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 Al dan 20 g Cl₂ bereaksi menurut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapa massa m AlCl₃ yang dapat terbentuk?

M(Al) = 26,98M(Cl₂) = 70,9M(AlCl₃) = 133,33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 4 g Al bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 10,87 g AlCl₃. Tentukan rendemen persen Y.

M(Al) = 26,98 g/molM(AlCl₃) = 133,33 g/molaktual: 10,87 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 1,5 mol/L dicampur dengan 250 mL larutan 0,05 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 1,5 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 50 L berisi 320 g Ar pada 30 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 320 gM = 39,95 g/molV = 50 LT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CH₄ berubah dari 350 kPa, 2 L, 40 °C menjadi 750 kPa dan 170 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 2 LT₁ = 40 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 170 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 75 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 130 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 17 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 130 °Cm_water = 250 gT_water = 17 °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 C₃H₈ (M = 44,1 g/mol) terbakar sempurna: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

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

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 49

[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 0,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,5 mol/LK_c = 0,01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam benzoat 0,5 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).

c = 0,5 mol/LKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam format dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00018). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00018

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 1,2 mol/L menjadi 0,36 mol/L dalam 5 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 1,2 mol/LC_A = 0,36 mol/Lt = 5 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,02 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 75 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0,02 min⁻¹T₁ = 25 °CT₂ = 50 °CE_a = 75 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 25,07 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(Al) = 6/26,98 = 0,2224 mol

n(Cl₂) = 20/70,9 = 0,2821 mol

Pereaksi pembatas

0,2224/2 = 0,1112, 0,2821/3 = 0,09403 → Cl₂

Massa produk

n(AlCl₃) = 0,09403·2 = 0,1881 mol

m = 0,1881·133,33 = 25,07 g

Jawaban

m = 25,07 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 54,99 %

Hasil teoretis

n(Al) = 4/26,98 = 0,1483 mol

m = 0,1483·2/2·133,33 = 19,77 g

Rendemen persen

Y = 10,87/19,77·100 = 54,99%

Jawaban

Y = 54,99%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 490 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 = 0,1·500/5 = 10 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 500 − 10 = 490 mL

Jawaban

V_water = 490 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,5938 mol/L

Jumlah total

n = 1,5·150 + 0,05·250 = 237,5 mmol

Konsentrasi campuran

c = 237,5/400 = 0,5938 mol/L

Jawaban

c = 0,5938 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 403,8 kPa

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

Mol

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

T = 30 + 273,15 = 303,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 8,01·8,314·303,1/0,05 = 403,8 kPa

Jawaban

P = 403,8 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 1,321 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 443,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(350/750)·(443,1/313,1) = 1,321 L

Jawaban

V₂ = 1,321 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 20,53 °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

75·0,449·(130 − T_f) = 250·4,18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (33,68·130 + 1045·17)/(33,68 + 1045) = 20,53 °C

Jawaban

T_f = 20,53 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 12584 kJ

Entalpi reaksi

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

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 250/44,1 = 5,669 mol

q = n·|ΔH°/1| = 5,669·2220 = 12584 kJ

Jawaban

q = 12584 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,04444 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

49 = (2x)²/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

7 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·7/(2 + 7) = 0,1556 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,2 − x = 0,04444 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,04444 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,06589 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,01 = x²/(0,5 − x) → x² + 0,01·x − 0,005 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,005))/2 = 0,06589 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,06589 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,06589 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,253

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 = 0,005581 mol/L

pH

pH = −log(0,005581) = 2,253

Jawaban

pH = 2,253

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,967

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,05 = 0,25 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,745 + log(0,25/0,15) = 3,967

Jawaban

pH = 3,967

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,2408 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(1,2/0,36)/5 = 1,204/5 = 0,2408 min⁻¹

Jawaban

k = 0,2408 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,2078 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 = 298,1 K, T₂ = 323,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(75000/8,314)·(1/323,1 − 1/298,1) = 2,341

k₂ = 0,02·e^2,341 = 0,2078 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,2078 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry