Soal Latihan & Pembahasan Kimia Dasar
1. Apa yang dimaksud reaksi eksotermis ? Beri contohnya. 2. Beri contoh reaksi asam-basa.
3. Buat skema struktur organisasi proyek pembangunan pabrik kimia, sarjana t.sipil ada di seksi mana? dan apa fungsinya ?
4. Bagaimanakah konsep atom menurut NielsBohr ? Gambar dan jelaskan.
5. Percobaan bagaimanakah yang dilakukan Rutehrford terkait penemuan elektron? 6. Buat skema penjelasan suatu unsure dalam table periodic unsur-unsur.
7. Apa perbedaan antara ikatan ionic dan ikatan kovalen?
8. Terangkan mekanisme radikal bebas dalam reaksi pembentukan polietilen.
9. Besioksida (Fe2O3) sebanyak 160 ton dimurnikanmenggunakankarbonmonooksida.
Hitungberapabanyakkarbonmonooksida yang
diperlukanuntukpemurniantersebutdiketahuiberat atom: Fe=56, O=16, C=12 ton/tonmol).
10.Berapabanyakudara yang dipakaidalamoksidasibesimenjadibesioksidauntuk 56 kg besi ? (Reaksioksidasi Fe + ¾ O2 ---> ½ Fe2O3, BM Fe=56, O=16) .
11.Bagaimanakah reaksi kimia pembentukan klinker dalam rotary kiln ?
12.Sebutkan bahan – bahan untuk membuat cat tembok serta jelaskan fungsinya. Apa yang dimaksud dengan unsure buatan pada table periodic unsur-unsur.
13.DisebutapakahreaksipemecahanbatukapurmenjadiCaOdanbagaimanakahreaksinya? 14.Bagaimanakah rumus kepanjangan dari C3S, C2S, C3A, C4AF ? Disebut apakah
campuran keempat bahan tersebut?
15.Buat skema proses pembuatan semen, jelaskan secara ringkas. 16.Bagaimanakah reaksi hidrasi C3S ?
17.Bila anda membuat suatu bangunan yang membutuhkan ketahanan terhadap sulfat, tipe semen portlandapa yang anda pilih? jelaskan alasannya.
18.Bahan kimia retarder apa yang biasanya ditambahkan dalamsemen ? Dan umunya semen tersebutdipakai untuk jenis bangunan apa?
19.Berapa banyak udara yang dipakai dalam oksidasi besi menjadi besi oksida untuk 1 ton besi ?
20.Bila anda membuat suatu bangunan yang membutuhkan ketahanan terhadap sulfat, tipe semen portlandapa yang anda pilih? jelaskanalasannya.
22.Apa fungsi batu kapur dalam pembuatan baja ?
23.Dalam table periodic unsur-unsur senyawa Fe (ferrum) ada di blok apa? Berikan susunan orbital senyawa Fe tersebut.
24.Apa yang disebut dengan pig iron, bagaimana membuatnya ?
Pembahasan
1. Reaksi eksotermisadalah Reaksi yang membebaskan kalor dari sistem ke lingkungan
Ciri-ciri reaksi eksotermis adalah:
- Biasanya Suhu sistem lebih besar dari suhu lingkungan - Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan
- Disertai kenaikan suhu.
- biasanya menghasilkan gas contohnya gas CO2 dan H2
Berikut contoh-contoh reaksi eksoterm : 1. Reaksi pembakaran bahan bakar
2. Reaksi netralisasi seperti reaksi langsung asam dan basa 3. Pembakaran zat
4. Reaksi yang terjadi dalam pemanasan sendiri yang di daasaarkan pada kapur dan aluminium
5. Terjadi pada kebanyakan reaksi polimerisasi 6. Pembakaran gas alam
7. Dekomposisi materi sayurab alam menjadi kompos 8. Reaksi pembakaran
a. pembakaran gas dapur
C3H8(g) + 3O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) b. pembakaran kawat magnesium (Mg) 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
9. Reaksi penetralan
a. Netralisasi asam klorida dengan natriun hidroksida HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
10. Reaksi antara kalsium (CaO) dan air CaO(s) + H2O(l)→ Ca(OH)2(aq) + panas
2. Contoh Reaksi Asam-Basa
1. Asam Kuat + Basa Kuat –> Garam + Air . Contoh reaksinya :
HCl + NaOH –> NaCl + H2O
2. Asam Kuat + Basa Lemah –> Garam + Air. Contoh reaksinya :
HNO3 + NH4OH –> NH4NO3 + H2O
3. Asam Lemah + Basa Kuat –> Garam + Air. Contoh reaksinya :
HCN + NaOH –> NaCN + H2O
4. Asam Lemah + Basa Lemah –> Garam + Air. Contoh reaksinya :
CH3COOH + NH4OH –> NH4CH3COO + H2O
5. Asam I + Garam I –> Garam + Asam II. Contoh reaksinya :
H3PO4 + NH4F –> (NH4)3PO4 + 3HF
6. Basa I + Garam I –> Garam II + Basa II.
Contoh reaksinya : NaOH + (NH4)2SO4 –> 2NH4OH + Na2SO4
7. Garam I + Garam II –> Garam III + Garam IV
(dengan catatan, salah satunya mengendap). Contoh reaksinya :
Pb(NO3)2 + KI –> PbI2 + 2KNO3
8. Logam + Asam –> Garam + Gas H2. Contoh reaksinya :
Mg + 2HCl –> MgCl2 + H2
9. Oksida Basa + Asam –> Garam + Air. Contoh reaksinya :
MgO + HNO3 –> Mg(NO3)2 + H2O
10. Oksida Asam + Basa –> Garam + Air. Contoh reaksinya :
3. Skema organisasi proyek pembangunan manufaktur
Bagian Proses Evaluasi proses Diagram alir Spesifikasi mesin/alat
4. Atom Niels Bohr
Diawali dari pengamatan Niels Bohr terhadap spektrum atom, adanya spectrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya beredar pada
lintasan-lintasan dengan energy tertentu. Dengan teori Mekanika Kuantum Planck, Bohr (1913 ) menyampaikan 2 postulat untuk menjelaskan kestabilan atom.
Dua Postulat Bohr :
1) Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang stasioner yang diseb ut orbit/kulit. Walaupun elektron bergerak cepat tetapi elektron tidak memancarkan at au menyerap energi sehingga energi elektron konstan. Hal ini berarti elektron yang be rputar mengelilingi inti atom mempunyai lintasan tetap sehingga elektron tidak jatuh ke inti.
Bagian Kontuksi Kontruksi Commisioning Start-Up
Bagian Desain Spesialis
Vessel Tata letak Piping dan Valve
Alat Pertukaran Panas
Kontrol dan Instrumental
Pekerjaan sipil Kelistrikan
Pompa Utilitas Kompresor
Bagian Pengadaan Estimasi Biaya Inspeksi Penjadwalan Manajer Proyek
2) Elektron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memanc arkan atau menyerap energi. Energi yang dipancarkan atau diserap ketika elektron ber pindah-pindah kulit disebut foton.
Energi yang dibawa foton ini bersifat diskrit (catu). Jika suatu atom menyerap energi, maka energi ini digunakan elektron untuk berpindah kulit dari tingkat energi rendah k e tingkat energi tinggi. Pada saat elektron kembali ke posisi semula akan dipancarkan energi dengan besar yang sama. Jadi, hanya elektron pada kulit tertentu dengan tingka t energi tertentu yang dapat bergerak, sehingga frekuensi cahaya yang ditimbulkan jug a tertentu. Hal inilah yang digunakan untuk menjelaskan spektrum diskrit atom hidrog en.
Model atom Bohr tersebut dapat dianalogkan seperti sebuah tata surya mini. Pada tata surya, planet-planet beredar mengelilingi matahari. Pada atom,
elektron-elektron beredar mengelilingi atom, hanya bedanya pada sistem tata surya, setiap linta san (orbit) hanya ditempati 1 planet, sedangkan pada atom setiap lintasan (kulit) dapat ditempati lebih dari 1elektron.
Dalam model atom Bohr ini dikenal istilah konfigurasi elektron, yaitu susunan elektro n pada
masing-masing kulit. Data yang digunakan untuk menuliskan konfigurasi elektron adalah nom or atom suatu unsur, di mana nomor atom unsur menyatakan jumlah elektron dalam at om unsur tersebut. Sedangkan elektron pada kulit terluar dikenal dengan sebutan elekt ron valensi. Susunan elektron valensi sangat menentukan
sifat-sifat kimia suatu atom dan berperan penting dalam membentuk ikatan dengan atom lai n.
Untuk menentukan konfigurasi elektron suatu unsur, ada beberapa patokan yang harus selalu diingat, yaitu:
1) Dimulai dari lintasan yang terdekat dengan inti,
masing-masing lintasan disebut kulit 1 (kulit K), kulit 2 (kulit L), kulit ke-3 (kulit M), kulit ke-4 (kulit N), dan seterusnya.
2) Jumlah elektron maksimum (paling banyak) yang dapat menempati masing-masing kulit adalah:
2 n2
dengan n = nomor kulit
Kulit K dapat menampung maksimal 2 elektron. Kulit L dapat menampung maksimal 8 elektron.
Kulit M dapat menampung maksimal 18 elektron, dan seterusnya.
3) Kulit yang paling luar hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron. Kelemahan teori atom Bohr:
1) Hanya mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen tetapi tidak mampu menjel askan spectrum atom yang lebih kompleks (dengan jumlah elektron yang lebih banya k).
2) Orbit/kulit elektron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.
5. Percobaan Rutherford
Pada waktu yang hampir bersamaan dengan percobaan Thomson, empat orang fisika wan, yaitu Henri Becqurel, Marie Curie, Pierre Curie, dan Ernest Rutherford meneliti keradioaktifan. Ada tiga jenis partikel sinar radioaktif, yaitu partikel alfa bermuatan p ositif, partikel beta bermatan negatif dan gamma yang tidak bermuatan.
Pada tahun 1906, Ernest Rutherford bersama mahasiswanya Geiger dan Marsden m eneliti radiasi dari uranium, radium, dan radioaktif lain yang memancarkan sinar alfa, beta dan gamma. Radioaktif tersebut disimpan dalam kotak timbel dengan lubang yan g sangat kecil sihingga sinar alfa dalam kotakakan terpancar. Pancaran sinar beta digunakan untuk menembak lempeng emas tipis sehingga eksperimen tersebut dikenal dengan eksperimen lempeng tipis emas. Sebagian besar sinar gama
diteruskan, hanya sedikir yang dipantulkan.
Mengapa sinar alfa lebih banyak diteruskan dibanding yang dipantulkan oleh lempeng emas? Sinar alfa yang bermuatan posititf menumbuk partikel pejal (logam emas) yan g juga bermuatan positif. Partikel yang muatannya sama akan
tolak-menolak. Partikel pejal tersebut dinamakan Rutherford inti atom. Elektron terletak d i luar inti pada jarak yang relatif jauh dengan gerakan yang cepat, dikarenakan ada tol akan dari inti yang bermuatan positif.
Setiap atom mempunyai suatu pusat kecil atau inti. Peluang partikel alfa mendekati in ti sangat kecil karena ukurannya yang sangat kecil. Artinya, inti akan menolak partike l alfa karena inti bernuatan positif seperti partikel alfa.
Kesimpulan :
1. Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan elektron-elektron bermuatan begatif yang beredar mengelilingi inti atom
6. Skema Unsur
7. Perbedaan antara ikatan ionik dan ikatan kovalen a. Ikatan Ion
- Terjadi karena adanya perpindahan elektron dari satu atom ke atom yang lain
- Terbentuk antara atom logam (melepaskan elektron) dengan atom non-logam (menangkap elektron)
b. Ikatan Kovalen
- Terjadi karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron
- Terbentuk antara sesama atom non-logam (menangkap elektron)
8. Mekanisme radikal bebas
a. Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang
terbentuk dari inisiator sebagai R’, dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2. b. Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer
yang terbentuk dalam tahap inisiasi.Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C= C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C – C pada polimer polietilena.
c. Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R � CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH2)n-CH2° + °CH2-(CH2)n-R’ � R-(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’ Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain.
- Polivinil klorida
n CH2 = CHCl → [ - CH2 - CHCl - CH2 - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida
- Poliakrilonitril
- Polistirena
1 Fe Memerlukan 0,75 O2
Gr O2 = Mol x Mr
= 0,75 x 16(2) = 24 Kg
11. Reaksi kimia pembentukan clinker dalam Rotary kiln Reaksi pembentukan clinker dalam rotary kiln:
- Kalsinasi dari CaCO3 dan MgCO3 atau pelepasan carbon dioxide (CO2) dari bahan
baku yang terjadi pada temperatur 450 - 900C CaCO3 CaO + CO2
MgCO3 MgO + CO2
- Pembentukan dicalsium silicate (C2S) yang terjadi pada temperatur 900-1400C
2CaO +SiO2 2CaO.SiO2
Reaksi berlangsung sampai SiO2 habis
- Pembentukan tricalsium aluminat (C3A) dan tetracalsium aluminate ferrite (C4AF)
yang terjadi pada temperatur 1100 - 1338C.
Pembentukan C3A
3CaO + Al2O3 3CaO. Al2O3
Pembentukan C4AF
- Pembentukan tricalsium silicate (C3S) dan pengurangan kadar calcium monoksida
(CaO) bebas yang terjadi pada temperatur 1420 - 1450C. Reaksinya yaitu:
2CaO.SiO2 + CaO + SiO2 3CaO.SiO2
12. Komposisi Pada Cat Tembok :
- Binder / bahan pengikat,bahan ini terbuat dari akrilik, yang berfungsi mengikat bahan-bahan lain di dalam cat.
- Pigment / bahan atau zat pemberi warna, karena bahan inilah cat memiliki berbagai warna.
- Zat aditif, fungsi bahan ini adalah untuk mendapatkan sifat-sifat cat yang lebih menguntungkan. Misalnya agar cat lebih mudah diaplikasikan, lebih tahan sinar matahari, dan baunya tidak menyengat.
- Extender sebagai bahan pengisi yaitu bahan yang memberikan volume dan kekentalan pada cat, biasanya terbuat dari bahan sejenis kapur.
Bahan baku di atas merupakan bahan baku dasar yang harus ada dan harus memiliki komposisi yang pas. Hal ini bertujuan untuk memperoleh kualitas cat yang baik yang baru terlihat saat cat sudah diaplikasikan. Cat akan memiliki kualitas buruk bila komposisi misalnya extender lebih banyak, biasanya dilakukan untuk membuat cat lebih berat. Begitu juga jika komposisi binder yang kurang dapat membuat kualitas cat menjadi rendah dan yang pasti merugikan konsumen. Jika binder kurang dari yang seharusnya, cat tidak akan mampu melapisi dinding dengan rata dan meninggalkan pori-pori yang cukup besar. Hal tersebut akan menyebabkan lapisan cat mudah mengelupas dan ditumbuhi tumbuhnya lumut atau jamur.
Unsur Buatan
unsur buatan (sintetis) adalah unsur kimia yang tidak terjadi secara alami di bumi , dan hanya dapat diciptakan secara artifisial oleh manusia.
Unsur-unsur sintetis memiliki waktu paruh sangat singkat (dari hitungan milidetik sampai
jutaan tahun) relatif terhadap umur bumi, sehingga tidak ada lagi atom dari unsur tersebut
yang sekarang ini secara alami meluruh.Oleh karena itu, atom dari unsur sintetis hanya
terdapat di bumi sebagai produk percobaan yang melibatkan reaktor nuklir atau akselerator
partikel melalui fusi nuklir atau neutron penyerapan.
Penamaan unsur buatan (sintetis) didasarkan pada IUPAC (International Union of
Pure and Applied Chemistry).Beberapa unsur sintetis dinamai berdasarkan tempat
ditemukannya unsur tersebut, contohnya adalah amerisium dan californium.Sebagian besar
dari unsur buatan dinamai berdasarkan ilmuwan yang menemukannya, diantaranya adalah
unsur einsteinium, curium, mendelevium, dan lain-lain.Untuk penamaan setiap unsur,
keberadaannya harus dibuktikan oleh penemunya.Sebagai contohnya adalah unsur Curium
dinamai ilmuwan terkenal Pierre Curie dan istrinya Marie Curie.Demikian pula, mendelevium
dinamai Dmitri Mendeleev, ilmuwan yang dibingkai tabel periodik. Beberapa unsur belum
IUPAC, menggunakan nama sementara. Contohnya adalah unsur Ununbium dan
Ununoctium.
13.Disebut reaksi kalsinasi
Reaksinya CaCO3 →CaO + CO2 ( dipanaskandgnsuhu 900-1200 c)
14. C3S 3CaO.SiO2
C2S 2CaO.SiO2
C3A 3CaO. Al2O3
C4AF 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Campuran ke empat ahan di atas disebut Clinker.
15.Proses Pembuatan semen
Penjelasan secara singkat
a. Tahap penambangan bahan mentah ( quarry) bahan-bahan tersebut berupa batu kapur, tanah liat, pasir besi, pasir silika selanjutnya dikirim ke pabrik semen
b. Bahan dicampur dengan proporsi yang tepat dan mulai penggilingan awal bahan mentah (crusher)
c. Selanjutnya dilakukan pemanasan awal di preheater
d. Dilanjutnkan pembakaran kiln dengansuhu 600 c untuk mendaptkan clinker
f. Klinker yang telah dingin tersebut selanjutnya digiling lagi dengan menambahkan gypsum
g. Hasil penggilingan dengan gipsmu ini di simpan di silo penyimpanan h. Silo penyimpanan ini selanjutnya di pack dan siap di jual.
i.
16. Reaksi hidrasi C3S
2C3S + 7H → C3S2H4+ 3CH
17. Tipe Semen Portland yang akan dipilih adalah tipe V atau 5 sebab tipe ini memiliki ketahanan terhadap sulfat yang tinggi. Dikarenakan kandungan C3A-nya yang rendah. dimana semen
yang tahan terhadap sulfat, harus memiliki kandungan C3A yang tidak lebih dari 5%.
18. Bahan kimia retarder yang umumnya digunakan adalah Gypsum.
Biasanya digunakan untuk membangun jembatan, terowongan, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan pengecoran dinding sumur.
19. 4Fe + 3O2 2Fe2O3
Mol Fe = Gr/Mr = 1/56 Tonmol 4 Fe Memerlukan 3 O2
1/56 Fe Memerlukan 3/224 O2
Gr O2 = Mol x Mr
= 3/224 x 32 = 0,43 Ton
20. Tipe Semen Portland yang akan dipilih adalah tipe V atau 5 sebab tipe ini memiliki ketahanan terhadap sulfat yang tinggi. Dikarenakan kandungan C3A-nya yang rendah. dimana semen
yang tahan terhadap sulfat, harus memiliki kandungan C3A yang tidak lebih dari 5%.
21.Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya.
Baja pada dasarnya ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur Karbon ( C ) sampai dengan 1.67%
(maksimal). Bila kadar unsur karbon ( C) lebih dari 1.67%, maka material tersebut biasanya disebut sebagai besi cor (Cast Iron).
22. Bahan tambahan yang berupa batu kapur (CaCO3) yang berfungsi untuk mengikat zat – zat pengotor.
23. Besi ada pada golongan VIIIB dan periode 4.
konfigurasi Besi dapat ditulis sebagai [Ar] 3d6 4s2 ataupun [Ar] 4s2 3d6
Celcius. Biji besi tersebut masih mengandung kotoran-kotoran yang terkandung didalam perut bumi. Untuk memisahkannya diatas tumpukan biji besi tersebut diberikan Kapur. Kapur ini berfungsi untuk memisahkan kotoran yang dibawa biji besi. Setelah mencair biji besi tersebut dituang kedalam wadah sehingga menjadi besi balok setengah jadi. Sedangkan kotoran keluar melalui saluran khusus bersama terak (slug). selama proses peleburan ditiupkan udara panas yang telah di panaskan hingga suhu 540 -870 derajat. Setelah menjadi pig iron diproses kembali untuk mengurangi kadar karbon yang dibawa oleh batu bara dengan cara menyemburkan Oksigen pada pig iron. Disini Carbon akan mengikat dengan Oksigen. Dari tungku tersebut diharapkan kandungan carbon akan berkurang. Dari Proses tersebut, pig iron dapat diproses menjadi berbagai material logam dengan pencampuran unsur-unsur lainnya dan kemudian digunakan untuk bangunan, industri otomotif, manufaktur, dsb.
Dikerjakan oleh:
Nama : Ordeli Yamotuho Zalukhu
NIM : 5140811241
