Pembahasan Soal Olimipiade Kimia Siswa SCE Sesumatera Bagian Utara Tahun 2017 (Nomor 1-10)

Rabu, 20 Februari 2019 edit

Berikut ini pembahasan soal olimpiade kimia untuk siswa SMA/MA/SMK Sesumatera Bagian Utara tahun 2017 ala urip.info. Soal dan kunci jawaban dapat diunduh langsung dari website penyelenggara www.iostpi.org.

Soal Nomor 1:
Massa atom $\mathsf{_3^6 Li~ dan~ _3^7 Li}$ berturut-turut adalah 6,0151 sma dan 7,0160 sma. Massa atom relatif Li (litium) adalah 6,941. Berapakah persentase kelimpahan isotop litium-6 yang ada secara alami?
  1. 7,49%
  2. 8,50%
  3. 37,64%
  4. 64,25%  urip.info
  5. 92,51%
Pembahasan Soal Nomor 1:
Dimisalkan: X = % Li-6, dan 100-X = % Li-7
Massa eksak Li-6 = 6,0151 sma;
Massa eksak Li-7 = 7,0160 sma.
Ar(Li) = (X × massa eksak Li-6) + [(100-X) × massa eksak Li-7)] / 100
6,941 = (X × 6,0151) + [(100-X) × 7,0160)] / 100
694,1 = 6,0151.X + 701,60 – 7,0160.X
7,0160.X – 6,0151.X = 701,6 – 694,1
1,0009.X = 7,5
X = 7,5 / 1,0009
X = 7,49%  urip.info
Jawaban yang tepat A. 7,49%


Soal Nomor 2:
Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 50 mL larutan NaCl 0,5 M; 75 mL larutan AlCl3 0,2 M; dan 115 mL larutan CaCl2 0,4 M. Berapa jumlah ion klorin yang ada dalam larutan campuran tersebut?  urip.info
  1. 5,18×1022 ion
  2. 6,98×1022 ion
  3. 7,95×1022 ion
  4. 8,85×1022 ion
  5. 9,75×1022 ion
Pembahasan Soal Nomor 2:
50 mL NaCl 0,5 M = 50 mL × 0,5 M = 25 mmol
NaCl → Na+ + Cl
ion Cl dari NaCl = 25 mmol

75 mL AlCl3 0,2 M = 75 mL × 0,2 M = 15 mmol
AlCl3 → Al3+ + 3Cl
ion Cl dari AlCl3 = 3×15 mmol = 45 mmol

115 mL CaCl2 0,4 M = 115 mL × 0,4 M = 46 mmol
CaCl2 → Ca2+ + 2Cl
ion Cl dari CaCl2 = 2×46 mmol = 92 mmol
 urip.info
Total ion Cl = (25 + 45 + 92) mmol
Total ion Cl = 162 mmol = 0,162 mol

Konversi 0,162 mmol ke satuan ion
0,162 mol = 0,162 mol × 6,02 × 1023 ion/mol
0,162 mol = 0,97524 × 1023 ion
0,162 mol = 9,75 × 1022 ion
Jawaban yang tepat E. 9,75 × 1022 ion


Soal Nomor 3:
Pada fermentasi alkohol, ragi mengonversi glukosa menjadi etanol dan karbondioksida.
C6H12O6(s) → 2C2H5OH(l) + 2CO2(g)
Jika 5,97 gram glukosa dikonversi menjadi 1,44 L gas CO2 yang diukur pada 20°C dan 0,984 atm. Berapa persen yield dari reaksi tersebut?
  1. 0,9%
  2. 44,6% urip.info
  3. 72,7%
  4. 88,9%
  5. 91,4%  urip.info
Pembahasan Soal Nomor 3:
% yield (% hasil) dapat digunakan untuk menentukan kadar zat juga.
Jumlah gas CO2 → 1,44 L CO2 pada 20 oC (293 K); 0,984 atm

PV = nRT  urip.info
n = (PV)/(RT)
n = [0,984 atm × 1,44 L]/[0,082 atm.L/(mol.K) × 293 K]
n = 0,059 mol

Berdasarkan persamaan reaksi setara:
Jumlah C6H12O6 = ½ × jumlah CO2
Jumlah C6H12O6 = ½ × 0,059 mol
Jumlah C6H12O6 = 0,0295 mol

Konversi satuan mol C6H12O6 ke satuan gram
0,030 mol C6H12O6 = 0,0295 mol × 180 g/mol
0,030 mol C6H12O6 = 5,31 g C6H12O6

Jadi kadar C6H12O6 = (massa hasil hitung / massa faktual) × 100%
Jadi kadar C6H12O6 = (5,31 g / 5,97 g) × 100%
Jadi kadar C6H12O6 = 88,94%
Jawaban yang tepat D. 88,9%


Soal Nomor 4:
Berapa jumlah elektron tidak berpasangan pada ion S+ dan Fe2+?
  1. 3 dan 4
  2. 2 dan 3
  3. 2 dan 4 urip.info
  4. 3 dan 5
  5. 1 dan 3
Pembahasan Soal Nomor 4:
Nomor atom S = 16
Konfigurasi elektron S
= 1s22s22p63s23p4

Konfigurasi elektron S+
= 1s22s22p63s23p3
Semua prbital pada subkulit telah terisi elektron secara penuh kecuali orbital di 3p3
Jumlah elektron tidak berpasangan sebanyak 3 elektron.

Nomor atom Fe = 26
Konfigurasi elektron Fe
= 1s22s22p63s23p64s23d6
= 1s22s22p63s23p63d6 4s2
 urip.info
Konfigurasi elektron Fe2+
= 1s22s22p63s23p63d6
Semua orbital pada subkulit telah terisi elektron secara penuh kecuali orbital di 3d6
Jumlah elektron tidak berpasangan sebanyak 4 elektron.
Jawaban yang tepat A. 3 dan 4


Soal Nomor 5:
Manakah di antara pasangan-pasangan spesi berikut yang merupakan iso-elektronik?
  1. C6H7dan B3N3H6
  2. NH4+dan C22
  3. CO dan N2 urip.info
  4. C7H7+dan N2O4
  5. NO3dan HCO3
Pembahasan Soal Nomor 5:
Iso-elektronik berarti memiliki jumlah eketron yang sama, maksudnya elektron total yang ada dalam spesi ion atau molekul.

Nomor atom atom = jumlah elektron; bila spesi bermuatan – berarti mendapat tambahan 1 elektron dari luar, bila spesi bermuatan + berarti melepaskan 1 elektron
Nomor atom: H = 1; B = 5; C = 6; N = 7; O = 8

jumlah elektron:  urip.info
C6H7= (6×6) + (1×7) + 1 = 44 elektron
B3N3H6 = (5×3) + (7×3) + (1×6) = 42 elektron

jumlah elektron:
NH4+ = (7×1) + (1×4) – 1 = 10 elektron
C22= (6×2) + 2 = 14 elektron

jumlah elektron:
CO = 6 + 8 = 14 elektron
N2 = 7×2 = 14 elektron

jumlah elektron:
C7H7+ = (6×7) + (1×7) – 1 = 48 elektron
N2O4 = (7×2) + (8×4) = 46 elektron

jumlah elektron:
NO3= 7 + (8×3) + 1 = 32 elektron
HCO3 = 1 + 6 + (8×3) = 31 elektron
Jawaban yang tepat C. CO dan N2


Soal Nomor 6:
TCCD, atau 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin, adalah senyawa yang sangat beracun.
Pada tahun 2004, seorang politikus Ukraina dibunuh secara berencana menggunakan senyawa tersebut. Berapa jumlah ikatan ikatan sigma (σ) yang ada pada senyawa tersebut?
  1. 16 urip.info
  2. 18
  3. 20
  4. 22
  5. 24
Pembahasan Soal Nomor 6:
Setiap ikatan tunggal terdiri dari 1 ikatan sigma (σ).
Setiap ikatan rangkap terdiri dari 1 ikatan sigma dan 1 ikatan pi (π).

Agar lebih jelas perlu mengubah struktur bentuk skeletal dengan melengkapkan atom H yang tersembunyi. Setiap sudut tanpa atom itu berarti ada atom C, bila ikatan sekitar sudut belum lengkap 4 berarti ada sejumlah atom H yang tidak ditampilkan.

Bila atom H ditampilkan gambar molekulnya sebagai berikut.

Pada molekul tersebut terdapat 18 ikatan tunggal dan 6 ikatan rangkap.

Total ikatan sigma (σ) = 18 + 6 (ini yang ditanyakan di soal)
Total ikatan pi (π) = jumlah ikatan rangkap (ini tidak ditanyakan di soal, sekadar untuk diketahui)
Jawaban yang tepat E. 24


Soal Nomor 7:
1,2 gram sampel air dimasukkan kedalam 5 L termos kosong pada suhu 65°C. Berapa % massa air yang akan menguap ketika sistem di dalam termos tersebut mencapai kesetimbangan? Asumsikan bahwa uap air adalah gas ideal dan volume air cair diabaikan. Tekanan uap air pada 65°C adalah 187,5 mmHg.
  1. 10,21%
  2. 33,33%
  3. 48,66%
  4. 66,67%
  5. 88,67%
Pembahasan Soal Nomor 7:
Karena uap air diasumsikan sebagai gas ideal maka berlaku:
PV = nRT

Diketahui:
P = 187,5 mmHg = 187,5/760 atm = 0,247 atm
V = 5 L urip.info
R = 0,082 L.atm/(mol.K) oC
T = 65 oC = (65+273)K = 338 K

Dicari n air yang menguap = ?
n = (PV)/(RT)
n = [0,247 atm × 5 L]/[0,082 atm.L/(mol.K) × 338 K]
n = 0,0446 mol uap air

Karena massa molar air 18 g/mol,
Massa uap air = 0,0446 ×18 = 0,80 g uap air

Oleh karena itu
Persentase uap air = massa uap air /massa sampel air × 100%
Persentase uap air = 0,80/1,2 × 100%
Persentase uap air = 66,67%
Jawaban yang tepat D. 66,67%


Soal Nomor 8:
Perhatikan reaksi berikut.
2N2O(g) → 2N2(g) + O2(g)     ΔH° = –164 kJ/mol
Reaksi tersebut memiliki energi aktivasi (Ea) 240 kJ/mol. Reaksi tersebut merupakan orde 2 terhadap N2O dan memiliki nilai tetapan laju reaksi, k = 0,2 M1s1. Berapakah energi aktivasi untuk reaksi berikut?
2N2(g) + O2(g) → 2N2O(g)     ΔH° = 164 kJ/mol
  1. 240 kJ/mol
  2. 404 kJ/mol
  3. 76 kJ/mol urip.info
  4. 340 kJ/mol
  5. 563 kJ/mol
Pembahasan Soal Nomor 8:
Yang ditanyakan adalah energi aktivasi reaksi balik.
Jawaban yang tepat B. 404 kJ/mol


Soal Nomor 9:
Suatu logam M memiliki bilangan oksidasi +2 pada senyawa karbonatnya, MCO3. 3,03 gram sampel senyawa karbonat tersebut direaksikan dengan 500 mL larutan HCl 0,100 M. Kelebihan HCl kemudian dinetralkan dengan 32,80 mL larutan NaOH 0,588 M. Logam apakah M?
  1. Magnesium
  2. Kalsium
  3. Titanium
  4. Seng
  5. Barium

Pembahasan Soal Nomor 9:
Jumlah HCl sisa = jumlah NaOH
Jumlah HCl sisa = 32,80 mL × 0,588 M
Jumlah HCl sisa = 19,2864 mmol

Jumlah HCl yang tersedia = 500 mL × 0,1 M
Jumlah HCl yang tersedia = 50 mmol

Jumlah HCl yang bereaksi dengan MCO3
Jumlah HCl = Jumlah HCl yang tersedia – Jumlah HCl sisa
Jumlah HCl = 50 mmol – 19,2864 mmol
Jumlah HCl = 30,7136 mmol

MCO3 + 2HCl → MCl2 + H2CO3

Jumlah MCO3 = ½ jumlah HCl
Jumlah MCO3 = ½ 30,7136 mmol
Jumlah MCO3 = 15,3568 mmol
Jumlah MCO3 = 0,015 mol

Karena yang MCO3 direaksi sebanyak 3,03 g dan ini setara dengan 0,010 mol, dapat dihitung massa molar MCO3
Massa molar MCO3 = 3,03 g : 0,0153568 mol
Massa molar MCO3 = 197,30 g/mol

Mr MCO3 = 197,30
Mr MCO3 = Ar M + Ar C + 3×Ar O
197,30 = Ar M + 12 + 3×16
197,30 = Ar M + 60
Ar M = 197,30 – 60
Ar M = 137,30 urip.info
Unsur yang memiliki Ar sekitar 137,30 adalah barium
Jawaban yang tepat E. Barium


Soal Nomor 10:
Peroksi asetil nitrat (PAN) adalah senyawa yang terkandung dalam kabut foto kimia sehingga menyebabkan awan di perkotaan menjadi berwarna hitam. Dekomposisi termal PAN terjadi sesuai persamaan:
CH3(CO)OONO2 → CH3(CO)OO + NO2
Tetapan laju reaksi tersebut adalah 3,0×104 s1 pada 25°C. Pada lapisan perbatasan antara troposfer dan stratosfer (temperaturny asekitar –40°C),  tetapan laju reaksinya adalah 2,6×107 s1. Berapa nilai energy aktivasi pada dekomposisi PAN?
  1. 62,6 kJ/mol
  2. 124,4 kJ/mol
  3. 160,8 kJ/mol urip.info
  4. 214,6 kJ/mol
  5. 330,1 kJ/mol
Pembahasan Soal Nomor 10:
$\mathsf{ln\dfrac{k_2}{k_1} = \dfrac{E_a}{R}\left(\dfrac{1}{T_1} - \dfrac{1}{T_2}\right)}$

Ea = energi aktivasi reaksi (J/mol)
R = tetapan gas ideal = 8,3145 J/K·mol
T1 dan T2 = temperatur absolut
k1 dan k2 =  tetapan laju reaksi pada T1 dan T2

Langkah 1 - Konversi temperatur °C ke K
T = °C + 273
T1 = 25 + 273 = 298 K
T2 = –40 + 273 = 233 K

Langkah 2 -  Hitung Ea
$\mathsf{ln\left(\dfrac{k_2}{k_1}\right) = \dfrac{E_a}{R}\left(\dfrac{1}{T_1} - \dfrac{1}{T_2}\right)}$
$\mathsf{ln\left(\dfrac{3\times 10^{-4}~s^{-1}}{2{,}6\times 10^{-7}~s^{-1}}\right) = \dfrac{E_a}{8{,}3145~J/K{.}mol}\left(\dfrac{1}{233~K} - \dfrac{1}{298~K}\right)}$
$\mathsf{ln(1{,}154\times 10^3) = \dfrac{E_a}{8{,}3145~J/K{.}mol}(0{,}00429/K -0{,}00336/K)}$
$\mathsf{7{,}051 = \dfrac{E_a}{8{,}3145~J/K{.}mol}(0{,}00093/K )}$
$\mathsf{E_a =  \dfrac{7{,}051\times 8{,}3145~J/K{.}mol}{0{,}00093/K}}$
$\mathsf{E_a =  63{.}038{,}21~J/mol}$
$\mathsf{E_a =  63{,}03821~kJ/mol}$
Hasil hitung Ea ini mendekati alternatif A
Jawaban yang tepat A. 62,6 kJ/mol

CMIIW

Pembahasan nomor lain diterbitkan dalam tulisan terpisah berikutnya.

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info