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 Fe₂O₃ dan 40 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 Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 16 g Fe₂O₃ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 10,85 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(Fe₂O₃) = 159,69 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 10,85 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 2,5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 2,5 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 0,6 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,6 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 50 L berisi 40 g He pada 80 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 40 gM = 4,003 g/molV = 50 LT = 80 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 250 kPa, 10 L, 40 °C menjadi 750 kPa dan 200 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 10 LT₁ = 40 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 200 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 200 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 200 °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 = 200 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 200 °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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

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

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 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 = 0,1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,5 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,5 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam hipoklorit dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 3 × 10⁻⁸). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,08 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 95%? Cari t.

k = 0,08 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 75 kJ/mol. Pada 25 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 3 kali lebih cepat?

E_a = 75 kJ/molT₁ = 25 °Ck₂/k₁ = 3R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 6,614 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) = 8/159,69 = 0,0501 mol

n(CO) = 40/28,01 = 1,428 mol

Pereaksi pembatas

0,0501/1 = 0,0501, 1,428/3 = 0,476 → Fe₂O₃

Massa produk

n(CO₂) = 0,0501·3 = 0,1503 mol

m = 0,1503·44,01 = 6,614 g

Jawaban

m = 6,614 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 82,02 %

Hasil teoretis

n(Fe₂O₃) = 16/159,69 = 0,1002 mol

m = 0,1002·3/1·44,01 = 13,23 g

Rendemen persen

Y = 10,85/13,23·100 = 82,02%

Jawaban

Y = 82,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 180 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 = 0,25·200/2,5 = 20 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 200 − 20 = 180 mL

Jawaban

V_water = 180 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,3143 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·250 + 0,6·100 = 110 mmol

Konsentrasi campuran

c = 110/350 = 0,3143 mol/L

Jawaban

c = 0,3143 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 586,8 kPa

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

Mol

n = m/M = 40/4,003 = 9,993 mol

T = 80 + 273,15 = 353,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9,993·8,314·353,1/0,05 = 586,8 kPa

Jawaban

P = 586,8 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 5,036 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 473,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(250/750)·(473,1/313,1) = 5,036 L

Jawaban

V₂ = 5,036 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 37,01 °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

200·0,385·(200 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77·200 + 1045·25)/(77 + 1045) = 37,01 °C

Jawaban

T_f = 37,01 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [3·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [1·(−103,8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawaban

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,24 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

3 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·3/(2 + 3) = 0,12 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,24 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,24 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,2372 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,1 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,1·x − 0,08 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,08))/2 = 0,2372 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,2372 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,2372 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,742

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 = 0,0181 mol/L

pH

pH = −log(0,0181) = 1,742

Jawaban

pH = 1,742

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 7,558

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,01 = 0,24 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,01 = 0,26 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,26/0,24) = 7,558

Jawaban

pH = 7,558

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 37,45 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 = 0,05

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,05)/0,08 = 37,45 min

Jawaban

t = 37,45 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 36,23 °C

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).

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/298,1 − 8,314·ln(3)/75000 = 3,354 × 10⁻³ − 1,218 × 10⁻⁴ = 3,232 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 309,4 K = 36,23 °C

Jawaban

T₂ = 36,23 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry