Soal 11
Bila \( 20 \,\text{mL} \) larutan \( \mathrm{NaOH} \) \( 1 \,\text{M} \) direaksikan dengan \( 16 \,\text{mL} \) larutan \( \mathrm{H_2C_2O_4} \) \( 1 \,\text{M} \) menurut reaksi:
\( \mathrm{NaOH_{(aq)} + H_2C_2O_4{}_{(aq)} \rightarrow Na_2C_2O_4{}_{(aq)} + 2H_2O_{(l)}} \)
maka massa zat yang tersisa adalah … (Mr \( \mathrm{NaOH} = 60 \), Mr \( \mathrm{H_2C_2O_4} = 90 \)).
- \( 0{,}54 \,\text{gram} \) \( \mathrm{H_2C_2O_4} \)
- \( 0{,}36 \,\text{gram} \) \( \mathrm{H_2S_2O_4} \)
- \( 0{,}27 \,\text{gram} \) \( \mathrm{Na_2C_2O_4} \)
- \( 0{,}36 \,\text{gram} \) \( \mathrm{NaOH} \)
- \( 0{,}16 \,\text{gram} \) \( \mathrm{NaOH} \)
Jawaban dan Analisa
Langkah 1: Hitung mol masing-masing pereaksi.
Mol \( \mathrm{NaOH} \): \( n = M \times V = 1 \times 0{,}020 = 0{,}020 \,\text{mol} \).
Mol \( \mathrm{H_2C_2O_4} \): \( n = 1 \times 0{,}016 = 0{,}016 \,\text{mol} \).
Langkah 2: Tentukan pereaksi pembatas dari perbandingan koefisien.
Reaksi penetralan asam oksalat oleh basa kuat setara (secara konsep) adalah \( 2\,\mathrm{NaOH} \) untuk \( 1\,\mathrm{H_2C_2O_4} \).
Artinya, untuk menghabiskan \( 0{,}020 \,\text{mol} \) \( \mathrm{NaOH} \), diperlukan mol asam:
\( n(\mathrm{H_2C_2O_4}) = \dfrac{0{,}020}{2} = 0{,}010 \,\text{mol} \).
Karena asam yang tersedia \( 0{,}016 \,\text{mol} \) dan yang diperlukan \( 0{,}010 \,\text{mol} \), maka \( 0{,}016 \,\text{mol} \gt 0{,}010 \,\text{mol} \). Jadi \( \mathrm{H_2C_2O_4} \) berlebih dan tersisa.
Langkah 3: Hitung sisa mol asam, lalu ubah ke massa.
Sisa mol asam \( = 0{,}016 - 0{,}010 = 0{,}006 \,\text{mol} \).
Massa sisa \( = n \times Mr = 0{,}006 \times 90 = 0{,}54 \,\text{gram} \).
Jawaban: A
Soal 12
Diberikan diagram tingkat energi sebagai berikut
Perubahan entalpi pembentukan gas \( \mathrm{NO} \) dalam \( \text{kJ/mol} \) adalah …
- \( -33{,}85 \)
- \( -22{,}67 \)
- \( +22{,}67 \)
- \( +56{,}52 \)
- \( +90{,}37 \)
Jawaban dan Analisa
Ide utama (Hukum Hess): Perubahan entalpi total dari keadaan awal ke akhir sama dengan jumlah perubahan entalpi pada lintasan mana pun.
Dari diagram, lintasan dari tingkat atas ke tingkat bawah dapat ditempuh lewat tingkat tengah:
Atas \(\rightarrow\) Tengah: \( \Delta H_3 = +33{,}85 \,\text{kJ/mol} \).
Tengah \(\rightarrow\) Bawah: \( \Delta H_2 = -56{,}52 \,\text{kJ/mol} \).
Maka: \( \Delta H_1 = \Delta H_3 + \Delta H_2 = 33{,}85 + (-56{,}52) = -22{,}67 \,\text{kJ/mol} \).
Nilai ini sesuai sebagai perubahan entalpi pembentukan \( \mathrm{NO} \) (dari unsur-unsurnya) karena reaksi pembentukan dapat ditulis: \( \mathrm{\tfrac{1}{2}N_2 + \tfrac{1}{2}O_2 \rightarrow NO} \), dan pada diagram ditunjukkan setara melalui penambahan \( \mathrm{\tfrac{1}{2}O_2} \) pada kedua sisi.
Jawaban: B
Soal 13
Data eksperimen untuk reaksi: \( \mathrm{N_2{}_{(g)} + 3H_2{}_{(g)} \rightarrow 2NH_3{}_{(g)}} \) diberikan pada tabel berikut.
| No. | \( [\mathrm{N_2}] \) | \( [\mathrm{H_2}] \) | Laju reaksi |
|---|---|---|---|
| 1 | \( 0{,}002 \) | \( 0{,}002 \) | \( 4 \times 10^{-4} \) |
| 2 | \( 0{,}004 \) | \( 0{,}002 \) | \( 8 \times 10^{-4} \) |
| 3 | \( 0{,}004 \) | \( 0{,}008 \) | \( 32 \times 10^{-4} \) |
Persamaan laju reaksinya adalah …
- \( v = k[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}] \)
- \( v = k[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}]^2 \)
- \( v = k[\mathrm{N_2}]^2[\mathrm{H_2}]^2 \)
- \( v = k[\mathrm{H_2}] \)
- \( v = k[\mathrm{H_2}]^2 \)
Jawaban dan Analisa
Misalkan \( v = k[\mathrm{N_2}]^m[\mathrm{H_2}]^n \).
Bandingkan eksperimen 1 dan 2 (ubah \( [\mathrm{N_2}] \), \( [\mathrm{H_2}] \) tetap):
\( [\mathrm{N_2}] \) naik dari \( 0{,}002 \) menjadi \( 0{,}004 \) (naik \( \times 2 \)).
Laju naik dari \( 4\times 10^{-4} \) menjadi \( 8\times 10^{-4} \) (naik \( \times 2 \)).
Jadi \( 2^m = 2 \Rightarrow m = 1 \).
Bandingkan eksperimen 2 dan 3 (ubah \( [\mathrm{H_2}] \), \( [\mathrm{N_2}] \) tetap):
\( [\mathrm{H_2}] \) naik dari \( 0{,}002 \) menjadi \( 0{,}008 \) (naik \( \times 4 \)).
Laju naik dari \( 8\times 10^{-4} \) menjadi \( 32\times 10^{-4} \) (naik \( \times 4 \)).
Jadi \( 4^n = 4 \Rightarrow n = 1 \).
Maka persamaan lajunya: \( v = k[\mathrm{N_2}]^1[\mathrm{H_2}]^1 = k[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}] \).
Jawaban: A
Soal 14
Perhatikan reaksi: \( \mathrm{2CO_{(g)} + O_2{}_{(g)} \rightleftharpoons 2CO_2{}_{(g)}} \) dengan \( \Delta H = +X \,\text{kJ} \). Reaksi akan bergeser ke kanan jika …
- tekanan diperkecil
- tekanan diperbesar
- diberi katalis
- suhu dinaikkan
- suhu diturunkan
Jawaban dan Analisa
Diketahui \( \Delta H = +X \), artinya reaksi maju bersifat endoterm (menyerap kalor). Menurut asas Le Chatelier, jika suhu dinaikkan, sistem cenderung bergeser ke arah yang menyerap kalor, yaitu ke kanan.
Selain itu, jumlah mol gas di kiri \( = 3 \) (yaitu \( 2 \) mol \( \mathrm{CO} \) dan \( 1 \) mol \( \mathrm{O_2} \)), sedangkan di kanan \( = 2 \) (yaitu \( 2 \) mol \( \mathrm{CO_2} \)). Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan juga cenderung bergeser ke sisi mol gas lebih kecil (kanan). Namun, karena soal menegaskan \( \Delta H = +X \), pilihan yang paling langsung menggunakan informasi itu adalah kenaikan suhu.
Jawaban: D
Soal 15
Dalam bejana \( 10 \,\text{L} \) dimasukkan \( 5 \,\text{mol} \) \( \mathrm{HI} \) yang terurai menurut reaksi: \( \mathrm{2HI_{(g)} \rightleftharpoons H_2{}_{(g)} + I_2{}_{(g)}} \). Jika pada keadaan setimbang masih ada \( 2 \,\text{mol} \) \( \mathrm{HI} \), maka \( K_c \) adalah …
- \( 0{,}70 \)
- \( 0{,}50 \)
- \( 0{,}56 \)
- \( 0{,}80 \)
- \( 0{,}59 \)
Jawaban dan Analisa
Langkah 1: Tentukan mol yang bereaksi.
Mula-mula \( n_0(\mathrm{HI}) = 5 \,\text{mol} \).
Setimbang \( n_{eq}(\mathrm{HI}) = 2 \,\text{mol} \).
Berarti yang bereaksi \( = 5 - 2 = 3 \,\text{mol} \).
Langkah 2: Gunakan stoikiometri reaksi.
Dari \( \mathrm{2HI \rightleftharpoons H_2 + I_2} \), setiap \( 2 \) mol \( \mathrm{HI} \) yang habis menghasilkan \( 1 \) mol \( \mathrm{H_2} \) dan \( 1 \) mol \( \mathrm{I_2} \).
Jika \( 3 \,\text{mol} \) \( \mathrm{HI} \) habis, maka derajat reaksi \( x \) memenuhi \( 2x = 3 \Rightarrow x = 1{,}5 \,\text{mol} \).
Jadi \( n_{eq}(\mathrm{H_2}) = 1{,}5 \,\text{mol} \) dan \( n_{eq}(\mathrm{I_2}) = 1{,}5 \,\text{mol} \).
Langkah 3: Ubah ke konsentrasi (volume \( 10 \,\text{L} \)).
\( [\mathrm{HI}] = \dfrac{2}{10} = 0{,}20 \,\text{M} \).
\( [\mathrm{H_2}] = \dfrac{1{,}5}{10} = 0{,}15 \,\text{M} \).
\( [\mathrm{I_2}] = \dfrac{1{,}5}{10} = 0{,}15 \,\text{M} \).
Langkah 4: Hitung \( K_c \).
\( K_c = \dfrac{[\mathrm{H_2}][\mathrm{I_2}]}{[\mathrm{HI}]^2}
= \dfrac{(0{,}15)(0{,}15)}{(0{,}20)^2}
= \dfrac{0{,}0225}{0{,}04}
= 0{,}5625 \approx 0{,}56 \).
Jawaban: C