Sepuluh Soal KSN Kimia Tingkat Kabupaten 2022 Berserta Pembahasannya (Bagian-1)

Berikut ini 10 Soal Kompetisi Sains Nasional tingkat Kabupaten/Kota tahun 2022 yang dibahas secara mendetail ala urip.info. Ini adalah bagian-1. Bagian berikutnya di-posting secara terpisah dalam blog ini. Mohon dikoreksi bila ada pembahasan yang kurang tepat dengan menuliskan koreksi pada kotak komentar. Terima kasih.

Untuk bagian lain sila klik tautan berikut:

10 Soal KSN-K Kimia 2022 Bagian-1 (postingan ini)

10 Soal KSN-K Kimia 2022 Bagian-2

10 Soal KSN-K Kimia 2022 Bagian-3 

10 Soal KSN-K Kimia 2022 Bagian-4 

5 Soal KSN-K Kimia 2022 Bagian-5/Akhir 

---

BAGIAN-1

Soal KSN-K 2022 – No. 1

Suatu ion X memiliki bilangan oksidasi +4, dengan 2 elektron pada n = 1, 8 elektron pada n = 2, dan 10 elektron pada n = 3. Unsur X adalah ….

1. Argon
2. Vanadium
3. Kromium
4. Titanium
5. Mangan

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 1

Ion X memiliki bilangan oksidasi +4 artinya ia telah melepaskan 4 elektronnya, dan konfigurasi elektron per kulit 2 – 8 – 10.
Jika elektron dikembalikan maka total elektron yang dimiliki X = 2 + 8 + 10 + 4 = 24 elektron.
Unsur yang mempunyai 24 elektron pada keadaan dasar berarti nomor atomnya juga 24.
Jadi unsur X yang dimaksud adalah ²⁴Cr (kromium).
Jawaban yang tepat C.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 2

Gambar di bawah ini menunjukkan struktur tripeptida yang dilarutkan dalam air.

 

Jika ke dalam larutan ditambahkan senyawa asam hingga pH < 2, maka peptida tersebut menjadi bermuatan….

1. +6
2. +5
3. +4
4. +3
5. +2

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 2

Gugus amin (-NH₂) pada ujung N-terminal biasanya lebih mudah terprotonasi bila berada pada lingkungan pH yang sangat rendah. 

Ketika tripeptida N-L-alanil-L-arginil-L-metionin dilarutkan dalam air dan ditambahkan asam hingga pH < 2, tripeptida akan menjadi bermuatan positif karena terdapat dua gugus amino yang terprotonasi. 

-NH₂ pada L-alanil terprotonasi menjadi –[NH₃]⁺ (+1)

-NH₂ pada L-arginil terprotonasi menjadi –[NH₃]⁺ (+1). Ingat pada arginin ini gugus guanidin yang terprotonasi hanya di -NH₂ tetapi tidak di =NH. Guanidin ini analog dengan gugus -COOH (karboksilat) di mana =O diganti =NH dan -OH diganti -NH₂.
Sementara pada metionin tidak dapat terprotonasi karena -COOH-nya protonated (sudah terprotonasi lebih dahulu).

Jadi, jumlah muatan pada tripeptida N-L-alanil-L-arginil-L-metionin saat dilarutkan dalam air dan ditambahkan asam hingga pH < 2 adalah +2.

Bahasan ini bisa di crosscheck menggunakan kalkulator khusus seperti di sini atau di sini atau di sini.

Jawaban yang tepat E.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 3

Unsur X, suatu padatan berwarna abu-abu, bereaksi dengan unsur Z, suatu gas tak berwarna, membentuk suatu senyawa di mana jumlah atom X lebih banyak dua kali dari jumlah atom Z. Manakah diantara pernyataan berikut mengenai konfigurasi elektron pada keadaan dasar untuk atom-atom tersebut yang paling benar…

1. X memiliki satu elektron valensi sedangkan Z memiliki lima elektron valensi
2. X memiliki dua elektron valensi sedangkan Z memiliki satu elektron valensi
3. X memiliki dua elektron valensi sedangkan Z memiliki lima elektron valensi
4. X memiliki tujuh elektron valensi sedangkan Z memiliki enam elektron valensi
5. X memiliki satu elektron valensi sedangkan Z memiliki enam elektron valensi

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 3

Senyawa dengan jumlah atom X lebih banyak dua kali dari jumlah atom Z memiliki rumus kimia X₂Z. Oleh karena itu, X kemungkinan besar adalah logam yang mempunyai valensi 1 (stabil dengan melepas elektron valensi sehingga membentuk ion X⁺) dan Z adalah non-logam valensi 6 (stabil dengan menerima sebanyak 2 elektron sehingga membentuk Z^2–).

Jawaban yang tepat E.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 4
Senyawa yang menyerap sinar UV/tampak dengan panjang gelombang terpanjang adalah ….

1. 1,3-sikloheksadiena
2. Benzena
3. Naftalena
4. Tetrasena
5. Antrasena

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 4:
Tetrasene memiliki sistem terkonjugasi panjang dari ikatan rangkap berselang-seling, yang memungkinkan terjadinya delokalisasi elektron. Elektron yang terdelokalisasi dalam sistem terkonjugasi dapat menyerap cahaya di wilayah spektrum elektromagnetik yang terlihat, menghasilkan spektrum serapan yang khas dengan panjang gelombang yang panjang.

Sebagai perbandingan, benzena memiliki sistem terkonjugasi enam elektron pi (3 ikatan rangkap), naftalena memiliki sistem terkonjugasi sepuluh elektron pi (5 ikatan rangkap), dan antrasena memiliki sistem terkonjugasi empat belas elektron p (7 ikatan rangkap)i, tetapi tetrasena memiliki sistem terkonjugasi lagi dengan elektron 18 pi (9 ikatan rangkap), menghasilkan panjang gelombang absorbansi yang lebih panjang di daerah tampak. 1,3-sikloheksadiena bukanlah sistem yang sangat terkonjugasi dan memiliki panjang gelombang absorbansi yang jauh lebih pendek.

Jawaban yang tepat D.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 5

Urutan besar energi kisi untuk FeCl₃, FeCl₂ dan Fe₂O₃ adalah….

1. Fe₂O₃ < FeCl₃ < FeCl₂
2. FeCl₂ < Fe₂O₃ < FeCl₃
3. FeCl₂ < FeCl₃ < Fe₂O₃
4. FeCl₃ < FeCl₂ < Fe₂O₃
5. FeCl₃ < Fe₂O₃ < FeCl₂

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 5

Energi kisi suatu senyawa ionik adalah energi yang dihasilkan saat pembentukan 1 mol padatan kristal senyawa ion dari ion-ion penyusunan pada fase gas. Persamaan termokimia-nya dapat dituliskan aM^b+ (g) + bX^a– (g) ⟶ M_aX_b (s) + Energi kisi

Energi kisi bergantung pada muatan ion-ion, ukuran ion-ion, dan jarak antara ion-ion tersebut.

Muatan dan ukuran ion merupakan faktor penting yang menentukan besarnya energi kisi. Energi kisi berkaitan dengan energi potensial dari dua muatan yang berinteraksi yang diberikan dalam persamaan matematika; E = k.(Q₁×Q₂)/d

Q₁ dan Q₂ adalah besar muatan pada partikel dalam satuan coulomb dan d adalah jarak antara jari–jari dalam satuan meter.

Jari-jari kation: Fe²⁺ > Fe³⁺
Jari-jari anion: Cl^– > O^2–  

Semakin besar jarak jari-jari kation-anion, nilai d semakin besar maka energi kisi semakin kecil.
Semakin kecil jarak jari-jari kation-anion, nilai d semakin kecil maka energi kisi semakin besar.

Semakin besar hasil kali jumlah muatan kation-anion maka semakin besar energi kisinya.
Semakin kecil hasil kali jumlah muatan kation-anion maka semakin kecil energi kisinya.

Perbandingan FeCl₂ atau Fe²⁺ Cl^– dengan FeCl₃ atau Fe³⁺ Cl^–
Muatan Fe²⁺ < Fe³⁺ dan jari-jari kation Fe²⁺ > Fe³⁺ sementara keduanya mengandung anion Cl^– maka energi kisi FeCl₂ < FeCl₃

Perbandingan FeCl₃ atau Fe³⁺ Cl^– dengan Fe₂O₃ atau Fe³⁺ O^2–
Muatan O^2– > Cl^– dan jari-jari anion O^2– < Cl^– sementara keduanya mengandung kation Fe³⁺ maka energi kisi FeCl₂ < Fe₂O₃.

Jadi, urutan besar energi kisi adalah FeCl₂ < FeCl₃ < Fe₂O₃.

Jawaban yang tepat C.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 6

Pernyataan di bawah ini berkaitan dengan struktur Lewis ion F₂ClO₂⁺

1. Orbital hibrida untuk atom pusat pada struktur ion F₂ClO₂⁺ adalah sp³d²
2. Muatan formal untuk atom F, O, dan Cl masing-masing adalah 0, 0, dan +1
3. Jumlah masing-masing ikatan s dan p pada struktur ion F₂ClO₂⁺ adalah 4
4. Ion F₂ClO₂⁺ bersifat polar

Di antara pernyataan tersebut yang benar adalah ….

1. (i), (ii), dan (iii)
2. (i) dan (iii)
3. (ii)
4. (ii), dan (iv)
5. (iv)

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 6

Struktur Lewis F₂ClO₂⁺

1. Orbital hibrida untuk atom pusat pada struktur ion F₂ClO₂⁺ adalah sp³, ada 4 domain elektron (2 ikatan rangkap, 2 ikatan tunggal, bukan sp³d².
2. Muatan formal untuk atom F adalah 0, atom O adalah 0, dan atom Cl adalah +1.
   Total muatan formal pada ion F₂ClO₂⁺ adalah +1.
   Cara menghitung muatan formal atom , selisih jumlah elektron valensi atom dikurangi (elektron bebas ditambah jumlah ikatan yang dimiliki atom tersebut).
3. Struktur ion F₂ClO₂⁺ mempunyai 4 ikatan σ dan 2 ikatan π, jadi total ikatan σ  π adalah 6, bukan 4. Ingat tiap ikatan tunggal hanya ada 1 ikatan σ dan tiap ikatan rangkap ada 1 ikatan σ dan 1 ikatan π.
4. Ion F₂ClO₂⁺ bersifat polar karena ia memiliki momen dipol yang tidak sama dengan nol. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan polar antara fluorin dan klorin, serta ikatan rangkap antara oksigen dan klorin serta adanya muatan.

Jawaban yang tepat D.

 

---

Soal KSN-K 2022 – No. 7

Oksigen terlarut dalam air memiliki nilai konstanta Henry pada suhu 25 ^oC = 1,267 × 10^–3 M/atm. Jika tekanan parsial oksigen di udara adalah 0,30 atm, konsentrasi oksigen terlarut dalam air yang berkesetimbangan dengan udara pada suhu 25 ^oC adalah …. (mol/L). Diketahui Hukum Henry C = k.P)

1. 4,6 × 10^–6
2. 7,2 × 10^–6
3. 2,6 × 10^–4
4. 5,4 × 10^–4
5. 3,8 × 10^–4

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 7

Berdasarkan Hukum Henry dapat dihitung konsentrasi oksigen terlarut dalam air yang berkesetimbangan dengan udara:

C = k.P

Dengan C adalah konsentrasi oksigen terlarut dalam air (dalam mol/L), k adalah konstanta Henry pada suhu 25 ^oC, P adalah tekanan parsial oksigen di udara (dalam atm).

C = k × P
C = (1,267 . 10^–3 M/atm) × (0,30 atm)
C = 3,801 × 10^–4 M

Jadi, konsentrasi oksigen terlarut dalam air yang berkesetimbangan dengan udara pada suhu 25 ^oC adalah sekitar 3,801 × 10^–4 M.

Jawaban yang tepat E.

---

Soal KSN-K 2022 – No. 8

Tabel berikut menunjukkan data laju awal untuk reaksi (C₂H₅)₂(NH₂)₂ + I₂ → (C₂H₅)₂N₂ + 2HI  

[(C2H5)2(NH2)]0 (mol/L)	[I2]0 (mol/L)	Laju awal pembentukan (C2H5)2N2
0,005	0,045	3,15 × 10–3 M/detik
0,015	0,030	6,30 × 10–3 M/detik
0,030	0,060	25,2 × 10–3 M/detik

Orde reaksi terhadap (C₂H₅)₂(NH₂)₂ dan I₂ berturut-turut adalah ….

1. 0 dan 1
2. 0 dan 2
3. 2 dan 0
4. 1 dan 1
5. 3 dan –1

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 8

No.	[(C2H5)2(NH2)]0 (mol/L) A	[I2]0 (mol/L) B	Laju awal pembentukan (C2H5)2N2 r
1	0,005	0,045	3,15
2	0,015	0,030	6,30
3	0,030	0,060	25,2

Menghitung orde reaksi terhadap A dan B

Perhitungan menggunakan data 3 dan 2

r3/r2 = ([A3]/[A2])^x × ([B3]/[B2])^y

25,2/6,3 = (0,03/0,015) ^x × (0,06/0,03)^y

4 = (2) ^x × (2)^y

2² = 2 ^(x+y)

2 = x + y

x = 2 – y

Perhitungan menggunakan data 2 dan 1

r2/r1 = ([A2]/[A1])^x × ([B2]/[B1])^y

6,3/3,15 = (0,015/0,005) ^x × (0,03/0,045)^y

2 = (3) ^x × (2/3)^y

2 = (3) ^{(2 – y)} × (2/3)^y

2 = (3²)/(3)^y × (2/3)^y

2 = (3²)/(3)^y × (2)^y/(3)^y

2/(3²) = (2)^y/[(3)^y × (3)^y

2¹/(3²) = (2)^y/(3)^2y

2¹ = (2)^y → y = 1

(3²) = (3)^2y → 2y = 2 → y = 1

Karena 2 = x + y, bila y = 1 maka x = 1.

Jawaban yang tepat D

---

Soal KSN-K 2022 – No. 9

Suatu basa lemah dengan konsentrasi 0,120 M (pK_b = 4,20) dititrasi dengan larutan asam klorida 0,300 M. Titik ekuivalen tercapat setelah penambahan 20 mL larutan titran. pH pada titik ekuivalen adalah ….

1. 8,4
2. 7,0
3. 6,3
4. 5,4
5. 3,7

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 9

Pada saat pH pada titik ekivalen, baik basa lemah dan asam klorida (asam kuat) tepat habis bereaksi, maka terbentuk garam terhidrolisis yang berasal dari basa lemah dan asam kuat.

n basa lemah = n HCl
0,12 M x V basa lemah = 0,30 M x 20 mL
0,12 M x V basa lemah = 6 mmol
V basa lemah = (6 mmol)/(0,12 M) = 50 mL

V total campuran = 20 mL + 50 mL = 70 mL

n Garam = n HCl = 6 mmol

Menghitung [Garam] = (6 mmol)/(70 mL) = 0,086 M

pH = ½ (14 – pK_b – log [Garam])
pH = ½ (14 – 4,20 – log 0,086)
pH = ½ (14 – 4,20  + 1,07)
pH = ½ (10,87)
pH = 5,43

Jawaban yang tepat D

---

Soal KSN-K 2022 – No. 10

Produk kondensasi aldol yang terbentuk dari 3-pentanon dalam suasana basa memiliki nama IUPAC…

1. 5-etil-4-metil-5-hepten-3-on
2. 4-metil-4-nonen-3,7-dion
3. 5-etil-4-metil-4-hepten-3-on
4. 3-etil-4-metil-3-hepten-5-on
5. 3-etil-4-metil-2-hepten-5-on

Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 10

Reaktan yang diberikan adalah 3-pentanon (H₃C一CH₂一CO一CH₂一CH₃)

Dua ekuivalen molekul 3-pentanon (H₃C一CH₂一CO一CH₂一CH₃) bereaksi dengan adanya basa (NaOH) akan menghasilkan pembentukan β-hidroksiketon kemudian diikuti dengan pelepasan molekul H₂O yang menghasilkan H₃C一CH₂一CO一C(CH₃)＝C(CH₂CH₃)一CH₂一CH₃

Nama IUPAC dari produk yang terbentuk adalah 5-etil-4-metil-4-hepten-3-on.

Jawaban yang benar adalah pilihan C.

---