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

30 g N₂ dan 32 g H₂ bereaksi menurut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapa massa m NH₃ yang dapat terbentuk?

M(N₂) = 28,02M(H₂) = 2,016M(NH₃) = 17,03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Na + Cl₂ → 2NaCl, 6 g Na bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 10,68 g NaCl. Tentukan rendemen persen Y.

M(Na) = 22,99 g/molM(NaCl) = 58,44 g/molaktual: 10,68 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,2 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,2 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,2 mol/L dicampur dengan 200 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,2 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 270 g He pada 35 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 270 gM = 4,003 g/molV = 10 LT = 35 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CH₄ pada 100 kPa dan 180 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 16,04 g/molP = 100 kPaT = 180 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok besi bermassa 100 g (c = 0,449 J/(g·°C)) bersuhu 160 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 23 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,449 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 100 gT_water = 23 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 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 = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,25 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,08 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LK_c = 0,08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,01 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,01 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,2 mol/L asam fluorida dan 0,05 mol/L garam natriumnya. Ka = 0,00068. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,2[A⁻] = 0,05Ka = 0,00068

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 0,8 mol/L menjadi 0,24 mol/L dalam 10 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 0,8 mol/LC_A = 0,24 mol/Lt = 10 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki energi aktivasi 80 kJ/mol. Pada 30 °C reaksi ini terlalu lambat. Sampai suhu berapa T₂ (dalam °C) reaksi harus dipanaskan agar 2 kali lebih cepat?

E_a = 80 kJ/molT₁ = 30 °Ck₂/k₁ = 2R = 8,314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 36,47 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(N₂) = 30/28,02 = 1,071 mol

n(H₂) = 32/2,016 = 15,87 mol

Pereaksi pembatas

1,071/1 = 1,071, 15,87/3 = 5,291 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 1,071·2 = 2,141 mol

m = 2,141·17,03 = 36,47 g

Jawaban

m = 36,47 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 70,02 %

Hasil teoretis

n(Na) = 6/22,99 = 0,261 mol

m = 0,261·2/2·58,44 = 15,25 g

Rendemen persen

Y = 10,68/15,25·100 = 70,02%

Jawaban

Y = 70,02%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 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 = 0,2·500/0,5 = 200 mL

Jawaban

V₁ = 200 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,6 mol/L

Jumlah total

n = 0,2·300 + 1,2·200 = 300 mmol

Konsentrasi campuran

c = 300/500 = 0,6 mol/L

Jawaban

c = 0,6 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 17280 kPa

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

Mol

n = m/M = 270/4,003 = 67,45 mol

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

Tekanan

P = nRT/V = 67,45·8,314·308,1/0,01 = 17280 kPa

Jawaban

P = 17280 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 0,4257 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 180 + 273,15 = 453,1 K

Massa jenis

ρ = 100·16,04/(8,314·453,1) = 0,4257 kg/m³

Jawaban

ρ = 0,4257 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 36,29 °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

100·0,449·(160 − T_f) = 100·4,18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44,9·160 + 418·23)/(44,9 + 418) = 36,29 °C

Jawaban

T_f = 36,29 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Jawaban

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,05512 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

50 = (2x)²/(0,25 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(0,25 − x) → x = 0,25·7,071/(2 + 7,071) = 0,1949 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,25 − x = 0,05512 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,05512 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,05798 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,08 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,08·x − 0,008 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,008))/2 = 0,05798 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,05798 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,05798 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,901

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/(0,01 − x) → x = 0,001255 mol/L

pH

pH = −log(0,001255) = 2,901

Jawaban

pH = 2,901

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,565

pKa

pKa = 3,167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,05/0,2) = 2,565

Jawaban

pH = 2,565

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,1204 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(0,8/0,24)/10 = 1,204/10 = 0,1204 min⁻¹

Jawaban

k = 0,1204 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: T₂ = 36,77 °C

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).

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/303,1 − 8,314·ln(2)/80000 = 3,299 × 10⁻³ − 7,204 × 10⁻⁵ = 3,227 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 309,9 K = 36,77 °C

Jawaban

T₂ = 36,77 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry