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

30 g Mg dan 32 g O₂ bereaksi menurut 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapa massa m MgO yang dapat terbentuk?

M(Mg) = 24,31M(O₂) = 32M(MgO) = 40,3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 30 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 50,55 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 50,55 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 1,5 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1,5 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 480 g He pada 400 kPa dan 100 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 480 gM = 4,003 g/molP = 400 kPaT = 100 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 200 kPa dan 60 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 200 kPaT = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 150 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 170 °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 = 150 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 170 °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 20 g CH₃OH (M = 32,04 g/mol) terbakar sempurna: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,1 mol/L H₂ dan 0,1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 64

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,2 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 = 0,2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,1 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,1 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam fluorida dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00068). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1,2 mol/L menjadi 0,6 mol/L dalam 10 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1,2 mol/LC_A = 0,6 mol/Lt = 10 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 75 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 65 °C.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 25 °CT₂ = 65 °CE_a = 75 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 49,73 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(Mg) = 30/24,31 = 1,234 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Pereaksi pembatas

1,234/2 = 0,617, 1/1 = 1 → Mg

Massa produk

n(MgO) = 0,617·2 = 1,234 mol

m = 1,234·40,3 = 49,73 g

Jawaban

m = 49,73 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 74,99 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 30/16,04 = 1,87 mol

m = 1,87·2/1·18,02 = 67,41 g

Rendemen persen

Y = 50,55/67,41·100 = 74,99%

Jawaban

Y = 74,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 237,5 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 = 0,05·250/1 = 12,5 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 250 − 12,5 = 237,5 mL

Jawaban

V_water = 237,5 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,9545 mol/L

Jumlah total

n = 1,5·300 + 0,3·250 = 525 mmol

Konsentrasi campuran

c = 525/550 = 0,9545 mol/L

Jawaban

c = 0,9545 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 930 L

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

Mol

n = 480/4,003 = 119,9 mol

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

Volume

V = nRT/P = 119,9·8,314·373,1/400 = 930 L

Jawaban

V = 930 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 1,158 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 60 + 273,15 = 333,1 K

Massa jenis

ρ = 200·16,04/(8,314·333,1) = 1,158 kg/m³

Jawaban

ρ = 1,158 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 48,15 °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

150·0,897·(170 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (134,6·170 + 627·22)/(134,6 + 627) = 48,15 °C

Jawaban

T_f = 48,15 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 453,4 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/32,04 = 0,6242 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,6242·726,4 = 453,4 kJ

Jawaban

q = 453,4 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,16 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/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·8/(2 + 8) = 0,08 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,16 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,16 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 1,043 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,2·x − 0,3 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,3))/2 = 0,4568 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1,5 − 0,4568 = 1,043 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 1,043 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,382

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/(0,1 − x) → x = 0,004154 mol/L

pH

pH = −log(0,004154) = 2,382

Jawaban

pH = 2,382

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,202

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,01 = 0,24 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,01 = 0,26 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,26/0,24) = 3,202

Jawaban

pH = 3,202

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,06931 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(1,2/0,6)/10 = 0,6931/10 = 0,06931 min⁻¹

Jawaban

k = 0,06931 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,1792 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 = 298,1 K, T₂ = 338,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(75000/8,314)·(1/338,1 − 1/298,1) = 3,579

k₂ = 0,005·e^3,579 = 0,1792 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,1792 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry