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 20 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 20 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 30,73 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 30,73 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 20 L berisi 30 g Ar pada 15 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 30 gM = 39,95 g/molV = 20 LT = 15 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 150 kPa dan 160 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 150 kPaT = 160 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 250 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 250 gT_water = 15 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 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 = 4. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,5 mol/LK_c = 4

[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 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LK_c = 0,02

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,01 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam asetat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,05 L/(mol·min) dan dimulai pada 1 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 30 min.

k = 0,05 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,05 min⁻¹ pada 20 °C dan 2,26 min⁻¹ pada 50 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,05 min⁻¹T₁ = 20 °Ck₂ = 2,26 min⁻¹T₂ = 50 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 32,97 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) = 20/70,9 = 0,2821 mol

Pereaksi pembatas

0,696/2 = 0,348, 0,2821/1 = 0,2821 → Cl₂

Massa produk

n(NaCl) = 0,2821·2 = 0,5642 mol

m = 0,5642·58,44 = 32,97 g

Jawaban

m = 32,97 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 20/44,1 = 0,4535 mol

m = 0,4535·4/1·18,02 = 32,69 g

Rendemen persen

Y = 30,73/32,69·100 = 94,01%

Jawaban

Y = 94,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 218,8 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 = 0,25·250/2 = 31,25 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 250 − 31,25 = 218,8 mL

Jawaban

V_water = 218,8 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,75 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·150 + 2,5·250 = 700 mmol

Konsentrasi campuran

c = 700/400 = 1,75 mol/L

Jawaban

c = 1,75 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 89,95 kPa

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

Mol

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

T = 15 + 273,15 = 288,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 0,7509·8,314·288,1/0,02 = 89,95 kPa

Jawaban

P = 89,95 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 1,333 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 160 + 273,15 = 433,1 K

Massa jenis

ρ = 150·32/(8,314·433,1) = 1,333 kg/m³

Jawaban

ρ = 1,333 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 23,24 °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

250·0,449·(100 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112,3·100 + 1045·15)/(112,3 + 1045) = 23,24 °C

Jawaban

T_f = 23,24 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Jawaban

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,5 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

4 = (2x)²/(0,5 − x)²

Tarik akar kuadrat

2 = 2x/(0,5 − x) → x = 0,5·2/(2 + 2) = 0,25 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,5 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,5 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,08 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,02 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,02·x − 0,008 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,02 + √(0,02² + 4·0,008))/2 = 0,08 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,08 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,08 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,901

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/(0,01 − x) → x = 0,001255 mol/L

pH

pH = −log(0,001255) = 2,901

Jawaban

pH = 2,901

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,967

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,025 = 0,075 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,125/0,075) = 4,967

Jawaban

pH = 4,967

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,4 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 + 0,05·30 = 2,5 L/mol

C_A = 1/2,5 = 0,4 mol/L

Jawaban

C_A = 0,4 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 100,1 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 293,1 K, T₂ = 323,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·3,811/(-3,167e-4) = 100054 J/mol

E_a = 100,1 kJ/mol

Jawaban

E_a = 100,1 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry