Pembahasan Soal Kimia Olimpiade Lokal Amerika 2019 (Bagian-3 dari 4)

Senin, 02 Maret 2020 edit

Berikut ini adalah pembahasan soal olimpiade kimia 2019 lokal dari Amerika ala urip.info. Bentuk soal berupa model pilihan ganda dengan 4 opsi jawaban sebanyak 60 butir soal. Tulisan ini adalah bagian ketiga dari 4 bagian yang akan diterbitkan kemudian. Pembahasan ini dibuat untuk memperkaya variasi soal-soal olimpiade/kompetisi kimia di Indonesia.

Soal #31
Diagram di bawah ini mewakili reaksi dari A → B, molekul A diwakili oleh lingkaran padat (hitam) dan molekul dari B diwakili oleh lingkaran putih. Pernyataan yang paling tepat menggambarkan reaksi di t = 1000 s?
(A) Reaksi pada kesetimbangan karena konsentrasi A dan B tidak lagi berubah.
(B) Reaksi tidak pada kesetimbangan karena tidak semua molekul A habis bereaksi.
(C) Reaksi tidak pada kesetimbangan karena konsentrasi A dan B tidak sama.
(D) Reaksi tidak pada kesetimbangan karena posisi molekul masih berubah.

Pembahasan Soal #31
Pada saat t = 100 detik hingga t = 1000 detik jumlah molekul A dan B tidak berubah lagi, dapat diartikan bahwa reaksi dalam kesetimbangan.
Jawaban yang tepat A urip.info




Soal #32
Berapakah pH larutan 0,10 M NaCN? Ka HCN is 4,9 × 10–10.
(A) 2,85
(B) 5,15
(C) 8,85
(D) 11,15
Pembahasan Soal #32
Anion dari garam NaCN dapat mengalami hidrolisis.
pH = 7 + ½ (pKa + log [G])
pH = 7 + ½ (10 – log 4,9 + log 0,10)
pH = 7 + ½ (10 – 0,690 – 1)
pH = 7 + 4,155
pH = 11,155
Jawaban yang tepat D urip.info


Soal #33
Manakah reaksi yang dapat menghasilkan produk pada kesetimbangan yang tidak meningkat pada tekanan lebih tinggi?
(A) N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g)
(B) Ti(s) + 2 Cl2(g) ⇌ TiCl4(g)
(C) 2 C2H4(g) + 2 H2O(g) ⇌ 2 C2H6 (g) + O2(g)
(D) 4 HCl(g) + O2(g) ⇌ 2 H2O(l) + 2 Cl2(g)

Pembahasan Soal #33
Bila tekanan dinaikkan (dibuat lebih tinggi) maka reaksi akan bergeser ke ruas yang jumlah molekulnya lebih sedikit dalam persamaan reaksi. Reaksi pada pilihan B, C, dan D jumlah molekul di ruas kanan lebih sedikit jadi jumlah produknya akan bertambah.
Ketika jumlah molekul di kedua ruas (ruas pereaksi dan hasil reaksi) sama, kesetimbangan reaksi tidak akan dipengaruhi oleh tekanan. Reaksi N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g), di kedua ruas masing-masing berjumlah 2 molekul.
Jawaban yang tepat A urip.info


Soal #34
Kromium(III) hidroksida mempunyai Ksp = 1,6 × 10–30. Berapa kelarutan molar Cr(OH)3 dalam larutan agar pH-nya 6,00?
(A) 1,6 × 10–12 mol L–1
(B) 1,6 × 10–8 mol L–1
(C) 3,6 × 10–8 mol L–1
(D) 1,6 × 10–6 mol L–1

Pembahasan Soal #34
pH = 6 → pOH = 14 – 6 = 8
pOH = 8 → [OH] = 1 × 10–8 M

Reaksi Cr(OH)3(s) Cr3+(aq) + 3OH(aq)
- x 1 × 10–8

Ksp = [Cr3+][OH]3
1,6 × 10–30 = x (1 × 10–8)3
1,6 × 10–30 = x . 10–24
x = 1,6 × 10–6 mol L–1

Jawaban yang tepat D urip.info


Soal #35
Pada 400 K, reaksi berikut memiliki Kp = 8,2 × 10–4.
SO3(g) ⇌ SO2(g) + ½ O2(g)
Berapakah Kp pada 400 K untuk reaksi berikut?
2 SO3(g) ⇌ 2 SO2(g) + O2(g)

(A) 6,7 × 10–7
(B) 8,2 × 10–4
(C) 1,6 × 10–3
(D) 2,9 × 10–2

Pembahasan Soal #35
Perhitungan nilai Kp setelah reaksi kesetimbangan diduakalikan
Bila reaksi kesetimbangan dikali dua dari jumlah semula, maka nilai tetapan kesetimbangannya menjadi K2 = (K1)2

SO3(g) ⇌ SO2(g) + ½ O2(g); Kp = 8,2 × 10–4
2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) +  O2(g); Kp = (8,2 × 10–4)2
Kp = (8,2 × 10–4)2
Kp = 67,24 × 10–8
Kp = 6,724 × 10–7

Lebih detail bahasan tentang nilai K seperti pada soal ini sila simak di sini.
Jawaban yang tepat A urip.info


Soal #36
Asam karboksilat monoprotik RCOOH yang tidak diketahui rumus kimianya dicampur dengan Na(RCOO) dalam rasio mol 1:1.

Sampel 1.000 g dari campuran ini dilarutkan dalam 50 mL air dan dititrasi dengan 0,50 M
larutan NaOH. pH diukur sebagai fungsi menambahkan titran dan memberikan kurva titrasi  berikut:

Manakah pernyataan yang benar?
  1. Massa molar RCOOH 5% dari 265 g mol–1.
  2. pKa RCOOH 0.1 satuan 4.2.
(A) hanya I
(B) hanya II
(C) kedua I dan II
(D) bukan I maupun II

Pembahasan Soal #36
Ini adalah larutan penyangga asam (RCOOH dan RCOO).
pHawal = pKa = 4,2 (lihat kurva)

Berdasarkan kurva titrasi tampak titik ekuivalen tercapai saat volume NaOH 7,5 mL.
n RCOOHawal = jumlah NaOH
n RCOOHawal = 7,5 mL × 0,5 M
n RCOOHawal = 3,75 mmol = 3,75 × 10–3 mol

Karena rasio mol RCOOH : RCOONa = 1 : 1, maka
n RCOONaawal = n RCOOHawal
n RCOONaawal = 3,75 × 10–3 mol

Massa total = n RCOOHawal × MRCOOH + n RCOONaawal × MRCOONa
1,000 g = 3,75 × 10–3 mol × MRCOOH + 3,75 mmol × MRCOONa
1,000 g = 3,75 × 10–3 mol (MRCOOH + MRCOONa)
1,000 g = 3,75 × 10–3 mol (2MR + (MCOOH + MCOONa))
1,000 g = 3,75 × 10–3 mol (2MR + (45 g/mol + 67 g/mol))
1,000 g = 3,75 × 10–3 mol (2MR + 112 g/mol)
2MR + 112 g/mol = 266,67 g/mol
2MR = (266,67 – 112) g/mol
2MR = 154,67 g/mol
MR = 77,33 g/mol

MRCOOH = (MR + MCOOH) g/mol
MRCOOH = (77,33 + 45) g/mol
MRCOOH = 122,33 g/mol

Menghitung persen MRCOOH dari 265 g/mol apakah benar = 5% dari 265 g/mol
MRCOOH = (122,33 ÷265) × 100%
MRCOOH = 46,12%
Kesimpulan pilihan I tidak benar.

pH awal campuran dapat dilihat dari kurva ketika NaOH sebelum ditambahkan (0 mL).
Ketika rasio mol kedua zat 1 : 1 maka pH = pKa, pH = 4,2.
Kesimpulan pilihan II benar.

Jawaban yang tepat B urip.info


Soal #37
Ketika persamaan reaksi kesetimbangan, berapakah rasio koefisien Ag(s) : koefisien H2O(l)?
    Ag(s) +    NO3(aq) +    H+(aq) →    Ag+(aq) +    NO(g) +    H2O(l)
(A) 1 : 1
(B) 2 : 1
(C) 3 : 1
(D) 3 : 2

Pembahasan Soal #37
Ag(s) → Ag+(aq) + e
NO3(aq) + 4H+(aq) + 3e→ NO(g) + 2H2O(l)

3Ag(s) → 3Ag+(aq) + 3e
NO3(aq) + 4H+(aq) + 3e→ NO(g) + 2H2O(l)

3 Ag(s) + 1 NO3(aq) + 4 H+(aq) → 3 Ag+(aq) + 1 NO(g) + 2 H2O(l)

Rasio koefisien Ag(s) : koefisien H2O(l) = 3 : 2
Jawaban yang tepat D urip.info


Soal #38
Arus listrik 0,44 A dialirkan ke larutan garam rutenium nitrat, menyebabkan reduksi ion logam menjadi logam. Setelah 25 menit, 0,345 g Ru mengendap. Berapa bilangan oksidasi rutenium dalam garam nirat tersebut?
(A) +2
(B) +3
(C) +4
(D) +6

Pembahasan Soal #38
Hukum Faraday → Q = I.t dan Q = n.F
I.t = n.F
n = (I.t)/F
n = (0,44 A × 25 menit × 60 detik/menit)/(96500 C/mol)
n = 0,00684 mol
n adalah jumlah elektron yang dihasilkan/diperlukan selama reaksi

Persamaan reaksi reduksi Ru x+:
Rux+ + x e→ Ru

Konversi massa Ru ke jumlah Ru
Jumlah Ru = mRu ÷ MRu
Jumlah Ru = 0,345 g ÷ 101,1 g/mol
Jumlah Ru = 0,00341 mol

Menghitung jumlah elektron dalam reaksi reduksi:
koefisien Ru : koefisien e = n Ru : n e
1 : x = 0,00341 : 0,00682
1 : x = 1 : 2
x = 2

Rux+ = Ru2+
Bilangan oksidasi Ru = +2

Jawaban yang tepat A urip.info


Soal #39
Hitunglah nilai Ksp Ca(OH)2 pada 298 K?

(A) 1,6 × 10–6
(B) 3,1 × 10–6
(C) 8,4 × 10–6
(D) 2,9 × 10–3

Pembahasan Soal #39
Ca(OH)2(s) +2e → Ca(s) + 2 OH(aq)   E0 = –3,02 V
Ca (s) → Ca2+ (aq) + 2 e–       E0 = +2,87 V
Ca(OH)2(s) ⇌ Ca2+ (aq) + 2 OH(aq)   E0 = –0,15 V

E = E0  – 0,0592/n (log Q)
0 = –0,15 V – 0,0592/2 (log Ksp)
0,15 V = – 0,0296 (log Ksp)
log Ksp = –5,0676
Ksp = 8,55 × 10–6
Jawaban yang mendekati C

Soal #40
Elektrolisis air yang mengandung asam sulfat sebagai elektrolit dilakukan seperti yang ditunjukkan pada gambar dan gas yang dihasilkan di elektroda dikumpulkan dalam dua tabung identik, mula-mula keduanya diisi dengan larutan asam sulfat. Setelah elektrolisis dilakukan untuk waktu tertentu, manakah gambar paling tepat mewakili penampilan tabung?


Pembahasan Soal #40
Ingat bahwa aliran arus listrik tidak sama dengan arah aliran elektron.
Elektrolisis larutan H2SO4
Katode (reduksi): 4H+(aq) + 4e→ 2H2(g)
Anode (oksidasi): 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e
Reaksi total: 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Berdasarkan perbandingan koefisien gas-gas hasil reaksi maka perbandingan jumlah/volume gas di katode dan anode adalah 2 : 1.
Jawaban yang tepat B urip.info


Soal #41
Berapakah ΔEº untuk reaksi berikut?
2 Ag(s) + Cu2+(aq) + 2 Cl(aq) → 2 AgCl(s) + Cu(s)


(A) –0,115 V
(B) –0,107 V
(C) 0,107 V
(D) 0,115 V

Pembahasan Soal #41
2Ag(s) + 2Cl (aq) → 2AgCl(s) + 2e     Eº = –0,222 V
Cu2+ (aq) + 2e→ Cu(s)       Eº = 0,337 V
2 Ag(s) + Cu2+(aq) + 2 Cl(aq) → 2 AgCl(s) + Cu(s)

sel = (0,337 – 0,222) V
sel = 0,115 V
Jawaban yang tepat D urip.info


Soal #42
Potensial sel standar sel Galvani berikut adalah 1,562 V pada 298 K.
Zn(s) | Zn2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s)
Berapakah potensial sel standar sel Galvani untuk reaksi berikut pada 298 K?
Zn(s) | Zn2+(aq, 1× 10–3 M) || Ag+(aq, 0,150 M) | Ag(s)
(A) 1,602 V
(B) 1,626 V
(C) 1,642 V
(D) 1,691 V

Pembahasan Soal #42
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag      E0 sel = 1,562 V
Esel = E0sell  – 0,0592/n (log [Zn2+]/[Ag+]2)
Esel = 1,562 V – 0,0592/2 × log (1×10–3/0,1502)
Esel = 1,562 V – 0,0592/2 × log (0,04444)
Esel = 1,562 V – 0,0296 × (–1,3522)
Esel = 1,562 V + 0,0400
Esel = 1,602 V

Jawaban yang tepat A urip.info


Soal #43
Pernyataan mengenai energi relatif cahaya monokromatik dengan λ = 800 nm dan
cahaya monokromatik dengan λ = 400 nm yang benar?
(A) cahaya 800 nm memiliki separuh energi per mol foton 400 nm cahaya.
(B) cahaya 800 nm memiliki energi yang sama per mol foton 400 nm cahaya.
(C) cahaya 800 nm memiliki dua kali lebih banyak energi per mol foton 400 nm cahaya.
(D) Tidak ada kesimpulan dapat ditarik tentang relatif energi per mol foton tanpa mengetahui
intensitas cahaya.

Pembahasan Soal #43
E = h.f
E = h.c/l
E hcNA/λ

Energi (E) berbanding lurus dengan frekuensi (f); Energi (E) berbanding terbalik dengan panjang gelombang cahaya (l); Intensitas cahaya berbanding lurus dengan jumlah foton (NA). h = tetapan Planck; c = tetapan kecepatan cahaya.

Energi dengan l 800 nm
E = h.c/l → E = h.c/800 nm = 1/800 h.c
Energi dengan l 400 nm
E = h.c/l → E = h.c/400 nm = 1/400 h.c
Energi dengan l 800 nm = ½ Energi dengan l 400 nm

Jawaban yang tepat A urip.info


Soal #44
Berapa banyak elektron dalam keadaan dasar pada atom As fase gas
yang memiliki bilangan kuantum n = 3 dan l = 1?
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 6

Pembahasan Soal #44
As mempunyai nomor atom 33.
Konfigurasi elektron 33As =  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
Subkulit n = 3 dan l = 1 → subkulit 3p. Jumlah elektron pada subkulit 3p terisi penuh, jumlah elektron 6.
Jawaban yang tepat D urip.info


Soal #45
Manakah urutan unsur sesuai dengan peningkatan energi ionisasi pertama?
(A) Ca < Si < P < N
(B) N < P < Si < Ca
(C) Ca < N < P < Si
(D) N < Si < P < Ca

Pembahasan Soal #45
Energi ionisasi tertinggi ada di kanan atas, energi ionisasi terendah di kiri bawah, energi ionisasi dari kiri ke kanan unsur seperiode semakin tinggi, energi ionisasi dari bawah ke atas unsur segolongan semakin tinggi.

Jadi urutan energi ionisasi pertama adalah: Ca < Si < P < N.
Jawaban yang tepat A 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