Berikut ini contoh soal dan pembahasan olimpiade kimia untuk guru SMA/MA/SMK Sesumatera Bagian Utara tahun 2017 ala urip.info. Pembahasan ini dapat dijadi bahan untuk persiapan OSK/OSP/OSN kimia di waktu yang akan datang. Soal dan kunci jawaban dapat diunduh langsung dari website penyelenggara www.iostpi.org.
Soal Nomor 21: urip.info
Apa hibridisasi atom pusat dari senyawa PF32– dan ICl4–?
PF32–
→ P sebagai atom pusat, dari golongan V-A, elektron valensi P = 5, ion bermuatan –2 berarti mendapat tambahan 2 elektron dari luar. Total elektron yang siap digunakan berikatan 5 + 2 = 7 elektron. urip.info
→ F dari golongan VII-A, elektron valensinya 7, kurang 1 untuk stabil, dan akan berikatan dengan P. Setiap F akan menggunakan 1 elektron dari P sebagai atom pusat. ada 3 atom F atau 3 ikatan.
→ Jadi ada 3 ikatan (3 pasang elektron berikatan, PEI) dan pada atom pusat P masih tersisa 4 elektron (= 2 pasangan elektron bebas, PEB). urip.info
→ Total pasangan elektronnya = 3 PEI + 2 PEB = 5 PE.
Jadi hibridisasinya adalah 1s + 3p + 1d = spppd atau sp3d.
ICl4–
→ I sebagai atom pusat, dari golongan VII-A, elektron valensi I = 7, bermuatan -1 berarti mendapat tambahan 1 elektron dari luar. Total elektron yang siap digunakan berikatan 7 + 1 = 8 elektron.
→ Cl dari golongan VII-A, elektron valensinya 7, kurang 1 untuk stabil, dan akan berikatan dengan I. Setiap Cl akan menggunakan 1 elektron dari I sebagai atom pusat. Ada 4 atom Cl atau 4 ikatan.
→ Jadi ada 4 ikatan (4 pasang elektron berikatan, PEI) dan pada atom pusat I masih tersisa 4 elektron (= 2 pasangan elektron bebas, PEB ). urip.info
→ Total pasangan elektronnya = 4 PEI + 2 PEB = 6 PE.
Jadi hibridisasinya adalah 1s + 3p + 2d = spppdd atau sp3d2.
Trik untuk menentukan orbital hibrida dengan metode jari dapat di simak di blog ini juga, klik di sini untuk menyimak lebih jauh.
Jawaban yang tepat C urip.info
Soal Nomor 22: urip.info
n-oktana, C8H18(l), mempunyai ∆H°c = –5.450,5 kJ/mol. Sebuah mobil dapat memuat 70 L n-oktana jika diisi sampai penuh. Jika dianggap densitas n-oktana adalah 0,70 g/cm3; berapa banyak panas akan diserap sebagai energi kinetik untuk mobil jika efisiensi mesin mobil tersebut adalah 40% dan tangki penyimpanan bensin terisi penuh?
Konversi massa n-oktana (C8H18):
Massa C8H18 = volume C8H18 × densitas C8H18
Massa C8H18 = (70 L × 1000 cm3 /L) × 0,70 g/cm3
Massa C8H18 = 49.000 g
urip.info
Massa molar C8H18 = ((12×8) + (1×18)) g/mol
Massa molar C8H18 = (96 + 18) g/mol
Massa molar C8H18 = 114 g/mol
Konversi satuan g C8H18 ke satuan mol C8H18
49.000 g C8H18 = 49.000 g / (114 g/mol)
49.000 g C8H18 = 429,8250 mol
urip.info
Energi yang dihasil = ∆H°c × n C8H18 × efisiensi
Energi yang dihasil = (5.450,5 kJ/mol) × (429,8250 mol) × 40%
Energi yang dihasil = 937.104,465 kJ
Konversi satuan kJ menjadi MJ (mega Joule)
Energi yang dihasil = 937.104,465 kJ × 1 MJ/1000 kJ
Energi yang dihasil = 937,104465 MJ
urip.info
Jawaban yang tepat D
Soal Nomor 23:
Berdasarkan persamaan reaksi hipotesis berikut: A + 2B → C, laju reaksi tetap konstan ketika konsentrasi A dikalikan dua dari konsentrasi awal dan konsentrasi B dijaga konstan. Namun laju reaksi menjadi dua kalinya ketika konsentrasi B dikalikan dua dari konsentrasi awal dan konsentrasi A dijaga konstan. Bagaimanakah persamaan laju reaksinya?
Pembahasan Soal Nomor 23:
Ubahan ke bentuk persamaan dari pernyataan soal:
A + 2B → C
Perubahan [A] tidak berpengaruh terhadap laju reaksi berarti orde reaksi untuk A = 0
Perubahan 2[B] berpengaruh terhadap laju menjadi 2v, ini berarti orde reaksi untuk B = 1
Jawaban yang tepat B
Soal Nomor 24:
Perhatikanlah reaksi berikut:
2ICl(g) + H2(g) → 2HCl(g) + I2(g)
Pada temperatur tertentu tetapan laju reaksinya adalah 1,63×10–6 L/mol.s. Berapa orde reaksi total dari reaksi tersebut?
Orde reaksi total dapat diidentifikasi berdasar satuan tetapan laju reaksi. Lebih lanjut mengenai hal ini dapat dibaca di sini.
Bentuk umum hubungan orde reaksi total dengan satuan k:
k = M1–n s–1
k = (mol L–1)1–n s–1
L = liter; n = orde reaksi total; s = detik
urip.info
Pada soal diketahui satuan k = L/mol.s atau dapat diubah menjadi L.mol–1 s–1
k = (mol L–1)1–n s–1
(mol L–1)1–n s–1 = L.mol–1 s–1
(mol L–1)1–n = L.mol–1
(mol L–1)1–n = (mol.L–1) –1
1 – n = –1
n = 1 + 1
n = 2
Jawaban yang tepat C
urip.info
Soal Nomor 25:
Sebuah tangki bervolume 1 L diisi oleh HI(g) sehingga tekanannya 1 atm pada 793 K. Beberapa HI(g) membentuk H2(g) dan I2(g) berdasarkan kesetimbangan:
2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) Kp = 0,016
Berapa tekanan parsial HI pada kesetimbangan?
urip.info
Kp = [P-H2].[P-I2]/[P-HI]2
0,016 = x.x/(1–2x)2
0,016×(1–2x)2 = x2
√0,016×√ (1–2x)2 = √x2
0,1265×(1–2x) = x
0,1265 – 0,253x) = x
1,253x = 0,1265
x = 0,10 atm
urip.info
Pparsial HI = (1– 2x)
Pparsial HI = (1– 2(0,10))
Pparsial HI = (1 – 0,2) atm
Pparsial HI = 0,8 atm
Jawaban yang tepat D
urip.info
Soal Nomor 26:
Pada suhu 60°C, nilai Kw adalah 1×10–13. Berapa [OH–] dalam air pada suhu 60°C?
H2O ⇌ H+ + OH–
[H+] = [OH–]
→ Kw = [H+].[OH–]
→ Kw = [OH–]2
→ [OH–] = √Kw
→ [OH–] =√ (1 × 10–13)
→ [OH–] = 3.16 × 10–7
Jawaban yang mendekati C
urip.info
Soal Nomor 27:
Berapa pH dari larutan HF 1,00 M? (Ka HF = 7,2×10–4)
HF merupakan asam lemah
pH HF = ½ (–log ([HF ]× Ka HF )
pH HF = ½ (–log (1× 7,2×10–4) -3,14
pH HF = ½ × 3,14
pH HF = 1,57
Jawaban yang tepat B
Soal Nomor 28:
Diberikan data-data sebagai berikut.
Ka HC2H3O2 = 1,8×10–5;
Kb NH4OH = 1,8×10–5;
Ka HCN = 6,2×10–10;
Ka HSO4– = 1,2×10–2;
Ka Al(H2O)63+ = 1,4×10–5.
Tentukan apakah larutan-larutan dari garam di bawah ini bersifat asam, basa, atau netral!
Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, sifatnya akan ditentukan berdasarkan nilai Ka dari asam lemah dan Kb dari basa lemah penyusunnya.
Bila Ka > Kb maka garam bersifat asam
Bila Ka < Kb maka garam bersifat basa
Bila Ka = Kb maka garam bersifat netral
urip.info
NH4C2H3O2 berasal dari HC2H3O2 dan NH4OH
Perbandingan Ka = 1,8×10–5 dan Kb = 1,8×10–5 .
Kesimpulan Ka = Kb → Garam netral
urip.info
NH4CN berasal dari HCN dan NH4OH
Perbandingan Ka = 6,2×10–10 dan Kb = 1,8×10–5 .
Kesimpulan Ka < Kb → Garam basa
Al2(SO4)3 berasal dari HSO4– dan [Al(H2O)5 OH]2+ atau Al(OH)2+ (ini adalah konjugat dari [Al(H2O)63+])
Perlu dihitung nilai Kb dari konjugat [Al(H2O)63+]
[Al(H2O)63+] ⇌ H+ + [Al(H2O)5 OH]2+
Ka Al(H2O)63+ = 1,4×10–5
→ Kb = Kw / Ka
→ Kb [Al(H2O)5 OH]2+ = 10–14/(1,4×10–5)
→ Kb [Al(H2O)5 OH]2+ = 7,14×10–10
urip.info
Perbandingan Ka = 1,2×10–2 dan Kb = 7,14×10–10;
Kesimpulan Ka > Kb → Garam asam.
Jadi (i) netral, (ii) basa, dan (iii) asam
urip.info
Jawaban yang tepat B.
Soal Nomor 29:
50 mL larutan HC2H3O2 0,10 M akan dititrasi dengan larutan NaOH 0,10 M. Berapa pH larutan ketika 15 mL NaOH ditambahkan? (Ka HC2H3O2 = 1,8×10–5)
Saat mencapai kesetimbangan terdapat sisa HC2H3O2 dan garam (basa konjugat), maka perhitungan pH menggunakan pH larutan penyangga.
pH = pKa + log ([NaC2H3O2]/[ HC2H3O2])
pH = –log (1,8×10–5) + log (1,5/3,5)
pH = 4,38
Jawaban yang tepat B
urip.info
Soal Nomor 30:
Berapa nilai Ksp dari bismut sulfida (Bi2S3), yang mempunyai kelarutan 5,14×10–13 g/L pada 25°C?
Bi2S3(aq) → 2Bi3+(aq) + 3S2–(aq)
Ksp Bi2S3 = (2s)2 (3s)3
Ksp Bi2S3 = 4s2 × 27s3
Ksp Bi2S3 = 108s5
urip.info
Ksp Bi2S3 = 108(5,14×10–13)5
Ksp Bi2S3 = 3,87 ×10–60
Jawaban yang tepat E
CMIIW urip.info
Pembahasan nomor lain diterbitkan dalam tulisan terpisah berikutnya.
Soal Nomor 21: urip.info
Apa hibridisasi atom pusat dari senyawa PF32– dan ICl4–?
- sp3d dan sp3d
- sp3d2 dan sp3d2
- sp3d dan sp3d2
- sp3d2 dan sp3d
- sp3d dan sp3d3
PF32–
→ P sebagai atom pusat, dari golongan V-A, elektron valensi P = 5, ion bermuatan –2 berarti mendapat tambahan 2 elektron dari luar. Total elektron yang siap digunakan berikatan 5 + 2 = 7 elektron. urip.info
→ F dari golongan VII-A, elektron valensinya 7, kurang 1 untuk stabil, dan akan berikatan dengan P. Setiap F akan menggunakan 1 elektron dari P sebagai atom pusat. ada 3 atom F atau 3 ikatan.
→ Jadi ada 3 ikatan (3 pasang elektron berikatan, PEI) dan pada atom pusat P masih tersisa 4 elektron (= 2 pasangan elektron bebas, PEB). urip.info
→ Total pasangan elektronnya = 3 PEI + 2 PEB = 5 PE.
Jadi hibridisasinya adalah 1s + 3p + 1d = spppd atau sp3d.
ICl4–
→ I sebagai atom pusat, dari golongan VII-A, elektron valensi I = 7, bermuatan -1 berarti mendapat tambahan 1 elektron dari luar. Total elektron yang siap digunakan berikatan 7 + 1 = 8 elektron.
→ Cl dari golongan VII-A, elektron valensinya 7, kurang 1 untuk stabil, dan akan berikatan dengan I. Setiap Cl akan menggunakan 1 elektron dari I sebagai atom pusat. Ada 4 atom Cl atau 4 ikatan.
→ Jadi ada 4 ikatan (4 pasang elektron berikatan, PEI) dan pada atom pusat I masih tersisa 4 elektron (= 2 pasangan elektron bebas, PEB ). urip.info
→ Total pasangan elektronnya = 4 PEI + 2 PEB = 6 PE.
Jadi hibridisasinya adalah 1s + 3p + 2d = spppdd atau sp3d2.
Trik untuk menentukan orbital hibrida dengan metode jari dapat di simak di blog ini juga, klik di sini untuk menyimak lebih jauh.
Jawaban yang tepat C urip.info
Soal Nomor 22: urip.info
n-oktana, C8H18(l), mempunyai ∆H°c = –5.450,5 kJ/mol. Sebuah mobil dapat memuat 70 L n-oktana jika diisi sampai penuh. Jika dianggap densitas n-oktana adalah 0,70 g/cm3; berapa banyak panas akan diserap sebagai energi kinetik untuk mobil jika efisiensi mesin mobil tersebut adalah 40% dan tangki penyimpanan bensin terisi penuh?
- 538,3 MJ
- 679,1 MJ
- 799,2 MJ
- 937,1 MJ
- 1,01 GJ
Konversi massa n-oktana (C8H18):
Massa C8H18 = volume C8H18 × densitas C8H18
Massa C8H18 = (70 L × 1000 cm3 /L) × 0,70 g/cm3
Massa C8H18 = 49.000 g
urip.info
Massa molar C8H18 = ((12×8) + (1×18)) g/mol
Massa molar C8H18 = (96 + 18) g/mol
Massa molar C8H18 = 114 g/mol
Konversi satuan g C8H18 ke satuan mol C8H18
49.000 g C8H18 = 49.000 g / (114 g/mol)
49.000 g C8H18 = 429,8250 mol
urip.info
Energi yang dihasil = ∆H°c × n C8H18 × efisiensi
Energi yang dihasil = (5.450,5 kJ/mol) × (429,8250 mol) × 40%
Energi yang dihasil = 937.104,465 kJ
Konversi satuan kJ menjadi MJ (mega Joule)
Energi yang dihasil = 937.104,465 kJ × 1 MJ/1000 kJ
Energi yang dihasil = 937,104465 MJ
urip.info
Jawaban yang tepat D
Soal Nomor 23:
Berdasarkan persamaan reaksi hipotesis berikut: A + 2B → C, laju reaksi tetap konstan ketika konsentrasi A dikalikan dua dari konsentrasi awal dan konsentrasi B dijaga konstan. Namun laju reaksi menjadi dua kalinya ketika konsentrasi B dikalikan dua dari konsentrasi awal dan konsentrasi A dijaga konstan. Bagaimanakah persamaan laju reaksinya?
- r = k[A] urip.info
- r = k[B]
- r = k[A][B]
- r = k[A]2[B]
- r = k[A][B]2
Pembahasan Soal Nomor 23:
Ubahan ke bentuk persamaan dari pernyataan soal:
A + 2B → C
Perubahan [A] tidak berpengaruh terhadap laju reaksi berarti orde reaksi untuk A = 0
Perubahan 2[B] berpengaruh terhadap laju menjadi 2v, ini berarti orde reaksi untuk B = 1
Jawaban yang tepat B
Soal Nomor 24:
Perhatikanlah reaksi berikut:
2ICl(g) + H2(g) → 2HCl(g) + I2(g)
Pada temperatur tertentu tetapan laju reaksinya adalah 1,63×10–6 L/mol.s. Berapa orde reaksi total dari reaksi tersebut?
- 0 urip.info
- 1
- 2
- 3
- 4
Orde reaksi total dapat diidentifikasi berdasar satuan tetapan laju reaksi. Lebih lanjut mengenai hal ini dapat dibaca di sini.
Bentuk umum hubungan orde reaksi total dengan satuan k:
k = M1–n s–1
k = (mol L–1)1–n s–1
L = liter; n = orde reaksi total; s = detik
urip.info
Pada soal diketahui satuan k = L/mol.s atau dapat diubah menjadi L.mol–1 s–1
k = (mol L–1)1–n s–1
(mol L–1)1–n s–1 = L.mol–1 s–1
(mol L–1)1–n = L.mol–1
(mol L–1)1–n = (mol.L–1) –1
1 – n = –1
n = 1 + 1
n = 2
Jawaban yang tepat C
urip.info
Soal Nomor 25:
Sebuah tangki bervolume 1 L diisi oleh HI(g) sehingga tekanannya 1 atm pada 793 K. Beberapa HI(g) membentuk H2(g) dan I2(g) berdasarkan kesetimbangan:
2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) Kp = 0,016
Berapa tekanan parsial HI pada kesetimbangan?
- 0,11 atm
- 0,13 atm
- 0,17 atm
- 0,8 atm
- 1,6 atm
urip.info
0,016 = x.x/(1–2x)2
0,016×(1–2x)2 = x2
√0,016×√ (1–2x)2 = √x2
0,1265×(1–2x) = x
0,1265 – 0,253x) = x
1,253x = 0,1265
x = 0,10 atm
urip.info
Pparsial HI = (1– 2x)
Pparsial HI = (1– 2(0,10))
Pparsial HI = (1 – 0,2) atm
Pparsial HI = 0,8 atm
Jawaban yang tepat D
urip.info
Soal Nomor 26:
Pada suhu 60°C, nilai Kw adalah 1×10–13. Berapa [OH–] dalam air pada suhu 60°C?
- 10–7 M urip.info
- 2×10–7 M
- 3×10–7 M
- 5×10–8 M
- 3×10–8 M
H2O ⇌ H+ + OH–
[H+] = [OH–]
→ Kw = [H+].[OH–]
→ Kw = [OH–]2
→ [OH–] = √Kw
→ [OH–] =√ (1 × 10–13)
→ [OH–] = 3.16 × 10–7
Jawaban yang mendekati C
urip.info
Soal Nomor 27:
Berapa pH dari larutan HF 1,00 M? (Ka HF = 7,2×10–4)
- 1,00
- 1,58
- 1,74
- 2,01
- 2,67 urip.info
HF merupakan asam lemah
pH HF = ½ (–log ([HF ]× Ka HF )
pH HF = ½ (–log (1× 7,2×10–4) -3,14
pH HF = ½ × 3,14
pH HF = 1,57
Jawaban yang tepat B
Soal Nomor 28:
Diberikan data-data sebagai berikut.
Ka HC2H3O2 = 1,8×10–5;
Kb NH4OH = 1,8×10–5;
Ka HCN = 6,2×10–10;
Ka HSO4– = 1,2×10–2;
Ka Al(H2O)63+ = 1,4×10–5.
Tentukan apakah larutan-larutan dari garam di bawah ini bersifat asam, basa, atau netral!
- NH4C2H3O2
- NH4CN urip.info
- Al2(SO4)3
- (i) netral, (ii) basa, dan (iii) asam
- (i) asam, (ii) basa, dan (iii) asam
- (i) netral, (ii) basa, dan (iii) basa
- (i) netral, (ii) asam, dan (iii) asam
- (i) basa, (ii) basa, dan (iii) basa
Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, sifatnya akan ditentukan berdasarkan nilai Ka dari asam lemah dan Kb dari basa lemah penyusunnya.
Bila Ka > Kb maka garam bersifat asam
Bila Ka < Kb maka garam bersifat basa
Bila Ka = Kb maka garam bersifat netral
urip.info
NH4C2H3O2 berasal dari HC2H3O2 dan NH4OH
Perbandingan Ka = 1,8×10–5 dan Kb = 1,8×10–5 .
Kesimpulan Ka = Kb → Garam netral
urip.info
NH4CN berasal dari HCN dan NH4OH
Perbandingan Ka = 6,2×10–10 dan Kb = 1,8×10–5 .
Kesimpulan Ka < Kb → Garam basa
Al2(SO4)3 berasal dari HSO4– dan [Al(H2O)5 OH]2+ atau Al(OH)2+ (ini adalah konjugat dari [Al(H2O)63+])
Perlu dihitung nilai Kb dari konjugat [Al(H2O)63+]
[Al(H2O)63+] ⇌ H+ + [Al(H2O)5 OH]2+
Ka Al(H2O)63+ = 1,4×10–5
→ Kb = Kw / Ka
→ Kb [Al(H2O)5 OH]2+ = 10–14/(1,4×10–5)
→ Kb [Al(H2O)5 OH]2+ = 7,14×10–10
urip.info
Perbandingan Ka = 1,2×10–2 dan Kb = 7,14×10–10;
Kesimpulan Ka > Kb → Garam asam.
Jadi (i) netral, (ii) basa, dan (iii) asam
urip.info
Jawaban yang tepat B.
Soal Nomor 29:
50 mL larutan HC2H3O2 0,10 M akan dititrasi dengan larutan NaOH 0,10 M. Berapa pH larutan ketika 15 mL NaOH ditambahkan? (Ka HC2H3O2 = 1,8×10–5)
- 4,24 urip.info
- 4,38
- 4,49
- 4,61
- 4,67
Saat mencapai kesetimbangan terdapat sisa HC2H3O2 dan garam (basa konjugat), maka perhitungan pH menggunakan pH larutan penyangga.
pH = pKa + log ([NaC2H3O2]/[ HC2H3O2])
pH = –log (1,8×10–5) + log (1,5/3,5)
pH = 4,38
Jawaban yang tepat B
urip.info
Soal Nomor 30:
Berapa nilai Ksp dari bismut sulfida (Bi2S3), yang mempunyai kelarutan 5,14×10–13 g/L pada 25°C?
- 3,87×10–60
- 6,35×10–65
- 6,69×10–69
- 1,78×10–71
- 1,08×10–73
Bi2S3(aq) → 2Bi3+(aq) + 3S2–(aq)
Ksp Bi2S3 = (2s)2 (3s)3
Ksp Bi2S3 = 4s2 × 27s3
Ksp Bi2S3 = 108s5
urip.info
Ksp Bi2S3 = 108(5,14×10–13)5
Ksp Bi2S3 = 3,87 ×10–60
Jawaban yang tepat E
CMIIW urip.info
Pembahasan nomor lain diterbitkan dalam tulisan terpisah berikutnya.
- Bahasan Soal Olimpiade Guru Kimia Sesumbagut 2017 (Nomor 01-10)
- Bahasan Soal Olimpiade Guru Kimia Sesumbagut 2017 (Nomor 11-20)
- Bahasan Soal Olimpiade Guru Kimia Sesumbagut 2017 (Nomor 21-30)
- Bahasan Soal Olimpiade Guru Kimia Sesumbagut 2017 (Nomor 31-40)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar