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

6 g Fe₂O₃ dan 8 g CO bereaksi menurut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapa massa m Fe yang dapat terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159,69M(CO) = 28,01M(Fe) = 55,85 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 30 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 61,34 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 61,34 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 100 mL larutan 0,4 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 = 0,4 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,1 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 320 g Ar pada 20 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 320 gM = 39,95 g/molV = 10 LT = 20 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ Ar pada 150 kPa dan 40 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 39,95 g/molP = 150 kPaT = 40 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok seng bermassa 250 g (c = 0,388 J/(g·°C)) bersuhu 110 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 19 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,388 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 300 gT_water = 19 °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 C₂H₅OH (M = 46,07 g/mol) terbakar sempurna: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277,7 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 = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,01 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 = 0,01

[PCl₅] = 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

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,25 mol asam hipoklorit dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 3 × 10⁻⁸). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,025 mol/(L·min) dan dimulai pada 0,8 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 75%? Cari t.

k = 0,025 mol/(L·min)C_A0 = 0,8 mol/LX = 75 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Konstanta laju suatu reaksi adalah 0,01 min⁻¹ pada 30 °C dan 0,152 min⁻¹ pada 55 °C. Cari energi aktivasi E_a.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0,152 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 4,197 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) = 6/159,69 = 0,03757 mol

n(CO) = 8/28,01 = 0,2856 mol

Pereaksi pembatas

0,03757/1 = 0,03757, 0,2856/3 = 0,0952 → Fe₂O₃

Massa produk

n(Fe) = 0,03757·2 = 0,07515 mol

m = 0,07515·55,85 = 4,197 g

Jawaban

m = 4,197 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 91 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 30/16,04 = 1,87 mol

m = 1,87·2/1·18,02 = 67,41 g

Rendemen persen

Y = 61,34/67,41·100 = 91%

Jawaban

Y = 91%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 84 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 = 0,4·100/2,5 = 16 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 100 − 16 = 84 mL

Jawaban

V_water = 84 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,06875 mol/L

Jumlah total

n = 0,1·150 + 0,05·250 = 27,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 27,5/400 = 0,06875 mol/L

Jawaban

c = 0,06875 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 1952 kPa

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

Mol

n = m/M = 320/39,95 = 8,01 mol

T = 20 + 273,15 = 293,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 8,01·8,314·293,1/0,01 = 1952 kPa

Jawaban

P = 1952 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 2,302 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 40 + 273,15 = 313,1 K

Massa jenis

ρ = 150·39,95/(8,314·313,1) = 2,302 kg/m³

Jawaban

ρ = 2,302 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 25,53 °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

250·0,388·(110 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (97·110 + 1254·19)/(97 + 1254) = 25,53 °C

Jawaban

T_f = 25,53 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 7416 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 250/46,07 = 5,427 mol

q = n·|ΔH°/1| = 5,427·1367 = 7416 kJ

Jawaban

q = 7416 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,25 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

36 = (2x)²/(1 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(1 − x) → x = 1·6/(2 + 6) = 0,75 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 1 − x = 0,25 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,25 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,2048 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,01·x − 0,0025 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,0025))/2 = 0,04525 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,25 − 0,04525 = 0,2048 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,2048 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 = 7,414

Penetralan

n(HA) = 0,25 − 0,025 = 0,225 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,025 = 0,175 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,175/0,225) = 7,414

Jawaban

pH = 7,414

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 24 min

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).

Jumlah yang terkonversi

C_A0·X = 0,8·0,75 = 0,6 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 0,6/0,025 = 24 min

Jawaban

t = 24 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: E_a = 90,03 kJ/mol

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).

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 328,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8,314·2,721/(-2,513e-4) = 90028 J/mol

E_a = 90,03 kJ/mol

Jawaban

E_a = 90,03 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry