Berikut ini adalah soal dan pembahasan soal bentuk esai olimpiade sains tingkat provinsi (OSP) kimia tahun 2018. Soal akan dibagi menjadi beberapa bagian mengingat panjangnya soal dan pembahasannya. Soal pertama yang dibahas bertema siklus Born-Haber. Pokok bahasan termokimia atau energitika. Bila pembaca menjumpai pembahasan yang kurang tepat mohon memberikan koreksi pada kotak komentar. Terima kasih.
Energi reaksi pembentukan kristal padat dari unsur-unsurnya dapat dihitung dengan menggunakan siklus Born-Haber. urip.info
Untuk mendapatkan fluor (F2) dari alam, digunakan mineral fluorspar, yang kandungan utamanya adalah kalsium fluorida, CaF2. Tahap pertama proses adalah menggiling halus fluorspar dan kemudian mereaksikannya dengan larutan asam sulfat pekat. Produk yang diperoleh adalah hidrogen fluorida, HF, dan endapan kalsium sulfat, CaSO4. urip.info
∆Hf (H2SO4) = –814 kJ.mol–1
∆Hf (HF) = –271 kJ.mol–1
∆Hf (CaSO4 ) = –1434 kJ.mol–1
Berikut ini tautan pembahasan nomor berikutnya.
Energi reaksi pembentukan kristal padat dari unsur-unsurnya dapat dihitung dengan menggunakan siklus Born-Haber. urip.info
- Buatlah siklus Born-Haber untuk pembentukan CaF2 dari unsur-unsurnya .
Gunakan data berikut ini:
Energi lkatan F2, BE F2 = –158 kJ.mol–1.
Energi ionisasi pertama: Ca(g) → Ca+(g) + e, IE1 = 590 kJ.mol–1
Energi ionisasi kedua: Ca+(g) → Ca2+(g) + e, IE2 = 1150 kJ.mol–1
Entalpi Atomisasi Ca: Ca(s) → Ca(g), ∆Hat = +178 kJ.mol–1
Afinitas elektron, AE: F(g) + e → F–(g), ∆H = –328 kJ.mol–1
Entalpi pembentukan: ∆Hf (CaF2) = –1220 kJ.mol–1.
urip.info
Penyelesaian/jawaban:
- Hitunglah energi kisi CaF2(s). Dalam hal ini, diketahu i bahwa energi kisi adalah energi yang dilepaskan ketika kation dan anion dalam fasa gas bergabung membentuk padatan senyawa ionnya.
Penyelesaian/jawaban:
ΔHf(CaF2) = ΔHat(Ca) + BE(F-F) + IE1(Ca) + IE2(Ca) + 2xEA1(F) + LE(CaF2)
–1220 = +178 + 158 + 590 + 1150 + 2(–328) + LE(CaF2)
LE(CaF2) = –2640 kJ.mol–1.
Untuk mendapatkan fluor (F2) dari alam, digunakan mineral fluorspar, yang kandungan utamanya adalah kalsium fluorida, CaF2. Tahap pertama proses adalah menggiling halus fluorspar dan kemudian mereaksikannya dengan larutan asam sulfat pekat. Produk yang diperoleh adalah hidrogen fluorida, HF, dan endapan kalsium sulfat, CaSO4. urip.info
- Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan yang dilengkapi dengan fasanya antara CaF2 dan H2SO4
Penyelesaian/jawaban:
CaF2(s) + H2SO4(aq) → 2HF(g) + CaSO4(s)
∆Hf (H2SO4) = –814 kJ.mol–1
∆Hf (HF) = –271 kJ.mol–1
∆Hf (CaSO4 ) = –1434 kJ.mol–1
- Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi CaF2 dan H2SO4.
Penyelesaian/jawaban:
CaF2(s) + H2SO4(aq) → 2HF(g) + CaSO4(s)
ΔHr = Σ∆Hf (produk) – Σ∆Hf (reaktan)
ΔHr = {2×∆Hf HF + ∆Hf CaSO4} – {∆Hf CaF2 + ∆Hf H2SO4}
ΔHr = {2(–271) + (–1434)} – {(–1220) + (–814)}
ΔHr = {–1.976} – {–2.034}
ΔHr = –1.976 + 2.034
ΔHr = +58 kJ.mol–1.urip.info
- Berdasarkan nilai entalpi reaksi yang diperoleh , jelaskan bagaimana perubahan suhu reaksi dapat meningkatkan produk HF. urip.info
Penyelesaian/jawaban:
Karena reaksi ke kanan bersifat endotermis (∆H positif), sesuai dengan Azas Le Chatelier agar produk HF meningkat maka suhu sistem harus dinaikkan sehingga membantu mendorong reaksi ke kanan.
- Tuliskan reaksi elektrolisis lelehan KHF2.
Penyelesaian/jawaban:
Reaksi elektrolisis lelehan KHF2:
Oksidasi : 6F–(l) → 3F2(g) + 6e–
Reduksi: 2K+(l) + 4H+(l) + 6e– → 2K(s) + 2H2(g)
Redoks: 6F–(l) + 2K+(l) + 4H+(l) → 3F2(g) + 2K(s) + 2H2(g)
Berikut ini tautan pembahasan nomor berikutnya.
- Pembahasan Soal PG (1-10) OSP Kimia 2018
- Pembahasan Soal PG (11-20) OSP Kimia 2018
- Pembahasan Soal PG (21-30) OSP Kimia 2018
- Pembahasan soal esai nomor 1 OSP Kimia 2018.
- Pembahasan soal esai nomor 2 OSP Kimia 2018.
- Pembahasan soal esai nomor 3 OSP Kimia 2018.
- Pembahasan soal esai nomor 4 OSP Kimia 2018.
- Pembahasan soal esai nomor 5 OSP Kimia 2018.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar