Soal 26
Perhatikan gambar percobaan berikut!
\(50\ \text{mL}\) \( \mathrm{HCl}\) \(1\ \mathrm{M}\) suhu \(25^\circ\mathrm{C}\) dicampur dengan \(50\ \text{mL}\) \( \mathrm{NaOH}\) \(1\ \mathrm{M}\) suhu \(25^\circ\mathrm{C}\) menghasilkan \(100\ \text{mL}\) campuran suhu \(31^\circ\mathrm{C}\).
Apabila massa jenis air \(= 1\ \text{g/mL}\) dan kalor jenis air \(= 4{,}2\ \text{J/g}^\circ\mathrm{C}\), maka kalor reaksi \(\Delta H\) reaksi: \( \mathrm{HCl(aq)} + \mathrm{NaOH(aq)} \rightarrow \mathrm{NaCl(aq)} + \mathrm{H_2O(l)}\) per mol \(\mathrm{H_2O}\) yang terbentuk adalah ....
- \(-25{,}20\ \text{kJ}\)
- \(-50{,}40\ \text{kJ}\)
- \(-54{,}60\ \text{kJ}\)
- \(-55{,}44\ \text{kJ}\)
- \(-57{,}10\ \text{kJ}\)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: B
Volume campuran \(= 100\ \text{mL}\). Dengan massa jenis \(1\ \text{g/mL}\), massa larutan \(\approx 100\ \text{g}\).
Kenaikan suhu: \(\Delta T = 31 - 25 = 6^\circ\mathrm{C}\).
Kalor yang diserap larutan: \( q = m \cdot c \cdot \Delta T = 100 \cdot 4{,}2 \cdot 6 = 2520\ \text{J} \).
Karena suhu naik, reaksi melepas kalor, sehingga \(\Delta H\) bernilai negatif: \( q_\text{reaksi} = -2520\ \text{J} \) untuk jumlah \(\mathrm{H_2O}\) yang terbentuk pada percobaan.
Mol \(\mathrm{HCl}\): \( n = M \cdot V = 1 \cdot 0{,}050 = 0{,}050\ \text{mol} \).
Mol \(\mathrm{NaOH}\): \( n = 1 \cdot 0{,}050 = 0{,}050\ \text{mol} \).
Perbandingan reaksi \(1:1\), maka \(\mathrm{H_2O}\) yang terbentuk \(= 0{,}050\ \text{mol}\).
Kalor reaksi per mol \(\mathrm{H_2O}\): \[ \Delta H = \frac{-2520}{0{,}050} = -50400\ \text{J/mol} = -50{,}40\ \text{kJ/mol}. \]
Soal 27
Diagram tingkat energi pembentukan senyawa timbal oksida \(\mathrm{(PbO_2)}\) sebagai berikut.
Perubahan entalpi \((\Delta H_1)\) reaksi tersebut sebesar ....
- \(-218{,}00\ \text{kJ}\)
- \(-235{,}50\ \text{kJ}\)
- \(-276{,}60\ \text{kJ}\)
- \(-335{,}20\ \text{kJ}\)
- \(-344{,}60\ \text{kJ}\)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: D
Berdasarkan Hukum Hess, perubahan entalpi total sama dengan jumlah perubahan entalpi tahap-tahapnya. Karena \(\Delta H_1\) adalah dari keadaan awal langsung ke \(\mathrm{PbO_2}\), sedangkan \(\Delta H_2\) dan \(\Delta H_3\) adalah dua tahap menuju produk, maka: \( \Delta H_1 = \Delta H_2 + \Delta H_3 \).
Hitung: \[ \Delta H_1 = (-276{,}6) + (-58{,}6) = -335{,}2\ \text{kJ}. \]
Jadi perubahan entalpi reaksi adalah \(-335{,}20\ \text{kJ}\) (opsi D).
Soal 28
Pada reaksi kesetimbangan: \[ 4\,\mathrm{NH_3(g)} + 5\,\mathrm{O_2(g)} \rightleftharpoons 4\,\mathrm{NO(g)} + 6\,\mathrm{N_2O(g)} \quad \Delta H = -904\ \text{kJ} \] Jika pada suhu tetap ditambahkan amonia, arah kesetimbangan akan bergeser ke ....
- kanan karena nilai \(Q\) semakin besar
- kiri karena nilai \(Q\) semakin kecil
- kanan karena nilai \(Q\) semakin kecil
- kiri karena nilai \(K\) tetap
- kanan karena nilai \(K\) tetap
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Pada suhu tetap, nilai tetapan kesetimbangan \(K\) tetap (tidak berubah).
Ketika \(\mathrm{NH_3}\) (reaktan) ditambah, konsentrasi reaktan naik sehingga penyebut pada \(Q\) membesar. Akibatnya \(Q\) menjadi lebih kecil.
Kondisi setelah penambahan: \(Q \lt K\), maka sistem akan bergeser ke kanan untuk menaikkan \(Q\) kembali menuju \(K\) (menghabiskan \(\mathrm{NH_3}\) yang ditambahkan).
Soal 29
Perhatikan data percobaan berikut dengan teliti!
| Percobaan | Konsentrasi HCl (volume \(25\ \text{mL}\)) | Ukuran Partikel Pualam (\(2\ \text{gram}\)) | Suhu Awal (\(^\circ\mathrm{C}\)) | Waktu Reaksi (menit) |
|---|---|---|---|---|
| (1) | \(2\ \mathrm{M}\) | Kerikil | \(25\) | \(4\) |
| (2) | \(1\ \mathrm{M}\) | Kerikil | \(25\) | \(10\) |
| (3) | \(1\ \mathrm{M}\) | Serbuk | \(25\) | \(3\) |
| (4) | \(1\ \mathrm{M}\) | Kerikil | \(35\) | \(1\) |
| (5) | \(0{,}5\ \mathrm{M}\) | Serbuk | \(25\) | \(8\) |
Perubahan laju reaksi pada percobaan (2) dan (3) dipengaruhi oleh ....
- waktu
- massa
- luas permukaan
- konsentrasi larutan
- suhu
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Bandingkan percobaan (2) dan (3):
Percobaan (2): \(\mathrm{HCl}\) \(1\ \mathrm{M}\), suhu \(25^\circ\mathrm{C}\), massa pualam \(2\ \text{g}\), bentuk kerikil, waktu \(10\) menit.
Percobaan (3): \(\mathrm{HCl}\) \(1\ \mathrm{M}\), suhu \(25^\circ\mathrm{C}\), massa pualam \(2\ \text{g}\), bentuk serbuk, waktu \(3\) menit.
Konsentrasi, suhu, dan massa sama; yang berbeda hanya ukuran partikel. Serbuk memiliki luas permukaan kontak lebih besar daripada kerikil sehingga tumbukan efektif lebih sering, laju reaksi lebih cepat (waktu reaksi lebih kecil).
Soal 30
Diketahui reaksi kesetimbangan: \[ \mathrm{PCl_5(g)} \rightleftharpoons \mathrm{PCl_3(g)} + \mathrm{Cl_2(g)} \] beserta data konsentrasi zat sebagai berikut.
| \([\mathrm{PCl_5}]\ \mathrm{M}\) | \([\mathrm{PCl_3}]\ \mathrm{M}\) | \([\mathrm{Cl_2}]\ \mathrm{M}\) | |
|---|---|---|---|
| Mula-mula | \(0{,}01\) | \(0\) | \(0\) |
| Reaksi | \(-0{,}005\) | \(+0{,}005\) | \(+0{,}005\) |
| Kesetimbangan | \(0{,}005\) | \(0{,}005\) | \(0{,}005\) |
Harga \(K_c\) dari reaksi tersebut adalah ....
- \(\dfrac{(0{,}01)}{(0{,}005)^2}\)
- \((0{,}005)^3\)
- \(\dfrac{(0{,}005)^2}{(0{,}005)}\)
- \(\dfrac{(0{,}005)}{(0{,}005)^2}\)
- \(\dfrac{1}{(0{,}005)^3}\)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Untuk reaksi: \(\mathrm{PCl_5(g)} \rightleftharpoons \mathrm{PCl_3(g)} + \mathrm{Cl_2(g)}\), bentuk tetapan kesetimbangan: \[ K_c = \frac{[\mathrm{PCl_3}]\,[\mathrm{Cl_2}]}{[\mathrm{PCl_5}]}. \]
Substitusi data kesetimbangan: \[ K_c = \frac{(0{,}005)(0{,}005)}{0{,}005} = 0{,}005. \]
Ekspresi yang sesuai pada pilihan adalah \(\dfrac{(0{,}005)^2}{(0{,}005)}\) (opsi C).