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

24 g CH₄ dan 40 g O₂ bereaksi menurut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 20 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 24,52 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 24,52 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,4 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 30 L berisi 490 g O₂ pada 45 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 490 gM = 32 g/molV = 30 LT = 45 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap He berubah dari 250 kPa, 5 L, 25 °C menjadi 700 kPa dan 220 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 5 LT₁ = 25 °CP₂ = 700 kPaT₂ = 220 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 200 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 90 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 200 gT_water = 20 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 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 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 25. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 25

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,04 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 = 0,04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,05 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam format dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 10 min.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/Lt = 10 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,002 min⁻¹ pada 30 °C dan 0,00486 min⁻¹ pada 40 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,002 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0,00486 min⁻¹T₂ = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 22,52 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(CH₄) = 24/16,04 = 1,496 mol

n(O₂) = 40/32 = 1,25 mol

Pereaksi pembatas

1,496/1 = 1,496, 1,25/2 = 0,625 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,625·2 = 1,25 mol

m = 1,25·18,02 = 22,52 g

Jawaban

m = 22,52 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 75,01 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 20/44,1 = 0,4535 mol

m = 0,4535·4/1·18,02 = 32,69 g

Rendemen persen

Y = 24,52/32,69·100 = 75,01%

Jawaban

Y = 75,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 50 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 = 0,3·250/1,5 = 50 mL

Jawaban

V₁ = 50 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,24 mol/L

Jumlah total

n = 0,4·150 + 2,5·100 = 310 mmol

Konsentrasi campuran

c = 310/250 = 1,24 mol/L

Jawaban

c = 1,24 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1350 kPa

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

Mol

n = m/M = 490/32 = 15,31 mol

T = 45 + 273,15 = 318,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 15,31·8,314·318,1/0,03 = 1350 kPa

Jawaban

P = 1350 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 2,954 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K, T₂ = 493,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(250/700)·(493,1/298,1) = 2,954 L

Jawaban

V₂ = 2,954 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 25,95 °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

200·0,388·(90 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77,6·90 + 836·20)/(77,6 + 836) = 25,95 °C

Jawaban

T_f = 25,95 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1388 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/16,04 = 1,559 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1,559·890,3 = 1388 kJ

Jawaban

q = 1388 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2857 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

25 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(1 − x) → x = 1·5/(2 + 5) = 0,7143 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,2857 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2857 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,64 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,04 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,04·x − 0,032 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,032))/2 = 0,16 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,8 − 0,16 = 0,64 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,64 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,26

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 = 0,005501 mol/L

pH

pH = −log(0,005501) = 2,26

Jawaban

pH = 2,26

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,779

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,01 = 0,24 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,01 = 0,26 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,26/0,24) = 3,779

Jawaban

pH = 3,779

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,6 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 = 0,6667 + 0,1·10 = 1,667 L/mol

C_A = 1/1,667 = 0,6 mol/L

Jawaban

C_A = 0,6 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 70,08 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 313,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·0,8879/(-1,053e-4) = 70078 J/mol

E_a = 70,08 kJ/mol

Jawaban

E_a = 70,08 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry