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

8 g CH₄ dan 20 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

Dalam reaksi C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 20 g C₃H₈ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 49,1 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₃H₈) = 44,1 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 49,1 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 2,5 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2,5 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 310 g CO₂ pada 75 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 310 gM = 44,01 g/molV = 10 LT = 75 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 150 kPa, 2 L, 35 °C menjadi 600 kPa dan 240 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 2 LT₁ = 35 °CP₂ = 600 kPaT₂ = 240 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok timbal bermassa 200 g (c = 0,129 J/(g·°C)) bersuhu 200 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 22 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 200 gT_water = 22 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH₄) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,25 mol/L H₂ dan 0,25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,1 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 = 0,1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam benzoat 0,25 mol/L (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).

c = 0,25 mol/LKa = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam fluorida dan 0,2 mol basa konjugasinya (Ka = 0,00068). Ditambahkan 0,05 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,1 L/(mol·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 60%? Cari t.

k = 0,1 L/(mol·min)C_A0 = 0,5 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,02 min⁻¹ pada 20 °C dan energi aktivasi 55 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 40 °C.

k₁ = 0,02 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 40 °CE_a = 55 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 11,26 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) = 8/16,04 = 0,4988 mol

n(O₂) = 20/32 = 0,625 mol

Pereaksi pembatas

0,4988/1 = 0,4988, 0,625/2 = 0,3125 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,3125·2 = 0,625 mol

m = 0,625·18,02 = 11,26 g

Jawaban

m = 11,26 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 82 %

Hasil teoretis

n(C₃H₈) = 20/44,1 = 0,4535 mol

m = 0,4535·3/1·44,01 = 59,88 g

Rendemen persen

Y = 49,1/59,88·100 = 82%

Jawaban

Y = 82%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 183,3 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 = 0,5·200/6 = 16,67 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 200 − 16,67 = 183,3 mL

Jawaban

V_water = 183,3 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,364 mol/L

Jumlah total

n = 2·150 + 2,5·400 = 1300 mmol

Konsentrasi campuran

c = 1300/550 = 2,364 mol/L

Jawaban

c = 2,364 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 2039 kPa

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

Mol

n = m/M = 310/44,01 = 7,044 mol

T = 75 + 273,15 = 348,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 7,044·8,314·348,1/0,01 = 2039 kPa

Jawaban

P = 2039 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 0,8326 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308,1 K, T₂ = 513,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(150/600)·(513,1/308,1) = 0,8326 L

Jawaban

V₂ = 0,8326 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 27,33 °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

200·0,129·(200 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25,8·200 + 836·22)/(25,8 + 836) = 27,33 °C

Jawaban

T_f = 27,33 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −890,3 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

Jawaban

ΔH° = −890,3 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,05348 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

54 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·7,348/(2 + 7,348) = 0,1965 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,05348 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05348 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,1562 mol/L

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

[Cl₂] = x = 0,1562 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,1562 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,405

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 = 0,003937 mol/L

pH

pH = −log(0,003937) = 2,405

Jawaban

pH = 2,405

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,866

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,05 = 0,05 mol

n(A⁻) = 0,2 + 0,05 = 0,25 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,25/0,05) = 3,866

Jawaban

pH = 3,866

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 30 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).

Konsentrasi di akhir

C_A = 0,5·(1 − 0,6) = 0,2 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (5 − 2)/0,1 = 30 min

Jawaban

t = 30 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 0,08452 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 = 313,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(55000/8,314)·(1/313,1 − 1/293,1) = 1,441

k₂ = 0,02·e^1,441 = 0,08452 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 0,08452 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry