1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia” 10 0 0 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia

Bagian 1: Kimia Anorganik – Fisik – Analitik Bayu Ardiansah, S.Si. Departemen Kimia FMIPA Universitas Indonesia

  2015

SCIENT-PUBS EDUCATION

  Kwarakan, RT 73, Desa Sidorejo, Kecamatan Lendah Kabupaten Kulon Progo, 55663, Yogyakarta

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

Kata Pengantar

  Buku ini disusun untuk membantu siswa-siswi SMA/MA yang dipersiapkan untuk mengikuti lomba ilmiah/eksakta bidang kimia seperti Olimpiade Sains Nasional (OSN), baik di tingkat Kabupaten/Kota, Provinsi, Nasional dan bahkan hingga level Internasional (IChO). Selain itu, buku ini juga cocok dipelajari sebagai persiapan menghadapi kompetisi kimia yang digelar beberapa perguruan tinggi seperti OKINES – Olimpiade Kimia Unnes (Universitas Negeri Semarang), Chemistry Fair (Universitas Indonesia), Olimpiade Kimia Nasional (UGM), NCC – National Chemistry Challenge (ITS Surabaya) dan OKTAN (Kimia ITB).

  Buku ini berisi soal-soal latihan dan penyelesaiannya yang disajikan secara terstruktur perkelompok topik. Tidak seperti buku lainnya, di sini akan dibahas lebih detail dan mendalam mengenai persoalan yang ada. Soal-soal yang disajikan diambil dari pengalaman mengajar penulis sebagai asisten dosen di Departemen Kimia FMIPA UI, hasil modifikasi soal OSN dan IChO serta soal-soal OSN dari tahun-tahun sebelumnya. Buku ini juga dilengkapi dengan prediksi soal OSN Kimia dari berbagai tingkatan, mulai dari Kabupaten/Kota hingga tingkat Nasional.

  Semoga buku ini bermanfaat dan berguna bagi siswa-siswi SMA/MA serta guru pengajar olimpiade kimia. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis hargai.

  Yogyakarta, Mei 2015 Penulis

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

DAFTAR ISI

TOPIK 1: Atom, Ion, Molekul dan Stoikiometri

  TOPIK 2: Gas dan Energi Reaksi Kimia

TOPIK 3: Struktur Elektronik Atom, Ikatan Kimia dan Geometri

  Molekul

  TOPIK 4: Sifat Koligatif Larutan dan Kinetika Kimia TOPIK 5: Kesetimbangan Kimia dan Asam Basa TOPIK 6: Kesetimbangan Kelarutan, Termodinamika dan Redoks

  Elektrokimia

  TOPIK 7: Logam Transisi, Senyawa Koordinasi dan Kimia Radiasi Prediksi Soal OSN Kimia Paket A Prediksi Soal OSN Kimia Paket B

  

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...

  

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

KELOMPOK TOPIK KE-2

(Gas dan Energi Reaksi Kimia/Termokimia)

Bagian I : Pilihan Ganda

  1) Grafik di bawah ini merepresentasikan distribusi kecepatan tiga macam gas (X, Y dan Z) pada temperatur 300 K. Apabila diketahui ketiga macam gas tersebut adalah N

  2 (28,02 g/mol),

  He (4,003 g/mol) dan Cl

  2 (70,90 g/mol), dan mengacu pada

  postulat teori kinetik gas mengenai distribusi kecepatan gas, maka gas X, Y dan Z tersebut masing-masing adalah : A. X = N

  2 ; Y = He; Z = Cl

  2 B. X = N 2 ; Y = Cl 2 ; Z = He

  C. X = He; Y = Cl

  2 ; Z = N

  2 D. X = Cl 2 ; Y = N 2 ; Z = He

  E. X = Cl

  2 ; Y = He; Z = N

2 Penyelesaian : D

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Kecepatan distribusi suatu molekul gas dipengaruhi oleh massa molekul gas tersebut. Semakin ringan suatu gas maka kecepatannya akan semakin besar, begitu juga sebaliknya. Hal ini ditunjukkan dengan rumus kecepatan rata-rata kuadrat (vrms) yaitu vrms = . Dengan demikian, gas X, Y dan Z secara berurutan adalah dari yang paling berat ke paling ringan, yaitu Cl , N dan He.

  2

  2

  2) Maxwell-Boltzmann merumuskan sejumlah generalisasi perilaku gas yang dikenal dengan teori kinetik molekul gas (kinetic molecular theory of gases), yang mana gas dianggap berperilaku “ideal”. Berikut ini yang tidak termasuk dalam postulat teori kinetik gas yang diusulkan adalah :

  A. Gas terdiri dari molekul-molekul yang satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh jarak yang besar. Molekul-molekul dianggap merupakan “titik-titik” yang memiliki massa namun memiliki volume yang dapat diabaikan.

  B. Molekul gas senantiasa bergerak secara tetap dan arah yang acak yang saling bertumbukan satu dengan lainnya.

  C. Molekul gas dianggap tidak mengalami gaya tarik-menarik maupun gaya tolak menolak antara satu dengan lainnya D. Tumbukan antara molekul-molekul gas tidak bersifat elastis sempurna E. Energi kinetik rata-rata molekul sebanding dengan suhu gas dalam Kelvin

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Penyelesaian : D Inti dari teori kinetik gas mencakup asumsi-asumsi pada opsi a,

  b, c dan e. Namun yang perlu dipahami adalah tumbukan antar molekul gas bersifat sempurna. Dengan kata lain, akibat tumbukan itu, energi dapat dipindahkan dari satu molekul ke molekul lainnya, dan energi total dari semua molekul dalam system itu tetap sama. Sehingga opsi “d” bukan merupakan satu dari postulat yang diusulkan.

  3) Gambar di bawah ini merepresentasikan keadaan untuk membuktikan salah satu hukum gas ideal, berdasarkan penjabaran dari rumus utama PV = nRT.

  Apabila variabel lain dijaga konstan, akan terjadi fenomena seperti di atas. Fenomena tersebut menunjukkan eksistensi dari hukum..

  A. Hukum Boyle

  B. Hukum Gay-Lussac

  C. Hukum Charles

  D. Hukum Avogadro

  E. Tidak ada dari empat jawaban di atas yang benar Penyelesaian : D

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Dari gambar di atas, dengan jelas terlihat bahwa ketika molekul gas dikurangi dari sistem, maka volume gas akan berkurang/menyusut. Sebaliknya, apabila terjadi penambahan jumlah mol gas maka volume akan bertambah. Hal ini mencerminkan keterkaitan/hubungan antara n (jumlah mol) dan V (volume) gas. Pada kondisi P dan T tetap, maka dirumuskan sebagai n

  1 /V 1 = n 2 /V 2 yang mana hubungan tersebut merupakan implikasi dari hukum Avogadro mengenai gas ideal.

  4) Reaksi fasa gas berlangsung dalam syringe pada T dan P

  3

  konstan. Bila volume awal adalah 40 cm dan volume akhir

  3

  adalah 60 cm , reaksi manakah yang berlangsung?

  A. A (g) + B (g)  AB (g)

  B. 2 A (g) + B (g)  A

2 B (g)

  C. 2 AB

  2 (g)  A 2 (g) + 2 B 2 (g)

  D. 2 AB (g)  A

  2 (g) + B 2 (g)

  E. 2 A

  2 (g) + 4 B (g)  4 AB (g)

  Penyelesaian : C Pada kondisi P dan T konstan, maka sesuai rumus gas ideal PV = nRT, volume gas akan sebanding dengan jumlah mol gas.

  Peningkatan V akan menyebabkan peningkatan n, begitu pula

  3

  sebaliknya. Pada suatu kondisi reaksi volume naik dari 40 cm

  3

  menjadi 60 cm , maka secara logika terdapat penambahan g > 0). jumlah mol gas produk, relative terhadap reaktan (Δn

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Dari kelima reaksi di atas yang memenuhi criteria tersebut g = 1. adalah opsi c, dengan nilai Δn

  5) Sebanyak 200 mL sampel gas hidrokarbon mempunyai berat jenis 2,53 g/L pada 55 C dan 720 mmHg. Apa rumus senyawa kimia gas tersebut ?

  A. C H

  2

  6 B. C

  4 H

  10 C. C

  5 H

  12 D. C H

  6

  6 E. C

  2 H

  4 Penyelesaian : C

  Hubungan densitas/ berat jenis (d) dengan Mr zat, kita harus menurunkan persamaan dari rumus gas ideal.

  PV = nRT PV = RT P Mr = RT P Mr = dRT Mr = dRT/P

• 1 -1

  Dalam kasus di atas, Mr = (2,53 g/L x 0,082 L atm K mol x 328 K) / 0,947 atm = 71,86 g/mol.

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Gas hidrokarbon opsi a-e yang memiliki Mr mendekati nilai tersebut adalah C

5 H 12 .

  6) Suatu sampel gas Z dari keadaan awal 20 C dan 4 atm dipanaskan menjadi 40 C pada volume konstan. Manakah pernyataan yang benar ?

  I. Energi kinetik rata – rata molekul meningkat

  II. Kecepatan molekul rata – rata tidak berubah

  III. Tekanan gas meningkat menjadi 8 atm

  IV. Jumlah tumbukan per satuan waktu antarmolekul gas tidak berubah Pernyataan benar ;

  A. Hanya I

  B. Hanya II dan III

  C. Hanya I dan IV

  D. Hanya II dan IV

  E. Hanya I, II, dan III

  Penyelesaian : A

  Kenaikan temperatur menyebabkan meningkatnya energi kinetik rata-rata molekul gas. Dengan meningkatnya nilai tersebut, maka kecepatan rata-rata molekul juga akan semakin besar karena kecepatan sebanding dengan akar besarnya energi

  2

  kinetik (EK = ½ mv ). Naikya nilai EK tersebut memberikan makna bahwa molekul gas akan semakin sering bertumbukan antara satu dengan yang lainnya. Pada kondisi volume tetap

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  dan tidak ada penambahan jumlah mol gas, maka P akan sebanding dengan T, sehingga tekanan akhir gas semakin besar, namun nilainya bukan dua kali lipatnya (8 atm) karena kita harus mengkonversi terlebih dahulu satuan temperatur Celsius menjadi Kelvin, selanjutnya dapat dilakukan perhitungan melalui rumus P /T = P /T , yang memberikan

  1

  1

  2

  2

  hasil P

  2 (atau P akhir) sama dengan 4,27 atm. Maka jawaban yang benar untuk soal di atas adalah I (opsi a).

  

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...

Bagian II : Soal Essay

  1. Gas karbon dioksida (CO

  2 ) dikenal sebagai gas rumah kaca

  (GRK) dan bertanggungjawab terhadap terjadinya pemanasan global. Di laut banyak tumbuh berbagai jenis terumbu karang, yang sebagian besar strukturnya terdiri dari mineral CaCO 3 . Eksistensi terumbu karang ini mengalami ancaman, yang salah satunya disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas CO

  2 di

  atmosfer karena makin intensifnya pembakaran bahan bakar fosil (batubara, gas alam, minyak bumi) dan kebakaran hutan. Seiring dengan meningkatnya konsentrasi CO

  2 di udara,

  kandungan CO terlarut dalam air juga akan meningkat karena

  2

  gas CO

  2 di atmosfer dan CO 2 di laut berada dalam

  kesetimbangan. Diperkirakan bahwa 50% CO

  2 yang diemisikan

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia” dari hasil aktivitas manusia larut dalam air laut/ lautan.

  Dampaknya adalah penurunan pH air laut sehingga dapat mengganggu kehidupan biota laut, termasuk terhambatnya pertumbuhan terumbu karang. Meningkatnya CO

  2 terlarut

  mengakibatkan laju pelarutan CaCO

  3 meningkat sehingga total struktur terumbu karang akan rusak / hilang.

  a. Tuliskan reaksi kesetimbangan larutnya gas CO 2 dalam air.

  b. Dalam air laut, mengapa semakin banyak CO

  2 terlarut

  semakin banyak pula struktur terumbu karang (CaCO ) yang

  3 rusak. Jelaskan dan tulis reaksinya.

  Udara di atmosfer terdiri dari molekul-molekul N

  2 (78%), O

  2

  (21%), dan gas lain dalam jumlah runutan termasuk CO . Gas

  2 CO 2 lebih mudah larut dibandingkan dengan gas O 2 maupun N

  2

  yang kelarutannya pada 1 atm dan 25 C adalah

  3

• CO

  2 = 171 cm / 100 mL

  3

• O

  2 = 4,90 cm / 100 mL

  3

• N

  2 = 2,33 cm / 100 mL

  Berdasarkan data tersebut maka :

  c. Mengapa gas CO lebih mudah larut dibandingkan gas O

  2

  2

  dan N

  2 ?

  d. Tentukan perbandingan mol kelarutan gas CO

  2 , O 2 , dan N

  2 di dalam air.

  Penyelesaian :

  a) CO

  2 (g) + H

2 O (l)  H

  

2 CO

3 (aq)

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  b) Ketika gas CO

  2 larut dalam air maka akan membentuk reaksi kesetimbangan sebagaimana pada jawaban poin (a).

  Semakin banyak CO

  2 terlarut maka kesetimbangan akan

  bergeser ke arah pembentukan asam karbonat, H

  2 CO 3 , yang

  mana merupakan asam lemah yang dapat menyumbangkan

  ion H . Ion H yang dihasilkan akan menguraikan kalsium karbonat dari terumbu karang menjadi ion kalsium, air dan gas karbondioksida sehingga terumbu karang banyak yang hancur.

• + 2-

  H

  2 CO 3 (aq)  2H (aq) + CO 3 (aq) K = Ka 1 x Ka

  2 2+ +

  2H (aq) + CaCO

  3 (terumbu karang, s)  Ca (aq) +

  H O (l) + CO (g)

  2

  2

  c) Ketiga senyawa tersebut sama-sama memiliki nilai momen dipol sama dengan nol. Akan tetapi, kelarutan CO

  2 jauh

  lebih besar dibandingkan dua gas lain karena CO

  2 sebagai

  oksida asam memiliki reaktivitas untuk bereaksi dengan air (secara kesetimbangan) membentuk asam karbonat. Di sisi lain, gas N

  2 dan O 2 yang merupakan gas diatomik tidak

  dapat bereaksi dengan air, dan hanya larut dengan mengandalkan gaya dipol terimbas.

  d) Dengan menggunakan persamaan gas ideal, PV = nRT, kita dapat menghuting jumlah mol gas-gas terlarut.

• 1

  Mol CO

  2 = PV/RT = (1 atm x 0,171 L) / (0,082 L atm K

• 1 -3

  mol x 298 K) = 7 x 10 mol CO

  2

• 1

  Mol O = PV/RT = (1 atm x 0,0049 L) / (0,082 L atm K

  2

• 1 -4

  mol x 298 K) = 2 x 10 mol O

  2

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

• 1 -1

  Mol N

  2 = (1 atm x 0,00233 L) / (0,082 L atm K mol x

• 5

  298 K) = 9,5 x 10 mol N

  

2

• 3 -4

  Maka perbandingan mol CO

  2 : O 2 : N 2 = 7 x 10 : 2 x 10 :

• 5

  9,5 x 10 = 73,7 : 2,1 : 1  74 : 2 :1 (bilangan bulat)

  2. Sebanyak 300 mL larutan NaOH 2M direaksikan dengan 400 mL larutan H

2 SO

  4 1M.

  a. Buatlah persamaan reaksi netralisasi antara NaOH dan H SO (setarakan)

  2

  4

  b. Tentukan energi f NaOH (aq) yang dihasilkan jika nilai ΔH = -470,114 kJ/mol, H

  2 SO 4 (aq) = -909,27 kJ/mol, Na

  2 SO

  4

  (aq) = -1390 kJ/mol dan H O (l) = -285,83 kJ/mol

  

2

  c. Jika kedua larutan awalnya pada 25

  C, maka temperature akhir setelah kedua larutan direaksikan adalah? (anggap tidak ada kalor yang hilang, kalor jenis larutan (c) adalah 4,2 J/g C dan densitas larutan 1,00 g/mL)

  d. Hitung jumlah mol NaOH dan H

  2 SO 4 yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi sebesar 100 kJ.

  Penyelesaian :

  a. NaOH (aq) + H

  2 SO

4 (aq)  Na

  2 SO 4 (aq) + 2H

  2 O (l)

  b. rxn ) dapat dihitung sebagai Entalpi reaksi netralisasi (ΔH berikut

  rxn f Na

  2 SO 4 f H

  2 O (l) – f NaOH

  ΔH = ΔH (aq) + 2ΔH 2ΔH

• – f H

2 SO

  4

  ΔH

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia” rxn = -1390 + 2 (-285,83) – [2 (-470,114) + (-909,27)

  ΔH kJ/mol = - 112,162 kJ/mol c. Soal ini dapat diselesaikan dengan langkah-langkah sebagai berikut

  Step 1 : menghitung jumlah mol NaOH dan H

  2 SO 4 yang

  tersedia Mol NaOH = 0,3 L x 2M = 0,6 mol Mol H

  2 SO 4 = 0,4 L x 1M = 0,4 mol

  Step 2 : mencari pereaksi pembatas (dibagi dengan koefisien reaksi masing-masing) NaOH = 0,6 / 2 = 0,3; sedangkan untuk H

  2 SO 4 = 0,4 / 1 =

  0,4 Sehingga pereaksi pembatasnya adalah NaOH (nilai hasil bagi lebih kecil) Step 3 : mencari jumlah panas (Q) yang dibebaskan untuk 0,6 mol NaOH terpakai Q = -

  (n ΔH) = - [0,6 mol x (-112,162 kJ/mol)] = 67,3 kJ Step 4 : mencari temperature akhir Q = m c ΔT  67300 J = 700 g x 4,18 J/g C x ΔT  ΔT = 23 C T akhir awal = 25 + 23 = 48 C

  = ΔT + T

  d. Berdasarkan koefisien persamaan reaksi dan hasil yang diperoleh pada poin (b) mengenai entalpi netralisasi, maka apabila digunakan 2 mol NaOH dan 1 mol H

  2 SO 4 maka energi yang akan dibebaskan adalah senilai 112,162 kJ.

  Sekarang pertanyaannya adalah berapa mol kedua zat

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  tersebut dibutuhkan apabila energi yang harus dilepaskan adalah 100 kJ? Hal ini dapat diselesaikan dengan mudah sesuai berikut Mol NaOH dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 2 mol = 1,78 mol NaOH Mol H SO dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 1 mol =

  2

  4

  0,89 mol H

2 SO

  4

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

PREDIKSI OLIMPIADE SAINS

NASIONAL (OSN) BIDANG

  KIMIA

PAKET A

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

SELEKSI OSN KIMIA TINGKAT PROVINSI

  Petunjuk :

• Soal Seleksi Tingkat Provinsi ini terdiri dari 2 Bagian

  Bagian 1: Pilihan Ganda 20 Soal (40 Poin) Bagian 2: Essay 7 Soal (178 Poin) Total 218 Poin

• Estimasi waktu pengerjaan 150 menit
• Diperkenankan menggunakan kalkulator
• Tabel periodik unsur diberikan

Bagian 1: Pilihan Ganda

  1) Densitas nitrogen cair adalah 0,807 g/mL. Andaikan seseorang secara tidak sengaja meminum 0,025 mL nitrogen cair, berapakah volume nitrogen yang akan dihasilkan di dalam tubuhnya pada kondisi 100 kPa dan 37 C?

  A. 0,018 mL

  B. 0,025 mL

  C. 19 mL

  D. 23 mL

  E. 37 mL 2) Berikut manakah yang merupakan urutan paling benar mengenai kenaikan jari-jari ion spesi-spesi?

  2+ 2- 2+ + -

  A. Mg < S < Cl < K < Ca

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

• + 2+ 2+ 2- -

  B. Mg < Ca < K < Cl < S

  2+ - 2- 2+ +

  C. S < Cl < K < Mg < Ca

• 2- 2+ 2+ -

  D. S < Mg < Ca < Cl < K

  2+ + - 2+ 2-

  E. Ca < Cl < K < Mg < S 3) Wadah A dengan volume 1 L dihubungkan dengan wadah B dengan volume 2 L, dimana diantaranya diberi katup pengontrol. Wadah A berisi gas argon dengan tekanan 100 kPa sedangkan wadah B berisi gas neon dengan tekanan 150 kPa.

  Ketika katup pengontrol dibuka, gas akan bercampur dan tekanan tersebut akan berubah menjadi tekanan rata-rata. Tekanan yang ada di dalam container tersebut sekarang adalah

  A. 100 kPa

  B. 125 kPa

  C. 133 kPa

  D. 150 kPa

  E. 250 kPa

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  4) Sebanyak 0,5755 g suatu senyawa yang mengandung sulfur dan florin, memiliki volume 255 mL pada 288 K dan 50,01 kPa. Maka rumus molekul senyawa tersebut adalah

  A. S

  2 F

  2 B. SF

  2 C. SF

  4 D. SF

  6 E. S

  4 F

  10

  5) Suatu larutan ammonia memiliki pH = x sedangkan larutan HCl memiliki pH = y, dari eksperimen diketahui berlaku suatu persamaan x + y = 14, dimana x > 11. Seandainya dengan volume yang sama dari kedua larutan ini dicampurkan, bagaimana konsentrasi relative ion-ion di bawah ini ada dalam larutan hasil campuran?

  A. [NH ] > [Cl ] > [OH ] > [H ]

  4

• + + - -

  B. [Cl ] > [NH

  4 ] > [H ] > [OH ]

  C. [NH

  4 ] > [Cl ] > [H ] > [OH ]

  D. [Cl-] > [NH ] > [OH ] > [H ]

  4

  E. [Cl ] = [NH

  4 ] = [OH ] = [H ]

  6) Perhatikan reaksi siklisasi berikut ini : Reaksi tersebut dapat terjadi apabila ditambahkan pereaksi:

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  A. HBr/peroksida

  B. K Cr O

  2

  2

7 C. PCC

  D. H

  2 SO 4 pekat

  E. NaOCH

  3 dalam CH

3 OH

  7) Reaksi multitahapan sintesis senyawa turunan benzena: Dari reaksi tersebut, maka produk akhir C yang paling mungkin adalah

  A. asam p-aminobenzoat (PABA)

  B. p-nitrobenzaldehida

  C. asam o-aminobenzoat

  D. asam p-nitrobenzoat

  E. asam m-nitrobenzoat 8) Pereaksi X dan Y apakah yang tepat agar target molekul sesuai dengan yang diharapkan berikut ini?

  A. Pereaksi X = NaOH; Y = H

  2 /Pt

  B. Pereaksi X = H

  2 SO 4 pekat; Y = CH

  3 OH

  C. Pereaksi X = H

  

2 /Ni; Y = Zn/HCl

  D. Pereaksi X = H SO pekat; Y = H /Ni

  2

  4

  2

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  E. Pereaksi X = HCl pekat; Y = KOH dalam alkohol

  

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………..

Bagian 2: Essay 1. Campuran Logam Karbonat (20 Poin) Sebuah campuran logam karbonat, MCO dan oksidanya,

  3 MO, dipanaskan maka akan membebaskan CO 2 dan segera terkonversi menjadi oksida MO.

  a. Seandainya 0,6500 g sampel campuran MCO

  3 dan MO

  membentuk 0,1575 L CO

  2 pada 25 C dan 700 mmHg,

  tentukan jumlah mol CO

  2 yang terbentuk

  b. Ketika 0,3891 g MO yang dihasilkan dari poin (a) dititrasi dengan HCl 0,5 M maka dibutuhkan 38,60 mL. tentukan jumlah mol MO dalam 0,3891 g

  c. Tentukan massa atom logam M dan berikan symbol yang sesuai d. Tentukan persen mol MCO

  3 dan MO dalam sampel awal

  e. Gas yang terbentuk pada poin (a) adalah CO

  2 , tentukan:

  i) Jenis gaya antarmolekul dalam CO dan

  2

  gambarkan ilustrasinya ii) Tuliskan reaksi lengkap apabila gas tersebut larut dalam air

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia” 2.

   Kelarutan Garam Fluorida (20 Poin)

  Ketika padatan BaF

  2 ditambahkan ke dalam H

  2 O maka akan

  terbentuk kesetimbangan berikut

• 2+

  BaF

  2 (s)  Ba (aq) + 2 F (aq) Ksp = 1,5 x

• 6

  10 pada 25 C

  a. Hitunglah solubilitas molar BaF

  2 pada 25 C

  b. Jelaskan bagaimana penambahan senyawa berikut ini mempengaruhi kelarutan BaF dalam air

  2

  i) 0,10 M Ba(NO

  3 )

  

2

  ii) 0,10 M HNO

  3

  c. Di lain pihak, dalam sebuah eksperimen untuk menentukan Ksp PbF , seorang siswa memulai dengan

  2

  0,10 M Pb(NO

  3 ) 2 dan 0,10 M KF dan menggunakan

  beberapa seri pengenceran untuk menentukan konsentrasi

  2+ -

  terendah [Pb ] dan [F ] yang dapat membentuk endapan ketika dicampurkan. Seandainya seorang siswa menggunakan konsentrasi dari ion-ion yang digabungkan tersebut untuk menentukan nilai Ksp, apakah Ksp yang terhitung akan terlalu besar, terlalu kecil atau mendekati benar? Jelaskan.

• 8

  Data Ksp untuk PbF

  2 adalah 4,0 x 10 . Maka :

  d. Dalam sebuah larutan yang mengandung 0,01 M Ba(NO

  3 ) 2 dan 0,01 M Pb(NO 3 ) 2 , endapan manakah, BaF

  2

  atau PbF

  2 yang akan terbentuk pertama kali ketika NaF

  padat ditambahkan? (asumsikan volume total tetap)

  C, kesetimbangan akan berubah sampai terbentuk kesetimbangan yang baru. Setelah kesetimbangan yang

  2 O 4 (g)

  d. Apabila temperatur atmosfer naik menjadi 43

  2 O 4 pada 298 K

  M) pada awalnya, maka hitunglah konsentrasi kesetimbangan dari N

  (1,2 x 10

  2 (g) dalam atmosfer adalah 30 ppb

  (g) pada 25 C c. Untuk konsentrasi NO

  2

  b. Hitunglah konstanta kesetimbangan dimerisasi NO

  2 (g) membentuk N

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  ii) Dimerisasi NO

  2 (g) dari NO (g) dan O 2 (g)

  untuk beberapa senyawa oksida nitrogen diberikan pada tabel berikut ini: a. Hitunglah perubahan entalpi dan energy bebas Gibbs pada 200C untuk i) Pembentukan NO

  f

  dan ΔG

  f

  Nitrogen dapat membentuk banyak senyawa oksidanya, beberapa diantaranya berkontribusi dalam fenomena kabut fotokimia. Nilai ΔH

   Variasi Oksida Nitrogen (20 Poin)

  e. Ketika garam fluorida yang lebih mudah larut mulai mengendap, berapakah konsentrasi kation garam fluorida yang lebih sukar larut masih tersisa dalam larutan? Berapa persen pengendapannya? 3.

• 9

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  baru telah tercapai, apakah konsentrasi NO

  2 sekarang

• 9

  melebihi batas aman sebesar 53 ppb (2,2 x 10 M) ? jelaskan.

  e. f yang bernilai positif untuk NO

  2 (g)

  Nilai ΔG mengindikasikan bahwa dekomposisi NO

  2 (g) menjadi O

  2

  (g) dan N (g) adalah spontan. Sarankan suatu alasan

  2

  mengapa secara nyata reaksi ini tidak terjadi, atau sangat sedikit peranannya dalam meminimalkan konsentrasi atmosferik NO (g) yang notabene merupakan gas

  2 berbahaya.

4. Insektisida Alami (38 Poin)

  Pyrethrin I merupakan insektisida yang bersifat biodegradable. Senyawa ini ditemukan pada tanaman

  Chrysanthemums. Penggunaannya meningkat untuk menggantikan insektisida beracun dan tidak biodegradable.

  a. Berapakah IHD (index of hydrogen deficiency) atau pun DoU (degree of unsaturated) dari senyawa tersebut?

  b. Atom karbon asimetris/khiral adalah atom karbon yang mengikat 4 atom atau gugus atom yang berbeda. Ada berapa atom C asimetris yang terdapat pada senyawa

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  pyrethrin I? berapakah isomer optik yang mungkin eksis untuk senyawa tersebut? c. Tentukan konfigurasi R atau S pada setiap atom C asimetris d. Senyawa di atas juga memungkinkan untuk membentuk isomer geometri. Ada berapa C=C yang dapat membentuk isomer geometri? Dari struktur di atas, tentukanlah konfigurasi E atau Z dari setiap C=C yang membentuk isomer geometri.

  e. Dengan suatu pereaksi yang khas dan selektif, senyawa pyrethrin I dapat mengalami reaksi hidrolisis. Tanpa harus menuliskan pereaksi apa yang dipakai, tentukan produk reaksi hidrolisis senyawa tersebut.

  f. Andaikan produk hidrolisis dari pyrethrin I adalah senyawa A dan B, dimana B memiliki jumlah ikatan rangkap lebih banyak. Tentukanlah struktur produk (senyawa C) apabila B dioksidasi menggunakan piridinium kloro kromat (PCC).

  g. Tentukan semua struktur akhir yang ada apabila dilakukan ozonolisis terhadap senyawa C, yaitu

• direaksikan dengan O 3 kemudian dilanjutkan Zn/H .

  

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia” Agenda Pre-Order Pertama Tahun 2015 Agenda Waktu/Periode

  Pemesanan via email/SMS

  4 Mei – 7 Juni 2015 Pembayaran pesanan via Bank/ATM 8 – 14 Juni 2015

  Proses produksi/pencetakan buku 15 – 21 Juni 2015 Pengiriman buku pesanan 22 – 30 Juni 2015

  Cara mendapatkan buku: Tahap 1 : Mengirim email atau SMS pemesanan

  Pemesanan dapat dilakukan dengan mengirim SMS atau email, dengan format : Pesan Buku <spasi> Nama Pemesan <spasi> Jumlah Buku Pesanan <spasi> Alamat Lengkap Contoh : Pesan Buku - Kevin Johan - 2 - Jalan Kasuari no.36A, kelurahan manggis, RT 09/ RW 05, kecamatan jeruk purut, kabupaten nangka, provinsi jawa barat Apabila pemesanan melalui SMS, dapat dikirim ke nomor HP : 085- 729-022-489 dan apabila melalui email dapat dikirim ke alamat

  scientpubs@gmail.com

  Anda akan segera mendapatkan konfirmasi dari kami (kurang dari 24 jam) mengenai tata cara selanjutnya dan panduan pembayaran.

  Tahap 2 : Pembayaran Pesanan

  Pembayaran dapat dilakukan dengan transfer via ATM atau Host to Host dengan Teller Bank. Pembayaran ditujukan ke alamat Bank BNI

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Cabang UI Depok, Nomor Rekening : 0213370673 atas nama Bayu Ardiansah. Jumlah pembayaran Rp. 130.000,- per buku (sudah termasuk ongkos kirim)

  Tahap 3 : Konfirmasi Pembayaran/Transfer

  Apabila sudah melakukan pembayaran, maka dilanjutkan dengan mengirim pemberitahuan atau mengirim hasil scan/foto bukti pembayaran melalui email scientpubs@gmail.com dengan format subject/judul email : Bukti Bayar <spasi> Nama Pemesan <spasi> Jumlah Buku Pesanan <spasi> Jumlah Pembayaran Contoh : Bukti Bayar - Kevin Johan - 2 - 260000

  Tahap 4 : Pengiriman Modul Yang Dipesan Setelah proses pencetakan buku selesai, buku akan segera dikirimkan.

  Pengiriman modul yang dipesan dapat diproses setelah pemesan melakukan pembayaran. Modul akan dikirim via Pos Indonesia sesuai dengan alamat lengkap yang dicantumkan pemesan. Modul akan sampai ke alamat pemesan rata-rata dalam waktu 3-7 hari kerja setelah proses pengiriman bukti pembayaran (lama pengiriman modul tergantung kepada jauh/dekatnya alamat pemesan).

  Informasi Buku:

  Judul Buku : 1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia Penulis : Bayu Ardiansah, S.Si.*

  “1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

  Ukuran buku/kertas : B5 Tebal buku : 305 halaman

• Penulis merupakan kandidat dosen kimia organik, Departemen Kimia FMIPA UI. Saat ini sedang menempuh tesis program magister ilmu kimia di Departemen Kimia UI dan yang bersangkutan sudah aktif sebagai juri OSN Bidang Kimia (Kemdiknas) di tingkat Provinsi dan Nasional sejak tahun 2013.

  

SOAL UJIAN

SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015

TINGKAT PROVINSI

Waktu : 180 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

  

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

TAHUN 2015

  Petunjuk :

  1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat!

  2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian:

  A. 30 soal pilihan Ganda @ 3 poin = 90 poin jawaban benar = 3 poin jawaban salah = -1 poin tidak menjawab = 0 poin

B. 6 soal essay= 110 poin

  TOTAL Poin = 200 poin

  3. Tidak ada ralat soal

  4. Waktu yang disediakan : 180 menit

  5. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia

  6. Jawaban soal essay harus dikerjakan dalam kotak yang tersedia (jawaban tidak boleh tersebar)

  7. Diberikan Tabel Periodik Unsur, Rumus, dan Tetapan yang diperlukan

  8. Diperkenankan menggunakan kalkulator

  9. Tidak diperbolehkan membawa Hand Phone (HP) atau peralatan Komunikasi lainnya

  10. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari Pengawas

  11. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas

  12. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan

  13. Anda dapat membawa pulang soal ujian!!

A. Pilihan Berganda: pilihlah jawaban yang paling tepat

  dipanaskan, dihasilkan C N (sianogen) dan CuCN. Massa Cu(CN) yang

  1. Bila Cu(CN)

  2

  2

  2

  2

  dibutuhkan untuk membuat C N sebanyak 5,00 g adalah

  2

  2 A. 20,2 g

  B. 22,2 g

  C. 24,2 g

  D. 26,4 g

  E. 28,6 g

  2. Bila persen hasil reaksi:

  3NO (g) + H O (l) (aq) + NO(g)

  2 2  2HNO

  3 Adalah 75,0%, dan dalam reaksi tersebut dikonsumsi sebanyak 45,0 g gas NO , maka massa

  2

  (dalam satuan gram) asam nitrat, HNO (aq) yang dihasilkan adalah

3 A. 22,5 g

  B. 30,8 g

  C. 41,1 g

  D. 54,8 g

  E. 69,3 g H O ) diminum dengan 0,5 L air oleh

3. Suatu pil sakit kepala mengandung 200 mg ibuprofen (C

  13

  18

  2

  siswanya yang perutnya kosong. Bila semua pil tersebut larut, maka konsentrasi larutan (dalam satuan molal) yang terbentuk dalam perut siswa tersebut adalah

• 3

  m

  A. 2,3 x 10

• 3

  m

  B. 4,1 x 10

• 4

  m

  C. 9,7 x 10

• 3

  m

  D. 1,9 x 10

• 2

  m

  E. 1,7 x 10

  o

  3 C, sebanyak 100 cm gas pada mempunyai massa 0,120 g.

4. Pada tekanan 50 kPa dan 127

  Massa molekul relatif gas tersebut adalah

A. 1,2

  B. 25

  C. 80

  D. 120

  E. 160

5. Diketahui terdapat larutan zat dalam air sebagai berikut:

  KCl, CH CH COOH, CH CH CH , CH CH CH OH, dan CH C(O)CH

  3

  2

  3

  2

  3

  3

  2

  2

  3

  3 Urutan yang paling tepat untuk kelarutan zat-zat tersebut di dalam air adalah

  CH COOH < CH CH CH < CH CH CH OH < CH C(O)CH

  A. KCl < CH

  3

  2

  3

  2

  3

  3

  

2

  2

  3

  3 CH CH OH < CH CH CH < CH CH COOH < CH C(O)CH

  B. KCl < CH

  3

  2

  2

  3

  2

  3

  3

  2

  3

  3 CH CH < KCl < CH C(O)CH < CH CH CH OH < CH CH COOH

  C. CH

  3

  2

  3

  3

  3

  3

  

2

  2

  3

  2 CH COOH < CH CH CH OH < CH C(O)CH < CH CH CH < KCl

  D. CH

  3

  2

  3

  2

  2

  3

  3

  3

  2

  3 CH CH < CH C(O)CH < CH CH CH OH < CH CH COOH < KCl

  E. CH

  3

  2

  3

  3

  3

  3

  2

  2

  3

  2 o

  C. Zat padat tersebut

  6. Suatu zat padat mempunyai titik leleh yang tajam dan jelas di atas 100 tidak dapat menghantarkan listrik bahkan dalam keadaan lelehan. Zat padat tersebut larut dalam pelarut hidrokarbon. Struktur yang paling tepat mengenai zat padat tersebut adalah

  A. Kristal atom

  B. Kristal ion

  C. Kristal molekul raksasa

  D. Kristal molekul

  E. Logam

  7. Suatu sampel dari senyawa X, bila dipanaskan dengan larutan natrium hidroksida akan menghasilkan gas A. Bila X dipanaskan dalam asam sulfat pekat, akan dihasilkan gas B. Bila gas A dan B direaksikan, maka akan dihasilkan kembali senyawa X. Berdasarkan informasi tersebut maka senyawa X adalah

  CO C H

  A. CH

  3

  2

  2

  5 CH CO CH

  B. NH

  2

  2

  2

  3 CI

  C. NH

  4 I

  D. NH

  4

  ) SO

  E. (NH

  4

  2

  4

  8. Pernyataan paling tepat yang dapat menjelaskan bahwa endapan magnesium hidroksida dapat larut dalam larutan NH Cl(aq), tetapi tidak larut dalam larutan NaCl(aq) adalah

  4

• Cl menghasilkan NH OH, dan ion OH yang terbentuk kemudian

  A. Dalam air, larutan NH

  4

  4

  memberikan efek ion sejenis

• dalam larutan NH Cl akan menurunkan nilai hasil kali kelarutan Mg(OH)

  B. Ion NH

  4

  4

  2 Cl kurang berdisosiasi sempurna dibandingkan larutan NaCl

  C. Larutan garam NH

  4 2+ +

  dan ion Mg adalah isoelektron (mempunyai jumlah elektron sama)

  D. Ion Na

  dalam air akan menghasilkan sejumlah H O

  E. Ion NH

  4

  3

• 3

  NCH(CH )CO H adalah suatu asam amino dengan nilai Ka = 4,5 x 10 dan nilai Kb =

  9. Alanin. H

  2

  3

  2

• 5

  7,4 x 10 . Di dalam air, spesi yang mempunyai konsentrasi paling tinggi pada pH 7 adalah NCH(CH )CO H

  A. H

  2

  3

  2

• H NCH(CH )CO H B.

  3

  3

  2

• NCH(CH )CO

  C. H

  2

  3

  2

  H NCH(CH )CO D.

  3

  3

  2 E. Semua jawaban, A, B, C dan D benar 10. Pada molekul berikut ini.

  2 Jumlah atom karbon yang mempunyai hibridisasi sp adalah

  A. 0

  E. 4 H O ) berikut ini:

  11. Perhatikan reaksi pembentukan glukosa (C

  6

  

12

  6 CO (g) + 2C H H O (aq)

  2

  2

  5 OH(l) + energi panas ↔ C

  

6

  12

  6 Di antara pernyataan berikut yang paling tepat mengenai persen hasil C H O adalah

  6

  12

  6 H O bertambah besar jika tekanan parsial CO diturunkan

  A. Persen hasil C

  6

  12

  6

  2 H O naik dua kali lipat jika tekanan parsial CO diduakalikan

  B. Persen hasil C

  6

  12

  6

  2 H O bertambah besar jika suhu dinaikkan

  C. Persen hasil C

  6

  12

  6 H O berkurang jika suhu diturunkan

  D. Persen hasil C