Pembahasan Laju Reaksi Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas
Reaksi pembentukan gas $ NOBr $ dari gas $ NO $ dan $ Br_2 $ mengikuti persamaan berikut.
$ \, \, \, \, \, 2NO(g) + Br_2(g) \rightarrow 2NOBr(g) $
Reaksi ini berorde 1 terhadap setiap reaktan dengan nilai tetapan laju reaksi sebesar $ 0,25 M^{-1}s^{-1} $. Jika ke dalam 125 mL labu dimasukkan 20 mmol $ NO $ dan 15 mmol $ Br_2 $, laju reaksi setelah 25% $ NO $ bereaksi adalah ....
A). $ 4,8 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \, $
B). $ 4,2 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \, $
C). $ 3,6 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \, $
D). $ 3,0 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \, $
E). $ 2,4 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \, $

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Diketahui :
Orde 1 per reaktan reaksinya : $ 2NO \, (g) + Br_2 \, (g) \rightarrow 2NOBr \, (g) $
     k : 0,25 M$^{-1}$s$^{-1}$
     V : 125 mL
     mol NO : 20 mmol
     mol $ Br_2 $ : 15 mmol
$\spadesuit $ Ditanya : $ r $ (setelah 25% NO bereaksi)

*). Rumus lajunya : $ r = k[NO]^1 [Br]^1 $ (pangkat 1 artinya orde 1)
mol NO setelah 25% bereaksi
     = 20 mmol - 25% $\times $ 20 mmol
     = 20 mmol - 5 mmol
     = 15 mmol

mol $ Br_2 $ = 15 mmol
Yang bereaksi = 5 mmol $ \times \frac{1}{2} = \, $ 2,5 mmol
Sisa mol $ Br_2 $ = 15 mmol - 2,5 mmol = 12,5 mmol
atau dituliskan sebagai :
$ \begin{array}{ccccccc} & 2NO \, (g) & + & Br_2 \, (g) & \rightarrow & 2NOBr \, (g) & \\ m & \text{20 mmol} & & \text{15 mmol} & & --- & \\ r & \text{5 mmol} & & \text{2,5 mmol} & - & \text{5 mmol} & + \\ \hline s & \text{15 mmol} & & \text{12,5 mmol} & & \text{5 mmol} & \end{array} $

*). Menentukan Laju rekasinya
$\begin{align} r & = k[NO]^1[Br_2]^1 \\ & = 0,25 \times \left( \frac{15}{125} \right)^1 \times \left( \frac{12,5}{125} \right)^1 \\ & = 0,25 \times 0,12 \times 0,1 \\ & = 0,003 \\ & = 3 \times 10^{-3} \, Ms^{-1} \end{align} $

Jadi, laju rekasinya adalah $ 3 \times 10^{-3} \, $ Ms$^{-3} $ , jawabannya D $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Sel Elektrolisis Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas
Elektrolisis 1 L larutan $CuSO_4 $ dengan elektroda platina menghasilkan deposit logam $ Cu $ ($ A_r \, \, Cu = 63,5 $) sebanyak 3,175 g pada katoda. Volume gas yang dihasilkan pada anoda dalam keadaan STP adalah ....
A). 2,24 L
B). 1,68 L
C). 1,12 L
D). 0,56 L
E). 0,28 L

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Soal ini berkaitan tentang materi sel eleketrokimia yaitu sel elektrolisis.
*). 1 L larutan $CuSO_4$ elektroda $ Pt $ kita tentukan terlebih dahulu reaksi yang terjadi di anoda dan katoda berdasarkan larutannya dan elektrodanya. $Pt$ adalah eleketroda inerf.
*). $CuSO_4 $ terdiri dari ion $Cu^{2+} $ dan ion $ SO_4^{2-} $ (sisa asam oksi). Ion $ Cu^{2+} $ akan mengalami reaksi reduksi di katoda sedangkan ion $ SO_4^{2-} $ yang akan mengalami oksidasi adalah air.
Reaksinya :
     Katoda : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu $
     Anoda : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- $
Kemudian setarakan terlebih dahulu dengan mengalikan dikatoda dengan 2 atau dengan membagi 2 di anoda.
     K : $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \, \, \, \, |\times 2 | $
     A : $ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- \, \, \, \, |\times 1 | $
Menjadi :
$\begin{array}{ccc} \text{ K : } & 2Cu^{2+} + 4e^- \rightarrow 2Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & + \\ \hline & 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ & \end{array} $

atau
$ \begin{array}{cc|c|cc} \text{ K : } & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \times 1 & Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu & \\ \text{ A : } & 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- & \times \frac{1}{2} & H_2O \rightarrow \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ + 2e^- & + \\ \hline & & & Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ & \end{array} $

*). Logam $ Cu $ yang terdapat pada reaksi elektrolisis tersebut sebanyak 3,175 g. (Ar Cu = 63,5)
*). Pertanyaan pada soal adalah volume gas yang dihasilkan pada anoda yaitu gas $ O_2$. Untuk mencari volume $ O_2$ kita harus mengetahui jumlah mol $ Cu $ terlebih dahulu.
mol Cu $ = \frac{\text{massa Cu}}{\text{Ar Cu}} = \frac{3,175 \, g}{63,5 \, g/mol} = 0,05 \text{ mol} $

*). Dari reaksi $ 2Cu^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Cu + O_2 + 4H^+ $ atau $ Cu^{2+} + H_2O \rightarrow Cu + \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ $ dapat kita peroleh perbandingan koefisien Cu : koefisien $ O_2 $ adalah $ 2 : 1 $. Sehingga mol Cu : mol $ O_2 $ juga $ 2 : 1 $, maka mol $ O_2 $ dapat dicari dengan cara :
mol $ O_2 = \frac{1}{2} \text{ mol Cu } = \frac{1}{2} \times 0,05 = 0,025 \, $ mol.

*). Hubungan mol dan volume pada keadaan STP adalah :
mol = $ \frac{\text{V}}{22,4} \rightarrow V = \text{ mol } \times 22,4 $
Volume $ O_2 = \text{mol } O_2 \times 22,4 = 0,025 \times 22,4 = 0,56 \, $ L

Jadi, volume $ O_2 $ adalah 0,56 L, jawabannya D $ . \, \heartsuit $

Catatan :
Jika ingin lebih mengenal materi berkaitan soal ini, silahkan kunjungi link berikut ya.
Materi sel eleketrokimia dan sel elektrolisis.

Pembahasan Entalpi Reaksi Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas
Diketahui entalpi reaksi berikut ini.
$ \begin{array}{ccc} & Zn(s)+S(s) \rightarrow ZnS(s) & \Delta H^\circ = -202,9 \, kJ \\ & 2Zn(s)+O_2(g) \rightarrow 2ZnO(g) & \Delta H^\circ = -696,0 \, kJ \\ & S(s)+O_2(g) \rightarrow SO_2(g) & \Delta H^\circ = -296,1 \, kJ \end{array} $
Pembakaran $ ZnS $ di udara mengikuti persamaan berikut (belum setara).
$ \, \, \, \, \, ZnS(s) + O_2(g) \rightarrow ZnO(s) + SO_2(g) $
Entalpi $ \Delta H^\circ $ reaksi pembakaran $ ZnS $ adalah ....
A). $ -1.764,8 \, $ kJ/mol
B). $ -882,4 \, $ kJ/mol
C). $ -441,2 \, $ kJ/mol
D). $ +441,2 \, $ kJ/mol
E). $ +882,4 $ kJ/mol

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Soal ini adalah tentang termokimia (entalpi reaksi $\Delta$H)
*). Langkah 1 :
Setarakan persamaan reaksi yang diminta di soal yaitu reaksi pembakaran $ ZnS $ di udara.
*).Langkah 2 :
Gunakan persamaan-persaman entalpi reaksi yang diketahui agar reaksinya sama dengan di soal yang diminta.
$ \begin{array}{cccc} & (1) & Zn(s)+S(s) \rightarrow ZnS(s) & \Delta H^\circ = -202,9 \, kJ \\ & (2) & 2Zn(s)+O_2(g) \rightarrow 2ZnO(g) & \Delta H^\circ = -696,0 \, kJ \\ & (3) & S(s)+O_2(g) \rightarrow SO_2(g) & \Delta H^\circ = -296,1 \, kJ \end{array} $
*). Mengubah persamaan yang ada :
Persamaan (1) dibalik :
$ ZnS (s) \rightarrow Zn(s) + S(s) \, \, \Delta H^\circ = 202,9 \, kJ $
(tandanya berubah menjadi positif).
Persamaan (2) dibagi 2 :
$ Zn(s)+ \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow ZnO(g) \, \, \Delta H^\circ = \frac{-696,0}{2} = -348,0 \, kJ $
Persamaan (3) tetap :
$ S(s)+O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \, \, \Delta H^\circ = -296,1 \, kJ $
*). Jumlahkan ketiga persamaan hasil perubahan di atas :
$ \begin{array}{cccc} & ZnS (s) \rightarrow Zn(s) + S(s) & \Delta H^\circ = 202,9 \, kJ & \\ & Zn(s)+ \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow ZnO(g) & \Delta H^\circ = -348,0 \, kJ & \\ & S(s)+O_2(g) \rightarrow SO_2(g) & \Delta H^\circ = -296,1 \, kJ & + \\ \hline & ZnS(s) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow ZnO(g) + SO_2(g) & \Delta H^\circ = -441,2 \, kJ & \end{array} $
Jadi, jawabannya C $ . \, \heartsuit $