Bagian-4
Soal KSN-K 2022 – No. 31
Karet alam terbentuk karena polimerisasi isoprena (2-metil-1,3-butadiena). Apabila dilakukan reaksi hidrogenasi pada karet alam akan menghasilkan polimer…
- Polietilena
- Etilen-propilen kopolimer
- Polivinil klorida
- Poliester
- Polipropilen
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 31
Jawaban yang tepat B
Soal KSN-K 2022 – No. 32
Larutan asam lemah dengan konsentrasi 0,05 M memiliki pH yang sama dengan larutan asam nitrat 0,01 M, Ka asam lemah tersebut adalah….
- 1,43 x 10–3
- 1,67 x 10–3
- 2,67 x 10–3
- 2,50 x 10–3
- 2,00 x 10–3
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 32
Menghitung [H+] dari HNO3 0,01 M
HNO3 merupakan asam kuat sehingga berlaku:
[H+] = [HNO3]
[H+] = 0,01 M
[H+] = 10–2 M
Menghitung Ka asam lemah
pH asam lemah = pH HNO3 0,01 M
[H+] asam lemah = [H+] HNO3 0,01 M
[H+] asam lemah = 10–2 M
([H+] asam lemah)2 = Ka. [asam lemah]
Ka = ([H+] asam lemah)2 / [asam lemah]
Ka = (10–2)2 / (5 × 10–2)
Ka = (1 × 10–4) / (5 × 10–2)
Ka = 0,2 × 10–2
Ka = 2 × 10–3
Jawaban yang tepat D.
Soal KSN-K 2022 – No. 33
Suatu sampel etanol diketahui telah teroksidasi sebagian menjadi asam asetat. Sebanyak 24,24 g sampel tersebut dibakar secara sempurna dan menghasilkan kalor sebesar 595,37 kJ. Persen massa asam asetat dalam sampel tersebut adalah ….
Diketahui:
∆Hc° C2H5OH = –1366,6 kJ/mol;
∆Hc° CH3COOH = –872,4 kJ/mol.
- 33,95%
- 86,71%
- 57,88%
- 15,62%
- 29,73%
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 33
Untuk penyederhaan dalam persamaan digunakan simbol:
Et = etanol; asam asetat = Aa;
massa etanol = mEt;
massa asam asetat = mAa
jumlah etanol (mol) = nEt
jumlah asam asetat (mol) = nAa
mM = massa molar; q = kalor
Sesuai hukum kekekalan massa:
mEt + mAa = 24,24 g
mEt = 24,24 g – mAa
Menghitung jumlah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran etanol:
mMEt = 46 g/mol
nEt = mEt / mMEt
nEt = mEt / 46,07 g/mol
nEt = (24,24 - mAa) g / (46,07 g/mol)
∆HcEt = -1366,6 kJ/mol
q = nEt x ∆HcEt
q = [(24,24 - mAa) / 46,07] mol × (-1366,6 kJ/mol)
Menghitung jumlah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran asam asetat:
nAa = mAa / mMAa
nAa = mAa / 60,05 g/mol
∆HcAa = -872,4 kJ/mol
q = nAa × ∆HcAa
q = (mAa / 60,05 g/mol) × (-872,4 kJ/mol)
Karena pembakaran sempurna, maka jumlah kalor yang dihasilkan oleh etanol dan asam asetat adalah sama dengan jumlah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran total sampel (-595,37 kJ):
-595,37 = q dari etanol + q dari asam asetat
-595,37 = [(24,24 – mAa) / 46,07] × (-1366,6) + (mAa / 60,05) × (-872,4)
-595,37 × 46,07 × 60,05 = (24,24 – mAa) × (-1366,6) × 60,05 + mAa × (-872,4) × 46,07
-1647093,189 = -1989239,359 + 82064,33 mAa – 40191,468 mAa
-1647093,189 + 1989239,359 = 41872,862 mAa
41872,862 mAa = 342146,170
mAa = 8,17 g (hasil pembulatan)
Jadi massa asam asetat dalam sampel 8,17 g.
Menghitung persentase asam asetat dalam sampel:
% mAa = (mAa / total massa sampel) x 100%
% mAa = (8,17 g / 24,24 g) x 100%
% mAa = 33,70%
Jadi persentasi asam asetat dalam sampel mendekati jawaban A. 33,95%.
Jawaban yang tepat A
Soal KSN-K 2022 – No. 34
Waktu yang diperlukan untuk memanaskan 100 g es dengan suhu awal –10 °C hingga mencapai suhu kamar (25 °C) dalam microwave dengan daya 600 W adalah…
(∆Hfus = 6 kJ/mol, cp es = 37,62 J mol–1 K–1, cp air = 75,31 J mol–1 K–1)
- 1,33 menit
- 1,27 menit
- 1,22 menit
- 0,93 menit
- 0,41 menit
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 34
Menghitung jumlah mol es (n).
n = massa es / mM es
n = (100 g) / (18 g/mol)
n = 5,56 mol
Pemanasan es dari –10 °C menjadi 0 °C tanpa meleleh:
Q1 = n . ces . ΔT
Q1 = 5,56 mol × 37,62 J mol–1 K–1 × (0 °C – (–10) °C)
Q1 = 2.091,67 J
Energi yang diperlukan untuk melelehkan es menjadi air:
Q2 = n . ΔHfus
Q2 = 5,56 mol × 6 kJ/mol
Q2 = 33,36 kJ = 33.360 J
Energi yang diperlukan untuk memanaskan air dari 0 °C hingga suhu kamar 25 °C:
Q3 = n . cair . ΔT
Q3 = 5,56 mol × 75,31 J mol–1 K–1 × (25 °C – 0 °C)
Q3 = 10.468,09 J
Jadi, total energi (Qtotal) yang diperlukan:
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3
Qtotal = 2.091,67 J + 33.360 J + 10.468,09 J
Qtotal = 45.919,76 J
Waktu yang diperlukan untuk memanaskan benda dalam microwave
Qtotal = P . t → t = Qtotal / P
P = microwave dan t = waktu yang diperlukan.
t = Qtotal / P
t = 45.919,76 J / 600 W
t = 76,53 detik
t = 76,53 detik × 1 menit/60 detik
t = 1,2755 menit
Jawaban yang tepat B.
Soal KSN-K 2022 – No. 35
Berikut diberikan data perubahan konsentrasi reaktan A seiring berjalannya waktu akibat terjadinya reaksi 2A → 2B + C
| Waktu (menit) | [A] (mol/L) |
| 0 | 1,00 |
| 10 | 0,59 |
| 20 | 0,37 |
| 30 | 0,22 |
| 40 | 0,13 |
Pernyataan yang tepat terkait laju reaksi di atas adalah ….
- Laju rata-rata penguraian A selama 40 menit reaksi adalah 0,044 mol L–1 menit–1
- laju sesaat bernilai konstan sepanjang waktu reaksi
- laju reaksi rata-rata selama sepuluh menit pertama adalah empat kali lebih lambat dari laju reaksi rata-rata selama sepuluh menit keempat
- laju rata-rata pembentukan C selama 40 menit reaksi adalah 0,011 mol L–1 menit–1
- laju reaksi mencapai maksimum saat [A] = [B]
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 35
Reaksi yang diberikan adalah 2A → 2B + C.
A. Perhitungan laju rata-rata penguraian A selama 40 menit
laju rata-rata = –Δ[A] / Δt
laju rata-rata = –([A] akhir – [A] awal) / Δt
laju rata-rata = –(0,13 mol/L – 1 mol/L) / 40 menit
laju rata-rata = –(–0,87 mol/L) / 40 menit
laju rata-rata = 0,022 mol.L–1.menit–1
Pernyataan A tidak tepat.
B. Dari tabel hasil hitung laju sesaat tampak bahwa laju reaksi sesaat berubah-ubah, tidak konstan. Karena konsentrasi reaktan A terus berkurang seiring berjalannya waktu, dan konsentrasi produk B dan C meningkat, maka laju reaksi tidak konstan selama waktu reaksi.
Pernyataan B tidak tepat.
C. Perbandingan laju reaksi 10 menit pertama dan 10 menit keempat:
Dari tabel:
10 menit pertama laju reaksi = 0,041 mol.L–1.menit–1,
10 menit keempat = 0,09 mol.L–1.menit–1,
hal ini dapat dimaknai bahwa laju reaksi 10 menit pertama hampir 4 kali lebih cepat dari 10 menit keempat.
Pernyataan C tidak tepat.
D. Pernyataan laju reaksi = – ½ Δ[A]/Δt = + ½ Δ[B]/Δt = +Δ[C]/Δt
Laju pembentuk C selama 40 menit reaksi = ½ laju penguraian A selama 40 menit reaksi = ½ 0,022 mol.L–1.menit–1 = 0,011 mol.L–1.menit–1
Pernyataan D tepat.
E. Pernyataan yang menyatakan bahwa laju reaksi mencapai maksimum saat [A] = [B] tidak benar karena laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan, dan laju reaksi akan terus melambat seiring berkurangnya konsentrasi reaktan.
Pernyataan E tidak tepat.
Jawaban yang tepat D.
Soal KSN-K 2022 – No. 36
Rasio kelarutan SrF2 dalam HNO3 0,1 M terhadap kelarutan SrF2 dalam air murni adalah ….
(Ksp SrF2 = 2,5 × 10–9 dan pKa HF = 3,18)
- 28,4
- 2,4
- 12,03
- 15,93
- 21,1
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 36
Rasio kelarutan adalah rasio kelarutan suatu senyawa dalam dua pelarut yang berbeda. Dalam hal ini, akan ditentukan rasio kelarutan SrF2 dalam HNO3 0,1 M terhadap kelarutan SrF2 dalam air murni.
Rasio kelarutan = kelarutan SrF2 dalam HNO3 0,1 M : kelarutan SrF2 dalam air murni
Menghitung Kelarutan SrF2 dalam air murni:
Reaksi disosiasi SrF2
SrF2 ⇌ Sr2+ + 2F–
S = (Ksp/4)1/3
S = (2,5 × 10–9 / 4)1/3
S = (6,25 × 10–10)1/3
S = 8,55 × 10–4M
Menghitung Kelarutan SrF2 dalam HNO3 0,1 M
Reaksi disosiasi SrF2
SrF2 ⇌ Sr2+ + 2F–
Ketika dalam larutan HNO3 maka F– akan bereaksi dengan H+ dari HNO3 membentuk HF yang merupakan asam lemah,
H+ + F– ⇌ HF
Misal jumlah F– yang bereaksi sebanyak x mol/L, konsentrasi F– akan berkurang sebanyak x mol/L dan [HF] terbentuk sebanyak x mol/L.
Ka HF = ([H+][F– ]) / [HF ]
10–3,18 = (10–1 . (2S – x)) / x
10–3,18 . x = 10–1 . (2S – x)
10–2,18 . x = 2S – x
0,0066 x = 2S – x
1,0066 x = 2S
x = 2S/1,0066
Dari data Ksp SrF2 dan x = 2S/1,0066 dapat dihitung kelarutan SrF2 dalam HNO3.
Ksp SrF2 = [Sr2+ ][F–]2
2,5 × 10–9 = S (2S – x)2
2,5 × 10–9 = S (2S – [2S/1,0066])2
2,5 × 10–9 = S (2S[1 – 1/1,0066[)2
2,5 × 10–9 = S (2S[1,0066/1,0066 – 1/1,0066])2
2,5 × 10–9 = S (2S[0,0066/1,0066])2
2,5 × 10–9 = S (0,0131 S)2
2,5 × 10–9 = 0,000172 S3
S3 = (2,5 × 10–9)/ 0,000172
S3 = 1,45 × 10–5
S = (1,45 × 10–5)1/3
S = 2,44 × 10–2 M
Jadi kelarutan SrF2 dalam HNO3 0,1 M = 2,44 × 10–2 M dan kelarutan SrF2 dalam air murni = 8,55 × 10–4M
Oleh karena itu rasio kelarutannya = 2,44 × 10–2 M : 8,55 × 10–4 M = 28,5
Jawaban yang tepat A.
Soal KSN-K 2022 – No. 37
Di antara rangkaian skema reaksi berikut yang dapat menghasilkan 2-aminopentana murni adalah ….
- II dan III
- II
- I
- III
- I dan II
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 37
Reaksi pertama merupakan reaksi substitusi nukleofilik yang hanya menghasilkan pentana-2-aminium karena perbandingan jumlah 2-bromopentana dengan NH3 adalah 1 : 1.
Reaksi akan menghasilkan 2-aminopentana murni bila perbandingan jumlah 2-bromopentana dengan NH3 adalah 1 : 2.
Reaksi kedua dapat menghasilkan 2-aminopentana.
Anion azida (N3– ) merupakan nukleofil yang sangat baik.
Tahap pertama dengan perbandingan 1:1, 2-bromopentana dan natrium azida akan menghasilkan pentana-2-azida.
Tahap kedua pentana-2-azida bereaksi LAH (Lithium aluminium hydride) dalam Et2O (dietileter).
Reaksi ketiga dapat menghasilkan 2-aminopentana.
Dalam reaksi ini, ftalimida direaksikan kalium hidroksida (KOH) untuk membentuk kalium ftalimida. Kalium ftalimida kemudian direaksikan dengan 2-bromopentana, untuk membentuk N-pentil ftalimida. N-pentil ftalimida kemudian dihidrolisis dengan hidrazin (NH2NH2) untuk menghasilkan 2-aminopetana.
Jawaban yang tepat A.
Soal KSN-K 2022 – No. 38
Suatu enzim memiliki tiga residu katalitik, yaitu asam aspartat (Asp), histidin (His), dan serin (Ser). Mekanisme reaksi yang dikatilisis oleh enzim tersebut ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.
Gambar di bawah ini menunjukkan struktur tripeptida yang dilarutkan dalam air.
Berdasarkan jenis reaksinya, enzim tersebut merupakan ….
- oksidoreduktase
- ligase
- hidrolase
- transferase
- isomerase
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 38
Enzim merupakan katalis, yang mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi dari reaksi kimia. Berdasarkan gambar mekanisme reaksi, enzim dengan triade katalitik terlibat dalam reaksi hidrolisis, di mana substrat dipecah menjadi dua bagian dengan bantuan molekul air.
Mekanisme reaksi yang dilakukan oleh enzim tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
Substrat diikat pada situs aktif enzim melalui interaksi nonkovalen.
Ser dari triade katalitik menyerang substrat, membentuk intermediate akiral yang stabil.
His dari triade katalitik menarik proton dari Ser, memperkuat kemampuan Ser sebagai nukleofil.
Asp dari triade katalitik menarik proton dari molekul air, membentuk ion hidroksida (OH–).
Ion hidroksida menyerang intermediate akiral, membentuk produk yang diinginkan.
Produk dilepaskan dari situs aktif enzim.
Jadi, jenis reaksi yang dikatalisis oleh enzim dengan triade katalitik ini adalah reaksi hidrolisis dan enzimnya dikategorikan enzim hidrolase.
Jawaban yang tepat C.
Soal KSN-K 2022 – No. 39
Es krim dapat membeku pada temperatur kurang dari –3°C. Es batu yang digunakan untuk mendinginkan es krim memiliki suhu –12°C akan tetapi kontak dengan es krim membuat es batu meleleh pada suhu 0°C (tidak cukup dingin untuk membuat es krim membeku). Agar es batu tidak cepat meleleh, air untuk membuat es batu ditambahkan NaCl. Jika titik beku es batu –6,50 °C. Perbandingan garam dan air yang digunakan untuk membuat es batu dan biaya yang dibutuhkan untuk membeli garam jika digunakan 4,5 kg es batu adalah… (1 kg garam = Rp. 40.000; nilai Kf air = 1,86 °C/m)
- 1/10, Rp 16.000;
- 1/5, Rp 30.000;
- 1/4, Rp 45.000;
- 1/5, Rp 36.000;
- 1/10, Rp 18.000;
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 39
Untuk mencari perbandingan garam dan air yang digunakan untuk membuat es batu, pertama-tama kita harus menghitung molalitas larutan NaCl yang dibutuhkan menggunakan rumus:
ΔTb = Kf × m × i
ΔTb = perubahan titik beku ((0°C) – (–6,5°C) = 6,50°C)
Kf = tetapan krioscopik air (1,86°C/m)
m = molalitas larutan NaCl
i = 2 (faktor van't Hoff dari NaCl)
Maka,
m = ΔTb / (Kf × i)
m = 6,5 / (1,86 × 2)
m = 1,7 mol/kg
Jumlah mol NaCl yang dibutuhkan untuk membuat 4,5 kg larutan NaCl dengan molalitas 1,7 mol/kg adalah:
mol NaCl = molalitas × massa pelarut (kg)
mol NaCl = 1,7 mol/kg × 4,5 kg
mol NaCl = 7,65 mol
Jumlah garam yang dibutuhkan adalah:
massa NaCl = jumlah mol x massa molar
massa NaCl = 7,65 mol × 58,45 g/mol
massa NaCl = 447,1425 g
massa NaCl = 447,1425 g × 1 kg/1000 g
massa NaCl = 0,4471425 kg
massa NaCl = 0,450 kg (hasil pembulatan)
Asumsi harga garam adalah Rp. 40.000/kg, maka biaya yang dibutuhkan untuk membeli garam adalah:
biaya = harga x massa = Rp. 40.000/kg × 0,450 kg = Rp. 18.000
Perbandingan garam dan air yang digunakan untuk membuat es batu
Massa NaCl : massa air = 0,45 kg : 4,5 kg
Massa NaCl : massa air = 1 : 10
Jadi, perbandingan garam dan air yang digunakan untuk membuat es batu 1: 10 dan harga garam yang dibutuhkan Rp. 18.000.
Jawaban yang tepat D.
Soal KSN-K 2022 – No. 40
Tekanan uap jenuh air pada T = 25 oC adalah 3,1690 kPa dan entalpi penguapan molar air adalah 40,65 kJ/mol. Sebanyak 100 mL air dimasukkan ke dalam wadah vakum dengan volume 10 L pada suhu 60 oC. Massa uap air saat kesetimbangan tercapai adalah …. (Asumsikan bahwa volume cairan dapat diabaikan)
- 0,231 g
- 0,274 g
- 1,157 g
- 0,207 g
- 1,294 g
Pembahasan Soal KSN-K 2022 – No. 40
Penentuan tekanan uap air pada suhu 60 °C menggunakan persamaan Clausius-Clapeyron:
ln(P2/P1) = (∆Hvap/R) x ((1/T1) - (1/T2))
dengan:
P1 = tekanan uap jenuh pada suhu T1 = 3,169 kPa
T1 = 25 °C = 298 K
T2 = 60 °C = 333 K
∆Hvap = entalpi penguapan molar air = 40,65 kJ/mol = 40.650 J/mol
R = konstanta gas umum = 8,314 J/(mol·K)
Substitusi nilai:
ln(P2/3,169 kPa) = (40,65 kJ/mol / 8,314 J/(mol·K)) × ((1/298 K) – (1/333 K))
ln(P2/3,169 kPa) = 1,72448
P2/3,1690 kPa = e1,72448
P2/3,1690 kPa = 5,6096
P2 = 5,6096 × 3,1690 kPa
P2 = 17,777 kPa
Jadi, tekanan uap air pada suhu 60 °C adalah 17,777 kPa
Ketika air ditempatkan di dalam wadah vakum, tekanan total pada kesetimbangan akan sama dengan tekanan uap air pada suhu 60 °C. Oleh karena itu, tekanan total dalam wadah adalah 17,777 kPa.
Penentuan n gas pada suhu 60 °C dengan menggunakan rumus:
PV = nRT
dengan:
P = tekanan total = 17,78 kPa
V = volume gas = 10 L
n = jumlah mol gas uap air
R = konstanta gas umum = 8,314 J/(mol·K)
T = suhu = 60 °C = 333 K
Substitusi nilai menjadi:
n = PV/(RT)
n = (17,777 kPa × 10 L) / (8,314 J/(mol·K) × 333 K)
n = 0,06421 mol
massa gas uap air = n air x mM air
massa gas uap air = 0,06421 mol × 18 g/mol
massa gas uap air = 1,156 g
Jadi, massa uap air yang terbentuk pada kesetimbangan adalah 1,156 g.
Jawaban yang tepat C.
terima kasih mas urip
BalasHapusterima kasih banyak pak Urip...barokalloh...
BalasHapus