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

20 g H₂ dan 64 g O₂ bereaksi menurut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(H₂) = 2,016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 6 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 12,57 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 12,57 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,1 mol/L dan memiliki larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 50 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 230 g Ar pada 300 kPa dan 35 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 230 gM = 39,95 g/molP = 300 kPaT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 150 kPa, 10 L, 30 °C menjadi 800 kPa dan 220 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 10 LT₁ = 30 °CP₂ = 800 kPaT₂ = 220 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 250 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 100 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 23 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 150 gT_water = 23 °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 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,05 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,4 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LK_c = 0,05

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam asetat 0,2 mol/L (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).

c = 0,2 mol/LKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,25 mol/L asam fluorida dan 0,8 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,25[A⁻] = 0,8Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi dengan hukum laju −r_A = k·C_A² memiliki k = 0,5 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Cari konsentrasi C_A setelah 30 min.

k = 0,5 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,005 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 50 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 50 °C selama 45 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,005 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 50 kJ/molT₂ = 50 °Ct = 45 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 72,08 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(H₂) = 20/2,016 = 9,921 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Pereaksi pembatas

9,921/2 = 4,96, 2/1 = 2 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 2·2 = 4 mol

m = 4·18,02 = 72,08 g

Jawaban

m = 72,08 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 69,98 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 6/44,1 = 0,1361 mol

m = 0,1361·3/1·44,01 = 17,96 g

Rendemen persen

Y = 12,57/17,96·100 = 69,98%

Jawaban

Y = 69,98%

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 = 0,1·200/1 = 20 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 200 − 20 = 180 mL

Jawaban

V_water = 180 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 1,333 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·100 + 3·50 = 200 mmol

Konsentrasi campuran

c = 200/150 = 1,333 mol/L

Jawaban

c = 1,333 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 49,17 L

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

Mol

n = 230/39,95 = 5,757 mol

T = 35 + 273,15 = 308,1 K

Volume

V = nRT/P = 5,757·8,314·308,1/300 = 49,17 L

Jawaban

V = 49,17 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 3,05 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 493,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(150/800)·(493,1/303,1) = 3,05 L

Jawaban

V₂ = 3,05 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 43,28 °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

250·0,897·(100 − T_f) = 150·4,18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (224,3·100 + 627·23)/(224,3 + 627) = 43,28 °C

Jawaban

T_f = 43,28 °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: [H₂] = 0,16 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

64 = (2x)²/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

8 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·8/(2 + 8) = 0,64 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,8 − x = 0,16 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,16 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1186 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,05 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,05·x − 0,02 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,05 + √(0,05² + 4·0,02))/2 = 0,1186 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,1186 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1186 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,724

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/(0,2 − x) → x = 0,001888 mol/L

pH

pH = −log(0,001888) = 2,724

Jawaban

pH = 2,724

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,673

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,8/0,25) = 3,673

Jawaban

pH = 3,673

13.Kinetika reaksi

Jawaban: C_A = 0,06383 mol/L

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).

Hukum orde dua terintegrasi

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 0,6667 + 0,5·30 = 15,67 L/mol

C_A = 1/15,67 = 0,06383 mol/L

Jawaban

C_A = 0,06383 mol/L

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 77,93 %

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).

Konstanta laju pada suhu baru

T₁ = 293,1 K, T₂ = 323,1 K

k₂ = 0,005·e^{−(50000/8,314)·(1/323,1 − 1/293,1)} = 0,03358 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,03358·45} = 1 − 0,2207 = 77,93 %

Jawaban

X = 77,93 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry