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(H2​O)m(H2​O)÷ M(X)× 2/ν× M(H2​O)

30 g CH4 dan 16 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
m(H2​)n(H2​)n(H2​O)m(H2​O)÷ M(H2​)× 2/2× M(H2​O)

Dalam reaksi 2H2 + O2 → 2H2O, 24 g H2 bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 150,2 g H2O. Tentukan rendemen persen Y.

M(H2) = 2,016 g/molM(H2O) = 18,02 g/molaktual: 150,2 g
Y = %
3.Molaritas & pengenceranSedang
0,5 mol/LV1​0,1 mol/L250 mL

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c1 = 0,5 mol/Lc2 = 0,1 mol/LV2 = 250 mL
Vwater = mL
4.Molaritas & pengenceranSulit
0,4 mol/L50 mL1,2 mol/L500 mLc = ?550 mL

Sebanyak 50 mL larutan 0,4 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c1 = 0,4 mol/LV1 = 50 mLc2 = 1,2 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.Hukum gas idealSedang
460 g CO₂P = 100 kPaT = 55 °CV = ?

Berapa volume V yang ditempati 460 g CO₂ pada 100 kPa dan 55 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 460 gM = 44,01 g/molP = 100 kPaT = 55 °CR = 8,314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas idealSulit
Keadaan 1Keadaan 2

Sejumlah tetap O₂ berubah dari 300 kPa, 10 L, 35 °C menjadi 350 kPa dan 100 °C. Cari volume baru V2.

P1 = 300 kPaV1 = 10 LT1 = 35 °CP2 = 350 kPaT2 = 100 °C
V2 = L
7.Kalorimetri & entalpiSedang
Tf​ = ?Tembagam = 50 gT = 120 °Cc = 0,385 J/(g·°C)Airm = 200 gT = 19 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok tembaga bermassa 50 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 19 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 50 gcmetal = 0,385 J/(g·°C)Tmetal = 120 °Cmwater = 200 gTwater = 19 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSulit
H2CH3​OH + 3O₂reaktan2CO₂ + 4H₂O(l)produkΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2CH3OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH3OH) = −238,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Kesetimbangan kimiaSedang
H2​I2​HII0,250,250C−x−x+2xE0,25 − x0,25 − x2x

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 16. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LKc = 16
[H2] = mol/L
10.Kesetimbangan kimiaSulit
PCl5​PCl3​Cl2​I0,400C−x+x+xE0,4 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0,1 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl5].

[PCl₅]₀ = 0,4 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 = ?

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,2 mol asam asetat dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,025 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,2 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,025 molKa = 1,8 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetika reaksiSedang
t (min)X (%)t = ?99%

Reaksi orde satu dalam reaktor batch memiliki k = 0,05 min⁻¹. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 99%? Cari t.

k = 0,05 min⁻¹X = 99 %
t = min
14.Kinetika reaksiSulit
Tk35 °C0,00560 °C?

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,005 min⁻¹ pada 35 °C dan energi aktivasi 90 kJ/mol. Cari konstanta laju k2 pada 60 °C.

k1 = 0,005 min⁻¹T1 = 35 °CT2 = 60 °CEa = 90 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,01 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(CH4) = 30/16,04 = 1,87 mol
n(O2) = 16/32 = 0,5 mol

Pereaksi pembatas

1,87/1 = 1,87, 0,5/2 = 0,25 → O2

Massa produk

n(H2O) = 0,25·2 = 0,5 mol
m = 0,5·18,02 = 9,01 g

Jawaban

m = 9,01 g
2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 70 %

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(H2) = 24/2,016 = 11,9 mol
m = 11,9·2/2·18,02 = 214,5 g

Rendemen persen

Y = 150,2/214,5·100 = 70%

Jawaban

Y = 70%
3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: Vwater = 200 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 = 0,1·250/0,5 = 50 mL

Air yang ditambahkan

Vwater = 250 − 50 = 200 mL

Jawaban

Vwater = 200 mL
4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,127 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 = 0,4·50 + 1,2·500 = 620 mmol

Konsentrasi campuran

c = 620/550 = 1,127 mol/L

Jawaban

c = 1,127 mol/L
5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 285,2 L

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

Mol

n = 460/44,01 = 10,45 mol
T = 55 + 273,15 = 328,1 K

Volume

V = nRT/P = 10,45·8,314·328,1/100 = 285,2 L

Jawaban

V = 285,2 L
6.Hukum gas ideal

Jawaban: V2 = 10,38 L

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

Suhu mutlak

T1 = 308,1 K, T2 = 373,1 K

Hukum gas gabungan

V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 10·(300/350)·(373,1/308,1) = 10,38 L

Jawaban

V2 = 10,38 L
7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: Tf = 21,27 °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

50·0,385·(120 − Tf) = 200·4,18·(Tf − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (19,25·120 + 836·19)/(19,25 + 836) = 21,27 °C

Jawaban

Tf = 21,27 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1453 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) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawaban

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H2] = 0,08333 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

16 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

4 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·4/(2 + 4) = 0,1667 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,08333 mol/L

Jawaban

[H2] = 0,08333 mol/L
10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl5] = 0,2438 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/(0,4 − x) → x² + 0,1·x − 0,04 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,1 + √(0,1² + 4·0,04))/2 = 0,1562 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 0,4 − 0,1562 = 0,2438 mol/L

Jawaban

[PCl5] = 0,2438 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 = 4,941

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]).

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,025 = 0,175 mol
n(A⁻) = 0,25 + 0,025 = 0,275 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,275/0,175) = 4,941

Jawaban

pH = 4,941
13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 92,1 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)/0,05 = 92,1 min

Jawaban

t = 92,1 min
14.Kinetika reaksi

Jawaban: k2 = 0,0698 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 = 308,1 K, T2 = 333,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k2/k1) = −(90000/8,314)·(1/333,1 − 1/308,1) = 2,636
k2 = 0,005·e2,636 = 0,0698 min⁻¹

Jawaban

k2 = 0,0698 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry