Pembahasan Soal Olimpiade Kimia Tingkat Lokal USA 2026 (Bagian 4/6)

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. Reaksi nitrogen dan hidrogen membentuk amonia dijaga pada kesetimbangan dalam wadah kaku pada suhu tetap:
    N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
    Gas helium dimasukkan ke dalam sistem, menyebabkan tekanan total meningkat dua kali lipat. Bagaimana arah pergeseran kesetimbangan reaksi tersebut?
    1. Tidak terpengaruh
    2. Bergerak ke kiri
    3. Bergerak ke kanan
    4. Arah pergeseran kesetimbangan bergantung pada apakah reaksi bersifat endoterm atau eksoterm

    2. Reaksi: N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g) dalam wadah kaku (volume tetap) pada suhu tetap. Gas helium (inert) ditambahkan sehingga tekanan total meningkat dua kali lipat.

    Karena volume dan suhu tetap, konsentrasi masing-masing gas reaktan dan produk (N2, H2, NH3) tidak berubah (jumlah mol gas inert tidak mempengaruhi konsentrasi gas-gas yang bereaksi). Tekanan parsial setiap komponen juga tetap, sehingga kesetimbangan tidak bergeser.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

  2. Asam kakodilat, (CH3)2AsO(OH), memiliki pKa = 6,25. Pada konsentrasi asam kakodilat berapakah larutannya memiliki pH = 4,00?
    1. 1,0 × 10−4 M
    2. 3,2 × 10−4 M
    3. 5,6 × 10−3 M
    4. 1,8 × 10−2 M

    3. Asam kakodilat adalah asam monoprotik lemah dengan pKa = 6,25, sehingga Ka = 10-6,25 = 5,62 × 10-7. pH = 4,00 ⇒ [H+] = 1,0 × 10-4 M.

    Gunakan pendekatan kesetimbangan: HA ⇌ H+ + A-. Misal konsentrasi awal asam = C. Maka:

    \[ K_a = \dfrac{[H^+][A^-]}{[HA]} = \dfrac{(1,0\times10^{-4})^2}{C - 1,0\times10^{-4}} = 5,62\times10^{-7} \]

    Sehingga:

    \[ C - 1,0\times10^{-4} = \dfrac{1,0\times10^{-8}}{5,62\times10^{-7}} = \dfrac{10^{-8}}{5,62\times10^{-7}} = \dfrac{0,1}{5,62} \approx 0,01779 \text{ M} \] \[ C = 0,01779 + 0,00010 = 0,01789 \text{ M} \approx 1,79 \times 10^{-2} \text{ M} \]

    Derajat ionisasi kecil (≈ 0,56%), sehingga pendekatan valid.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

  3. Penguraian PCl5 bersifat endoterm. Perubahan manakah yang akan menyebabkan peningkatan nilai Keq?
    PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)   ΔH° > 0
    I. Menaikkan suhu
    II. Memperbesar volume
    1. Hanya I
    2. Hanya II
    3. Baik I maupun II
    4. Bukan I maupun II

    4. Reaksi: PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g), ΔH° > 0 (endoterm).

    Nilai tetapan kesetimbangan Keq hanya bergantung pada suhu (dan sifat reaksi).

    • I. Menaikkan suhu: Untuk reaksi endoterm, peningkatan suhu menggeser kesetimbangan ke arah produk (kanan), sehingga Keq meningkat. ✔
    • II. Memperbesar volume: Memperbesar volume (menurunkan tekanan total) menggeser kesetimbangan ke arah jumlah mol gas lebih besar (ke kanan), namun hal ini tidak mengubah nilai Keq pada suhu tetap. Keq tetap konstan. ✘

    Jadi, hanya I yang menyebabkan peningkatan Keq.

    Jawaban yang tepat adalah A.

  4. Berapakah konsentrasi ion karbonat yang harus dicapai untuk mengendapkan 99,99% ion perak dari larutan perak nitrat 0,100 M? Ksp Ag2CO3 adalah 8,1 × 10−12.
    1. 8,1 × 10−10 M
    2. 8,1 × 10−7 M
    3. 1,3 × 10−4 M
    4. 8,1 × 10−2 M

    5. Larutan awal AgNO₃ 0,100 M. Mengendapkan 99,99% Ag⁺ berarti sisa Ag⁺ dalam larutan = 100% – 99,99% = 0,01% dari konsentrasi awal.

    \[ [\text{Ag}^+]_{\text{sisa}} = 0,01\% \times 0,100\ \text{M} = 0,0001 \times 0,100 = 1,0 \times 10^{-5}\ \text{M} \]

    Hasil kali kelarutan Ag₂CO₃: \(\text{Ag}_2\text{CO}_3(s) \rightleftharpoons 2\text{Ag}^+ + \text{CO}_3^{2-}\), \(K_{sp} = [\text{Ag}^+]^2 [\text{CO}_3^{2-}] = 8,1 \times 10^{-12}\).

    Konsentrasi CO₃²⁻ yang diperlukan agar [Ag⁺] tepat 1,0×10⁻⁵ M:

    \[ [\text{CO}_3^{2-}] = \dfrac{K_{sp}}{[\text{Ag}^+]^2} = \dfrac{8,1 \times 10^{-12}}{(1,0 \times 10^{-5})^2} = \dfrac{8,1 \times 10^{-12}}{1,0 \times 10^{-10}} = 8,1 \times 10^{-2}\ \text{M} \]

    Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

  5. Berapakah pH setelah 0,100 mol NaOH ditambahkan ke dalam 250,0 mL H3PO4 0,300 M? Untuk H3PO4, pKa1 = 2,12, pKa2 = 7,21, dan pKa3 = 12,38.
    1. 1,82
    2. 2,24
    3. 6,73
    4. 6,91

    6. Hitung mol H3PO4 awal:

    \[ \begin{aligned} n_{\text{H}_3\text{PO}_4} &= 0,2500\ \text{L} \times 0,300\ \text{mol/L} = 0,0750\ \text{mol} \end{aligned} \]

    Mol NaOH yang ditambahkan = 0,100 mol. Reaksi berlangsung bertahap:


    Tahap 1: H3PO4 + OH- → H2PO4- + H2O
    0,0750 mol H3PO4 membutuhkan 0,0750 mol OH-, menghasilkan 0,0750 mol H2PO4-. Sisa OH- = 0,100 - 0,0750 = 0,0250 mol.


    Tahap 2: H2PO4- + OH- → HPO42- + H2O
    OH- sisa 0,0250 mol bereaksi dengan H2PO4- menghasilkan 0,0250 mol HPO42-. Sisa H2PO4- = 0,0750 - 0,0250 = 0,0500 mol. OH- habis.


    Volume total diasumsikan tetap 0,250 L (karena penambahan NaOH padat atau larutan pekat). Konsentrasi dalam campuran:

    \[ \begin{aligned} [\text{H}_2\text{PO}_4^-] &= \dfrac{0,0500}{0,250} = 0,200\ \text{M} \\[5px] [\text{HPO}_4^{2-}] &= \dfrac{0,0250}{0,250} = 0,100\ \text{M} \end{aligned} \]

    Pasangan ini adalah buffer dengan pKa2 = 7,21. Maka pH:

    \[ \begin{aligned} \text{pH} &= \text{p}K_{a2} + \log\dfrac{[\text{HPO}_4^{2-}]}{[\text{H}_2\text{PO}_4^-]} \\[5px] &= 7,21 + \log\dfrac{0,100}{0,200} \\[5px] &= 7,21 + \log(0,5) \\[5px] &= 7,21 - 0,301 = 6,909 \approx 6,91 \end{aligned} \]

    Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

  6. Seng hidroksida adalah senyawa yang sukar larut (Ksp = 4,5 × 10−17) yang larut dalam larutan sangat basa karena pembentukan ion kompleks Zn(OH)42− (Kf = 5,0 × 1014). Berapakah konsentrasi minimum natrium hidroksida yang diperlukan dalam 1,0 L larutan agar dapat ditambahkan ke dalam 0,10 mol Zn(OH)2 hingga melarut sempurna?
    1. 2,1 M
    2. 2,3 M
    3. 4,2 M
    4. 4,6 M

    7. Reaksi pelarutan Zn(OH)2 dalam basa berlebih membentuk kompleks Zn(OH)42-:

    \[ \text{Zn(OH)}_2(s) \rightleftharpoons \text{Zn}^{2+} + 2\text{OH}^- \quad K_{sp} = 4,5 \times 10^{-17} \] \[ \text{Zn}^{2+} + 4\text{OH}^- \rightleftharpoons \text{Zn(OH)}_4^{2-} \quad K_f = 5,0 \times 10^{14} \]

    Reaksi total: \(\text{Zn(OH)}_2(s) + 2\text{OH}^- \rightleftharpoons \text{Zn(OH)}_4^{2-}\) dengan

    \[ K = K_{sp} \times K_f = (4,5 \times 10^{-17}) (5,0 \times 10^{14}) = 2,25 \times 10^{-2} = 0,0225 \]

    Dalam 1,0 L larutan, 0,10 mol Zn(OH)2 larut sempurna → [Zn(OH)42-] = 0,10 M. Misalkan konsentrasi awal NaOH = C M. Setelah reaksi, OH⁻ yang terpakai = 2 × 0,10 = 0,20 M, sehingga sisa [OH⁻] = (C – 0,20) M. Substitusi ke K:

    \[ K = \dfrac{[\text{Zn(OH)}_4^{2-}]}{[\text{OH}^-]^2} = \dfrac{0,10}{(C - 0,20)^2} = 0,0225 \] \[ (C - 0,20)^2 = \dfrac{0,10}{0,0225} = 4,444... \quad \Rightarrow \quad C - 0,20 = \sqrt{4,444} \approx 2,108 \] \[ C = 2,108 + 0,20 = 2,308 \ \text{M} \approx 2,3 \ \text{M} \]

    Jadi, konsentrasi minimum NaOH adalah 2,3 M.

    Jawaban yang tepat adalah B.

  7. Apakah oksidator dalam reaksi berikut?
    Fe(CN)63− + Co(CN)53− + CN− → Fe(CN)64− + Co(CN)63−
    1. Fe(CN)63−
    2. Co(CN)53−
    3. CN−
    4. Co(CN)63−

    8. Reaksi: Fe(CN)63− + Co(CN)53− + CN− → Fe(CN)64− + Co(CN)63−.

    Tentukan bilangan oksidasi (biloks) logam pusat. Ion CN− bermuatan -1.

    • Fe(CN)63−: muatan ion kompleks = -3. 6×(-1) = -6, maka biloks Fe = +3.
    • Fe(CN)64−: muatan -4, biloks Fe = +2.
    • Co(CN)53−: 5×(-1) = -5, muatan kompleks -3, maka biloks Co = +2.
    • Co(CN)63−: 6×(-1) = -6, muatan -3, maka biloks Co = +3.

    Jadi, Fe mengalami reduksi (+3 → +2), sedangkan Co mengalami oksidasi (+2 → +3). Oksidator adalah spesi yang mengalami reduksi, yaitu Fe(CN)63−.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

  8. Berapakah bilangan oksidasi N dalam NH4NO3?
    1. Keduanya −3
    2. Keduanya +1
    3. Satu −1 dan satu +1
    4. Satu −3 dan satu +5

    9. NH₄NO₃ terdiri dari ion amonium (NH₄⁺) dan ion nitrat (NO₃⁻).

    • Dalam NH₄⁺: bilangan oksidasi H = +1, misal N = x.
      Maka x + 4×(+1) = +1 → x + 4 = +1 → x = –3.

    • Dalam NO₃⁻: bilangan oksidasi O = –2, misal N = y.
      Maka y + 3×(–2) = –1 → y – 6 = –1 → y = +5.

    Jadi, bilangan oksidasi N masing-masing adalah –3 dan +5.

    Jawaban yang tepat adalah D.

  9. Sampel bijih yang mengandung besi seberat 0,4679 g dilarutkan dalam asam dan besi direduksi menjadi keadaan oksidasi +2. Larutan dititrasi dengan KMnO4 0,03930 M, memerlukan 26,82 mL untuk mencapai titik ekuivalen. Berapakah persentase massa besi dalam bijih tersebut?
    1. 12,58%
    2. 29,43%
    3. 62,91%
    4. 72,36%

    10. Reaksi titrasi: \(\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}\).

    1 mol KMnO₄ setara dengan 5 mol Fe²⁺.

    n KMnO₄ = 0,03930 M × 0,02682 L = 0,001054026 mol.

    n Fe²⁺ = 5 × 0,001054026 = 0,00527013 mol.

    Massa Fe = 0,00527013 mol × 55,845 g/mol = 0,2943 g.

    Persentase Fe dalam bijih = \(\dfrac{0,2943}{0,4679} \times 100\% = 62,91\%\).

    Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

  10. Kapal terkadang memiliki strip titanium yang dilas ke lambung bajanya untuk melindunginya dari korosi. Manakah penjelasan terbaik untuk aksi perlindungan ini?
    1. Ti lebih mudah teroksidasi daripada Fe.
    2. Ti dan Fe membentuk paduan yang menstabilkan Fe.
    3. Ti2+ memiliki potensial reduksi yang lebih positif daripada Fe2+.
    4. Ti dan Fe membentuk sel galvanik dengan Ti tereduksi.

    11. Perlindungan korosi pada lambung baja menggunakan strip titanium didasarkan pada prinsip sel galvani (anoda korban). Logam dengan potensial reduksi lebih negatif (lebih mudah teroksidasi) akan bertindak sebagai anoda dan terkorosi, melindungi logam lain yang lebih mulia.

    Potensial reduksi standar:

    \[ \begin{aligned} \text{Ti}^{2+} + 2e^- &\rightarrow \text{Ti}(s) \quad E^\circ = -1,63\ \text{V} \\ \text{Fe}^{2+} + 2e^- &\rightarrow \text{Fe}(s) \quad E^\circ = -0,44\ \text{V} \end{aligned} \]

    Karena E° Ti lebih negatif, titanium lebih mudah teroksidasi daripada besi. Dalam sel galvanik yang terbentuk antara Ti dan Fe, Ti akan menjadi anoda (teroksidasi) dan Fe menjadi katoda (terlindungi). Meskipun titanium cenderung membentuk lapisan pasif, secara termodinamika ia tetap lebih reaktif.


    Pilihan B salah karena Ti dan Fe tidak membentuk paduan hanya dengan dilas.
    Pilihan C salah karena Ti²⁺ memiliki potensial reduksi lebih negatif (bukan lebih positif) daripada Fe²⁺.
    Pilihan D salah karena jika Ti tereduksi (menjadi katoda), justru Fe yang akan teroksidasi.

    Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

Soal asli dan kunci jawaban dapat diunduh dari sini.

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