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 Fe₂O₃ dan 24 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CaCO₃ → CaO + CO₂, 4 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 2,11 g CaO. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CaO) = 56,08 g/molaktual: 2,11 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 90 g CH₄ pada 500 kPa dan 45 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 90 gM = 16,04 g/molP = 500 kPaT = 45 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 950 kPa dan 160 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 950 kPaT = 160 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 100 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 130 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 130 °Cm_water = 300 gT_water = 15 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 50 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 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 64

[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 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,8 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

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam hipoklorit dan 0,15 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,15Ka = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,2 L/(mol·min) dan dimulai pada 2 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 15 min.

k = 0,2 L/(mol·min)C_A0 = 2 mol/Lt = 15 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,005 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 35 °C selama 45 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 60 kJ/molT₂ = 35 °Ct = 45 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 19,84 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) = 24/159,69 = 0,1503 mol

n(CO) = 24/28,01 = 0,8568 mol

Pereaksi pembatas

0,1503/1 = 0,1503, 0,8568/3 = 0,2856 → Fe₂O₃

Massa produk

n(CO₂) = 0,1503·3 = 0,4509 mol

m = 0,4509·44,01 = 19,84 g

Jawaban

m = 19,84 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 94,15 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 4/100,09 = 0,03996 mol

m = 0,03996·1/1·56,08 = 2,241 g

Rendemen persen

Y = 2,11/2,241·100 = 94,15%

Jawaban

Y = 94,15%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 10 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 = 0,3·100/3 = 10 mL

Jawaban

V₁ = 10 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,1385 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·250 + 0,1·400 = 90 mmol

Konsentrasi campuran

c = 90/650 = 0,1385 mol/L

Jawaban

c = 0,1385 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 29,68 L

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

Mol

n = 90/16,04 = 5,611 mol

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

Volume

V = nRT/P = 5,611·8,314·318,1/500 = 29,68 L

Jawaban

V = 29,68 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,231 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 = 950·16,04/(8,314·433,1) = 4,231 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,231 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 18,43 °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

100·0,385·(130 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38,5·130 + 1254·15)/(38,5 + 1254) = 18,43 °C

Jawaban

T_f = 18,43 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 2593 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 50/30,07 = 1,663 mol

q = n·|ΔH°/2| = 1,663·1560 = 2593 kJ

Jawaban

q = 2593 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,6 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

64 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(1 − x) → x = 1·8/(2 + 8) = 0,8 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,6 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,6 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1169 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

[Cl₂] = x = 0,1169 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1169 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 = 7,097

pKa

pKa = 7,523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,15/0,4) = 7,097

Jawaban

pH = 7,097

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,2857 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 = 0,5 + 0,2·15 = 3,5 L/mol

C_A = 1/3,5 = 0,2857 mol/L

Jawaban

C_A = 0,2857 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 52,56 %

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).

Konstanta laju pada suhu baru

T₁ = 293,1 K, T₂ = 308,1 K

k₂ = 0,005·e^{−(60000/8,314)·(1/308,1 − 1/293,1)} = 0,01657 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,01657·45} = 1 − 0,4744 = 52,56 %

Jawaban

X = 52,56 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry