5 ==> hasil pembagian dgn mol terkecil

===

PEMBAHASAN SOAL PILIHAN GANDA SELEKSI TIM OSN KIMIA TK PROVINSI 2013 Oleh Urip Kalteng ( http://urip.wordpress.com ) pada 6 Juni 2013

1. Padatan berikut ini, manakah atom-atom atau molekul-molekulnya yang berinteraksi hanya oleh gaya van der Waals?

Pembahasan:

Zat yang bersifat non polar hanya memiliki interaksi gaya van der Waals antarmolekulnya. Di antara spesies pada alternatif jawaban yang bersifat non polar hanyalah CO 2 .

2. Dari pernyataan berikut ini, manakah yang menggambarkan fenomena adanya ikatan hidrogen antar- molekular?

A. Titik leleh dari senyawa hidroksida golongan 1 meningkat dengan bertambahnya massa molekul relatif (M r )

B. Titik didih alkana meningkat dengan bertambahnya massa molekul relatif

3 C. CH OCH 3 (M r : 46) mempunyai titik didih lebih tinggi dari CH 3 CH 2 CH 3 (M r :44)

D. Hidrogen klorida membentuk suatu larutan asam bila dilarutkan dalam air

E. Pada 0 o

C , es mempunyai densitas lebih rendah dari air.

Pembahasan:

Fenomena adanya ikatan hidrogen antarmolekul yang paling tepat ditunjukkan pada fenomema H 2 O yang

ketika dalam bentuk es pada suhu 0 o C memiliki kerapatan (densitas) yang lebih rendah dibandingkan densitas air.

3. Jari-jari dan muatan masing-masing dari enam ion ditunjukkan dalam tabel ini:

Ion

Jari-jari (nm)

Senyawa padatan ionik JX, LY, dan MZ masing-masing mempunyai jenis kisi yang sama. Manakah urutan yang benar dari penembapatan energi kisinya mulai dari yang tertinggi hingga terendah?

Pembahasan:

Energi kisi secara sederhana dapat diperoleh dari energi potensial elektrostatis antara kation dengan anion melalui persamaan:

n makin besar.

ilai E akan semakin besar jika nilai

E=

JX LY MZ Jarak kation-anion (nm)

0,15 + 0,15 = 0,30 Muatan kation-anion

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

1 dari 13

4. Allicin, suatu senyawa organik yang mengandung sulfur yang terdapat dalam bawang putih, adalah suatu senyawa yang berpotensi sebagai agen anti-bakteri. Sebanyak 5,00 mg allicin dibakar dan menghasilkan

8,13 mg CO 2 ; 3,95 mg SO 2 ; dan 2,76 mg H 2 O. Massa molar allisin adalah 162 g/mol. Bagaimana formula molekul dari allicin?

Pembahasan:

1 6 2 5 ==> hasil pembagian dgn mol terkecil

1C m H n O x S y + 10 O 2  6 CO 2 +

2 SO 2 + 5H 2 O

m = 6 --- n = 10 --- x = 1--- y = 2

C 6 H 10 OS 2

5. Reaksi berikut ini: (i)

2 KHCO 3 + panas K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

(ii)

6 CuCl + 16 HNO 3  6 Cu(NO 3 ) 2 + 4 NO + 3 Cl 2 + 8H 2 O

(iii)

2 ClO 2 + 2 NaOH  NaClO 2 + NaClO 3 +H 2 O

(iv)

12 MoCl 6 + H 3 PO 4 + 36 H 2 O  H 3 (MO 12 PO 40 ) + 72 HCl

Dari keempat reaksi tersebut, manakah reaksi yang bukan reaksi redoks?

A. (i), (ii), (iii), dan (iv)

B. (i), (iii), dan (iv)

C. (i), (ii), dan (iii)

D. (ii), (iii), dan (iv)

E. (i) dan (iv)

Pembahasan:

Pada reaksi (i) dan (iv) tidak terdapat perubahan bilangan oksidasi ini menandakan bukan rekasi redoks. Pada reaksi (ii):

Bilangan oksidasi Cu berubah dari +1(CuCl) menjadi +2(Cu(NO 3 ) 2 ), bilangan oksidasi Cl berubah dari –1(CuCl) menjadi 0(Cl 2 ), bilangan oksidasi N berubah dari +5(HNO 3 ) menjadi +2(NO). Pada reaksi (iii): Bilangan oksidasi Cl berubah dari +4 (ClO 2 ) menjadi +3 (NaClO 2 ) dan +5 (NaClO 3 )  (reaksi redoks ~ disproporsionasi)

6. Suatu contoh merkuri (II) oksida ditempatkan dalam 5,00 L wadah yang hampa udara. Wadah tersebut kemudian dipanaskan dan semua merkuri oksida terurai menjadi logam merkuri dan gas oksigen. Sesudah

wadah didinginkan hingga 25 o

C, tekanan gas didalamnya adalah 1,73 atm. Berapa massa merkuri (II) oksida yang ditempatkan dalam wadah tersebut?

A. 913 g

B. 76,6 g

C. 1,51 g

D. 45,6 g

E. 153 g Pembahasan:

Jumlah mol O 2 (n) yang dihasilkan dapat dihitung dengan hukum gas ideal P.V = n.R.T n = (P.V):(R.T) = (1,73 × 5) : (0,0821 × (25 + 273)) = 0,354 mol O 2 Persamaan reaksi yang terjadi: 2 HgO  2 Hg + O 2

Berdasar perbandingan koefisien, mol HgO = 2 × mol O 2

mol HgO = 2 × mol O 2

mol HgO = 2 × 0,354 mol = 0,708 mol Massa HgO = 0,708 mol × 216,6 g/mol = 153,3528 ~ 153 g .

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

2 dari 13

7. Gangguan atau kerusakan syaraf terjadi dari keracunan perkuri disebabkan oleh karena merkuri dapat membentuk senyawa kompleks 1:1 dengan gugus liopil, yang merupakan enzim yang penting dalam metabolisme glukosa. Dalam tubuh manusia, konsentrasi rata-rata gugus liopil dalam cairan tubuh adalah

1,0 × 10 mol/kg cairan tubuh. Bila rata-rata tubuh manusia mengandung 5,0 kg cairan tubuh, berapakah massa merkuri bila semua liopil dalam tubuh manusia membentuk kompleks merkuri?

Massa atom relatif Hg = 200)

A. 2,5 x 10 g

B. 4,0 x 10 g

C. 1,0 x 10 g

D. 1,0 x 10 g

E. 1,0 x 10 g

Pembahasan:

Liopil dalam cairan tubuh = 1,0 × 10 mol/kg × 5,0 kg = 5 × 10 mol

Hg yang dapat membentuk kompleks dengan liopil = 1/1 × 5 × 10 mol = 5 × 10 mol

Massa Hg = 5 × 10 mol x 200 g/mol = 1 × 10 g

8. Perubahan entalpi (∆H) untuk reaksi A + B + C  D + E + F digambarkan pada kurval entalpi di bawah ini:

Kompleks teraktivas

e i n t D+E+F

a A+B+C

Koordinat reaksi Berdasar kurva tersebut, terlihat bahwa entalpi D + E + F lebih tinggi dari entalpi A + B + C. Hal ini menunjukkan bahwa....

A. Reaksi ini adalah eksotermik

B. Reaksi ini adalah endotermik

C. Energi aktivasi dibutuhkan untuk reaksi kebalikan yang lebih tinggi daripada untuk reaksi ke kanan

D. Reaksi ini tidak memerlukan katalis

E. Kompleks teraktifkan untuk reaksi kebalikan adalah spesies yang berbeda dari reaksi ke kanan

Pembahasan:

Reaksi endotermik merupakan reaksi yang menerima kalor sehingga entalpi produk akan lebih tinggi daripada entalpi reaktan. Reaksi endotermik akan mempunyai energi aktivasi yang lebih tinggi daripada reaksi eksotermik kebalikannya. Reaksi ke kanan maupun reaksi ke kiri biasanya mempunyai spesies kompleks teraktifkan yang sama.

9. Berdasarkan data pada 25 o C di bawah ini:

2NOCl 0

(g)  2 NO (g) + Cl 2(g) ΔH = +75,56 kJ

2NO (g) +O  2NO

2(g) 2(g) ΔH = –113,06 kJ

2 NO 0

 N 2 O 4(g) ΔH = –58,03 kJ

2(g)

0 o Hitunglah berapa ∆H pada 25 C untuk reaksi:

N 2 O 4 + Cl 2(g)  2NOCl(g) + O 2 (g)

A. +95,52 kJ

B. –85,52 kJ

C. +299 kJ

D. –246,65 kJ

E. – 186,80 kJ

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

3 dari 13

Pembahasan:

Balik semua persamaan reaksi di atas dan ubah tanda 0 ∆H setiap reaksi tersebut:

2 NO 0

(g) + Cl 2 (g)  2 NOCl (g) ΔH = –75,56 kJ

2 NO 0

2 (g)  2 NO (g) +O 2(g) ΔH = +113,06 kJ

2 O 4 (g)  2 NO 2(g)

ΔH = +58,03 kJ

2 O 4(g) + Cl 2 (g)  2NOCl (g) +O 2(g) ΔH = +95,52 kJ

10. Ion-ion berikut ini dapat bertindak sebagai asam Bronsted atau basa Bronsted, kecuali:

Pembahasan:

Secara taktis, ion akan dapat bertindak sebagai asam Bronsted jika masih memiliki H pada ion-nya, jika tidak memilikinya maka ia tidak akan dapat bertindak sebagai asam Bronsted. Ion akan dapat bertindak

3 semua dapat bertindak sebagai asam maupun basa Bronsted.

sebagai basa Bronsted jika masih memungkinkan menerima ion H 2- Kecuali CO

11. Berikut ini adalah larutan garam 1 molar:

i. Zn(NO 3 ) 2

ii. KBr

iii. Na 2 HPO 4 iv. KNO 2

Dari pernyataan berikut ini manakah yang benar?

A. Semua larutan garam tersebut bersifat netral

B. Larutan i, iii, dan iv bersifat basa, sedangkan larutan ii bersifat netral

C. Larutan i bersifat asam; larutan ii bersifat netral, larutan iii dan iv bersifat basa

D. Larutan i, dan ii bersifat netral, sedangkan larutan iii dan iv bersifat basa

E. Larutan i, ii bersifat netral, sedangkan larutan iii, iv dan v bersifat asam

Pembahasan:

i. Zn(NO 3 ) 2 garam ini berasal dari basa lemah (Zn(OH) 2 ) dan asam kuat (HNO 3 ), maka larutannya akan bersifat asam

ii. KBr garam ini berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (HBr), maka larutannya akan bersifat netral

iii. Na 2 HPO 4 garam ini berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H 3 PO 4 ), maka larutannya akan bersifat basa iv. KNO 2 garam ini berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HNO 2 ), maka larutannya akan bersifat basa

12. Suatu larutan basa lemah yang konsentrasinya tidak diketahui, dititrasi dengan larutan standar asam kuat, dan digunakan pH meter untuk mengamati kemajuan titrasi. Berikut ini manakah percobaan yang benar?

A. pH pada titik ekivalen tergantung pada indikator yang digunakan

B. pH pada titik ekivalen adalah 7

C. pada awalnya, grafik pH versus volume asam yang ditambahkan meningkat secara perlahan dan beraturan, kemudian meningkat lebih cepat

D. pada awalnya, grafik pH versus volume asam yang ditambahkan menurun secara perlahan dan beraturan, kemudian menurun lebih cepat

E. pada titik ekivalen [H + ] sama dengan konstanta ionisasi basa.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

4 dari 13

Pembahasan:

pH

Volume HCl

13. Bila fenol merah digunakan sebagai indikator dalam titrasi larutan HCl dengan larutan NaOH, indikator cenderung berubah warna dari kuning menjadi merah pada titik akhir titrasi. Perubahan warna ini terjadi dengan tiba-tiba karena:

A. Fenol merah adalah suatu asam kuat yang mampu disosiasi cepat

B. Larutan yang sedang dititrasi cenderung mengalami perubahan pH yang besar mendekati titik akhir titrasi

C. Fenol merah cenderung bereaksi irreversibel dalam larutan basa

D. Fenol merah adalah asam lemah yang berwarna merah dan basa konyugasinya berwarna kuning

E. Fenol merah terlibat dalam langkah penentu laju reaksi antara H 3 O dan OH

Pembahasan:

Perubahan warna yang terjadi secara tiba-tiba dan cepat ini dikarenakan pada saat itu terjadi perubahan pH yang besar ketika mendekati titik akhir titrasi, saat itu pula indikator yang berwarna merah berubah menjadi kuning ketika terbentuk basa onjugasinya.

14. Seiring dengan bertambahnya atom oksigen dalam setiap deret asam yang mengandung oksigen, seperti

HXO, HXO 2 , HXO 3 dan seterusnya, berikut ini manakah aturan umum yang benar?

A. Variasi kekuatan asam tidak dapat diramalkan

B. Kekuatan asam semakin menurun

C. Kekuatan asam meningkat seiring dengan meningkatnya elektronegatifitas X

D. Kekuatan asam menurun seiring dengan menurunnya elektronegatifitas X

E. Kekuatan asam semakin meningkat.

Pembahasan:

Yang dijadikan perbandingan adalah jumlah atom O pada asam tersebut. Semakin banyak jumlah atom O pada asam okso maka kekuatan asamnya akan semakin meningkat. Karena dengan meningkatnya jumlah atom O pada asam okso akan menjadikan basa konjugat-nya akan semakin stabil. Dengan stabilnya basa

konjugat ini maka asam semakin kuat karena ion H + jumlah-nya tetap. Jika tidak stabil tentu saja akan dapat bereaksi balik kan?!

15. Berikut adalah reaksi yang berlangsung dalam larutan benzena yang mengandung piridin 0,1 M.

CH 3 OH (A) + (C 6 H 5 ) 3 CCl (B)  CH 3 OC(C 6 H 5 ) 2 (C) + HCl

Konsentrasi awal

Konsentrasi

(M)

t/min

akhir [C] (M) [A] o [B] o [C] o

Hukum laju dan nilai tetapan laju untuk reaksi tersebut berturut-turut adalah

2 -3 2 -2 A. r= k [A] -1 [B] dan 4,6 x 10 L mol s

-1 B. r = k [A][B] dan 3,8 x 10 -1 Lmol s

2 -3 2 -2 C. r= k [A][B] -1 dan 5,2 x 10 L mol s -3 D. r = k [A] dan 2,6 x 10 -1 s -3 E. r =k [B] dan 7,4 x 10 -1 s

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

5 dari 13

Pembahasan:

Berdasarkan rujukan soal yang ada di internet (ingat banyak soal yang diambil dari referensi lain sebelumnya, jadi kalau di cari pasti ketemu saja :) ), soal ini terjadi kekeliruan pada data t/min baris pertama, tertulis 2,5 seharusnya adalah 25. Lagi pula kalau dipaksakan maka tidak ada alternatif jawaban yang benar. Oleh karena itu di sini akan digunakan data yang benar itu.

Konsentrasi awal

(M) t/min

Konsentrasi

Laju reaksi

akhir [C] (M) (M/detik)

[A] o [B] o [C] o 0,10 -6 0,05 0 25,0 0,0033 2,2 × 10

0,10 -6 0,10 0 15,0 0,0039 4,3 × 10 0,20 -6 0,10 0 7,5 0,0077 17,1 × 10

Laju reaksi setiap bagian akan dihitung terlebih dahulu dengan rumus

R = ([C]/ t) x (1 menit/60 detik)

dan hasilnya terdapat pada kolom ke enam tabel di atas ini.

Orde reaksi terhadap A dapat ditentukan dengan menggunakan data kedua dan ketiga (konsentrasi B yang sama/tetap), dan sebaliknya.

- orde terhadap A: (0,2/0,1) x = (17,1 × 10 : 4,3 × 10 ) ==> 2 = 4 ===> x = 2

- orde terhadap B: (0,1/0,05) y = (4,3 × 10 : 2,2 × 10 ) ==> 2 = 2 ===> y = 1 Jadi r = r= k [A] 2 [B]

Menghitung tetapan laju reaksi (k) Biasanya k bisa ditentukan dengan menggunakan salah satu data hasil percobaan, dalam pembahasan ini digunakan data kedua.

2 k = r / [A] -3 [B] ==> 4,3 × 10 / (0,1) × (0,1) = 4,3 × 10

2 -6

Jawaban A.

16. Tabel berikut menunjukkan hasil eksperimen yang diperoleh dari reaksi : 2 XO + O 2  2XO 2

Tekanan parsial XO (satuan bebas)

Tekanan parsial O 2 (satuan bebas)

Laju relatif

0,25 0,50 0,125 Berapakah nilai yang hilang dari tekanan parsial O 2 dalam tabel ini?

Pembahasan:

PV=nRT jika R dan T konstan maka P = n/V  konsentrasi

Laju relatif

Orde reaksi terhadap XO digunakan data percobaan 1 dan 3:

(100/50) x =1,0/0,50 2 =2 x=1

Orde reaksi terhadap O 2 digunakan data percobaan 1 dan 2:

(100/25) y = 1,0/0,25 4 =4 y=1

Persamaan laju reaksi: v = k [XO][O 2 ],

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

6 dari 13

Penentuan k dengan salah satu data: k = v : ([XO][O –4

2 ])  k = 1,0 : (100)(100)  k = 10 Penentuan nilai ? dapat ditentukan dengan menggunakan data ke empat:

[O 2 ] = v : (k.[XO])  [O 2 ] = 0,125 : (10 × 50) = 0,125 : (5 × 10 ) = 0,125 : 0,005 = 25

17. Tubuh manusia mempunyai temperatur normal 37 o

C. Bila nilai tetapan kesetimbangan H 2 O (K w )

pada 37 - C adalah 2,7 × 10 maka pada temperatur tersebut konsentrasi [H ] dan [OH ] dalam larutan netral masing-masing adalah

A. 1,0 × 10 –7 M, 1,0 × 10 M

B. 1,6 × 10 M, 1,6 × 10 M

C. 1,3 × 10 M, 1,8 × 10 M

D. 1,2 × 10 –7 M, 1,6 × 10 M

E. 1,1 × 10 –7 M, 2,4 × 10 M

Pembahasan:

K - w = [H ] × [OH ]

Karena dalam peruraiannya jumlah H - dengan OH sama dimisalkan x maka

K w =x  w  2,7 × 10 ) = 1,6431 × 10 ~ 1,6 × 10 x = √K –7 x = √(

18. Mengenai larutan berikut ini, (i)

2 (K a = 4,5 × 10 ) ditambahkan garam NaNO 2 padat (ii)

Ke dalam larutan HNO –4

Ke dalam larutan NaC –5

2 H 3 O 2 (K a HC 2 H 3 O 2 = 1,8 × 10 ), dialirkan gas HCl.

Setelah penambahan, apakah pH larutan akan bertambah, berkurang atau tetap sama?

A. (i) berkurang; (ii) bertambah

B. (i) bertambah; (ii) bertambah

C. (i) berkurang; (ii) berkurang

D. (i) bertambah; (ii) berkurang

E. (i) bertambah; (ii) sama

Pembahasan:

(i) HNO 2 adalah asam lemah jika ditambahkan NaNO 2 (garam berasal dari basa kuat dan konjugat NO 2 ) maka pH semakin basa, artinya pH akan meningkat (bertambah besar)

(ii) NaC –

2 H 3 O 2 (garam yang berasal dari basa kuat dan konjugat C 2 H 3 O 2 ), jika ditambah dengan asam kuat (HCl) maka akan semakin asam dengan kata lain pH akan turun atau berkurang .

19. Indium sulfida, In 2 S 3 (325,8 g/mol) adalah suatu garam yang sukar larut. Dalam 20 L larutan jenuhnya, ternyata larutan tersebut mengandung hanya 34 picogram In 2 S 3 . Tentukan berapa K sp

In 2 S 3 (picogram = 10 g)

A. 1,1 × 10 –75

B. 4,2 × 10 –70

C. 3,2 × 10 –68

D. 2,4 × 10 –60

E. 5,2 × 10

Pembahasan:

Reaksi kesetimbangan:

2 In –

2 S 3(s)

2 In (aq)

3S (aq)

2x

3x -----> x = kelarutan molar

3+ 2 2 3 2 3 K 5

sp = [In ] ×[2S – ] = (2x) × (3x) = 108 x

Kelarutan molar (X) = (34 × 10 –12 )/325,8 g/mol : 20 L = 5,22 × 10 –15 M K 5

sp In 2 S 3 = 108 (5,22 × 10 –15 M) = 4,20 × 10 –70

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

7 dari 13

20. Bila arus besar dialirkan melalui akua Cu(II)SO 4 yang diasamkan, yang serentak dibebaskan, di katoda x mol Cu dan y L hydrogen (diukur pada STP). Berapa mol elektron dialirkan ke larutan?

A. x + y/22,4

B. x + y/11,2

C. x + y/5,6

D. 2x + y/11,2

E. 2x + y/22,4

Pembahasan:

Mol H 2

Mol Cu = x mol Reaksi :

2H + + 2e - H

Cu 2+ + 2e -  Cu

Mol elektron = 2 × mol Cu + 2 × mol H 2

= 2x + 2 (

= 2x + (

21. Sejumlah lelehan garam klorida, masing-masing MgCl 2 , AlCl 3 , CaCl 2 ,dan FeCl 3 dielektrolisis dengan kuat arus sebesar 3,00 A. Jumlah endapan (deposit) logam yang manakah akan memerlukan waktu elektrolisis paling lama?

A. 50 g Mg

B. 75 g Al

C. 100 g Ca

D. 125 g Fe

E. Tidak terbentuk endapan logam

Pembahasan:

Elektrolis suatu lelehan garam pada pada elektroda akan menghasilkan deposit logam (dari ion logamnya) yang biasanya akan menempel di elektroda dan gas klor (dari ion klorida). Untuk menghitung lama waktu bisa menggunakan rumus sebagai berikut: W = (e . i . t)/96500 ==> t = (W x 96500) : (e.i) W = massa deposit logam (g); e = massa ekivalen (g); i = arus listrik (A); t = waktu (detik).

Mg → Mg + 2e Ar Mg = 24 → massa ekivalen Mg = 24/2 = 12

Al → Al + 3e Ar Al = 27 → massa ekivalen Al = 27/3 = 9

Ca → Ca + 2e Ar Ca = 40 → massa ekivalen Ca = 40/2 = 20

Fe - → Fe + 3e Ar Fe = 56 → massa ekivalen Fe = 56/3 = 18,67

Fe - → Fe + 2e Ar Fe = 56 → massa ekivalen Fe = 56/2 = 28

t Mg = (50 g

 96500 C) : (12 g  3,00 A)

= 134.027,78 detik

t Al = (75 g  96500 C) : (9 g  3,00 A) = 268.055,56 detik

t Ca = (100 g  96500 C) : (20 g  3,00 A)

= 168.833,33 detik

t Fe = (125 g  96500 C) : (18,67 g  3,00 A) = 215.363,33 detik t Fe = (125 g  96500 C) : (28 g  3,00 A)

= 143.601,19 detik

Jadi yang memerlukan waktu paling lama adalah logam Al 75 g.

Jawaban B.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

8 dari 13

22. Diketahui potensial elektroda standar untuk logam X dan Y sebagai berikut.:

(aq) /X (s) E = +0,30 V

(aq) /Y (s) E = –0,40 V

Sel yang ditunjukkan dalam diagram berikut ini:

Manakah penjelasan yang benar mengenai sel tersebut di atas? Elektroda di mana ion positif masuk ke larutan 0 ∆E /V

A. X 0,10

B. X 0,70

C. X 0,75

D. Y

E. Y

Pembahasan:

Agar reaksi berlangsung spontan maka E 0 harus positif sehingga susunannya adalah:

Katoda ~ Reaksi Reduksi: X 0

(aq) + 2e -  X (s) E = +0,30 V

Anoda ~ Reaksi Oksidasi: Y 0

(s) Y (aq) + 2e -

E = +0,40 V

E 0 sel = (+0,30 + 0,40) = +0,70 Volt

Elektroda yang melarut (menjadi ion positif akan masuk dalam larutan) tentunya ini terjadi pada anoda di mana 2+ Y melarut atau berubah menjadi ion positif Y .

 C+D K r k

23. Pada reaksi: A + B

Apakah pengaruh suatu katalis pada tetapan laju reaksi, k 1 untuk reaksi ke kanan, k –1 untuk reaksi kebalikannya dan pada nilai tetapan kesetimbangan K r , untuk reaksi kesetimbangan?

k 1 k –1 K r

A. Bertambah

Berkurang

Tidak ada pengaruh

B. Bertambah

Berkurang

Bertambah

C. Bertambah

Bertambah

Tidak ada pengaruh

D. Bertambah

Bertambah

Bertambah

E. Tidak ada pengaruh Tidak ada pengaruh Bertambah

Pembahasan:

Katalis akan meningkatkan (menambah) laju reaksi ke kanan dan laju reaksi ke kiri, namun tidak mengubah (tidak mempengaruhi) tetapan kesetimbangan.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

9 dari 13

24. Dari kelima isomer di bawah ini tentukan mana senyawa yang bernama spiropentana

Pembahasan:

25. Senyawa (CH 3 ) 2 CHCH(CH 3 ) 2 jika dibuat lima konformasi sesuai dengan proyeksi Newman manakah yang merupakan konformasi Anti dan manakah yang konformasi Gauche?

A. 1. Anti

2. Gauche

3. Gauche

4. Anti

5. Gauche

B. 1. Anti

2. Anti

3. Gauche

4. Anti

5. Gauche

C. 1. Gauche

2. Anti

3. Gauche

4. Gauche

5. Anti

D. 1. Gauche

2. Gauche

3. Anti

4. Anti

5. Gauche

E. 1. Anti

2. Gauche

3. Anti

4. Anti

5. Gauche

Pembahasan:

(CH 3 ) 2 CHCH(CH 3 ) 2 = 2,3 dimetilbutana

Proyeksi Newman 1: Hidrogen pada C-2 dan C-3 adalah gauche. Proyeksi Newman 2: Hidrogen pada C-2 dan C-3 adalah anti. Proyeksi Newman 3: Hidrogen pada C-2 dan C-3 adalah gauche Proyeksi Newman 4: Hidrogen pada C-2 dan C-3 adalah gauche Proyeksi Newman 5: Hidrogen pada C-2 dan C-3 adalah anti Jawaban yang tepat berturut-turut adalah gauche, anti, gauche, gauche, dan anti; alternatif C

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

10 dari 13

26. Pada temperatur reaksi 60 o

C, senyawa 2-metil-butanol-1 akan mengalami reaksi dehidrasi jika ditambahkan dengan asam sulfat 75% sesuai reaksi:

Produk utama dari hasil reaksi tersebut adalah :

Pembahasan:

Reaksi dehidrasi pada alkohol adalah reaksi pelepasan molekul air (H 2 O) ketika direaksikan dengan H 2 SO 4 disertai pemanasan sehingga akan menghasilkan senyawa alkena. Jadi alternatif jawaban yang tepat adalah

A dan atau C .

27. Produk utama apa yang akan dihasilkan jika benzaldehida direaksikan dengan aseton dalam 20% NaOH pada 100 o C?

Pembahasan:

Alternatif jawaban D yang tepat .

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

11 dari 13

28. Pereaksi mana yang akan bereaksi dengan benzaldehida menghasilkan senyawa semikarbazol- benzaldehida?

A. NH2-NH2

B. H 2 N-NH-CO(NH2)

6 H C. C 5 NH-NH 2

2 D. NH OH

6 H E. C 5 NH 2

Pembahasan:

Aldehid atau keton jika direaksikan dengan semikarabazid (H 2 N-NH-CO(NH2)) melalui reaksi kondensasi akan menghasilkan semikarbazol (semicarbazon) sambil melepaskan molekul air. Benzaldehid adalah salah satu aldehid, jJadi pada soal ini pereaksi yang dapat digunakan untuk

menghasilkan senyawa semikarbazol-benzaldehid adalah pereaksi semikarbazida ( H 2 N-NH-

CO(NH2) ) sebagaimana reaksi simpel berikut:

29. Tentukan pereaksi-pereaksi dari persamaan reaksi berikut:

A. 1. NH 2 dan 2. H 2 SO 4

B. 1. NaNO –

2 / HCl dan 2. NH 3 / NH 2

C. 1. H 2 SO 4 /HNO 3 dan 2. NH 3 / NH – 2

D. 1. (CH 3 CO) 2 O dan 2. NH 3 / NH 2

E. Semua jawaban di atas tidak benar

Pembahasan:

Cukup jelas atau gak jelas ?

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

12 dari 13

30. Reaksi substitusi elektrofilik aromatik berikut ini yang menghasilkan produk yang benar adalah ...

A. Hanya 1 dan 2

B. 1, 2, dan 3

C. 1, 4, dan 3

D. 2, 3, dan 4

E. Hanya 1 dan 4

Pembahasan:

–NH 2 adalah gugus pengarah orto (posisi C-2 dari –NH 2 ) dan para (posisi C-4 dari –NH 2 )

–NO 2 adalah gugus pengarah meta (posisi C-3dari –NO 2 )

Hasil (1) benar, –HSO 3 meta terhadap –NO 2 dan orto terhadap –NH 2 ;

Hasil (2) seharusnya posisi –NO 2 (hasil substitusi) adalah meta terhadap NO 2 atau orto terhadap – NH 2 Hasil (3) seharusnya posisi –CH 3 (hasil substitusi) adalah meta terhadap NO 2 atau orto terhadap – NH 2 Hasil (4) andai pereaksinya benar maka produk ini benar  Jadi hanya (1) yang benar.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi

13 dari 13

Pembahasan soal essay OSN Kimia Seleksi TIM OSN 2014

Soal 1. Reaksi senyawa alkali tanah [20 poin]

Zat A adalah padatan berwarna abu-abu mengandung logam alkali tanah dan 37,5% massa karbon. Zat

B berupa cairan tidak berwarna dan tidak berbau. Sebanyak 47,9 g zat B mengandung 5,36 g hidrogen dan 42,5 g oksigen. Zat A bereaksi dengan B membentuk C dan D. Jika 10 g zat C direaksikan dengan oksigen berlebih terbentuk 33,8 g karbondioksida dan 6,92 g air. Zat D adalah hidroksida dari logam yang terkandung pada A.

Soal ini aslinya bersumber dari buku Chemistry by Zumdahl sebagaimana berikut:

Persamaan reaksi: n A + m B pC+qD

Zat A:

Eng..ing..eng... Kagak bisa diselesaikan kalau tidak ada data seperti pada soal aslinya itu!

Tapi oke-lah saya bahas seperti soal yang asli-nya saja yak  dari pada gak dibahas...

Dimisalkan MxCy, di mana M adalah logam alkali.

40 juta trilyun = 40 × 10 × 10 = 4 × 10 partikel, ini setara dengan 4,26 mg atau 4,26 × 10 g

19 Massa molar zat A = (4,26 23 × 10 g )/( 4 × 10 partikel ) x (6,022 x 10 partikel/mol ) = 64,1 g/mol

y C = 37,5% massa MxCy dan x M = 62.5% massa MxCy

Setiap 1 mol MxCy terdiri dari: y mol Karbon = 37,5 % x 64.1g = 24.0 g x (1 mol / 12g) = 2 mol x mol Logam M = 62,5 x 64.1g = 40.1 g

Untuk setiap mol MxC 2  x haruslah berupa bilangan bulat sehingga untuk 1 mol semestinya ya 40.1 g Logam M.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 1

Dari tabel periodik massa molar logam alkali tanah: Be = 9.0 g; Mg = 24.3 g; Ca = 40.1 g; dan seterusnya.

Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa logam tersebut tidak lain adalah logam kalsium (Ca) sehingga zat A

adalah CaC 2 (kalsium karbida)

Zat B:

47,9 Zat B  5,36 g H + 42,5 g O  5,36 mol : 2,66 mol  2 mol H

: 1 mol O  H 2 O

Jadi zat B adalah H 2 O

Zat C:

Persamaan reaksi :10 g Zat C + O 2  33,8 g CO 2 +

6,92 g H 2 O

(33,8/44) mol (6,92/18) mol 0,768 mol

0,383 mol

2 mol

1 mol  perbandingan mol

2 CO 2 +

Berdasarkan perbandingan mol hasil reaksi CO 2 dan H 2 O maka diketahui jumlah C dan H pada zat C ini masing- masing adalah 2. Dengan kata lain bahwa zat C ini adalah C 2 H 2 , meskipun ini seharus dikonfirmasikan terlebih dahulu dengan data lain seperti pada naskah asli soal ini , Ok-lah kalau begitu....

Kita anggap saja (biar gak repot toh kalau makai data seperti pada soal asli juga tidak keliru)

ZAT C ini adalah C 2 H 2

Zat D:... apakah zat D  Berdasarkan keterangan yang diperoleh dari TKP  bahwa zat D ini hidroksida dari logam yang terkandung dalam zat A. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa MISTER

D adalah Ca(OH) 2

Berlanjut pada penyelesaian pertanyaan:

a. Dari data itu lengkapi data pada tabel berikut: [12] (diminta melengkapi tabel nih)

Rumus kimia yang Ikatan kimia dalam Zat

A CaC 2 Kalsium karbida

Ikatan ion

Air

Ikatan kovalen

C C 2 H 2 Etuna (asetilena)

Ikatan kovalen

D Ca(OH) 2 Kalsium hidroksida

Ikatan ion

b. Tuliskan persamaan reaksi setara ketika zat A bereaksi dengan B! [4]

CaC 2 +2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2

c. Jika 45 g zat A bereaksi dengan 23 g zat B secara sempurna, hitung massa zat C yang terbentuk!

CaC 2 (zat A) + 2 H 2 O (zat B) C 2 H 2 (zat C) + Ca(OH) 2 (zat D) Massa molar CaC 2 = 64,1 g/mol  45 g CaC 2 = 45 g / 64,1 g/mol = 0,70 mol Massa molar H 2 O = 18 g/mol  23 g H 2 O = 23 g / 18 g/mol = 1,28 mol Meskipun reakasi A dan B ditulis “secara sempurna” dgn maksud kedua-nya tepat habis bereaksi, tentu ini tidak mungkin, namun yang terjadi berdasarkan persamaan reaksi setara di atas adalah:

0,64 mol CaC 2 + 1,28 mol H 2 O  0,64 mol C 2 H 2 + 0,64 mol Ca(OH) 2  tersisa 0,06 mol CaC 2 Jadi zat C (C 2 H 2 ) yang terbentuk sebanyak 0,64 mol atau setara dengan 0,64 mol x 26 g/mol = 16,64 g.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 2

Pembahasan soal essay OSN Kimia tingkat Provinsi 2013 untuk Seleksi TIM OSN Kimia 2014

Soal 2. Elektron dalam atom [15 poin]

Untuk menghitung energi elektron pada atom hidrogen dan ion yang mirip hidrogen, digunakan

persamaan

Dari persamaan tersebut diperoleh energi elektron atom hidrogen pada kulit pertama (n = 1) sebesar -13,6 eV

atau

a. Apa arti ion yang mirip hidrogen? (2)

Ion yang mirip hidrogen artinya ion tersebut memiliki 1 elektron seperti hidrogen.

b. Jelaskan makna Z dan n dari persamaan di atas

Makna Z adalah nomor atom dari ion atau atom, n adalah tingkat energi (kulit atom) ke n-nya.

c. Dengan menggunakan persamaan tersebut, hitunglah nilai energi elektron (dalam satuan eV) pada atom hidrogen di kulit ke tiga. (3)

Nomor atom (Z) hidrogen adalah 1, tingkat energi (kulit atom) yang dihitung adalah kulit ke-3. Jadi:

d. Hitung energi elektron (dalam satuan eV) pada ion Li 2+ di kulit ke dua. (3)

Nomor atom (Z) ion Li 2+ adalah 3, tingkat energi (kulit atom) yang dihitung adalah kulit ke-2. Jadi:

e. Berapa besar energi yang dipancarkan (dalam satuan eV) ketika elektron pada atom hidrogen berpindah dari kulit ketiga ke kulit kesatu. (3)

Besarnya E 3 sudah dihitung pada bagian c, E 3 = –1,51 eV , besarnya E1 = –13,6 eV.

Energi yang dipancarkan = E 3 –E 1 = – 1,51 eV –( –13,6 eV) = 12,09 eV.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 3

Pembahasan soal essay OSP Kimia Tahun 2013 untuk Seleksi TIM OSN Kimia 2014

Soal 3. Keasaman buah apel [20 poin]

Asam malat, C 4 H 6 O 5 , adalah asam dikarboksilat (H 2 M ) yang banyak terdapat dalam buah apel hijau dan memberikan rasa asam yang segar.

Asam malat banyak digunakan sebagai additif pada bahan pangan dan untuk perawatan kulit. Anda membuat juice apel dan diperoleh 250 ml larutan dengan pH 3,5.

a. Tulisankan reaksi ionisasi asam malat.

Asam malat adalah asam diprotik, sehingga akan mengalami ionisasi dua kali: Reaksi ionisasi pertama:

HO +

2 CCH 2 CHOHCO 2 H  HO 2 CCH 2 CHOHCO 2 + H

Reaksi ionisasi kedua:

HO +

2 CCH 2 CHOHCO 2  O 2 CCH 2 CHOHCO 2 + H

Reaksi ionisasi keseluruhan: HO +

2 CCH 2 CHOHCO 2 H CHOHCO  – – O 2 CCH 2 2 + 2H

Boleh disingkat : H 2 C 4 H 4 O 5  C 4 H 4 O 5 + 2H

b. Hitunglah berapa konsentrasi molar ion hidrogen dalam juice apel.

pH diketahui maka dapat dihitung konsentrasi molar ion hidrogennya;

– pH

pH = - log [H + ]  [H ] = 10  [H ] = 10 –  [H ] = 0,000316 M = 3,16 × 10 – 4 M

Juice apel dapat dititrasi dengan alkali standar, tetapi dalam titrasi tersebut hanya terdapat 1 titik akhir. Sebanyak 25,0 mL sampel juice apel dinetralisasikan secara akurat dengan 27,5 mL larutan natrium hidroksida 0,10 mol/L dengan memakai indikator fenolftalein (rentang pH 8,3 – 10,0).

c. Berdasarkan titrasi tersebut, hitunglah konsentrasi molar dari asam malat dalam juice tersebut. (5)

Ketika terjadi netralisasi maka jumlah mol H dan OH seimbang.

2NaOH

 Na 2 C 4 H 4 O 5 + 2H 2 O

(25,0 mL × [H 2 C 4 H 4 O 5 ] mol/L) (27,5 mL × 0,10 mol/L) [H 25 2 C 4 H 4 O 5 ] mmol

2,75 mmol

25 [H 2 C 4 H 4 O 5 ] = ½ × 2,75 (  ½ itu adalah perbandingan koefisien H 2 C 4 H 4 O 5 dengan koefisien NaOH)  [H 2 C 4 H 4 O 5 ] = 1,375/25 

= 0,055mol/L

d. Jelaskan mengapa hanya dapat digunakan 1 indikator dan tidak 2 indikator sebagaimana umumnya pada titrasi asam lemah dikarboksilat.

Biasanya jika hanya terdapat 1 titik akhir titrasi, kemungkinan besar Ka 1 sama atau hampir sama dengan Ka 2 , atau Ka 1 jauh lebih besar dibandingkan Ka 2 (besarnya Ka 2 tidak singnifikan ketika dijumlah dengan Ka 1 ) sehingga yang digunakan hanya Ka1 dan ini cukup digunakan satu indikator saja.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 4 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 4

Bila diasumsikan seperti itu, maka besarnya Ka1 dapat dihitung layaknya asam monoprotik yang terurai.

2 C 4 H 4 O 5  HC 4 H 4 O 5 –

 [HC 4 H 4 O 5 – ] =[ H ] [ ]

f. Berikan dua alasan mengapa feolftalein adalah indikator yang cocok untuk titrasi ini. (2)

Alasan 1. Pemilihan indikator berdasarkan pada titik ekivalen reaksi antara titrasi asam lemah oleh basa kuat terdapat pada pH = 9,08 ( lihat pembuktian pada bagian bawah halaman ini ) dan ini harus memotong daerah range pH indikatornya yaitu 8,3 – 10.

Alasan 2. Indikator PP mengalami perubahan warna yang mudah diamati oleh mata ketika mencapai titik

ekivalen titrasi.

g. Bagaimana pH larutan garam Na 2 M ? Asam, basa atau netral, jelaskan dengan reaksi (2)

Karena asam malat adalah asam lemah dan NaOH adalah basa kuat maka terjadi hidrolisis garam yang bersifat basa karena menghasilkan OH - .

Reaksi hidrolisis:

Na 2 C 4 H 4 O 5 – + H 2 O  C 4 H 4 O 5 + 2 Na

C H O +H O  HC H O + OH 4 – 4 5 2 4 4 5

Bukti secara kalkulatif pH garam terhidrolisis:

H 2 C 4 H 4 O 5 + 2NaOH

 Na 2 C 4 H 4 O 5 + 2H 2 O

1,375 mmol 2,75 mmol

1,375 mmol

[Na 2 C 4 H 4 O 5 ] = 1,375 mmol / (25+27,5) mL = 0,026 M

[OH ]= √

pOH = -log 1,2 × 10 –5 = 4,92

pH = 14 – 4,92 = 9,08

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 5

Pembahasan soal essay OSP Kimia Tahun 2013 untuk Seleksi TIM OSN Kimia 2014

Soal 4. Kinetika reaksi

Pada temperatur kamar 30 o

C, ternyata gas SO 2 Cl 2 dapat terdisosiasi menjadi gas SO 2 dan gas Cl 2 . Untuk mengamati laju reaksi penguraiannya, ke dalam suatu wadah dimasukkan gas SO 2 Cl 2 , dan diukur tekanan awalnya (kPa). Laju penguraian gas SO 2 Cl 2 tersebut diamati dengan mengukur tekanan di dalam wadah pada periode waktu tertentu. Diperoleh data sebagai berikut.:

Waktu (detik) Tekanan Total dalam wadah, P total (kPa)

Berdasarkan data tersebut maka jawablah pertanyaan berikut ini.

a. i. Tuliskan reaksi disosiasi (penguraian) gas SO 2 Cl 2 pada suhu kamar. (2) SO 2 Cl 2 (g)  SO 2 (g) + Cl 2 (g)

ii. Tentukanlah tekanan parsial gas SO 2 Cl 2 setelah 60, 180 detik.

= (1384 –x ) +x +x Awal : 1384

SO 2 Cl 2 (g)

 SO 2 (g) + Cl 2 (g)

P total

= 1384 + x Reaksi :

– x +x + x

Sisa : 1384 – x +x +x Di mana x adalah tekanan parsial

Pada 60 detik: P total saat t = 2076

P SO 2 Cl 2 = 1384 –x

Pada 180 detik:

P total saat t = 2592

P SO 2 Cl 2 = 1384 –x

2592 = 1384 + x

x = 1208 kPa

= 176 kPa

iii. Tentukanlah berapa % gas SO 2 Cl 2 yang terdisosiasi setelah 180 detik.

=(P 180 /P 0 ) x 100% =(1208/1384) x 100% = 87,283 %

b. i. Berdasarkan data dan perhitungan yang anda peroleh tentukanlah waktu paruh (t ½ ) dari

SO 2 Cl 2 (3) Waktu paruh waktu ketika zat tinggal separoh dari jumlah semula, jadi berdasarkan perhitungan

pada (a.ii) maka waktu paroh-nya pada saat 60 detik

ii. Tentukanlah orde reaksi dari disosiasi gas SO 2 Cl 2 (2)

Data t ½ konstan maka orde reaksi adalah satu.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 6 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 6

 7,2327 – 6,5396 = k × 60 detik  k = 0,6931 / 60 = 1,1552 x 10 -2 -1 s

iv. Tentukanlah tekanan total dalam wadah setelah periode waktu 200 detik. (4) Pada 200 detik: ln (A o /A t ) = k. ∆ t

ln (1384/A -2

200 ) = 1,1552 x 10 (200)

A 200 = 137,32 kPa (SO 2 Cl 2 yang bereaksi) Maka SO 2 Cl 2 sisa = 1384 - 137,32 = 1246,68 kPa

Jadi P total = 1246,68 kPa + 2 × 137,32 ) = 1521,32 kPa

c. Bila suhu penguraian SO o

C, bagaimana laju penguraian gas SO 2 Cl 2 , lebih cepat atau lambat? Jelaskan alasan anda mengapa! (2)

2 Cl 2 dinaikkan menjadi 40

Bila suhu naik maka tetapan laju naik dan reaksi berlangsung cepat sesuai hukum Arhennius.

d. Gambarkan formula Lewis untuk SO 2 dan SO 2 Cl 2 (6)

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 7

Pembahasan soal essay OSP Kimia Tahun 2013 untuk Seleksi TIM OSN Kimia 2014

Soal 5. Asam sulfat [27 poin]

Proses kontak adalah salah satu proses yang digunakan untuk memproduksi asam sulfat, H 2 SO 4 , dalam skala industri. Proses ini terdiri dari empat tahap utama: Tahap pertama adalah reaksi antara leburan belerang dan gas oksigen menghasilkan gas belerang oksida. Tahap kedua adalah proses penambahan oksigen berlebih kepada produk dari tahap pertama untuk menghasilkan gas belerang trioksida. Tahap ketiga adalah reaksi antara gas

belerang trioksida dengan asam sulfat cair menghasilkan cairan oleum (H 2 S 2 O 7 ) . Tahap keempat adalah proses penambahan air kepada oleum sehingga menghasilkan asam sulfat pekat. Pada produksi ini digunakan katalis

vanadium pentaoksida, serta harus pada kondisi suhu relatif tinggi (450 o

C) dan tekanan relatif tinggi ( 2-9 atm).

a. Tulisankan persamaan reaksi yang setara beserta fasa yang sesuai untuk setiap senyawa yang terlibat dalam reaksi untuk keempat tahap utama dalam proses Kontak.

S (s) +O 2 (g)  SO 2 (g) 2SO 2 (g) +O 2 (g) SO 3 (g) SO 3 (g) +H 2 SO 4 (l) H 2 S 2 O 7 (l)

H 2 S 2 O 7 (l) +H 2 O (l)  2H 2 SO 4 (aq)

b. Katalis vanadium pentaoksida pada proses Kontak berfungsi untuk mempercepat reaksi tahap-2.

Mekanismenya vanadium pentaoksida tereduksi menjadi vanadium (V) saat oksidasi belerang dioksida menjadi belerang trioksida, kemudian vanadium (IV) teroksidasi kembali menjadi V 2 O 3 ketika bereaksi

dengan oksigen. Tulisankan kedua tahap reaksi redoks yang sesuai dengan mekanisme tersebut. (3) SO 2 (g) +V 2 O 5 (s)  SO 3 (g) + 2VO 2 (s) 2VO 2 (s) +O 2 (g) V 2 O 5 (s)

Uap asam sulfat mengalami disosiasi ketika dipanaskan sesuai dengan reaksi berikut:

H 2 SO 4(g) H 2 O (g) + SO 2(g) Data berikut menunjukkan tekanan parsial pada kesetimbangan di dua temperatur.

Tekanan Parsial (dalam satuan Pa) T (dalam K)

H 2 SO 4(g) H 2 O (g) SO 2(g)

c. Tulisankan ungkapan tetapan kesetimbangan untuk tekanan, Kp untuk reaksi di atas. (1)

d. Berdasarkan data pada tabel di atas, hitung nilai tetapan kesetimbangan Kp, pada tiap temperatur

tersebut. (4)

Pada 400 K 

Pada 493 K 

e. Jelaskan berdasarkan jawaban pada (d) apakah reaksi disosiasi uap asam sulfat tersebut adalah reaksi eksoterm atau endoterm (2) Reaksi disosiasi uap asam sulfat adalah reaksi endoterm karena ketika suhu dinaikkan (ditambah), Kp menjadi besar. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi memerlukan panas untuk mengurai menjadi uap air dan berang dioksida.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 8 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 8

selama beberapa saat sehingga tekanan parsial pada campuran tersebut adalah : H 2 O(g) = 1,0 Pa; SO 3 (g) = 5,0 Pa. Jelaskan apakah campuran tersebut telah mencapai kesetimbangan atau tidak. (3)

Kp pada 400 K = 2,062 Pa. Karena Qp < Kp maka belum mencapai kesetimbangan.

g. Gambarkan stuktur Lewis yang tepat untuk molekul asam sulfat (2)

Suatu larutan yang mengandung garam natrium NaX menghasilkan endapan kuning ketika dicampurkan dengan larutan timbal (II) nitrat. Sedangkan padatan garam NaX akan bereaksi dengan asam sulfat pekat panas menghasilkan beberapa produk, termasuk uap yang berwarna ungu.

h. Tuliskan persamaan reaksi yang setara antara larutan NaX dengan larutan timbal (II) nitrat, jangan lupa tuliskan pula fasanya. (1)

2NaX -

(aq) + Pb(NO 3 ) 2 (aq)  2Na + (aq) + NO 3 (aq) + PbX 2 (s)

2NaI -

(aq) + Pb(NO 3 ) 2 (aq)  2Na (aq) + NO 3 (aq) + PbI 2 (s)

i. Uraikan penjelasan yang akhirnya dapat mengungkapkan identitas dari garam NaX. (3)

Jika PbX 2 direaksikan dengan garam timbal (II) nitrat menghasilkan endapan kuning maka

endapan kuning itu adalah PbI 2

Uapnya berwarna ungu dari X 2 itu tidak lain adalah I 2 yaitu hasil reaksi dari NaX (NaI) dengan asam sulfat. Berdasarkan reaksi: 2NaX (s) + 3H 2 SO 4 (aq)  X 2 (g) + 2NaHSO 4 (s) + SO 2 (g) + 2H 2 O (l)

Etanol mengalami dehidrasi oleh penambahan asam sulfat pekat berlebih pada 170 o

C menghasilkan senyawa A. Reaksi A dengan H 2 O pada tekanan dan temperatur tinggi menghasilkan senyawa B (suatu cairan yang mudah menguap). Reaksi A dengan H 2 panas dan katalis Ni menghasilkan senyawa C.

j. Berdasarkan informasi pada wacana di atas, uraikan dengan persamaan reaksi yang dapat mengungkapkan identitas senyawa A, B, dan C. Senyawa A:

H 2 SO 4 CH

3 CH 2 OH –––– o 170 C 2 H C=CH 2 + H 2 O ... reaksi eliminasi terhadap etanol Etanol

etena (senyawa A)

Senyawa B:

2 H C=CH 2 + H 2 O –––– CH ∆ 3 CH 2 OH

...reaksi adisi terhadap etena dengan H 2 O etena (senyawa A)

Etanol (senyawa B)

Senyawa C:

2 H C=CH 2 + H 2 –––– CH ∆, Ni 3 CH 3 ...reaksi adisi terhadap etena dengan H 2 etena (senyawa A)

Etana (senyawa C)

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 9

Pembahasan soal essay OSP Kimia Tahun 2013 untuk Seleksi TIM OSN Kimia 2014

Soal 6: Senyawa organik (28 poin)

Suatu senyawa organik A mengandung karbon 66,7%, hidrogen 11,1 & dan oksigen 22,2 % (persen massa). Data spektrum massa senyawa A menunjukkan massa molekul senyawa ini adalah 72.

a. Tentukan rumus molekul senyawa A. (3)

Anggap 100 g Senyawa A 66,7 % C

Perbandingan mol

Jadi rumus empiris senyawa tersebut adalah C 4 H 8 O

Massa molekul senyawa  72 = (C 4 H 8 O) n 72 = (72)n n = 1, jadi rumus molekul = rumus empirisnya

Ketika senyawa A diteteskan ke dalam larutan 2,4-dinitrofenilhidrazin ternyata membentuk endapan berwarna jingga.

b. Tuliskan gugus fungsi dalam senyawa A yang bertanggung jawab terhadap terbentuknya endapan jingga dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin

Jika senyawa A direaksikan dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin menghasilkan endapan kunig/jingga/merah, ini mengindikasikan adanya gugus garbonil (-CO-) jadi kemungkinan senyawa A ini adalah golongan aldehid (R- CHO) atau keton (R-CO- R’). Endapan jingga tersebut adalah senyawa aldehid/keton-2,4-dinitrofenilhidrazon.

c. Gambarkan tiga struktur senyawa isomer A yang mengandung gugus fungsi tersebut (pada-b) (3)

Senyawa A dapat disintesis dari senyawa B dengan cara oksidasi. Salah satu isomer dari senyawa A memberikan hasil negatif terhadap reagen Bordwell-Wellman (reagen K 2 Cr 2 O 7 dalam asam) sedangkan kedua isomer lainnya mengubah warna jingga reagen Bordwell-Wellman menjadi larutan warna kehijauan. Salah satu isomer senyawa A juga memberikan hasil uji positif terhadap uji iodoform

(mereaksikan senyawa dengan I 2 dalam larutan NaOH), sedangkan kedua isomer lainnya memberikan hasil negatif.

d. Gambarkan ketiga isomer B yang dapat menghasilkan isomer-isomer A pada (c). (3)

Aldehid (alkanal) dan keton (alkanon) dapat dihasilkan dari reaksi oksidasi alkohol, oksidasi alkohol primer akan menghasilkan aldehid, oksidasi alkohol skunder menghasilkan keton.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 10 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 10

menjadi hijau karena terbentuknya ion Cr

f. Tulisankan reaksi antara isomer A dengan reagen Bordwell-Wellman yang menunjukkan hasil uji positif

Yang memberikan hasil positif adalah aldehid (dalam hal ini butanal dan 2 metilpropanal), sedangkan keton (dalam hal ini adalah 2-butanon) memberikan hasil negatif. Ini adalah reaksi oksidasi menggunakan Cr 2-

dalam suasana asam yang akan menghasilkan 3+ larutan warna hijau (dari hasil reduksi Cr

2 O 7 menjadi ion Cr )

g. Tulisankan reagen dan reaksi yang dapat membedakan ketiga isomer A.

Untuk membedakan ketika isomer A (butanal, 2-metilpropanal, dan 2-butanon) dapat digunakan uji:  Pembedaan antara senyawa alkanal dengan keton digunakan uji reagen Bordwell-Wellman (positif terhadap butanal dan 2-metilpropanal, negatif terhadap 2 butanon) atau reagen I 2 dalam larutan NaOH (positif terhadap 2-butanon, negatif terhadap butanal, 2-metilpropanal).  Untuk membedakan butanal dengan 2-metilpropanal terlebih dahulu dilakukan reaksi reduksi

terhadap keduanya hingga jadi alkohol. Alkohol inilah yang di uji dengan tes Lucas. Tes Lucas (dengan reagen Lucas terdiri dari HCl dan ZnCl 2 ) ini untuk membedakan jenis alkohon primer, sekunder, dan tersier. Alkohol primer (butanol) hasil reduksi dari butanal:

butanol + HCl(ZnCl 2 )  2 butilklorida + H 2 O berlangsung sangat sangat lambat atau bahkan tidak bereaksi. Alkohol skunder (2 metilpropanol) hasil reduksi dari 2 –metilpropanal:

2-metilpropanol + HCl(ZnCl 2 )  2 metilpropilklorida + H 2 O berlangsung lambat dengan ditandai adanya endapan.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 11 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 11

Senyawa yang hasil uji Bordwell-Wellman negatif adalah senyawa keton, keton ini dihasilkan dari reaksi oksidasi alkohol sekunder, jadi isomer yang dimaksud adalah 2-butanol:

i. Gambarkan struktur senyawa A yang memberikan hasil uji positif terhadap uji iodoform. (2)

Senyawa yang memberikan hasil uji positif pada uji iodoform adalah senyawa yang berupa metil-keton dalam hal ini adalah 2-butanon

j. Gambarkan struktur senyawa produk reaksi antara senyawa A pada (i) dengan hidroksiamina, NH 2 OH

Reaksi antara 2-butanon dengan hidroksiamina menghasilkan senyawa ketoxim

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 12 Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 12

(3)

l. Senyawa A mendidih pada 79,6 o

C sedangkan pentana, C 5 H 12 yang memiliki massa molekul relatif sama, mendidih pada 36,3 o

C. Jelaskan faktor apa yang menyebabkan perbedaan titik didih tersebut. (2) Isomer atau senyawa dengan jumlah Mr relatif sama yang memiliki titik didih berbeda tentu karena strukturnya berbeda. Hidrokarbon rantai panjang memiliki ikatan antar molekul melalui gaya Van der Waals (non dipol-non dipol) bahkan karena ikatan intramolekulnya adalah non polar maka cenderung gaya London yang mendominasi. Ikatan ini relatif lemah sehingga hanya perlu sedikit energi untuk memutuskan ikatan antar molekulnya. Akibatnya titik didihnya lebih rendah.

Sedangkan Senyawa A dengan gugus karbonil atau alkohol bersifat lebih polar (ada atom Oksigen yang bersifat elektronegatif kuat) maka ikatan antar molekulnya lebih kuat (ingat di sini ikatan dipol-dipol). Akibatnya titik didih relatif lebih tinggi.

Jelas faktor yang mempengaruhi adalah selain perbedaan Mr, struktur senyawa namun juga adanya atom yang bersifat elektronegatif yang akan memberi sifat kepolaran senyawa.

Soal diketik ulang oleh Urip Kalteng (urip.wordpress.com) dan pembahasan berdasarkan berbagai referensi Halaman 13