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

12 g Fe₂O₃ dan 16 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m Fe yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(Fe) = 55,85 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Na + Cl₂ → 2NaCl, 24 g Na bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 53,69 g NaCl. Tentukan rendemen persen Y.

M(Na) = 22,99 g/molM(NaCl) = 58,44 g/molaktual: 53,69 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 200 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 360 g CH₄ pada 550 kPa dan 95 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 360 gM = 16,04 g/molP = 550 kPaT = 95 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 100 kPa, 20 L, 30 °C menjadi 450 kPa dan 60 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 20 LT₁ = 30 °CP₂ = 450 kPaT₂ = 60 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 250 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 190 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 18 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 250 gT_water = 18 °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 C₂H₆ (M = 30,07 g/mol) terbakar sempurna: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₂H₆) = −84,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 54

[H₂] = 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 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam format dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 0,5 mol/L menjadi 0,4 mol/L dalam 20 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 0,5 mol/LC_A = 0,4 mol/Lt = 20 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,01 min⁻¹ pada 20 °C dan 0,0258 min⁻¹ pada 30 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 20 °Ck₂ = 0,0258 min⁻¹T₂ = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 8,394 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(Fe₂O₃) = 12/159,69 = 0,07515 mol

n(CO) = 16/28,01 = 0,5712 mol

Pereaksi pembatas

0,07515/1 = 0,07515, 0,5712/3 = 0,1904 → Fe₂O₃

Massa produk

n(Fe) = 0,07515·2 = 0,1503 mol

m = 0,1503·55,85 = 8,394 g

Jawaban

m = 8,394 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,01 %

Hasil teoretis

n(Na) = 24/22,99 = 1,044 mol

m = 1,044·2/2·58,44 = 61,01 g

Rendemen persen

Y = 53,69/61,01·100 = 88,01%

Jawaban

Y = 88,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 600 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 = 0,3·1000/0,5 = 600 mL

Jawaban

V₁ = 600 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,09286 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·200 + 0,05·500 = 65 mmol

Konsentrasi campuran

c = 65/700 = 0,09286 mol/L

Jawaban

c = 0,09286 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 124,9 L

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

Mol

n = 360/16,04 = 22,44 mol

T = 95 + 273,15 = 368,1 K

Volume

V = nRT/P = 22,44·8,314·368,1/550 = 124,9 L

Jawaban

V = 124,9 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 4,884 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 333,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(100/450)·(333,1/303,1) = 4,884 L

Jawaban

V₂ = 4,884 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 48,39 °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

250·0,897·(190 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (224,3·190 + 1045·18)/(224,3 + 1045) = 48,39 °C

Jawaban

T_f = 48,39 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1037 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [4·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [2·(−84,7) + 7·0] = −3119 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 20/30,07 = 0,6651 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,6651·1560 = 1037 kJ

Jawaban

q = 1037 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1712 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/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·7,348/(2 + 7,348) = 0,6288 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,8 − x = 0,1712 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1712 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,6417 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,2))/2 = 0,3583 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,3583 = 0,6417 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,6417 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,412

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 = 3,871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3,871 × 10⁻⁵) = 4,412

Jawaban

pH = 4,412

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,507

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,01 = 0,19 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,01 = 0,11 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,11/0,19) = 3,507

Jawaban

pH = 3,507

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,01116 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(0,5/0,4)/20 = 0,2231/20 = 0,01116 min⁻¹

Jawaban

k = 0,01116 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 70,03 kJ/mol

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 = 303,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·0,9478/(-1,125e-4) = 70028 J/mol

E_a = 70,03 kJ/mol

Jawaban

E_a = 70,03 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry