Waktu : 180 menit
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
TAHUN 2014
BIDANG KIMIA
SOAL UJIAN
SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014
TINGKAT PROVINSI
HAK CIPTA
OSP-2014 ii
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. 30 soal pilihan Ganda @ 3 poin = 90 poin jawaban benar = 3 poin
jawaban salah = -1 poin tidak menjawab = 0 poin
B. 7 Nomor soal essay = 141 poin
TOTAL Poin = 231 poin
3. Tidak ada ralat soal
4. Waktu yang disediakan:180 menit
5. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia
6. Jawaban soal essay harus dikerjakan dalam kotak yang tersedia (jawaban tidak boleh tersebar)
7. Diberikan Tabel Periodik Unsur, formula dan tetapan yang diperlukan 8. Diperkenankan menggunakan kalkulator.
9. Tidak diperbolehkan membawa Hand Phone (HP) atau peralatan Komunikasi lainnya 10. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari pengawas.
11. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas.
12. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan.
OSP-2014 iii
Tetapan dan rumus berguna
Tetapan (bilangan) Avogadro NA = 6.022∙10
23 partikel.mol–1
Tetapan gas universal, R
R = 8,314 J.K-1.mol-1 = 8,314 x107 erg. Mol-1.K-1
= 1,987 cal.mol-1.K-1 = 0,082054 L.atm.mol-1.K-1 Tekanan gas 1 Pa = 1 N/m2 = 1 kg/(m.s2) 1 atm. = 760 mmHg = 760 torr = 101325Pa = 1,01325 bar 1 bar = 105 Pa 1 mol gas (STP) 22,4 L Persamaan gas Ideal PV = nRT Tekanan Osmosa pada larutan = M RT
Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada 25oC Kw = 1,0x10-14
Konstanta kesetimbangan dan tekanan
parsial gas Kp = Kc(RT)
∆n
Temperatur dan konstanta kesetimbangan ln 𝐾 =−∆𝐻
𝑜
𝑅 ( 1
𝑇)+ 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 Hubungan tetapan kesetimbangan dan
energi Gibbs G
o = -RT ln K
Energi Gibbs pada temperatur konstan
G
H T S
Kerja maksimum, w w = nRT
Isotherm reaksi kimia G = G + RT∙ln Q
Potensial sel dan energi Gibbs Go = - nFEo
Konstanta Faraday F = 96500 C/mol elektron
Muatan elektron 1,6022 x 10-19 C
Ampere (A) dan Coulomb (C) A = C/det
Reaksi orde pertama: AB
Reaksi orde kedua: AB
Tetapan laju dan temperatur 𝒍𝒏 (
𝒌𝟐 𝒌𝟏 ) = 𝑬𝒂 𝑹 ( 𝟏 𝑻𝟏 − 𝟏 𝑻𝟐 )
OSP-2014 iv
OSP-2014 1
A. Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat
1. Spesi anion 37Cl- mempunyai:
A. 17 proton, 17 neutron, dan 16 elektron. B. 17 proton, 20 neutron, dan 18 elektron. C. 16 proton, 21 neutron, dan 17 elektron. D. 17 proton, 17 neutron, dan 20 elektron. E. 17 proton, 17 neutron, dan 18 elektron.
2. Sebanyak 3,82 g kalsium sulfit, CaSO3 direaksikan dengan larutan HCl berlebih.
Berapa volume (mL) gas sulfur dioksida, SO2 yang dapat dihasilkan bila tekanan akhir
SO2 adalah 827 mmHg pada temperatur 44,0 °C?
A. 7,39 × 10-4
B. 578 C. 1,00 × 10-3
D. 0,106 E. 761
3. Diberikan data berikut ini pada 25°C,
2 NOCl(g) → 2 NO(g) +Cl2(g), ΔH° = +75,56 kJ
2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g, ΔH° = –113,05 kJ
2 NO2(g) → N2O4(g), ΔH° = –58,03 kJ
Hitunglah ΔH° pada 25°C untuk reaksi berikut ini:
N2O4(g) + Cl2(g) → 2 NOCl(g) + O2(g) A. +95,52 kJ B. –85,52 kJ C. +299 kJ D. –246,65 kJ E. –186,8 kJ
4. Anggaplah bahwa setiap gas bersifat ideal. Hitunglah berapa kerja yang dilakukan,
dalam joule, untuk perubahan 1,00 mol Ni menjadi Ni(CO)4 pada 75°C seperti reaksi
berikut ini, Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g); Nilai R adalah 8,314 J/mol•K.
A. 8,68 × 103 J
B. -8,68 × 103 J
C. 1,80 × 103 J
D. -1,80 × 103 J
E. - 494 J
5. Darah manusia memberikan tekanan osmosis sebesar 7,25 atm pada temperatur tubuh 37°C. Berapa molaritas larutan glukosa intravena (larutan untuk infus) yang dapat
memberikan tekanan osmosis yang sama seperti tekanan darah manusia? A. 0,285 mol/L
B. 0,339 mol/L C. 0,512 mol/L D. 2,467 mol/L E. 3,704 ml /L
OSP-2014 2 6. Muatan formal atom C, O dan Cl yang diberi tanda dari struktur Lewis berikut ini
berturut-turut adalah: A. 0, 0, 0 B. 0, -1, -1 C. +1, -1, 0 D. -1, +1, 0 E. 0, +1, 0
7. Dalam molekul metanol berikut ini, berturut-turut, apa jenis orbital hibrida digunakan untuk atom karbon dan oksigen?
A. sp3 ; dsp2
B. sp2 ; sp3
C. dsp2 ; sp2
D. sp3 ; sp3
E. sp2 ; sp3
8. Dari senyawa berikut ini:
I. CH3CH3
II. CH3CH2CH3
III. CH3CH2NH2
IV. CH3CH2F
Urutkanlah (dari yang paling lemah ke yang paling kuat) berdasarkan kekuatan
interaksi antar-molekulnya.
A. IV < III < II < I B. III < IV < I < II C. II < III < IV < II D. I < II < IV < III E. I < III < II < IV 9. Untuk reaksi : Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2(g)Pada 298 K nilai Kp = 3,1610-3 atm dan pada 500 K Nilai Kp = 1,48x10-3 atm. Pilihlah
pernyataan yang paling benar mengenai reaksi tersebut: A. ∆H reaksi dapat diabaikan
B. Hasil CO2 bertambah bila tekanan sistem dinaikkan
C. Hasil CO2 tidak tergantung temperatur
D. Reaksi tersebut adalah endoterm
OSP-2014 3 10. Garam-garam berikut ini, bila dilarutkan dalam air manakah yang memberikan larutan
dengan pH paling tinggi? A. KI
B. KBr C. KCl D. KF
E. Semua garam di atas
11. Berikut ini manakah reaksi Asam Basa menurut teori Bronsted-Lowry?
A. I, III B. II, III C. I, II, III D. I, III, IV E. I, II, III, IV
12. Reaksi hidrolisis 2-bromo-2-metilpropana [(CH3)3CBr] dalam suasana alkali:
(CH3)3C-Br + OH− (CH3)3C-OH + Br−
Berlangsung 2 tahapan reaksi:
(CH3)3C-Br (CH3)3C+ + Br- (lamban)
(CH3)3C+ + OH- (CH3)3C-OH (cepat)
Persamaan laju reaksi (r) yang sesuai dengan tahapan reaksi di atas adalah: A. r = k [OH-]
B. r = k [(CH3)3C-Br]
C. r = k [(CH3)3C-Br]2
D. r = k k [(CH3)3C-Br][OH-]
OSP-2014 4 13. Reaksi redoks berikut ini:
Mnn+
Tl+ + 2Ce4+ Tl3+ + 2Ce3+
Melalui eksperimen, ternyata persamaan hukum lajunya adalah:: Laju = r = k[Ce4+][Mn2+]
Berikut ini adalah usulan mekanisme yang melibatkan ion mangan:
Langkah 1: Ce4+ + Mn2+ Ce3+ + Mn3+
Langkah 2: Ce4+ + Mn3+ Ce3+ + Mn4+
Langkah 3: Tl+ + Mn4+Tl3+ + Mn2+
Manakah Ion mangan yang berperan sebagai katalis dari informasi di atas? A. Mn4+
B. Mn3+
C. Mn2+
D. Semua ion Mangan di atas.
E. Tidak cukup informasi untuk menjawab pertanyaan tersebut
14. Dari diagram energi reaksi berikut ini (energi bebas Gibbs), manakah yang nilai tetapan kesetimbangan, K, sama dengan SATU?
A. hanya I B. hanya II C. hanya III D. I dan III
E. Semua jawaban benar
15. Sejumlah arus yang sama dialirkan melalui KCl cair dan Al2O3 cair. Dalam sel yang
mengandung KCl, dihasilkan 7,8 g K. Berapakah berat Al yang dihasilkan pada sel yang lain ( Al = 27 ; K = 39 ) A. 5,4 g B. 3,6 g C. 2,7 g D. 1,8 g E. 2 g
OSP-2014 5 16. Reaksi berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada sel volta:
3MnO4-(aq) + 24H+(aq) + 5Fe(s) 3Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 12H2O(l)
Setengah reaksi yang terjadi di katoda adalah:
A. MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- Mn2+(aq) + 4H2O(l)
B. 2MnO4-(aq) + 12H+(aq) + 6e- 2Mn2+(aq) + 3H2O(l)
C. Fe(s) Fe3+(aq) + 3e
-D. Fe(s) Fe2+(aq) + 2e
-E. Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e
-17. Potensial elektroda standar untuk logam X dan Y masing-masing adalah: X2+
(aq) / X(s) ; E = + 0,30 V
Y2+
(aq) / Y(s) ; E = - 0,40 V
Ke dalam masing masing larutan ionnya dicelupkan elektroda masing-masing logam, X dan Y. Manakah yang benar mengenai deskripsi berikut ini ?
Elektroda positif dimana
ion-ion masuk ke dalam larutan E/V
A. X 0,10
B. X 0,70
C. X 0,75
D. Y 0,10
E. Y 0,70
18. Dalam ion kompleks [Cr(H2O)4Cl2]+ apakah ligannya dan berapa bilangan
koordinasinya?
A. Ligan = Cl-, bilangan koordinasi = 2
B. Ligan = H2O, bilangan koordinasi = 4
C. Ligan = H2O dan Cl- , bilangan koordinasi = 6
D. Ligan = H2O dan Cl- , bilangan koordinasi = 8
E. Ligan = H2O, bilangan koordinasi = 12
19. Senyawa kompleks koordinasi berikut ini, manakah yang diharapkan tidak berwarna? A. [Fe(H2O)6]3+
B. [Co(NH3)6]2+
C. [Mn(CN)6]
3-D. [CrCl3(SCN)3]
3-E. [Ag(NO2)2]
-20. Bila sederetan peluruhan 222Rn terjadi dalam 5-langkah, produk akhir adalah 210Pb.
Berapa banyak partikel alfa () dan beta () yang diemisikan dalam sederetan peluruhan ini? A. 2 dan 3 B. 3 dan 2 C. 4 dan 1 D. 1 dan 4 E. Keduanya, B dan C
OSP-2014 6 21. Perhatikan ion organik di bawah ini.
Berikut ini, manakah struktur resonansi yang TIDAK mewakili struktur resonansi yang tepat?
22. Dari resonansi senyawa di bawah ini, tentukan manakah yang bersifat aromatik dan non-aromatik
A. V dan VI non-aromatik, VII dan VIII aromatik B. I dan II aromatik, III dan IV non-aromatik C. I dan II non-aromatik, III dan IV aromatik D. V dan VI aromatik, VII dan VIII not-aromatik E. I dan V non-aromatik, II dan VI aromatik
OSP-2014 7 23. Dari reaksi perpanjangan rantai senyawa hidrokarbon berikut ini, lengkapi
pereaksi-pereaksi yang dibutuhkan:
A. Basa X = NaNH2, NH3, Y = H2O Z = Tautomerisasi keto-enol
B. Basa X = NaNH2,NH3, Y = KOH Z = Isomerisasi
C. Basa X = NaNH2,NH3, Y = KOH/alk Z = Resonansi
D. Basa X = CH3CH2O-, KOH Y = H2O Z = Keto-enol tautomerisasi
E. Basa X = NaOCH3 CH3OH Y = KOH Z = Tautomerisasi keto-enol
24. Jika Senyawa 3-fenil-1-propena di bawah ini direaksikan dengan Cl2,UV maka akan
menghasilkan produk utamanya adalah :
OSP-2014 8 25. Pereaksi apa yang harus ditambahkan agar senyawa 1-fenil -1-propena
menghasilkan produk utamanya adalah 1-fenil-1-kloro propana.
A. HCl, peroksida B. Cl2, H2 . Pt
C. (C). Cl2, UV
D. Cl2, AlCl3
E. (E). HCl, tanpa peroksida
26. Gambarkan senyawa 1,2,4-trimetil sikloheksana berikut dalam konformasi kursi atau perahu. Tentukan konformasi manakah yang paling stabil ?
H CH3 H CH3 H H3C 1 2 4 H C C H CH3 ? H C H2 C CH3 Cl
OSP-2014 9 27. Tentukan urutan kenaikan keasaman dari senyawa berikut:
1. CH2F-CH2-CH2-COOH 2. CH3-CHF-CH2-COOH 3. CH3-CH2-CHF-COOH 4. CH3-CH2CH2-COOH A. 4 > 1 > 2 > 3 B. 1 > 2 > 3 > 4 C. 4 > 3 > 1 > 2 D. 3 > 2 > 1 > 4 E. 2 > 3 > 4 > 1
28. Tentukan urutan berdasarkan kecepatan reaksi pembentukan senyawa ester n-propil asetat berikut : A. 1 > 3 > 2 > 4 B. 3 > 1 > 3 > 4 C. 4 > 2 > 3 > 1 D. 4 > 3 > 2 > 1 E. 1 > 2 > 3 > 4
29. Dari hasil analisa asam amino suatu tetrapeptida dihasilkan asam amino dari alanin (A), glysin (G), fenilalanin (F) dan valin (V) dalam jumlah yang sama. Berapa kombinasi yang dapat dihasilkan dari keempat asam amino (A, G, F dan V) tersebut ?
A. 16 B. 20 C. 24 D. 28 E. 30
30. Di bawah ini merupakan reaksi Hell-Volhard-Zelinsky, yang banyak dipakai untuk menghasilkan asam amino. Produk reaksi ini adalah:
OSP-2014 10
B. Jawablah soal soal berikut dengan singkat dan jelas
Soal 1. Senyawa-senyawa yang mengandung atom H , N dan O (25 poin)
Atom H, N dan O dapat membentuk 5 senyawa A, B, C, D dan E. Data yang dikumpulkan mengenai kelima senyawa itu adalah:
a. Semua senyawa A, B, C, D dan E tersebut bila dilarutkan dalam air bersifat elektrolit, walaupun tidak semua merupakan elektrolit kuat. Senyawa C dan D adalah senyawa ionik tetapi senyawa B adalah kovalen
b. Nitrogen dengan tingkat oksidasi tertinggi terdapat pada senyawa A dan C, sedangkan nitrogen dengan tingkat oksidasi terendah terdapat pada senyawa C, D dan E. Muatan formal dua atom nitrogen pada senyawa C adalah +1 tetapi muatan formal atom nitrogen pada senyawa B = 0
c. Pada temperatur ruang, senyawa A dan E ada dalam larutan, dan kedua larutan tersebut dapat mengeluarkan gas-gas, Konsentrasi larutan A paling pekat 16 M sedangkan larutan E paling pekat 15 M.
d. Senyawa D mengandung nitrogen 43,7% massa dan oksigen 50% massa. Dalam kondisi STP, senyawa D merupakan kristal padat dan bila dipanaskan akan terdekomposisi membentuk gas.
e. Senyawa C mengandung satu atom O lebih banyak dari D. Larutan C bersifat asam lemah, larutan A adalah asam kuat. Larutan B dan E bersifat basa.
f. Titrasi 0,726 g senyawa B membutuhkan HCl 1 M sebanyak 21,98 mL untuk menetralkannya.
Tentukan rumus kimia 5 senyawa tersebut dan jelaskan cara mendapatkannya. (Senyawa A
– E, @ 5 poin)
Soal 2. Senyawa karbonat (12 poin)
Anda mempunyai suatu garam karbonat yang kationnya tidak diketahui secara pasti. Tetapi anda ketahui pasti, kation tersebut mempunyai muatan +2. Jadi, garam tersebut
mempunyai formula umum MCO3.
Sebanyak 4,56 g senyawa ini dimasukkan ke dalam air, ternyata tidak larut. Penambahan asam kuat (HCl) berlebih, dan sebagaimana diharapkan, larutan mengeluarkan gelembung- gelembung gas dan senyawa tersebut menjadi larut. Massa yang hilang akibat bebasnya
gas CO2 adalah 1,164 g. Selanjutnya, ke dalam larutan tersebut ditambahkan natrium fosfat,
dan terbentuk endapan baru.
a. Apa kation dalam garam karbonat tersebut? (6 poin)
b. Bagaimana formula endapan baru setelah penambahan natrium fosfat? (3 poin)
OSP-2014 11
Soal 3. Mineral fluorospar ( 22 poin)
Sumber utama fluorin adalah mineral fluorospar (juga disebut fluorite) yang kandungan utamanya adalah kalsium fluorida, CaF2.
a. Susunlah siklus Born-Haber pembentukan CaF2 dari unsur-unsurnya. (10 poin)
b. Gunakan siklus ini untuk menghitung energi kisi CaF2(s), dihubungkan dengan data
berikut dan data yang lain. (4 poin)
H atomisasi (Ca) = +178 kJ.mol-1; F(g) F-(g), H= -328 kJ.mol-1(afinitas elektron
fluorin); Hf (CaF2) = -1220 kJ.mol-1; H atomisasi F2 = 158 kJ.mol-1; Energi ionisasi
ke 1 dan ke 2 dari Ca = 590 dan 1150 kJ.mol -1 .
c. Tahap pertama pembebasan fluorin dari CaF2 adalah menghaluskan senyawa ini
dan kemudian mereaksikannya dengan asam sulfat pekat. Hasil reaksi ini adalah hidrogen fluorida dan kalsium sulfat, CaSO4. Tuliskan persamaan setara dan fasa
reaktan dan produk untuk reaksi ini. (2 poin)
d. Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi ini (‘c’), dengan menggunakan data berikut melengkapi data di atas : Hf(H2SO4) = -814 kJ.mol-1; Hf(HF) = -271 kJ.mol-1;
Hf(CaSO4) = -1434 kJ.mol-1. (3 poin)
e. Haruskah reaksi ini dipanaskan atau didinginkan? Berikan alasan atas jawaban
Anda. (3 poin)
Soal 4. Aditif dalam deterjen, natrium tripolyfosfat, (23 poin)
Senyawa natrium tripolyfosfat, Na5P3O10 , dihasilkan dari proses pemanasan stoikiometri
dinatriumfosfat, Na2HPO4, dan mononatriumfosfat, NaH2PO4, di bawah kondisi yang
terkendali. Senyawa ini digunakan sebagai aditif dalam deterjen untuk mengikat ion Ca2+ dan Mg2+ dalam air sadah sehingga dapat mencegah pengendapan garam asam
lemak pada pakaian yang dicuci.
a. Tuliskanlah reaksi setara pemanasan antara dinatriumfosfat, Na2HPO4, dan
mononatriumfosfat, NaH2PO4. (2 poin)
b. Gambarkan struktur Lewis spesi ion (P3O10)-5dan (P3O9)-3 dengan asumsi tidak
terbentuk ikatan P – P. (struktur, @4poin) (8 poin)
c. Dengan asumsi terbentuk koordinasi oktahedral dengan ion Mg2+, gambarkan ion
(Mg(P3O10)(H2O)n)-3 dan tunjukkan pula berapakah nilai n. (struktur 4 poin;
penjelasan: 2 poin) (6 poin)
d. Tuliskan reaksi kesetimbangan antara ion Ca2+ dengan Na
5P3O10 ketika terjadi
pengikatan oleh deterjen dalam air sadah, dengan asumsi perbandingan aditif
Na5P3O10 terhadap ion Ca2+ adalah 1:1. (2 poin)
e. Hitung berapa gram Na5P3O10 yang dibutuhkan untuk ditambahkan ke dalam mesin
cuci berisi 20 L air untuk mengurangi ion Ca2+ dalam air ledeng (0,225 g/L) menjadi
0,02 g/L. Pengaruh pH, pengendapan Ca(OH)2 dan efek lainnya akibat ion positif
lainnya dapat diabaikan. (5 poin)
Diketahui: 2 5 3 10 6 1 3 3 10 1, 0.10 Ca P O K CaP O ; Mr Na5P3O10 = 368 dan Ar Ca = 40
OSP-2014 12
Soal 5. Kinetika azometana (13 poin)
Gas azometana, CH3N=NCH3, pada 300°C terdekomposisi menjadi etana, C2H6, dan
nitrogen, N2. Berdasarkan eksperimen, telah ditentukan bahwa dekomposisi tersebut adalah
order pertama. Waktu paruh untuk dekomposisi azometana adalah 1,02 detik pada 300 °C. Sebanyak 45,0 mg sampel azometana ditempatkan dalam 300 mL wadah tertutup dan dipanaskan pada 300 °C
a. Tuliskan persamaan reaksi dekomposisi azometana (2 poin)
b. Tuliskan pernyataan hukum laju dekomposisi azometana. (3 poin)
c. Berapa massa (milligram) azometana yang tersisa setelah 3,0 detik? (4 poin)
d. Tentukan tekanan parsial gas nitrogen dalam wadah setelah 3,0 detik. (4 poin)
Soal 6. Hidrokarbon tak jenuh dengan Halogen (22 poin)
Suatu hidrokarbon tidak jenuh A dapat bereaksi dengan halogen B membentuk produk senyawa C. Senyawa C ternyata masih dapat bereaksi dengan halogen B membentuk senyawa D yang jenuh. Senyawa C mengandung mol A sama dengan mol B sedangkan senyawa D mengandung mol B sama dengan dua kali mol A. Jika awalnya 6,5 g A direaksikan dengan 64 g B dan massa molekul relatif B adalah 6,153 kali massa molekul relatif A.
a. Tentukan rumus kimia senyawa A dan B, kemudian gambarkan struktur kedua
senyawa tersebut (6 poin)
b. Tentukan rumus kimia senyawa C dan D dan gambarkan strukturnya (6 poin)
c. Hitung pula massa setiap zat dalam satuan yang ada saat akhir reaksi. (10 poin)
Soal 7. Reaksi reaksi organik (24 poin)
Senyawa dari A sampai dengan F diperoleh dari gas hidrokarbon A melalui rangkaian seperti terlihat dalam skema berikut.
Senyawa A dapat menghilangkan warna brom dalam air, spektrum H1 -NMR dan C13 –NMR
dari A berupa puncak singlet. Reaksi pembakaran A akan menghasilkan CO2 dan 2H2O.
a. Tentukan senyawa A. (4 poin)
b. Tentukan senyawa B sampai dengan F (10 poin)
c. Bagaimana mekanisme reaksi dari F menjadi G ( 6 poin)
d. Apa nama produk yang dihasilkan jika senyawa G di panaskan dalam suasana
asam. (4 poin)
A
C
B
D
E
F
O2/Ag Mg/eter NaOC2H5G
HCl 1. H+/H2O 2. CuOOSP-2014 13
