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 N₂ dan 10 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 N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 6 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 5,11 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 5,11 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,8 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 120 g CH₄ pada 20 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 120 gM = 16,04 g/molV = 10 LT = 20 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ N₂ pada 1000 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 28,01 g/molP = 1000 kPaT = 0 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 150 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 160 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 25 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 250 gT_water = 25 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 10 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 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,02 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,02

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,25 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,25 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam asetat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,05 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 75%? Cari t.

k = 0,05 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 80 kJ/mol. Pada 20 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 4 kali lebih cepat?

E_a = 80 kJ/molT₁ = 20 °Ck₂/k₁ = 4R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,45 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) = 16/28,02 = 0,571 mol

n(H₂) = 10/2,016 = 4,96 mol

Pereaksi pembatas

0,571/1 = 0,571, 4,96/3 = 1,653 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,571·2 = 1,142 mol

m = 1,142·17,03 = 19,45 g

Jawaban

m = 19,45 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 70,06 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 6/28,02 = 0,2141 mol

m = 0,2141·2/1·17,03 = 7,293 g

Rendemen persen

Y = 5,11/7,293·100 = 70,06%

Jawaban

Y = 70,06%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 20 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 = 0,05·1000/2,5 = 20 mL

Jawaban

V₁ = 20 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,4 mol/L

Jumlah total

n = 0,8·300 + 0,1·400 = 280 mmol

Konsentrasi campuran

c = 280/700 = 0,4 mol/L

Jawaban

c = 0,4 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1823 kPa

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

Mol

n = m/M = 120/16,04 = 7,481 mol

T = 20 + 273,15 = 293,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 7,481·8,314·293,1/0,01 = 1823 kPa

Jawaban

P = 1823 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 12,33 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 0 + 273,15 = 273,1 K

Massa jenis

ρ = 1000·28,01/(8,314·273,1) = 12,33 kg/m³

Jawaban

ρ = 12,33 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 33,17 °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

150·0,449·(160 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (67,35·160 + 1045·25)/(67,35 + 1045) = 33,17 °C

Jawaban

T_f = 33,17 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 555 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 10/16,04 = 0,6234 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,6234·890,3 = 555 kJ

Jawaban

q = 555 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,48 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

9 = (2x)²/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·3/(2 + 3) = 0,24 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,48 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,48 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1635 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,02 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,02·x − 0,03 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,02 + √(0,02² + 4·0,03))/2 = 0,1635 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1635 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1635 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,179

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/(0,25 − x) → x = 0,006619 mol/L

pH

pH = −log(0,006619) = 2,179

Jawaban

pH = 2,179

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,745

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,15/0,15) = 4,745

Jawaban

pH = 4,745

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 27,73 min

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).

Konversi dan konsentrasi

C/C₀ = 1 − X = 0,25

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,25)/0,05 = 27,73 min

Jawaban

t = 27,73 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 32,93 °C

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/293,1 − 8,314·ln(4)/80000 = 3,411 × 10⁻³ − 1,441 × 10⁻⁴ = 3,267 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 306,1 K = 32,93 °C

Jawaban

T₂ = 32,93 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry