Soal dan Pembahasan Olimpiade Kimia dari Olimpiade Guru Kimia Sesumbagut 2017 (Nomor 31-40)

Berikut ini contoh soal dan pembahasan olimpiade kimia untuk guru SMA/MA/SMK Sesumatera Bagian Utara tahun 2017 ala urip.info. Pembahasan ini dapat dijadikan 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 31:
Berapa pH maksimum yang dapat dicapai oleh larutan yang mengandung Fe³⁺ dengan konsentrasi 10^–5 M agar tidak terbentuk endapan Fe(OH)₃? (K_sp = 4,0×10^–38)    urip.info

1. 3,20
2. 4,66
3. 6,17
4. 7,55
5. 7,89

Pembahasan Soal Nomor 31:
Larutan tidak akan mengendap bila hasil kali konsentrasi ion Q_sp < K_sp
Reaksi:
Fe(OH)₃(s) ⇌ Fe³⁺(aq) + 3OH^–(aq)
[Fe³⁺] = 10^–5 M
   urip.info
Q_sp Fe(OH)₃ = [Fe³⁺][OH^–]³
   urip.info
Agar tidak terbentuk endapan Fe(OH)₂ maka:
Q_sp Fe(OH)₃ < K_sp Fe(OH)₃
[Fe³⁺][OH^–]³ < 4,0×10^–38
10^–5 M [OH^–]³ < 4,0×10^–38
[OH^–]³ < (4,0×10^–38) / (10^–5 M)
[OH^–]³ < 4×10^–33
[OH^–] < (4×10^–33)^1/3
[OH^–] < 1,5874×10^–11 M
   urip.info
pOH = –log[OH^–]
pOH = –log(1,5874×10^–11)
pOH = 10,80

pH = 14 – 10,80
pH = 3,20    urip.info

Jadi pH maksimum agar tidak terbentuk endapan Fe(OH)₃ sebesar 3,20
Jawaban yang tepat A

---

   urip.info
Soal Nomor 32:
Kerapatan dari 2,45 M larutan metanol (CH₃OH) ialah 0,976 g/mL. Berapa molalitas larutan tersebut?    urip.info

1. 1,89 m
2. 2,52 m
3. 2,73 m
4. 2,94 m
5. 3,21 m

Pembahasan Soal Nomor 32:
Dimisalkan terdapat 1 L larutan CH₃OH  2,45 M
1 L = 1.000 mL
   urip.info
Massa larutan CH₃OH = volume × kerapatan
Massa larutan CH₃OH = 1.000 mL × 0,976 g/mL
Massa larutan CH₃OH = 976 g
   urip.info
CH₃OH  2,45 M dengan volume 1 L maka terdapat 2,45 mol CH₃OH
Massa 2,45 mol CH₃OH = 2,45 mol × (32 g/mol)
Massa 2,45 mol CH₃OH = 78,4 g
   urip.info
Massa pelarut = massa larutan – massa zat terlarut
Massa pelarut = 976 g – 78,4 g = 897,6 g = 0,8976 kg
   urip.info
Molalitas CH₃OH = 2,45 mol CH₃OH / 0,8976 kg
Molalitas CH₃OH = 2,7295 mol/kg = 2,73 m
Boleh juga diselesaikan dengan cara seperti yang dibahas di sini.
Jawaban yang tepat C

---

Soal Nomor 33:    urip.info
Suatu larutan  dibuat dengan melarutkan 35,0 g hemoglobin (Hb) dalam air secukupnya sampai  volumenya 1 L. Jika tekanan osmotik larutan adalah 10 mmHg pada 25°C, Berapa Mr Hb?

1. 5,61×10⁴ g/mol
2. 5,82×10⁴ g/mol
3. 6,23×10⁴ g/mol
4. 6,37×10⁴ g/mol
5. 6,51×10⁴ g/mol    urip.info

Pembahasan Soal Nomor 33:
π . V = (massa/massa molar).R.T
Massa molar Hb = (massa.R.T)/(π.V)
Massa molar Hb = [35×0,082×(25+273)]/[(10/760)×1)] g/mol
Massa molar Hb = [855,26]/[0,013] g/mol
Massa molar Hb = 65.789,230 g/mol
Massa molar Hb = 6,58 × 10⁴ g/mol
Jawaban yang paling mendekati E

---

Soal Nomor 34:    urip.info
Diberikan data sebagai berikut.
Ag⁺(aq) + e^– → Ag(s) ; E° = 0,80 V
Mg²⁺(aq) + 2e^– → Mg(s) ; E° = –2,37 V
Suatu Sel Galvani terdiri atas 30 g elektroda Mg dalam larutan Mg(NO₃)₂ 1,0 M dan 50 g elektroda Ag dalam larutan AgNO₃ 1,0 M. Berapa E°_sel dari sel elektrokimia ini pada 25°C?

1. 2,67 V
2. 2,99 V
3. 3,17 V    urip.info
4. 3,33 V
5. 3,67 V

Pembahasan Soal Nomor 34:
Bila yang ditanyakan adalah E°_sel maka cukup dihitung dengan menggunakan persamaan:
2Ag⁺(aq) + 2e^– → 2Ag(s) ;E° = 0,80 V
Mg(s) → Mg²⁺(aq) + 2e^{– ;} E° = 2,37 V
2Ag⁺(aq) + Mg(s)  → 2Ag(s) + Mg²⁺(aq)
E°_sel dari reaksi = (0,80 + 2,37) Volt
E°_sel dari reaksi = 3,17 Volt

Beda bila yang dimaksud adalah E_sel (potensial sel) harus dihitung dengan menggunakan Persamaan Nernst.    urip.info

Walaupun tekniknya perhitungan berbeda akan menghasilkan E_sel = E°_sel karena konsentrasi kedua larutan yang digunakan sama.

Sila simak berikut:
Qc = [Mg²⁺]/[Ag⁺]²
Qc = [1]/[1]²
Qc = 1
   urip.info
n = jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi sebanyak 2.
   urip.info
E_sel = E°_sel – (0,0592/n . log Qc)
E_sel = 3,17 Volt – (0,0592/2 . log 1)
E_sel = 3,17 Volt – (0,0592/2 . 0)
E_sel = 3,17 Volt
Jawaban yang tepat C

---

Soal Nomor 35:
Arus konstan dilewatkan dalam sel elektrolisis yang berisi lelehan MgCl₂ selama 18 jam. Jika diperoleh 4,8×10⁵ g Cl₂, berapa kuat arus yang digunakan?

1. 1,77×10⁴ A
2. 2,02×10⁴ A
3. 2,38×10⁴ A
4. 2,67×10⁴ A
5. 3,00×10⁴ A

Pembahasan Soal Nomor 35:
2Cl^– → Cl₂  + 2e^–
n(Cl₂) = m(Cl₂ ) / mM(Cl₂ )
n(Cl₂) = (4,8×10⁵ g) / (70,90  g/mol)
n(Cl₂) = 6770,0 mol Cl₂
Berdasarkan persamaan oksidasi ion Cl^–
1 mol Cl₂  setara 2 mol e^–
   urip.info
n(e^–) = 2 x n(Cl₂)
n(e^–) = 2 x 6770 mol
n(e^–) = 13.540 mol e^–

I = Q / t    urip.info
I = n(e^– ) × F / t
I = (13.540 × 96.500) / (18 jam × 3.600 detik/jam)
I = 20.163,73 A
I hasil pembulatan 2,02 × 10⁴ A
Jawaban yang tepat B

---

Soal Nomor 36:
Senyawa yang memberikan suatu lakton bila dipanaskan adalah ....

1. Asam pentanadioat
2. Asam-4-hidroksipentanoat
3. Asam-4-aminopentanoat
4. Asam-2-hidroksipentanoat
5. Asam-4-oksopentanoat

Pembahasan Soal Nomor 36:
Lakton adalah ester siklik. Lakton dapat dihasilkan dengan memanaskan suatu asam hidroksikarboksilat.
Alternatif B dan D memang merupakan asam hidroksikarboksilat. Namun yang dapat membentuk ester siklik adalah B.    urip.info

Posisi gugus hidroksi pada C nomor 4 yang akan “menyambung” dengan bagian pada gugus OH dari karboksilat itu sendiri dengan melepaskan molekul air.    urip.info
Jawaban yang tepat B

---

Soal Nomor 37:
Berapa banyak pusat optisaktif (karbonkiral) yang terdapat pada struktur Betamethasone di bawah ini.    urip.info

1. 4
2. 5
3. 6
4. 7
5. 8    urip.info

Pembahasan Soal Nomor 37:
Karbon kiral adalah atom karbon yang mengikat 4 gugus yang berbeda. Atom C kiral pada gambar di bawah ini diberi nomor. Ingat setiap sudut terdapat atom C yang memang tidak ditampilkan pada struktur skeletal ini. Setiap atom C memiliki 4 ikatan bila tampak tidak sama dengan 4 ikatan maka atom C tersebut mengikat sejumlah atom H yang sengaja tidak ditampilkan.    urip.info

Jawaban yang tepat E

---

Soal Nomor 38:    urip.info
Berapa banyak sinyal ¹³C NMR yang berbeda yang dihasilkan oleh molekul organik berikut.

1. 5
2. 7    urip.info
3. 8
4. 10
5. 13

Pembahasan Soal Nomor 38:
Jumlah sinyal pada ¹³C NMR yang berbeda yang dihasilkan oleh molekul organik akan ditentukan oleh geometri atau posisi setiap gugus. Triknya adalah dengan mencari simetri (bayangan cermin sisi satu dengan yang lainnya) dari setiap gugus C apakah sama atau tidak.    urip.info

Untuk molekul pada soal ini jumlah sinyal yang berbeda sebanyak 7. Nomor warna merah pada gambar tersebut berarti tidak ada yang sama. Warna lain berarti ada atom C yang sama untuk warna yang sama.    urip.info
Jawaban yang tepat B.

---

Soal Nomor 39:    urip.info
Produk apa yang paling mungkin terbentuk dari reaksi di bawah ini?

Pembahasan Soal Nomor 39:
Reaksi brominasi nitrobenzena sebagai prosedur yang diberikan (menggunakan powder Fe dan suhu 140 ^oC) akan menghasilkan produk “meta”, dalam hal ini adalah 1-bromo-3-nitrobenzena atau meta-bromonitrobenzena.    urip.info

Gugus NO₂ mendestabilisasi karbokation yang berdekatan dengan efek induktif yang menarik elektron.    urip.info
Jawaban yang tepat D

---

Soal Nomor 40:    urip.info
Skema reaksi di bawah ini dikenal juga dengan istilah ....

1. Reaksi Diels-Alder    urip.info
2. Reaksi Cannizaro
3. Reaksi sigmatropik
4. Reaksi elektrosiklik
5. Reaksi heterosiklik

Pembahasan Soal Nomor 40:
Pereaksi pertama merupakan suatu alkadiena yang terkonjugasi (ikatan rangkap berselang).
Pereaksi kedua merupakan alkena yang tersubstitusi
Hasil reaksinya sebuah senyawa sikloheksena.    urip.info

Reaksi model seperti ini termasuk dalam reaksi Diels-Alder yaitu reaksi adisi konjugat dari diena terkonjugasi ke alkena (dienofil) untuk menghasilkan sikloheksena.
Jawaban yang tepat A

---

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)