Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali 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

  1. Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
  2. Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
  3. Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
  4. 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

  1. Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
  2. Ubah volume ke liter.
  3. Molaritas c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Tabel ICE
Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

  1. Tulis Kc sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
  2. Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
  3. Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Larutan penyangga
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran
c1V1 = c2V2

Metode

  1. Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
  2. Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
  3. Asam lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu
ln(CA/CA0) = −kt
Waktu paruh (orde satu)
t½ = ln 2/k
Orde dua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang
m(X)n(X)n(NaCl)m(NaCl)÷ M(X)× 2/ν× M(NaCl)

24 g Na dan 80 g Cl2 bereaksi menurut 2Na + Cl2 → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl2) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol
m = g
2.StoikiometriSulit
m(Mg)n(Mg)n(MgO)m(MgO)÷ M(Mg)× 2/2× M(MgO)

Dalam reaksi 2Mg + O2 → 2MgO, 16 g Mg bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 16,44 g MgO. Tentukan rendemen persen Y.

M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/molaktual: 16,44 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
3 mol/LV1​ = ?0,2 mol/L250 mL

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa volume V1 larutan stok yang Anda perlukan?

c1 = 3 mol/Lc2 = 0,2 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
2 mol/L300 mL0,75 mol/L500 mLc = ?800 mL

Sebanyak 300 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,75 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 2 mol/LV1 = 300 mLc2 = 0,75 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
350 g CH₄P = 650 kPaT = 65 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 350 g CH₄ pada 650 kPa dan 65 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 350 gM = 16,04 g/molP = 650 kPaT = 65 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
He, M = 4,003 g/molP = 200 kPaT = 90 °Cρ = ?

Cari massa jenis ρ He pada 200 kPa dan 90 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 4,003 g/molP = 200 kPaT = 90 °CR = 8,314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Timbalm = 150 gT = 160 °Cc = 0,129 J/(g·°C)Airm = 250 gT = 24 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok timbal bermassa 150 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 160 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 150 gcmetal = 0,129 J/(g·°C)Tmetal = 160 °Cmwater = 250 gTwater = 24 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H25 g C2​H5​OHC2​H5​OH + 3O₂reaktan2CO₂ + 3H₂O(l)produkq = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 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
H2​I2​HII110C−x−x+2xE1 − x1 − x2x

Sebanyak 1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LKc = 36
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I0,2500C−x+x+xE0,25 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,25 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl5].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LKc = 0,1
[PCl5] = mol/L
11.pH & larutan penyanggaSedang
02468101214asamnetralbasapH = ?

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,25 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,25 mol/LKa = 0,00068
pH =
12.pH & larutan penyanggaSulit
02468101214asamnetralbasapH = ?

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam laktat dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00014. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,05Ka = 0,00014
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)X (%)t = ?60%

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,08 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 60%? Cari t.

k = 0,08 min⁻¹X = 60 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Tk20 °C0,00560 °C?

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 40 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 60 °C.

k1 = 0,005 min⁻¹T1 = 20 °CT2 = 60 °CEa = 40 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 61,01 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(Na) = 24/22,99 = 1,044 mol
n(Cl2) = 80/70,9 = 1,128 mol

Pereaksi pembatas

1,044/2 = 0,522, 1,128/1 = 1,128 → Na

Massa produk

n(NaCl) = 0,522·2 = 1,044 mol
m = 1,044·58,44 = 61,01 g

Jawaban

m = 61,01 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 61,98 %

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.

Hasil teoretis

n(Mg) = 16/24,31 = 0,6582 mol
m = 0,6582·2/2·40,3 = 26,52 g

Rendemen persen

Y = 16,44/26,52·100 = 61,98%

Jawaban

Y = 61,98%
3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V1 = 16,67 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 = 0,2·250/3 = 16,67 mL

Jawaban

V1 = 16,67 mL
4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,219 mol/L

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.

Jumlah total

n = 2·300 + 0,75·500 = 975 mmol

Konsentrasi campuran

c = 975/800 = 1,219 mol/L

Jawaban

c = 1,219 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 94,38 L

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

Mol

n = 350/16,04 = 21,82 mol
T = 65 + 273,15 = 338,1 K

Volume

V = nRT/P = 21,82·8,314·338,1/650 = 94,38 L

Jawaban

V = 94,38 L
6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 0,2652 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 = 200·4,003/(8,314·363,1) = 0,2652 kg/m³

Jawaban

ρ = 0,2652 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 26,47 °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

150·0,129·(160 − Tf) = 250·4,18·(Tf − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (19,35·160 + 1045·24)/(19,35 + 1045) = 26,47 °C

Jawaban

Tf = 26,47 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 741,6 kJ

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.

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/46,07 = 0,5427 mol
q = n·|ΔH°/1| = 0,5427·1367 = 741,6 kJ

Jawaban

q = 741,6 kJ
9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,25 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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] = 0,1342 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah Kc = [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

0,1 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,1·x − 0,025 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,025))/2 = 0,1158 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,25 − 0,1158 = 0,1342 mol/L

Jawaban

[PCl5] = 0,1342 mol/L
11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,896

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/(0,25 − x) → x = 0,0127 mol/L

pH

pH = −log(0,0127) = 1,896

Jawaban

pH = 1,896
12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,252

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]).

pKa

pKa = 3,854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,854 + log(0,05/0,2) = 3,252

Jawaban

pH = 3,252
13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 11,45 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 = 0,4

Selesaikan untuk waktu

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,4)/0,08 = 11,45 min

Jawaban

t = 11,45 min
14.Kinetika reaksi

Jawaban: k2 = 0,03587 min⁻¹

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 = 293,1 K, T2 = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(40000/8,314)·(1/333,1 − 1/293,1) = 1,971
k2 = 0,005·e1,971 = 0,03587 min⁻¹

Jawaban

k2 = 0,03587 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry