KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN KIMIA 12 KU

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:

1. menjelaskan penyebab adanya fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik;

2. membedakan sifat koligatif larutan elektorlit dan larutan nonelektrolit;

3. terampil menyajikan hasil analisis beradasarkan data percobaan terkait penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmosis;

4. terampil mengolah dan menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dengan sifat koligatif larutan nonelektrolit yang konsentrasinya sama.

Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:

1. menghargai dan mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa yang berupa sifat koligatif larutan dan manfaatnya dalam mempermudah kebutuhan sehari-hari;

2. berperilaku kerja sama dan kreatif dalam menyelesaikan tugas serta hemat dalam menggunakan bahan kimia.

• Mengamati perbedaan titik didih antara akuades dengan larutan garam serta perubahan titik beku es. • Mencari informasi tentang penggunaan garam untuk

mencairkan salju.

• Mendiskusikan jenis-jenis sifat koligatif larutan. • Mendiskusikan konsentrasi larutan yang meliputi fraksi

mol, molalitas, dan molaritas.

• Membuat rancangan percobaan pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan.

• Mengamati pengaruh zat terlarut terhadap penurunan titik beku larutan melalui percobaan.

• Mengamati perbedaan titik didih larutan yang berbeda konsentrasi dari video.

• Mendiskusikan sifat koligatif larutan nonelektrolit. • Mengamati perbedaan kenaikan titik didih larutan

nonelektrolit dan larutan elektrolit melalui percobaan. • Mendiskusikan sifat koligatif larutan elektrolit yang

dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff.

• Mendiskusikan penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari.

• Menerapkan sifat koligatif penurunan titik beku membuat es puter dalam tugas proyek.

Sifat Koligatif Larutan dan Satuan Konsentrasi Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit

Koligatif Larutan

• Mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa sifat koligatif yang bermanfaat dalam mempermudah kegiatan pemenuhan kebutuhan sehari-hari.

• Mampu menerapkan sikap kerja sama dan kreatif dalam melaksanakan tugas kelompok. • Bersikap hemat dalam menggunakan bahan-bahan kimia demi menjaga lingkungan. • Bersikap teliti dalam pengamatan praktikum maupun mengerjakan soal.

• Menjelaskan penyebab sifat koligatif larutan.

• Menjelaskan pengaruh konsentrasi terhadap sifat koligatif larutan. • Mampu menyelesaikan perhitungan terkait sifat koligatif larutan.

• Menjelaskan perbedaan sifat koligatif larutan nonelektrolit dan larutan elektrolit. • Menentukan sifat koligatif larutan elektrolit menggunakan faktor Van’t Hoff. • Menyajikan rancangan percobaan penurunan titik beku.

• Menyajikan diagram P-T untuk menunjukkan sifat koligatif larutan.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d

Sifat koligatif larutan merupakan sifat yang hanya bergantung pada banyaknya zat yang terlarut dalam pelarut. Jumlah zat terlarut akan memengaruhi sifat koligatif larutan, yaitu titik didih, titik beku, tekanan uap, dan tekanan osmotik larutan. Jenis zat terlarut tidak memengaruhi sifat koligatif larutan. Begitu juga dengan jenis dan jumlah pelarut.

2. Jawaban: e

Diagram P–T tersebut menunjukkan tekanan dan suhu pada saat air dan larutannya berubah wujud. Tekanan dan suhu yang menggambarkan perubahan wujud air menjadi uap ditunjukkan oleh garis E–F. Garis E–F membatasi bentuk larutan dari cair ke gas.

3. Jawaban: d

Tekanan uap akan semakin turun jika jumlah zat terlarut semakin banyak. Jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut sama secara berurutan dari larutan I hingga ke V yaitu 6, 5, 7, 9, dan 8. Dengan demikian, jumlah zat terlarut paling banyak terdapat pada gambar IV (larutan D) sehingga tekanan uapnya paling kecil.

4. Jawaban: c

Konsentrasi 1 molal artinya terdapat 1 mol zat terlarut dalam 1.000 gram pelarut.

5. Jawaban: c Mol NaOH = V × M

= 0,2 L × 2 mol/L = 0,4 mol Massa NaOH = (n × M_r)_NaOH

= 0,4 × 40 = 16 gram Massa larutan = V × ρ

= 200 × 1,20 g/mL = 240 gram m= n × 1.000_p

= n × _{(240 16)}1.000₋ = 0,4 × 1.000

224

= 1,78 ≈ 1,8

Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 1,8 m. 6. Jawaban: b

M_r Cuka (CH₃COOH) = 60 g/mol M H O = 18 g/mol

n_CH3COOH =

r m M =

15 gram

60 = 0,25 mol

n_H2O =

r m M =

90 gram

18 = 5 mol

X_CH3COOH = 3

3 2

CH COOH CH COOH H O

n

n +n =

0,25

0,25+5 = 0,05

Jadi, fraksi mol cuka dalam larutan sebesar 0,05. 7. Jawaban: c

X_metanol= me tan ol

metanol air n

n +n

0,5 = m

m a

n n +n

0,5(n_m + n_a) = n_m 0,5 n_m + 0,5 n_a= n_m

0,5 n_a= 0,5 n_m n_a= n_m misal n_a = n_m = 1

% massa = m r

m r a r

n M

(n M ) (n M )

×

× + ×

% massa = r

r r

1 M (1 M ) (1 M )

×

× + ×

% massa = ₃₂32₊₁₈ × 100% = 0,64 × 100% = 64%

Jadi, persen metanol dalam larutan sebesar 64%. 8. Jawaban: e

m=

r m M ×

1.000 p

= 0,6

60 × 1.000

100

= 0,1 m

Jadi, larutan tersebut mempunyai konsentrasi 0,1 molal.

9. Fraksi mol NaOH = 0,05

Fraksi mol H₂O = 1 – 0,05 = 0,95 M_r air = 18

X_NaOH=

2 mol NaOH mol NaOH mol H O+

0,5 =

2 mol NaOH mol NaOH mol H O+

0,05 mol NaOH + 0,5 mol H₂O = mol NaOH 0,95 mol NaOH = 0,05 mol H₂O

Molalitas (m) = mol NaOH × 100_p = (0,05_0,95 × mol H₂O) ×

2 r 2 1.000 mol H O M H O×

Molalitas (m) = 0,05 1.000_{0,95 18}×_× = 2,92

Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 2,92 m. 10. 46% massa etanol berarti 46 gram etanol dan

54 gram air. m =

r m M ×

1.000 p =

46 46 ×

1.000

54 = 18,52 molal

Jadi, molalitas larutan C₂H₅OH sebesar 18,52 m. B. Uraian

1. Air laut mengandung banyak zat terlarut. Adanya zat terlarut memengaruhi tekanan uapnya. Zat terlarut volatil (mudah menguap) meningkatkan tekanan uap air laut, sedangkan zat terlarut nonvolatil (tidak mudah menguap) menurunkan tekanan uap air laut. Adanya garam yang terlarut dalam air laut, tekanan uap jenuh air laut menjadi lebih rendah mengakibatkan dibandingkan air murni.

2. Larutan 6 gram urea dalam 200 gram air. M_rurea = 60 g/mol

Jumlah mol urea = 1 6 g

60 g mol− = 0,1 mol

Massa pelarut = 200 gram = 0,2 kg m = n_p = 0,1mol_{0,2 kg} = 0,5 mol kg–1

Jadi, larutan urea tersebut mempunyai memolalan 0,5 m.

3. Misal massa larutan 100 gram.

Dalam 100 gram larutan urea 20% terdapat 20 gram urea dan 80 gram air.

M_{r air} = 18 g/mol M_{r urea} = 60 g/mol

Jumlah mol air = 1 80 g

18 g mol− = 4,44 mol

Jumlah mol urea = 1 20 g

60 g mol− = 0,33 mol

X_urea = 0,33 mol

(4,44+0,33) mol = 0,069

Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,069. 4. Dimisalkan massa larutan 100 gram.

Dalam 100 gram larutan glukosa 12% terdapat: glukosa 12% = ₁₀₀12 × 100 g = 12 gram

air (pelarut) = 100 – 12 = 88 gram Jumlah mol glukosa = 1

12 g

180 g mol− = 0,067 mol

Massa pelarut = 88 gram = 0,088 kg m = n_p = 0,067 mol_{0,088 kg} = 0,76

Jadi, kemolalan larutan glukosa sebesar 0,76 m. 5. M_r HCl = 36,5 g/mol

Massa larutan = 1.000 mL × 1,1 gram/mL = 1.100 gram

Massa HCl = 18,25

100 × 1.100 gram

= 200,75 gram

Massa H₂O = (1.100 – 200,75) gram = 899,25 gram

n_HCl = 200,75_36,5 = 5,50 mol n_H

2O = 899,25

18 = 49,96 mol

X_HCl = _5,505,50_+49,96 = 0,1 X_H

2O = 1 – 0,1 = 0,9

Jadi, fraksi mol larutan asam klorida sebesar 0,1 dan fraksi mol air sebesar 0,9.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c

ρ_air = 1 gram/mL

Jika volume air = 150 mL, berarti massa air = 150 gram

p = 150 gram K_b air = 0,52°C/m

ΔT_b = m · K_b

ΔT_b =

r

massa sukrosa M sukrosa ×

1.000 p × Kb

= 3,42

342 × 1.000

150 × 0,52

= 0,035°C

2. Jawaban: d

ΔT_f =

r massa M NaCl ×

1.000

p × Kf × {1 + (n – 1)α}

= _58,5117 × 1.000_1.500 × 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 4,96°C

Jadi, besarnya penurunan titik beku larutan NaCl adalah 4,96°C.

3. Jawaban: c

ΔT_b = m · K_b

ΔT_b = r 1

massa zat terlarut (g) M zat terlarut (g mol )

kg pelarut −

× K_b

0,48°C = 1

3,8 g 152 g mol

0,2 kg

−

× K_b K_b=

1 0,48 C 0,2 kg 152 g mol

3,8 g

−

° × ×

= 3,84 °C kg mol–1

Jadi, tetapan titik didih molal kloroform K_b = 3,84°C kg mol–1_.

4. Jawaban: b

massa zat X = 5 gram M_r zat X = 492

V_larutan = 500 mL = 0,5 L T = 27°C = 300 K

R = 0,082 L atm mol–1_K–1 π = M · R · T

=

r massa

M ×

1

V × R · T

= ₄₉₂5 × _0,51 × 0,082 × 300 = 0,5 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan sebesar 0,5 atm. 5. Jawaban: d

π= M · R · T

π= mol

volume · R · T

Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling besar yaitu larutan yang perbandingan _volumemol paling besar.

Larutan 1; _volumemol = 0,1 × 1.000₂₀₀ = 0,5 Larutan 2; _volumemol = 0,1 × 1.000₄₀₀ = 0,25 Larutan 3; _volumemol = 0,2 × 1.000₃₀₀ = 0,67 Larutan 4; mol

volume = 0,2 × 1.000

250 = 0,8

Larutan 5; mol

volume = 0,2 × 1.000

500 = 0,4

Jadi, tekanan osmotik paling besar dimiliki oleh larutan 4).

6. Jawaban: e

Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam pelarut yang sama, semakin tinggi konsentrasi molalnya, titik didih larutan itu juga semakin tinggi. Dengan demikian, larutan sukrosa 0,5 m mem-punyai titik didih paling tinggi.

7. Jawaban: b

Adanya zat terlarut pada suatu larutan memengaruhi titik didih larutan, yaitu mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya.

8. Jawaban: c

ΔT_b=

r

massa sampel M sampel ×

1.000

p × Kb benzena

1,25 = ₁₃₅4,5 × 1.000

p × 2,53

p = 4,5

135 × 1.000 × 2,53 × 1 1,25 atau

= 4,5 × 103 _× 2,53 135 ×

1 1,25

Jadi, massa sampel yang dilarutkan sebanyak 4,5 × 103 _× 2,53

135 × 1 1,25.

9. Jawaban: b

200 mL = 0,2 liter dan 27°C = 300 K

π =

r m

M V × R × T = 3,6

180 0,2× × (0,082)(300)

= 2,46 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa sebesar 2,46 atm.

10. Jawaban: c

m (massa zat terlarut) = 24 gram V (volume air) = 250 mL = 0,25 L T = 27 + 273 = 300 K

Suhu (°C)

Tekanan (atm)

K L

I H

E F Larutan Pelarut murni

Gas Padat

Cair 1 atm

0°C 100°C

Titik beku larutan

Titik beku air

Titik didih air

Titik didih larutan ΔT1 ΔT2

π = 32,8 atm

R = 0,082 L atm/mol K

π= M · R · T 32,8 =

r m M ×

1

V × R × T

32,8 =

r 24 M ×

1

0,25 × 0,082 × 300

M_r= 72

Jadi, M_r zat nonelektrolit adalah 72 gram/mol. 11. Jawaban: d

K₂SO₄(aq) → 2K+_{(aq) + SO} 42–(aq)

n = 3

K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1.

ΔT_b = (m · K_b) i

= (m · K_b) {1 + (n – 1)α}

= 0,1 m × 0,52°C m–1 _{× {1 + (3 – 1)1}}

= 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,156°C. 12. Jawaban: c

Larutan isotonik adalah larutan yang memiliki tekanan osmotik sama. Larutan NaCl = larutan elektrolit kuat, α = 1. Tekanan osmotiknya sebagai berikut.

π= M · R · T · i

= 0,3 · RT(1 + (2 – 1) · 1) = 0,6RT

1) Larutan 0,1 M urea (nonelektrolit)

π = 0,1RT

2) Larutan KNO₃, n = 2

π = 0,2 · RT · 0,2 = 0,4RT

3) Larutan 0,6 M glukosa (nonelektrolit)

π = 0,6RT

4) Larutan asam sulfat H₂SO₄→ n = 3

π = 0,4 · RT · 3 = 1,2RT 5) Larutan 0,3 M natrium sulfat

Na₂SO₄→ n = 3

π = 0,3 · RT · 3 = 0,9RT

Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl 0,3 M adalah larutan glukosa 0,6 M.

13. Jawaban: d

Untuk 100 gram larutan: a. Massa NaOH = 4

100 × 100 = 4 gram

b. Massa air = 100 – 4 = 96 gram NaOH → n = 2

ΔT_f =

r m M ×

1.000

p × Kf × {1 + (n – 1)α}

= ₄₀4 × 1.000₉₆ × 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 3,88°C

T_f = 0 – 3,88 = –3,88°C

Jadi, larutan NaOH 4% akan membeku pada suhu –3,88°C.

14. Jawaban: a

Isotonik ⇒ π_darah = π_NaCl

7,626 = mol NaCl₁ × 0,082 × 310 × {1 + (2 – 1)1} mol NaCl = 0,15

Massa NaCl = mol NaCl × M_r NaCl = 0,15 × 58,5

= 8,775 gram

Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan sebesar 8,775 g.

15. Jawaban: b

Elektrolit biner → n = 2

ΔT_b= 100,75 – 100 = 0,75°C

ΔT_b= {1 + (n – 1)α} ·

r m M ·

1.000 p · Kb

0,75 = {1 + (2 – 1)0,5} ×

r 6 M ×

1.000 100 × 0,5

0,75 = 1,5 ×

r 30 M

0,75 =

r 45 M

M_r= _0,7545 = 60

Jadi, massa molekul realtif zat nonelektrolit tersebut sebesar 60 gram/mol.

16. Jawaban: c NaCl → Na+ _{+ Cl}–

n = 2

α = 80% = 0,8 m = 12 gram

M_r NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 V = 600 mL = 0,6 L T = 27°C = 300 K

π= {1 + (n – 1)α} ×

r m M ×

1

V × R × T

= {1 + (2 – 1)0,8} × _58,512 × _0,61 × 0,082 × 300 = 15,14 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan NaCl sebesar 15,14 atm.

17. Jawaban: d

17,4 gram K₂SO₄ dilarutkan ke dalam 250 gram air (K_b air = 0,52°C/molal)

Untuk larutan elektrolit berlaku rumus:

ΔT_b = m · K_b · i i = {1 + (n – 1)α) m = konsentrasi molal

α = derajat disosiasi i = faktor Van’t Hoff

K₂SO₄ termasuk elektrolit kuat (terionisasi sempurna, α = 1), jadi:

K₂SO₄→ 2K+ _{+ SO} 4

+2_{, jadi n = 3}

i = {1 + (3 – 1)1} i = 3

ΔT_b= m · K_b · i = (1.000

250 × 17,4

174) × 0,52 × 3

= 0,624°C

Jadi, larutan mempunyai kenaikan titik didih sebesar 0,624°C dibandingkan air.

18. Jawaban: e

Untuk larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut reaksi:

NaCl Na+ _{+ Cl}– _{(n = 2)}

Penurunan titik beku: n = 2, valensi 1, m = 0,4 m

ΔT_f= m · K_f {1 + (n – 1) α} 1,488 = 0,4 · 1,86 {1 + (2 – 1) α} 1,488= 0,744 (1 + α)

α= 1

Jadi, derajat ionisasi NaCl dalam larutan sebesar 1. 19. Jawaban: e

Tekanan osmotik sama jika jumlah zat terlarut sama.

NaCl → Na+ _{+ Cl}–

Jumlah ion 0,1 mol NaCl 500 mL : 2 [ion] = 2 × 0,1 × _0,51 = 0,4 mol/L

Konsentrasi larutan yang lain sebagai berikut. a. [ion KCl] = 2 × 0,2 × _0,11 = 4

b. [molekul glukosa] = 0,1 × _0,51 = 0,2 c. [molekul sukrosa] = 0,3 × _0,51 = 0,6 d. [ion KCl] = 2 × 0,1 × 1

1 = 0,2

e. [molekul urea] = 0,4 × 1

1 = 0,4

Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl tersebut adalah larutan urea 0,4 mol dalam 1.000 mL air. 20. Jawaban: e

Larutan tersebut diukur pada keadaan yang sama saat 6 gram zat X dilarutkan dalam 12 liter gas etana pada tekanan 38 cmHg.

Larutan dalam etana

π = 38 cmHg = 380 mmHg = 0,5 atm

π = M · R · T

0,5 = ₃₀6 × ₁₂1 × 0,082 × T T = 365,85 K

Larutan dalam benzena

π =19 cmHg = 190 mmHg = 0,25 atm

π = M · R · T 0,25 =

r 4 M X ×

1.000

5.000 × 0,082 × 365,85

M_r zat X = 95,9 ≈ 96

Jadi, M_r zat X adalah 96 gram/mol. B. Uraian

1. n_air = n_p = 990

18 = 55

P = X_p · P°

= p

p t n n +n · P°

17,37 =

t 55 55+n × 18

955,35 + 17,37 n_t= 990 17,37 n_t= 34,65

n_t= 2 n_t= n_{zat X}

2 =

r 120

M

M_r= 60

Jadi, massa molekul relatif zat X sebesar 60 g/mol. 2. ΔT_b = (100,65 – 100)°C = 0,65°C

Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam 100 gram larutan:

a. massa gula = a

100 × 100 gram = a gram

b. massa air = (100 – a) gram

ΔT_b =

r m M ×

1.000 p × Kb

0,65 = ₃₄₂a × ₍₁₀₀1.000_−a) × 0,52 0,4275 = ₍₁₀₀a_−a)

42,75 – 0,4275a = a 1,4275a = 42,75

a = 29,95 = 30

Jadi, kadar gula dalam larutan 30%. 3. ΔT_b = 101,3 – 100 = 1,3°C

ΔT_b =

r m M ×

1.000 p × Kb

1,3 =

r 90 M ×

1.000

200 × 0,52

M_r = 180

Rumus molekul = (CH₂O)_n M_r= (12 + (2 × 1) + 16) × n 180 = 30 × n

n = 6

4. K₂SO₄→ 2K+_{(aq) + SO}

42–(aq) n = 3

K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1.

ΔT_b= (m · K_b) i

= (m · K_b) {1 + (n – 1) α}

= 0,1 m × 0,52°Cm–1 _{× {1 + (3 – 1)1}}

= 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C

5. NaCl → Na+ _{+ Cl}–_{; n = 2} π= {1 + (n – 1)α} ×

r m M ×

1

V × R × T

17,28 = {1 + (2 – 1)0,8} × _58,5m × _0,51 × 0,082 × 300 17,28 = (1,8) × _58,5m × 2 × 24,6

m = _{1,8 2 24,6}17,28 58,5_{× ×}× = 11,4 gram

Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak 11,4 gram.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c

Untuk 100 gram larutan NaCl, massa NaCl = 10

100 × 100 gram = 10 gram.

m =

r m M ×

1.000 p

= 10

58,5 × 1.000

90

= 1,89 = 1,90 m

Jadi, molalitas larutan NaCl sebesar 1,90 m. 2. Jawaban: b

Untuk 100 gram larutan etanol, massa etanol (C₂H₅OH) = ₁₀₀20 × 100 g

= 20 g.

Massa pelarut = (100 – 20) g = 80 g m=

r m M ×

1.000 p

= 20₄₆ × 1.000₈₀ = 5,43

Jadi, molalitas larutan etanol 20% massa adalah 5,43 molal.

3. Jawaban: c

Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan yang bergantung dari banyaknya zat terlarut yang ada dalam larutan (molalitasnya), tetapi tidak bergantung pada jenis zat yang dilarutkan. 4. Jawaban: d

Adanya zat terlarut nonvolatil dalam suatu pelarut cair mengakibatkan penurunan tekanan uap jenuh.

Semakin besar konsentrasi zat terlarut nonvolatil yang ditambahkan, semakin besar penurunan tekanan uap jenuh yang teramati atau semakin kecil tekanan uap jenuh. Jadi, urutan larutan yang mempunyai tekanan uap dari yang paling kecil hingga paling besar yaitu R, Q, T, P, dan S. 5. Jawaban: a

Besar penurunan titik beku sebanding dengan konsentrasi molal (m). Semakin kecil penurunan titik beku larutan, maka titik beku larutan tersebut semakin tinggi sehingga titik beku tertinggi dimiliki larutan dengan konsentrasi molal (m) terkecil, yaitu pada glukosa 0,05 m.

6. Jawaban: a

ρ_air = 1 g/mL

Jika volume air = 1 L, massa air = 1.000 gram

ΔT_b=

r

massa sukrosa M sukrosa ×

1.000 p × Kb

0,15 = 228₃₄₂ × 1.000_1.000 × K_b K_b= 0,22°C/m

Jadi, besarnya K_b sukrosa 0,22°C/m. 7. Jawaban: b

ΔT_b= T_b – T_b° = 100,65 – 100 = 0,65

ΔT_b =

r m M ×

1.000 p × Kb

0,65 = m

180 × 1.000

2.000 × 0,52

m = 450 gram

Jadi, massa glukosa yang dilarutkan sebanyak 450 gram.

8. Jawaban: b

i_KCl = {1 + (2 – 1)1} = 2 i_CaCl

2 = {1 + (3 – 1)1} = 3

ρ_air = 1 g/ml → massa air = 500 gram

ΔT_b = {

r massa KCl

M KCl ×

1.000

p × Kb × iKCl}

+ { 2

r 2

massa CaCl M CaCl ×

1.000

p × Kb × iCaCl2}

= {(mol KCl × i_KCl) + (mol CaCl₂ × i_CaCl

2)}

× 1.000_p × K_b

ΔT_b = ⎧⎛⎨⎜_⎝37,25_74,5 2⎞⎟_⎠

⎩ × +

55,5 111 3

⎫

⎛ ⎞_⎬

⎜ ⎟

⎝ × ⎠⎭ ×

1.000 500 × 0,5

= 2,5°C

Jadi, titik didih larutan = 100°C + 2,5°C = 102,5°C. 9. Jawaban: e

ΔT_f = 0 – (–3,1) = 3,1°C

ΔT_f =

r m M ·

1.000 p · Kf

3,1 =

r 40 M ·

1.000 300 · 1,86

M_r = 80

Jadi, M_r zat X sebesar 80 gram/mol. 10. Jawaban: b

Isotonik → π₁ = π₂ C₁ · R₁ · T₁ = C₂ · R₂ · T₂ Jika T₁ = T₂ maka C₁ = C₂.

1 1 n V =

2 2 n V

n₂= 2 1 V V × n1

= 500

250 × 3

180 mol = 1 30 mol

M_r X = 1 30

4,6 g mol = 138

Jadi, massa molekul relatif (M_r) zat X adalah 138. 11. Jawaban: b

ΔT_f = 0 – (–0,28) = 0,28°

ΔT_f =

r m M ×

1.000 p × Kf

0,28 = m

200 × 1.000

100 × 1,86

m = 3 gram

Jadi, massa zat nonelektrolit tersebut sebanyak 3 gram.

12. Jawaban: e

Penambahan etilen glikol ke dalam radiator mobil untuk menurunkan titik beku air dalam radiator.

Proses desalinasi air laut merupakan proses mengubah air laut menjadi air tawar dengan cara memisahkan garamnya. Proses desalinasi dapat dilakukan dengan teknik osmosis balik dengan tekanan tinggi. Proses ini menggunakan membran berskala molekul untuk memisahkan air dari pengotornya.

13. Jawaban: b M = 0,1 M

CdSO₄→ Cd2+ _{+ SO} 42–

n = 1 + 1 = 2

α = 0,75

T = 27°C = (27 + 273) = 300 K R = 0,082

π = . . .?

π= M · R · T{1 + (n – 1)α}

= 0,1 · 0,082 · 300 · {1 + (2 – 1)0,75} = 4,3 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan CdSO₄ sebesar 4,3 atm.

14. Jawaban: b

1) K – L: perubahan titik beku larutan 2) K – R: proses mencair larutan 3) T – M: proses menguap pelarut 4) M – N: perubahan titik uap larutan 5) T – R: perubahan titik tripel larutan 15. Jawaban: e

α_H2SO4 = 1 p = 250 g K_b = 0,52°C m = 24,5 g M_r = 98

ΔT_b = . . .?

H₂SO₄→ 2H2+ _{+ SO} 42–

n = 2 + 1 = 3

ΔT_b= m × K_b × {1 + (n – 1)α} = 24,5

98 × 1.000

250 × 0,52 × {1 + (3 – 1) 1}

= 1,56°C

Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 1,56°C. 16. Jawaban: b

ΔT_b = T_b larutan – T_b pelarut = 102,08°C – 100°C = 2,08°C

ΔT_b=

r m M ×

1.000 p × Kb

2,08 = 540

180 × 1.000

p × 0,52

Pelarut ditambah 250 gram p = (750 + 250) gram

= 1.000 gram

ΔT_b= 540

180 × 1.000

p × 0,52

= 1,56°C

T_b larutan = T_b larutan + ΔT_b = 100 + 1,56°C = 101,56°C

Jadi, setelah ditambah pelarut (air), titik didih larutan mengalami penurunan menjadi 101,56°C. 17. Jawaban: b

ΔT_b = (102,6 – 100)°C = 2,6°C M_r Ca(OH)₂ = 74

ΔT_b=

r m M ×

1.000

p × Kb × {1 + (n – 1)α}

2,6 = 37₇₄ × 1.000₂₅₀ × 0,52 × {1 + (3 – 1)α} 2,6 = 1,04 × {1 + 2α}

2,6 = 1,04 + 2,08α

α= _2,081,56 = 0,75 %α = 0,75 × 100% = 75%

Jadi, derajat ionisasi basa (Ca(OH)₂) sebesar 75%. 18. Jawaban: a

Untuk larutan gula dalam air:

ΔT_b= 105,2 – 100 = 5,2°C m_gula= 1 · 1.000

100 = 10 m ΔT_b= m_gula · K_b

5,2 = 10 · K_b

K_b= 0,52 (pelarut air)

Untuk larutan alkohol dalam air, pelarutnya adalah air, K_b = 0,52.

Kenaikan titik didih = ΔT_b = 5,2.

Misalkan alkohol yang dilarutkan dalam 100 gram air = x mol, maka:

ΔT_b= m_alkohol · K_b 5,2 = x · 1.000

100 · 0,52

x = 1 mol

Jadi, alkohol yang dilarutkan dalam air sebanyak 1 mol.

19. Jawaban: a

mol urea = 30₆₀ = 0,5 mol mol air = ₁₈81 = 4,5 mol

X_urea = _{mol urea}mol urea_{+mol air} = _0,50,5_+4,5 = 0,10

Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,1. 20. Jawaban: d

P° = 31,8 mmHg X = 0,056 mol

Tekanan uap jenuh larutan = tekanan uap pelarut

ΔP = X · P°

ΔP = 0,056 × 31,8 = 1,7808 Tekanan uap larutan = 31,8 – 1,78

= 30,02 mmHg

Jadi, tekanan uap larutan sebesar 30,02 mmHg. 21. Jawaban: b

ΔT_f =

r m M ·

1.000 p · Kf ΔT_f = 18

180 · 1.000

500 · 1,8 ΔT_f = 0,36°C

ΔT_f = titik beku pelarut – titik beku larutan 0,36 = 0° – titik beku larutan

titik beku larutan = –0,36°C

Jadi, larutan akan membeku pada suhu –0,36°C. 22. Jawaban: d

Tekanan osmotik (π) dihitung dengan rumus:

π = M ·1

V· R · T

Jika volume semua larutan sama, misal dianggap 1 liter dan suhu perhitungan adalah tetap, tekanan osmotik berbanding lurus dengan jumlah mol zat terlarut. Semakin besar mol zat terlarut, tekanan osmotik semakin besar. Jadi, tekanan osmotik dari yang paling rendah hingga paling besar yaitu larutan S, P, T, Q, dan R. Larutan S mempunyai tekanan osmotik paling rendah karena mempunyai zat terlarut paling sedikit.

23. Jawaban: d

Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat terlarut, titik didih larutan yang terbentuk akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini disebut kenaikan titik didih (ΔT_b). Untuk zat terlarut elektrolit besar, kenaikan titik didih dapat dihitung sebagai berikut.

ΔT_b = m × K_b × i =

r m M ×

1.000

p × Kb × i

di mana: i = {1 + (n – 1)α} n = jumlah ion

Untuk Fe₂(SO₄)₃:

n = 5, M_r = 400, dan α diketahui = 0,8

ΔT_b= 1.000

500 × 40

400 × 0,52 × {1 + (5 – 1)0,8}

= 0,437°C

Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 0,437°C. 24. Jawaban: b

ΔT_f = T_f° – T_f

Larutan urea termasuk nonelektrolit ΔT_f = K_f · m. Larutan KOH, BaCl₂, dan NaNO₂ termasuk elektrolit, T_f = k_f · m · i untuk larutan encer, harga M dianggap sama dengan m.

1) KOH 1 M → T_f = T_f° – K_f (1)(2) = T_f° – 2 K_f 2) BaCl₂ 1 M → T_f = T_f° – K_f (1)(3) = T_f° – 3 K_f 3) Urea 2 M → T_f = T_f° – K_f (2) = T_f° – 2 K_f 4) NaNO₂ 2 M → T_f = T_f° – K_f (2)(2) = T_f° – 4 K_f Jadi, larutan yang mempunyai titik beku sama yaitu larutan KOH (1) dan larutan urea (3).

25. Jawaban: b

Massa = ρ × volume = 2,53 g/L × 0,2 L = 0,506 gram

π = 720 mmHg = 0,947 atm T = 55°C + 273 = 328 K

π= M · R · T

π=

r massa M alkana ×

1.000

volume larutan × R × T

0,947 =

r 0,506 M alkana ×

1.000

200 × 0,082 × 328

M_r alkana = 71,8 = 72 Rumus alkana: C_nH_{2n + 2}

C_nH_{2n + 2}= 72 n(A_r C) + {(2n + 2)(A_r H)} = 72 12n + {(2n + 2)(1)} = 72 12n + 2n + 2 = 72 14n = 70 n = 5

Jadi, rumus molekul gas alkana tersebut C₅H₁₂. 26. Jawaban: d

Tekanan osmotik dirumuskan dengan π = M · R · T, di mana M =

r gram

M · 1.000

mL atau M = mol

V , V dalam

liter. Jika R = 0,082 L · atm · mol–1 _K–1 _{dan T =}

tetap maka π = _Volumemol . 1) π = _0,20,1 = 0,5 atm 2) π = 0,1_0,1 = 1 atm 3) π = 0,2 = 0,67 atm

4) π = 0,2_0,1 = 2 atm 5) π = _0,250,1 = 0,4 atm

Jadi, tekanan osmotik terbesar terdapat pada larutan 4), yaitu sebesar 2 atm.

27. Jawaban: d

Tekanan uap larutan diperoleh dari rumus P = P° – ΔP. Semakin besar jumlah partikel zat terlarut dalam jumlah mol pelarut yang sama, tekanan uap larutannya semakin kecil. Di antara pilihan jawaban tersebut larutan yang memiliki jumlah partikel zat terlarut terbanyak adalah gambar 1) sehingga tekanan uap larutan terkecil terdapat pada larutan nomor 1). Urutan tekanan uap larutan dari yang kecil ke yang besar yaitu 1) < 3) < 2) < 5) < 4). Jadi, tekanan uap larutan terbesar terdapat pada larutan nomor 4).

28. Jawaban: a

ΔT_b = m · K_b

Jadi, kenaikan titik didih larutan (ΔT_b) = K_b apabila m (molalitas larutan) = 1 molal.

29. Jawaban: a i = 1 + (n – 1) α 3 = 1 + (n – 1) 1 n – 1 = 2

n = 3

ΔT_b = (101,5 – 100)°C = 1,5°C

ΔT_b =

r m M ·

1.000 p · Kb · i

1,5 =

r 18,8

M · 1.000

200 · 0,52 · 3

M_r= 97,76 ≈ 98

Jadi, senyawa tersebut mempunyai n = 3 dan M_r = 98.

H₂SO₄; n = 3 dan M_r = 98 HNO₃; n = 2 dan M_r = 63 NaOH; n = 2 dan M_r = 40 CaCl₂; n = 3 dan M_r = 111 Ba(OH)₂; n = 3 dan M_r = 171 Jadi, senyawa tersebut H₂SO₄. 30. Jawaban: e

Meskipun kedua larutan mempunyai molalitas yang sama, tetapi penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan garam lebih besar daripada larutan gula. Hal ini karena larutan garam merupakan larutan elektrolit kuat yang dapat terionisasi menjadi ion Na+ _{dan ion Cl}–_.

NaCl(s) → Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Dengan demikian, dalam larutan garam terdapat 1 mol ion Na+ _{dan 1 mol ion Cl}– _{atau 2 mol garam.}

Adapun dalam larutan gula (nonelektrolit) tidak dapat terionisasi.

C₁₂H₂₂O₁₁(s) → C₁₂H₂₂O₁₁(aq)

Dengan demikian, dalam larutan gula hanya terdapat 1 mol gula.

B. Uraian 1. ΔT_b= K_b ×

r m M ×

1.000 p

= 0,52 × 36

180 × 1.000

250

= 0,42°C

T_b larutan glukosa = T_b air + ΔT_b = (100 + 0,42)°C = 100,42°C

Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,42°C. 2. Jumlah mol MgCl₂ = 1

1g

95 g mol− = 0,011 mol

Molalitas larutan = 0,011mol_{0,5 kg} = 0,022 mol kg–1

Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter karena ρ_air = 1 kg/L.

i = 1 + (n – 1) α = 1 + (3 – 1) 0,9 = 2,8

a. ΔT_b = K_b · m · i

= 0,52 · 0,022 · 2,8 = 0,032°C

Titik didih larutan = 100 + 0,032°C = 100,032°C b. ΔT_f = K_f · m · i

= 1,86 · 0,022 · 2,8 = 0,115°C

Titik beku larutan = 0 – 0,115°C = –0,115°C

c. Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter.

π = M · R · T · i

= 0,022 · 0,08205 · 298 · 2,8 = 1,51 atm

3. n_p (mol pelarut, H₂O) =

2 1 1,00 10 g 18,0 g mol−

×

= 5,56 mol n_t (mol terlarut formamid) = 1

r

5,00 g M formamid (g mol )−

=

r 5,00

M formamid mol ΔP = P° – P = X_t × P°

X = P P

P ° −

°

= 31,82 mmHg_{31,82 mmHg}−31,20 mmHg = 1,9 × 10–2

X_t= t t p

n n +n

Untuk larutan encer, harga n_t sangat kecil dibandingkan n_p. Oleh karena itu, harga n_t + n_p dapat dianggap sama dengan n_p saja sehingga X_t = t

p n n .

1,9 × 10–2 ₌ r

5,00 M formamidmol

5,56 mol

M_r formamid = 2 5,00

(5,56)(1,9 10 )× − = 5,00

0,11 = 45,45

Jadi, berat molekul formamid 45,45 g mol–1_.

4. P° = 18 mmHg n_p = 0,75 mol n_t = 0,25 mol

ΔP = X_t · P° = p

p t n n +n · P°

= _0,250,25_+0,75 · 18 mmHg = 4,5 mmHg

Jadi, penurunan tekanan uap jenuh larutan pada suhu 20°C tersebut sebesar 4,5 mmHg.

5. pH = 13

pOH = 14 – 13 =1 [OH–_{] = 0,1 M}

Hasil pengujian daya hantar listrik larutan menunjukkan adanya banyak gelembung gas pada kedua elektrode dan nyala lampu yang terang → larutan elektrolit kuat → larutan basa kuat. Rumus basa kuat

[OH–_{] = M · b, b = valensi basa}

0,1 = M · b M = 0,1

b

Larutan elektrolit kuat : α = 1 sehingga i = n, n = jumlah partikel (ion).

untuk larutan basa kuat i = n = 1+b

Rumus kenaikan titik didih larutan elektrolit kuat:

ΔT_b = K_b · m · i T_b T_b° = K_b · m · i

Titik didih pelarut (air) = 100°C, kemolaran larutan encer dianggap sama dengan kemolalannya sehingga:

100,078 100 = 0,52 × 0,1

b × (1 + b)

0,078 b = 0,052 + 0,052 b 0,026 b = 0,052

b = 2 M = 0,1

b = 0,1

2 = 0,05 M

n = M · V n = 0,05 × 0,4 n = 0,02 mol

Basa dari logam X dengan valensi basa = 2, mempunyai rumus molekul X(OH)₂.

Massa X(OH)₂= 3,42 gram massa X(OH)₂= n × M_r X(OH)₂

3,42 = 0,02 × M_r X(OH)₂ M_r X(OH)₂= 171

A_r X + 2(A_rO + A_r H) =171 A_r X + 2( 16 + 1) = 171 A_r X = 171 – 34

A_r X = 137 (merupakan A_r Ba)

Jadi, rumus molekul basa dari logam X tersebut adalah Ba(OH)₂.

6. massa sukrosa = 6,84 gram M_r sukrosa = 342

R = 0,082 L atm mol–1_K–1

V_larutan = 2 L

T_larutan = 25 + 273 = 298 K

π = M × R × T =

r m M ×

1

V × R × T

= 6,84

342 × 1

2 × 0,082 × 298

= 0,24 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan sukrosa sebesar 0,24 atm.

7. ΔT_b= m · K_b =

r m M ·

1.000 p · Kb

(100,26 – 100) =

r 3 M ·

1.000 100 · 0,52

0,26 =

r 3 · 5,2

M

M_r= 3 · 5,2_0,26 = 60

Jadi, massa molekul relatif zat 60. 8. p = 300 ml × 1 g/ml = 300 gram

CH₃COOH → n = 2

M_r CH₃COOH = 12 + (3 × 1) + 12 + (2 × 16) + 1 = 60

ΔT_f=

r g M ·

1.000

p · Kf {1 + (2 – 1) α}

0 – (–7,03) = 40

60 · 1.000

300 · 1,86 · {1 + (2 – 1) α}

7,03 = 4,133 (1+ α)

α= _4,1337,03 – 1 = 0,7 = 70%

Jadi, derajat ionisasi asam asetat sebesar 70%. 9. ΔT_b = (100,416 – 100)°C = 0,416°C

Misal: massa glukosa = x gram massa urea = (27 – x) gram

ΔT_b= {

r

massa glukosa M glukosa ×

1.000 p × Kb}

+ {

r massa urea

M urea × 1.000

p × Kb}

0,416 = {(₁₈₀x ) + (27₆₀−x)} × 1.000₂₅₀ × 0,52 0,416 = x 81 3x

180

+ −

× 2,08 74,88 = –4,16x + 168,48 4,16x = 93,6

x = 22,5 gram

Massa glukosa = x = 22,5 gram

Massa urea = (27 – x) = 27 – 22,5 = 4,5 gram Massa glukosa : urea = 22,5 : 9,5 = 5 : 1

Jadi, perbandingan antara massa glukosa dan urea adalah 5 : 1.

10. Larutan hipotonik merupakan larutan yang memiliki tekanan osmotik lebih rendah.

Larutan H₂SO₄ 0,3 M

π= 0,3 · R · T · i

= 0,3 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,9 · R · T

Larutan hipotonik berarti larutan yang memiliki tekanan osmotik kurang dari 0,9 RT.

a. Glukosa 0,9 M → nonelektrolit

π= 0,9R · T (isotonik) b. KNO₃ 0,6 M → n = 2

π= 0,6 · R · T · {1 + (2 – 1)1} = 1,2R · T (hipertonik) c. urea 0,3 M → nonelektrolit

π= 0,3R · T (hipotonik) d. Na₂SO₄ 0,2 M → n = 3

π= 0,2 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,6R · T (hipotonik)

Jadi, larutan yang bersifat hipotonik terhadap larutan H₂SO₄ 0,3 M yaitu urea 0,3 M dan Na₂SO₄ 0,2 M.

Reaksi Redoks dan Elektrokimia Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:

1. menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron); 2. menyimpulkan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan berdasarkan hasil pengamatan;

3. menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari; 4. menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar;

5. menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi dan cara pencegahannya; 6. menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis;

7. menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik mampu:

1. menghargai dan mensyukuri reaksi redoks sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dengan menerapkannya untuk mempermudah pemenuhan kebutuhan sehari-hari;

2. berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun.

Persamaan Reaksi Redoks Sel Elektrokimia Korosi

• Mendiskusikan perubahan warna akibat reaksi reduksi oksidasi.

• Mendiskusikan penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi dan bilangan oksidasi.

• Mengamati dan mendiskusikan video mengenai penyepuhan logam.

• Merancang percobaan mengenai reaksi spontan.

• Mengamati reaksi redoks spontan berdasarkan percobaan. • Menentukan E°_sel berdasarkan

data.

• Merancang percobaan mengenai elektrolisis.

• Mengamati perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisis melalui kegiatan praktikum.

• Mendiskusikan faktor-faktor yang memengaruhi korosi berdasarkan gambar.

• Mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi melalui kegiatan praktikum. • Menyajikan artikel mengenai korosi dan penyepuhan logam.

• Mensyukuri terjadinya reaksi redoks dan elektrokimia di alam sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dan memanfaatkannya dengan bijaksana.

• Berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun saat mengerjakan tugas, berdiskusi, dan melakukan pengamatan.

• Mampu menjelaskan penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron). • Mampu menjelaskan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan.

• Mampu menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari. • Mampu menghitung potensial sel berdasarkan data potensial sel standar.

• Mampu menerapkan hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. • Mampu menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian logam. • Mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahannya. • Mampu menyajikan artikel mengenai korosi dan penyepuhan logam.

• Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai reaksi redoks spontan. • Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai elektrolisis.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b

1) SO₄2–_{→ S}2–

Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi karena melepaskan oksigen.

2) 2Cr₂O₇2–→ _2CrO 42–

+6 –2 +6 –2

Reaksi tersebut bukan reaksi oksidasi karena biloks Cr tidak mengalami perubahan (tetap). 3) Mg → Mg2+ _{+ 2e}–

Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi karena reaksi tersebut melepaskan elektron. 4) S₂O₃2–_{→ S}

4O62–

+2 –2 +2,5–2

Reaksi tersebut merupakan reaksi oksidasi karena terjadi kenaikan bilangan oksidasi pada atom S.

2. Jawaban: b

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

0 –1 +1

reduksi oksidasi

Zat yang mengalami reaksi disproporsionasi (autoredoks) adalah klor (Cl). Bilangan oksidasi klor (Cl) semula 0 berubah menjadi –1 dan +1. 3. Jawaban: e

Unsur klor dalam senyawa tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi apabila memiliki bilangan oksidasi –1 atau +7.

Pada ion ClO–

biloks ClO–_{= (1 × biloks Cl) + (1 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Cl) + (1 × (–2)) –1 = biloks Cl + (–2)

biloks Cl = +1 Pada ion ClO₄–

biloks ClO₄–_{= (1 × biloks Cl) + (4 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Cl) + (4 × (–2)) –1 = biloks Cl + (–8)

biloks Cl = +7

Biloks Cl pada ion Cl– _{adalah –1.}

Unsur Cl yang tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi (autoredoks) adalah pada ion ClO₄–

dan Cl–_.

4. Jawaban: d

1) H₂ + Cl₂→ 2HCl

0 0 +1–1

oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 2) CuO + C → Cu + CO

+2 –2 0 0 +2–2 reduksi

oksidasi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 3) CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

+2–2 +1–1 +2 –1 +1 –2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena tidak ada unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

4) SnCl₂ + I₂ + 2HCl → SnCl₄ + 2HI

+2 0 +4 –1

oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

+4 –1 +2 0

reduksi

oksidasi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5. Jawaban: e

1) Senyawa NO

biloks NO = (1 × biloks N) + (1 × biloks O) 0 = (1 × biloks N) + (1 × (–2)) 0 = biloks N + (–2)

biloks N = +2 2) Senyawa KNO₃

biloks KNO₃= (1 × biloks K) + (1 × biloks N) + (3 × biloks O)

0 = (1 × (+1)) + (1 × biloks N) + (3 × (–2))

0 = 1 + biloks N + (–6) biloks N = +5

3) Senyawa NH₄Cl

biloks NH₄Cl = (1 × biloks N) + (4 × biloks H) + (1 × biloks Cl)

0 = (1 × biloks N) + (4 × (+1)) + (1 × (–1))

4) Senyawa N₂O₃

biloks N₂O₃= (2 × biloks N) + (3 × biloks O) 0 = (2 × biloks N) + (3 × (–2)) 0 = (2 × biloks N) + (–6) 2 × biloks N = +6

biloks N = 6

2 +

= +3 5) Senyawa N₂H₄

biloks N₂H₄= (2 × biloks N) + (4 × biloks H) 0 = (2 × biloks N) + (4 × (+1)) 0 = (2 × biloks N) + 4

2 × biloks N = –4 biloks N = 4

2 −

= –2 6. Jawaban: e

1) Ion MnO₄–

biloks MnO₄–_{= (1 × biloks Mn) + (4 × biloks O)}

–1 = (1 × biloks Mn) + 4 × (–2)) –1 = biloks Mn + (–8)

biloks Mn = +7 2) Ion SbO₃3–

biloks SbO₃3–_{= (1 × biloks Sb) + (3 × biloks O)}

–3 = (1 × biloks Sb) + (3 × (–2)) –3 = biloks Sb + (–6)

biloks Sb = +3 3) Ion Fe(CN)₆3–

biloks Fe(CN)₆3–_{= (1 × biloks Fe) + (6 × biloks}

CN)

–3 = (1 × biloks Fe) + (6 × (–1)) –3 = biloks Fe + (–6)

biloks Fe = +3 4) Ion Cr₂O₇2–

biloks Cr₂O₇2–_{= (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O)}

–2 = (2 × biloks Cr) + (7 × (–2)) –2 = (2 × biloks Cr) + (–14) 2 × biloks Cr = +12

biloks Cr = 12

2 +

= +6 5) Ion SbO₄3–

biloks SbO₄3–_{= (1 × biloks Sb) + (4 × biloks O)}

–3 = (1 × biloks Sb) + (4 × (–2)) –3 = biloks Sb + (–8)

biloks Sb = +5 7. Jawaban: d

1) NaOH + HCl → NaCl + H₂O +1–2+1 +1–1 +1–1 +1–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. 2) AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

+1 +5–2 +1 –1 +1 –1 +1 +5–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

3) Na₂CO₃ + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + H₂ + CO₂ +1 +4–2 +1+6–2 +1+6–2 0 +4–2

reduksi

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut hanya terdapat penurunan bilangan oksidasi (reaksi reduksi).

4) Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe +3 –2 0 +3 –2 0

oksidasi reduksi

Reaksi di atas merupakan reaksi redoks. 5) Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ + 2KNO₃

+2 +5–2 +1–1 +2–1 +1+5–2

Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. 8. Jawaban: c

2NaCl(aq) + H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + NaOH(aq)

–1 × (2) +1 × (2) 0 × (2) 0 × (2)

= –2 = +2 = 0 = 0

+2

–2 Sehingga menjadi:

2NaCl(aq) + 2H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + 2NaOH(aq)

Menyamakan unsur lain.

2NaCl(aq) + 2H₂O(A)→ Cl₂(g) + H₂(g) + 2NaOH(aq)

Jadi, koefisien a = 2, b = 1, dan c = 1. 9. Jawaban: c

Cr₂O₇2–_{+ H}+ _{+ 2Cl}–→ _2Cr3+_{+ H}

2O + Cl2

+6 × (2) –1 × (2) +3 × (2) 0 × (2)

= +12 = –2 = +6 = 0

–6 (× 1)

+2 (× 3) sehingga menjadi:

Cr₂O₇2–_{+ H}+ _{+ 6Cl}–→ _2Cr3+_{+ H}

2O + 3Cl2

Menyamakan unsur yang lain. Cr₂O₇2–_{+ 14H}+ _{+ 6Cl}–→ _2Cr3+_{+ 7H}

2O + 3Cl2

Jadi, koefisien a = 1, b = 14, c = 6, dan d = 2, e = 7, dan f = 3.

10. Jawaban: a Cr₂O₇2–_{(aq) + AsO}

33–(aq) → 2Cr3+(aq) + AsO43–(aq)

+6 × (2) +3 +3 × (2) +5

= +12 = +6

–6 (× 1)

+2 (× 3) sehingga menjadi

Cr₂O₇2–_{(aq) + 3AsO}

Disetarakan dengan menambah H+ _{dan H} 2O.

Cr₂O₇2–_{(aq) + 3AsO}

33–(aq) + 8H+(aq) → 2Cr3+(aq) +

3AsO₄3–_{(aq) + 4H} 2O(A)

Jadi, perbandingan banyaknya mol antara ion Cr₂O₇2– _{dengan AsO}

43– setelah disetarakan adalah

1 : 3. B. Uraian

1. a. CuO + H₂ → Cu + H₂O

+2 0 0 +2

Bilangan oksidasi Cu berubah dari +2 menjadi 0. Bilangan oksidasi H₂ berubah dari 0 menjadi +2. b. Zat yang bertindak sebagai reduktor adalah zat mengalami oksidasi atau kenaikan bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut zat yang bertindak sebagai reduktor adalah H₂. Zat yang bertindak sebagai oksidator adalah zat yang mengalami reduksi atau penurunan bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut, zat yang berfungsi sebagai oksidator adalah CuO. Hasil reduksi adalah Cu dan hasil oksidasi adalah H₂O.

2. Reaksi:

MnO₄–_{(aq) + H}+_{(aq) + H}

2C2O4(aq)→ Mn2+(aq) +

H₂O(A) + CO₂(g)

Oksidasi: H₂C₂O₄(aq)→ 2CO₂(g) + 2H+_{(aq) + 2e}–

(× 5) Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}–→ _Mn2+_(aq)

+ 4H₂O(A) (× 2)

sehingga menjadi:

Oksidasi: 5H₂C₂O₄(aq)→ 10CO₂(g) + 10H+_{(aq) +}

10e–

Reduksi : 2MnO₄–_{(aq) + 16H}+_{(aq) + 10e}– →

2Mn2+_{(aq) + 8H} 2O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 2MnO₄–_{(aq) + 6H}+_{(aq) + 5H}

2C2O4(aq)→

2Mn2+_{(aq) + 8H}

2O(A) + 10CO2(g)

Jadi, nilai a, c, e, dan f secara berturut-turut adalah 2, 5, 8, dan 10.

3. Reaksi: Fe2+_{(aq) + Cr}

2O72–(aq)→ Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq)

Oksidasi: Fe2+_(aq)→ _Fe3+_{(aq) + e}– _{(× 6)}

Reduksi : Cr₂O₇2–_{(aq) + 14H}+_{(aq) + 6e}–→ _2Cr3+_(aq)

+ 7H₂O(A) (× 1)

sehingga menjadi:

Oksidasi: 6Fe2+_(aq)→ _6Fe3+_{(aq) + 6e}–

Reduksi : Cr₂O₇2–_{(aq) + 14H}+_{(aq) + 6e}– →

2Cr3+_{(aq) + 7H} 2O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 6Fe2+_{(aq) + Cr}

2O72–(aq) + 14H+(aq)→

6Fe3+_{(aq) + 2Cr}3+_{(aq) + 7H} 2O(A)

Berdasarkan reaksi di atas dapat diketahui bahwa perbandingan antara koefisien Fe2+ _{dan Cr}

2O72–

adalah 6 : 1 sehingga setiap 1 mol Cr₂O₇2– _dapat

mengoksidasi 6 mol Fe2+_.

4. P(s) + NO₃–_{(aq) → PO}

43–(aq) + NO(g)

(suasana asam)

Oksidasi: P(s) + 4H₂O(A)→ PO₄3–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}–

(× 3) Reduksi : NO₃–_{(aq) + 4H}+_{(aq) + 3e}–→ _{NO(g) + 2H}

2O(A)

(× 5) sehingga menjadi:

Oksidasi: 3P(s) + 12H₂O(A)→ 3PO₄3–_{(aq) + 24H}+_(aq)

+ 15e–

Reduksi : 5NO₃–_{(aq) + 20H}+_{(aq) + 15e}–→ _{5NO(g) +}

10H₂O(A)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Redoks : 3P(s) + 2H₂O(A) + 5NO₃–_(aq)→ _3PO 43–(aq)

+ 4H+_{(aq) + 5NO(g)}

5. a. Metode setengah reaksi

Oksidasi : Fe2+_(aq)→ _Fe3+_{(aq) + e}– _{(× 5)}

Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}– →

Mn2+_{(aq) + 4H}

2O(A) (× 1)

Sehingga menjadi:

Oksidasi : 5Fe2+_{(aq)→ 5Fe}3+_{(aq) + 5e}–

Reduksi : MnO₄–_{(aq) + 8H}+_{(aq) + 5e}– →

Mn2+_{(aq) + 4H} 2O(A)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 5Fe2+_{(aq) + MnO}

4–(aq) + 8H+(aq)→

5Fe3+_{(aq) + Mn}2+_{(aq) + 4H} 2O(A)

b. Metode bilangan oksidasi

MnO₄–_{(aq) + Fe}2+_(aq)→ _Mn2+_{(aq) + Fe}3+_(aq)

+7 +2 +2 +3

–5 (× 1)

+1 (× 5) Sehingga menjadi:

MnO₄–_{(aq) + 5Fe}2+_(aq)→ _Mn2+_{(aq) + 5Fe}3+_(aq)

Disetarakan dengan menambah H+ _{dan H} 2O.

MnO₄–_{(aq) + 5Fe}2+_{(aq) + 8H}+_{(aq)→ Mn}2+_(aq)

+ 5Fe3+_{(aq) + 4H} 2O(A)

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b

Pada sel Galvani (sel Volta) terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Sebaliknya, perubahan energi listrik menjadi energi kimia terjadi pada sel elektrolisis.

2. Jawaban: e

1) Mn | Mn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Oksidasi : Mn → Mn2+ _{+ 2e}–_{E° = +1,20 volt (× 1)}

Reduksi : Ag+ _{+ e}–→ _{Ag E° = +0,80 volt (× 2)}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Mn + 2Ag+→ _Mn2+ _{+ 2Ag}

E°_sel = +2,00 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

2) Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Oksidasi : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76 volt (× 1)}

Reduksi : Ag+ _{+ e}–_{→ Ag E° = +0,80 volt (× 2)}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Zn + 2Ag+_{→ Zn}2+ _{+ 2Ag}

E°_sel = +1,56 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

3) Mn | Mn2+ _{|| Zn}2+ _{| Zn}

Oksidasi : Mn → Mn2+ _{+ 2e}– _{E° = +1,20 volt}

Reduksi : Zn2+ _{+ 2e}–→ _{Zn E° = –0,76 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : Mn + Zn2+→ _Mn2+ _{+ Zn}

E°_sel = +0,44 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

4) Zn | Zn2+ _{|| In}3+ _{| In}

Oksidasi : 3Zn → 3Zn2+ _{+ 6e}–_{E° = +0,76 volt}

Reduksi : 2In3+ _{+ 6e}–→ _{2In E° = –0,34 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 3Zn + 2In3+→ _3Zn2+ _{+ 2In}

E°_sel = +0,42 volt Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi berlangsung spontan.

5) In | In3+ _{|| Mn}2+ _{| Mn}

Oksidasi : 2In → 2In3+ _{+ 6e}– _{E° = +0,34 volt}

Reduksi : 3Mn2+ _{+ 6e}–→ _{3Mn E° = –1,20 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : 2In + 3Mn2+→ _2In3+ _{+ 3Mn}

E°_sel = –0,86 volt

Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi berlangsung tidak spontan.

3. Jawaban: b

Mencari potensial standar P | P2+ _{|| S}2+ _{| S}

P | P2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°}

sel = +2,46 volt (tetap)

R | R2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°}

sel = +1,56 volt (dibalik)

R | R2+ _{|| S}2+ _{| S E°}

sel = +1,10 volt (tetap)

sehingga menjadi: P | P2+ _{|| Q}2+ _{| Q E°}

sel = +2,46 V

Q | Q2+ _{|| R}2+ _{| R E°}

sel = –1,56 V

R | R2+ _{|| S}2+ _{| S E°}

sel = +1,10 V

––––––––––––––––––––––––––––– P | P2+ _{|| S}2+ _{| S E°}

sel = +2,00 V

4. Jawaban: b Reaksi:

Katode (reduksi) : Ag+_{+ e}–_{→ Ag E° = +0,80 V}

(× 2) Anode (oksidasi): Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76 V}

(× 1)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks) : 2Ag+ _{+ Zn} → _{2Ag + Zn}2+

E°sel = +1,56 V

Diagram sel: Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

5. Jawaban: c

Diketahui notasi sel Al | Al3+ _{|| Pb}2+ _{| Pb.}

Berdasarkan notasi sel tersebut dapat kita ketahui bahwa aluminium (Al) mengalami oksidasi, sedangkan timbal (Pb) mengalami reduksi. E°_sel = E°_katode – E°_anode = E°_Pb – E°_Al 1,53 = E°_Al – (–1,66)

E°_Al = 1,53 – 1,66 = –0,13 V 6. Jawaban: c

a. AgNO₃(aq)

Reaksi elektrolisis larutan AgNO₃ AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–_{→ Ag(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis di atas menghasilkan endapan perak (Ag) di katode dan gas oksigen di anode. b. Na₂SO₄(aq)

Reaksi elektrolisis larutan Na₂SO₄ Na₂SO₄(aq)→ 2Na+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas oksigen di anode.

c. NaH(aq)

Reaksi elektrolisis larutan NaH NaH(aq)→ Na+_{(aq) + H}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2H+_(aq)→ _H

2(g) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan anode.

d. MgCl₂(aq)

Reaksi elektrolisis larutan MgCl₂ MgCl₂(aq)→ Mg2+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2Cl–_(aq)→ _Cl

2(g) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas klorin di anode.

e. KI(aq)

Reaksi elektrolisis larutan KI KI(aq)→ K+_{(aq) + I}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2I–_(aq)→ _I

2(s) + 2e–

Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen di katode dan endapan I₂ di anode.

7. Jawaban: b

1) Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C NaCl(aq)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ 2OH}–_{(aq) + H} 2(g)

Anode : 2Cl–_{(aq)→ Cl}

2(g) + 2e–

Gas hidrogen terbentuk di katode.

2) Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode Cu CuSO₄(aq)→ Cu2+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}–→ _Cu(s)

Anode : Cu(s)→ Cu2+_{(aq) + 2e}–

Gas hidrogen tidak terbentuk.

3) Elektrolisis larutan BaCl₂ dengan elektrode Pt BaCl₂(aq)→ Ba2+_{(aq) + 2Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _2OH–_{(aq) + H} 2(g)

Anode : 2Cl–_(aq)→ _Cl

2(g) + 2e–

Gas hidrogen terbentuk di katode.

4) Elektrolisis larutan AgNO₃ dengan elektrode Ag AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–→ _Ag(s)

Anode : Ag(s)→ Ag+_{(aq) + e}–

Gas hidrogen tidak terbentuk.

Jadi, gas hidrogen dapat terbentuk pada sel elektro-lisis 1) dan 3).

8. Jawaban: a

Al₂O₃(A)→ 2Al3+_{(A) + 3O}2–_(A)

Pada elektrolisis lelehan senyawa ion dengan elektrode inert (C), Al3+ _{direduksi di katode}

sedangkan O2– _{dioksidasi di anode.}

Katode : Al3+_{(A) + 3e}–→ _Al(s)

Anode : 2O2–_(A)→ _O

2(g) + 4e–

X merupakan anode (kutub positif) sehingga reaksi yang terjadi berupa 2O2–_{(A) → O}

2(g) + 4e–

9. Jawaban: e

Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode Pt. NaCl(aq)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–_{→ H}

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2Cl–_(aq)→ _Cl

2(g) + 2e–

10. Jawaban: a

a. Larutan K₂SO₄ dengan elektrode Pt K₂SO₄(aq)→ 2K+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan K₂SO₄ dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas oksigen di anode.

b. Larutan AgNO₃ dengan elektrode Pt AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq)

Katode : Ag+_{(aq) + e}–→ _Ag(s)

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan AgNO₃ dengan elektrode Pt menghasilkan endapan perak di katode dan gas oksigen di anode.

c. Larutan CuSO₄ dengan elektrode Pt CuSO₄(aq)→ Cu2+_{(aq) + SO}

42–(aq)

Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}–_{→ Cu(s)}

Anode : 2H₂O(A)→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e–

Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode Pt menghasilkan endapan Cu di katode dan gas oksigen di anode.

d. Larutan KBr dengan elektrode Pt KBr(aq)→ K+_{(aq) + Br}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2Br–_(aq)→ _Br

2(A) + 2e–

Elektrolisis larutan KBr dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan larutan bromin di anode.

e. Larutan NaI dengan elektrode Pt NaI(aq)→ Na+_{(aq) + I}–_(aq)

Katode : 2H₂O(A) + 2e–→ _H

2(g) + 2OH–(aq)

Anode : 2I–_(aq)→ _I

2(s) + 2e–

Elektrolisis larutan NaI dengan elektrode Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan endapan iodin di anode.

11. Jawaban: d

Arus listrik yang dialirkan sama maka: w_Ag : w_Cu : w_Au = e_Ag : e_Cu : e_Au

(n_Ag × A_r Ag) : (n_Cu × A_r Cu) : (n_Au : A_r Au) = A Agr

Valensi Ag : r A Cu Valensi Cu :

r A Au Valensi Au

Mol Fe : mol S = (1 × A_r Fe) : (1 × A_r S) = (1 × 56) : (1 × 32) = 56 : 32

= 7 : 4

Jadi, pada beberapa percobaan dalam tabel tersebut akan menghasilkan sisa sebagai berikut.

6. Jawaban: b

Volume gas CO₂ = 20 L Volume campuran gas = 8 L Misal:

volume CH₄ = x L volume C₃H₈= (8 – x)L

Perbandingan mol = perbandingan koefisien = perbandingan volume.

Reaksi I

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

x L 2x L x L 2x L

Reaksi II

C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(g) (8 – x) L 5(8 – x) L 3(8 – x) L 4(8 – x) L

Volume gas CO₂ = 20 L x L + 3(8 – x) L = 20 L

x + 24 – 3x = 20 24 – 2x = 20 2x = 4

x = 2 Dengan demikian: Volume CH₄ = 2 L

% CH₄ = Volume CH4

Volume campuran × 100%

= 2 L

8 L × 100% = 25%

Volume C₃H₈ = (8 – x) = 8 – 2 = 6L % C₃H₈ = Volume C H3 8

Volume campuran × 100%

= 6 L_{8 L} × 100% = 75%

Jadi, persentase gas metana dan propana berturut-turut adalah 25% dan 75%.

7. Jawaban: c

Padatan kalsium karbonat (CaCO₃) direaksikan dengan larutan asam klorida (HCl) menghasilkan

CaCO₃(s) + HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(A) + CO₂(g)

Jika dimisalkan, persamaan reaksi menjadi: aCaCO₃(s) + bHCl(aq) → cCaCl₂(aq) + dH₂O(A) + eCO₂(g)

Misal: a = 1 Ca: a = c

1 = c c = 1 C: a = e 1 = e e = 1 Cl: b = 2c

b = 2(1) b = 2 H: b = 2d

2 = 2d 2d = 2 d = 1 O: 3a = d + 2e

3(1) = 1 + 2(1) 3 = 1 + 2 3 = 3

Jadi, persamaan reaksi setaranya sebagai berikut. CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(A) + CO₂(g)

8. Jawaban: e

Larutan elektrolit kuat menghasilkan nyala lampu terang, terdapat banyak atau sedikit gelembung gas, serta memiliki α = 1 seperti larutan 3) dan 4). Larutan 1) dan 5) termasuk larutan elektrolit lemah. Larutan 1) menghasilkan nyala lampu redup, meng-hasilkan sedikit gelembung gas, serta memiliki 0 < α < 1 (α = 0,05), sedangkan larutan 5) tidak menyalakan lampu, memiliki 0 < α < 1 (α = 0,02), serta menghasilkan sedikit gelembung gas. Larutan 2) termasuk larutan nonelektrolit karena tidak menyalakan lampu, tidak menghasil-kan gelembung gas, dan memiliki α = 0.

9. Jawaban: c

ρHCl = 1,08 g/mL % berat HCl = 17% M_r HCl = 36,5

V₁ = 1 mL

V₂ = 1000 mL Sebelum diencerkan: M₁=

r

%HCl 10 M HCl

ρ × ×

= 1,08 17 10× ×

36,5 = 5,03 M = 5 M

Setelah diencerkan:

Massa Fe (gram)

5,6 11,0 14,0 18,2

Massa S (gram)

4,0 6,0 8,0 10,0

Massa FeS (gram)

0,8 gram S 0,5 gram Fe

-0,7 gram Fe

Massa FeS (gram)

8,8 16,5 22,0 27,5

107

Kimia Kelas XII

M₂ = 5 1×

1.000 = 0,005 M

[HCl] = 0,005 M

HCl(aq) → H+_{(aq) + Cl}–_(aq)

0,005M 0,005M 0,005M

pH = –log [H+_]

= –log (0,005) = –log (5 × 10–3₎

= 3 – log 5 10. Jawaban: a

Titrasi CH₃COOH dengan NaOH merupakan titrasi asam lemah dengan basa kuat.

1) pH larutan sebelum dititrasi ditentukan oleh konsentrasi H+ _{dalam CH}

3COOH.

M_CH

3COOH = 0,1 M K_a = 10–5

[H+_{] =} × 3

a CH COOH

K M

= 10−5×0,1

= 10−6 = 10–3 _M

pH = –log [H+_]

= –log (10–3_{) = 3}

pH sebelum dititrasi sebesar 3.

2) Sebelum mencapai titik ekuivalen, pH larutan cenderung tetap karena penambahan sedikit basa NaOH mengakibatkan terbentuknya penyangga asam.

3) Titik ekuivalen terjadi saat penambahan 25 mL NaOH. Larutan yang terjadi bersifat basa (pH > 7) karena mengandung garam CH₃COONa yang bersifat basa.

4) Setelah melewati titik ekuivalen, pH larutan ditentukan oleh konsentrasi NaOH dan mengalami kenaikan.

Jadi, kurva titrasi CH₃COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M ditunjukkan oleh kurva a.

11. Jawaban: c

Larutan penyangga adalah campuran dari: 1) asam lemah dengan garamnya; 2) basa lemah dengan garamnya;

3) asam lemah dengan basa kuat dan jika direaksikan sisa asam lemah;

4) basa lemah dengan asam kuat dan jika direaksikan sisa basa lemah.

Adapun penjelasan untuk tiap-tiap campuran sebagai berikut.

1) Campuran NH₄Cl dengan HI tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran garam dan asam kuat. 2) Campuran KOH dengan HCl merupakan campuran basa kuat dengan asam kuat. Dengan demikian, campuran ini tidak dapat

membentuk larutan penyangga.

3) Campuran NH₄OH dan NH₄Cl merupakan campuran basa lemah dengan garamnya. Campuran ini dapat membentuk larutan penyangga (penyangga basa).

4) Campuran KOH dengan HCOOK merupakan campuran basa kuat dengan garamnya. Dengan demikian, campuran ini tidak dapat membentuk larutan penyangga.

5) Campuran NaOH dengan CH₃COOH merupa-kan campuran basa kuat dengan asam lemah. Reaksi antara NaOH dengan CH₃COOH dituliskan sebagai berikut.

CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(A)

V_NaOH = 50 mL M_NaOH = 0,1 M

n_NaOH = M_NaOH × V_NaOH = 0,1 × 50 = 5 mmol V_CH

3COOH= 50 mL M_CH

3COOH= 0,1 M n_CH

3COOH = MCH3COOH × VHCl = 0,1 × 50 = 5 mmol

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A)

m : 5 mmol 5 mmol -

-r : 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +

s : - - 5 mmol 5 mmol

Oleh karena setelah direaksikan asam lemah habis bereaksi, maka campuran 50 mL NaOH 0,1 M dan 50 mL CH₃COOH 0,1 M tidak dapat membentuk larutan penyangga.

12. Jawaban: e

Garam yang dapat membirukan kertas lakmus merah adalah garam yang bersifat basa. Garam yang bersifat basa terbentuk dari asam lemah dan basa kuat.

1) KI terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (HI) sehingga garam tersebut bersifat netral.

2) NH₄Br terbentuk dari basa lemah (NH₄OH) dan asam kuat (HBr) sehingga garam tersebut bersifat asam.

3) NaF terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (HF) sehingga garam tersebut bersifat basa.

4) (NH₄)₂CO₃ terbentuk dari basa lemah (NH₄OH) dan asam lemah (H₂CO₃) sehingga garam tersebut dapat bersifat asam atau basa tergantung harga K_a dan K_b.

5) (HCOO)₂Ca terbentuk dari basa kuat (Ca(OH)₂) dan asam lemah (HCOOH) sehingga garam tersebut bersifat basa.

Jadi, garam yang dapat membirukan kertas lakmus merah ditunjukkan oleh nomor 3) dan 5).

13. Jawaban: b pH = 10

pOH = 14 – pH = 14 – 10 = 4 pOH = –log [OH–_]

4 = –log [OH–_]

[OH–_{] = 10}–4 _M

Mg(OH)₂(s) R Mg2+_{(aq) + 2OH}–_(aq) 1

2 × 10–4 M 10–4 M

K_sp = [Mg2+_{] [OH}–_]2

= (1

2 × 10–4)(10–4)2

= 5 × 10–13

Jadi, harga hasil kali kelarutan Mg(OH)₂ adalah 5 × 10–13_.

14. Jawaban: d

Tekanan uap larutan dipengaruhi oleh jumlah mol zat terlarut nonvolatil. Semakin banyak mol zat terlarut nonvolatil, tekanan uap larutan semakin kecil. Berdasarkan diagram batang tersebut, larutan yang mempunyai tekanan uap larutan paling besar adalah larutan N. Sementara itu, larutan yang mempunyai tekanan uap larutan paling kecil adalah larutan O.

15. Jawaban: b

16. Jawaban: c

Senyawa yang digunakan sebagai bahan pem-buatan zat warna diazo adalah anilina, sedangkan senyawa yang digunakan sebagai parfum sabun adalah nitrobenzena. Fenol digunakan sebagai antiseptik. Asam salisilat digunakan sebagai zat antijamur dalam bentuk salep. Asam benzena sulfonat digunakan sebagai bahan pembuatan sakarin dan obat-obat sulfat.

17. Jawaban: e

Senyawa organik adalah senyawa mengandung unsur C, H, dan O. Adapun sifat-sifat senyawa organik sebagai berikut.

1) Kebanyakan berasal dari makhluk hidup dan beberapa dari hasil sintesis.

2) Reaksi berlangsung lambat.

3) Memiliki titik didih dan titik leleh rendah. 4) Pada umumnya tidak dapat menghantarkan

arus listrik.

5) Gas hasil pembakaran dapat mengeruhkan air kapur.

18. Jawaban: e

Pereaksi Fehling, Benedict, dan Tollens digunakan untuk menguji adanya gula pereduksi (karbohidrat kecuali sukrosa, amilum, dan selulosa). Sukrosa dan amilum tidak termasuk gula pereduksi sehingga tidak menghasilkan endapan merah bata saat diuji dengan pereaksi Fehling atau Benedict serta tidak menghasilkan cermin perak saat diuji dengan pereaksi Tollens. Sementara itu, maltosa bereaksi positif dengan pereaksi Benedict menghasilkan endapan merah bata. Uji Seliwanoff digunakan untuk membedakan glukosa dan fruktosa. Fruktosa bereaksi positif dengan pereaksi Seliwanoff menghasilkan warna merah, sedangkan glukosa tidak memberikan warna merah. Iodin digunakan untuk uji polisakarida (amilum, glikogen, dan dekstrin). Ketika diuji dengan iodin, amilum menghasilkan warna biru, glikogen menghasilkan warna merah kecokelatan, dan dekstrin meng-hasilkan warna merah anggur.

19. Di antara senyawa-senyawa berikut yang memiliki titik didih paling tinggi adalah . . . .

a. pentana b. 3-etilpentana c. 2-metilpentana d. 3-metilpentana

e. 2,2-dimetil-3-etilpentana Jawaban: e

Semakin panjang rantai karbon (atom C semakin banyak) maka titik didihnya semakin tinggi. Jumlah atom C dalam tiap-tiap senyawa hidrokarbon pada soal sebagai berikut.

1) pentana → memiliki 5 atom C 2) 3-etilpentana → memiliki 7 atom C 3) 2-metilpentana → memiliki 6 atom C 4) 3-metilpentana → memiliki 6 atom C

5) 2,2-dimetil-3-etilpentana → memiliki 9 atom C Jadi, senyawa yang memiliki titik didih paling tinggi adalah 2,2-dimetil-3-etilpentana.

Contoh Penerapan Sifat Koloid

a.

b. c. d. e. f.

Penggunaan tanah diatome pada proses pemutihan gula pasir.

Terjadinya warna biru di langit pada siang hari.

Pembentukan delta di daerah muara.

Sorot lampu proyektor di gedung bioskop.

Identifikasi jenazah melalui tes DNA.

Proses cuci darah bagi pen-derita gagal ginjal.

Adsorpsi

Efek Tyndall Koagulasi Efek Tyndall Elektroforesis Dialisis

109

Kimia Kelas XII

Rumus Struktur dan Nama Senyawa

Kegunaan

Desinfektan dalam karbol, peng-awet kayu, serta bahan baku obat-obatan dan zat warna. Fenol

1 2 3 4 5

6 7 20. Jawaban: b

O

H₃C – CH – C – CH₂ – CH – CH₃ C₂H₅ CH₃

Senyawa di atas termasuk alkanon dengan rantai induk heptanon (7 atom C). Penomoran dimulai dari sebelah kanan bawah sehingga cabang metil (–CH₃) terletak pada atom C nomor 2 dan 5 serta O

gugus – C – pada nomor 4. Dengan demikian, nama senyawa tersebut adalah 2,5-dimetil-4-heptanon.

21. Jawaban: e

Reaksi pada soal merupakan reaksi esterifikasi yang terjadi antara asam butanoat dengan 2-propanol. Persamaan reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.

O

H₃C – CH₂ – CH₂ – C – OH + H₃C – CH – CH₃ OH O

→ H₃C – CH₂ – CH₂ – C – O – CH – CH₃ + H₂O CH₃

Senyawa hasil reaksi merupakan senyawa ester yang memiliki nama IUPAC isopropil butanoat. 22. Jawaban: a

23. Jawaban: b

Senyawa turunan benzena yang berfungsi sebagai bahan baku pembuatan plastik adalah stirena. Rumus struktur stirena ditunjukkan oleh struktur b. Adapun kegunaan senyawa turunan benzena lainnya sebagai berikut.

24. Jawaban: d

Senyawa karbon yang memiliki rumus umum C_nH_2nO adalah aldehid dan keton. Berdasarkan hasil percobaan dengan pereaksi Tollens yang menghasilkan endapan perak, maka kemungkinan senyawa tersebut adalah aldehid. Senyawa aldehid memiliki gugus fungsi –CHO. Sementara itu, senyawa keton bereaksi negatif dengan pereaksi Tollens dan memiliki gugus fungsi –CO–.

25. Jawaban: d

Kegunaan lemak sebagai berikut. 1) Sumber energi cadangan.

2) Komponen struktural penyusun membran. 3) Pelarut vitamin atau hormon.

4) Melindungi organ tubuh. 5) Menjaga suhu tubuh. 26. Jawaban: c

Struktur polimer pada soal merupakan struktur bakelit. Bakelit banyak digunakan sebagai peralatan listrik seperti sakelar listrik. Pipa air biasanya terbuat dari polivinil klorida (PVC), serat tekstil biasanya terbuat dari dakron, pelapis panci antilengket biasanya terbuat dari teflon, dan plastik kemasan makanan biasanya menggunakan polistirena. 27. Jawaban: c

Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai dengan pelepasan kalor. Reaksi ini ditandai dengan adanya kenaikkan suhu, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2) dan 3). Adapun gambar 1) dan 4) menunjukkan reaksi endoterm yaitu reaksi yang membutuhkan kalor dan ditandai dengan pe-nurunan suhu.

28. Jawaban: b

Persamaan reaksi setara pembakaran sempurna gas C₂H₂ sebagai berikut.

C₂H₂(g) + 5₂O₂(g) → 2CO₂(g) + H₂O(A)

Polimer Jenis Polimerisasi

1) 2) 3) 4) 5)

Kondensasi Adisi

Adisi Adisi Kondensasi

Protein Polietilena Karet alam PVC Amilum

Monomer

Asam amino

Etena

Isoprena Vinil klorida Glukosa

Rumus Struktur dan Nama Senyawa

Kegunaan

Bahan baku pembuatan asam benzoat dalam industri, bahan baku pembuatan peledak TNT, dan sebagai pelarut senyawa organik.

Bahan dasar pembuatan zat warna diazo, obat-obatan, bahan bakar roket, dan bahan peledak. Parfum sabun, bahan semir sepatu, insulator listrik, serta bahan pembuatan anilina. Toluena

Anilina

Entalpi pembakaran 1 mol gas C₂H₂: ΔH_c° C₂H₂ =ΣΔH_f°_produk – ΣΔH°_freaktan

= {(2 × ΔH_f°CO₂) + (ΔH_f°H₂O)} – {(ΔHf°C2H2) + (

5

2 × ΔHf°O2)}

= {((2 × (–393)) + (–285)} – {(227) + (5₂ × 0)} = (–786 – 285) – 227

= –1.298 kJ/mol

Entalpi pembakaran 0,13 gram gas C₂H₂ = mol C₂H₂ × ΔH_c°C₂H₂

= 0,13

26 × (–1.298)

= 0,005 × (–1298) = –6,49 kJ

Jadi, entalpi pembakaran sempurna 0,13 gram gas C₂H₂ sebesar –6,49 kJ.

29. Jawaban: c

Laju reaksi pembentukan gas hidrogen pada suhu 27°C.

v_H 2 =

2 H

V t Δ

Δ =

36 12 30 10

−

− = 1,2 mL/detik

Jadi, laju reaksi pembentukan gas hidrogen sebesar 1,2 mL/detik.

30. Jawaban: c

2H₂S(g) + 3O₂(g) R 2H₂O(g) + 2SO₂(g) jumlah koefisien jumlah koefisien

pereaksi = 5 hasil reaksi = 4

Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang koefisiennya lebih besar. Pada reaksi kesetimbangan di atas, kesetimbang-an bergeser ke arah pereaksi atau ke kiri (jumlah koefisien pereaksi > jumlah koefisien hasil reaksi). Dengan demikian, jumlah partikel pereaksi (H₂S dan O₂) bertambah dan jumlah partikel hasil reaksi (H₂O dan SO₂) berkurang.

31. Jawaban: d

Laju reaksi 1) terhadap 2) dipengaruhi oleh konsentrasi dan luas permukaan karena suhunya sama, tetapi bentuk padatan seng dan konsentrasi larutan HCl berbeda. Laju reaksi 1) terhadap 3) dipengaruhi oleh suhu karena bentuk padatan logam seng dan konsentrasi larutan HCl sama, tetapi suhunya berbeda. Laju reaksi 2) terhadap 3) dipengaruhi oleh suhu, luas permukaan, dan konsentrasi larutan HCl karena suhu, bentuk padatan seng, dan konsentrasi larutan HCl berbeda. Laju reaksi 3) terhadap 5) dipengaruhi oleh luas permukaan karena konsentrasi larutan HCl dan suhunya sama, tetapi bentuk padatan seng

32. Jawaban: e

Volume = 0,5 L

Mol SO₃ mula-mula = 5 mol Mol SO₃ setimbang = 2 mol Mol SO₃ reaksi

= mol SO₃ mula-mula – mol SO₃ setimbang = 5 – 2

= 3 mol

2SO3(g) R 2SO2(g) + O2(g)

mula-mula : 5 mol -

-reaksi : 3 mol 3 mol 1,5 mol

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

setimbang : 2 mol 3 mol 1,5 mol

K_c = 22 2 2 3

[SO ] [O ]

[SO ] =

2 3 1,5 0,5 0,5

2 0,5 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠

= (6) (3)2₂

(4) = 108

16 = 27

4

Jadi, tetapan kesetimbangan reaksi 27₄ . 33. Jawaban: b

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

+4 –2 +1–1 +2 –1 +1 –2 0

Oksidator adalah spesi yang mengalami reaksi reduksi, sedangkan reduktor adalah spesi yang mengalami reaksi oksidasi. Pada reaksi tersebut, MnO₂ bertindak sebagai oksidator, HCl bertindak sebagai reduktor, MnCl₂ sebagai hasil reduksi, dan Cl₂ sebagai hasil oksidasi.

34. Jawaban: e

Zn + Cu2+ → Zn2+ _{+ Cu E° = 1,10 volt (tetap)}

Sn2+ _{+ 2e}– → Sn _{E° = –0,14 volt (tetap)}

Cu2+ _{+ 2e}– → Cu _{E° = 0,34 volt (dibalik)}

sehingga menjadi:

Zn + Cu2+ _{→ Zn}2+ _{+ Cu E° = 1,10 volt}

Sn2+ _{+ 2e}– _{→ Sn E° = –0,14 volt}

Cu → Cu2+ _{+ 2e}– _{E° = –0,34 volt}

––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Zn + Sn2+ _{→ Zn}2+ _{+ Sn E}

sel = 0,62 volt

Jadi, harga potensial standar reaksi: Zn + Sn2+ → Zn2+ _{+ Sn sebesar 0,62 volt.}

35. Jawaban: a

w_Ag = 1,08 gram valensi Ag = 1

valensi Cu = 2

Ag Cu w w =

Ag Cu e e w A Agr

111

Kimia Kelas XII Cu

1,08

w =

108 1 63,5

2

Cu

1,08

w =

108 31,75

w_Cu = 31,75

108 × 1,08 gram

w_Cu = 0,3175 gram

Jadi, massa tembaga yang diendapkan sebanyak 0,3175 gram.

36. Jawaban: e

Korosi pada pipa besi yang ditanam dalam tanah dapat dicegah dengan pengorbanan anode. Pipa besi dihubungkan dengan logam yang lebih aktif (memiliki E°_red Fe lebih kecil) daripada besi. Ketika logam tersebut dikontakkan dengan pipa besi, logam tersebut akan berkarat tetapi pipa besi tidak berkarat. Berdasarkan data di atas, logam yang paling efektif untuk mencegah korosi pada pipa besi yang ditanam dalam tanah adalah logam T karena memiliki harga E°_red Fe paling kecil (–2,37 volt). 37. Jawaban: a

Sifat-sifat unsur pada soal merupakan sifat golongan halogen (VII A). Unsur halogen meliputi F, Cl, Br, I, dan At. Kalium merupakan unsur golongan IA, oksigen merupakan unsur golongan VI A, nitrogen merupakan unsur golongan V A, dan magnesium merupakan unsur golongan II A.

38. Jawaban: a

39. Jawaban: e

Proses pengolahan unsur krom (Cr) dinamakan Goldschmidt. Solvay merupakan proses pem-buatan senyawa natrium karbonat (Na₂CO₃). Ostwald merupakan proses pembuatan asam nitrat (HNO₃). Tanur tiup merupakan proses pengolahan besi. Bilik timbal merupakan proses pembuatan asam sulfat (H₂SO₄) menggunakan katalis gas NO dan NO₂.

40. Jawaban: b

Kandungan Unsur Mineral

1) 2) 3) 4) 5)

Silikon Aluminium Fosfor Magnesium Belerang Ortoklase

Karnalit Kriolit Apatit Pirit

No.

Kegunaan Senyawa

a. b. c. d. e.

Menetralkan asam lambung Gips (patah tulang) Pencahar

Kembang api Pemutih Mg(OH)2

CaSO4

MgSO₄ Ba(NO3)2