Pembahasan Soal Kimia Olimpiade Nasional USA 2018 (Bagian-4 dari 5)

Senin, 09 Maret 2020 edit

Berikut ini adalah pembahasan soal kimia pada olimpiade nasional 2018 di Amerika khusus soal pilihan ganda ala urip.info. Bentuk soal berupa model pilihan ganda dengan 4 opsi jawaban sebanyak 60 butir soal. Tulisan ini adalah bagian keempat dari 5 bagian,  bagian lain akan diterbitkan dalam tulisan terpisah. Pembahasan ini dibuat untuk memperkaya variasi soal-soal olimpiade/kompetisi kimia di Indonesia.


urip.info
Soal #37
Ion iodida dioksidasi menjadi ion hypoiodit oleh permanganat ion dalam larutan dasar sesuai dengan berikut ini persamaan tidak seimbang:
I(aq) + MnO4(aq) → IO(aq) + MnO2(s) urip.info
Berapa rasio ion hidroksida terhadap ion iodida dalam persamaan yang seimbang?
(A) 3 : 1
(B) 2 : 1
(C) 1 : 1
(D) 2 : 3
Pembahasan Soal #37
3I + 3H2O → 3IO + 6H+ + 6e
2MnO4 + 8H+ + 6e→ 2MnO2 + 4H2O
3I + 2MnO4 + 2H+ → 3IO + 2MnO2 + H2O  
urip.info
3I + 2MnO4 + 2H+ + 2OH → 3IO + 2MnO2 + H2O  + 2OH
3I + 2MnO4 + H2O → 3IO + 2MnO2 + 2OH
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #38
Dalam kompleks karbon monoksida Na[V(CO)6], berapa bilangan oksidasi vanadium?
(A) –1 urip.info
(B) 3
(C) 5
(D) 6

Pembahasan Soal #38 urip.info
Na[V(CO)6] dapat diuraikan menjadi Na+ dan [V(CO)6]. Karena ligan CO netral (tidak bermuatan) maka otomatis bilangan oksidasi V = –1
Jawaban yang tepat A

urip.info

Soal #39
Berapakah nilai Ksp Fe(OH)2 pada 298 K?
urip.info
Pembahasan Soal #39
(1) Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e    E01 = +0,44 V
(2) Fe(OH)2(s) + 2e  → Fe(s) + 2OH(aq) E02 = –0,89 V
(4) Fe(OH)2(s)  ⇌ Fe2+(aq) + 2OH(aqE04 = –0,45 V
urip.info
ΔG = –RT ln K;
ΔG = –nFE0sel

–RT ln K = –nFE0sel
ln K = (nFE0sel)/RT
ln K = (2×96500×(–0,45))/(8,314×298)
ln K = –35,00
K = 6,30 × 10–16
Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #40
Sampel 0,100 g paduan tembaga dan perak dilarutkan dalam asam nitrat untuk memberikan larutan yang mengandung Cu2+ dan ion Ag+. Campuran ini elektrolisis mendalam untuk redeposit semua ion logam sebagai logam unsur, membutuhkan arus 0,150 A untuk 1429 s. Berapa persen massa tembaga dalam paduan? urip.info
(A) 20,0%
(B) 58,3%
(C) 70,6%
(D) 77,2%

Pembahasan Soal #40
n(e) = (i × t)/96500 mol
n(e) = (0,150× 1429)/96500 mol
n(e) = 2,22 × 10–3 mol
urip.info
Cu + 2HNO3  → Cu(NO3)2 + H2
Ag + HNO3  → AgNO3 + ½ H2

Reaksi elektrolisis
Cu2+ + 2e–  → Cu
Ag+ + e → Ag
urip.info
2n(Cu2+) + n(Ag+) = n(e)
2n(Cu2+) + n(Ag+) = 2,22 × 10–3 mol
n(Ag+) = 2,22 × 10–3 – 2n(Cu2+)
n(Ag+) = n(Ag)

m(Cu) + m(Ag) = 0,10 g
n(Cu) × 63,5 g/mol + n(Ag) × 108 g/mol = 0,10 g
urip.info
n(Cu) × 63,5 g/mol + (2,22 × 10–3 – 2n(Cu2+) × 108 g/mol = 0,10 g
63,5n(Cu) + 0,23976 – 216n(Cu2+) = 0,10 g
0,13976 = 216n(Cu2+) – 63,5n(Cu)

n(Cu2+) = n(Cu)

152.5n(Cu) = 0,13976
n(Cu) = 0,13976/152,5
n(Cu) = 9,16 × 10–4 mol
urip.info
%m(Cu) = (9,16×10–4 mol × 63,5 g/mol)/0,100 × 100%
%m(Cu) = 58,20%

Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #41
Manakah sel elektrokimia yang memiliki potensial sel standar positif terbesar?
urip.info
Pembahasan Soal #41
E0sel (A) = –0,40 – 0,34 = –0,74 V
E0sel (B) = +0,22 – (–0,34) = +0,56 V
E0sel (C) = +0,22 – (–0, 40) = +0,62 V
E0sel (D) = +0,34 – (–0,34) = +0,68 V
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #42
Sel galvanik di bawah ini memiliki volume yang sama dalam dua setengah sel. Pada 25 ºC arus mengalir, potensial sel secara bertahap menurun ke nol, hingga berhenti. Berapa konsentrasi Cu2+(aq) ketika aliran listrik berhenti? urip.info

Pembahasan Soal #42
Saat aliran listri berhenti Esel = 0.
Agar reaksi dapat berlangsung spontan maka: urip.info
Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e     E0 = –0,337 V
2[Fe(CN)6]3–(aq) + 2e → 2[Fe(CN)6]4–(aq)    E0 = +0,360 V
Reaksi total:
Cu(s) + 2[Fe(CN)6]3–(aq) → Cu2+(aq) + 2[Fe(CN)6]4–(aq)    E0sel = +0,023 V


Q = (1 + x)(0,20 + 2x)2 /(0,20 – 2x)2
dengan asumsi x nilainya << 1 maka
Q = (0,20 + 2x)2/(0,20 – 2x)2
urip.info
Persamaan Nernst :
Esel = E0sel – RT/nF ln  Q
0 = 0,023 – RT/nF ln Q
RT/nF ln Q = 0,023
(8,314 × 298)/(2 × 96500) ln Q = 0,023
0,01284 ln Q = 0,023
ln Q = 0,023/0,01284
ln Q = 1,791277
Q = 6,00
urip.info
Q = (0,20 + 2x)2/(0,20 – 2x)2
6 = (0,20 + 2x)2/(0,20 – 2x)2
6(0,20 – 2x)2 = (0,2 + 2x)2
6(0,04 – 0,8x + 4x2) = 0,04 + 0,8x + 4x2
0,24 – 4,8x + 24x2 = 0,04 + 0,8x + 4x2
0,2 – 5,6x + 20x2 = 0
x = 0,040 atau x = 0,240
urip.info
Uji asumsi bila x < 5% maka nilai x diterima
%x = 0,04/1,0 x 100% = 4% →  asumsi diterima. Untuk x = 0,24 asumsi tidak dapat diterima karena nilai x > 5%.
Jadi [Cu2+] = 1 + 0,04 = 1,04 M
Jawaban yang tepat C

urip.info

Soal #43
Manakah elektron 2s yang lebih dekat ke inti secara rata-rata untuk atom fase gas?
(A) N
(B) O
(C) Al
(D) Si urip.info

Pembahasan Soal #43
Jarak elektron di 2s ke inti dapat diperbandingkan dengan membandingkan jumlah proton dalam inti, semakin tinggi jumlah muatan inti semakin besar gaya tarik inti, dengan demikian jarak elektron pada 2s lebih dekat. Urutan jarak elektron di 2s ke inti 7N > 8O > 13Al > 14Si
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #44
Manakah konfigurasi elektron yang sesaui dengan atom oksigen dalam keadaan tereksitasi pada fase gas dalam keadaan tereksitasi?
(A) 1s2 1p2 2s2 2p2
(B) 1s2 2purip.info
(C) 1s2 2s2 2p3
(D) 1s2 2s2 2p4

Pembahasan Soal #44
Keadaan dasar 8O = 1s2 2s2 2p4
Keadaan tereksitasi adalah keadaan elektron yang berpindah ketingkat energi lebih tinggi. Semua subkulit yang mungkin dan terisi elektron akibat eksitasi ini harus dituliskan secara lengkap, elektron jumlahnya tidak boleh berlebih atau berkurang dari keadaan dasar. elektron dalam oksigen dapat mengalami eksitasi dari subkulit 2s ke subkulit 2p.
Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #45
Logam alkali (golongan 1) berbeda dari logam alkali tanah (golongan 2), dalam hal apakah perbedaan untuk unsur dalam periode yang sama?
(A) Logam alkali memiliki jari-jari ionik yang lebih besar.
(B) Logam alkali memiliki titik leleh yang lebih tinggi.
(C) Logam alkali memiliki lebih besar energi ionisasi pertama.
(D) Logam alkali memiliki kerapatan yang lebih besar.
urip.info
Pembahasan Soal #45
Jari-jari ionik unsur golongan 1 > jari-jari ionik unsur golongan 2
Titik leleh unsur golongan 1 < titik leleh unsur golongan 2
Energi ionisasi pertam unsur golongan 1 < energi ionisasi pertama unsur golongan 2
Keraparan unsur golongan 1 < kerapatan unsur golongan 2
Jawaban yang tepat A

urip.info

Soal #46
Atom dari unsur mana yang melepaskan energi paling banyak ketika elektron ditambahkan kepadanya dalam fase gas?
(A) C
(B) O
(C) Si
(D) S
urip.info
Pembahasan Soal #46
Ini bahasan afinitas elektron, energi yang dilepaskan ketika suatu atom pada fase gas menerima elektron.
urip.info
Umumnya tren afinitas elektron unsur semakin besar dari kiri ke kanan unsur seperiode atau dari bawah ke atas untuk unsur segolongan. Namun terdapat anomali untuk beberapa kasus, ada hal lain yang perlu dipertimbangkan yaitu ukuran atom untuk atom yang relatif berjari-jari kecil seperti F, O, dan N.
urip.info
Oksigen yang berukuran lebih kecil dari sulfur, memiliki elektron valensi yang berada lebih saling berdekatan satu sama lain daripada sulfur.  Oleh karena itu elektron saling tolak.  Ketika elektron eksternal diterima, energi dilepaskan tetapi pada saat yang sama, sebagian energi digunakan/diambil untuk penyetabilan yang disebabkan oleh tolakan elektron-elektron.  Jadi secara keseluruhan afinitas elektron oksigen lebih rendah dari sulfur.  Penjelasan yang sama berlaku untuk kasus fluor dan klorin.
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #47
Berapa banyak elektron yang tidak berpasangan pada fase gas keadaan dasar ion Cr2+?
(A) 0
(B) 2
(C) 4 urip.info
(D) 6
Pembahasan Soal #47
24Cr →  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
24Cr2+  →  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d4
Jawaban yang tepat C

urip.info

Soal #48
Manakah nuklida mengalami peluruhan beta?
(A) C11
(B) N13
(C) O19 urip.info
(D) Na22

Pembahasan Soal #48
Zat radioaktif meluruh untuk mencapai kestabilan.
  • Z ≤ 20; rasio N/Z harus sama dengan 1.0
  • 20 < Z ≤ 40; rasio N/Z harus sama dengan 1,25
  • 40 < Z ≤ 80; rasio N/Z harus sama dengan 1,50
  • Z <83; nuklida stabil tidak ada
Mode peluruhan isotop agar lebih stabil:
  • di atas pita stabilitas: ada terlalu banyak neutron di isotop,
    Mode peluruhan: peluruhan beta (–1β0) atau emisi neutron (0n1)
  • di bawah pita stabilitas: ada terlalu banyak proton di isotop,
    Mode peluruhan: Baik emisi positron (1e0) atau tangkapan elektron (–1e0)
  • bila massa atom ≥ 200 amu: berarti terlalu banyak proton dan neutron di isotop,  urip.info
    Mode peluruhan: peluruhan alfa (2α4)
 6C11 jumlah neutron 5 →  n < p di bawah pita kestabilan → peluruhan (1e0)  atau menangkap (–1e0)
7N13 jumlah neutron 6 →  n < p di bawah pita kestabilan → peluruhan (1e0)  atau menangkap (–1e0urip.info
8O19 jumlah neutron 11 →  n > p di atas pita kestabilan → peluruhan beta (–1β0)
11Na22 jumlah neutron 11 →  n = p tepat pada pita kestabilan → tidak meluruh
Jawaban yang tepat C

urip.info

Bila ada pembahasan yang kurang tepat mohon memberikan koreksi pada kolom komentar pada bagian akhir postingan ini. Terima kasih.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2020 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info