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 C₃H₈ dan 40 g O₂ bereaksi menurut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(C₃H₈) = 44,1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 16 g N₂ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 10,7 g NH₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(N₂) = 28,02 g/molM(NH₃) = 17,03 g/molaktual: 10,7 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,4 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,4 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 50 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 5 L berisi 140 g CO₂ pada 55 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 140 gM = 44,01 g/molV = 5 LT = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 300 kPa, 20 L, 15 °C menjadi 750 kPa dan 70 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 20 LT₁ = 15 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 70 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 250 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 130 °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 = 250 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 130 °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 ΔH° reaksi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,1 mol/L H₂ dan 0,1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LK_c = 9

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,02 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,8 mol/LK_c = 0,02

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,2 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam laktat dan 0,1 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00014). Ditambahkan 0,02 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,1 moln(OH⁻) = 0,02 molKa = 0,00014

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) memiliki k = 0,5 L/(mol·min) dan konsentrasi awal 1 mol/L. Cari waktu paruh pertamanya t_½.

k = 0,5 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/L

t_½ = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,01 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 100 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 60 °C.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 60 °CE_a = 100 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 6,538 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(C₃H₈) = 4/44,1 = 0,0907 mol

n(O₂) = 40/32 = 1,25 mol

Pereaksi pembatas

0,0907/1 = 0,0907, 1,25/5 = 0,25 → C₃H₈

Massa produk

n(H₂O) = 0,0907·4 = 0,3628 mol

m = 0,3628·18,02 = 6,538 g

Jawaban

m = 6,538 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 55,02 %

Hasil teoretis

n(N₂) = 16/28,02 = 0,571 mol

m = 0,571·2/1·17,03 = 19,45 g

Rendemen persen

Y = 10,7/19,45·100 = 55,02%

Jawaban

Y = 55,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 200 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 = 0,4·1000/2 = 200 mL

Jawaban

V₁ = 200 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,3667 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·50 + 0,3·100 = 55 mmol

Konsentrasi campuran

c = 55/150 = 0,3667 mol/L

Jawaban

c = 0,3667 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1736 kPa

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

Mol

n = m/M = 140/44,01 = 3,181 mol

T = 55 + 273,15 = 328,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 3,181·8,314·328,1/0,005 = 1736 kPa

Jawaban

P = 1736 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 9,527 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288,1 K, T₂ = 343,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(300/750)·(343,1/288,1) = 9,527 L

Jawaban

V₂ = 9,527 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 35,18 °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·(130 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112,3·130 + 1045·25)/(112,3 + 1045) = 35,18 °C

Jawaban

T_f = 35,18 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2802 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Jawaban

ΔH° = −2802 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,04 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/(0,1 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·3/(2 + 3) = 0,06 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,1 − x = 0,04 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,04 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,6831 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,02 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,02·x − 0,016 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,02 + √(0,02² + 4·0,016))/2 = 0,1169 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,8 − 0,1169 = 0,6831 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,6831 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,282

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/(0,2 − x) → x = 0,005222 mol/L

pH

pH = −log(0,005222) = 2,282

Jawaban

pH = 2,282

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,03

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,02 = 0,08 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,12/0,08) = 4,03

Jawaban

pH = 4,03

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t_½ = 2 min

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).

Waktu paruh orde dua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0,5·1) = 2 min

Jawaban

t_½ = 2 min

Setiap waktu paruh berikutnya dua kali lebih lama, karena C₀ telah menjadi setengahnya.

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 1,379 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 = 293,1 K, T₂ = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(100000/8,314)·(1/333,1 − 1/293,1) = 4,926

k₂ = 0,01·e^4,926 = 1,379 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 1,379 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry