Latihan dan Kuis (2)

LATIHAN :

Chapter - 1 

    Disuatu lokasi tertentu yang memiliki percepatan gravitasi (g) 9,8 m/s² sepotong batangan emas memiliki berat (W) 98 N. Massa (m) sepotong batangan emas tersebut dihitung dengan rumus W= m x g diperoleh nilai m = 10 g.

    Satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg), satuan panjang adalah meter (m) dan satuan waktu adalah detik (s). Peristiwa alam dapat diukur berulang oleh para ilmuwan di mana saja. Kilogram ditetapkan dalam hal objek tertentu. Dalam kimia satuan yang lebih kecil gram (g) lebih nyaman digunakan karena untuk penelitian kimia perlu biaya yang mahal:

1 kg = 1000 g = 1 × 10³ g

Chapter - 2 (2.6)

Tuliskan rumus kimia untuk senyawa berikut: (a) merkuri (I) nitrit, (b) cesium sulfida, dan (c) kalsium fosfat.

Strategi

Kita mengacu pada Tabel 2.3 untuk rumus kation dan anion. Ingat bahwa angka Romawi dalam sistem Stock memberikan informasi yang berguna tentang muatan kation.

Solusi

(a) Angka Romawi menunjukkan bahwa ion merkuri mengandung muatan +1. Menurut Tabel 2.3, bagaimanapun, ion merkuri (I) adalah diatomik (yaitu, Hg₂²⁺) dan ion nitrit adalah NO₂^-. Oleh karena itu, rumusnya adalah Hg₂(NO₂)₂.

(b) Setiap ion sulfida mengandung dua muatan negatif, dan masing-masing ion sesium mengandung satu muatan positif (sesium di Golongan IA, seperti natrium). Oleh karena itu, rumusnya adalah Cs₂S.

(c) Setiap ion kalsium (Ca²⁺) mengandung dua muatan positif, dan masing-masing ion fosfat (PO₄^3-) mengandung tiga muatan negatif. Untuk membuat jumlah muatan sama dengan nol, kita harus menyesuaikan jumlah kation dan anion:

3(+2) + 2(-3) = 0

sehingga rumusnya adalah Ca₃(PO₄)_2.

Chapter - 3 (3.8)

Asam fosfat (H₃PO₄) merupakan cairan tak berwarna, mirip seperti sirup yang digunakan untuk membuat deterjen, pupuk, dan pasta gigi. Senyawa ini pada minuman berkarbonasi memberikan rasa yang “tajam”. Hitung  persen komposisi massa dari H, P, dan O dalam senyawa tersebut.

Strategi

Ingat prosedur untuk menghitung persentase. Asumsikan bahwa kita memiliki 1 mol H₃PO₄. Persen massa setiap unsur (H, P, dan O) diberikan oleh massa molar gabungan dari atom unsur dalam 1 mol H₃PO₄ dibagi dengan massa molar H₃PO₄, kemudian dikalikan dengan 100 persen.

Penyelesaian

Massa molar H₃PO₄ adalah 97,99 g. Persen massa masing-masing unsur dalam H₃PO₄ dihitung sebagai berikut:

Periksa

Apakah persentase bertambah hingga 100 persen? Jumlah persentase adalah (3,086% + 31,61% + 65,31%) = 100,01%. Perbedaan kecil dari 100 persen adalah karena cara pembulatan.

Chapter - 4 (4.10)

Dalam percobaan titrasi, seorang siswa menemukan bahwa 23,48 mL larutan NaOH diperlukan untuk menetralkan 0,5468 g KHP. Berapa konsentrasi (dalam molaritas) larutan NaOH?

Strategi

Kita ingin menentukan molaritas larutan NaOH. Apa definisi molaritas?

 

Volume larutan NaOH diberikan dalam soal. Oleh karena itu, kita perlu menemukan jumlah mol NaOH untuk dipecahkan untuk molaritas. Dari persamaan sebelumnya untuk reaksi antara KHP dan NaOH yang ditunjukkan dalam teks kita melihat bahwa 1 mol KHP menetralkan 1 mol NaOH. Berapa mol KHP yang terkandung dalam 0,5468 g KHP?

Penyelesaian

Pertama, kita menghitung jumlah mol KHP yang dikonsumsi dalam titrasi:

= 2,678 x 10⁻³ mol KHP

Karena 1 mol KHP ∞ 1 mol NaOH, harus ada 2,678 x 10⁻³ mol NaOH dalam 23,48 mL larutan NaOH. Akhirnya, kita menghitung jumlah mol NaOH dalam 1 L larutan atau molaritas sebagai berikut:

Chapter - 5 (5.11)

Hitung volume O₂ (dalam liter) yang dibutuhkan untuk pembakaran total 7,64 L asetilena (C₂H₂) yang diukur pada suhu dan tekanan yang sama.

2C₂H₂(g) + 5O₂(g) → 4CO₂(g) + 2H₂O(l)

                                                   2 mol         5 mol

Strategi 

Perhatikan bahwa suhu dan tekanan O₂ dan C₂H₂ adalah sama. Hukum gas mana yang diperlukan untuk menghubungkan volume gas dengan mol gas?

Penyelesaian

Menurut hukum Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, jumlah mol gas secara langsung berkaitan dengan volumenya. Dari persamaan, ada 5 mol O₂ ∞ 2 mol C₂H₂; oleh karena itu, dapat ditulis 5 L O₂ ∞ 2 L C₂H₂. Volume O₂ yang akan bereaksi dengan 7,64 L C₂H₂ diberikan oleh

Chapter - 6 (6.10)

Reaksi termit melibatkan aluminium dan besi (III) oksida

2Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(l)

Reaksi ini sangat eksoterm dan besi cair yang terbentuk digunakan untuk logam las. Hitunglah kalor yang dilepaskan dalam kilojoule per gram dari Al yang bereaksi dengan Fe₂O₃. ΔHfº untuk Fe(l) adalah 12,40 kJ/mol.

Strategi

Entalpi reaksi adalah perbedaan antara jumlah dari entalpi produk dan jumlah entalpi reaktan. Entalpi setiap spesi (reaktan atau produk) yang diberikan oleh koefisien stoikiometrinya kali entalpi pembentukan standar spesi.

Penyelesaian

Menggunakan nilai ΔHº­f yang diberikan untuk Fe(l) dan nilai ΔHºf lainnya pada Data Termodinamika dan Persamaan (6.18), dapat ditulis

ΔH^o­_rx = [ΔH^o­_f (Al₂O₃) + 2ΔH^o­_f (Fe)] - [2ΔH^o­_f (Al) + ΔH^o­_f (Fe₂O₃)]

          = [(-1669,8 kJ/mol) + 2(12,40 kJ/mol)] - [2(0) + (-822,2 kJ/mol)]

          = -822,8 kJ/mol

Ini adalah jumlah kalor yang dilepaskan untuk dua mol Al yang bereaksi. Dapat digunakan rasio berikut

-822,8kJ/2 mol Al

untuk mengkonversi menjadi kJ/g Al. Massa molar Al adalah 26,98 g, sehingga

kalor yang dilepas per gram Al = (-822,8kJ/2 mol Al) x (1mol Al/26,98 g Al)

                                                   = -15,25 kJ/g

Periksa 

Apakah tanda negatif konsisten dengan sifat reaksi eksoterm? Sebagai pemeriksaan cepat, dapat dilihat bahwa 2 mol Al memiliki berat sekitar 54 g dan memberikan sekitar 823 kJ kalor jika bereaksi dengan Fe₂O₃. Oleh karena itu, kalor yang dilepaskan per gram dari Al yang bereaksi adalah sekitar -830 kJ/54 g atau 215,4 kJ/g.

KUIS :

Chapter - 1 (1.5)

Brom adalah cairan coklat kemerahan. Hitung kerapatannya (dalam g/mL) jika 586 g zat tersebut menempati volume 188 mL!

Jawab :

    d = m/v

        = 586/188

        = 3.117 g/ml

Chapter - 2 (2.14)

Hitung jumlah neutron dalam ²³⁹Pu. !

Jawab:

nomor massa Pu = 239, nomor atom Pu = 94 = jumlah proton

      Neutron = nomor massa – proton

                    = 239 – 94

                    = 145

Chapter - 3 (3.1)

Massa atom 17Cl³⁵ (75,53 persen) dan ₁₇Cl³⁷ (24,47 persen) masing-masing adalah 34,968 sma dan 36,956 sma. Hitung massa atom klorin rata-rata ? Persentase dalam tanda kurung menunjukkan kelimpahan relatif.

Jawab :

Massa Atom 17Cl³⁵ = 75,53 sma     Massa atom  ₁₇Cl³⁷ = 36,956 sma

Massa Atom Klorin Rata-rata = 34.968×75.53% + 36.956×24.47%

                                                 = 35.4544 sma 

Chapter - 4 (4.9)

Identifikasi setiap zat berikut sebagai elektrolit kuat, elektrolit lemah, atau nonelektrolit: 

(a) H2O, (b) KCl, (c) HNO3, (d) CH3COOH, (e) C12H22O11

Jawab :

    (a)     H20     =     elektrolit lemah

    (b)    KCL    =     non elektrolit

    (c)    HNO3   =    elektrolit kuat

    (d)    CH3COOH     =    elektrolit lemah

    (e)    C12H12011     =    non elektrolit

Chapter - 5 (5.1)

Konversi 749 mmHg ke atmosfer.

Jawab :

        1 atm = 760 mmHg

        749 mmHg = 749 : 760

                            = 0,985526 atm

Chapter - 6 (6.17)

    Sebuah gas mengembang dan melakukan usaha P-V pada lingkungan sebesar 325 J. Pada saat yang sama, menyerap 127 J panas dari lingkungan. Hitunglah perubahan energi pada gas tersebut!

Jawab :

  Untuk menghitung perubahan energi gas, kita membutuhkan Persamaan pada tabel 6.1. Usaha bersifat positif dan Kalor pun bersifat positif, maka :

    ΔU = q + w

          = 325 + 127 J

          = 452 J