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

8 g CH₄ dan 64 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 C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 10 g C₆H₁₂O₆ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 4,3 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180,16 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 4,3 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 2 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

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

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,6 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 230 g O₂ pada 650 kPa dan 35 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 230 gM = 32 g/molP = 650 kPaT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 150 kPa, 5 L, 30 °C menjadi 300 kPa dan 110 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 5 LT₁ = 30 °CP₂ = 300 kPaT₂ = 110 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 150 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 200 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 20 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 100 gT_water = 20 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

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

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 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 = 0,8 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 0,25 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LK_c = 0,04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,5 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,5 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,5 mol/L asam benzoat dan 0,15 mol/L garam natriumnya. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,5[A⁻] = 0,15Ka = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,1 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 99%? Cari t.

k = 0,1 min⁻¹X = 99 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,005 min⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 60 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 55 °C selama 20 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 30 °CE_a = 60 kJ/molT₂ = 55 °Ct = 20 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 17,98 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) = 8/16,04 = 0,4988 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

0,4988/1 = 0,4988, 2/2 = 1 → CH₄

Massa produk

n(H₂O) = 0,4988·2 = 0,9975 mol

m = 0,9975·18,02 = 17,98 g

Jawaban

m = 17,98 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 88,01 %

Hasil teoretis

n(C₆H₁₂O₆) = 10/180,16 = 0,05551 mol

m = 0,05551·2/1·44,01 = 4,886 g

Rendemen persen

Y = 4,3/4,886·100 = 88,01%

Jawaban

Y = 88,01%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 900 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 = 0,2·1000/2 = 100 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 1000 − 100 = 900 mL

Jawaban

V_water = 900 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,225 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·150 + 0,6·50 = 45 mmol

Konsentrasi campuran

c = 45/200 = 0,225 mol/L

Jawaban

c = 0,225 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 28,33 L

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

Mol

n = 230/32 = 7,188 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Volume

V = nRT/P = 7,188·8,314·308,1/650 = 28,33 L

Jawaban

V = 28,33 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 3,16 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 383,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(150/300)·(383,1/303,1) = 3,16 L

Jawaban

V₂ = 3,16 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 42 °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

150·0,388·(200 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (58,2·200 + 418·20)/(58,2 + 418) = 42 °C

Jawaban

T_f = 42 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi reaksi

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

Jawaban

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,2286 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/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

5 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·5/(2 + 5) = 0,5714 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,8 − x = 0,2286 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,2286 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,168 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,04 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,04·x − 0,01 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,01))/2 = 0,08198 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,25 − 0,08198 = 0,168 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,168 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,912

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 = 0,0001225 mol/L

pH

pH = −log(0,0001225) = 3,912

Jawaban

pH = 3,912

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,678

pKa

pKa = 4,201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,15/0,5) = 3,678

Jawaban

pH = 3,678

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 46,05 min

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).

Konversi dan konsentrasi

C/C₀ = 1 − X = 0,01

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,01)/0,1 = 46,05 min

Jawaban

t = 46,05 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 45,84 %

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 = 303,1 K, T₂ = 328,1 K

k₂ = 0,005·e^{−(60000/8,314)·(1/328,1 − 1/303,1)} = 0,03066 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,03066·20} = 1 − 0,5416 = 45,84 %

Jawaban

X = 45,84 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry