Soal dan Pembahasan Simulasi TKA Resmi Kimia Jenjang SMA/MA/SMK/MAK/Sederajat

Perhitungan pH Larutan Buffer Asam

Rumus mencari pH adalah sebagai berikut:

$$ \mathrm{pH} = -\log{\ce{[H+]}}. $$

Untuk mencari nilai pH, Kita memerlukan informasi $\ce{[H+]}$. Larutan buffer pada soal dibuat dari campuran asam lemah dan garamnya. Asam lemah berupa $\ce{CH3COOH}$ (asam asetat) dan garamnya berupa $\ce{CH3COONa}$ (natrium asetat). Ketika garamnya diuraikan lebih lanjut, ia mengandung basa konjugasi yaitu $\ce{CH3COO-}$. Sehingga, kita dapat menggunakan rumus berikut untuk mencari $\ce{[H+]}$:

$$ \ce{[H+]} = \dfrac{K_a \times \mathrm{mol \ asam \ lemah}}{\mathrm{mol \ basa \ konjugasi}}. $$

Langkah - Langkah Mencari $\ce{H+}$:

1. Menentukan Mol Asam Lemah

Dik. $\text{20 mL}$ larutan asam asetat $\text{0,1 M}$ (atau $\text{0,1 mol/L}$) $$ n_{\ce{CH3COOH}} = M_{\ce{CH3COOH}} \times V_{\ce{CH3COOH}} $$

$$ = \text{0,1 mol/L} \times \text{0,02 L} $$

$$ = \text{0,002 mol} $$

$$ = 2 \times 10^{-3}\ \text{mol} $$ 2. Menentukan Mol Basa Konjugasi

Dik. $\text{20 mL}$ larutan natrium asetat $\text{0,1 M}$ (atau $\text{0,1 mol/L}$) $$ n_{\ce{CH3COONa}} = M_{\ce{CH3COONa}} \times V_{\ce{CH3COONa}} $$

$$ = \text{0,1 mol/L} \times \text{0,02 L} $$

$$ = \text{0,002 mol} $$

$$ = 2 \times 10^{-3}\ \text{mol} $$ Karena mol basa konjugasi = mol $\ce{CH3COONa}$, maka mol basa konjugasi adalah $2 \times 10^{-3}\ \text{mol}$.

1. Mencari $\ce{[H+]}$:

Dik: $K_a = 1 \times 10^{-5}$; mol asam lemah ($\ce{CH3COOH}$) = $2 \times 10^{-3}\ \text{mol}$; mol basa konjugasi ($\ce{CH3COO-}$) = $2 \times 10^{-3}\ \text{mol}$. Maka $$ \ce{[H+]} = \frac{K_a \times \mathrm{mol\ asam\ lemah}}{\mathrm{mol\ basa\ konjugasi}} $$

$$ = \frac{(1 \times 10^{-5}) \times (2 \times 10^{-3}\ \text{mol})}{2 \times 10^{-3}\ \text{mol}} $$

$$ = 1 \times 10^{-5}\ \text{M} $$ Ketika sudah mendapatkan $\ce{[H+]}$, nilai pH dapat kita hitung sebagai berikut: $$ \mathrm{pH} = -\log{\ce{[H+]}} = -\log(1 \times 10^{-5}) = 5. $$

Jawaban: (B) $5$

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

$\ce{C}$ primer dan tersier adalah dua istilah untuk menggambarkan banyaknya atom $\ce{C}$ yang terikat pada atom $\ce{C}$ lain.

Secara lengkap, ada 4 jenis nama untuk menggambarkan jumlah atom $\ce{C}$ yang diikat yaitu:

1. $\ce{C}$ primer: atom $\ce{C}$ yang sedang ditinjau mengikat 1 atom $\ce{C}$

   Tips

   Biasanya letaknya di ujung-ujung

2. $\ce{C}$ sekunder: atom $\ce{C}$ yang sedang ditinjau mengikat 2 atom $\ce{C}$
3. $\ce{C}$ tersier: atom $\ce{C}$ yang sedang ditinjau mengikat 3 atom $\ce{C}$
4. $\ce{C}$ kuarter: atom $\ce{C}$ yang sedang ditinjau mengikat 4 atom $\ce{C}$

Pada soal diminta untuk menentukan $\ce{C}$ primer dan tersier, kita dapat melacak mana atom $\ce{C}$ pada gambar yang mengikat 1 atom $\ce{C}$ (untuk $\ce{C}$ primer) dan 3 atom $\ce{C}$ (untuk $\ce{C}$ tersier).

Perhatikan gambar yang berikut!

Keterangan: atom $\ce{C}$ primer diwarnai biru ; atom $\ce{C}$ tersier diwarnai kuning Sehingga, banyak atom $\ce{C}$ primer ada 5 dan banyak atom $\ce{C}$ tersier ada 1.

Jawaban: C. 5 dan 1

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Variabel adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan suatu perubahan yang terjadi dalam percobaan ilmiah. Dalam suatu percobaan ilmiah, terdapat 3 nama penting, yaitu:

1. Variabel Bebas Variabel bebas adalah variabel yang dapat diubah dan perubahannya tidak ditentukan terlebih dahulu.
2. Variabel Terkontrol Variabel terkontrol adalah variabel yang dapat diubah, tetapi perubahannya sudah ditentukan atau dijaga tetap.
3. Variabel Terikat Variabel terikat adalah variabel yang muncul sebagai hasil pengamatan setelah variabel bebas dan variabel terkontrol diterapkan dalam percobaan. Dalam kasus soal:

• Volume bertindak sebagai variabel terkontrol dilihat dari kalimat "volume tertentu". "Volume tertentu" artinya perubahan pada volume sudah ditentukan.
• Suhu bertindak sebagai variabel bebas dilihat dari kalimat "suhu dinaikkan". "Suhu dinaikkan" artinya terjadi perubahan pada suhu tanpa variasi yang ditentukan dalam pernyataan soal.
• Warna bertindak sebagai variabel terikat dilihat dari kalimat "warna campuran merah coklat semakin pekat". Perubahan warna merupakan hasil pengamatan setelah variabel volume dan suhu diterapkan. Sehingga:
• Volume = Variabel Terkontrol
• Suhu = Variabel Bebas
• Warna = Variabel Terikat Jawaban: A. Terkontrol, Bebas, Terikat Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Laju reaksi dibagi menjadi dua, yaitu:

• laju pengurangan (laju penguraian), yaitu laju berkurangnya konsentrasi reaktan
• laju pertambahan (laju pembentukan), yaitu laju bertambahnya konsentrasi produk

Pada soal ini yang diminta adalah laju penguraian $\ce{SO3}$, sehingga rumus yang digunakan adalah:

$$ \text{Laju Reaksi} = -\frac{\Delta [\ce{SO3}]}{\Delta t} $$

1. Menentukan perubahan konsentrasi $\Delta[\ce{SO3}]$

Dari grafik:

• pada $t_1 = 0$ detik, $\ce{[SO3]}_1 = \text{3,0 M}$
• pada $t_2 = 40$ detik, $\ce{[SO3]}_2 = \text{1,0 M}$

Sehingga:

$$ \Delta [\ce{SO3}] = \ce{[SO3]}_2 - \ce{[SO3]}_1 = \text{1,0 M} - \text{3,0 M} = \text{-2,0 M} $$

2. Menentukan perubahan waktu $\Delta t$

$$ \Delta t = t_2 - t_1 = \text{40 detik} - \text{0 detik} = \text{40 detik} $$

3. Menghitung laju reaksi

$$ \text{Laju Reaksi} = -\frac{\Delta [\ce{SO3}]}{\Delta t} = -\frac{\text{-2,0 M}}{\text{40 detik}} = \frac{2{,}0}{40}\ \text{M/detik} = \mathbf{\text{0,05 M/detik}} $$

Jadi, laju penguraian $\ce{2SO3 -> 2SO2 + O2}$ pada 40 detik pertama adalah $\text{0,05 M/detik}$.

Jawaban: E. $5 \times 10^{-2}\ \text{M/detik}$

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

pH netral adalah pH yang bernilai 7.

Campuran akan menghasilkan $\text{pH}$ netral ($\text{pH}=7$) jika terjadi reaksi netralisasi sempurna antara asam kuat dan basa kuat, yaitu ketika jumlah mol ion $\ce{H^+}$ sama dengan jumlah mol ion $\ce{OH^-}$ yang dicampurkan.

Kita identifikasi sifat masing-masing larutan:

1. Larutan $\ce{HCl}$ adalah asam kuat.
2. Larutan $\ce{NaOH}$ adalah basa kuat.
3. Larutan $\ce{H2SO4}$ adalah asam kuat.
4. Larutan $\ce{Mg(OH)2}$ adalah basa kuat.

Sehingga, pasangan yang mungkin untuk menghasilkan pH netral adalah (1 dan 2), (1 dan 4), (2 dan 3), dan (3 dan 4).

Selanjutnya, kita hitung jumlah mol ion pada tiap larutan.

1. Larutan $\pu{10 mL}\ \ce{HCl}\ \pu{0,1 M}$

   $$ \ce{HCl -> H+ + Cl^-} $$

   Karena ion $\ce{H^+}$ ada 1, maka jumlah valensi $a = 1$.

   $$ [\ce{H^+}] = a \times M_{\ce{HCl}} = 1 \times 0{,}1 = \pu{0,1 M} $$

   Volume = $\pu{10 mL} = \pu{0,01 L}$

   $$ \text{Mol } \ce{H^+} = M \times V = \pu{0,1 M} \times \pu{0,01 L} = \mathbf{\pu{0,001 mol}} $$

2. Larutan $\pu{10 mL}\ \ce{NaOH}\ \pu{0,2 M}$

   $$ \ce{NaOH -> Na+ + OH^-} $$

   Karena ion $\ce{OH^-}$ ada 1, maka jumlah valensi $b = 1$.

   $$ [\ce{OH^-}] = b \times M_{\ce{NaOH}} = 1 \times 0{,}2 = \pu{0,2 M} $$

   Volume = $\pu{10 mL} = \pu{0,01 L}$

   $$ \text{Mol } \ce{OH^-} = M \times V = \pu{0,2 M} \times \pu{0,01 L} = \mathbf{\pu{0,002 mol}} $$

3. Larutan $\pu{10 mL}\ \ce{H2SO4}\ \pu{0,1 M}$

   $$ \ce{H2SO4 -> 2H+ + SO4^{2-}} $$

   Karena ion $\ce{H^+}$ ada 2, maka jumlah valensi $a = 2$.

   $$ [\ce{H^+}] = a \times M_{\ce{H2SO4}} = 2 \times 0{,}1 = \pu{0,2 M} $$

   Volume = $\pu{10 mL} = \pu{0,01 L}$

   $$ \text{Mol } \ce{H^+} = M \times V = \pu{0,2 M} \times \pu{0,01 L} = \mathbf{\pu{0,002 mol}} $$

4. Larutan $\pu{20 mL}\ \ce{Mg(OH)2}\ \pu{0,2 M}$

   $$ \ce{Mg(OH)2 -> Mg^{2+} + 2OH^-} $$

   Karena ion $\ce{OH^-}$ ada 2, maka jumlah valensi $b = 2$.

   $$ [\ce{OH^-}] = b \times M_{\ce{Mg(OH)2}} = 2 \times 0{,}2 = \pu{0,4 M} $$

   Volume = $\pu{20 mL} = \pu{0,02 L}$

   $$ \text{Mol } \ce{OH^-} = M \times V = \pu{0,4 M} \times \pu{0,02 L} = \mathbf{\pu{0,008 mol}} $$

Dari hasil perhitungan tersebut:

• pasangan (1 dan 2) memberi $\pu{0,001 mol}\ \ce{H^+}$ dan $\pu{0,002 mol}\ \ce{OH^-}$, sehingga tidak netral
• pasangan (1 dan 4) memberi $\pu{0,001 mol}\ \ce{H^+}$ dan $\pu{0,008 mol}\ \ce{OH^-}$, sehingga tidak netral
• pasangan (2 dan 3) memberi $\pu{0,002 mol}\ \ce{OH^-}$ dan $\pu{0,002 mol}\ \ce{H^+}$, sehingga netral
• pasangan (3 dan 4) memberi $\pu{0,002 mol}\ \ce{H^+}$ dan $\pu{0,008 mol}\ \ce{OH^-}$, sehingga tidak netral

Sehingga, pasangan yang menghasilkan pH netral adalah pasangan 2 dan 3.

Jawaban: B. 2 dan 3

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Untuk menentukan jawaban, kita identifikasi dahulu nomor atom, konfigurasi elektron, atom pusat, dan bentuk molekulnya.

1. Menentukan unsur dari nomor atom

Pada soal diberikan dua unsur dengan nomor atom 7 dan 9.

Konfigurasi elektronnya:

• unsur bernomor atom 7: $\ce{1s^2 2s^2 2p^3}$
• unsur bernomor atom 9: $\ce{1s^2 2s^2 2p^5}$

Unsur dengan 5 elektron valensi cenderung membentuk 3 ikatan kovalen, sedangkan unsur dengan 7 elektron valensi cenderung membentuk 1 ikatan kovalen. Karena itu senyawa yang terbentuk dapat dituliskan sebagai $\ce{QZ3}$.

2. Menentukan atom pusat

Pada senyawa $\ce{QZ3}$, atom pusatnya adalah $\ce{Q}$ karena jumlahnya satu dan mengikat tiga atom lain.

3. Menentukan PEB dan PEI

Pada atom pusat $\ce{Q}$:

• elektron valensi = 5
• elektron yang dipakai untuk membentuk 3 ikatan = 3
• sisa elektron = 2

Maka:

• PEI = 3
• PEB = 1

4. Menentukan bilangan sterik dan hibridisasi

Bilangan sterik:

$$ \text{PEI} + \text{PEB} = 3 + 1 = 4 $$

Bilangan sterik 4 menunjukkan hibridisasi $\ce{sp^3}$.

5. Menentukan bentuk molekul dan kepolaran

Untuk atom pusat dengan PEI = 3 dan PEB = 1:

• bentuk molekul = trigonal piramida
• sifat molekul = polar

Sehingga:

• hibridisasi atom pusat = $\ce{sp^3}$
• geometri molekul = segitiga piramida
• kepolaran = polar

Jawaban: D. $\ce{sp^3}$; segitiga piramida; polar

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Reaksi disebut setara jika memenuhi dua syarat:

• jumlah atom di ruas kiri sama dengan jumlah atom di ruas kanan
• jumlah muatan di ruas kiri sama dengan jumlah muatan di ruas kanan

Pada soal, reaksi yang ditinjau adalah:

$$ \ce{a SO2 + b O2 -> c SO3} $$

Karena semua spesi bersifat netral, kita cukup menyetarakan jumlah atomnya.

1. Menuliskan jumlah atom di kedua sisi

Ruas kiri:

• atom S = $a$
• atom O = $2a + 2b$

Ruas kanan:

• atom S = $c$
• atom O = $3c$

2. Menyetarakan atom sulfur

$$ a = c $$

3. Menyetarakan atom oksigen

$$ 2a + 2b = 3c $$

Substitusi $c = a$ ke persamaan oksigen:

$$ 2a + 2b = 3a $$

$$ 2b = a $$

4. Menentukan perbandingan koefisien terkecil

Ambil nilai terkecil $b = 1$, maka:

• $a = 2$
• $c = 2$

Sehingga persamaan setaranya menjadi:

$$ \ce{2SO2 + O2 -> 2SO3} $$

Jadi, nilai $a$, $b$, dan $c$ berturut-turut adalah 2, 1, dan 2.

Jawaban: C. 2, 1, dan 2

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Untuk menentukan konsentrasi ion $\ce{Ag^+}$ yang tersisa setelah pencampuran, kita kerjakan dalam dua tahap:

1. stoikiometri pengendapan $\ce{AgCl}$
2. kesetimbangan kelarutan menggunakan $K_{sp}$

1. Menentukan mol awal masing-masing ion

Reaksi pengendapan yang terjadi:

$$ \ce{Ag^+(aq) + Cl^-(aq) -> AgCl(s)} $$

Mol ion perak:

$$ n_{\ce{Ag^+}} = M \cdot V = \text{0,01 mol/L} \cdot \text{0,050 L} = \text{5,0} \times 10^{-4}\ \text{mol} $$

Mol ion klorida:

$$ n_{\ce{Cl^-}} = M \cdot V = \text{0,03 mol/L} \cdot \text{0,050 L} = \text{1,5} \times 10^{-3}\ \text{mol} $$

2. Menentukan pereaksi pembatas dan sisa ion berlebih

Perbandingan koefisien reaksi adalah $1 : 1$, sehingga ion $\ce{Ag^+}$ habis lebih dahulu dan menjadi pereaksi pembatas.

Mol $\ce{Cl^-}$ yang tersisa:

$$ n_{\ce{Cl^-},\ \text{sisa}} = \text{1,5} \times 10^{-3} - \text{5,0} \times 10^{-4} = \text{1,0} \times 10^{-3}\ \text{mol} $$

Total volume campuran:

$$ V_{\text{total}} = \text{50 mL} + \text{50 mL} = \text{100 mL} = \text{0,100 L} $$

Maka konsentrasi ion klorida sisa adalah:

$$ [\ce{Cl^-}] = \frac{\text{1,0} \times 10^{-3}}{\text{0,100}} = \text{1,0} \times 10^{-2}\ \text{M} $$

3. Menggunakan $K_{sp}$ untuk mencari $[\ce{Ag^+}]$

Pada keadaan setimbang:

$$ K_{sp}(\ce{AgCl}) = [\ce{Ag^+}][\ce{Cl^-}] $$

Diketahui:

$$ K_{sp} = \text{1,0} \times 10^{-10} $$

Substitusi nilai $[\ce{Cl^-}]$:

$$ \text{1,0} \times 10^{-10} = [\ce{Ag^+}] \left(\text{1,0} \times 10^{-2}\right) $$

Sehingga:

$$ [\ce{Ag^+}] = \frac{\text{1,0} \times 10^{-10}}{\text{1,0} \times 10^{-2}} = \text{1,0} \times 10^{-8}\ \text{M} $$

Jadi, konsentrasi ion $\ce{Ag^+}$ yang tersisa dalam larutan setelah mencapai kesetimbangan adalah $\text{1,0} \times 10^{-8}\ \text{M}$.

Jawaban: B. $\text{1,0} \times 10^{-8}\ \text{M}$

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Penjelasan fenomena pada soal berkaitan dengan sifat koligatif larutan dan faktor van't Hoff ($i$).

$$\Delta T_f = m \cdot K_f \cdot i$$ Keterangan:\ $\Delta T_f$: Penurunan titik beku\ $m$: konsentrasi molal\ $K_f$: &tetapan penurunan titik beku molal\ $i$: faktor van't Hoff (jumlah ion yang dihasilkan per molekul) Fenomena $\Delta T_f$ $\ce{NaCl}$ yang dua kali lebih besar daripada $\Delta T_f$ urea (ketika konsentrasi sama) disebabkan oleh perbedaan jenis zat terlarut. 1. Larutan Urea ($\ce{(CO(NH)2)2}$)

• Urea adalah zat non elektrolit.
• Ketika dilarutkan, molekul urea tidak terionisasi (tidak terurai menjadi ion).
• Jumlah partikel yang dihasilkan per molekul adalah 1.
• Faktor van't Hoff ($i$) urea: $i = 1$.

$$\Delta T_{f,\ \text{Urea}} = m \cdot K_f \cdot 1$$

2. Larutan $\ce{NaCl}$

• $\ce{NaCl}$ adalah zat elektrolit kuat.
• Ketika dilarutkan, $\ce{NaCl}$ terionisasi sempurna menjadi dua ion:

$$\ce{NaCl(s) -> Na^+(aq) + Cl^-(aq)}$$

• Jumlah partikel (ion) yang dihasilkan per molekul adalah 2.
• Faktor van't Hoff ($i$) $\ce{NaCl}$: $i = 2$.

$$\Delta T_{f,\ \ce{NaCl}} = m \cdot K_f \cdot 2$$

Kesimpulan:\ Dikarenakan $\ce{NaCl}$ terurai menjadi dua partikel ion ($\ce{Na^+}$ dan $\ce{Cl^-}$), sementara urea hanya menghasilkan satu partikel molekul (dirinya sendiri) dalam volume pelarut yang sama, maka jumlah total partikel dalam larutan $\ce{NaCl}$ adalah dua kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan larutan urea. Akibatnya, penurunan titik bekunya dua kali lebih besar, sesuai dengan persamaan sifat koligatif.

Jawaban: D. $\ce{NaCl}$ adalah garam biner(punya dua unsur berbeda)

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar ?

Korosi (karat) pada besi adalah proses elektrokimia yang memerlukan dua faktor utama: Oksigen (dari udara) dan Air ($\ce{H2O}$). Kecepatan korosi dipengaruhi oleh berbagai faktor, di antaranya adalah keberadaan zat-zat terlarut seperti garam (elektrolit).

Berikut adalah analisis untuk setiap tabung:

1. Tabung (3): Udara + Air + Garam

• Faktor Korosi: Ada Oksigen dan ada Air.
• Pemicu: Kehadiran Garam ($\ce{NaCl}$). Garam adalah elektrolit kuat yang meningkatkan daya hantar listrik larutan air. Peningkatan daya hantar ini mempercepat transfer elektron (reaksi elektrokimia) yang merupakan inti dari proses korosi.
• Laju Korosi: Paling Cepat.

1. Tabung (1): Udara + Air

• Faktor Korosi: Ada Oksigen dan ada Air.
• Pemicu: Ini adalah kondisi korosi dasar. Kecepatan korosi terjadi secara normal karena kedua faktor utama sudah terpenuhi.
• Laju Korosi: Sedang (lebih lambat dari (3) karena tidak ada elektrolit tambahan).

1. Tabung (2): Tanpa Udara dan Air

• Faktor Korosi: Tidak ada Oksigen dan tidak ada Air karena paku sepenuhnya terendam dalam oli.Oli berfungsi sebagai lapisan pelindung yang mencegah kontak besi dengan udara (Oksigen) dan air (uap air).
• Laju Korosi: Paling Lambat (Korosi dapat diabaikan atau sangat lambat).

Oleh karena itu, urutannya dari yang tercepat adalah (3) > (1) > (2).

Jawaban: D. (3), (1), (2)

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar ?

Diketahui:

• massa endapan $\ce{AgCl} = \text{1,435 g}$
• $\text{Mr}\ \ce{AgCl} = \text{Ar}\ \ce{Ag} + \text{Ar}\ \ce{Cl} = \text{108} + \text{35,5} = \text{143,5 g/mol}$

Mol endapan target yang harus terbentuk adalah:

$$ n_{\ce{AgCl}} = \frac{\text{1,435 g}}{\text{143,5 g/mol}} = \mathbf{\text{0,01 mol}} $$

Jadi, pernyataan yang tepat adalah pernyataan yang menghasilkan tepat $\text{0,01 mol}\ \ce{AgCl}$.

1. Pernyataan 1

Komposisi reaktan:

• $\text{5 mL}$ botol A
• $\text{5 mL}$ botol C

Perhitungan mol:

• $n(\ce{Ag^+}) = \text{1,0 M} \times \text{0,005 L} = \text{0,005 mol}$
• $n(\ce{Cl^-}) = \text{1,0 M} \times \text{0,005 L} = \text{0,005 mol}$

Maka endapan yang terbentuk:

$$ n_{\ce{AgCl}} = \text{0,005 mol} $$

Karena $\text{0,005 mol} \neq \text{0,01 mol}$, maka pernyataan 1 TIDAK TEPAT.

2. Pernyataan 2

Komposisi reaktan:

• $\text{10 mL}$ botol A
• $\text{5 mL}$ botol D

Perhitungan mol:

• $n(\ce{Ag^+}) = \text{1,0 M} \times \text{0,010 L} = \text{0,010 mol}$
• $n(\ce{Cl^-}) = \text{2,0 M} \times \text{0,005 L} = \text{0,010 mol}$

Maka endapan yang terbentuk:

$$ n_{\ce{AgCl}} = \text{0,010 mol} $$

Karena hasilnya tepat sama dengan target, maka pernyataan 2 TEPAT.

3. Pernyataan 3

Komposisi reaktan:

• $\text{10 mL}$ botol B
• $\text{10 mL}$ botol D

Perhitungan mol:

• $n(\ce{Ag^+}) = \text{2,0 M} \times \text{0,010 L} = \text{0,020 mol}$
• $n(\ce{Cl^-}) = \text{2,0 M} \times \text{0,010 L} = \text{0,020 mol}$

Maka endapan yang terbentuk:

$$ n_{\ce{AgCl}} = \text{0,020 mol} $$

Karena $\text{0,020 mol} \neq \text{0,01 mol}$, maka pernyataan 3 TIDAK TEPAT.

Jawaban: TIDAK TEPAT, TEPAT, TIDAK TEPAT

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Diketahui:

• 40% karbon
• 6,7% hidrogen
• sisanya oksigen = $100\% - (40\% + 6{,}7\%) = 53{,}3\%$
• massa molar senyawa = $\text{180 g/mol}$
• $\text{Ar}\ \text{C} = 12$, $\text{Ar}\ \text{H} = 1$, $\text{Ar}\ \text{O} = 16$

Gunakan basis 100 g senyawa agar lebih mudah menghitung mol masing-masing unsur.

1. Menentukan rumus empiris

Rumus empiris diperoleh dari perbandingan mol paling sederhana.

$$ n = \frac{g}{\text{Ar}} $$

Jadi, rumus empirisnya adalah:

$$ \mathbf{\ce{CH2O}} $$

2. Menentukan rumus molekul

Mr rumus empiris:

$$ \text{Mr}_{\text{RE}} = (1 \times 12) + (2 \times 1) + (1 \times 16) = \text{30 g/mol} $$

Nilai pengali $n$:

$$ n = \frac{\text{Mr senyawa}}{\text{Mr}_{\text{RE}}} = \frac{\text{180}}{\text{30}} = 6 $$

Maka rumus molekulnya adalah:

$$ \text{RM} = \ce{(CH2O)6} = \ce{C6H12O6} $$

Jadi, pernyataan pada soal salah, karena rumus molekul yang benar adalah $\ce{C6H12O6}$.

Jawaban: Salah, karena massa molar menunjukkan bahwa rumus molekulnya adalah $\ce{C6H12O6}$

Gimana, apakah jawaban kalian sudah benar?

Penjelasan Singkat Teori Brønsted-Lowry: Asam adalah spesi yang mendonorkan proton ($\ce{H^+}$).\ Basa adalah spesi yang menerima proton ($\ce{H^+}$).

Berdasarkan teori Brønsted-Lowry, pernyataan yang benar mengenai reaksi tersebut adalah:

• $\ce{H2PO4^-}$ bertindak sebagai asam karena ia memberikan (mendonorkan) satu proton ($\ce{H^+}$) kepada $\ce{H2O}$.
• $\ce{H2O}$ bertindak sebagai basa karena ia menerima (mengakseptor) satu proton ($\ce{H^+}$) dari $\ce{H2PO4^-}$.
• $\ce{H2PO4^-}$ adalah basa konjugasi dari $\ce{H2PO4^-}$.
• $\ce{H3O^+}$ adalah asam konjugasi dari $\ce{H2O}$.

Jawaban: C. $\ce{H2PO4^-}$ memberikan ion hidrogen kepada $\ce{H2O}$ dan bersifat asam

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar ?

Penentuan titik didih pada isomer-isomer hidrokarbon ditinjau dari kekuatan gaya Van der Waals, khususnya gaya London.

Prinsip umum

• semua senyawa pada soal adalah isomer, sehingga massa molekul relatifnya sama
• pada kasus isomer, pembeda utama titik didih adalah bentuk molekul
• rantai karbon yang lebih panjang dan lurus memiliki luas permukaan kontak lebih besar
• luas permukaan kontak yang lebih besar menghasilkan gaya London yang lebih kuat, sehingga titik didih lebih tinggi
• semakin bercabang, bentuk molekul semakin kompak dan titik didih cenderung lebih rendah

Perhatikan struktur pada gambar berikut:

Dari gambar tersebut diperoleh kesimpulan:

• Pernyataan 1 TEPAT
• Pernyataan 2 TIDAK TEPAT
• Pernyataan 3 TEPAT

Jawaban: TEPAT, TIDAK TEPAT, TEPAT

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Reaksi kesetimbangan pada soal adalah:

$$ \ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g) \quad \Delta H = \text{-197 kJ mol-1}} $$

Reaksi maju bersifat eksoterm, sehingga untuk memperbanyak $\ce{SO3}$ kita harus menggeser kesetimbangan ke arah produk (kanan).

Analisis reaksi:

Analisis tiap pernyataan

1. Memperbesar volume wadah
   Ini membuat tekanan efektif turun, sehingga kesetimbangan bergeser ke sisi dengan jumlah mol gas lebih besar, yaitu kiri.
   Jadi, pernyataan ini SALAH.

2. Menambah $\ce{O2}$ ke dalam campuran reaksi
   Menambah reaktan akan menggeser kesetimbangan ke arah produk untuk mengurangi penambahan tersebut.
   Jadi, pernyataan ini BENAR.

3. Menurunkan tekanan gas
   Menurunkan tekanan juga menggeser kesetimbangan ke sisi dengan jumlah mol gas lebih besar, yaitu kiri.
   Jadi, pernyataan ini SALAH.

4. Menurunkan suhu reaksi
   Karena reaksi maju eksoterm, penurunan suhu menguntungkan arah eksoterm, yaitu arah kanan.
   Jadi, pernyataan ini BENAR.

5. Mengeluarkan $\ce{SO3}$ dari wadah
   Mengurangi produk akan menggeser kesetimbangan ke kanan untuk membentuk kembali produk yang diambil.
   Jadi, pernyataan ini BENAR.

Sehingga, pernyataan yang benar adalah 2, 4, dan 5.

Jawaban: C. Pernyataan 2, Pernyataan 4, Pernyataan 5

Gimana, apakah jawab kamu sudah benar?

1. Menghitung mol reaktan

• Mol $\ce{Mg}$:

$$ n_{\ce{Mg}} = \frac{g_{\ce{Mg}}}{\text{Ar}_{\ce{Mg}}} = \frac{\text{24 g}}{\text{24 g/mol}} = \text{1 mol} $$

• Mol $\ce{HCl}$:

$$ n_{\mathrm{HCl}} = M_{\mathrm{HCl}} \times V_{\mathrm{HCl}} = \text{3 mol/L} \times \text{1 L} = \text{3 mol} $$

2. Menentukan reaktan pembatas

Persamaan reaksi:

$$ \ce{Mg(s) + 2HCl(aq) -> MgCl2(aq) + H2(g)} $$

Perbandingan stoikiometri menunjukkan:

$$ 1\ \text{mol}\ \ce{Mg} : 2\ \text{mol}\ \ce{HCl} $$

Untuk menghabiskan 1 mol $\ce{Mg}$ dibutuhkan 2 mol $\ce{HCl}$, sedangkan yang tersedia adalah 3 mol $\ce{HCl}$. Artinya, $\ce{HCl}$ berlebih dan $\ce{Mg}$ adalah reaktan pembatas.

3. Menentukan jumlah zat setelah reaksi

Jika 1 mol $\ce{Mg}$ habis bereaksi, maka:

• $\ce{HCl}$ yang bereaksi = 2 mol
• sisa $\ce{HCl}$ = 1 mol
• $\ce{MgCl2}$ yang terbentuk = 1 mol
• $\ce{H2}$ yang terbentuk = 1 mol

4. Mengecek pernyataan

1. ✅ Mol $\ce{Mg}$ yang bereaksi adalah $\text{1 mol}$
   Benar, karena seluruh $\ce{Mg}$ habis bereaksi.

2. ✅ Volume $\ce{H2}$ yang dihasilkan adalah $\text{22,4 L}$
   Pada STP, 1 mol gas menempati 22,4 L, sehingga:

   $$ V_{\ce{H2}} = n_{\ce{H2}} \times \text{22,4 L/mol} = \text{1 mol} \times \text{22,4 L/mol} = \text{22,4 L} $$

3. ❌ $\ce{HCl}$ adalah reagen pembatas
   Salah, karena justru $\ce{HCl}$ berlebih dan $\ce{Mg}$ yang menjadi pereaksi pembatas.

4. ❌ $\ce{HCl}$ yang bereaksi adalah $\text{3 mol}$
   Salah, karena yang bereaksi hanya 2 mol.

5. ❌ $\ce{MgCl2}$ yang dihasilkan adalah $\text{2 mol}$
   Salah, karena $\ce{MgCl2}$ yang terbentuk hanya 1 mol.

Jawaban: Pernyataan 1 dan 2

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Larutan $\ce{CH3COOH}$ adalah asam lemah. Karena itu, rumus yang dipakai adalah:

• $\text{pH} = -\log [\ce{H^+}]$
• $[\ce{H^+}] = \sqrt{K_a \cdot M_a} = \alpha \cdot M_a$

1. Memeriksa pernyataan 1

“Nilai pH larutan asam cuka tersebut adalah 4”

Diketahui:

• massa $\ce{CH3COOH} = \text{0,6 g}$
• volume larutan = $\text{1 L}$
• $K_a = 1 \times 10^{-6}$

Mr asam asetat:

$$ \text{Mr} = (2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = \text{60 g/mol} $$

Mol asam asetat:

$$ \text{Mol} = \frac{\text{0,6 g}}{\text{60 g/mol}} = \mathbf{\text{0,01 mol}} $$

Konsentrasi awal asam asetat:

$$ M_a = \frac{\text{0,01 mol}}{\text{1 L}} = \mathbf{\text{0,01 M}} $$

Konsentrasi ion $\ce{H^+}$:

$$ [\ce{H^+}] = \sqrt{K_a \cdot M_a} = \sqrt{(1 \times 10^{-6})(0{,}01)} = \sqrt{10^{-8}} = 10^{-4} $$

Maka pH larutannya:

$$ \text{pH} = -\log(10^{-4}) = 4 $$

Jadi, pernyataan 1 BENAR.

2. Memeriksa pernyataan 2

“Konsentrasi ion $\ce{H+}$ dalam larutan adalah $1 \times 10^{-6}\ \text{M}$”

Pernyataan ini SALAH, karena dari perhitungan diperoleh:

$$ [\ce{H^+}] = 10^{-4}\ \text{M} $$

3. Memeriksa pernyataan 3

“Asam asetat terionisasi dalam air sebanyak 1%”

Derajat ionisasi dihitung dengan rumus:

$$ \alpha = \frac{[\ce{H^+}]}{M_a} $$

Substitusi nilai yang sudah diperoleh:

$$ \alpha = \frac{10^{-4}}{10^{-2}} = 10^{-2} = 0{,}01 $$

Dalam persen:

$$ \alpha = 0{,}01 = 1\% $$

Jadi, pernyataan 3 BENAR.

Jawaban: BENAR, SALAH, BENAR

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Reaksi yang terjadi pada soal adalah:

$$ \ce{CH3COOH(aq) + NaOH(aq) -> CH3COONa(aq) + H2O(\ell)} $$

1. Menentukan pereaksi pembatas

Jumlah mol awal:

• $n(\ce{CH3COOH}) = \pu{100 mL} \times \pu{0,1 M} = \text{10 mmol}$
• $n(\ce{NaOH}) = \pu{100 mL} \times \pu{0,05 M} = \text{5 mmol}$

Karena koefisien reaksi $\ce{CH3COOH}$ dan $\ce{NaOH}$ sama, pereaksi yang jumlah molnya lebih kecil menjadi pereaksi pembatas. Jadi, $\ce{NaOH}$ adalah reagen pembatas.

2. Menentukan komposisi larutan akhir

Setelah reaksi selesai:

• sisa $\ce{CH3COOH} = \text{5 mmol}$
• $\ce{CH3COONa}$ yang terbentuk = $\text{5 mmol}$

Larutan akhir berisi asam lemah dan basa konjugasinya, sehingga termasuk larutan penyangga asam.

3. Menghitung pH larutan penyangga

Gunakan persamaan Henderson-Hasselbalch:

$$ \text{pH} = \text{p}K_a + \log \frac{[\text{basa konjugasi}]}{[\text{asam lemah}]} $$

Diketahui:

$$ K_a = 1 \times 10^{-5} $$

Maka:

$$ \text{p}K_a = -\log(1 \times 10^{-5}) = 5 $$

Karena jumlah mol basa konjugasi dan asam lemah sama, maka:

$$ \text{pH} = 5 + \log \frac{\text{5 mmol}}{\text{5 mmol}} = 5 + \log(1) = 5 $$

4. Mengecek pernyataan

1. ✅ Nilai pH larutan penyangga tersebut adalah 5.
   Benar, karena hasil perhitungannya memang $\text{pH} = 5$.

2. ❌ Asam asetat yang bereaksi adalah $\text{10 mmol}$.
   Salah, karena asam asetat yang bereaksi hanya $\text{5 mmol}$.

3. ✅ Natrium hidroksida yang bereaksi adalah $\text{5 mmol}$.
   Benar, karena $\ce{NaOH}$ bereaksi habis sebagai reagen pembatas.

4. ❌ Asam asetat dan natrium hidroksida habis bereaksi.
   Salah, karena asam asetat masih bersisa $\text{5 mmol}$.

5. ✅ Garam $\ce{CH3COONa}$ yang terbentuk adalah $\text{5 mmol}$.
   Benar, sesuai stoikiometri reaksi 1 : 1.

Sehingga, pernyataan yang benar adalah 1, 3, dan 5.

Jawaban: 1, 3, 5 BENAR dan 2, 4 SALAH

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Tujuan kita adalah menghitung mol $\ce{COF_2}$ yang tersisa pada keadaan setimbang.

Reaksi kesetimbangan yang terjadi adalah:

$$ \ce{2COF2(g) <=> CO2(g) + CF4(g)} $$

Diketahui:

• volume wadah $V = \text{5 L}$
• mol awal $\ce{COF2} = \text{1 mol}$
• $K_c = 4$

1. Menyusun mol pada keadaan setimbang

Misalkan $x$ adalah mol $\ce{COF_2}$ yang bereaksi.

Maka:

• mol mula-mula: $\ce{COF2} = 1$, $\ce{CO2} = 0$, $\ce{CF4} = 0$
• mol berubah: $\ce{COF2} = -x$, $\ce{CO2} = +\dfrac{x}{2}$, $\ce{CF4} = +\dfrac{x}{2}$
• mol setimbang: $\ce{COF2} = 1-x$, $\ce{CO2} = \dfrac{x}{2}$, $\ce{CF4} = \dfrac{x}{2}$

Konsentrasi setimbangnya adalah:

$$ [\ce{COF2}] = \frac{1-x}{5}, \qquad [\ce{CO2}] = \frac{x/2}{5}, \qquad [\ce{CF4}] = \frac{x/2}{5} $$

2. Menyusun persamaan $K_c$

$$ K_c = \frac{[\ce{CO2}][\ce{CF4}]}{[\ce{COF2}]^2} $$

Substitusi data $K_c = 4$:

$$ 4 = \frac{\left(\dfrac{x/2}{5}\right)\left(\dfrac{x/2}{5}\right)}{\left(\dfrac{1-x}{5}\right)^2} $$

Sederhanakan:

$$ 4 = \frac{x^2/4}{(1-x)^2} $$

Ambil akar kedua ruas:

$$ 2 = \frac{x}{2(1-x)} $$

Kemudian selesaikan:

$$ 2 \cdot 2(1-x) = x $$

$$ 4 - 4x = x $$

$$ 5x = 4 $$

$$ x = \frac{4}{5} = \text{0,8 mol} $$

3. Menghitung mol $\ce{COF_2}$ sisa

Mol $\ce{COF_2}$ yang tersisa adalah:

$$ 1 - x = 1 - 0{,}8 = \mathbf{\text{0,2 mol}} $$

Dalam bentuk pecahan:

$$ \text{0,2 mol} = \mathbf{\dfrac{1}{5}\ \text{mol}} $$

Jadi, banyaknya $\ce{COF_2}$ yang terdapat dalam wadah setelah reaksi mencapai kesetimbangan adalah $\mathbf{\dfrac{1}{5}\ \text{mol}}$.

Jawaban: C. $\dfrac{1}{5}\ \text{mol}$

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar?

Pasangan set percobaan yang dapat dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap laju reaksi adalah set percobaan di mana hanya suhu ($T$) yang diubah, sementara variabel lain (konsentrasi $\ce{[A]}$, massa $\ce{B}$, bentuk $\ce{B}$, dan katalis) harus dijaga konstan (terkontrol).

Oleh karena itu, berdasarkan tabel pasangan yang valid adalah pasangan percobaan 1 & 3 juga percobaan 5 & 6. Namun pasangan 5 & 6 tidak ada dipilihan jawaban.

Jawaban: A. 1 dan 3

Gimana, apakah jawaban kamu sudah benar ?