Soal 11
Bilangan oksidasi Mn tertinggi terdapat pada ....
- KMnO4
- MnO2
- K2MnO4
- MnCl2
- MnS
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Cara SMA: jumlah biloks senyawa netral \( = 0 \). Gunakan biloks yang sudah hafal: \( \mathrm{K} = +1 \), \( \mathrm{O} = -2 \), \( \mathrm{Cl} = -1 \), \( \mathrm{S} = -2 \).
A. KMnO4: \( +1 + x + 4(-2) = 0 \Rightarrow +1 + x - 8 = 0 \Rightarrow x = +7 \). Jadi Mn \( = +7 \).
B. MnO2: \( x + 2(-2) = 0 \Rightarrow x = +4 \).
C. K2MnO4: \( 2(+1) + x + 4(-2) = 0 \Rightarrow 2 + x - 8 = 0 \Rightarrow x = +6 \).
D. MnCl2: \( x + 2(-1) = 0 \Rightarrow x = +2 \).
E. MnS: \( x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2 \).
Biloks Mn tertinggi adalah \( +7 \) pada KMnO4.
Soal 12
Reaksi redoks berikut:
FeS \( + \) a HNO3 \( \rightarrow \) b Fe(NO3)3 \( + \) c S \( + \) d NO2 \( + \) e H2O
Harga koefisien a, b, c, d, dan e agar reaksi tersebut setara adalah ....
- \( 3, 3, 1, 1, 6 \)
- \( 3, 6, 1, 3, 3 \)
- \( 6, 1, 1, 3, 3 \)
- \( 1, 1, 1, 3, 3 \)
- \( 6, 3, 1, 3, 1 \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Cara cepat (metode persamaan unsur) untuk siswa SMA: samakan jumlah atom Fe dan S dulu, lalu N, H, O.
1) Fe: di kiri ada \( 1 \) (dari FeS), di kanan ada b (di Fe(NO3)3) \(\Rightarrow\) \( b = 1 \).
2) S: di kiri ada \( 1 \), di kanan ada c \(\Rightarrow\) \( c = 1 \).
3) N: di kiri a (dari HNO3), di kanan ada \( 3b + d \). Karena \( b = 1 \), maka: \( a = 3(1) + d \Rightarrow a = 3 + d \).
4) H: di kiri a, di kanan \( 2e \). Jadi \( a = 2e \Rightarrow e = \dfrac{a}{2} \).
5) O: di kiri \( 3a \). Di kanan: dari Fe(NO3)3 ada \( 9b = 9 \), dari NO2 ada \( 2d \), dari H2O ada e. Jadi \( 3a = 9 + 2d + e \).
Substitusi \( a = 3 + d \) dan \( e = \dfrac{a}{2} \): \( 3(3 + d) = 9 + 2d + \dfrac{3 + d}{2} \).
Kalikan \( 2 \) agar mudah: \( 6(3 + d) = 18 + 4d + (3 + d) \). \( 18 + 6d = 21 + 5d \Rightarrow d = 3 \).
Maka \( a = 3 + d = 6 \) dan \( e = \dfrac{6}{2} = 3 \).
Jadi \( (a,b,c,d,e) = (6,1,1,3,3) \) sesuai pilihan C.
Soal 13
Data potensial reduksi standar beberapa zat adalah:
Cl2 (g) \( + \) \( 2e \) \( \leftrightarrow \) \( 2 \)Cl− (aq) \( E^\circ = +1{,}376 \,\mathrm{V} \)
Ag+ (aq) \( + \) \( e \) \( \leftrightarrow \) Ag (s) \( E^\circ = +0{,}80 \,\mathrm{V} \)
Fe3+ (aq) \( + \) \( 3e \) \( \leftrightarrow \) Fe (s) \( E^\circ = +0{,}70 \,\mathrm{V} \)
Cu2+ (aq) \( + \) \( 2e \) \( \leftrightarrow \) Cu (s) \( E^\circ = +0{,}34 \,\mathrm{V} \)
Fe2+ (aq) \( + \) \( 2e \) \( \leftrightarrow \) Fe (s) \( E^\circ = -0{,}44 \,\mathrm{V} \)
Al3+ (aq) \( + \) \( 3e \) \( \leftrightarrow \) Al (s) \( E^\circ = -1{,}66 \,\mathrm{V} \)
Reaksi yang dapat berlangsung secara spontan adalah ....
- Cu (s) \( + \) Fe2+ (aq) \( \leftrightarrow \) Fe (s) \( + \) Cu2+ (aq)
- \( 2 \)Fe (s) \( + \) Cu2+ (aq) \( \leftrightarrow \) Cu (s) \( + \) \( 2 \)Fe2+ (aq)
- \( 2 \)Cl− (s) \( + \) \( 4 \)Fe2+ (aq) \( \leftrightarrow \) Cl2 (s) \( + \) \( 2 \)Fe (s) \( + \) Fe2+ (aq)
- Cu2+ (s) \( + \) Ag (s) \( \leftrightarrow \) Cu (s) \( + \) Ag+ (aq)
- Cu2+ (s) \( + \) Al (s) \( \leftrightarrow \) Cu (s) \( + \) Ag2+ (s)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: B
Prinsipnya: reaksi spontan jika \( E^\circ_{\text{sel}} \gt 0 \). Rumus SMA: \( E^\circ_{\text{sel}} = E^\circ_{\text{red (katode)}} - E^\circ_{\text{red (anode)}} \). (Katode = yang mengalami reduksi, anode = yang mengalami oksidasi.)
Untuk opsi B: Cu2+ \( \rightarrow \) Cu adalah reduksi dengan \( E^\circ = +0{,}34 \). Fe \( \rightarrow \) Fe2+ adalah oksidasi; kebalikan dari Fe2+ \( + \) \( 2e \) \( \rightarrow \) Fe yang punya \( E^\circ = -0{,}44 \), sehingga \( E^\circ_{\text{oks}} = +0{,}44 \).
Maka: \( E^\circ_{\text{sel}} = 0{,}34 + 0{,}44 = 0{,}78 \) dan \( 0{,}78 \gt 0 \), jadi reaksi B spontan.
Kenapa opsi lain tidak dipilih (ringkas tapi jelas):
A: Fe2+ direduksi ke Fe memiliki \( E^\circ = -0{,}44 \) (sulit terjadi), sementara Cu dioksidasi. Hasilnya \( E^\circ_{\text{sel}} \lt 0 \) \(\Rightarrow\) tidak spontan.
D: Jika Ag teroksidasi dan Cu2+ tereduksi, maka \( E^\circ_{\text{sel}} = 0{,}34 - 0{,}80 = -0{,}46 \) \(\Rightarrow\) tidak spontan.
C dan E: teks reaksi pada soal memuat bentuk fasa/ion yang tidak konsisten (misalnya Cl− ditulis (s) dan pada E muncul Ag2+ yang tidak ada pada data \( E^\circ \)), sehingga tidak bisa dibandingkan secara valid dengan tabel potensial yang diberikan. Karena itu, pilihan yang paling pasti dan konsisten adalah B.
Soal 14
Menurut IUPAC senyawa yang memiliki struktur seperti berikut ini mempunyai nama ....
H3C—CH—CH—CH3
| |
OH CH3
- 3-metil-2-butanol
- 3-metil-3-butanol
- 2-metil-3-butanol
- 2-metil-2-butanol
- 2-pentanol
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Langkah IUPAC untuk alkohol (materi SMA):
1) Pilih rantai utama terpanjang yang memuat gugus \(-\mathrm{OH}\). Dari gambar, rantai utama paling sesuai adalah \( 4 \) karbon \(\Rightarrow\) “butan-”.
2) Penomoran dibuat agar posisi \(-\mathrm{OH}\) mendapat nomor paling kecil. Jika dihitung dari kiri: \(-\mathrm{OH}\) ada di C-2 \(\Rightarrow\) “2-butanol”.
3) Ada substituen CH3 (metil) pada karbon berikutnya, yaitu C-3. Maka namanya menjadi “3-metil-2-butanol”.
Opsi lain salah karena posisi \(-\mathrm{OH}\) atau posisi metil tidak cocok dengan struktur.
Soal 15
Fraksi hasil destilasi bertingkat minyak bumi berikut ini yang mempunyai titik didih paling tinggi adalah ....
- LPG
- Solar
- Bensin
- Minyak tanah
- Minyak pelumas
Jawaban dan Analisa
Jawaban: E
Prinsip destilasi bertingkat minyak bumi (SMA): semakin panjang rantai karbon (massa molekul lebih besar), gaya antarmolekul makin kuat, sehingga titik didih makin tinggi.
Urutan sederhana dari yang paling ringan ke paling berat: LPG (gas) \(\rightarrow\) bensin \(\rightarrow\) minyak tanah \(\rightarrow\) solar \(\rightarrow\) minyak pelumas (paling berat).
Karena minyak pelumas termasuk fraksi berat, maka titik didihnya paling tinggi.