OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 SELEKSI KABUPATEN / KOTA JAWABAN (DOKUMEN NEGARA) UjianTeori. Waktu: 100 menit

(1)

OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012

SELEKSI KABUPATEN / KOTA

JAWABAN

(DOKUMEN NEGARA)

UjianTeori

Waktu: 100 menit

Kementerian Pendidikan Nasional Dan Kebudayaan

Direktorat Jenderal

Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas

2012

Dapatkan soal-soal lainnya di http://forum.pelatihan-osn.com

(2)

Petunjuk

1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat !

2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian: A. 20 soal pilihan Ganda = 40 poin B. 4 Nomor soal essay = 69 poin

TOTAL = 109 poin

3. Waktu yang disediakan: 100 menit.

4. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia 5. Diperkenankan menggunakan kalkulator.

6. Diberikan Tabel periodik Unsur.

7. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari pengawas. 8. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas.

9. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan. 10. Anda dapat membawa pulang soal ujian !!

(3)

(4)

Tetapan dan rumus berguna

Tetapan (bilangan) Avogadro NA= 6.022∙1023partikel.mol–1

Temperatur K =

O

C + 273,15

Tetapan gas universal, R

R= 8,314 J.K-1.mol-1

= 8,314 x107erg. Mol-1.K-1 =1,987 cal.mol-1.K-1

= 0,082054 L.atm.mol-1.K-1 Tekanan gas 1 atmosfir =760 mmHg =760 torr

Persamaan gas Ideal PV= nRT

Tekanan Osmosa pada larutan p =c RT

Muatan elektron 1,6022 x 10-19C Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada

(5)

OSK2012

1 BAGIAN A

Pilih Jawaban yang palin tepat (40 poin)

1. Reaksi fasa gas berlangsung dalam syringe pada temperature dan tekanan konstan. Bila volume awal adalah 40 cm3 dan volume akhir adalah 60 cm3, reaksi manakah yang berlangsung?

A. A(g)+ B(g) AB(g) B.

2A

(g)

+ B

(g)

 A

2(g)

+ B

2(g)

E.

2A

2(g)

+ 4B

(g)

 4AB

(g)

2. Yang manakah berikut ini mengandung dua mol partikel zat terlarut? A. 1,0 dm3dari 0,50 mol.dm-3Na2SO4(aq)

B. 1,0 dm3dari 0,20 mol.dm-3Al2(SO4)3(aq) C. 4,0 dm3dari 0,25 mol.dm-3CH3CO2Na(aq)

D. 8,0 dm3dari 0,125 mol.dm-3CH3CO2H(aq) E. 1,0 dm3dari 0,33 mol.dm-3Cu(NH3)4SO4(aq)

3. Sebanyak 20 cm3 gas hidrokarbon terbakar sempurna dalam oksigen berlebihan dan menghasilkan 60 cm3karbon dioksida serta 40 cm3uap air ( STP ).

Bagaimanakah rumus molekul dari hidrokarbon tersebut. A. C2H6

B. . C3H6 C. C3H4

D. C3H8 E. C6H6

4. Perak (nomor atomnya 47) suatu target yang atraktif untuk sintesis nanokristal, mempunyai dua isotop alami: perak-107 dan perak-109. Kelimpahan relatif dari dua isotop ini adalah 51,84% atom untuk 107 dan 48,16% atom untuk perak-109.

Jumlah proton, neutron dan elektron untuk kation109Ag2+yaitu: Proton neutron elektron

A. 47 62 45

B. 47 61 46

C. 47 60 45

D. 47 62 47

(6)

5. Berikut ini berturut-turut adalah delapan energi ionisasi ( kJ / mol ) unsur X: 703; 1610; 2460; 4350; 5400; 8500; 10.300; 12300

Berdasarkan energi ionisasi teresebut dapat diperkirakan bahwa unsur X adalah unsur Utama Golongan

A. II B. III C. IV D. V E. VI

6. Suatu atom unsur X, oksidanya dapat berupa XO2 dan XO3. Bila oksida tersebut dilarutkan dalam air akan terbentuk asam lemah H2XO3dan asam kuat H2XO4. Bagaimanakah konfigurasi elektronik yang paling luar dari unsur X tersebut?

A. s2p2 B. s2p3 C. s2p4

D. s2p5 E. s2p6

(l)

10. Berdasarkan reaksi berikut ini :

KIO3(aq) + 5KI(aq) + 6H+(aq) 3I2(aq) + 6K+(aq) + 3H2O(l): Berapa mol iodine yang dapat diperoleh dari 1/6 mol Kalium iodat(V) ?

A. 1 mol B. 0,75 mol C. 0,50 mol D. 0,25 mol E. 0,20 mol

11. Dari data berikut ini pada 25°C,

2 NOCl(g)→ 2 NO(g)+Cl2 (g) H0= +75.56 kJ 2 NO(g)+ O2(g) → 2 NO2(g) ∆H0= –113.05 kJ 2 NO2(g)→ N2O4(g) ∆H0= –58.03 kJ

(8)

Berapa nilai ∆H0pada 25°C untuk reaksi berikut ini: N2O4(g)+ Cl2(g) → 2 NOCl(g) + O2(g)

A.

+95,52 kJ

B.

+299 kJ

C.

–186.8 kJ

D.

-85,52 kJ

E.

–246.65 kJ

12. Uap hidrogen dan iodine berada dalam kesetimbangan dengan hidrogen iodida di dalam ‘gas syringe’pada temperatur konstan: H2+ I2 2HI,

Yang manakah berikut ini akan bertambah besar bila tekanan dinaikkan pada temperatur konstan? (asumsikan campuran ini bersifat ideal)

A. Energy aktivasi B. perubahan entapi C. nilai Kp

D. tekanan parsial dari HI

E. konstanta laju untuk reaksi ke kanan.

13. Kolam renang umum sering diklorinasi untuk membunuh bakteri. Sebagai suatu alternatif klorinasi, ion perak dapat dipakai dalam konsentrasi tidak lebih dari 10-6 mol dm-3dan tidak kurang dari 10-7 mol dm-3dari ion perak. Yang manakah berikut ini senyawa yang dalam larutan jenuh memberikan konsentrasi ion perak yang dibutuhkan?

Senyawa Hasil kali kelarutan(Ksp)

A. AgBr 5 x 10-13mol2dm-6

B. AgCl 2 x 10-10mol2dm-6 C. AgIO3 2 x 10-8mol2dm-6 D. Ag2CO3 5 x 10-12mol3dm-9 E. Ag2SO4 2 x 10-5mol3dm-9 14. Perhatikan Gambar dibawah ini:

(9)

OSK2012

5

Tentukanlah apa perubahan kondisi dalam reaksi yang menghasilkan kurva II A. Bila digunakan bubuk Zn

B. Pergunakan hanya ½ gram Zn C. Panaskan asam HCl sampai 40oC D. Encerkan asam HCl dengan air. E. Jawaban A, B, C dan D semua betul

15. Perhatikan reaksi yang belum setara berikut ini :

MnO4-(aq)+ H+(aq) + Fe2+(aq)  Mn2+(aq) + Fe3+(aq) + H2O(l) Pernyataan yang benar mengenai reaksi tersebut adalah:

A. MnO4- adalah reduktor dan Fe2+adalah oksidator B. Bilangan oksidasi Mangan berubah dari +2 menjadi +7 C. Fe2+mengambil electron dari MnO4

-D. Besi mengalami reduksi dan MnO4-mengalami oksidasi E. Fe2+merupakan reduktor

16. Bila kedalam larutan alkali dialirkan gas klorin (Cl2), dalam larutan tersebut Cl2 berubah menjadi ion-ion Cl- dan ClO3-. Perbandingan mol ion Cl- dan ion ClO3 -yang terdapat dalam larutan adalah:

A. 1 : 1 B. 2 : 1 C. 3 : 1 D. 5 : 1

E. 7 : 1

17. Molekul atau ion dibawah ini, manakah yang tidak dapat bertindak sebagai basa Lewis? A. Cl– B. CN– C. NH3 D. H2O E. BF3

18. Dalam suatu eksperimen, larutan 50 cm3 0,1 mol dm-3 dari larutan garam logam tertentu secara tepat bereaksi dengan 25 cm3 0,1 mol dm-3 larutan akua natrium sulfit. Persamaan setengah reaksi untuk oksidasi ion sulfit adalah:

SO32-(aq) + H2O(l) SO42-(aq) + 2H+(aq) + 2e-.

Jika bilangan oksidasi awal logam dalam garam ini adalah +3 , berapa bilangan oksidasi yang baru dari logam ini?

A. 0 B. +1 C. +2 D. +3 E. +4

(10)

H H C H H H H H C C C E. D. H H H C C C H H _H C H H

19. Pernyataan yang tidak tepat untuk kedua senyawa alkena berikut ini: CH3– CH2– CH = CH2 dan CH3– CH = CH CH3adalah

A.keduanya mempunyai isomeri geometri B.keduanya dapat berpolimerisasi

C.keduanya bereaksi dengan bromin membentuk 1, 4 dibromobutana D. keduanya bereaksi dengan hidrogen membentuk butane

E. keduanya bereaksi dengan KMnO4dalam suasana alkali membentuk diol 20. Suatu senyawa hidrokarbon X ( Mr = 56 ) ternyata bersifat dapat menghilangkan

warna larutan Br2/CCl4. Senyawa X tersebut adalah.

Jawab: D A. H C C C H H H H H H H B. H H H C C H H C C H H _H

(11)

OSK2012

7

BAGIAN B

Soal-1 (20 poin)

Oksigen dapat dihasilkan dari pemanasan zat kimia yang kaya oksigen, seperti zat padat kalium klorat dengan katalis mangan dioksida.

a) Tuliskan rumus kimia kalium klorat dan Mangan dioksida (2 poin)

b) Tuliskan reaksi pemanasan garam tersebut yang menghasilkan oksigen (2 poin) c) Dari pemanasan 2 g kalium klorat, berapa L oksigen diperoleh jika diukur pada 25oC

dan 1 atm dan reaksi dianggap berlangsung sempurna (4 poin)

Oksigen juga dapat dibuat dari reaksi natrium peroksida dengan air d) Tuliskan reaksi natrium peroksida dengan air (2 poin)

e) Untuk mendapatkan 1 L oksigen pada 25oC 1 atm, berapa banyak natrium peroksida yang diperlukan jika dianggap reaksi penguraian berlangsung sempurna (4 poin) f) Berapa bilangan oksidasi oksigen pada hidrogen peroksida? (1 poin)

Senyawa yang mengandung oksigen disebut oksida

g) Tuliskan reaksi belerang dengan oksigen, oksida apa yang dihasilkan? (2 poin) h) Tuliskan reaksi kalsium dengan oksigen, oksida apa yang terbentuk? (2 poin) i) Oksida mana yang bersifat asam? Buktikan (1 poin)

Jawab:

a. KClO3dan MnO2

b. 2KClO3  2KCl + 3O2 c. O2= 3/2*2/122,5*22,4 L = 0,55L d. 2Na2O2+ 2H2O  4NaOH + O2 e. Na2O2= 2*78/22,4 = 6,96g f. 2- untuk O2 g. S + O2 SO2oksida asam

h. Ca + O2 CaO oksida basa

(12)

Soal-2 (20 poin)

Furan adalah suatu senyawa organik yang berwujud cair pada keadaan standar yang hanya mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pelarut dan bahan baku nilon. Furan mengandung 70,6% karbon dan 5,8% hidrogen.

a. Tentukan rumus empiris furan! (3)

b. Menurut percobaan, massa molekul relatif furan adalah sekitar 70. Tentukan rumus molekul furan! (2)

c. Tuliskan persamaan reaksi, termasuk fasanya, yang menunjukkan reaksi pembentukan furan dari unsur-unsurnya pada keadaan standar!(2)

d. Gunakan persamaan pada (c) dan data perubahan entalpi standar berikut: C(s)→C(g) H0= +717 kJ/mol;

½H2(g)→ H(g) H0= +218 kJ/mol; ½O2(g)→ O(g) H0= +248 kJ/mol

Hitunglah berapa perubahan entalpi reaksi penguraian cairan furan menjadi unsur-unsurnya pada fasa gas! Tuliskan persamaan reaksinya! (4)

e. Furan adalah senyawa organik lingkar lima yang memiliki gugus eter (C-O-C) dan memiliki dua ikatan rangkap. Gambarkan struktur furan!(2)

f. Berdasarkan struktur furan dan data energi ikatan berikut: C-C : 348 kJ/mol; C=C: 612 kJ/mol; C-H: 412 kJ/mol; C-O: 360 kJ/mol; perkirakan perubahan entalpi untuk penguraian gas furan menjadi atom-atomnya pada fasa gas! Tuliskan persamaan reaksinya! (4)

g. Dengan menggunakan jawaban soal (d) dan (f), tentukan perubahan entalpi untuk proses perubahan wujud dari cairan furan menjadi gas furan! Tuliskan persamaan reaksinya! (3)

Jawab:

a. % berat O = 100(-70,6 +5,8) = 23,6 %

C : H : O= 70,6/12 : 5,8/1 : 23,6/16 = 5,9 : 5,8 : 1,475 = 4 : 4 : 1 Rumus empiris furan = C4H4O

b. berat molekul = 4(12) +4(1)+ 16 = 68 Rumus molekul furan =(C4H4O)n

n =68/70 = ~1

Rumus molekul furan = C4H4O

(13)

OSK2012

9

d. Reaksi: C4H4O(l)→ 4C(g) + 4H(g) + O(g), H0= +4050 kJ/mol

e. Struktur furan:

O

f. Reaksi: C4H4O(g)→ 4C(g) + 4H(g) + O(g), H0= +3940 kJ/mol

g. Reaksi: C4H4O(l)→ C4H4O(g),฀H0= +111 kJ/mol

Soal 3 (9 poin)

Nilai pH darah dalam tubuh manusia dijaga dalam rentang yang sempit yaitu dari 7,35 hingga 7,45 oleh sistem buffer alami yang terdiri dari asam karbonat, H2CO3(aq) dan ion hidrogenkarbonat, HCO3-(aq)

a. Larutan buffer yang konsentrasi H2CO3(aq) dan HCO3-(aq) sama, mempunyai pH = 6,10. Hitunglah konstanta dissosiasi, Ka, untuk H2CO3(aq). (2 poin)

b. Hitunglah rasio (perbandingan) konsentrasi HCO3-(aq) dan H2CO3(aq) dalam darah pada pH = 7,40 (3 poin)

c. Apakah pH darah seseorang naik ataukah turun selama kerja fisik? Jelaskan jawaban anda! (2 poin)

d. Jelaskan dengan singkat mengapa dalam sistem buffer H2CO3(aq)/HCO3-(aq) dapat menjaga pH darah. (2 poin)

Jawab:

a. Ka= 7,94 x 10-7mol dm-3.

b. 20

c. Naik, karena kerja menghasilkan CO2, kadar H2CO3turun kadar basa relatif tetap

sehingga pH naik.

d. Perubahan baik oleh pengenceran, penambahan sedikit asam atau basa dalam persamaan fungsi logaritma pengaruhnya kecil, sehingga perubahan pH yang relatif kecil dapat diabaikan.

Soal-4

(Total: 20 poin)

Ketika natrium etanoat (CH3CO2Na) dilarutkan dalam air, terjadi reaksi kesetimbangan sebagai berikut:

CH3CO2-(aq) + H2O(l)⇌ CH3CO2H(aq) + OH-(aq)

Larutan natrium etanoat 0,01 M memiliki pH = 8,87.

(14)

b. Hitung pula konsentrasi OH-dalam larutan! (2 poin) c. Hitung konsentrasi asam etanoat dalam larutan! (2 poin)

d. Tentukan tentukan tetapan disosiasi asam, Ka, untuk asam etanoat! (4 poin) e. Hitung massa (dalam gram) natrium etanoat yang harus ditambahkan ke

dalam 1 L larutan asam etanoat 0,10 M (dengan nilai Kayang diperoleh dari jawaban soal (d). Jika tidak diperoleh jawaban pada (d), gunakan nilai Ka asam etanoat= 2x10-5) untuk menghasilkan larutan bufer (penyangga) dengan pH 4,7! (4 poin)

f. Gambarkan struktur molekul asam etanoat! (2 poin)

g. Jika asam etanoat direaksikan dengan isopropil alkohol (isopropanol), gambarkan struktur produk yang terbentuk dan tuliskan nama IUPAC-nya! (3 poin)

Jawab

:

a. [H

+

] = 10

8,87

= 1,35 x 10

9

M

b. [OH



] = K

w

/[H

+

] = 10

14

/1,35 x 10

9

M = 7,41 x 10

6

M

/5,49 x 10

9

= 1,82 x 10

6

e. Jika menggunakan nilai K

a

= 1,82 x 10

6

, maka:

pH = pK

a

+ log[ CH

3

CO

= mol CH

3

CO

2

Na = 0,0091 mol

Maka massa natrium etanoat = 0,0091 mol x 82 g/mol = 0,7462 g

Dengan cara yang sama, jika digunakan nilai K

a

asam etanoat= 2x10

5

, maka [

CH

3

CO

2

] = 0,1 M, sehingga dalam 1 L larutan terdapat mol CH

3

CO

2

= mol

(15)

OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012

SELEKSI KABUPATEN / KOTA

JAWABAN

(DOKUMEN NEGARA)

UjianTeori

Waktu: 100 menit

Kementerian Pendidikan Nasional Dan Kebudayaan

Direktorat Jenderal

Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas

2012

Dapatkan soal-soal lainnya di http://forum.pelatihan-osn.com

(16)

Petunjuk

TOTAL = 98 poin

(17)

(18)

Tetapan dan rumus berguna

Temperatur K =

O

C + 273,15

R= 8,314 J.K-1.mol-1

(19)

OSK2012 1

BAGIAN A

Pilih Jawaban Yang paling Tepat (40 poin)

1. Anda sedang melakukan identifikasi Isotop unsur X. Unsr X tersebut ternyata mempunyai 2 jenis isotop yaitu 378X dengan massa 377,99 amu dan 383X dengan massa 382,98 amu.Bila massa rata rata unsur X adalah 379,64 amu, tentukanlah komposisi kelimpahan isotop unsur X tersebut.

A. 378X = 70,9 % ; dan383X = 29,1% B. 378X = 66,9 % ; dan383X = 33,1%

C. 378X = 56,7 % ; dan383X = 43,3 % D. 378X = 48,6 % ; dan383X = 51,4%. E. 378X = 39,4 % ; dan383X = 60,6%

2. Suatu wadah kaleng aerosol kosong pada 25 ºC mengandung gas dengan tekanan 760 mm Hg. Bila kaleng kosong tersebut dilemparkan kedalam api yang temperaturnya 475 ºC, berapa tekanan gas dalam kaleng panas tersebut?

A. 1,44 x 104 atm B. 1 9 , 0 a t m C. 2 , 5 1 a t m D. 0 , 3 9 8 a t m E. 5,26 x 10- 2 atm

3. Berapa banyak gas O2 yang dapat dibentuk dari 48 g ozon (O3) yang dapat dibentuk dari 48 g oksigen, O2, ?

A. 1,00 mol B. 2,00 mol C. 1,25 mol D. 2,5 mol E. 1,50 mol

4. Perak (nomor atom = 47), yang merupakan logam yang sangat diminati untuk sintesis nanokristal, mempunyai dua isotop alami: perak-107 dan perak-109. Kelimpahan relatif dari dua isotop ini adalah 51,84% atom untuk 107 dan 48,16% atom untuk perak-109.

Jumlah proton, neutron dan elektron untuk kation107Ag2+ adalah: Proton neutron elektron

A. 47 62 45

B. 47 61 46

C. 47 60 45

D. 47 62 47

(20)

5. Konfigurasi elektronik berikut manakah yang menggambarkan suatu unsur yang membentuk ion sederhana dengan muatan -3?

A. 1s22s22p63s23p1.

B. 1s22s22p63s23p3.

C. 1s22s22p63s23p63d14s2. D. 1s22s22p63s23p63d34s2. E. 1s22s22p63s23p63d74s2. 6. Spesi ion 17₈

O

2_mengandung

A. 8 proton dan 8 elektron B. 8 proton dan 10 elektron

C. 8 proton dan 8 netron D. 9 netron dan 8 elektron E. 6 proton dan 10 elektron

Jawab: B

8. Berikut ini adalah konfigurasi unsur X dan Z: X 1s22s22p3

Z 1s22s22p63s23p4

Mengenai X dan Z yang manakah pernyataan yang benar?

A. X dan Z keduanya mudah membentuk ion negative (anion)

B. X membentuk anion dan Z hanya membentuk ion positif (kation). C. X membentuk kation dan Z hanya membentuk anion

D. X dan Z keduanya mudah membentuk kation

(21)

OSK2012 3

9. Berikut ini, senyawa manakah yang mempunyai ikatan hidrogen: A. CH3Cl

B. CH4 C. CH3OCH3 D. HCl

E. NH3

10. Dari spesi molekul dibawah ini, manakah yang diramalkan titik didihnya paling tinggi?

A .

CH2Cl2 (l)

B .

CH4 (l)

C .

Br2 (l)

D .

HF(l)

E .

HCl(l)

11. Susunlah senyawa berikut ini berdasarkan bertambahnya kelarutan dalam air: KCl, CH3CH2COOH, CH3CH2CH3, CH3CH2CH2OH, dan CH3C(O)CH3

A.

KCl < CH3CH2COOH < CH3CH2CH3< CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3

B.

KCl < CH3CH2CH2OH < CH3CH2CH3< CH3CH2COOH < CH3C(O)CH3

C.

CH3CH2CH3< KCl < CH3C(O)CH3< CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH

D.

CH3CH2COOH < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3< CH3CH2CH3< KCl

E.

CH3CH2CH3< CH3C(O)CH3< CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH < KCl

12. Berikut ini diberikan perubahan entalpi standar (ΔH) untuk dua reaksi dalam persamaan berikut:

2Fe(s)+ 3/2 O2(g) Fe2O3(s) ΔH = -822 kJ mol-1 C(s)+ ½ O2(g) CO(g) ΔH = -110 kJ mol-1 Berapakah perubahan etalpi standar untuk reaksi berikut:

Fe2O3(s)+ 3C(s) 2Fe(s)+ 3CO(g) A. -922 kJ mol-1

B. -712 kJ mol-1 C. -492 kJ mol-1 D. +492 kJ mol-1 E. +712 kJ mol-1

13. Kedalam suatu contoh air sungai ditambahkan sejumlah asam klorida, kemudian diikuti dengan penambahan larutan barium nitrat. Ternyata hasilnya adalah suatu endapan putih. Kesimpulannya adalah bahwa didalam air sungai tersebut terdapat ion:

A. Kalsium B. Magnesium C. Klorida D. Karbonat E. Sulfat

(22)

14. Reaksi kesetimbangan dibawah ini berada dalam suatu wadah tertutup. Manakah yang kesetimbangannya tidak dipengaruhi oleh perubahan tekanan dalam sistem?

A. CH3OH(l) CO(g)+ 2 H2(g) B. 4 HCl(g)+ O2(g)2 H2O(l)+ 2 Cl2 C. NH4NO2(s) N2(g)+ 2 H2O(g) D. 4 NH3(g)+ O2(g) 2 N2(g) + 6 H2O(g) E.Fe3O4(s)+ H2(g) 3 FeO(s)+ H2O(g)

15. Pada suhu 700 K terjadi reaksi kesetimbangan:

2 CO(g)+ H2O CO2(g)+ H2(g)dengan nilai Kp= 0,9,99. Nilai Kcuntuk reaksi tersebut adalah:

A. 0,11 B. 0,99 C. 9,99 D. 11,0 E. 110

16. Kedalam larutan yang mengandung ion etanadioat C2O42- , dalam suasana asam ditambahkan sejumlah larutan KMnO4, dan terjadi reaksi sebagai berikut :

2 MnO4-(aq)+ 5 C2O42-(aq)+ 16H+(aq) 2 Mn2+(aq)+ 10 CO2(g) + 8 H2O( l )

Berapa volume larutan KMnO4 0,02 mol/L yang dibutuhkan untuk mengoksidasi sempurna larutan yang mengandung 0,001 mol garam KHC2O4– H2C2O4?

A. 20 cm3 B. 40 cm3 C. 50 cm3 D. 125 cm3 E. 250 cm3

17. Grafik menunjukkan perubahan pH bila asam 0,10 mol dm-3 secara gradual ditambahkan ke basa/alkali 0,10 mol dm-3.

7 14 pH

(23)

OSK2012 5 Alkali asam A. Ba(OH)2 CH3CHO2H B. Ba(OH)2 H3PO4 C. Ca(OH)2 H2SO4 D. NaOH H2SO4 E. NaOH CH3CO2H

18. Senyawa berikut ini, manakah yang didalam air memberikan sifat basa yang paling kuat? A. CH3CH2CHO B. CH3CH2CH2OH C. CH3CH2CO2H D.CH3CH2CH2NH2 E. CH3C≡CH

19. Senyawa yang bukan merupakan isomer dari siklopentana adalah: A. Pentena-2

B. 2-metil butana

C. 2-metil butena-2 D. 1-etil siklopropana E. 4-metil butena-2

20. Tentukan produk utama yang akan diperoleh bila etanol dipanaskan dengan H2SO4: A. etana

B. etena C. etuna

D. etilsulfat E. salah semua

(24)

BAGIAN B

Soal-1 ( Total 20 poin)

Suatu sampel garam rangkap X mengandung air hidrat. Jika 0,392 g X dilarutkan dalam air dihasilkan larutan berwarna hijau sangat muda. Ke dalam larutan ini ditambahkan larutan barium klorida menghasilkan endapan putih Y sebanyak 0,466 g. Endapan putih ini sukar larut dalam asam. Endapan ini dipisahkan dari larutannya dan ke dalam larutan tersebut ditambahkan basa berlebih dan dididihkan. Reaksi ini menghasilkan gas Z dengan volume 46,7mL (diukur pada 20oC dan 1,03 atm) dan endapan hidroksida berwarna hijau. Ketika dibiarkan di udara terbuka endapan ini berubah menjadi kuning kecoklatan. Gas Z berbau tajam dan dapat diserap dalam larutan asam sulfat.

a) Tuliskan rumus kimia endapan Y dan persamaan reaksinya (3 poin) b) Tuliskan rumus kimia gas Z dan persamaan reaksinya (3 poin) c) Ion logam apa yang ada dalam X? Jelaskan persamaan reaksinya (3 poin) d) Tuliskan rumus kimia garam X! (6 poin)

e) Berapa air kristal yang terkandung pada senyawa X? Buktikan (5 poin)

Jawab:

a) Y = BaSO4, Ba2++ SO42-BaSO4(s)

(Y =0,466/233 mol ~0,002 mol) b) Z = NH3, NH4++ OH- NH3(g) + H2O

(Z=1,03*0,0467/0,082*293 ~ 0,002 mol)

c) Fe(II), Fe2++ 2OH- Fe(OH)2(s)hijau + O2Fe(OH)3(s) kuning coklat

d) X = Fe(NH4)2(SO4)2xH2O

e) Air kristal = 6, karena Mr X =392, Mr tanpa air kristal = 284

Soal 2.

(Total: 11 poin)

Iso-oktana atau 2,2,4-Trimetilpentana adalah hidrokarbon dengan rumus molekul C8H18dan merupakan komponen penting dalam bahan bakar bensin.

a.

Tuliskanlah rumus bangun iso-oktana (2 poin).

Sebuah mobil menggunakan bahan bakar 100 % iso-oktana yang densitasnya 0,79 g/mL. Mobil tersebut dapat menempuh jarak 8 km /liter iso-oktana. Mobil tersebut mendapatkan energi dengan melakukan pembakaran sempurna iso-oktana cair dan menghasilkan gas CO2dan uap H2O.

(25)

OSK2012 7

Diberikan data entalpi pembentukan standard (Hof) senyawa berikut ini:

Senyawa Ho f (kJ/mol) Masa molar (g/mol) Iso-oktana, C8H18 (l) -255,1 114 CO2 (g) -393,5 44 CO(g) -110,5 28 H2O(g) -241,8 18 H2O(l) -285,8 18 O2 (g) 0 32

Berdasarkan data entalpi pembentukan standard (Hof) tersebut maka:

b.

Tuliskan reaksi pembakaran sempurna iso-oktana dalam mesin mobil tersebut. (2 poin)

c.

i. Tentukanlah entalpi pembakaran 1 mol iso-oktana dalam keadaan standard (2 poin).

ii. Tentukanlah berapa kJ entalpi pembakaran untuk 1 liter oktana. (3 poin).

d.

Berapa volume gas CO2 yang dibebaskan keudara bila mobil tersebut telah menempuh jarak 100 km.

(Pada kondisi tersebut volume molar gas = 22,5 L/mol). (2 poin)

Jawab:

a. Rumus bangun:

(2 poin)

b. Reaksi pembakaran sempurna iso-oktana:

2 C8H18 (l)+ 25 O2 (g) 16 CO2 (g)+ 18 H2O(g) (2 poin)

c. i. Standar Entalpi pembakaran 1 mol iso-oktana (Hoc):

Ho

c = [{16(-393,5) + 18(-241,8)} – {2(-255,1) + 25(0)}]/ 2 mol

= {(-6296 - 4352,4) – (-510,2 + 0)}/2 mol

= (-10648,4 + 510,2 )/2 mol = -10138,2 kJ/2 mol = - 5069,1 kJ/mol (2 poin)

(26)

ii.Hopembakaran 1 L C8H18 (l):

1 L C8H18 (l)= 1000 mL x 0,79 g/mL = 790 g C8H18

= 790/114 = 6,93 mol C8H18

Ho

pembakaran 1 L C8H18 (l)= 6,93 mol x (- 5069,1 kJ/mol)

= - 35118,86 kJ (3 poin)

d. Volume gas CO2 setelah menempuh jarak 100 km:

Volume CO2yang dibebaskan = (100/8) x (16/2) x 6,93 mol x 22,5 L

= 15592,5 L CO2 (2 poin)

Soal-3

(7 Poin)

d. Jelaskan dengan singkat mengapa dalam sistem buffer H2CO3(aq) / HCO3 -(aq) dapat menjaga pH darah. (1 poin)

Jawab:

a. Ka= 7,94 x 10-7mol dm-3.

b. 20

sehingga pH naik.

Soal-4 (Total 20 poin)

Amonia adalah gas yang mudah larut dalam air menghasilkan basa lemah, tetapan basa Kb = 1,8 x10-5

a) Tuliskan rumus molekul amonia (1 poin)

b) Tuliskan reaksi amonia dalam air yang menghasilkan basa (1 poin)

(27)

OSK2012 9

Jika 5 mL amonia 10% tersebut dimasukkan dalam labu takar 100 mL dan diencerkan dengan air sampai tepat 100 mL

e) Berapa konsentrasi amonia yang dinyatakan dalam M? (2 poin) f) Berapa pH larutan encer tersebut? (2 poin)

g) Jika 25 mL larutan basa encer ini dicampur dengan 5 mL HCl 0,1M, campuran larutan ini disebut apa? berapakah pH larutan campuran tersebut? (2 poin) h) Jika 5 mL larutan basa encer ini dicampur dengan 25 mL HCl 0,1M berapakah pH

larutan campuran tersebut? (3 poin)

i) Berapa mL HCl yang diperlukan agar tepat bereaksi dengan 10 mL amonia encer tsb? (3 poin) Jawab: a. NH3 b. NH3+ H2ONH4++ OH -c. [NH3] = 100/17M = 5,88M d. pH = 12 e. 0,294M f. pH = 11,4 g. Buffer pH =3,6

h. Kelebihan asam pH =- log 1,03/30 = 1,5 i. 29,4 mL

(28)

OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012

SELEKSI KABUPATEN / KOTA

JAWABAN

(DOKUMEN NEGARA)

UjianTeori

Waktu: 100 menit

Kementerian Pendidikan Nasional Dan Kebudayaan

Direktorat Jenderal

(29)

OSK2012 ii

Petunjuk

TOTAL = 98 poin

(30)

(31)

OSK2012 v

Tetapan dan rumus berguna

Temperatur K =

O

C + 273,15

R= 8,314 J.K-1.mol-1

25oC Kw= 1,0x10

(32)

BAGIAN A

Pilih Jawaban Yang paling Tepat (40 poin)

1. Berapa densitas gas Xe (MW=131,3 g/mol) dalam wadah 1,0 L pada 100oC dan tekanan 2,0 atm? A. 0.065 g/L B. 0.65 g/L C.8.6 g/L D. 15.4 g/L E. 131 g/L

2. Berapa banyak ozon, O3, yang dapat dibentuk dari 48 g oksigen, O2? A.1,00 mol

B. 2,00 mol C. 1,25 mol D. 2,5 mol E. 1,50 mol

3. Reaksi pembentukan urea dari gas CO2dan NH3: CO2 (g)+ 2 NH3 (g)  CO(NH2)2 + 2 H2O

Hitunglah berapa total volume CO2 dan NH3 pada 200,0 atm dan 450°C yang dibutuhkan untuk menghasilkan 2,50x103 g urea. Masa molar urea adalah 60,06 g/mol. A. 54,2 liter B. 40,8 Liter C. 37,1 Liter D. 33,6 Liter E. 25,6 Liter

4. Konfigurasi elektron dari ion S2- adalah (nomor atom S = 16): A. 1s22s22p63s23p5

B. 1s22s22p63d10 C. 1s22s22p6

D. 1s22s22p63s23p63d10 E.1s22s22p63s23p6

5. Mengenai atom B (Z=5) berikut ini, manakah pernyataan yang benar A.Elektron velensi =3; elektron tunggal=1

B. Elektron valensi=3; elektron tunggal=3 C. Elektron valensi=1; elektron tunggal=1 D. Elektron valensi=2; elektron tunggal=1 E. Elektron valensi=5; elektron tunggal=3

(33)

OSK2012 2

C. Radius P3-> N3-> S=> F -D.Radius P3-> S=>N3-> F

-E. Radius N3->S2-> F-> P

3-7. Konfigurasi elektronik ion G2+adalah 1s22s22p6 dan unsur L adalah1s22s22p63s23p5. Formula senyawa yang paling mungkin terbentuk antara unsur G dan L adalah:

A.GL

B. GL2 C. G2L D. G2L3 E. G2L5

8. Dari kelompok senyawa berikut ini, manakah yang tidak mematuhi aturan oktet: A. NH3, PH3, SO3

B. NO2-, SO32-, SCN -C. H2O, CH2Cl2, CO2 D. HOCl, Cl2CO, N2H4 E.BF3, SF4, ICl3

-9. Reaksi dibawah ini, yang entalpi pembentukan senyawa (Hf) dan juga entalpi reaksi (Hr) adalah: A. 2Al(s)+ 3Cl2 (g) 2AlCl3 (g) B. N2 (g)+ 3H2 (g) 2NH3 (g) C. 2 C(s) + O2 (g) 2CO(g) D.C(s) + O2 (g) CO2 (g) E. 2S(s)+ 3O2 (g) 2SO3 (g)

10. Berikut ini, manakah diagram orbital yang benar untuk atom7N dalam keadaan dasar:

(34)

Jawab: B

12. Dari spesi molekul dibawah ini, manakah yang diramalkan titik didihnya paling tinggi?

A .

CH2Cl2 (l)

B .

CH4 (l)

C .

Br2 (l)

D .

HF(l)

E .

HCl(l)

13. Tentukanlah spesi dibawah ini YANG PALING MUDAH LARUT dalam propana cair, CH3CH2CH3(l):

A.

CH3CH2CH2CH3 ( l )

B.

CH3CH2CH2CH2Cl( l )

C.

CH3CH2CH2CH2OH(l )

D.

CH3CH2CH2COOH(l )

E.

H2O( l )

14. Berikut ini, manakah reaksi oksidasi-reduksi. ? I. PCl3 (l ) + Cl2 ( g )



PCl5( l )

II. Cu(s) + 2 AgNO3(aq) -



Cu(NO3)2(aq) + 2 Ag(s) III. H2CO3(aq)+ 2 LiOH(aq) Li2CO3(aq)+ 2 H2O(l)

IV. FeCl2(aq) + 2 NaOH(aq) -Fe(OH)2(s) + 2 NaCl(aq) A. III

B. I dan II

C. I d a n V D. I, II, dan III

(35)

OSK2012 4

15. Kedalam larutan garam X ditambahkan larutan encer asam klorida dan ternyata garam tersebut larut dan terbentuk gas dan bila gas tersebut dialirkan kedalam larutan kalsium hidroksida dihasilkan larutan yang keruh. Setelah reaksi berhenti, kemudian kedalam larutan ditambahkan ditambahkan larutan amonium sullfat, dan ternyata dihasilkan endapan berwarna putih.Garam X tersebut adalah:

A. BaSO4 B.BaCO3

C. Cu(NO3)2 D. CaCl2 E. KBr

16. Magnesium oksida (MgO) adalah oksida tahan panas dan dipakai untuk pembuatan tungku peleburan logam. Magnesium oksida tersebut dapat diperoleh dari air laut (mengandung MgCl2) dengan cara menambahkan sejumlah larutan kalsium hidroksida dan terbentuk endapan sesuai reaksi:

Ca(OH)2(aq)+ MgCl2(aq) Mg(OH)2(s)+ CaCl2(aq)

Magnesium hidroksida kemudian disaring , kemudian dipanggang membentuk magnesium oksida. Berikut ini, manakah perbedaan antara kalsium dan magnesium yang dapat menjelaskan mengapa terbentuk magnesium hidroksida?

A. Magnesium kurang elektropositif daripada kalsium

B. Magnesium lebih rendah reaktivitasnya daripada kalsium dalam golongannya C. Perubahan entalpi hidrasi Mg2+kurang eksotermik daripada Ca2+

D. Hasil kali kelarutan (Ksp) Mg(OH)2lebih rendah daripada Ca(OH)2

E. Besaran energi kisi Mg(OH)2lebih kecil daripada Ca(OH)2.

17. Anda diberikan tiga larutan berbeda, asam format (Ka= 1,7 x 10-4), fenol (Ka=1,3 x 10-10), dan asam asetat (Ka = 1,8 x 10-5), yang masing masing konsentrasi molarnya sama. Pilihlah urut urutan berikut ini berdasarkan persen disosiasi pada kesetimbangan.

A. Asam format < Fenol < Asam asetat B. Asam format < Asam asetat < Fenol C. Asam asetat < Asam format < Fenol

D. Fenol < Asam asetat < Asam format

E. Tidak ada jawaban yang benar

18. Dalam reaksi berikut ini:

XeF2+ BrO3-+ H2OXe + 2 HF + BrO4 -Manakah pernyataan yang benar?

A. xenon dioksidasi, oksgen direduksi. B. xenon direduksi, bromine dioksidasi. C. fluorine direduksi, bromine dioksidasi. D. xenon direduksi, fluorine dioksidasi E. bromine direduksi, xenon dioksidasi.

(36)

19. Tentukan senyawa yang merupakan isomer dari aseton. A. Propil alkohol

B. Propanon C. Propion aldehid

D. Asetaldehid E. Metil etil eter.

20. Untuk mengdentifikasi senyawa alkena sering dilakukan dengan menggunakan pereaksi: A. HCl B. HBr C. H2SO4 D. Br2/CCl4 E. Cl2/CCl4

(37)

OSK2012 6

BAGIAN B

Soal 1: (9 poin)

Suatu senyawa tak dikenal yang mengandung unsur C, H dan Cr mempunyai formula CxHyCrz dan larut dalam pelarut kloroform (CHCl3). Komposisi unsurnya dianalisis dengan membakar sejumlah senyawa tersebut. Gas CO2 dan uap H2O hasil pembakaran ditampung dan ditentukan kandungan C dan H. Massa molar senyawa tersebut ditentukan dengan menggunakan metoda pengukuran tekanan osmosa larutan zat tersebut dalam pelarut kloroform. Diperoleh data sebagai berikut:

-Senyawa tersebut, persentase berat unsurnya mengandung 73,94 % C dan 8,27 % H; sisanya adalah kromium.

-Pada temperatur 25 oC, tekanan osmosa larutan yang mengandung 5,00 mg zat tak dikenal tersebut dalam 100 mL kloroform menghasilkan tekanan 3,17 mm Hg.

Bila Diketahui: tetapan Gas universal, R = 0,082507 L.atm.K-1.mol-1= 8,314510 J.K-1; 1atm = 760 mm Hg = 760 torr; 0 K = -273,15oC.

Massa molar: Cr = 52,0 g/mol; C =12,0 g/mol; H=1,0 g/mol

Tentukanlah:

a. Rumus empiris senyawa (3 poin) b. Massa empiris senyawa (1 poin) c. Massa molar senyawa (3 poin) d. Rumus molekul senyawa (2 poin)

JAWAB SOAL 1. (9 poin)

a. % Cr = (100-73,95- 8,27) = 17,78 % Perbandingan mol C : H : Cr = 6,165:8,27:0,342 52 78 , 17 : 0 , 1 27 , 8 : 12 98 , 73  = 18,02 : 24,18 : 1 = 18 : 24 : 1

Formula empiris adalah : C18H24Cr (3 poin)

b. Massa empiris = (18x12) + (24x1) + ( 1x52) = 216 + 24 + 52 = 292 (1 poin)

(38)

K ) 25 15 , 273 ( mol . K . atm . L . 082507 , 0 1000 100 M g 10 5 atm 760 17 , 3 _  3 _ 1 1_ _ M= mol g 295 mol g 88 , 294 mol 17 , 3 100 15 , 298 082507 , 0 1000 10 5 760 3          

Massa molar = 295 g/mol (4 poin)

d. Formula = (C18H24Cr)n 292 x n =295 n 1

Formula molekul = C18H24Cr (2 poin)

Soal-2 (Total: 20 poin)

Amonia adalah gas yang mudah larut dalam air menghasilkan basa lemah, tetapan basa Kb = 1,8 x10-5

a) Tuliskan rumus molekul amonia (1 poin)

b) Tuliskan reaksi amonia dalam air yang menghasilkan basa (1 poin)

c) Jika diketahui larutan amonia 10% massa dengan densitas ~1 berapa konsentrasi amonia(Mol/Liter) yang terkandung dalam 10 mL larutan tersebut? (4 poin)

d) Berapakah pH larutan amonia ini? (2 poin)

Jika 5 mL amonia 10% tersebut dimasukkan dalam labu takar 100 mL dan diencerkan dengan air sampai tepat 100 mL

e) Berapa konsentrasi amonia yang dinyatakan dalam M? (2 poin) f) Berapa pH larutan encer tersebut? (2 poin)

g) Jika 25 mL larutan basa encer ini dicampur dengan 5 mL HCl 0,1M, campuran larutan ini disebut apa? berapakah pH larutan campuran tersebut? (2 poin) h) Jika 5 mL larutan basa encer ini dicampur dengan 25 mL HCl 0,1M berapakah pH

larutan campuran tersebut? (3 poin)

i) Berapa mL HCl yang diperlukan agar tepat bereaksi dengan 10 mL amonia encer tsb? (3 poin)

Jawab

(39)

OSK2012 8

e. 0,294M f. pH = 11,4 g. Buffer pH =3,6

h. Kelebihan asam pH =- log 1,03/30 = 1,5 i. 29,4 mL

Soal 3 (9 poin)

d. Jelaskan dengan singkat mengapa dalam sistem buffer H2CO3(aq)/HCO3-(aq) dapat menjaga pH darah. (2 poin)

Jawab:

a. Ka= 7,94 x 10-7mol dm-3.

b. 20

sehingga pH naik.

Soal-4 (Total: 20 poin)

Garam natrium etanoat (CH3CO2Na) bila dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi kesetimbangan sebagai berikut:

CH3CO2-(aq) + H2O(l)⇌ CH3CO2H(aq) + OH-(aq)

Bila larutan natrium etanoat 0,01 M tersebut memiliki pH = 8,87, maka: a. Hitung konsentrasi H+dalam larutan! (3 poin)

b. Hitung pula konsentrasi OH-dalam larutan! (2 poin)

c. Hitung konsentrasi asam etanoat dalam larutan! (2 poin)

d. Tentukan tentukan tetapan disosiasi asam, Ka, untuk asam etanoat! (4 poin) e. Hitung massa (dalam gram) natrium etanoat yang harus ditambahkan ke dalam 1 L

larutan asam etanoat 0,10 M (dengan nilai Ka yang diperoleh dari jawaban soal (d). Jika tidak diperoleh jawaban pada (d), gunakan nilai Kaasam etanoat= 2x10฀5) untuk menghasilkan larutan bufer (penyangga) dengan pH 4,7! (4 poin)

(40)

f. Gambarkan struktur molekul asam etanoat! (2 poin)

g. Jika asam etanoat direaksikan dengan isopropil alkohol (isopropanol), gambarkan struktur produk yang terbentuk dan tuliskan nama IUPAC-nya! (3 poin)

Jawab Soal 3:

a. [H+] = 10-8,87= 1,35 x 10-9M

b. [OH-] = Kw/[H+] = 10-14/1,35 x 10-9M = 7,41 x 10-6M

c. [CH3CO2H] = [OH-] = 7,41 x 10-6M

d. Dari persamaan kesetimbangan di atas diperoleh:

Kb≈[CH3CO2H][OH-]/[ CH3CO2-] = (7,41 x 10-6)2/(0,01) = 5,49 x 10-9

Ka= Kw/Kb= 10-14/5,49 x 10-9= 1,82 x 10-6

e. Jika menggunakan nilai Ka= 1,82 x 10-6, maka:

pH = pKa+ log [CH3CO2- ]/[CH3CO2H]

4,7 = 5,74 + log [CH3CO2-]/(0,1) -1,04 + log(0,1) = log[CH3CO2-]

log[ CH3CO2-] = -2,04 [CH3CO2-] = 0,0091 M.

Dalam 1 L larutan maka mol CH3CO2-= mol CH3CO2Na = 0,0091 mol

Maka massa natrium etanoat = 0,0091 mol x 82 g/mol = 0,7462 g

Dengan cara yang sama, jika digunakan nilai Ka asam etanoat= 2x10-5, maka

[CH3CO2-] = 0,1 M, sehingga dalam 1 L larutan terdapat mol CH3CO2- = mol

CH3CO2Na = 0,1 mol. Maka massa natrium etanoat = 0,1 mol x 82 g/mol = 8,2 g

f. asam etanoat

C H₃C

O

OH

g. (1-metil)etil etanoat atau isopropil etanoat

C H₃C O O CH CH₃ CH₃