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

4 g N₂ dan 64 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, 30 g Na bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 47,28 g NaCl. Tentukan rendemen persen Y.

M(Na) = 22,99 g/molM(NaCl) = 58,44 g/molaktual: 47,28 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 500 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 1,5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang Anda tambahkan ke larutan stok?

c₁ = 1,5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 100 mL larutan 0,25 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,25 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 390 g CH₄ pada 600 kPa dan 20 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 390 gM = 16,04 g/molP = 600 kPaT = 20 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ CO₂ pada 1000 kPa dan 120 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 44,01 g/molP = 1000 kPaT = 120 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok tembaga bermassa 250 g (c = 0,385 J/(g·°C)) bersuhu 80 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0,385 J/(g·°C)T_metal = 80 °Cm_water = 200 gT_water = 16 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,2 mol/L H₂ dan 0,2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

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

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,2 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

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

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

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Dalam reaksi orde satu, konsentrasi A turun dari 0,8 mol/L menjadi 0,48 mol/L dalam 30 min. Cari konstanta laju k.

C_A0 = 0,8 mol/LC_A = 0,48 mol/Lt = 30 min

k = min⁻¹

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki k = 0,01 min⁻¹ pada 30 °C dan energi aktivasi 80 kJ/mol. Reaktor batch kini dijalankan pada 50 °C selama 45 min. Cari konversi X yang dicapai.

k₁ = 0,01 min⁻¹T₁ = 30 °CE_a = 80 kJ/molT₂ = 50 °Ct = 45 minR = 8,314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 4,862 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) = 4/28,02 = 0,1428 mol

n(H₂) = 64/2,016 = 31,75 mol

Pereaksi pembatas

0,1428/1 = 0,1428, 31,75/3 = 10,58 → N₂

Massa produk

n(NH₃) = 0,1428·2 = 0,2855 mol

m = 0,2855·17,03 = 4,862 g

Jawaban

m = 4,862 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 62 %

Hasil teoretis

n(Na) = 30/22,99 = 1,305 mol

m = 1,305·2/2·58,44 = 76,26 g

Rendemen persen

Y = 47,28/76,26·100 = 62%

Jawaban

Y = 62%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V_water = 483,3 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 = 0,05·500/1,5 = 16,67 mL

Air yang ditambahkan

V_water = 500 − 16,67 = 483,3 mL

Jawaban

V_water = 483,3 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 2,542 mol/L

Jumlah total

n = 0,25·100 + 3·500 = 1525 mmol

Konsentrasi campuran

c = 1525/600 = 2,542 mol/L

Jawaban

c = 2,542 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 98,77 L

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

Mol

n = 390/16,04 = 24,31 mol

T = 20 + 273,15 = 293,1 K

Volume

V = nRT/P = 24,31·8,314·293,1/600 = 98,77 L

Jawaban

V = 98,77 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 13,46 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 120 + 273,15 = 393,1 K

Massa jenis

ρ = 1000·44,01/(8,314·393,1) = 13,46 kg/m³

Jawaban

ρ = 13,46 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 22,61 °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

250·0,385·(80 − T_f) = 200·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96,25·80 + 836·16)/(96,25 + 836) = 22,61 °C

Jawaban

T_f = 22,61 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −2802 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Jawaban

ΔH° = −2802 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 0,3118 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/(0,2 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·7,071/(2 + 7,071) = 0,1559 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 0,3118 mol/L

Jawaban

[HI] = 0,3118 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,7543 mol/L

Rumus kesetimbangan

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

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,08 + √(0,08² + 4·0,08))/2 = 0,2457 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,2457 = 0,7543 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,7543 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,228

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 = 0,005911 mol/L

pH

pH = −log(0,005911) = 2,228

Jawaban

pH = 2,228

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 3,167

Penetralan

n(HA) = 0,2 − 0,05 = 0,15 mol

n(A⁻) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3,167 + log(0,15/0,15) = 3,167

Jawaban

pH = 3,167

13.Kinetika reaksi

Jawaban: k = 0,01703 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(0,8/0,48)/30 = 0,5108/30 = 0,01703 min⁻¹

Jawaban

k = 0,01703 min⁻¹

14.Kinetika reaksi

Jawaban: X = 95,96 %

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 = 303,1 K, T₂ = 323,1 K

k₂ = 0,01·e^{−(80000/8,314)·(1/323,1 − 1/303,1)} = 0,07131 min⁻¹

Konversi

X = 1 − e^{−0,07131·45} = 1 − 0,04039 = 95,96 %

Jawaban

X = 95,96 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry