Kimia Dasar A. Struktur Atom
Latihan Soal 1 ... 3
B. Sistem Periodik Unsur Latihan Soal 2 ... 3
C. Ikatan Kimia Latihan Soal 3 ... 4
D. Tata Nama Senyawa dan Persamaan Reaksi Sederhana Latihan Soal 4 ... 5
E. Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia Latihan Soal 5 ... 5
Kimia Analisis A. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit Latihan Soal 1 ... 6 B. Larutan Asam-Basa Latihan Soal 2 ... 7 C. Reaksi Netralisasi Latihan Soal 3 ... 7 D. Larutan Penyangga Latihan Soal 4 ... 8 E. Hidrolisis Garam Latihan Soal 5 ... 8
F. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Latihan Soal 6 ... 9 Kimia Fisik A. Termokimia Latihan Soal 1 ... 9 B. Laju Reaksi Latihan Soal 2 ... 10 C. Kesetimbangan Kimia Latihan Soal 3 ... 11
D. Bentuk Molekul dan Gaya Antarmolekul Latihan Soal 4 ... 11
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Mahakuasa atas segala perkenanNya sehingga kami bisa menyediakan Kunci dan Pembahasan Panduan Latihan Ujian Nasional. Kunci dan Pembahasan ini disusun sebagai pegangan bagi guru dalam membimbing para siswa melakukan persiapan menghadapi ujian nasional dengan latihan-latihan soal dari buku Panduan Latihan Ujian Nasional. Kami menyadari akan segala keterbatasan dan kekurangan dalam penyajian Kunci dan Pembahasan Panduan Latihan Ujian Nasional ini, untuk itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat kami harapkan demi lebih baiknya karya kami berikutnya. E. Koloid Latihan Soal 5 ... 11
F. Sifat Koligatif Larutan Latihan Soal 6 ... 12
G. Reaksi Redoks dan Elektrokimia Latihan Soal 7 ... 12
Latihan Soal 8 ... 13
Kimia Organik A. Kimia Karbon dan Turunannya Latihan Soal 1 ... 14 Latihan Soal 2 ... 15 Latihan Soal 3 ... 16 B. Makromolekul Latihan Soal 4 ... 16 Latihan Soal 5 ... 16 Kimia Anorganik A. Unsur-unsur di Alam Termasuk Unsur Radioaktif dan Sifat-sifatnya Latihan Soal 1 ... 17
B. Unsur-unsur Penting dan Kegunaannya Latihan Soal 2 ... 18
LATIHAN UJIAN NASIONAL... 19
TRYOUT Tryout Paket 1 ... 26 Tryout Paket 2 ... 31 Tryout Paket 3 ... 36 Tryout Paket 4 ... 41 Tryout Paket 5 ... 47 PREDIKSI Prediksi Paket 1 ... 53 Prediksi Paket 2 ... 58 Prediksi Paket 3 ... 65 Prediksi Paket 4 ... 70 Prediksi Paket 5 ... 75
RINGKASAN MATERI DAN LATIHAN S OA L Kimia Dasar A. Struktur Atom Latihan Soal 1 1. e. 10 Pembahasan: Ion Al3+ adalah atom Al yang telah melepaskan 3 elektron. Jadi, jumlah elektron ion Al3+ adalah 13 – 3 = 10. 2. c. 26, 23, 30 Pembahasan: Lambang atom 56 26Fe, maka: • Jumlah elektron = 26 • Jumlah proton = 26
• Pada ion Fe3+, berarti telah dilepaskan sebanyak tiga buah elektron. Sehingga jumlah elektronnya menjadi = 26 – 3 = 23 • Jumlah netron = 56 – 26 = 30 3. e. 28187 Pembahasan: Unsur X p = 38 dan A = 80 Atom netral jumlah proton = jumlah elektron Jumlah proton = 35 Jumlah elektron = 35 Maka konfigurasi elektronnya sebagai berikut. 35X : 28187. 4. a. 1 Pembahasan: Isotop n = 21 dan A = 40 n = A – Z 21 = 40 – Z Z = 40 – 21 = 19 Nomor atom (Z) menyatakan jumlah elektron yang terdapat dalam atom netralnya. Jumlah elektron =Z = 19 Maka konfigurasi elektron isotop tersebut: 2881. Jumlah elektron valensi suatu atom ditentukan berdasarkan elektron yang terdapat pada kulit terakhir dari konfigurasi elektron atom tersebut. Jadi, unsur tersebut mempunyai elektron valensi sebanyak 1. 5. c. 21 Pembahasan: X : [Ar] 18 2 1 ZX = 18 + 2 + 1 = 21 Jadi, unsur X mempunyai nomor atom 21. B. Sistem Periodik Unsur
Latihan Soal 2 1. d. VIIIB, 4, 59 27Z Pembahasan: Konfigurasi elektron Z adalah [Ar] 4s2 3d7 Jumlah netron (n) = 32 Penentuan golongan dan periode serta penulisan notasi unsur: Jika konfigurasi elektron berakhir pada dn maka unsur tersebut terletak pada golongan (n + 2)B. Untuk n + 2 berjumlah 8, 9, dan 10 unsur terletak pada golongan VIIIB. Periode menyatakan banyaknya kulit atom yang terisi elektron, banyaknya kulit = 4. Jadi, konfigurasi elektron Z adalah [Ar] 4s2 3d7 ini berada pada golongan VIIIB dan periode 4. Nomor atom Z = (NA Ar) + 9 = 18 + 9 = 27 Nomor massa Z =NA + netron = 27 + 32 = 59 Notasi unsur Z 59 27Z 2. d. VIIA, 3 Pembahasan: Y : [Ne] 18 2 2 2 1 Neon memiliki nomor atom 10, maka nomor atom Y adalah 10 + 7 = 17. Sehingga konfigurasi elektron atom Y = 2 · 8 · 7. Konfigurasi elektron berakhir pada pn maka
unsur tersebut terletak pada golongan (n + 2)A. (5 + 2)A = golongan VIIA Periode menyatakan banyaknya kulit atom yang terisi elektron, banyaknya kulit = 3 (periode 3). 3. e. n = 3; = 1; m = 0; s = –½ Pembahasan:
Nomor atom Cl adalah 17 maka konfigurasi elektronnya :
35 17Cl: 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p5
Jadi, harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom 35 17Cl adalah n = 3; = 1; m = 0; s = –½ ().
UN SMA – Kimia
m = –1 0 +1 4. e. 3d6 Pembahasan: Harga keempat bilangan kuantum dari elektron terakhir: n = 3; = 2; m = –2; dan s = 1 2 . n = 3 kulit ke –3; = 2 orbital d; m= –2; dan s = –1 2 anak panah ke bawah Sehingga: m = –2, –1, 0, +1, +2 Jadi, elektron valensi pada kulit ke-3 dengan jumlah elektronnya 6 pada orbital d (3d6). 5. b. EI NA Pembahasan: Data keempat unsur dengan nomor atomnya: • 11W: 2 · 8 · 1 1s2 2s2 2p6 3s1 • 12X : 2 · 8 · 2 1s2 2s2 2p6 3s2 • 13Y : 2 · 8 · 3 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 • 14Z : 2 · 8 · 4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Empat unsur di atas termasuk dalam unsur-unsur periode ketiga karena jumlah kulitnya sama yaitu 3. Periode ketiga ini memiliki ciri khas yaitu dari sifat energi ionisasi. Energi ionisasi merupakan energi minimum yang diperlukan oleh suatu atom dalam bentuk gas untuk melepaskan elektron yang terikat paling lemah. Ada penyimpangan energi ionisasi yang dimiliki oleh unsur-unsur periode ketiga ini. Secara umum energi ionisasi dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar. Elektron yang berpasangan (terisi penuh) atau setengah penuh lebih stabil dibandingkan dengan elektron yang tidak penuh atau tidak setengah penuh. Elektron valensi W adalah 1 sehingga lebih mudah melepas elektron karena energi yang diperlukan sangat kecil. Unsur X dengan nomor atom 12 mempunyai konfigurasi elektron yang stabil (3s2 elektron terisi penuh). Maka unsur X ini memiliki energi ionisasi yang lebih besar karena lebih sulit melepaskan elektronnya, sehingga posisi energi ionisasi X lebih besar dibandingkan unsur Y yang memiliki nomor atom 13. Sedangkan Z dengan nomor atom 14 memiliki kecenderungan jauhnya elektron ke inti atom sehingga energi ionisasinya akan naik (lebih besar dari X). Sehingga jawaban yang paling tepat adalah b. C. Ikatan Kimia Latihan Soal 3 1. e. linear dan nonpolar Pembahasan: 4X = 2 · 2 melepas 2 elektron sehingga menjadi X2+
17Y = 2 · 8 · 7 menerima 1 elektron se-hingga menjadi Y– X2+ + 2 Y– XY 2 Rumus kimia : XY2 Bentuk molekul : 180 linear dan bersifat nonpolar. 2. c. kovalen polar dan kovalen nonpolar Pembahasan: Beberapa sifat senyawa dari jenis ikatan kimia: • Titik didih relatif tinggi dan dapat
meng-hantarkan listrik senyawa ionik.
• Titik didih relatif rendah dan dapat meng-hantarkan listrik senyawa kovalen polar.. • Titik didih relatif rendah dan tidak dapat menghantarkan listrik senyawa kovalen nonpolar.
3. d. (4)
Pembahasan:
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen (ikatan berdasarkan pemakaian pasangan elektron bersama) dimana pasangan elektron tersebut berasal dari satu unsur saja. X X X X H N H H H Cl (2) (1) (4) (3) Pada gambar senyawa NH4Cl terlihat bahwa pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan antara atom N dan H pada nomor hanya berasal dari atom N saja, mengingat atom H memiliki 5 elektron valensi. 4. (1) dan (2) Pembahasan: Senyawa CCl4 dan HBr berikatan kovalen, yang memiliki ikatan kovalen koordinasi adalah HNO3 dan H2SO4, seperti pada gambar berikut. H O O O N ikatan kovalenkoordinasi H O O O H O S ikatan kovalen koordinasi 5. e. (5) Pembahasan: Aturan oktet merupakan aturan dimana jumlah elektron pada kulit terluar dari dua atom yang berikatan akan berubah sedemikian rupa sehingga konfigurasi elektron kedua atom sama dengan konfigurasi elektron gas mulia (8 elektron pada kulit terluarnya).
Konfigurasi elektron atom 5B = 2 · 3 Konfigurasi elektron atom 17Cl = 2 · 8 · 7 Struktur Lewis senyawa BCl3 = Cl×B××Cl Cl Atom B menyimpang dari aturan oktet karena jumlah elektron pada kulit terluar dari dua atom yang berikatan hanya 6 elektron (tidak sama dengan gas mulia dengan 8 elektron pada kulit terluarnya). D. Tata Nama Senyawa dan Persamaan
Reaksi Sederhana Latihan Soal 4 1. d. kalsium karbida dan etuna Pembahasan: Reaksi pembakaran gas asetilena (C2H2) atau etuna adalah:
CaC2(s) + 2 H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(aq) Senyawa pereaksi: • CaC2 = kalsium karbida • H2O = air Senyawa hasil reaksi: • C2H2 = asetilena (etuna) • Ca(OH)2 = kalsium hidroksida 2. b. natrium bikarbonat Pembahasan: NaHCO3 merupakan senyawa poliatomik yaitu senyawa yang tersusun atas lebih dari dua unsur (Na, H, C, dan O). Na+ = ion natrium 3 HCO = ion bikarbonat Jadi, nama senyawa soda kue (NaHCO3) adalah natrium bikarbonat.
3. d. Ca(HCO3)2(aq)CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
Pembahasan:
Penulisan persamaan reaksi harus memenuhi hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) yang menyatakan bahwa “Massa zat sebelum dan sesudah reaksi harus sama.” Agar memenuhi hukum ini, maka dalam persamaan reaksi jumlah atom-atom ruas kiri harus sama dengan jumlah atom-atom ruas kanan. Persamaan reaksi yang setara untuk meng-hilangkan kesadahan sementara dengan cara pemanasan adalah:
Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) Ruas kanan: Ruas kiri:
Ca = 1 Ca = 1
H = 2 H = 2
C = 2 C = 2
O = 6 O = 6
4. d. Al2O3(s) + 3 H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 3 H2O(l) Pembahasan: Bauksit adalah oksida aluminium. Pereaksi: Al2O3 = Aluminium oksida (Bauksit) H2SO4 = Asam sulfat Hasil reaksi: Al2(SO4)3 = Aluminium sulfat H2O = Air (hasil samping) Penulisan persamaan reaksi harus memenuhi hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) yang menyatakan bahwa “Massa zat sebelum dan sesudah reaksi harus sama.” Agar memenuhi hukum ini, maka dalam persamaan reaksi jumlah atom-atom ruas kiri harus sama dengan jumlah atom-atom ruas kanan.
Persamaan reaksi yang tepat sesuai pernyataan pada soal adalah:
Al2O3(s) + 3 H2SO4(aq)Al2(SO4)3(aq) + 3 H2O(l) Ruas kanan: Ruas kiri: Al = 2 Al = 2 O = 15 O = 15 H = 6 H = 6 S = 3 S = 3 5. b. H2SO4 sebagai pereaksi batas Pembahasan: Mol Zn = r massa A = 13 65 = 0,2 mol Mol H2SO4 = r massa A = 9,8 98 = 0,1 mol Zn + H2O4 ZnSO4 + H2 m : 0,2 mol 0,1 mol – – b : 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol s : 0,1 mol – 0,1 mol 0,1 mol Logam Zn tersisa = 0,1Ar = 6,5 gram H2SO4 habis bereaksi (sebagai pereaksi batas) Terbentuk ZnSO4 0,1 mol 2 H V = mol22,4 = 0,122,4 = 2,24 liter
Jadi, pernyataan yang benar adalah H2SO4 sebagai pereaksi batas.
E . Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia
Latihan Soal 5
1. d. 20,4 gram
Pembahasan:
Persamaan reaksi:
4 Al(s) + 3 O2(g) 2 Al2O3(s) (wadah tertutup) Karena habis bereaksi dan reaksi berlangsung dalam wadah tertutup maka sesuai dengan hukum kekekalan massa bahwa “Massa zat sebelum dan sesudah reaksi harus sama” sehingga massa aluminium oksida yang terbentuk adalah 10,8 gram + 9,6 gram = 20,4 gram. 2. a. 2,24 L Pembahasan: Mol batu kapur CaCO3 (Mr = 100) = r gram M = 1 10 g 100 g mol = 0,1 mol
CaCO3(s) + 2 HCl(g)CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
0,1 mol 0,2 mol – – –
0,1 mol 0,2 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol
– – 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol
Volume gas CO2 pada STP = mol22,4 L = 0,1 22,4 L = 2,24 L 3. d. 7 : 12 Pembahasan: Persamaan reaksi: N2(g) + O2(g) 2 NO(g)
Massa N2 Massa O2 Massa Oksida Nitrogen
7 gram 9 gram 14 gram 28 gram 15 gram 12 gram 24 gram 24 gram 19 gram 19 gram 38 gram 38 gram Perhatikan data nomor 3, dimana jumlah massa pereaksi dengan hasil reaksi sama.
14 gram N2 + 24 gram O2 38 gram NO Berdasarkan data tersebut, perbandingan massa unsur N dan O dalam senyawa NO adalah 7 : 12.
4. d. Gay Lussac
Pembahasan:
Reaksi setara:
C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
1 : 5 : 3 : 4
20 L 60 L 80 L
Hukum Perbandingan Volume atau hukum Gay-Lussac:
“Pada temperatur dan tekanan yang sama, volume gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan-bilangan bulat dan sederhana.”
5. e. CaSO4 · 7H2O Pembahasan: Massa molar CaSO4 = 40 + 32 + 64 = 136 g/mol Massa padatan CaSO4 1,36 g Mol CaSO4 = (1,36 136 ) mol = 0,01 mol
Berdasarkan perbandingan koefisien maka CaSO4 · xH2O juga = 0,01 mol 2,62 gram CaSO4 · xH2O = 0,01 mol; maka massa molar CaSO4 · xH2O = 263 g/mol Massa molar dari CaSO4 · xH2O = massa molar CaSO4 + x · massa molar air = (136 + x ·18) g/mol 262 = 136 + x · 18 262 – 136 = x · 18 126 = x · 18 x = 126 18 = 7
Jadi rumus senyawa hidrat tersebut adalah CaSO4 · 7H2O.
Kimia Analisis
A. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
Latihan Soal 1 1. a. (1) dan (2) Pembahasan: Kesimpulan pengujian daya hantar beberapa larutan dari gambar pada soal: Larutan Pengamatan Lampu Elektroda 1 Menyala Banyak gelembung 2 Redup Banyak gelembung 3 Tidak menyala Tidak ada gelembung 4 Tidak menyala Sedikit gelembung 5 Tidak menyala Sedikit gelembung Percobaan daya hantar listrik: • Elektrolit menghasilkan gelembung gas pada elektrodanya. • Nonelektrolit tidak menghasilkan gelembung gas pada elektrodanya. • Elektrolit sangat lemah: lampu tidak menyala, ada gelembung gas sedikit. • Elektrolit lemah: lampu menyala redup, ada gelembung gas.
• Elektrolit kuat: lampu menyala terang, banyak gelembung gas. Pasangan larutan yang bersifat elektrolit kuat dan elektrolit lemah secara berurutan adalah (1) dan (2). 2. d. (3) dan (5) Pembahasan: Tabel parameter percobaan daya hantar listrik. Parameter Elektrolit Kuat Elektrolit Lemah Non- elektrolit Lampu Nyala terang Nyala redup/ tidak nyala Tidak nyala
Gelembung Ada ada Tidak ada
Derajat ionisasi () 1 0 << 1 0 Pasangan air limbah yang yang tergolong non-elektrolit adalah yang mempunyai parameter lampu tidak menyala, tidak ada gelembung gas, dan derajat ionisasinya nol atau mendekati nol yaitu ditunjukkan pada air limbah nomor (3) dan (5). 3. e. H2SO4 sebanyak 98 g Pembahasan: Molaritas (M) = mol volume = (L) n V a. HCl = 36,5 g
HCl(aq) H+(aq) + Cl–(aq)
M HCl =
36,5 g 36,5 g/mol
0,25 L = 4 M
b. NaCl = 58,5 g
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl–(aq)
M NaCl =
58,5 g 58,5 g/mol
0,25 L = 4 M c. NaOH = 20 g
NaOH(aq) Na+(aq) + OH–(aq)
M NaOH = 20 g 40 g/mol 0,25 L = 2 M d. CO(NH2)2 bukan larutan nonelektrolit e. H2SO4 = 98 g H2SO4(aq) 2 H+(aq) + 4 SO(aq) M H2SO4 = 98 g 98 g/mol 0,25 L = 4 M Jumlah ion H2SO4 (3 ion) lebih banyak daripada HCl (2 ion) dan NaCl (2 ion) pada konsentrasi sama. B. Larutan Asam-Basa Latihan Soal 2 1. b. H2O dan OH– Pembahasan: Senyawa yang merupakan spesi pasangan asam basa Bronsted-Lowry (pasangan asam basa konjugasi) adalah pasangan yang mempunyai selisih hidrogen sebesar satu. (1) NH3 + H2O + 4 NH + OH– Pasangan: NH3 dan + 4 NH H2O dan OH– (2) HCl + H2O Cl– + H 3O + Pasangan: HCl dan Cl– H2O dan H3O+ 2. a. 6,3 pH 8,3 dan 5,4 pH 6,3 Pembahasan: Data pengujian sampel air limbah:
Trayek Perubahan Air Limbah Indikator
pH Warna X Y
Metil Merah 4,2 – 6,3 Merah –
Kuning Kuning Jingga
Brom Kresol
Hijau 3,8 – 5,4
Kuning –
Biru Biru Biru
Phenolftalein 8,3 – 10,0 Tidak berwarna – Merah Tidak Berwarna Tidak Berwarna
Limbah X: Dengan metil merah berwarna kuning, artinya pH6,3.
Dengan brom kresol hijau berwarna biru, artinya pH5,4.
Dengan phenolftalein tidak ber-warna, artinya pH8,3.
pH limbah X antara 6,3 sampai 8,3.
Limbah Y: Dengan metil merah berwarna jingga, artinya pH antara 4,2 – 6,3. Dengan brom kresol hijau berwarna
biru, artinya pH 5,4.
Dengan phenolftalein tidak ber-warna, artinya pH 8,3. pH limbah Y antara 5,4 sampai 6,3. 3. e. 13 + 3 log 2 Pembahasan: [Ba(OH)2] = n V = 17,1 g g 171 mol 0,25 L = 0,4 M Ba(OH)2 Ba2+ + 2 OH– 0,4 M 0,4 M 2 · 0,4 M [OH–] = 2 · 0,4 M = 0,8 M
pOH = –log [OH–] = –log 0,8 = –log (23 × 10 –1) = 1 – 3 log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (1 – 3 log 2) = 13 + 3 log 2 C. Reaksi Netralisasi Latihan Soal 3 1. e. 10 9 6 4 2 0 pH 25 Volume NaOH Pembahasan: 25 mL CH3COOH = 0,1 M NaOH = 0,1 M Dalam titrasi berlaku: mgrek asam = mgrek basa Na · Va = Nb · Vb 1 · 0,1 M · 25 mL = 1 · 0,1 M · Vb V NaOH = 0,1 25 mL 0,1 M M = 25 mL Titrasi asam lemah (CH3COOH) oleh basa kuat (NaOH) adalah: • titik ekivalen berada pada pH antara 8 – 9. • lonjakan perubahan pH sekitar titik ekivalen lebih sempit hanya sekitar 3 satuan, yaitu pH 7 sampai pH 10. 2. c. 0,20 M Pembahasan: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Dalam titrasi berlaku: mgrek asam = mgrek basa N = n × M n CH3COOH dan NaOH = 1, sehingga N = M 3 3 a a b b CH COOH CH COOH 15 mL 30 mL 0,1 30 mL 0,1 0,20 15 mL V N V N M M M M M
3. b. 24 · 10–2 M Pembahasan: NaOH v = (30+29+31) mL 3 = 30 mL Dalam titrasi berlaku: mgrek asam = mgrek basa Na · Va= Nb · Vb 1 · M1 · 25 mL = 1 · 0,2 M · 30 mL M CH 3COOH = 0,2 30 mL 25 mL M = 0,24 M = 24 · 10–2 M D. Larutan Penyangga Latihan Soal 4 1. b. Q dan R Pembahasan: Dalam larutan penyangga dengan penambahan sedikit asam atau sedikit basa maka pH-nya tidak banyak mengalami perubahan.
Berdasarkan data tersebut maka yang tidak banyak mengalami perubahan pH adalah larutan Q (5,0 4,9 & 5,1) dan R (8,0 7,9 & 8,1). 2. c. (3) Pembahasan: Pada gambar tersebut tampak pada penambahan NaOH yang merupakan basa kuat, tidak membuat perubahan pH naik dengan cepat. Larutan ini tahan terhadap perubahan pH saat penambahan awal, tetapi saat jumlah mol ekuivalen asam sama dengan basa, ketahanan tersebut hilang. Ketahanan tersebut ada karena terbentuknya larutan penyangga. Larutan asam format dengan larutan NaOH dapat membentuk larutan penyangga asam dengan nilai pH < 7 (asam). Sehingga daerah kurva yang menunjukkan larutan bersifat penyangga adalah nomor 3 yaitu dengan nilai pH antara 3 – 5,5. 3. c. 2 dan 3 Pembahasan: Larutan penyangga terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat menyisakan asam lemah dan menghasilkan basa konjugasinya (larutan penyangga asam) atau basa lemah dengan asam kuat menyisakan basa lemah dan menghasilkan asam konjugasinya (larutan penyangga basa). • 1 dan 2 : asam lemah dan basa kuat • 1 dan 5 : asam lemah dan asam kuat • 2 dan 3 : basa kuat dan asam lemah • 2 dan 4 : basa kuat dan basa lemah • 3 dan 5 : asam lemah asam kuat CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O A w al : 20 mmol 10 mmol – –
Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol
Akhir : 10 mmol – 10 mmol 10 mmol
Pilihan yang tepat adalah c karena setelah bereaksi terdapat asam lemah (CH3COOH) dengan basa konjugasinya (CH3COONa) sedangkan pilihan a semua pereaksi habis bereaksi. 4. c. 5 + log 2 Pembahasan: 300 mL HCOOH 0,1 M (Ka = 10–5) + 100 mL KOH 0,2 M.
HCOOH + KOH HCOOK + H2O m: 30 mmol 20 mmol – – b : 20 mmol 20 mmol 20 mmol 20 mmol s : 10 mmol – 20 mmol 20 mmol pH = pKa + logmol garam
mol asam = 5 + log
20 10 = 5 + log 2 5. e. (5) Pembahasan: Pada cairan tubuh, baik cairan intrasel maupun cairan ektrasel, merupakan larutan penyangga. Sistem penyangga yang utama dalam cairan intrasel adalah pasangan asam basa konjugasi dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H PO2 4 dan 2 4 HPO
). Pada cairan ekstrasel terdapat sistem penyangga pasangan asam basa konjugasi asam karbonat-bikarbonat (H2CO3 dan HCO3
). E . Hidrolisis Garam Latihan Soal 5 1. c. (2) dan (5) Pembahasan: Garam dengan pH lebih besar dari 7 adalah garam terhidrolisis bersifat basa (yaitu garam berasal dari basa kuat dan asam lemah). • K2SO4 garam tidak terhidrolisis (dari basa kuat KOH dan asam kuat H2SO4) • CH3COONa (dari asam lemah CH3COOH dan basa kuat NaOH)
• BaCl2 garam tidak terhidrolisis (dari basa kuat Ba(OH)2 dan asam kuat HCl) • NH4Cl (dari basa lemah NH4OH dan asam kuat HCl) • KCN (dari basa kuat KOH dan asam lemah HCN) Jadi, pasangan larutan garam yang bersifat basa adalah CH3COONa dan KCN. 2. d. (3) dan (4) Pembahasan: Beberapa persamaan reaksi: (1) CH3COO– + H 2O CH3COOH + OH – (2) CN– + H 2O HCN + OH – (3) Al3+ + 3 H 2O Al(OH)3 + 3 H + (4) NH4 + H 2O NH4OH + H + (5) S2– + 2 H 2O H2S + 2 OH – Garam yang bersifat asam ditunjukkan pada reaksi hidrolisis yang menghasilkan ion H+ yaitu reaksi (3) dan (4). 3. b. 8 + log 1 Pembahasan: Campuran 100 mL KOH 0,04 M + 100 mL HCOOH 0,04 M akan menghasilkan jenis garam terhidrolisis yang bersifat basa (dari basa kuat dan asam lemah).
KOH + HCOOH HCOOK + H2O
A w al : 4 mmol 4 mmol – –
Reaksi : 4 mmol 4 mmol 4 mmol 4 mmol
Akhir : – – 4 mmol 4 mmol
Vol. campuran = 100 mL + 100 mL = 200 mL [HCOOK] = 4 mmol 200 mL = 0,02 M [OH–] = w a [ ] K g K = 14 2 4 10 × 2 10 2 10 = 1012 = 10–6 pOH = –log [OH–] = –log 10–6= 6
pH = 14 – pOH = 14 – 6 = 8 (Ingat, log 1 = 0) F. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
(Ks p) Latihan Soal 6 1. b. (2), (3), (4), dan (1) Pembahasan: (1)Ksp AgCN = 1,2 × 10–16 AgCN Ag+ + CN– s s s Ksp AgCN = [Ag+][CN–] 1,2 × 10–16 = s × s 1,2 × 10–16 = s2 s = 1,1 × 10–8 (2)Ksp AgOH = 1,2 × 10–12
AgOH Ag+ + OH–
s s s
Ksp AgOH = [Ag+][OH–] 1,2 × 10–12 = s × s 1,2 × 10–12 = s2 s = 1,1 × 10–6 (3)Ksp AgIO3 = 1 × 10–12 AgIO3 Ag+ + 3 IO s s s Ksp AgIO3 = [Ag+][ 3 IO] 1 × 10–12 = s × s 1 × 10–12 = s2 s = 10–6 (4)Ksp AgBr = 5 × 10–13 AgBr Ag+ + Br– s s s Ksp AgBr = [Ag+][Br–] 5 × 10–13 = s × s 5 × 10–13 = s2 s = 7,07 × 10–7 Jadi urutan kelarutan senyawa dari yang besar ke kecil adalah AgOH, AgIO3, AgBr, dan AgCN. 2. a. 12,12 gram Pembahasan: Massa molar PbSO4 = 303 g/mol Persamaan reaksi yang terjadi adalah:
Pb(NO3)2(aq) + K2SO4(aq) PbSO4(s) + 2 KNO3(aq)
40 mmol 40 mmol 40 mmol 40 mmol
Berdasarkan reaksi di atas maka jumlah PbSO4 = 40 mmol = 0,04 mol
Massa PbSO4= mol PbSO4 × massa molar PbSO4 = 0,04 mol × 303 gram/mol = 12,12 gram 3. c. Ag2CrO4 dan Ag2SO4 Pembahasan: AgNO3 + Anion (S2–, 3 4 PO , 2 4 CrO , Br– dan 2 4 SO ) 200 mL × 0,02 M 200 mL × 0,02 M (4 mmol) (4 mmol) [Ag+] = 4 mmol 400 mL = 0,01 M [Anion] = 4 mmol 400 mL = 0,01 M • Ag2S 2 Ag+ + S2– Qc = [Ag+]2[S2–] = (0,01)2 (0,01) = 110–6 > K sp Ag2S (tidak larut) • Ag3PO4 3 Ag+ + 3 4 PO Qc = [Ag+]3[ 3 4 PO ] = (0,01)3 (0,01) = 110–8 > K sp Ag3PO4 (tidak larut) • Ag2CrO4 2 Ag+ + 2 4 CrO Qc = [Ag+]2[ 2 4 CrO ] = (0,01)2 (0,01) = 110–6 < K
sp Ag2CrO4 (larut) • AgBr Ag+ + Br– Qc = [Ag+][Br–] = (0,01) (0,01) = 1·10–6 > K sp AgBr (tidak larut) • Ag2SO4 2 Ag+ + 2 4 SO Qc = [Ag+]2[ 2 4 SO ] = (0,01)2 (0,01) = 110–6 < K sp Ag2SO4 (larut) Garam akan larut jika hasil kali kelarutan ion (Qc) lebih kecil dari pada Ksp yaitu Ag2CrO4 dan Ag2SO4.
Kimia Fisik A. Termokimia Latihan Soal 1 1. d. (2) dan (4) Pembahasan: Reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap panas (terjadi perpindahan panas dari lingkungan ke sistem) yang dapat diamati dari turunnya suhu lingkungan. Peristiwa yang termasuk dalam reaksi endoterm yaitu (2) fotosintesis pada tanaman dan (4) pakaian basah menjadi kering ketika dijemur karena memerlukan panas. 2. b. –504,0 kJ Pembahasan: Vtotal = 100 mL m = · V = 1 g/mL · 100 mL = 100 g qsistem= m · c · T = 100 g · 4,2 J/g·°C · (31 – 25 ) ºC = 100 g · 4,2 J/g·°C · 6 ºC = 2.520 J qreaksi= –qsistem = –2.520 J = –2,52 kJ
Persamaan reaksi:
HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) m: 5 mmol 5 mmol – – b : 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol s : – – 5 mmol 5 mmol H (1 mol H2O) = 3 2,52 kJ 5 10 mol = –504 kJ/mol 3. d. –335,20 kJ Pembahasan: Hukum Hess adalah hukum yang menyatakan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi akan sama walaupun reaksi tersebut terdiri dari satu langkah atau banyak langkah. Perubahan entalpi tidak dipengaruhi oleh jalannya reaksi, melainkan hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir. Kondisi awal: Pb(s) + 1 2 O2(g) Kondisi akhir: PbO2(s) Tahap I : Pb(s) + 1 2 O2(g) PbO2(s) Tahap II : Pb(s) + 1 2 O2(g) PbO(s) + 1 2 O2(g) PbO(s) + 1 2 O2(g) PbO2(s) Tahap I = Tahap II 1 H = H2 + H3 = –276, 6 kJ + (–58,6 kJ) = –335,2 kJ Jadi, perubahan entalpi (H1) reaksi tersebut sebesar 335,2 kJ. B. Laju Reaksi Latihan Soal 2 1. c. bertambahnya konsentrasi C tiap satuan waktu Pembahasan: Reaksi: A + 2 B 3 C + D
Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai ber-tambahnya konsentrasi produk (C dan D) tiap satuan waktu atau berkurangnya konsentrasi reaktan (A dan B) tiap satuan waktu. Dapat dinyatakan dengan persamaan:
= A A v t ;
= B B v t ;
= C C v t ;
= D D v t 2. c. 2,67 mL/detik Pembahasan: Dari data laju reaksi pada soal diketahui tiga pengukuran dengan waktu yang berbeda-beda, volume gas bertambah seiring bertambahnya waktu. Dengan memperhatikan 2 data (waktu dan volume) kita bisa menentukan laju reaksi pembentukan gas H2. Laju reaksi pembentukan gas H2. 2 H v = [ ] t = V t = 30 15 30 15 V V t t = (80 40) mL (30 15) detik = 40 mL 15 detik = 2,67 mL/detik 3. b. 2 Pembahasan: Persamaan laju reaksinya v = k [NO]m [H 2] n• Orde reaksi terhadap NO, pilih dua data dimana konsentrasi H2 tetap (data 1 dan 2). 1 2 2 2 5 3 3 5 3 3 [NO] [H ] [NO] [H ] 2,6 10 (6,4 10 ) (2,2 10 ) 5,2 10 (12,8 10 ) (2,2 10 ) 1 1 2 2 1 m n m n m n m n m v k v k k k m Jadi orde reaksi terhadap NO adalah 1. • Orde reaksi terhadap H2, pilih dua data
dimana konsentrasi NO tetap (data 1 dan 3). 1 2 3 2 5 3 3 5 3 3 [NO] [H ] [NO] [H ] 2,6 10 (6,4 10 ) (2,2 10 ) 5,2 10 (6,4 10 ) (4,4 10 ) 1 1 2 2 1 m n m n m n m n n v k v k k k n Jadi orde reaksi terhadap H2 adalah 1. Persamaan laju reaksinya menjadi: v = k [NO][H2], sehingga orde totalnya = 1 + 1 = 2. 4. d. (3) terhadap (5) Pembahasan: Dari gambar pada soal ini bisa ditafsirkan bahwa gambar nomor (1) terhadap (2) dipengaruhi oleh suhu dan konsentrasi, gambar nomor (1) terhadap (4) tidak dipengaruhi apa-apa (keadaan sama), gambar nomor (2) terhadap (3) dipengaruhi oleh suhu dan massa zat, gambar (3) dan (5) hanya dipengaruhi oleh konsentrasi saja, sedangkan pada gambar (3) dan (4) dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi, dan massa zat. Sehingga jawaban yang tepat adalah d. 5. b. suhu Pembahasan: Dari data percobaan (1) dan (3) diketahui bahwa konsentrasi dan ukuran partikel (luas per-mukaan) adalah sama, sedangkan untuk suhu (temperatur) berbeda sehingga faktor yang mempengaruhi laju reaksi tersebut adalah suhu.
Perbedaan suhu akan mengakibatkan per-bedaan waktu reaksi, hal ini juga berlaku bagi faktor-faktor yang lain (konsentrasi, luas permukaan, dan katalis). C. Kesetimbangan Kimia Latihan Soal 3 1. a. kesetimbangan akan bergeser ke kiri karena proses reaksi eksoterm Pembahasan: Terkait pergeseran kesetimbangan yang disebab-kan perubahan suhu, maka yang perlu diperhatikan adalah apakah reaksi itu bersifat eksoterm atau endoterm. Pada reaksi endoterm ketika suhu ditingkatkan akan menambah jumlah hasil reaksi, sebaliknya pada reaksi eksoterm peningkatan suhu justru akan menyebabkan hasil reaksi jumlahnya semakin sedikit, pereaksi jumlahnya akan semakin banyak.
2. c. kanan karena nilai K semakin kecil
Pembahasan:
Reaksi: 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 N2O(g) H
= –904 kJ Reaksi di atas merupakan reaksi eksoterm karena harga H negatif. Apabila dalam suatu kesetimbangan salah satu konsentrasi zat diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dan sebaliknya apabila salah satu zat konsentrasi-nya dikurangi reaksi akan bergeser ke arah zat tersebut. Kc = koef koef [produk] [reaktan] = 4 6 2 4 5 3 2 [NO] [N O] [NH ] [O ] Harga Kc berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan. Jika pada suhu tetap ditambahkan amonia, arah kesetimbangan akan bergeser ke kanan karena nilai K semakin kecil. 3. a. (1)(1)2 (2) Pembahasan: Kc = koef koef [produk] [reaktan] M = n V , dimana V = 2 L Kc = 2 22 [H ][Cl ] [HCl] =
2 2 2 2 4 2 = (1)(1) (2) 4. e. 0,12 Pembahasan: 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) mula-mula : 5 mol – – bereaksi : 2 mol 1 mol 3 mol sisa : 3 mol 1 mol 3 mol Ptotal = 1,4 atm Mol total = 3 + 1 + 3 = 7 mol 3 NH P = 3 7 × 1,4 = 0,6 atm 2 H P = 3 7 × 1,4 = 0,6 atm 2 N P = 1 7 × 1,4 = 0,2 atm Kp = 2 2 3 3 H N 2 NH [ ] [ ] [ ] P P P = 3 2 (0,6) (0,2) (0,6) = 0,6 × 0,2 = 0,12 5. b. Kp = Kc· RT Pembahasan: Diketahui reaksi kesetimbangan: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)Hubungan Kp dengan Kc yang tepat adalah: Kp = Kc( )n
RT
= Kc (RT)2 – 1 = K c(RT) D. Bentuk Molekul dan Gaya
Antar-mole kul Latihan Soal 4 1. e. terdapatnya ikatan gaya van der Waals Pembahasan: Pada molekul PH3, terdapat gaya van der Waals. Ikatan van der Waals jauh lebih lemah daripada ikatan hidrogen pada molekul NH3. Karenanya PH3 memiliki titik didih terendah. 2. b. CH3OH > CH4 > H2 Pembahasan: Urutan titik didih, ikatan hidrogen > dipol-dipol > nonpolar-nonpolar atau ikatan hidrogen > van der Waals > gaya London. Bila sama-sama polar/nonpolar, yang Mr besar titik didihnya lebih besar. Jadi, urutan penurunan titik didih ber-dasarkan kekuatan relatif gaya antarmolekul yang tepat adalah CH3OH > CH4 > H2. 3. b. (2) Pembahasan: Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom H dari suatu molekul polar dengan pasangan elektron bebas yang dimiliki atom kecil yang sangat elektronegatif dari molekul polar lainnya (misal atom O). Ikatan hidrogen biasanya digambarkan dengan garis putus-putus seperti terlihat pada nomor (2). E . Koloid Latihan Soal 5 1. a. Aerosol, Cair, Gas Pembahasan: Data pengelompokan sistem koloid yang tepat: • Cair dalam gas adalah aerosol • Padat dalam gas adalah aerosol padat
• Gas dalam cair adalah buih • Cair dalam cair adalah emulsi • Cair dalam padat adalah emulsi padat • Padat dalam cair adalah sol 2. e. Adsorpsi, Penggunaan norit Pembahasan: Data sifat-sifat koloid dan penerapannya yang tepat: • Sorot lampu di malam hari (efek Tyndall); • Penyaringan asap pabrik (elektroforesis); • Gelatin pada es krim (koagulasi); • Menghilangkan bau badan (adsorpsi); dan • Penggunaan norit (adsorpsi). 3. a. (1) dan (2) Pembahasan: Contoh penerapan sifat koloid dalam kehidupan sehari-hari: • Proses pembersihan darah dalam ginjal (dialisis); • Sorot lampu dalam gedung bioskop (efek Tyndall); • Pembentukan delta di muara sungai (koagulasi); • Pem bentukan karang oleh binatang
(koagulasi); dan
• Pembuatan ban kendaraan dari karet (koagulasi). 4. c. dialisis
Pembahasan:
Dialisis adalah proses pemurnian koloid dari ion-ion pengganggu menggunakan membran semipermeabel. Proses dialisis dapat dibantu dengan arus listrik yang disebut elektrodialisis. Proses dialisis dipakai pada pencucian darah, yang lebih populer sebagai hemodialisis 5. c. (3) dan (4) Pembahasan: Proses pembuatan koloid dibagi menjadi: • Cara kondensasi dilakukan dengan cara
memperbesar ukuran partikel dari larutan menjadi koloid. Cara kondensasi dapat dilakukan dengan cara reaksi penggantian, reaksi hidrolisis, reaksi redoks, dan peng-gantian pelarut. • Cara dispersi dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel dari suspensi menjadi koloid. Cara dispersi dapat dilakukan dengan cara mekanik, peptisasi, dan busur bredig. F. Sifat Koligatif Larutan
Latihan Soal 6 1. d. LR Pembahasan: Suatu larutan akan mempunyai titik didih yang lebih tinggi dan titik beku yang lebih rendah jika dibandingkan dengan titik didih dan titik beku pelarutnya. Hal ini disebabkan terjadinya pe-nurunan tekanan uap akibat adanya zat terlarut. Jadi garis beku pelarut ditunjukkan oleh garis LR sedangkan KQ adalah garis beku larutan. 2. b. (2) Pembahasan:
Dalam pokok bahasan sifat koligatif larutan, penambahan zat terlarut akan menurunkan tekanan uap. Artinya semakin banyak zat terlarut maka tekanan uapnya semakin rendah. Sebaliknya semakin sedikit jumlah zat terlarut maka tekanan uapnya akan relatif lebih tinggi. Jadi, tabung dengan tekanan uap paling besar adalah yang memiliki zat terlarut paling sedikit. Tabung (2) memiliki zat terlarut paling sedikit. 3. e. 5 Pembahasan: Jika larutan sama-sama nonelektrolit maka titik didih ditentukan berdasarkan molalitasnya saja, semakin tinggi molalitas maka titik didihnya semakin tinggi. Jika larutan elektrolit maka titik didih selain ditentukan berdasarkan molalitasnya juga jumlah ion yang terbentuk dalam larutan. Titik didih paling tinggi terjadi pada larutan CaCl2 (terdapat 3 ion) dengan konsentrasi 0,2 m. Faktor van’t Hoff = {1 + (n – 1)}
4. d. 0,172
Pembahasan:
Ralat soal:
Ditanya: penurunan titik beku larutan (Tf) 2,14 g NH4Cl dalam 800 g air (p) NH4Cl = 0,85 Kf air = 1,86 °C/molal f T = ... °C. f T = m × Kf × i f T = r 1.000 g M p × Kf × {1 + (n – 1)} = 2,14 1.000 53,5 800 × 1,86 × {1 + (2–1) 0,85} = 0,172 °C 5. d. (2) dan (5) Pembahasan: Beberapa contoh penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari. • desalinasi air laut (osmosis balik); • penggunaan etilen glikol pada radiator mobil (penurunan titik beku);
• cairan infus yang dimasukkan ke dalam darah (tekanan osmosis);
• proses merambatnya air pada akar tanaman (tekanan osmosis); dan
• penggunaan garam pada pembuatan es puter (penurunan titik beku).
Jadi, jawaban yang paling tepat adalah nomor (2) dan (5).
G. Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Latihan Soal 7
Pembahasan:
Ciri-ciri reaksi oksidasi adalah dengan ditandai adanya elektron di ruas kanan dari persamaan reaksi (melepaskan elektron), atau adanya peningkatan bilangan oksidasi, atau ditandai dengan bertambahnya jumlah atom O. (1) IO3 4 IO Reaksi (1) bilangan oksidasi I berubah dari +5 menjadi +7 atau lihat jumlah atom O bertambah.
(2) Ca Ca2+ + 2 e–
Reaksi (2) reaksi ini melepaskan elektron. 2. b. 4, 10, 1, dan 6 Pembahasan: |×1| 4 3 4 PO + 32 H+ + 20 e– P 4 + 16 H2O |×10| C + H2O CO + 2 H+ + 2 e– 4 3 4 PO + 10 C + 12 H+ P 4 + 10 CO + 6 H2O a = 4; b = 10; c = 12; d = 1; e = 10; dan f = 6. 3. e. Cl2, dari 0 menjadi –1 dan +1 Pembahasan:
Reaksi autoredoks (reaksi disproporsionasi) adalah reaksi redoks dimana satu unsur meng-alami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Cl2(g) + 2 NaOH(aq)NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(l)
0 +1 –2 +1 +1 –1 +1 +1 –2 +1 –2 Reduksi Oksidasi Jadi, zat yang mengalami reaksi autoredoks adalah Cl2, dari 0 menjadi –1 dan +1. Latihan Soal 8 1. b. Cu(s) | Cu2+(aq) || Ag +(aq) | Ag(s) Pembahasan: Penulisan notasi/diagram sel yang tepat: Oksidasi ( o sel E kecil) || Reduksi ( o sel E besar) Perhatikan arah panah (pada gambar soal) yang merupakan arah gerak elektron. Cu akan melepaskan elektron. Cu (mengalami oksidasi) dan menjadi Cu2+ dan Ag akan menangkap elektron (mengalami reduksi) dan ion Ag+ dalam larutan akan mengendap menjadi Ag. Jadi, diagram sel yang paling tepat adalah: Cu(s) | Cu2+(aq) || Ag +(aq) | Ag(s) 2. c. Cu | Cu2+ || Ag + | Ag Pembahasan: Harga potensial sel ( o sel E ) dapat dihitung dengan rumus: o sel
E = Eºred – Eºoks a. Ag | Ag+ || Cu 2+ | Cu o sel E = EºCu2+
/Cu – EºAg/Ag+ = +0,34 V – (+0,80 V) = –0,46 V (tidak spontan) b. Cu | Cu2+ || Al 3+ | Al o sel E = EºAl3+
/Al – EºCu/Cu2+ = –1,70 V – (+0,34 V) = –2,04 V (tidak spontan) c. Cu | Cu2+ || Ag + | Ag o sel E = EºAg+
/Ag – EºCu/Cu2+ = +0,80 V – (+0,34 V) = +0,46 V (spontan) d. Fe | Fe2+ || Zn 2+ | Zn o sel E = EºZn2+ /Zn – EºFe/Fe2+ = –0,76 – (–0,44 V) = –0,32 V (tidak spontan) e. Fe | Fe2+ || Al 3+ | Al o sel
E = EºAl3+/Al – EºFe/Fe2+ = –1,70 – (–0,44 V)
= –1,26 V (tidak spontan) Untuk cara cepat mencari diagram sel yang spontan adalah: Oksidasi ( o sel E kecil) || Reduksi ( o sel E besar) Jadi, Cu | Cu2+ || Ag +
| Ag dapat berlangsung spontan karena harga o sel E positif. 3. a. +0,78 volt Pembahasan: Harga potensial sel ( o sel E ) dapat dihitung dengan rumus: o sel
E =Eºred – Eºoks =EºCu2+/Cu – EºFe/Fe2+ = +0,34 V – (–0,44 V) = +0,78 V 4. d. (4) Pembahasan: Proses korosi berlangsung lambat jika suatu logam tidak kontak secara langsung dengan udara atau air. Di udara terbuka maupun tertutup dapat terjadi korosi karena udara mengandung uap air dan akan lebih cepat jika di dalam air terdapat zat terlarut yaitu zat elektrolit (misal air garam). Jadi proses korosi yang paling lambat terjadi pada gambar (4) karena logam berada dalam minyak dan tidak kontak langsung dengan udara atau air. 5. a. dilapisi dengan perak Pembahasan: Salah satu cara mencegah korosi yaitu dengan cara melapisi logam dengan dengan logam yang tahan korosi (kurang reaktif) berdasarkan prinsip perbedaan harga potensial reduksi (electroplating). Deret Volta disusun berdasarkan harga potensial reduksi yang makin besar. Li-K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Ni-Sn-Pb-H -Cu-Hg-Ag-Pt-Au Makin ke kanan harga potensial reduksi makin besar, sehingga makin mudah direduksi atau sifat oksidator makin kuat, dan sebaliknya.
Pilihan yang paling tepat untuk melindungi hiasan rumah yang terbuat dari besi dari peristiwa-peristiwa korosi adalah dilapisi dengan perak karena perak (Ag) merupakan logam yang tahan korosi (kurang reaktif). 6. b. 4 OH–(aq) 2 H 2O(l) + O2(g) + 4 e – Pembahasan: Larutan ZnCl2 dengan elektroda karbon. a. Reaksi di anoda: Jika anoda dari Pt, Au, atau C, anoda bersifat inert, reaksinya: • Ion OH– teroksidasi 4 OH–(aq) 2 H 2O(I) + O2 (g) + 4 e – • Sisa asam oksi 2 2 4 3 3 SO , NO , CO tidak teroksidasi, maka air yang teroksidasi. 2 H2O(I) 4 H+(aq) + O 2(g) + 4 e – b. Reaksi di katoda: Ion logam dengan Eº > –0,83 volt direduksi menjadi logamnya. Lx+ (aq) + x e– L(s)
Karena harga EºZn2+/Zn = –0,76 V, maka: Zn2+(aq) + 2 e– Zn(s)
Jadi, reaksi yang terjadi di anoda adalah 4 OH–(aq) 2 H 2O(l) + O2(g) + 4 e – 7. b. 15,88 gram Pembahasan: wZn= 16,25 gram Ar Zn = 65 wCu= ... gram Ar Cu = 63,5 Mengalirkan arus listrik yang dihubungkan secara seri berarti menggunakan Hukum Faraday II. 1 1 w e = 2 2 w e Zn Zn w e = Cu Cu w e e = r A n 16,25 65 2 = Cu 63,5 2 w wCu = 16,25 31,75 32,5 = 15,875 15,88 Jadi, banyaknya tembaga yang mengendap adalah 15,88 gram.
Kimia Organik A. Kimia Karbon dan Turunannya
Latihan Soal 1
1. e. (3) dan (5)
Pembahasan:
Perbandingan sifat senyawa organik dan senyawa anorganik. Senyawa organik: • membentuk ikatan kovalen • dapat membentuk rantai karbon • nonelektrolit • reaksi berlangsung lambat • titik didih dan titik lebur rendah • larut dalam pelarut organik Senyawa anorganik: • membentuk ikatan ion • tidak dapat membentuk rantai karbon • elektrolit • reaksi berlangsung cepat • titik didih dan titik lebur tinggi • larut dalam pelarut pengion Salah satu cara untuk mengetahui bahwa suatu bahan mengandung senyawa karbon, yaitu dengan membakar senyawa tersebut. Hasil pembakaran sempurna dari senyawa karbon akan mengubah karbon menjadi gas CO2, sedangkan hidrogen berubah menjadi uap air (H2O). Adanya gas CO2 hasil pembakaran senyawa karbon dapat dikenali karena dapat mengeruhkan air kapur, sedangkan keberadaan uap air dapat dikenali dengan kertas kobal. Air akan mengubah kertas kobalt yang berwarna biru menjadi merah muda. 2. c. CH3–CH–CH3 I CH3 I CH3 Pembahasan:
Titik didih senyawa hidrokarbon dipengaruhi massa molekul relatifnya dan struktur molekul-nya. Semakin banyak jumlah atom karbon maka jumlah massa molekul relatif juga semakin besar dan titik didih dari senyawa karbon tersebut semakin tinggi. Senyawa alkana yang memiliki rantai cabang memiliki titik didih yang lebih kecil dibandingkan dengan senyawa yang memiliki rantai karbon lurus. Senyawa alkana ini memiliki rumus molekul sama, namun struktur molekulnya bisa berbeda, ada yang rantai karbon lurus ada juga rantai karbon bercabang. Semakin banyak rantai cabang pada senyawa hidrokarbon, titik didihnya akan lebih kecil. 3. b. 3–metil–2–pentena Pembahasan: Rumus struktur senyawa hidrokarbon: CH3
–
CH–
CH=
CH–
CH3 CH3 Nama senyawa : 4–metil–2–pentena Rumus molekul : C6H12 Isomer struktural adalah senyawa dari rumus kimia yang sama yang memiliki struktur dan sifat yang berbeda didasarkan pada bagaimana konstituen atom mereka diurutkan. Isomer struktur dari senyawa hidrokarbon C6H12: • 1–heksena • 2–heksena • 3–heksena • 2–metil–1–pentena• 3–metil–1–pentena • 4–metil–1–pentena • 2–metil–2–pentena • 3–metil–2–pentena • 4–metil–2–pentena • 2,3–dimetil–1–butena • 3,3–dimetil–1–butena • 2,3–dimetil–2–butena • 2–etil–1–butena Jadi, 4–metil–2–pentena (nama senyawa pada gambar) berisomer struktur dengan 3–metil–2– pentena. 4. b. adisi dan eliminasi Pembahasan: Persamaan reaksi senyawa karbon: (1) CH2=CH2 + Br2 CH2Br–HCl (2) CH3–CH2–CH3 CH3–CH=CH2 + H2 Reaksi I merupakan reaksi adisi karena terjadi perubahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. Atom C yang semula berikatan rangkap membuka salah satu ikatannya untuk mengikat Br. Reaksi II merupakan reaksi eliminasi karena terbentuk ikatan rangkap dari ikatan tunggal dengan melepas atom H. Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian satu gugus atom oleh gugus atom yang lain. Contoh reaksinya: CH3–CH2–CH3 + Cl2 CH3–CH2–CH2Cl + HCl 5. a. CO Pembahasan: Pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna pada kendaraan bermotor dan industri (asap pabrik) dapat menghasilkan partikulat karbon dan gas karbon monoksida.
C8H18 + 8 O2 C + 7 CO + 9 H2O + energi Adanya gas CO sangat mengganggu kerja hemoglobin (Hb) dalam sel darah merah. Hb bertugas membawa oksigen yang diserap paru-paru dari udara. Latihan Soal 2 1. a. 3–pentanon dan butanal Pembahasan: (1) CH3–CH2–C–CH2–CH3 O 1 2 3 4 5 (2) CH3–CH2–CH2–C O H 1 3 2 4
• Senyawa (1) terdapat gugus keton maka nama yang tepat adalah 3–pentanon • Senyawa (2) gugus aldehid maka nama
yang tepat adalah butanal. 2. c. 2–metil–2–butanol Pembahasan: Alkohol mempunyai tiga macam keisomeran yaitu keisomeran posisi, keisomeran optik, dan keisomeran fungsi. H3C H2 C C H H2 C OH CH3 1 2 3 4 2–metil–1–butanol Salah satu isomer senyawa di atas adalah sebagai berikut (terjadi keisomeran posisi). 1 2 3 4 H3C H2 C C CH3 OH CH3 2–metil–2–butanol Alkohol berisomer fungsi dengan eter dengan rumus molekul CnH2n+2O. 3. d. substitusi dan eliminasi Pembahasan: Persamaan reaksi: (1) 2 C2H5OH + 2 Na 2 C2H5ONa + H2 (2) CH3–CH2–OH H SO2 4 180º CH2=CH2 + H2O • Reaksi 1 adalah reaksi pertukaran (substitusi) spesi H pada C2H5OH ditukar Na menjadi C2H5ONa.
• Reaksi 2 adalah reaksi eliminasi, yang dielirninasi adalah H pada gugus CH3 dan OH pada CH2–OH kemudian membentuk ikatan rangkap. 4. d. CH3–CH2–C=O H Pembahasan: Hasil oksidasi zat yang bisa memerahkan lakmus biru berarti bersifat asam, Asam ini bisanya berupa asam alkanoat yang diperoleh dengan mengoksidasi aldehid/alkanal. Di antara aIternatif jawaban yang termasuk aldehid adalah d yang memiliki gugus –CHO. 5. c. (2) dan (3) Pembahasan: Beberapa senyawa karbon dan kegunaannya: • Glikol adalah nama trivial untuk 1,2–diol. Etilen glikol merupakan hasil industri yang digunakan sebagai zat antibeku, dan dibuat secara komersial dari etena. • Metanal atau formaldehid diperoleh melalui oksidasi metanol. Gas yang terbentuk jika dilarutkan ke dalam air sampai 37% di-namakan formalin, dijual sebagai pengawet spesies biologi. Kegunaan utama formal-dehid untuk industri plastik dan resin. • Aseton digunakan untuk pelarut untuk vernish,
pembersih cat kayu, dan pembersih cat kuku. Dalam industri, aseton digunakan sebagai bahan baku untuk membuat kloroform. • Asam etanoat (asam asetat) digunakan
untuk produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain.
Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air.
• Metil asetat digunakan untuk bahan bakar, bahan dasar formalin, dan zat antibeku. Berdasarkan uraian di atas, data yang berhubungan dengan tepat terdapat pada nomor (2) dan (3).
Latihan Soal 3
1. a. meta–kloro fenol
Pembahasan:
Posisi 1,3 yaitu meta. Kloro menjadi cabang karena prioritas lebih rendah, sehingga namanya menjadi meta–kloro fenol.
OH Cl 2 3 1 2. c. (2) dan (5) Pembahasan:
Senyawa benzena dan kegunaannya:
(1) Nitro benzena; digunakan pada pembuatan anilin dan parfum pada sabun.
(2) Toluena; digunakan sebagai bahan dasar pembuatan asam benzoat dalam industri, bahan peledak TNT, dan sebagai pelarut senyawa karbon.
(3) Anilin; digunakan sebagai bahan dasar pembuatan zat warna diazo, obat-obatan, bahan bakar roket, dan bahan peledak. (4) Asam benzena sulfonat; digunakan untuk
pembuatan detergen sintetik.
(5) Fenol; digunakan sebagai desinfektan dalam karbol.
3. a. benzena sulfonat, sulfonasi
Pembahasan:
+ H2SO4 + H2O SO3
SO3H
X merupakan senyawa asam benzena sulfonat yang reaksinya disebut dengan reaksi sulfonasi yaitu reaksi substitusi benzena dengan SO3 jika ada asam sulfat.
B. Ma kromolekul
Latihan Soal 4
1. a. (1) dan (2)
Pembahasan:
Data polimer yang berisi reaksi pembentukan, jenis polimer, dan contoh polimer.
• PVC merupakan polimer sintesis yang dibentuk melalui reaksi adisi.
• Teflon merupakan polimer sintesis yang dibentuk melalui reaksi adisi.
• Polistirena merupakan polimer sintesis yang dibentuk melalui reaksi adisi.
• Karet alam merupakan polimer alam yang dibentuk melalui reaksi adisi.
2. a. II O –C–(CH2)4–C–N–(CH2)6–N– II O n H H Pembahasan:
Monomer asam adipat dan heksametilendiamina jika bereaksi akan menghasilkan polimer nilon yang sifatnya kuat dan elastis. Kegunaan nilon yaitu sebagai parasut, jala, jas hujan, tenda, dan lain-lain.
Rumus struktur nilon: II O –C–(CH2)4–C–N–(CH2)6–N– II O n H H
3. a. Dakron, serat tekstil
Pembahasan:
Dakron (polietilen tereftalat) merupakan kopolimer dari glikol dengan asam tereftalat melalui polimerisasi kondensasi. Kegunaan dakron sebagai bahan sintetis yang sedang populer dalam kebutuhan tekstil sebagai bahan untuk pengisian boneka, guling dan juga bantal.
Latihan Soal 5
1. d. Sukrosa, Tidak menghasilkan Cu2O dengan pereaksi Fehling
Pembahasan:
Reaksi identifikasi karbohidrat:
• Uji Moslich, identifikasi umum untuk karbo-hidrat. Uji positif menunjukkan/menghasilkan cincin berwarna ungu.
• Larutan iodin, identifikasi adanya amilum, selulosa, dan glikogen menghasilkan warna coklat merah.
• Pereaksi Fehling, Benedict, Tollens, identifikasi monosakarida kecuali sukrosa. Dengan pereaksi Fehling menghasilkan endapan merah bata (Cu2O), sedangkan dengan Tollens menghasilkan cermin perak. 2. a. Protein, Sistein
Pembahasan:
Pereaksi biuret akan membentuk warna ungu jika dimasukkan ke dalam zat yang mengandung protein. Sedangkan, pereaksi timbal akan membentuk warna hitam jika dimasukkan ke dalam asam amino yang mengandung unsur belerang (S). Asam amino yang mengandung belerang yaitu sistein.
3. c. (2) dan (5)
Pembahasan:
Fungsi protein (sebagai bahan makanan) dalam tubuh antara lain:
• enzim yang tersusun dari protein berfungsi sebagai biokatalis;
• cadangan energi tubuh; • sebagai zat pembangun tubuh; • sebagai zat pengatur;
• sebagai sumber dari zat-zat yang penting untuk pertumbuhan;
• pemeliharaan jaringan tubuh; dan
• komponen penting dalam kontrol genetika. Berdasarkan data yang ada, fungsi protein ditunjukkan pada nomor (2), (3), dan (5). Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah c. (2) dan (5). 4. c. (2) dan (3) Pembahasan: Beberapa kegunaan bahan makanan: (1) biokatalis atau enzim merupakan fungsi dari protein; (2) mengatur metabolisme lemak merupakan fungsi dari karbohidrat; (3) membentuk struktur sel jaringan merupakan fungsi dari karbohidrat;
(4) memperbaiki sel yang rusak merupakan fungsi dari protein; dan
(5) cadangan energi merupakan fungsi dari protein dan lemak. Fungsi lain dari karbohidrat: • sumber energi utama bagi tubuh; • menjaga keseimbangan asam basa tubuh; • membantu penyerapan kalsium; dan • melancarkan pencernaan. 5. d. (2) dan (4) Pembahasan:
Margarin adalah bahan semi padat yang m em punyai sifat dapat dioleskan yang mengandung lemak minimal 80% dan maksimal 90%. Bahan untuk membuat margarin secara umum adalah minyak dan lemak, baik yang berasal dari nabati (tumbuh-tumbuhan), hewani maupun ikan. Margarin terdiri dari asam lemak dan gliserol.)
Kimia Anorganik A. Unsur-unsur di Alam Termasuk
Unsur Radioaktif dan Sifat-sifatnya
Latihan Soal 1
1. a. (1) dan (3)
Pembahasan:
Mineral yang mengandung besi, diantaranya hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), siderit (FeCO3), dan pirit (FeS2). Mineral pirolusit (MnO2) mengandung mangan dan kalkopirit (CuFeS2) mengandung tembaga, belerang dan besi. 2. b. (1) dan (3) Pembahasan: Unsur Mineralnya Na NaCl (halit) Na3AlF6 (kriolit) Si SiO2 (silika/kuarsa) Al2O3·2SiO2·2H2O (kaolinit) Mn MnO2 (pirolusit) Mn2O3·H2O (manganit) Fe Fe2O3 (hematit) Fe3O4 (magnetit) FeS2 (pirit) FeCO3 (siderit) Fe2O3·H2O (limonit) Jadi, pasangan data yang keduanya berhubungan dengan tepat adalah (1) dan (3). 3. b. periode 3 Pembahasan: Beberapa sifat unsur dalam suatu deret tertentu sebagai berikut.
• Makin besar nomor atomnya makin kuat sifat asamnya. Semakin ke kanan nomor atom akan semakin bertambah. Dari kiri ke kanan umumnya energi ionisasi cenderung meningkat. Unsur berenergi ionisasi tinggi akan cenderung berkurang sifat basanya. Pada dasarnya sifat basa berkurang dari kiri ke kanan.
• Terdiri dari unsur logam, nonlogam dan metaloid. Unsur-unsur yang ada di dalam periode ketiga terdiri dari unsur logam (Na, Mg, Al), metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar) • Makin besar nomor atom makin banyak elektron valensinya. Semakin ke kanan nomor atom akan semakin bertambah, sehingga semakin banyak elektron valensinya. Hal ini dapat diketahui dari konfigurasi elektron atau golongan dari unsur periode ketiga.
• Makin besar nomor atom makin kuat sifat oksidatornya. Harga E°red dari kiri (Na) ke kanan (Cl) terus meningkat. Berarti dari kiri ke kanan, kemungkinan direduksi akan bertambah yang artinya unsur yang berada di kiri lebih sulit direduksi (oksidator lemah) dan yang kanan lebih mudah direduksi (oksidator kuat). Dapat dilihat bahwa natrium merupakan reduktor terkuat, sedangkan klorin merupakan oksidator terkuat. Jadi, sifat-sifat tersebut di atas dimiliki oleh unsur periode 3. 4. a. CuSO4 Pembahasan: Sifat-sifat senyawa sebagai berikut. • Mudah larut dalam air • Berwarna • Membentuk senyawa kompleks
• Unsur penyusunnya memiliki bilangan oksidasinya lebih dari satu
Berdasarkan sifat-sifat senyawa di atas, dapat disimpulkan bahwa unsur pembentuknya terdapat dalam golongan logam transisi. Jadi, melihat dari pilihan jawaban yang disediakan, jawaban yang tepat adalah senyawa CuSO4 karena Cu terletak pada periode 4 dan golongan IB (logam transisi).
5. a. 12 6C Pembahasan: Persyaratan persamaan reaksi setara yaitu total nomor atom (Z) di ruas kiri sama dengan total nomor atom di ruas kanan dan total nomor massa atom (A) di ruas kiri sama dengan total nomor massa di ruas kanan, begitupun muatannya harus sama antara ruas kiri dan kanan jika ada. Persamaan reaksi inti: 253 98Cf + X 261 104Rf + 4 n
Perlu diketahui bahwa netron (n) tidak bermuatan dan memiliki massa satu sehingga dapat dituliskan 1 0n. 253 98Cf + X 261 104Rf + 4 1 0n ZX = (104 + 4 × 0) – 98 = 104 – 98 = 6 6X AX = (261 + 4 × 1) – 253 = 261 + 4 – 253 = 12 12X Sehingga nuklida X pada persamaan reaksi inti tersebut adalah yang mempunyai nomor atom (Z) = 6 dan massa atom (A) = 12. Jadi, nuklida X adalah 12 6C.
B. Unsur-unsur Penting dan Kegunaannya
Latihan Soal 2 1. c. Down Pembahasan: Kebanyakan logam alkali tanah dapat dibuat dengan cara elektrolisis lelehan garam kloridanya. • Proses Goldschmidt perolehan unsur Cr (kromium);
• Proses Deacon dan elektrolisis
perolehan gas klorin (Cl2);
• Proses Down perolehan logam Na (dengan elektrolisis lelehan NaCl) serta logam Mg; • Proses ekstraksi (Proses Frasch)
perolehan S (belerang) dan Br (brom dari air laut); dan • Proses Hall-Heroult perolehan logam Al (dari bauksit Al2O3 terhidrat). 2. b. (2) Pembahasan: Beberapa proses pengolahan unsur: • Proses Down perolehan logam Na (dengan elektrolisis lelehan NaCl) serta logam Mg; • Proses tanur tiup (blast furnace)
perolehan logam Fe; • Proses ekstraksi (Proses Frasch) perolehan S (belerang) dan Br (brom dari air laut); • Proses Wohler perolehan P (fosfor putih); • Proses Hall-Heroult perolehan logam Al (dari bauksit Al2O3 terhidrat). 3. b. (1) dan (3) Pembahasan: Data pembuatan unsur dan kegunaannya: • Pembuatan magnesium (Mg) dilakukan
melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya (sel Down). Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu Blitz, senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag (antasida).
• Pembuatan belerang (S) dilakukan melalui Proses Frasch. Unsur belerang terutama dapat digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat. Selain itu, belerang juga digunakan dalam pembuatan bubuk mesiu, insektisida, dan proses vulkanisasi ban kendaraan bermotor, pembuatan pulp kertas, serta pembuatan obat penyakit kulit/jerawat. • Pembuatan klor (Cl) dilakukan melalui Proses Deacon dan elektrolisis. Senyawa klor di-gunakan untuk pelarut (CCl4), desinfektan {Ca(OCl)2 atau kaporit}, pemutih (NaClO), bumbu masak dan bahan pembuatan berbagai senyawa (NaCl), serta untuk menetralkan sifat basa dan untuk membersihkan per-mukaan logam dari karat (NaCl).
• Pembuatan fosfor (P) dilakukan melalui proses Wohler. Unsur atau senyawa fosfor digunakan untuk membuat pupuk super fosfat dan membuat korek api.
• Pembuatan Aluminium (Al) dilakukan melalui proses Hall-Heroult. Kegunaan aluminium sebagai peralatan masak karena tahan panas dan tahan karat, pembuatan kabel bertegangan tinggi, pembuatan bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Jadi, pasangan data yang benar adalah (1) dan (3). 4. b. (2) dan (3) Pembahasan: • NaIO3 atau NaI dengan campuran garam dapur untuk mencegah penyakit gondok dan penurunan intelegensia. • Karbit atau kalsium karbida adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CaC2. Karbit digunakan dalam proses las karbit dan juga dapat mempercepat pematangan buah. 5. c. (3) Pembahasan: Beberapa kegunaan isotop sebagai berikut. • O-18 digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi esterifikasi. • Na-24 digunakan untuk mendeteksi gangguan peredaran darah.
