A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d
21. Jawaban: a 1)CoCl 3
Bilangan oksidasi Co + (3 × bilangan oksidasi Cl) = 0
Bilangan oksidasi Co + (3(–1)) = 0
Bilangan oksidasi Co = +3 → CoCl3 berwarna biru
2) K2Cr2O7
(2 × bilangan oksidasi K) + (2 × bilangan oksidasi Cr) + (7 × bilangan oksidasi O) = 0 (2(+1)) + (2 × bilangan oksidasi Cr) + (7(–2)) = 0
+2 + (2 × bilangan oksidasi Cr) – 14 = 0 2 × bilangan oksidasi Cr = +12
Bilangan oksidasi Cr = +6 → K2Cr2O7 berwarna jingga
3) K2MnO4
(2 × bilangan oksidasi K) + (bilangan oksidasi Mn) + (4 × bilangan oksidasi O) = 0
(2(+1)) + bilangan oksidasi Mn + (4(–2)) = 0 Bilangan oksidasi Mn = –2 + 8 = +6 → K2MnO4 berwarna hijau
4) Fe2(SO4)3
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3 × bilangan oksidasi (SO4)) = 0
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3(–2)) = 0 2 bilangan oksidasi Fe = +6
Bilangan oksidasi Fe = +3 → Fe2(SO4)3 ber-warna kuning
22. Jawaban: b
Konfigurasi elektron unsur Sc dan Fe sebagai berikut.
21Sc: [Ar] 4s2 3d1 =
Terdapat satu elektron Sc yang tidak berpasangan pada orbital d sehingga Sc bersifat paramagnetik (sedikit tertarik medan magnet).
26Fe: [Ar] 4s2 3d6 =
Terdapat empat elektron Fe yang tidak ber-pasangan pada orbital d mengakibatkan Fe bersifat feromagnetik. Semakin banyak elektron dari unsur transisi yang tidak berpasangan pada orbitalnya mengakibatkan unsur tersebut bersifat feromagnetik (sangat kuat tertarik medan magnet). 23. Jawaban: d
Na2CrO4 mengandung ion CrO42– yang memiliki konfigurasi 4s0 3d0 dan berwarna kuning. Sementara itu, MnO42– dan VO2+ memiliki konfigurasi 4s0 3d1, sedangkan Ti4+ memiliki konfigurasi 4s0 3d0 tetapi tidak berwarna. Zn2+
mempunyai konfigurasi 4s0 3d10 sehingga tidak berwarna.
hj h
48 Kimia Unsur
24. Jawaban: e
Unsur transisi periode empat tersebut memiliki kulit valensi 3d dan 4s. Jumlah elektron valensinya 5 + 2 = 7. Jumlah elektron valensi tersebut menunjukkan tingkat oksidasi tertinggi.
25. Jawaban: a
Senyawa seng memiliki subkulit 3d yang terisi elektron penuh. Dengan demikian, ion-ionnya tidak berwarna. Elektron-elektron pada subkulit 3d tidak dapat menyerap energi cahaya. Elektron-elektron yang telah terisi penuh tidak dapat mengalami eksitasi sehingga tidak memancarkan energi sesuai dengan panjang gelombang cahayanya.
26. Jawaban: c
Penyebab unsur transisi dalam bijihnya berbentuk oksida atau sulfida adalah besarnya afinitas logam transisi terhadap oksigen dan belerang. Selain itu, kereaktifan oksigen dan belerang terhadap logam transisi sangat besar serta unsur-unsur transisi mudah teroksidasi.
27. Jawaban: d
Muatan ion kompleks = biloks atom pusat + Σ muatan ligan.
1) [Cr(H2O)4(CN)2]–
(1 × biloks Cr) + (4 × biloks H2O) + (2 × biloks CN) = –1
Biloks Cr + (4 × 0) + (2 × (–1)) = –1 Biloks Cr = +1
2) [Cr(H2O)3(CN)3]+
(1 × biloks Cr) + (3 × biloks H2O) + (3 × biloks CN) = +1 Biloks Cr + (3 × 0) + (3 × (–1)) = +1
Biloks Cr = +4 3) [Cr(H2O)2(CN)4]+
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = +1 Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = +1
Biloks Cr = +5 4) [Cr(H2O)2(CN)4]–
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = –1 Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = –1
Biloks Cr = +3 5) [Cr(H2O)(CN)5]+
(1 × biloks Cr) + (1 × biloks H2O) + (5 × biloks CN) = +1
Biloks Cr + (1 × 0) + (5 × (–1)) = +1 Biloks Cr = +6
Jadi, ion kompleks yang mungkin adalah [Cr(H2O)2(CN)4]–.
28. Jawaban: c
Proses elektrolisis pada pembuatan tembaga dilakukan dengan menempatkan tembaga kokas di anode dan menggunakan CuSO4 sebagai larutan elektrolit sehingga diperoleh tembaga murni di katode. Jadi, proses elektrolisis tersebut bertujuan untuk menghasilkan tembaga yang lebih murni.
29. Jawaban: d
Persamaan reaksi aluminothermi untuk pembuatan logam mangan murni sebagai berikut.
Tahap 1: 3MnO2(s)→ Mn3O4(g) + O2(g)
Tahap 2: 3Mn3O4(s) + 8Al(s) → 9Mn(s) + 4Al2O3(s)
Mol Mn =
r
massa Mn
A Mn = 5,555 = 0,1 mol Pada tahap 2, mol Mn3O4 = 39 × mol Mn
= 39 × 0,1 mol = 0,033 mol Pada tahap 1, mol MnO2 = 31 × mol Mn3O4
= 31 × 0,033 = 0,1 mol Massa MnO2= mol MnO2 × Mr MnO2
= 0,1 mol × (55 + (2 × 16)) kg/mol = 0,1 mol × 87 kg/mol = 8,7 kg Jadi, massa mangan(IV) oksida yang dibutuhkan sebanyak 8,70 gram.
30. Jawaban: a
Seng (Zn) merupakan logam yang cukup keras, berwarna putih kebiruan, dan lebih tahan terhadap udara lembap dibanding besi. Di atas permukaan seng terbentuk lapisan karbonat basa (Zn2(OH)2CO3) yang dapat menghambat oksidasi lebih lanjut sehingga seng digunakan untuk melapisi logam besi. Titanium (Ti) digunakan dalam industri pesawat terbang. Tembaga (Cu) digunakan dalam paduan logam. Mangan (Mn) juga digunakan untuk paduan logam. Scandium (Sc) digunakan sebagai komponen pada lampu berintensitas tinggi. B. Uraian
1. Kegunaan unsur-unsur gas mulia sebagai berikut. a. Helium (He), digunakan sebagai pengisi balon
meteorologi atau kapal balon.
b. Neon (Ne), digunakan untuk membuat lampu reklame yang memberi warna merah. c. Argon (Ar), digunakan untuk pengisi lampu pijar. d. Kripton (Kr), digunakan bersama-sama dengan argon untuk pengisi lampu fluoresensi (lampu tabung).
e. Xenon (Xe), digunakan dalam pembuatan tabung elektron.
f. Radon (Rn), termasuk radioaktif dan digunakan dalam radioterapi.
2. Unsur logam dapat bersifat konduktor atau dapat menghantarkan arus listrik karena elektronnya terdelokalisasi sehingga bebas bergerak di seluruh bagian struktur atom. Unsur nonlogam tidak bersifat konduktor, tetapi bersifat isolator karena seluruh lintasan elektronnya memiliki ikatan yang kuat dengan intinya atau tidak mempunyai elektron bebas sehingga meskipun diberi tegangan listrik tidak akan membuat elektron-elektronnya bergerak.
Energi Ionisasi 11 12 13 14 15 16 17 18 Nomor Atom Na Mg Al Si P S Cl Ar
3. a. NaHCO3 dibuat melalui proses Solvay. Selain itu, NaHCO3 dapat dibuat dengan mereaksikan larutan Na2CO3, H2O, dan CO2 sehingga menghasilkan NaHCO3.
Reaksinya: Na2CO3 + H2O + CO2 → 2NaHCO3 b. NaOH dibuat secara besar-besaran dalam industri dengan cara elektrolisis larutan garam dapur dengan diafragma. Katode yang digunakan berupa baja yang berlubang-lubang. Anode yang digunakan berupa grafit. Reaksinya: 2NaCl ←→ 2Na+ + 2Cl– K (–) : 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– A (+) : 2Cl– → Cl2 + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––– 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 NaOH yang terbentuk berada di sekitar katode, sedangkan gas klorin berada di sekitar anode. Diafragma berfungsi untuk memisahkan gas klorin yang terbentuk agar tidak bersinggungan dengan NaOH. Di dalam laboratorium, NaOH dapat dibuat dengan mereaksikan natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
4. a. Magnesium: magnesit (MgCO3), dolomit (CaCO3.MgCO3), epsomit (MgSO4.7H2O), silikat, air laut, dan air asin.
b. Kalsium: dolomit (CaCO3.MgCO3), arogonit marbel, batu kapur (CaCO3), dan silikat. 5. Grafik hubungan antara nomor atom unsur periode
tiga dengan energi ionisasinya sebagai berikut.
Penyimpangan besarnya energi ionisasi unsur-unsur periode tiga dapat dijelaskan berdasarkan konfigurasi elektron valensi yang dimiliki oleh tiap-tiap unsur. Unsur yang memiliki elektron valensi yang mengisi orbital secara penuh atau setengah penuh akan bersifat lebih stabil (elektronnya lebih sukar dilepas) sehingga memiliki energi ionisasi yang lebih tinggi daripada unsur yang elektron valensinya mengisi orbital belum secara penuh atau setengah penuh.
6. Klorin dapat dibuat dengan dua cara berikut. a. Elektrolisis larutan garam dapur
Klorin diproduksi secara besar-besaran dalam perdagangan dengan proses elektrolisis larutan garam dapur. Proses ini menggunakan elektrode berupa grafit (anode) dan raksa (katode).
b. Mereaksikan klorida dengan MnO2 dalam H2SO4 pekat. Pada proses ini, MnO2 berfungsi sebagai oksidator.
7. a. Al2(SO4)3 dikenal dengan nama tawas yang digunakan untuk menjernihkan air.
b. (NH4)2SO4 dikenal sebagai pupuk ZA (zwavelzuur amonium) digunakan sebagai pupuk tanaman.
c. CaSO4 yang disebut dengan gips untuk menyambung tulang yang patah.
8. Keanekaragaman bilangan oksidasi unsur-unsur transisi disebabkan tingkat energi elektron pada subkulit 4s dan 3d hanya berbeda sedikit sehingga dapat digunakan bersama-sama.
9. Konfigurasi elektron unsur kromium (Cr) dan tembaga (Cu) menyimpang dari asas Aufbau. Unsur kromium mempunyai konfigurasi elektron 3d5 4s1 (bukan 3d4 4s2) dan unsur tembaga mempunyai konfigurasi elektron 3d10 4s1 (bukan 3d9 4s2). Hal ini terjadi karena elektron-elektron dalam orbital-orbital cenderung untuk berada dalam keadaan yang penuh atau setengah penuh. Orbital penuh atau setengah penuh bersifat lebih stabil. Namun, aturan ini hanya berlaku untuk unsur golongan transisi, sedangkan unsur-unsur golongan utama tidak berlaku.
10. Paparan tinggi kobalt di udara sangat berbahaya jika terhirup. Kobalt konsentrasi tinggi yang terhirup dapat mengakibatkan asma dan pneumonia. Kobalt yang merupakan isotop radioaktif dapat mengalami radiasi dan memicu kemandulan, rambut rontok, muntah, perdarahan, diare, koma, bahkan kematian.
50 Ulangan Akhir Semester 1
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b
Larutan elektrolit mempunyai kenaikan titik didih lebih besar daripada larutan nonelektrolit. CO(NH2)2, C2H5OH, dan C12H22O11 mempunyai titik didih rendah karena termasuk larutan nonelektrolit. Sementara itu, NaCl dan MgCl2 tergolong larutan elektrolit.
1) NaCl → Na+ + Cl–, n = 2 2) MgCl2 → Mg2+ + 2Cl–, n = 3
Kenaikan titik didih larutan elektrolit dipengaruhi oleh nilai n. Larutan MgCl2 mempunyai kenaikan titik didih paling tinggi karena nilai n paling besar. 2. Jawaban: b ∆Tb= r m M · 1.000p · Kb ∆Tb= 342 342 · 1.000200 · 0,52°C ∆Tb= 0,026°C
Jadi, larutan mengalami kenaikan titik didih sebesar 0,026°C. 3. Jawaban: c