3,62

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,2 mol/L

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).

Hukum orde dua terintegrasi

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 1 + 0,2·20 = 5 L/mol

C_A = 1/5 = 0,2 mol/L

Jawaban

C_A = 0,2 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 3

Metode laju awal: untuk r = k·Cⁿ, membandingkan dua percobaan yang hanya berbeda pada konsentrasi awal menghilangkan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan laju untuk orde satu dan menjadikannya empat kali lipat untuk orde dua.

Rasio

r₂/r₁ = 0,135/0,005 = 27

C₂/C₁ = 1,5/0,5 = 3

Orde

n = ln(27)/ln(3) = 3

Jawaban

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry