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

20 g C₃H₈ dan 10 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 CaCO₃ → CaO + CO₂, 10 g CaCO₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 4,76 g CaO. Tentukan rendemen persen Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CaO) = 56,08 g/molaktual: 4,76 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,3 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 370 g He pada 300 kPa dan 60 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 370 gM = 4,003 g/molP = 300 kPaT = 60 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 450 kPa dan 90 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 450 kPaT = 90 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 250 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 140 °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 = 250 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 140 °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 250 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 = 4. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 4

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 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 = 0,08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam laktat 0,5 mol/L (Ka = 0,00014).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00014

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam format dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1,5 mol/L menjadi 0,45 mol/L dalam 40 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1,5 mol/LC_A = 0,45 mol/Lt = 40 min

k = min⁻¹

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 30 °C selama 20 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 60 kJ/molT₂ = 30 °Ct = 20 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 4,505 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) = 20/44,1 = 0,4535 mol

n(O₂) = 10/32 = 0,3125 mol

Pereaksi pembatas

0,4535/1 = 0,4535, 0,3125/5 = 0,0625 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,0625·4 = 0,25 mol

m = 0,25·18,02 = 4,505 g

Jawaban

m = 4,505 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 84,96 %

Hasil teoretis

n(CaCO₃) = 10/100,09 = 0,09991 mol

m = 0,09991·1/1·56,08 = 5,603 g

Rendemen persen

Y = 4,76/5,603·100 = 84,96%

Jawaban

Y = 84,96%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 94 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 = 0,3·100/5 = 6 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 6 = 94 mL

Jawaban

V_water = 94 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,4 mol/L

Jumlah total

n = 2·150 + 3·100 = 600 mmol

Konsentrasi campuran

c = 600/250 = 2,4 mol/L

Jawaban

c = 2,4 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 853,4 L

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

Mol

n = 370/4,003 = 92,43 mol

T = 60 + 273,15 = 333,1 K

Volume

V = nRT/P = 92,43·8,314·333,1/300 = 853,4 L

Jawaban

V = 853,4 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,391 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 90 + 273,15 = 363,1 K

Massa jenis

ρ = 450·16,04/(8,314·363,1) = 2,391 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,391 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 32,39 °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

250·0,385·(140 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96,25·140 + 836·20)/(96,25 + 836) = 32,39 °C

Jawaban

T_f = 32,39 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 13876 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 250/16,04 = 15,59 mol

q = n·|ΔH°/1| = 15,59·890,3 = 13876 kJ

Jawaban

q = 13876 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1 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/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

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

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1 mol/L

Jawaban

[HI] = 1 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,2161 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,08·x − 0,064 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,064))/2 = 0,2161 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,2161 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,2161 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,081

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/(0,5 − x) → x = 0,008297 mol/L

pH

pH = −log(0,008297) = 2,081

Jawaban

pH = 2,081

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,347

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,05 = 0,05 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,2/0,05) = 4,347

Jawaban

pH = 4,347

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,0301 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(1,5/0,45)/40 = 1,204/40 = 0,0301 min⁻¹

Jawaban

k = 0,0301 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 20,17 %

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 = 303,1 K

k₂ = 0,005·e^{−(60000/8,314)·(1/303,1 − 1/293,1)} = 0,01126 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,01126·20} = 1 − 0,7983 = 20,17 %

Jawaban

X = 20,17 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry