Konsep Kimia (KoKim)

Pembahasan Pergeseran Penyangga Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Suatu larutan penyangga dibuat dengan mencampurkan 55 mL asam benzoat 0,2 M ($pK_a = 4,19$) dengan 45 mL natrium benzoat 0,20 M. Jika ke dalam sistem tersebut ditambahkan 1 mmol $ Ba(OH)_2 $, rasio asam benzoat/benzoat$^-$ setelah penambahan basa adalah ....
A). $ \frac{9}{2} \, $ B). $ \frac{9}{7} \, $ C). $ \frac{9}{11} \, $ D). $ \frac{11}{9} \, $ E). $ \frac{13}{7} $

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Soal materi larutan penyangga kombinasi dengan pergeseran kesetimbangan.
*). Diketahui :
asam benzoat 55 ml, 0,2 M
sehingga mol asam benzoat = $ V \times M = 55 \times 0,2 = 11 \, $ mmol
pKa asam benzoat = 4,19
Na-Benzoat = 45 ml, 0,2 M mol Na-Benzoat = $ V \times M = 45 \times 0,2 = 9 \, $ mmol
*). Ditanya : Rasio $ \frac{\text{asam benzoat}}{\text{Benzoat}^-} $
*). Reaksi : As. Benzoat $ \rightleftharpoons $ Benzoat$^- + H^+ $
adanya penambahan basa $ Ba(OH)_2 $ akan mempengaruhi pergeseran kesetimbangan reaksi tersebut.
$ Ba(OH)_2 \, (1 \, mmol) \rightleftharpoons Ba^{2+} + 2OH^- $
maka mol $ OH^- = 2 \times 1 \, mmol = 2 \, mmol $

*). As. Benzoat $ \rightleftharpoons $ Benzoat$^- + H^+ $
Benzoat$^-$ akan bertambah sebanyak $OH^-$ yaitu 2 mmol, sedangkan asam benzoat akan berkurang sebanyak $ OH^- $ yaitu 2 mmol.

*). mol benzoat$^-$ diperoleh dari Na-Benzoat $ \rightleftharpoons Na^+ + \text{Benzoat}^- $
jumlah mol benzoat$^-$ setelah penambahana $ Ba(OH)_2 $
= 9 mmol + 2 mmol = 11 mmol

*). Jumlah mol asam benzoat = 11 mmol.
Jumlah mol asam benzoat setelah penambahan $ Ba(OH)_2 $ :
= 11 mmol $ - $ 2 mmol = 9 mmol.

Sehingga rasio $ \frac{\text{asam benzoat}}{\text{Benzoat}^-} = \frac{9}{11} $
Jadi, jawabannya C $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Tekanan Gas Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Suatu wadah yang berbentuk bola bervolume 5 L diisi dengan 25,5 g gas $ NH_3 $ dan 40,0 g gas $ CH_4 $. Jika diketahui R = 0,082 L atm mol$^{-1}$ K$^{-1}$; $A_r \, H = 1 $ , $ C = 12 $ , dan $ N = 14 $, tekanan campuran gas tersebut pada suhu 25 $^\circ$C adalah ....
A). $ 4,887 \, $ atm
B). $ 7,331 \, $ atm
C). $ 12,218 \, $ atm
D). $ 15,884 \, $ atm
E). $ 19,549 \, $ atm

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Diketahui :
Volume (V) = 5 L, m $NH_3 $ = 25,5 g, m $ CH_4 $ = 40,0 g , R = $ 0,082 \, L \, atm \, mol^{-1} \, K^{-1} $, T = 25$^\circ$C = 298$^\circ$K, Mr $NH_3$ = 17 g/mol, Mr $CH_4$ = 16 g/mol.
*). Ditanya : P campuran = ... ?
*). Rumus : P campuran = P $ NH_3 $ + P $ CH_4 $
*). Menurut rumus gas ideal : $ P.V = n.R.T $ , maka $ P = \frac{n.R.T}{V} $ dengan $ n = \frac{massa}{Mr} $
*). Menentukan Tekanan gas ideal masing-masing :
$ \begin{align} P \, NH_3 & = \frac{n\, NH_3 \times R \times T}{V} \\ & = \frac{\frac{25,5}{17} \times 0,082 \times 298}{5} \\ & = 7,3308 \, atm \\ P \, CH_4 & = \frac{n\, CH_4 \times R \times T}{V} \\ & = \frac{\frac{40}{16} \times 0,082 \times 298}{5} \\ & = 12,218 \, atm \end{align} $
*). Menentukan P campuran :
$ \begin{align} P \, \text{campuran } & = P \, NH_3 + P \, CH_4 \\ & = 7,3308 \, atm + 12,218 \, atm \\ & = 19,5488 \, atm \\ & = 19,549 \, atm \end{align} $
Jadi, jawabannya E $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Massa Amonium Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Amonium sulfat $ (NH_4)_2SO_4 $ merupakan garam anorganik yang sering digunakan sebagai pupuk. Jika suatu tumbuhan membutuhkan 19,6 mg $ N $ dari amonium sulfat dan diketahui $ A_r \, H = 1 $ , $ N = 14 $ , $ O = 16 $ , $ S = 32 $ , massa amonium sulfat yang dibutuhkan adalah sebesar ....
A). $ 1,848 \times 10^{-1} \, $ g
B). $ 9,240 \times 10^{-2} \, $ g
C). $ 4,620 \times 10^{-2} \, $ g
D). $ 2,310 \times 10^{-2} \, $ g
E). $ 4,158 \times 10^{-3} \, $ g

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Amonium Sulfat $ (NH_4)_2SO_4 \, $ Mr nya = 132
massa $ N $ = 19,6 mg
Ar $ N $ = 14
Jumlah atom $ N $ pada $ (NH_4)_2SO_4 $ = 2
Sehingga massa amonimum sulfat dapat dicari dari massa $ N $ :
$ \begin{align} \text{massa } N & = \frac{\text{jumlah } N \times \text{Ar } N}{\text{Mr } (NH_4)_2SO_4} \times \text{massa } (NH_4)_2SO_4 \\ 19,6 \, mg & = \frac{2 \times 14}{132} \times \text{massa } (NH_4)_2SO_4 \\ \text{massa } (NH_4)_2SO_4 & = \frac{19,6 \, mg \times 132}{2 \times 14} \\ & = 92,4 \, mg \\ & = 0,0924 \, g \\ & = 9,24 \times 10^{-2} \, g \\ \end{align} $
Sehingga massa amonium sulfatnya adalah $ 9,24 \times 10^{-2} \, g $.
Jadi, jawabannya B $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Konsentrasi Sisa Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Reaksi pembentukan $ Mg(OH)_2 $ berlangsung mengikuti persamaan rekasi berikut (belum setara)
$ \, \, \, Mg(NO_3)_2(aq) + KOH(aq) \rightarrow Mg(OH)_2(s) + KNO_3(aq) $
Jika ke dalam labu reaksi dicampurkan 50 mL $ Mg(NO_3)_2 \, $ 0,2 M dan 50 mL $ KOH \, $ 0,3 M, konsentrasi pereaksi sisa adalah ....
A). 0,025 M
B). 0,050 M
C). 0,075 M
D). 0,100 M
E). 0,125 M

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Langkah 1 : Setarakan persamaan reaksi pembentukan $ Mg(OH)_2$
$ Mg(NO_3)_2 (aq) + 2KOH (aq) \rightarrow Mg(OH)_2 (s) + 2KNO_3 (aq) $

*). Langkah 2 : Mencari mol pereaksi :
$ \begin{align} \text{mol } Mg(NO_3)_2 & = [Mg(NO_3)_2] \times V \\ & = 0,2 \, M \times 50 \, mL \\ & = 10 \, mmol \end{align} $
$ \begin{align} \text{mol } KOH & = [KOH] \times V \\ & = 0,3 \, M \times 50 \, mL \\ & = 15 \, mmol \end{align} $

*). Langkah 3 : Menentukan pereaksi pembatas dengan melihat jumlah mol terkecil jika dibagi dengan koefisiennya.
koefisien $ Mg(NO_3)_2 $ = 1 dengan 10 mmol $ ( 10 : 1 = 1 ) $
koefisien $ KOH $ = 2 dengan 15 mmol $ ( 15 : 2 = 7,5 ) $
Sehingga pereaksi pembatasnya adalah $ KOH $

*). Langkah 4 : Menghitung mol pereaksi tersisa
$ \begin{array}{ccccccccc} & Mg(NO_3)_2 (aq) & + & 2KOH (aq) & \rightarrow & Mg(OH)_2 (s) & + & 2KNO_3 (aq) & \\ m & 10 \, mmol & & 15 \, mmol & & & & & \\ r & 7,5\, mmol & & 15 \, mmol & - & 7,5 \, mmol & & 15 \, mmol & + \\ \hline s & 2,5\, mmol & & 0 \, mmol & & 7,5 \, mmol & & 15 \, mmol & \end{array} $
Yang bersisa adalah pereaksi $ Mg(NO_3)_2 $ sebanyak 2,5 mmol.

*). Langkah 5 : Menghitung konsentrasi $ MG(NO_3)_2 $ sebanyak 2,5 mmol dalam volume total 50 ml $ Mg(NO_3)_2 $ dan 50 ml $ KOH $
$ \begin{align} \text{Konsentrasi} & = \frac{\text{mol}}{\text{volume}} \\ [Mg(NO_3)_2] & = \frac{2,5 \, mmol}{(50 + 50)} \, mL \\ & = \frac{2,5}{100} \, M = 0,025 \, M \end{align} $

Jadi, jawabannya A $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Senyawa Polar Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Jika nomor atom $ S = 16 ; \, O = 8 , \, $ di antara tiga oksida belerang, sulfur monoksida ($SO$), sulfur dioksida ($SO_2$), dan sulfur trioksida ($SO_3$), yang merupakan senyawa polar adalah ....
A). $ SO \, $
B). $ SO \text{ dan } SO_2 \, $
C). $ SO \text{ dan } SO_3 \, $
D). $ SO_2 \text{ dan } SO_3 \, $
E). ketiganya

$\clubsuit $ Pembahasan
$_{16}S=(_{10}Ne) \, 3s^2 \, 3p^4 \rightarrow $ golongan VIA periode 3
$_{8}O=(_{2}He) \, 2s^2 \, 2p^4 \rightarrow $ golongan VIA periode 3
oksida belerang $ SO, \, SO_2, \, SO_3 \, $ struktur lewisnya yaitu :

*). Senyawa polar adalah senyawa yang larut dalam air. Ciri-ciri senyawa polar salah satunya adalah memiliki PEB. Jadi pada 3 senyawa oksida belerang di atas yang merupakan senyawa polar adalah $ SO $ dan $ SO_2 $.
Jadi, jawabannya B $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Jari-jari Kation Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Diketahui nomor atom unsur $ Na, \, Mg, \, $ dan $ Al $ masing-masing 11, 12, dan 13. Urutan jari-jari kation yang tepat adalah ....
A). $ Na^+ > Mg^{2+} > Al^{3+} \, $
B). $ Na^+ > Al^{3+} > Mg^{2+} \, $
C). $ Mg^{2+} > Al^{3+} > Na^+ \, $
D). $ Al^{3+} > Mg^{2+} > Na^+ \, $
E). $ Al^{3+} > Na^+ > Mg^{2+} \, $

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Konsep :
-). Unsur $_{11}Na , \, _{12}Mg , \, _{13}Al \, $ kationnya adalah $ Na^+, \, Mg^{2+}, \, Al^{3+} $.
-). Dalam sifat-sifat periodik unsur, jari-jari ion adalah jari-jari dari kation atau anion yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti kation dan anion pada kristal ionik.
-). Kation (ion bermuatan positif) terbentuk dari pelepasan elektron dari kulit terluar atom netral.

*). Jika dilihat dari konfigurasi elektronnya
$_{11}Na = (_{10}Ne) \, 3s^1 \, \rightarrow $ golongan IA periode 3
$_{12}Mg = (_{10}Ne) \, 3s^2 \, \rightarrow $ golongan IIA periode 3
$_{13}Al = (_{10}Ne) \, 3s^2 \, 3p^1 \, \rightarrow $ golongan IIIA periode 3

*). $Na , \, Mg, $ dan $ Al $ terletak dalam satu periode. Dalam satu periode, semakin besar muatan kation maka semakin kecil jari-jari ionnya. Sehingga jika diurutkan dari yang terbesar jari-jari kationnya yaitu :
$ Na^+ > Mg^{2+} > Al^{3+} $
Jadi, jawabannya A $ . \, \heartsuit $

Pembahasan Monomer Kevlar Simak UI 2019 Kimia kode 311

Soal yang Akan Dibahas

Kevlar merupakan polimer yang bersifat tahan panas dan serat sintetis yang kuat. Rumus struktur kevlar adalah sebagai berikut.

Monomer penyusun kevlar adalah ....

$\clubsuit $ Pembahasan
$\spadesuit $ Struktur Kevlar :

Kevlar disintesis dari monomer 1,4-difenil diamin

dan tereftaloil klorida

atau bisa digambarkan perpotongannya

Jadi, jawabannya D $ . \, \heartsuit $

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 $

Soal dan Pembahasan Kimia Simak UI 2019 Kode 311

Nomor 1

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

Nomor 2

Nomor 3

Nomor 4

Kevlar merupakan polimer yang bersifat tahan panas dan serat sintetis yang kuat. Rumus struktur kevlar adalah sebagai berikut.

Monomer penyusun kevlar adalah ....

Nomor 5

Nomor 6

Nomor 7

Nomor 8

Nomor 9

Nomor 10

Nomor 11

Ke dalam 300 mL larutan asam benzoat 0,2 M ditambahkan $ KOH $ sebanyak 2,8 g. Jika $ K_a $ asam benzoat sebesar $ 6 \times 10^{-5} $ dan diketahui $ A_r \, K = 39 $ , $ O = 16 $ , $ pH $ larutan setelah pencampuran adalah ....
A). $ 5 - \log (5/6) \, $
B). $ 5 - \log (6/5) \, $
C). $ 5 \, $
D). $ 9 + \log (6/5) \, $
E). $ 9 + \log (5/6) $

Nomor 12

Gunakan petunjuk C :
Senyawa berikut merupakan senyawa organik yang bersifat asam.
1. $FCH_2CH_2COOH$
2. $ClCH_2CH_2COOH$
3. $BrCH_2CH_2COOH$
4. $CH_3CHFCOOH $

Manakah pernyataan di bawah ini yang benar?
(1) Senyawa 1 merupakan senyawa dengan keasaman yang paling rendah.
(2) Senyawa 2 lebih asam daripada senyawa 3.
(3) Senyawa 3 lebih asam daripada senyawa 1.
(4) Senyawa 4 merupakan senyawa dengan keasaman yang paling tinggi.

Nomor 13

Gunakan petunjuk C.
Berikut ini merupakan data potensial reduksi standar.
$ \begin{array}{ccc} & Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightleftharpoons Cu(s) & E^\circ = + 0,337 \, \text{ V} \\ & Zn^{2+}(aq) + 2e^- \rightleftharpoons Zn(s) & E^\circ = - 0,763 \, \text{ V} \\ & Fe^{3+}(aq) + e^- \rightleftharpoons Fe^{2+}(aq) & E^\circ = + 0,771 \, \text{ V} \end{array} $

Berdasarkan data tersebut, reaksi yang berjalan spontan adalah ....
1). $ Cu^{2+}(aq) + Zn(s) \rightleftharpoons Cu(s) + Zn^{2+}(aq) $
2). $ 2Fe^{3+}(aq) + Cu(s) \rightleftharpoons 2Fe^{2+}(aq) + Cu^{2+}(aq) $
3). $ 2Fe^{3+}(aq) + Zn(s) \rightleftharpoons 2Fe^{2+}(aq) + Zn^{2+}(aq) $
4). $ Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \rightleftharpoons Zn(s) + Cu^{2+}(aq) $

Nomor 14

Gunakan petunjuk C.

Manakah pernyataan yang benar dari empat struktur senyawa organik berikut?
(1) Senyawa A dan B merupakan isomer geometri.
(2) Senyawa A dan C merupakan isomer rantai.
(3) Senyawa B dan Dmerupakan isomer fungsi.
(4) Senyawa C dan D merupakan isomer posisi.

Nomor 15

Gunakan petunjuk C.
Spesi yang terdapat dalam larutan $KCN$ dalam air adalah ....
(1) ion $ K^+ $
(2) ion $ CN^- $
(3) molekul $HCN$
(4) senyawa $KCN$

Catatan : Pembahasan soal-soal ini akan kita lengkapkan secara bertahap.

Pembahasan Reaksi Fisi UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Dalam reaksi fisi di bawah ini, produk yang belum diketahui adalah ....
$_{92}^{235}U+ _0^1n \, \rightarrow \, _{53}^{139}I + 2 _0^1n + ..... $
(A) $_{39}^{89}Y $
(B) $_{39}^{95}Y $
(C) $_{42}^{95}Mo $
(D) $_{42}^{94}Mo $
(E) $_{40}^{94}Zr $

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Untuk menyelesaikan reaksi fisi, jumlah massa atom (atas) dengan nomor atom (bawah) sebelum reaksi dan sesudah reaksi haruslah sama. Sehingga :
$ _{92}^{235}U+ _0^1n \, \rightarrow \, _{53}^{139}I + 2 _0^1n + _b^a... $
-). Massa atom :
$ \begin{align} \text{sebelum reaksi } & = \text{sesudah reaksi} \\ 235 + 1 & = 139 + 2 \times 1 + a \\ 236 & = 141 + a \\ a & = 236 - 141 = 95 \end{align} $
-). Nomor atom :
$ \begin{align} \text{sebelum reaksi } & = \text{sesudah reaksi} \\ 92 + 0 & = 53 + 2 \times 0 + b \\ 92 & = 53 + b \\ b & = 92 - 53 = 39 \end{align} $
Sehingga $ _{39}^{95}Y $ adalah yang tepat. (Jawabannya B)

Pembahasan Massa Logam UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Jika dalam reaksi:
$2HCl + Zn \to ZnCl_2 + H_2 $
Digunakan 25,0 mL larutan HCl 4,0M untuk menghasilkan gas H$_2$ maka logam Zn (Ar=65) yang diperlukan untuk bereaksi secara sempurna adalah ....
A). 1,65 g
B). 3,3 g
C). 6,5 g
D). 13,0 g
E). 26,0 g

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Persamaan reaksi $ 2HCl + Zn \to ZnCl_2 + H_2 $ sudah setara. $ mol \, HCl = 25 \, ml \times 4 \, \frac{mmol}{ml} = 100 \, mmol = 0,1 \, mol $
$ mol \, Zn = \frac{1}{2} \, mol \, HCl = \frac{1}{2} \times 0,1 \, mol = 0,05 \, mol $
*). Menentukan massa Zn :
$ \begin{align} mol \, Zn & = \frac{massa \, Zn}{Mr \, Zn} \\ massa \, Zn & = mol \, Zn \times Mr \, Zn \\ & = 0,05 \, mol \times 65 \, g/mol \\ & = 3,25 \, g \\ & = 3,3 \, g \end{align} $
Jadi, massa Zn adalah 3,3 g. (jawabannya B)

Pembahasan Persen Massa UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Batu kapur sebanyak 25 gram yang mengandung CaCO$_3$ (Mr=100) dan zat pengotor dilrutkan dalam air panas hingga sempurna menghasilkan Ca(OH)$_2$(aq), H$_2$O (l), dan CO$_2$(g). jika larutan ini tepat dinetralkan dengan 200 mL larutan HCl 2M, maka prosentase massa CaCO$_3$ dalam batuan adalah:
A). 40%
B). 50%
C). 60%
D). 80%
E). 90%

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Soal ini mengenai persen massa CaCO$_3$ dimana untuk mencarinya dengan menggunakan rumus :
% massa $ = \frac{m \, CaCo_3}{m \, \text{batuan yang mengandung } CaCo_3} \times 100\% $
*). Diketahui pada soal $ m $ cuplikan atau $ m $ yang mengandng CaCO$_3$ adalah 25 gram, sehingga dibutuhkan data $ m $ CaCO$_3$ tersebut dari reaksi berikut :
(1). $ CaCO_3 + 2H_2O \to Ca(OH)_{2(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)} $
(2). $ Ca(OH)_2 + H_2O + CO_2 \to CaCl_2 + 2H_2O + CO_2 $
*). Menentukan mol HCl dan mol Ca(OH)$_2$ :
$ \begin{align} mol \, HCl & = V \times M = 200 \, mL \times 2 \, M \\ & = 400 \, mmol = 0,4 \, mol \\ mol \, Ca(OH)_2 & = \frac{koef. \, Ca(OH)_2}{koef. \, HCl} \times mol \, HCl \\ & = \frac{1}{2} \times 0,4 \, mol = 0,2 \, mol \end{align} $
Sehingga mol CaCO$_3$ = mol Ca(OH)$_2$ = 0,2 mol (koefisiennya sama).
*). Menentukan massa CaCO$_3$ :
$ \begin{align} mol \, CaCo_3 & = \frac{m \, CaCO_3 }{Mr \, CaCO_3} \\ m \, CaCO_3 & = mol \, CaCO_3 \times Mr \, CaCO_3 \\ & = 0,2 \, mol \times 100 \, g/mol \\ & = 20 \, g \end{align} $
*). Menentukan persen massa CaCO$_3$ :
$ \begin{align} \% \, massa \, CaCO_3 & = \frac{m \, CaCo_3}{m \, \text{batuan yang mengandung } CaCo_3} \times 100\% \\ & = \frac{20 \, g}{25 \, g} \times 100 \% \\ & = 80\% \end{align} $
Jadi, persen massa CaCO$_3$ adalah 80 %. (jawabannya D)

Pembahasan Kesetimbangan Parsial UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Pada suhu tertentu dalam ruang tertutup yang bertekanan 6,25 atm terdapat dalam keadaan setimbang 0,5 mol gas SO$_2$; 0,5 mol gas SO$_3$; dan 0,25 mol gas O$_2$ dengan reaksi:
2SO$_3$(g) $ \rightarrow $ 2SO$_2$(g) + O$_2$(g).
Harga Kp pada suhu tersebut adalah ....
(A) 11,50 atm
(B) 6,25 atm
(C) 2,50 atm
(D) 1,25 atm
(E) 0,625 atm

$\clubsuit $ Pembahasan
*). Kp merupakan konsentrasi kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan (P). Pada soal P total = 6,25 atm sehingga perlu dicari PSO$_2$, PSO$_3$, dan PO$_2$.
*). Harga Kp dapat dihitung dengan rumus :
$ \, \, \, \, \, \, \, \, \, Kp = \frac{(PSO_2)^2 (PO_2)^1}{(PSO_3)^2} $
*). Menentukan nilai PSO$_2$, PSO$_3$, dan PO$_2$ :
mol total $ = 0,5 + 0,5 + 0,25 = 1,25 $
$ \begin{align} PSO_2 & = \frac{mol \, SO_2}{mol \, total} \times P \, total \\ & = \frac{0,5}{1,25} \times 6,25 = 2,5 \, atm \\ PSO_3 & = \frac{mol \, SO_3}{mol \, total} \times P \, total \\ & = \frac{0,5}{1,25} \times 6,25 = 2,5 \, atm \\ PO_2 & = \frac{mol \, O_2}{mol \, total} \times P \, total \\ & = \frac{0,25}{1,25} \times 6,25 = 1,25 \, atm \end{align} $
*). Menentukan Kp :
$ \begin{align} Kp & = \frac{(PSO_2)^2 (PO_2)^1}{(PSO_3)^2} \\ & = \frac{(2,5)^2 (1,25)^1}{(2,5)^2} \\ & = 1,25 \, atm \end{align} $
Jadi, Harga Kp pada suhu tersebut adalah 1,25 atm.
Jawabannya D.

Pembahasan Konsep Mol UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Sukrosa ($C_{12}H_{22}O_{11}$) dapat dioksidasi dengan asam sulfat pekat ($H_2SO_4$) menghasilkan karbon (C) dan uap air (H$_2$O). Jika 342 gram sukrosa direaksikan dengan asam sulfat pekat berlebih maka volume uap air yang dihasilkan pada keadaan STP adalah .... (diketahui Ar C=12, H=1, O=16)
A). 61,6 L
B). 123,2 L
C). 184,8 L
D). 246,4 L
E). 308 L

$\clubsuit $ Pembahasan
Untuk menyelesaikan soal semacam ini yang perlu dilakukan adalah menyetarakan persamaan reaksinya terlebih dahulu, sebagai berikut:
C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ + H$_2$SO$_4 \, \rightarrow \, $ 12C + 11H$_2$O + campuran air dan asam

Setelah reaksinya setara maka kita gunakan perbandingan mol dengan koefisien reaksi dari senyawa yang diketahui. Pada soal tersebut, dapat dicari mol dari sukrosa (C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$) dengan menggunakan rumus berikut:
$\begin{align} mol \, sukrosa \, (C_{12} H_{22} O_{11}) & = \frac{mol \, sukrosa \, (C_{12} H_{22} O_{11})}{Mr sukrosa(C_{12} H_{22} O_{11})} \\ & = \frac{342 \, gram}{12 \, ArC + 22 \, Ar \, H + 11 \, Ar \, O} \\ & = \frac{342 \, gram}{(12 .12)+(22 .1)+(11.16) \, g/mol} \\ & = \frac{342 \, gram}{342 \, g/mol} = 1 \, mol \end{align} $

Dari perhitungan mol sukrosa (C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$), dapat dicari mol H$_2$O dengan perbandingan koefisien pada persamaan reaksi, sebagai berikut:
$ \begin{align} mol \, H_2 O & = \frac{koefisien \, H_2 O}{koefisien \, C_{12} H_{22} O_{11} } \times mol \, C_{12} H_{22} O_{11} \\ mol \, H_2 O & = \frac{11}{1} \times 1 \, mol = 11 mol \end{align} $

Setelah diketahui mol H$_2$O, maka untuk mencari volume H$_2$O pada keadaan standar digunakan rumus:
$ \begin{align} mol \, H_2 O & = \frac{V}{22,4 \, L/mol} \\ 11 \, mol & = \frac{V}{22,4 \, L/mol} \\ V & = 11 \, mol \times 22,4 \, L/mol = 246,4 \, L \end{align} $
Jadi volume uap air yang dihasilkan pada keadaan STP adalah sebanyak 246,4 L yaitu D.

Pembahasan Lambang Atom UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Soal yang Akan Dibahas

Atom A mempunyai 11 proton dan 12 neutron, sedangkan atom B mempunyai massa atom 16 dan mengandung 8 neutron. Jika A dan B berikatan, molekul yang terbentuk mempunyai massa molekul sebesar ....
A). $ 62 \, $ B). $ 55 \, $ C). $ 49 \, $ D). $ 47 \, $ E). $ 31 $

$\clubsuit $ Pembahasan
Konsep untuk menjawab soal tersebut adalah:
Suatu atom mempunyai 3 partikel dasar penyusun yaitu proton, elektron dan neutron. Dimana suatu atom dilambangkan dengan:
              $ _Z^AX $
Keterangan: X = lambang atom
A = nomor massa
Z = nomor atom

       Nomor atom menunjukkan jumlah muatan positif dalam inti atom (jumlah proton). Menurut Henry Moseley (1887-1915) jumlah muatan positif setiap unsur bersifat karakteristik, jadi unsur yang berbeda akan mempunyai nomor atom yang berbeda.

       Untuk jumlah muatan positif (nomor atom) diberi lambang Z. Jika atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif (proton) dalam atom harus sama dengan jumlah muatan negatif (elektron). Jadi, nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron. Massa atom dinyatakan sebagai nomor massa dan diberi lambang A.
Jadi, nomor massa = jumlah proton + jumlah netron.

Sehingga dari soal tersebut dapat diketahui: atom A dengan 11 proton dan 12 neutron, bisa dilambangkan:
$_{11}^{(11+12)}A \rightarrow _{11}^{23}A \rightarrow \, $ yang mempunyai konfigurasi elektron: 2, 8, 1. Sehingga A dengan nomor atom 11 pada sistem periodik unsur adalah Na, dengan Ar = 23.

Atom B mempunyai massa atom 16 dan mengandung 8 neutron, bisa dilambangkan:
$_{(16-8)}^{16)}B \rightarrow _8^{16}B \rightarrow \, $ yang mempunyai konfigurasi elektron: 2,6. Sehingga B dengan nomor atom 8 pada sistem periodik unsur adalah O, dengan Ar = 16.

Molekul yang bisa terbentuk dari unsur Na dan O adalah Na$_2$O. sehingga Mr dari Na$_2$O adalah:
Mr Na$_2$O = (2 $ \times $ Ar Na) + (1 $ \times $ Ar O)
Mr Na$_2$O = (2 $ \times $ 23) + (1 $ \times $ 16)
Mr Na$_2$O = 46 + 16
Mr Na$_2$O = 62.
Sehingga jawaban yang tepat untuk soal ini adalah A.

Soal dan Pembahasan UM UGM 2017 Kimia Kode 713

Nomor 1

Nomor 2

Nomor 3

Nomor 4

Nomor 5

Untuk reaksi pembakaran metana (CH$_4$) seperti berikut ini (belum setara):
CH$_4$(g) + O$_2$(g) $ \rightarrow $ CO$_2$(g) + H$_2$O(g)
Diketahui $\Delta$H$_f^0$ CH$_4$(g); CO$_2$(g); dan H$_2$O(g) berturut-turut adalah 74,9 kJ/mol; -393,5 kJ/mol; dan -241,8 kJ/mol. $\Delta$H pembakaran 32 gram metana (Mr=16) sebesar ....
(A) -1604,4 kJ
(B) -802,2 kJ
(C) -401,1 kJ
(D) +802,2 kJ
(E) +1604,4 kJ

Nomor 6

Reaksi dekomposisi berikut terjadi di dalam air bag mobil.
2NaN$_3$(s) $ \rightarrow $ 3N$_2$(g) + 2Na(s) $\Delta$H= -43,5kJ
Panas pembentukan $\Delta$H$_f^0$ untuk NaN$_3$ adalah ....
(A) -43,5 kJ
(B) -21,8 kJ
(C) 21,8kJ
(D) 43,5kJ
(E) 10,9kJ

Nomor 7

Diketahui data percobaan penentuan orde reaksi sebagai berikut:

Waktu reaksi pada saat konsentrasi [X] dan [Y] masing-masing 0,2 M adalah ....
(A) 2 menit
(B) 3 menit
(C) 4 menit
(D) 5 menit
(E) 6 menit

Nomor 8

Nomor 9

Diketahui Ksp Cd(OH)$_2$ adalah $ 25 \times 10^{-14}$. Jika pH suatu larutan garam CdCl$_2$ 0,00025 M dinaikkan dengan menambahkan padatan NaOH, maka endapan Cd(OH)$_2$ akan terbentuk setelah pH larutan lebih dari ....
(A) 9
(B) 10
(C) 11
(D) 12
(E) 13

Nomor 10

Atom karbon yang memiliki orbital hibrida $ sp^3 $ terdapat pada molekul ....
(A) Benzena, C$_6$H$_6$
(B) Etana, C$_2$H$_6$
(C) Etena, C$_2$H$_4$
(D) Etuna, C$_2$H$_2$
(E) Fenol, C$_6$H$_6$O

Nomor 11

Nomor 12

Pada reaksi HNO$_3$ + H$_2$SO$_4 \rightarrow $ NO$_2^+ $ + HSO$_4^- $ + H$_2$O, asam nitrat berperan sebagi basa.
SEBAB
Pada reaksi tersebut asam nitrat menerima proton dari asam sulfat.

Nomor 13

Hukum kesetimbangan untuk reaksi penguraian PCl$_5$
menjadi PCl$_3$ dan Cl$_2$ adalah $ K = \frac{[PCl_3][Cl_2]}{PCl_3} , $
PCl$_5$(g) $ \leftrightharpoons $ PCl$_3$(g) + Cl$_2$(g)
SEBAB
PCl$_5$ dan PCl$_3$ memiliki geometri masing-masing trigonal bipiramida dan trigonal piramida.

Nomor 14

Pada elektrolisis leburan NaCl, gas H$_2$ akan terbentuk di katoda
SEBAB
Ion Na$^+$ sangat sulit tereduksi menjadi logam Na.

Nomor 15

Laju reaksi berbanding lurus dengan suhu reaksi.
SEBAB
Semakin tinggi suhu reaksi, maka energi kinetik molekul semakin besar sehingga dapat menurunkan energi aktivasi.

Nomor 16

Jika 20 asam amino alanin (H$_3$C - CH(NH$_2$) - CO$_2$H) terpolimerisasi kondensasi membentuk protein, maka pernyataan berikut ini yang benar adalah .... (Mr alanin = 89, H$_2$O = 18)
(1) Akan dihasilkan 20 molekul air
(2) Alanin bersifat optis aktif
(3) Akan dihasilkan protein dengan berat molekul 1780
(4) Terbentuk protein yang dapat diuji dengan reagen biuret

Nomor 17

Pada baterai mobil, arus listrik dihasilkan dari reaksi redoks. Pernyataan yang benar mengenai baterai mobil adalah ....
(1) PbO$_2$ bertindak sebagai katoda
(2) Besarnya arus tergantung pada luas area elektroda
(3) PbO bertindak sebagai anoda
(4) H$_2$SO$_4$ berfungsi sebagai elektrolit

Nomor 18

Jika ke dalam 100mL NH$_3$(aq) 0,2 M ditambahkan 100mL larutan asam sulfat 0,1M, maka pernyataan yang benar berikut ini adalah .... (Kb NH$_3$(aq) = $ 2 \times 10^{-5}$)
(1) pH larutan sebelum ditambah asam adalah $ 3- \log 2 $
(2) campuran tersebut adalah larutan penyangga
(3) konsentrasi garam yang terjadi adalah 0,2 M
(4) campuran tersebut mempunyai pH kurang dari 7

Nomor 19

di antara senyawa-senyawa alkohol berikut yang dapat dioksidasi menghasilkan keton (alkanon) adalah ....
(1) 2-metil-1-butanol
(2) 2,2-dimetil-1-propanol
(3) 3-metil-1-butanol
(4) Sikloheksanol

Nomor 20

Jika atom dari unsur Y dapat membentuk ion Y$^{2+}$, maka pernyataan yang benar untuk unsur Y adalah ....
(1) Dapat membentuk oksida logam
(2) Termasuk golongan II atau logam transisi
(3) Dapat membentuk ikatan ionic
(4) Mudah larut dalam air

Catatan : Pembahasan soal-soal ini akan kita lengkapkan secara bertahap.

Bentuk dan Orientasi Orbital

Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Bentuk dan Orientasi Orbital. Energi dan bentuk orbital diturunkan dari persamaan gelombang ($\Psi$ = psi), sedangkan besaran pangkat dua ($\Psi ^2 $) dari persamaan gelombang menyatakan rapatan muatan atau peluang menemukan elektron pada suatu titik dan jarak tertentu dari inti. Bentuk orbital tergantung pada bilangan kuantum azimuth (l), artinya orbital dengan bilangan kuantum azimuth yang sama akan mempunyai bentuk yang sama. Orbital 1s, 2s, dan 3s akan mempunyai bentuk yang sama, tetapi ukuran atau tingkat energinya berbeda. Dengan memahami uraian berikut, kalian akan mengetahui bentuk orbital s, p, d, dan f.

Orbital s

Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa electron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah.

Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital memengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, ukuran orbitalnya juga semakin besar. Berikut ini adalah bentuk orbital dari orbital s:

Gambar: bentuk orbital s

Orbital p

Bentuk orbital p seperti balon terpilin. Kepadatan elektron tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah.

Rapatan muatan elektron orbital 2p adalah nol pada inti, meningkat hingga mencapai maksimum di kedua sisi, kemudian menurun mendekati nol seiring dengan bertambahnya jarak dari inti. Setiap subkulit p ( l = 1) terdiri dari tiga orbital yang setara sesuai dengan tiga harga m untuk l = 1, yaitu -1, 0, dan +1. Masing-masing diberi nama $p_x, \, p_y$, dan $p_z$.

Gambar: orbital $p_x, \, p_y$, dan $p_z$

Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, dimana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda $p_x, \, p_y$, dan $p_z$.

Gambar: orbital p dengan satu kumpulan sumbu

Orbital d

Setiap subkulit d terdiri atas 5 orbital dengan bentuk kelima orbital yang tidak sama. Orientasi orbital d dilambangkan dengan $d_{xy}, \, d_{xz}, \, d_{yz}, \, d_{x^2-y^2} \, $ dan $d_{z^2}$. Empat orbital mempunyai bentuk yang sama dan setiap orbital mempunyai 4 "lobe" kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya. Seperti pada gambar di bawah ini:

Orbital f

Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

Orbital f (mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu
1) kelompok pertama : $f_{xyz}$
2) kelompok kedua : $f_{(x(z^2-y^2))} f_{(y(z^2-x^2))},f_{(z(x^2-y^2))}$
3) kelompok ketiga : $f_{(x^3)},f_{(y^3)},f_{(z^3)}$.

Gambar: bentuk orbital f
Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S

Demikian pembahasan materi Bentuk dan Orientasi Orbital dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan struktur atom 1 atau struktur atom 2. Semoga materi ini bisa bermanfaat untuk kita semua. Terima Kasih.

Kaidah Penentuan Konfigurasi Elektron

Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Kaidah Penentuan Konfigurasi Elektron. Konfigurasi elektron menggambarkan susunan elektron dalam orbital-orbital atom. Dengan mengetahui konfigurasi elektron, jumlah elektron pada kulit terluar dapat ditentukan. Banyaknya jumlah elektron terluar dari suatu atom menentukan sifat-sifat kimia suatu unsur. Berikut ini ada beberapa kaidah yang harus diketahui pada penentuan konfigurasi elektron, yaitu: prinsip Aufbau, kaidah Hund, dan azas larangan Pauli.

Prinsip Aufbau

Pada uraian sebelumnya, telah diketahui bahwa elektron menempati kulit atom berdasarkan tingkat energinya. Dengan demikian, pengisian elektron dimulai dari tingkat energi terendah menuju tingkat energi yang lebih tinggi. Prinsip ini dikenal dengan prinsip Aufbau. Keadaan ketika elektron mengisi kulit dengan energi terendah disebut keadaan dasar (ground state). Urutan pengisian elektron dapat kalian perhatikan pada gambar berikut ini:

Gambar: urutan tingkat energi

Urutan orbital berdasarkan tingkat energi mengacu pada urutan arah panah, yaitu 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya. Dari urutan tersebut terlihat bahwa tingkat energi 3d lebih besar dibandingkan tingkat energi 4s. Jadi, setelah 3p penuh, elektron akan mengisi subkulit 4s terlebih dahulu sebelum subkulit 3d.

Pada saat pengisian elektron, subkulit dengan tingkat energi terendah diisi penuh terlebih dahulu, kemudian sisa elektron akan menempati subkulit dengan tingkat energi lebih tinggi. Misalnya, pada atom hidrogen, elektron terletak pada subkulit 1s. jadi, orbital ini mempunyai tingkat energi paling rendah. Karena atom hidrogen mempunyai satu elektron, maka kita tulis 1s$^1$ untuk menunjukkan konfigurasi atom hidrogen.

Contoh soal:
Tentukan konfigurasi elektron unsur-unsur berikut berdasarkan prinsip Aufbau!
1. $_{11}$Na
2. $_{15}$P
3. $_{26}$Fe
4. $_{36}$Kr
Jawab:
1. 1s$^2$ 2s$^2$ 2p$^6$ 3s$^1$
2. 1s$^2$ 2s$^2$ 2p$^6$ 3s$^2$ 3p$^3$
3. 1s$^2$ 2s$^2$ 2p$^6$ 3s$^2$ 3p$^6$ 4s$^2$ 3d$^6$
4. 1s$^2$ 2s$^2$ 2p$^6$ 3s$^2$ 3p$^6$ 4s$^2$ 3d$^{10}$ 4p$^6$

Aturan Hund

Hund menyatakan bahwa elektron yang mengisi subkulit dengan jumlah orbital lebih dari satu akan tersebar pada orbital yang mempunyai kesamaan energi (equa-energy orbital) dengan arah putaran spin yang sama.

Subkulit yang mengandung orbital lebih dari satu adalah orbital p, d, dan f. pengisian elektron menurut Aturan Hund dimulai dengan mengisi satu elektron pada tiap-tip orbital dengan arah putaran (spin) yang sama. Setelah semua orbital terisi satu elektron, elektron sisanya akan mengisi orbital dengan arah putaran (spin) yang berlawanan, sehingga orbital terisi pasangan elektron.

Contoh:
Tentukan diagram orbital untuk unsur-unsur berikut ini:
1. $_7$N
2. $_9$F
3. $_{24}$Cr
Jawab:

Konfigurasi elektron Cr menurut aturan Hund berbeda dengan konfigurasi elektron hasil percobaan. Berdasarkan percobaan, konfigurasi $_{24}Cr = (Ar) \, 3d^5 \, 4s^1 \, $ sehingga diagram orbitalnya adalah:

Ternyata subkulit d lebih stabil pada keadaan tepat terisi penuh atau tepat setengah penuh. Atom $_{24}$Cr lebih stabil dengan subkulit d terisi tepat setengah penuh.

Azas Larangan Pauli

Pauli menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Pernyataan tersebut dikenal dengan Larangan Pauli. Jika ada dua elektron mempunyai nilai n, l, dan m sama, maka nilai s-nya harus berbeda. Pasangan elektron dalam satu orbital dinyatakan dengan diagram orbital berikut:

Karena satu orbital hanya ditempati dua elektron, maka 2 elektron tersebut dibedakan berdasarkan arah putaran (spin) yang berbeda atau dapat dinyatakan bahwa elektron itu mempunyai bilangan kuantum spin berbeda.

Contoh:
1. Tentukan bilangan kuantum dan diagram orbital dari atom-atom berikut:
a. $_{19}$K
b. $_{20}$Ca
Jawab:

2. Tuliskan konfigurasi electron atom-atom berikut:
a. $_{22}$Ti
b. $_{13}$Al
c. $_{29}$Cu
Jawab:
a. Ada beberapa cara menuliskan konfigurasi elektron dari atom $_{22}$Ti, yaitu:
(i). $_{22}Ti = 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \, 4s^2 \, 3d^2$
(ii). $_{22}Ti = 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \, 3d^2 \, 4s^2 $
(iii). $_{22}Ti = (Ar) \, 3d^2 \, 4s^2$
       Penulisan konfigurasi elektron atom Ti (i) berdasarkan prinsip Aufbau, yaitu pengisian orbital dimulai dari tingkat energi terendah menuju tingkat energi tertinggi. Penulisan konfigurasi (ii) ditulis dengan mengurutkan orbital-orbital pada subkulit terendah diikuti dengan orbital-orbital subkulit berikutnya. Sedangakan pada penulisan konfigurasi elektron (iii) disingkat dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia yang stabil. Dalam hal ini adalah 18 Ar.

b. Penulisan konfigurasi atom $_{13}$Al yaitu:
(i). $_{13}Al = 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^1$
(ii). $_{13}Al = (Ne) \, 3s^2 \, 3p^1$
       Penulisan konfigurasi elektron atom (i) berdasarkan prinsip Aufbau. Sedangkan penulisan konfigurasi elektron (ii) disingkat menggunakan konfigurasi elektron gas mulia yang stabil.

c. Penulisan konfigurasi electron dari atom $_{29}$Cu, yaitu:
(i). $_{29}Cu = 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \, 4s^2 \, 3d^9$
(ii). $_{29}Cu = (Ar) \, 4s^1 \, 3d^{10} $
       Penulisan konfigurasi elektron atom (i) berdasarkan prinsip Aufbau, tetapi terdapat penyimpangan berdasarkan percobaan, yaitu pengisian elektron pada subkulit d yang tepat terisi penuh atau tepat setengah penuh lebih stabil, sehingga konfigurasinya seperti pada (ii) dan disingkat menggunakan konfigurasi elektron gas mulia yang stabil.

       Demikian pembahasan materi Kaidah Penentuan Konfigurasi Elektron dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan bentuk dan orientasi orbital.