SOAL PENGAYAAN
4.6 Stoikiometri Larutan
Dalam Bab 3 kita mempelajari perhitungan stoikiometri dalam hal metode mol, yang melibatkan koefisien dalam persamaan yang setara sebagai jumlah mol reaktan dan produk. Dalam bekerja dengan molaritas dari larutan yang diketahui, kita harus menggunakan hubungan MV = mol zat terlarut. Dua jenis stoikiometri larutan umum yang akan dibahas dalam teks ini: analisis gravimetri dan titrasi asam-basa.
Analisis Gravimetri
Gravimetri adalah teknik analisis berdasarkan pengukuran massa. Salah satu jenis percobaan analisis gravimetri melibatkan pembentukan, isolasi, dan penentuan massa endapan. Umumnya, prosedur ini diterapkan untuk senyawa ionik. Sebuah substansi sampel dengan komposisi yang tidak diketahui dilarutkan dalam air dan dibiarkan bereaksi dengan zat lain untuk membentuk endapan. Endapan disaring, dikeringkan, dan ditimbang. Dengan mengetahui rumus massa dan rumus kimia dari endapan terbentuk, kita dapat menghitung massa komponen bahan kimia tertentu (yaitu, anion atau kation) dari sampel asli. Dari massa komponen dan massa sampel asli, kita dapat menentukan komposisi persen massa dari komponen dalam kompleks aslinya.
Reaksi yang sering dipelajari dalam analisis gravimetri, karena reaktan dapat diperoleh dalam bentuk murni, adalah
AgNO3(aq) + NaCl(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s) Persamaan ion bersih
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl(s)
Endapan ini AgCl (lihat Tabel 4.2). Sebagai contoh, kita ingin mengetahui kemurnian sampel NaCl yang diperoleh dari air laut. Untuk melakukannya kita perlu menentukan persen eksperimental massa Cl dalam NaCl. Pertama, kita akan menimbang sampel dari NaCl secara akurat dan melarutkannya dalam air. Selanjutnya, kita akan
menambahkan larutan AgNO3 yang cukup untuk larutan NaCl sehingga mengendapkan semua ion Cl– yang ada dalam larutan sebagai AgCl. Dalam prosedur ini, NaCl adalah reagen pembatas dan AgNO3 adalah reagen berlebih. Endapan AgCl dipisahkan dari larutan dengan penyaringan, dikeringkan, dan ditimbang. Dari massa AgCl yang diukur, kita dapat menghitung massa Cl menggunakan persen massa Cl dalam AgCl. Karena jumlah Cl yang sama ada dalam sampel NaCl asli, kita dapat menghitung persen massa Cl dalam NaCl dan karenanya kita dapat menyimpulkan kemurniannya. Gambar 4.17 menunjukkan bagaimana prosedur ini dilakukan.
Gravimetri adalah teknik yang sangat akurat, karena massa sampel dapat diukur secara akurat. Namun, prosedur ini hanya berlaku untuk reaksi yang sempurna, atau memberikan hasil hampir 100 persen. Dengan demikian, jika AgCl sedikit larut (bukan
larut), tidak mungkin dapat mengendapkan semua ion Cl– dari larutan NaCl sehingga akan terjadi kesalahan pada perhitungan selanjutnya.
Gambar 4.17 Beberapa langkah dasar untuk analisis gravimetri. (a) Suatu larutan yang mengandung NaCl dengan jumlah yang diketahui dalam gelas kimia. (b) Pengendapan AgCl pada penambahan larutan AgNO3 dari sebuah silinder ukur. Dalam reaksi ini, AgNO3 adalah reagen berlebih dan NaCl adalah reagen pembatas. (c) Sebelum ditimbang, larutan yang mengandung endapan AgCl disaring dengan krusibel yang dapat dilewati cairan (bukan endapan). Krusibel tersebut kemudian diambil,
dikeringkan dalam oven, dan ditimbang lagi. Perbedaan antara massa krusibel kosong dan krusibel dengan endapan dapat memberikan massa endapan AgCl.
Contoh 4.8
Sebuah 0,7077 g sampel senyawa ionik yang mengandung ion klorida dan logam yang tidak diketahui dilarutkan dalam air dan diperlakukan dengan AgNO3 berlebih. Jika terbentuk endapan AgCl 1,3602 g, berapa persen massa Cl dalam senyawa aslinya? Strategi: Hitung persen massa Cl dalam sampel yang tidak diketahui,
%Cl = massa Cl
0,7077 g sampel × 100%
Satu-satunya sumber ion Cl– adalah senyawa yang asli. Ion-ion klorida pada akhirnya ada dalam endapan AgCl. Bisakah kita menghitung massa ion Cl– jika kita tahu persen massa Cl dalam AgCl?
Penyelesaian: massa molar Cl dan AgCl masing-masing adalah 35,45 g dan 143,4 g. Oleh karena itu, persen massa Cl di AgCl diberikan oleh
%Cl = 35,45 g Cl
= 24,72%
Selanjutnya, kita menghitung massa Cl dalam 1,3602 g AgCl. Untuk melakukannya kita mengkonversi 24,72 persen menjadi 0,2472
massa Cl = 0,2472 × 1,3602 = 0,3362 g
Karena senyawa asli juga mengandung ion Cl– sejumlah ini, persen massa Cl dalam senyawa ini
%Cl = 0,3362 g
0,7077 g × 100% = 47,51%
Periksa: Ingatlah bahwa persen massa unsur dalam senyawa tidak dapat lebih besar dari 100%. Dengan demikian, jawaban ini tampaknya masuk akal.
Latihan: Sampel dari 0,3220 g senyawa ion yang berisi ion bromida (Br–) dilarutkan dalam air dan diperlakukan dengan AgNO3 berlebih. Jika massa endapan AgBr yang terbentuk adalah 0,6964 g, berapa persen massa Br dalam kompleks aslinya?
Titrasi Asam-Basa
Studi kuantitatif reaksi netralisasi asam-basa paling mudah dilakukan dengan prosedur yang dikenal sebagai titrasi. Dalam sebuah percobaan titrasi, larutan dengan konsentrasi akurat yang diketahui, disebut larutan standar, ditambahkan secara bertahap ke larutan lain dengan konsentrasi yang tidak diketahui, sampai reaksi kimia antara dua larutan selesai. Jika kita mengetahui volume larutan standar, volume larutan yang tidak diketahui, serta konsentrasi larutan standar yang akan digunakan dalam titrasi, kita dapat menghitung konsentrasi larutan yang tidak diketahui.
Natrium hidroksida merupakan salah satu basa yang umum digunakan di laboratorium. Namun, karena sulit untuk mendapatkan padatan natrium hidroksida dalam bentuk murni, larutan natrium hidroksida harus distandarisasi sebelum dapat digunakan dalam pengerjaan analisis yang akurat. Larutan natrium hidroksida dapat distandarisasi dengan mentitrasi larutan tersebut dengan larutan asam dengan konsentrasi yang diketahui secara akurat. Asam sering digunakan adalah asam monoprotik yang disebut kalium hidrogen ftalat (KHP), dengan rumus molekul
KHC8H4O4. KHP berupa padatan putih larut yang tersedia secara komersial dalam bentuk yang sangat murni. Reaksi antara KHP dan natrium hidroksida adalah KHC8H4O4(aq) + NaOH(aq) → KNaC8H4O4(aq) + H2O(l)
Persamaan ion bersih
HC8H4O4–(aq) + OH–(aq) → C8H4O42 (aq) + H2O(l)
Prosedur untuk titrasi ditunjukkan pada Gambar 4.18. Pertama, KHP dengan jumlah yang diketahui dimasukkan ke labu Erlenmeyer dan ditambah air suling untuk membuat larutan. Selanjutnya, larutan NaOH dengan hati-hati ditambahkan ke dalam larutan KHP dari buret hingga tercapai titik ekivalen, yaitu titik dimana asam telah sepenuhnya bereaksi atau telah dinetralisir oleh basa. Titik ekivalen biasanya ditandai dengan perubahan tajam warna indikator dalam larutan asam. Dalam titrasi asam-basa, indikator adalah zat yang memiliki warna khas yang berbeda dalam media asam dan basa. Salah satu indikator yang umum digunakan adalah fenolftalein, yang tidak berwarna dalam larutan asam dan netral tetapi merah muda kemerahan dalam larutan basa. Pada titik ekivalen, semua KHP yang ada telah dinetralisir oleh NaOH yang ditambahkan, akan tetapi larutannya tetap tidak berwarna. Namun, jika kita
menambahkan lagi satu tetes larutan NaOH dari buret, larutan tersebut akan berubah warna menjadi merah muda karena larutannya basa.
Gambar 4.18 (a) Paralatan untuk titrasi asam-basa. Larutan NaOH ditambahkan dari burret ke larutan KHP dalam labu Erlenmeyer. (b) Warna pink kemerahan muncul ketika titik ekivalen tercapai. Warna dalam gambar ini telah dilakukan secara intensif untuk tampilan visual.
Contoh 4.9
Dalam sebuah percobaan titrasi, seorang mahasiswa menemukan bahwa 25,46 mL larutan NaOH diperlukan untuk menetralisir 0,6092 g KHP. Berapa konsentrasi (dalam molaritas) larutan NaOH?
Strategi: Menentukan molaritas larutan NaOH. Apa definisi molaritas? molaritas NaOH = mol NaOH
L larutan
Volume NaOH diberikan dalam soal. Oleh karena itu, kita perlu menemukan jumlah mol NaOH untuk menemukan molaritas. Dari persamaan sebelumnya untuk reaksi antara KHP dan NaOH yang ditunjukkan dalam teks, kita melihat bahwa 1 mol KHP menetralkan 1 mol NaOH. Berapa banyak mol KHP yang terkandung dalam 0,6092 g KHP?
Penyelesaian: Pertama, kita menghitung jumlah mol KHP yang dipakai dalam titrasi: mol KHP = 0,6092 g KHP × 1 mol KHP
204,2 g KHP
akan dihitung
perlu ditemukan
= 2,983 × 10–3 mol KHP
Karena 1 mol KHP ∞ 1 mol NaOH, harus ada 2,983 × 10–3 mol NaOH dalam 25,46 mL larutan NaOH. Akhirnya, kita menghitung jumlah mol NaOH dalam 1 L larutan atau molaritas sebagai berikut:
molaritan larutan NaOH = 2,983 × 10–3 mol NaOH × 1000 ml larutan 25,46 mL NaOH L larutan Latihan: Berapa gram KHP yang diperlukan untuk menetralkan 18,64 mL larutan NaOH 0,1004 M?
Reaksi netralisasi antara NaOH dan KHP adalah salah satu reaksi paling sederhana dari reaksi netralisasi asam-basa yang dikenal. Selain KHP, kita juga dapat menggunakan asam diprotik seperti H2SO4 untuk titrasi. Reaksi diwakili oleh
2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
Karena 2 mol NaOH ∞ 1 mol H2SO4, kita perlu NaOH dua kali lebih banyak untuk bereaksi
sepenuhnya dengan larutan H2SO4 yang memiliki konsentrasi molar dan volume yang sama dengan asam monoprotik seperti HCl. Di sisi lain, kita perlu dua kali jumlah HCl untuk menetralisir larutan Ba(OH)2 dibandingkan dengan larutan NaOH yang memiliki konsentrasi dan volume yang sama karena 1 mol Ba(OH)2 menghasilkan 2 mol ion OH– :
2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l)
Dalam perhitungan yang melibatkan titrasi asam-basa, terlepas dari asam atau basa yang terjadi dalam reaksi, perlu diingat bahwa jumlah total mol ion H+ yang bereaksi pada titik ekivalen harus sama dengan jumlah mol ion OH– yang bereaksi.
Contoh 4.10
Berapa mililiter (mL) larutan NaOH 0,836 M yang diperlukan untuk menetralisir 25,0 mL
Strategi: Menghitung volume larutan NaOH. Dari definisi molaritas [lihat rumus (4.1)], kita menulis
L larutan = mol NaOH molaritas
Dari persamaan untuk reaksi netralisasi yang dituliskan, kita melihat bahwa 1 mol H2SO4 menetralkan 2 mol NaOH. Berapa banyak mol H2SO4 yang terkandung dalam 25,0 mL larutan H2SO4 0,355 M? Berapa banyak mol NaOH yang akan menetralisir H2SO4?
Penyelesaian: Pertama, kita menghitung jumlah mol H2SO4 dalam larutan 25,0 mL: mol H2SO4= 0,355 mol H2SO4
1000 ml larutan × 25,0 ml larutan = 8,88 × 10–3 mol H2SO4
Dari stoikiometri kita melihat bahwa 1 mol H2SO4 ∞ 2 mol NaOH. Oleh karena itu, jumlah mol NaOH bereaksi harus 2 × 8,88 × 10–3 mol, atau 1,78 × 10–2 mol. Dari definisi molaritas [lihat rumus (4.1)], kita memiliki
L larutan = mol zat terlarut molaritas
volume NaOH = 1,78 × 10–2 mol 0,836 mol/L larutan
= 0,0213 L atau 21,3 ml
Latihan: Berapa mililiter larutan H2SO4 1,28 M diperlukan untuk menetralkan 60,2 mL larutan KOH 0.427 M?
Review Konsep
Larutan NaOH awalnya dicampur dengan larutan asam ditunjukkan dalam (a).
Manakah dari diagram ditunjukkan pada (b) - (d) sesuai dengan salah satu asam berikut: HCl, H2SO4, H3PO4? Kode warna: biru bola (ion OH–), bola merah (molekul asam), bola hijau (anion dari asam). Asumsikan semua reaksi netralisasi asam-basa selesai.
akan dihitung
perlu ditemukan
Ringkasan
1. Larutan dapat menghantarkan listrik apabila zat terlarutnya adalah elektrolit. Jika zat terlarutnya adalah nonelektrolit, larutan tidak menghantarkan listrik.
2. Tiga kategori utama dari reaksi kimia yang terjadi dalam larutan adalah reaksi pengendapan, reaksi asam-basa, dan reaksi oksidasi-reduksi.
3. Dari aturan umum tentang kelarutan senyawa ionik, kita bisa memprediksi apakah akan terbentuk endapan dalam reaksi.
4. Asam Arrhenius terionisasi dalam air untuk menghasilkan ion H+, dan Basa Arrhenius terionisasi dalam air untuk menghasilkan ion OH–. Asam Brønsted menyumbangkan proton, dan basa Brønsted menerima proton. Reaksi asam dan basa disebut netralisasi.
5. Dalam reaksi redoks, oksidasi dan reduksi selalu terjadi secara bersamaan. Oksidasi ditandai dengan hilangnya elektron, reduksi dengan penambahan elektron.
Bilangan oksidasi membantu melacak distribusi muatan dan ditempatkan di semua atom dalam suatu senyawa atau ion sesuai aturan spesifik. Oksidasi dapat
didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi, reduksi dapat didefinisikan sebagai penurunan bilangan oksidasi.
6. Konsentrasi suatu larutan merupakan jumlah zat terlarut yang ada dalam sejumlah larutan. Molaritas menunjukkan konsentrasi sebagai jumlah mol zat terlarut dalam 1 L larutan. Menambahkan pelarut dalam larutan, dikenal sebagai pengenceran, mengurangi konsentrasi (molaritas) dari larutan tanpa mengubah jumlah mol zat terlarut yang ada dalam larutan.
7. Gravimetri adalah teknik untuk menentukan identitas suatu senyawa dan/ atau konsentrasi dari larutan dengan mengukur massa. Percobaan gravimetri sering melibatkan reaksi pengendapan.
8. Dalam titrasi asam-basa, larutan dengan konsentrasi yang diketahui (katakanlah, basa) ditambahkan secara bertahap ke dalam larutan dengan konsentrasi yang tidak diketahui (misalnya, asam) dengan tujuan menentukan konsentrasi larutan yang tidak diketahui. Titik di mana reaksi dalam titrasi telah berakhir disebut titik ekivalen.
Soal-Soal Sifat Larutan
4.1 Definisikan zat terlarut, pelarut, dan larutan dengan menggambarkan proses pelarutan zat padat dalam zat cair.
4.2 Apa perbedaan antara nonelektrolit dan elektrolit? Antara elektrolit lemah dan elektrolit yang kuat?
4.3 Jelaskan hidrasi. Apa sifat air yang memungkinkan molekul untuk berinteraksi dengan ion dalam larutan?
4.4 Apa perbedaan antara simbol berikut dalam persamaan kimia: → dan ? 4.5 Air merupakan elektrolit yang sangat lemah dan karena itu tidak dapat
menghantarkan listrik. Mengapa kita sering memperingatkan untuk tidak mengoperasikan peralatan listrik ketika kita tangan basah?
4.6 Lithium fluorida (LiF) adalah elektrolit yang kuat. Apa spesies yang hadir dalam LiF (aq)?
4.7 Larutan dari tiga senyawa yang ditampilkan dalam diagram. Identifikasi setiap senyawa sebagai nonelektrolit, elektrolit lemah, dan elektrolit yang kuat.
4.8 Manakah dari diagram berikut ini yang paling mewakili hidrasi NaCl bila dilarutkan dalam air? Ukuran ion Cl– lebih besar dari ion Na+.
4.9 Identifikasi masing-masing zat berikut sebagai elektrolit kuat, elektrolit lemah, atau nonelektrolit: (a) H2O, (b) KCl, (c) HNO3, (d) CH3COOH, (e) C12H22O11. 4.10 Identifikasi masing-masing zat berikut sebagai elektrolit kuat, elektrolit lemah,
atau nonelektrolit: (a)Ba (NO3)2, (b) Ne, (c) NH3, (d) NaOH.
4.11 Bagian listrik melalui larutan elektrolit disebabkan oleh pergerakan (a) elektron saja, (b) kation saja, (c) anion saja, (d) baik kation dan anion.
4.12 Prediksi dan jelaskan mana dari sistem berikut yang dapat menghantarkan listrik: (a) NaCl padat, (b) NaCl cair, (c) larutan NaCl.
4.13 Anda diberi larut dalam air senyawa X. Jelaskan bagaimana Anda akan menentukan apakah itu adalah elektrolit atau nonelektrolit. Jika itu adalah elektrolit, bagaimana Anda menentukan apakah itu kuat atau lemah? 4.14 Jelaskan mengapa larutan HCl dalam benzena tidak menghantarkan listrik
sedangkan dalam air menghantarkan listrik. Reaksi Pengendapan
4.15 Apa perbedaan antara persamaan ionik dan persamaan molekul? 4.16 Apa keuntungan dari menulis persamaan ion bersih?
4.17 Dua larutan dari AgNO3 dan NaCl dicampur. Manakah dari berikut ini yang paling mewakili diagram campuran? (Ag+ = abu-abu; Cl– = oranye; Na+ = hijau; NO3– = biru) (Untuk mempermudah, molekul air tidak ditampilkan).
4.18 Dua larutan dari KOH dan MgCl2 dicampur. Manakah dari diagram berikut ini yang paling mewakili campuran? (K+= ungu; OH– = merah; Mg2+ = biru; Cl–= oranye) (Untuk mempermudah, molekul air tidak ditampilkan.)
4.19 Karakterisasi senyawa berikut dapat larut atau tidak dalam air: (a) Ca3(PO4)2, (b) Mn(OH)2, (c) AgClO3, (d) K2S.
4.20 Karakterisasi senyawa berikut dapat larut atau tidak dalam air: (a) CaCO3, (b) ZnSO4, (c) Hg(NO3)2, (d) HgSO4, (e) NH4ClO4.
4.21 Tulis persamaan ionik dan persamaan ion bersih untuk reaksi berikut:
4.22 Tulis persamaan ionik dan persamaan ion bersih untuk reaksi berikut:
4.23 Manakah dari proses berikut kemungkinan akan menghasilkan reaksi pengendapan? (a) Pencampuran larutan NaNO3 dengan larutan CuSO4. (b) Pencampuran larutan BaCl2 dengan larutan K2SO4. Tuliskan persamaan ionik bersih untuk reaksi pengendapan tersebut.
4.24 Dengan mengacu pada Tabel 4.2, sarankan satu metode yang mungkin memisahkan (a) K+ dari Ag+, (b) Ba2+ dari Pb2+, (c) NH4+ dari Ca2+, (d) Ba2+
dari Cu2+. Semua kation diasumsikan dalam larutan, dan anion umum adalah ion nitrat.
Reaksi Asam Basa
4.25 Sebutkan sifat-sifat umum dari asam dan basa.
4.26 Berikan definisi Arrhenius definisi Brønsted tentang suatu asam dan basa. Mengapa definisi Brønsted yang lebih berguna dalam menggambarkan sifat asam-basa?
4.27 Berikan contoh asam monoprotik, yang asam diprotik, dan asam triprotik. 4.28 Apa karakteristik dari netralisasi reaksi asam-basa?
4.29 Faktor-faktor apa yang menyebabkan suatu senyawa disebut garam? Tentukan mana dari senyawa berikut yang termasuka garam: CH4, NaF, NaOH, CaO, BaSO4, HNO3, NH3, KBr?
4.30 Identifikasi senyawa berikut sebagai asam atau basa (lemah atau kuat): (a) NH3, (b) H3PO4, (c) LiOH, (d) HCOOH (asam format), (e) H2SO4, (f) HF, (g)
Ba(OH)2.
4.31 Identifikasi setiap spesies berikut sebagai Brønsted asam, basa, atau keduanya: (a) HI, (b) CH3COO–, (c) H2PO4–, (d) HSO4–.
4.32 Identifikasi setiap spesies berikut sebagai Brønsted asam, basa, atau keduanya: (a) PO43–, (b) ClO2–, (c) NH4+, (d) HCO3–.
4.33 Setarakan persamaan berikut dan tuliskan persamaan ionik dan persamaan ion bersih yang sesuai (jika sesuai):
4.34 Setarakan persamaan berikut dan tuliskan persamaan ionik dan persamaan ion bersih yang sesuai (jika sesuai):
4.35 Definisikan istilah-istilah berikut: setengah reaksi, reaksi oksidasi, reaksi reduksi, agen pereduksi, agen pengoksidasi, reaksi redoks.
4.36 Apakah yang dimaksud dengan bilangan oksidasi? Bagaimana bilangan oksidasi digunakan untuk mengidentifikasi reaksi redoks? Jelaskan mengapa, kecuali untuk senyawa ion, bilangan oksidasi tidak memiliki physical significance. 4.37 (a) Tanpa mengacu pada Gambar 4.10, berikan bilangan oksidasi logam alkali
dan alkali tanah dalam senyawanya. (b) Berikan bilangan oksidasi tertinggi yang dapat dimiliki unsur Golongan 3A-7A.
4.38 Apakah mungkin dalam suatu reaksi hanya terjadi oksidasi dan tidak mengalami reduksi? Jelaskan.
4.39 Untuk reaksi redoks lengkap ini, (i) uraikan setiap reaksi menjadi setengah reaksi, (ii) identifikasi agen pengoksidasinya, (iii) identifikasi agen
pereduksinya.
4.40 Untuk reaksi redoks lengkap ini, tulis setengah reaksi dan identifikasi agen pengoksidasi dan pereduksinya:
4.41 Susun spesies berikut menurut peningkatan bilangan oksidasi atom belerang: (a) H2S, (b) S8, (c) H2SO4, (d) S2–, (e) HS–, (f) SO2, (g) SO3.
4.42 Fosfor dapat membentuk banyak asam okso. Tunjukkan bilangan oksidasi fosfor dalam masing-masing asam berikut: (a) HPO3, (b) H3PO2, (c) H3PO3, (d)
H3PO4, (e) H4P2O7, (f) H5P3O10.
4.43 Berikan bilangan oksidasi atom yang digarisbawahi dalam molekul dan ion berikut: (a) ClF, (b) IF7, (c) CH4, (d) C2H2, (e) C2H4, (f) K2CrO4, (g) K2Cr2O7, (h) KMnO4, (i) NaHCO3, (j) Li2, (k) NaIO3, (l) KO2, (m) PF6– , (n) KAuCl4. 4.44 Berikan bilangan oksidasi untuk spesies berikut: H2, Se8, P4, O, U, As4, B12.
4.45 Berikan bilangan oksidasi atom digarisbawahi dalam molekul dan ion berikut: (a) Cs2O, (b) CaI2, (c) Al2O3, (d) H3AsO3, (e) TiO2, (f) MoO42–, (g) PtCl42–, (h) PtCl62–, (i) SnF2, (j) ClF3, (k) SbF6–.
4.46 Berikan bilangan oksidasi atom digarisbawahi dalam molekul dan ion berikut: (a) Mg3N2, (b) CsO2, (c) CaC2, (d) CO32–, (e) C2O42–, (f) ZnO22–, (g) NaBH4, (h) WO42–.
4.47 Asam nitrat merupakan oksidator kuat. Kondisi mana dari spesies berikut ini paling tidak mungkin dihasilkan ketika asam nitrat bereaksi dengan reduktor kuat seperti logam seng, dan jelaskan mengapa: N2O, NO, NO2, N2O4, N2O5, NH4+.
4.48 Manakah dari logam berikut dapat bereaksi dengan air? (a) Au, (b) Li, (c) Hg, (d) Ca, (e) Pt.
4.49 Atas dasar pertimbangan bilangan oksidasi, satu dari oksida berikut tidak akan bereaksi dengan molekul oksigen: NO, N2O, SO2, SO3, P4O6. Oksida yang manakah itu? Mengapa?
4.50 Prediksi hasil dari reaksi yang diwakili oleh persamaan reaksi dengan menggunakan rangkaian aktivitas (activity reaction), dan setarakan persamaannya.
Konsentrasi Larutan
4.51 Tuliskan persamaan untuk menghitung molaritas. Mengapa molaritas sesuai untuk satuan konsentrasi dalam kimia?
4.52 Jelaskan langkah-langkah dalam mempersiapkan larutan dengan konsentrasi molar diketahui menggunakan labu volumetrik.
4.53 Hitung massa KI dalam gram yang dibutuhkan untuk mempersiapkan 5.00 × 102 mL larutan 2,80 M.
4.54 Jelaskan bagaimana Anda akan mempersiapkan 250 mL larutan NaNO3 0,707 M.
4.56 Berapa gram KOH yang ada dalam 35,0 mL larutan 5,50 M?
4.57 Hitunglah molaritas dari masing-masing larutan berikut: (a) 29,0 g etanol (C2H5OH) dalam 545 mL larutan, (b) 15,4 g sukrosa (C12H22O11) dalam 74,0 mL larutan, (c) 9.00 g natrium klorida (NaCl) dalam 86,4 mL larutan.
4.58 Hitunglah molaritas dari masing-masing solusi berikut: (a) 6,57 g metanol (CH3OH) dalam 1,50 × 102 mL larutan, (b) 10,4 g kalsium klorida (CaCl2) dalam 2,20 × 102 mL larutan, (c) 7,82 g naftalena (C10H8) dalam 85,2 mL larutan benzena.
4.59 Hitung volume dalam mL larutan yang dibutuhkan untuk menyediakan: (a) 2,14 g natrium klorida dari larutan 0.270 M, (b) 4,30 g etanol dari larutan 1,50 M, (c) 0,85 g asam asetat (CH3COOH) dari larutan 0,30 M.
4.60 Tentukan berapa gram masing-masing zat terlarut berikut akan diperlukan untuk membuat 2,50 × 102 mL 0.100 M larutan: (a) cesium iodida (CsI), (b) asam sulfat (H2SO4), (c) natrium karbonat (Na2CO3), (d) kalium dikromat (K2Cr2O7), (e) kalium permanganat (KMnO4).
Pengenceran Larutan
4.61 Jelaskan langkah-langkah dalam mengencerkan larutan dengan konsentrasi diketahui.
4.62 Tuliskan persamaan yang memungkinkan kita untuk menghitung konsentrasi larutan yang diencerkan. Berikan satuan untuk semua istilah.
4.63 Jelaskan bagaimana mempersiapkan 1,00 L larutan HCl 0,646 M, dimulai dengan larutan 2,00 M HCl.
4.64 Air ditambahkan ke 25,0 mL larutan KNO3 0,866 M sampai volume larutan tepat 500 mL. Berapa konsentrasi akhir larutan?
4.65 Bagaimana Anda mempersiapkan 60,0 mL larutan HNO3 0,200 M dari larutan stok HNO3 4,00 M?
4.66 Anda memiliki 505 mL larutan HCl 0,125 M dan Anda ingin mencairkan ke 0,100 M. Berapa banyak air harus Anda tambahkan? Asumsikan volume bersifat tambahan.
4.67 35,2 mL larutan KMnO4 1,66 M dicampur dengan 16,7 mL larutan KMnO4 0.892 M. Hitung konsentrasi larutan akhir.
4.68 46.2 mL larutan kalsium nitrat [Ca(NO3)2]0.568 M dicampur dengan 80,5 mL larutan kalsium nitrat 1,396 M. Hitung konsentrasi akhir larutan.
Analisis Gravimetri
4.69 Jelaskan langkah-langkah dasar dalam analisis gravimetri. Bagaimana prosedur ini membantu kita menentukan identitas suatu senyawa atau kemurnian suatu senyawa jika rumus senyawanya diketahui?
4.70 Air suling harus digunakan dalam analisis gravimetri klorida. Mengapa? 4.71 Jika 30,0 mL CaCl2 0,150 M ditambahkan ke 15,0 mL AgNO3 0.100 M, berapa
gram massa endapan AgCl?
4.72 Sebuah sampel dari 0,6760 g senyawa yang tidak diketahui mengandung ion barium (Ba2+) dilarutkan dalam air dan diperlakukan dengan Na2SO4 berlebih. Jika massa endapan BaSO4 yang terbentuk adalah 0,4105 g, berapa persen massa dari Ba dalam senyawa awal yang diketahui?
4.73 Berapa gram NaCl yang diperlukan untuk mengendapkan sebagian besar ion Ag+ dari 2,50 × 102 mL larutan AgNO3 0,0113 M? Tuliskan persamaan ion bersih untuk reaksi tersebut.
4.74 Konsentrasi ion Cu2+ dalam air (yang juga mengandung ion sulfat) diambil dari suatu pabrik industri ditentukan dengan menambahkan larutan natrium sulfida (Na2S) berlebih untuk 0,800 L dari air. Persamaan molekul
Na2S(aq) + CuSO4(aq) → Na2SO4(aq) + CuS(s)
Tuliskan persamaan ion bersih dan hitung konsentrasi molar Cu2+ dalam sampel air jika 0,0177 g CuS padat terbentuk.
Titrasi Asam Basa
4.75 Jelaskan langkah-langkah dasar dalam titrasi asam basa. Mengapa teknik ini dinilai praktis?
4.76 Bagaimana indikator asam basa bekerja?
4.77 18,68 mL larutan KOH yang diperlukan untuk menetralkan 0,4218 g KHP. Berapa konsentrasi (dalam molaritas) larutan KOH?
4.78 Hitunglah konsentrasi (dalam molaritas) dari larutan NaOH jika 25,0 mL larutan tersebut diperlukan untuk menetralkan 17,4 mL larutan HCl 0,312 M.
4.79 Hitung volume dalam mL larutan NaOH 1.420 M yang dibutuhkan untuk titrasi larutan berikut:
(a) 25,00 mL larutan HCl 2,430 M (b) 25,00 mL larutan 4.500 M H2SO4 (c) 25,00 mL larutan 1.500 M H3PO4
4.80 Berapa volume larutan HCl 0,500 M yang diperlukan untuk menetralisir masing-masing sebagai berikut:
(a) 10,0 mL larutan NaOH 0,300 M (b) 10,0 mL larutan Ba(OH)2 0,200 M Soal-Soal Tambahan
4.81 Klasifikasikan reaksi berikut sesuai dengan jenis reaksi yang dibahas dalam bab ini:
(a) Cl2 + 2OH– → Cl– + ClO– + H2O (b) Ca2+ + CO32– → CaCO3
(c) NH3 + H+ → NH4+
(d) 2CCl4 + CrO42– → 2COCl2 + CrO2Cl2 + 2Cl– (e) Ca + F2 → CaF2
(f) 2Li + H2 → 2LiH
(g) Ba(NO3)2 + Na2SO4 → 2NaNO3 + BaSO4 (h) CuO + H2 → Cu + H2O
(i) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (j) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
4.82 Menggunakan peralatan yang ditunjukkan pada Gambar 4.1, mahasiswa menemukan bahwa bola lampu itu menyala terang saat elektroda direndam dalam larutan asam sulfat. Namun, setelah penambahan sejumlah larutan barium hidroksida [Ba(OH)2], cahaya mulai untuk meredup meskipun Ba(OH)2 juga merupakan elektrolit kuat. Jelaskan.
4.83 Seseorang memberi Anda cairan berwarna. Jelaskan tiga tes kimia yang akan