Pembahasan Soal Olimpiade Kimia Tingkat Lokal USA 2026 (Bagian 2/6)

Jumat, 12 Juni 2026

Berikut adalah pembahasan soal olimpiade kimia tingkat lokal di Amerika yang dapat digunakan sebagai bahan latihan persiapan mengikuti kompetisi serupa di Indonesia. Beberapa kali terdeteksi soal-soal OSN-K di Indonesia mengadopsi soal dari kompetisi di negara tersebut. Jumlah soal ada 60 butir (terjemahan) yang pembahasannya dibagi menjadi 6 bagian, @10 butir soal.

Bagian-1, Bagian-2, Bagian-3, Bagian-4, Bagian-5, Bagian-6

  1. Larutan garam logam manakah yang memberikan uji nyala kuning?

    1. Na
    2. K
    3. Cu
    4. Ba

    2. Uji nyala dilakukan dengan memanaskan garam logam pada pembakar Bunsen. Warna nyala yang dihasilkan merupakan karakteristik kation logam.
    Untuk natrium (Na), nyala berwarna kuning terang.
    Kalium (K) menghasilkan nyala ungu.
    Tembaga (Cu) menghasilkan nyala hijau.
    Barium (Ba) menghasilkan nyala hijau apel.
    Jadi, garam logam yang memberikan uji nyala kuning adalah natrium.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

  2. Konsentrasi garam manakah yang paling sulit diukur menggunakan spektroskopi UV-tampak?

    1. NaMnO4
    2. KClO4
    3. Co(NO3)2
    4. CuCl2

    3. Spektroskopi UV-tampak mengukur absorpsi cahaya oleh senyawa yang memiliki transisi elektronik, terutama senyawa berwarna atau yang mengandung gugus kromofor.

    Ion logam transisi seperti Co2+ dan Cu2+ serta ion MnO4- menunjukkan absorpsi kuat di daerah tampak.

    Sebaliknya, ion K+ dan ClO4- tidak memiliki elektron pada orbital d atau f yang terdegenerasi, serta tidak memiliki sistem elektron tak terkonjugasi, sehingga tidak menyerap cahaya UV-tampak secara signifikan.

    Dengan demikian, larutan KClO4 hampir transparan dan sangat sulit diukur konsentrasinya menggunakan spektroskopi UV-tampak tanpa derivatisasi.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

  3. Campuran gas yang mengandung 160 bagian per juta volume H2S dalam Ne memiliki tekanan total 725 mmHg. Berapakah tekanan parsial H2S?

    1. 0,069 mmHg
    2. 0,12 mmHg
    3. 0,16 mmHg
    4. 0,20 mmHg

    4. Diketahui campuran gas mengandung 160 bagian per juta volume H2S dalam Ne. Fraksi volume H2S = 160/106 = 1,6 × 10-4.
    Pada suhu dan tekanan yang sama, fraksi volume sama dengan fraksi mol (hukum Avogadro).
    Tekanan total = 725 mmHg. Tekanan parsial H2S:

    \[ \begin{aligned} P_{\text{H}_2\text{S}} &= \text{fraksi mol} \times P_{\text{total}} \\ &= \dfrac{160}{10^6} \times 725 \text{ mmHg} \\ &= 0,00016 \times 725 \\ &= 0,116 \text{ mmHg} \approx 0,12 \text{ mmHg} \end{aligned} \]

    Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

  4. Gas manakah yang memiliki kecepatan akar kuadrat rata-rata (root-mean-square velocity) tertinggi pada 298 K?

    1. CO
    2. CO2
    3. CH4
    4. CF4

    5. Kecepatan akar kuadrat rata-rata (rms) gas diberikan oleh rumus:

    \[ u_{\text{rms}} = \sqrt{\dfrac{3RT}{\text{Mm}}} \]

    dengan Mm adalah massa molar (dalam kg/mol). Pada suhu tetap, \(u_{\text{rms}}\) berbanding terbalik dengan akar massa molar. Semakin kecil massa molar, semakin tinggi kecepatan rms. Hitung massa molar masing-masing gas:

    • CO: 12 + 16 = 28 g/mol
    • CO2: 12 + 32 = 44 g/mol
    • CH4: 12 + 4 = 16 g/mol
    • CF4: 12 + 4×19 = 12 + 76 = 88 g/mol

    Gas dengan massa molar terkecil adalah CH4 (16 g/mol). Oleh karena itu, CH4 memiliki kecepatan rms tertinggi pada 298 K.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

  5. Pernyataan manakah yang menggambarkan perubahan ketika padatan murni meleleh secara spontan?

    1. Entropi menurun.
    2. Energi bebas meningkat.
    3. Tekanan uap meningkat.
    4. Prosesnya bersifat endoterm.
    • Pelelehan padatan murni secara spontan terjadi pada suhu di atas titik leleh. Proses ini memerlukan penyerapan kalor (endoterm) karena energi digunakan untuk memutus gaya antarmolekul dalam kisi padatan.
    • Entropi sistem meningkat karena fase cair lebih tidak teratur dibandingkan padatan.
    • Energi bebas Gibbs menurun untuk proses spontan pada suhu dan tekanan tetap (ΔG < 0).
    • Tekanan uap pada titik leleh sama antara padatan dan cairan; peningkatan tekanan uap selama pemanasan lebih disebabkan oleh kenaikan suhu, bukan oleh proses pelelehan itu sendiri.

    Dengan demikian, pernyataan yang tepat adalah bahwa pelelehan bersifat endoterm.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

  6. Senyawa manakah yang memiliki tekanan uap tertinggi pada 25 °C?

    1. CH3CH2CH2OH
    2. CH3CH2OCH3
    3. CH3CHOHCH3
    4. HOCH2CH2OH

    7. Tekanan uap suatu senyawa pada suhu tertentu ditentukan oleh kekuatan gaya antarmolekul. Semakin lemah gaya antarmolekul, semakin tinggi tekanan uap. Berikut analisis keempat senyawa:

    • CH3CH2CH2OH (1-propanol):
      Alkohol rantai lurus, memiliki ikatan hidrogen, titik didih ~97°C.
    • CH3CH2OCH3 (etil metil eter):
      Eter, tidak memiliki ikatan hidrogen antarmolekul, hanya gaya dipol-dipol dan dispersi, titik didih ~7,4°C, sehingga sangat mudah menguap.
    • CH3CHOHCH3 (2-propanol):
      Alkohol cabang, masih memiliki ikatan hidrogen, titik didih ~82°C (lebih rendah dari 1-propanol karena cabang, tetapi masih jauh lebih tinggi dari eter).
    • HOCH2CH2OH (etilen glikol):

      Dua gugus OH, ikatan hidrogen sangat kuat, titik didih ~197°C, tekanan uap sangat rendah.

    Pada 25 °C, eter memiliki tekanan uap tertinggi karena tidak ada ikatan hidrogen antarmolekul.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

  7. Belerang memiliki dua fase padat stabil, belerang monoklinik dan belerang ortorombik. Wilayah diagram fase manakah yang sesuai dengan kedua fase padat tersebut?

    1. I dan II
    2. I dan IV
    3. II dan III
    4. II dan IV

    8. Diagram fase belerang (S₈) memiliki dua fase padat: belerang ortorombik (stabil pada suhu rendah) dan belerang monoklinik (stabil pada suhu lebih tinggi sebelum leleh). Berdasarkan data pada diagram fase (suhu vs tekanan) dan letak wilayah pada gambar, secara umum wilayah I dan II merupakan daerah fase padat. Wilayah III biasanya adalah cair, dan IV adalah gas.
    Dengan demikian, kedua fase padat tersebut berada di wilayah I dan II.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

  8. Mineral perovskite memiliki sel satuan kubik seperti gambar di bawah, dengan atom oksigen menempati pusat-pusat sisi, titanium di pusat, dan kalsium di sudut-sudut kubus. Apakah rumus perovskite?

    1. CaTiO3
    2. Ca2TiO4
    3. CaTi2O4
    4. Ca8TiO6

    9. Sel satuan kubus:
    Atom Ca pada 8 sudut (kontribusi 1/8 per sudut) → 8 × 1/8 = 1 atom Ca.
    Atom Ti pada pusat badan (kontribusi 1) → 1 atom Ti.
    Atom O pada pusat 6 sisi (kontribusi 1/2 per sisi) → 6 × 1/2 = 3 atom O.
    Jadi rumus empiris adalah CaTiO₃.

    Jawaban yang tepat adalah A.

    Penjelasan lebih detail disertai kalkulator dan visual 2D dan 3D untuk memahami tentang model soal ini sila klik di sini.

  9. Berapakah perubahan entalpi standar untuk reaksi ClF dengan F2 membentuk ClF3? (Semua spesi dalam fase gas.)
    (1) 2 ClF + O2 → Cl2O + F2O   ΔH° = 168 kJ mol−1
    (2) 2 ClF3 + 2 O2 → Cl2O + 3 F2O   ΔH° = 350 kJ mol−1
    (3) 2 F2 + O2 → 2 F2O   ΔH° = −45 kJ mol−1
    ClF + F2 → ClF3   ΔH° = ???
    1. -46 kJ mol−1
    2. -69 kJ mol−1
    3. -114 kJ mol−1
    4. -136 kJ mol−1

    10. Reaksi target: ClF(g) + F2(g) → ClF3(g). Gunakan data reaksi:

    (1) 2 ClF + O2 → Cl2O + F2O   ΔH° = 168 kJ mol−1
    (2) 2 ClF3 + 2 O2 → Cl2O + 3 F2O   ΔH° = 350 kJ mol−1
    (3) 2 F2 + O2 → 2 F2O   ΔH° = −45 kJ mol−1

    Langkah-langkah manipulasi:

    1. Kurangkan persamaan (1) dengan (2) untuk menghilangkan Cl2O:

    \[ \begin{aligned} &(1) - (2): \\ &(2\text{ClF} + \text{O}_2) - (2\text{ClF}_3 + 2\text{O}_2) \rightarrow (\text{Cl}_2\text{O}+\text{F}_2\text{O}) - (\text{Cl}_2\text{O}+3\text{F}_2\text{O}) \\ &2\text{ClF} - 2\text{ClF}_3 - \text{O}_2 \rightarrow -2\text{F}_2\text{O} \\ &\text{atau } 2\text{ClF} + 2\text{F}_2\text{O} \rightarrow 2\text{ClF}_3 + \text{O}_2 \quad \Delta H = 168 - 350 = -182\ \text{kJ} \end{aligned} \]

    2. Jumlahkan hasil di atas dengan persamaan (3):

    \[ \begin{aligned} &2\text{ClF} + 2\text{F}_2\text{O} \rightarrow 2\text{ClF}_3 + \text{O}_2 \quad \Delta H = -182 \\ &2\text{F}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{F}_2\text{O} \quad \Delta H = -45 \\ &\text{Jumlah: } 2\text{ClF} + 2\text{F}_2 \rightarrow 2\text{ClF}_3 \quad \Delta H = -182 + (-45) = -227\ \text{kJ} \end{aligned} \]

    Untuk reaksi 1 mol ClF3, bagi dengan 2:

    \[ \Delta H^\circ = \dfrac{-227}{2} = -113.5 \ \text{kJ mol}^{-1} \approx -114\ \text{kJ mol}^{-1} \]

    Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

  10. Pada 25 °C, perubahan energi bebas standar untuk reaksi fase gas antara hidrogen dan nitrogen membentuk NH3 adalah -33,0 kJ mol−1.
    N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)   ΔG° = −33 kJ mol−1
    Dalam keadaan manakah ΔG > 0 pada 298 K?
    1. Tekanan parsial N2 dan H2 = 0,1 bar, tekanan parsial NH3 = 10 bar
    2. Tekanan parsial N2 dan H2 = 10 bar, tekanan parsial NH3 = 0,1 bar
    3. Semua tekanan parsial = 1 × 10−2 bar
    4. Dalam keadaan apa pun tidak mungkin

    11. Reaksi: $\mathrm{N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)}$   $\Delta G^\circ = -33{,}0\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}}$ pada 298 K.

    Hubungan $\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$, dengan $Q = \dfrac{(P_{\mathrm{NH_3}})^2}{P_{\mathrm{N_2}} \cdot (P_{\mathrm{H_2}})^3}$.

    Perhitungan $RT$: \[ \begin{aligned} RT &= 8{,}314 \times 10^{-3}\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}\ K^{-1}} \times 298\ \mathrm{K} \\[8pt] &= 2{,}478\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}}. \end{aligned} \]

    Kondisi $\Delta G > 0$ jika $RT \ln Q > -\Delta G^\circ = 33\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}}$, sehingga: \[ \begin{aligned} \ln Q &> \frac{33}{2{,}478} \\[8pt] &\approx 13{,}32 \\[8pt] Q &> e^{13{,}32} \approx 6{,}1 \times 10^5. \end{aligned} \]

    Cek setiap opsi:

    • A: $P_{\mathrm{N_2}} = 0{,}1\ \mathrm{bar}$, $P_{\mathrm{H_2}} = 0{,}1\ \mathrm{bar}$, $P_{\mathrm{NH_3}} = 10\ \mathrm{bar}$.
      \[ \begin{aligned} Q &= \frac{(10)^2}{0{,}1 \times (0{,}1)^3} \\[8pt] &= \frac{100}{0{,}1 \times 0{,}001} \\[8pt] &= \frac{100}{0{,}0001} = 10^6 > 6{,}1 \times 10^5 \quad\Rightarrow\quad \Delta G > 0. \end{aligned} \]
    • B: $P_{\mathrm{N_2}} = 10\ \mathrm{bar}$, $P_{\mathrm{H_2}} = 10\ \mathrm{bar}$, $P_{\mathrm{NH_3}} = 0{,}1\ \mathrm{bar}$.
      \[ \begin{aligned} Q &= \frac{(0{,}1)^2}{10 \times (10)^3} \\[8pt] &= \frac{0{,}01}{10^4} = 10^{-6} \quad\Rightarrow\quad \Delta G < 0. \end{aligned} \]
    • C: Semua tekanan $= 1 \times 10^{-2}\ \mathrm{bar}$.
      \[ \begin{aligned} Q &= \frac{(10^{-2})^2}{10^{-2} \times (10^{-2})^3} \\[8pt] &= \frac{10^{-4}}{10^{-2} \times 10^{-6}} \\[8pt] &= \frac{10^{-4}}{10^{-8}} = 10^4 \quad\Rightarrow\quad \Delta G < 0. \end{aligned} \]
    • D: Salah, karena kondisi A memenuhi.

    Jadi, $\Delta G > 0$ pada opsi A.

    Jawaban yang tepat adalah A.

Ditulis oleh uriprukim
Kategori: , ,
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)
 
Copyright © 2015-2026 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info