c. - Olimpiade PSMA - Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016
Tingkat Provinsi
Bidang Kimia
Ujian Teori
Waktu: menit
JAWAB
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Direktorat Jenderal Pendidikan Menengah
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas
2016
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 Nomor soal essay = 132 poin
TOTAL Poin = 222 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, formula 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 !!
OSP-2015
ii
Tetapan dan rumus berguna
Tetapan (bilangan) Avogadro
NA = 6.022∙1023 partikel.mol–1
R = 8,314 J.K-1.mol-1 = 8,314 x107 erg. Mol-1.K-1
Tetapan gas universal, R
= 1,987 cal.mol-1.K-1 = 0,082054 L.atm.mol-1.K-1
1 Pa = 1 N/m2 = 1 kg/(m.s2)
1 atm. = 760 mmHg = 760 torr
Tekanan gas
= 101325Pa = 1,01325 bar
1 bar = 105 Pa
1 mol gas (STP)
22,4 L
Persamaan gas Ideal
PV = nRT
Tekanan Osmosa pada larutan
Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada 25oC
Konstanta kesetimbangan dan tekanan
parsial gas
 = M RT
Temperatur dan konstanta kesetimbangan
Hubungan tetapan kesetimbangan dan
energi Gibbs
Energi Gibbs pada temperatur konstan
Kerja maksimum, w
Isotherm reaksi kimia
Potensial sel dan energi Gibbs
Konstanta Faraday
Kw = 1,0x10-14
Kp = Kc(RT)∆n
ln 𝐾 =
−∆𝐻𝑜 1
( ) + 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎
𝑅
𝑇
Go = -RT ln K
G  H  T S
w = nRT
G = G + RT∙ln Q
Go = - nFEo
F = 96500 C/mol elektron
𝑅𝑇
𝑜
𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑠𝑒𝑙
− ( ) ln 𝑄
𝑛𝐹
Persamaan Nerst
𝑜
Atau 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑠𝑒𝑙
− (2,303
Muatan elektron
Ampere (A) dan Coulomb (C)
𝑅𝑇
𝑛𝐹
) log 𝑄
1,6022 x 10-19 C
A = C/det
Reaksi orde pertama: AB
Reaksi orde kedua: AB
Tetapan laju dan temperatur
OSP-2015
𝒌𝟐
𝑬𝒂 𝟏
𝟏
𝒍𝒏 ( ) =
( − )
𝒌𝟏
𝑹 𝑻𝟏 𝑻𝟐
iii
OSP-2015
iv
LEMBAR JAWABAN
Bagian A (90 poin)
Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Yang Anda Pilih
No
Jawaban
No
Jawaban
1
A
B
C
D
E
16
A
B
C
D
E
2
A
B
C
D
E
17
A
B
C
D
E
3
A
B
C
D
E
18
A
B
C
D
E
4
A
B
C
D
E
19
A
B
C
D
E
5
A
B
C
D
E
20
A
B
C
D
E
6
A
B
C
D
E
21
A
B
C
D
E
7
A
B
C
D
E
22
A
B
C
D
E
8
A
B
C
D
E
23
A
B
C
D
E
9
A
B
C
D
E
24
A
B
C
D
E
10
A
B
C
D
E
25
A
B
C
D
E
11
A
B
C
D
E
26
A
B
C
D
E
12
A
B
C
D
E
27
A
B
C
D
E
13
A
B
C
D
E
28
A
B
C
D
E
14
A
B
C
D
E
29
A
B
C
D
E
15
A
B
C
D
E
30
A
B
C
D
E
OSP2016
Page 5
A. Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat
1.
Suatu oksida logam Pb mengandung persen berat 90,65% Pb . Formula empiris oksida
Pb tersebut adalah:
A. Pb2O
B. PbO
C. Pb3O4
D. Pb2O3
E. PbO2
2.
Dalam suatu wadah tertutup yang mengandung campuran 90,0 g gas CH4 dan 10,0 g
gas argon (Ar), pada kondisi temperatur dan volume yang konstan, mempunyai
tekanan sebesar 250 torr . Tekanan parsial gas CH4 adalah:
A. 143 torr
B. 100 torr
C. 10.7 torr
D. 239 torr
E. 26.6 torr
3.
Berapa g air yang terkandung di dalam 75,0 g larutan yang mengandung 6,10%
K3PO4(aq)?
A. 75,0 g
B. 73,2 g
C. 70,4 g
D. 68,1 g
E. 62,8 g
4. Perhatikan reaksi berikut ini:
H2SO3 (aq)n+Sn+4(aq) + H2O(l)  Sn+2(aq) +HSO4-(aq) + 3 H+(aq)
Pernyataan yang benar adalah:
A. H2SO3 adalah reduktor karena cenderung reduksi
B. H2SO3 adalah reduktor karena cenderung oksidasi
C. Sn+4 adalah reduktor karena cenderung oksidasi
D. Sn+4 adalah reduktor karena cenderung oksidasi
E. H2SO3 adalah oksidator dan reduktor
5.
Spesi yang mempunyai jumlah elektron yang sama dengan molekul air adalah:
A. H2S
B. BH3
C. OHD. BeH2
E. Ne+2
6.
Ion ion berikut ini adalah isoelektronik. Dari ion ion tersebut, manakah yang mempunyai
radius paling kecil?
A. BrB. Sr+2
C. Rb+
D. Se-2
E. Semua spesi tersebut mempunyai radius yang sama karena mempunyai jumlah
elektron yang sama.
OSP2016
Page 6
7. Dari senyawa berikut: CH4, AsH3, CH3NH2, H2Te, HF, senyawa yang menunjukkan
adanya ikatan hidrogen adalah:
A. AsH3, H2Te
B. AsH3, CH3NH2
C. CH4, AsH3, H2Te
D. CH3NH2, HF
E. HF, H2Te
8.
Perhatikan pasangan cairan berikut ini:
i. benzena, C6H6, dan heksana, C6H12
ii. Air dan metanol, CH3OH
iii. Air dan heksana
Berikut ini, manakah pasangan yang dapat saling melarutkan (miscible)?
A. Hanya pasangan (i)
B. Hanya pasangan (ii)
C. Hanya pasangan (i) dan (ii)
D. Pasangan (i), (ii) dan (iii)
E. Hanya pasangan (ii) dan (iii)
9.
Struktur Lewis untuk molekul hidrogen sianida (HCN) menunjukkan:
A. 2 ikatan ganda dua dan 2 pasang elektron bebas pada atom N.
B. 1 ikatan C-H, 1 ikatan C=N, 1 pasang elektron bebas pada atom C dan 1 pasang
elektron bebas pada atom N.
C. 1 iikatan C-H, 1 ikatan C-N, 2 pasang elektron bebas pada atom C dan 3 pasang
elektron pada atom N.
D. 1 ikatan ganda tiga antara C dan N, 1 ikatan N-H dan 2 pasang elektron bebas
pada atom C.
E. 1 ikatan ganda tiga antara C dan N, 1 ikatan C-H dan 1 -pasang elektron bebas
pada atom N.
10. Bentuk geometri pasangan elektron untuk molekul yang atom pusatnya masing masing
mempunyai pasangan elektron berturut turut sebanyak 4 pasang, 3 pasang dan 2
pasang adalah:
A. tetrahedral, trigonal planar, linear
B. tetrahedral, trigonal pyramidal, linear
C. tetrahedral, trigonal planar, bengkok (bent)
D. pyramidal, trigonal planar, linear.
E. tidak ada jawaban yang benar
11. Pernyataan yang benar mengenai metana (CH4) dan ion ammonium (NH4+) adalah:
A. Secara kimia, CH4 dan NH4+ tidak dapat dibedakan satu dengan lainnya
B. Geometri CH4 adalah tetrahedral, sedangkan +NH4 adalah bidang segiempat
datar
C. Keduanya mempunyai sifat fisik yang sama
D. CH4 dan NH4+ adalah isoelektronik
E. Pada temperatur kamar, CH4 dan NH4+ adalah gas
OSP2016
Page 7
12. Perubahan entalpi, H, untuk reaksi:
4 HBr (g) + O2(g)  2H2O(g) + 2 Br2(g)
adalah -276 kJ untuk per mol O2. Bila campuran reaksi berada dalam keadaan
kesetimbangan, maka perlakuan yang akan menggeser reaksi kearah kanan adalah:
A. Penambahan katalis
B. Memindahkan campuran reaksi ke wadah yang volumenya lebih besar
C. Menurunkan tekanan luar
D. Mengeluarkan sebagian Br2(g)
E. Menaikkan temperatur.
13. Suatu larutan mempunyai konsentrasi ion hirogen 0,001 M. Pernyataan berikut ini:
i. Larutan mempunyai pH =3
ii. Larutan bersifat asam
iii. Konsentrasi ion hidroksida adalah 1,0 x10-11.
(Diketahui: Kw = 10-14)
Mengenai ketiga pernyataan larutan tersebut, pernyatan yang benar adalah:
A. Semua pernyataan benar.
B. Hanya (i)
C. Hanya (i) dan (ii)
D. Hanya (iii)
E. Semua pernyataan salah
14.
Dalam pelarut air, manakah anion yang merupakan basa paling kuat?
A. HSO4B. ClC. C2H3O2- (ion asetat)
D. NO3E. Semua adalah basa konyugasi dari asam kuat dan mempunyai kekuatan basa
yang sama
15. Dari rentang pH perubahan warna indikator berikut ini, maka indikator yang dapat
digunakan untuk titrasi larutan NH3(aq) dengan larutan HCl adalah:
Indikator
OSP2016
pH perubahan
warna
Warna rentang asam
Warna rentang basa
A.
pink
1,2 – 2,8
kuning
B.
biru
3,4 – 4,6
kuning
C.
kuning
6,5 – 7,8
ungu
D.
Tak berwarna
8,3 – 9,9
merah
E.
Bukan A, B,C dan D
-
-
Page 8
16. Untuk membuat larutan buffer, yang dapat ditambahkan kedalam larutan asam asetat
adalah:
A. Hanya natrium asetat.
B. Natrium asetat atau natrium hidroksida
C. Hanya asam nitrat
D. Asam hidrofluorat atau asam nitrat
E. Hanya natrium hidroksida
17. Warna hijau pada tumbuhan disebabkan oleh pigmen klorofil yang terdapat di dalam
kloroplas. Pigmen ini berfungsi sebagai penangkap cahaya matahari dalam proses
fotosintesis. Reaksi fotosintesis merupakan reaksi orde ke nol. Perbandingan laju
berkurangnya molekul air, H2O dan laju pembentukan glukosa C6H12O6 dalam reaksi
tersebut adalah:
A. 1:2
B. 2:1
C. 6:1
D. 1:6
E. 1:1
18. Berikut ini adalah profil energi reaksi A  B
Nilai yang akan berubah bila ditambahkan katalis adalah:
A. Hanya I
B. Hanya II
C. Hanya III
D. Hanya II dan III
E. I , II dan III
19. Reaksi berikut ini:
2HgCl2 + [C2O4-2]  2Cl- + 2CO2 + Hg2Cl2
Untuk menentukan laju awal reaksi, reaksi dilakukan dengan menggunakan variasi
konsentrasi dua pereaksi. Hasilnya diperoleh seperti data pada tabel berikut ini:
Percobaan
1
2
3
4
OSP2016
[HgCl2] M
0,05
0,05
0,10
0,10
[C2O4-2] M
0,15
0,30
0,15
0,30
Laju awal (M/det)
8,75 x 10-6
3,25 x 10-5
1,75 x 10-5
7,00 x 10-5
Page 9
Persamaan laju awal reaksi tersebut adalah:
A. Laju =r = k[HgCl2] [C2O4-2]
B. Laju =r = k[HgCl2]2 [C2O4-2]2
C. Laju =r = k[HgCl2] [C2O4-2]2
D. Laju =r = k[HgCl2]2 [C2O4-2]
E. Laju =r = k[HgCl2] [C2O4-2]4
20. Perhatikan diagram sel elektrokimia berikut ini.
Bila anda mengamati reaksi didalam sel tersebut berlangsung, ternyata elektroda timah
putih (Sn) nampak semakin kecil sedangkan elektroda perak (Ag) terbentuk endapan
(deposit). Pernyataan yang benar adalah:
A. Elektroda perak adalah katoda dan elektroda timah putih adalah anoda.
B. Elektron mengalir dari elektroda perak ke elektroda timah putih.
C. Ion nitrat mengalir melalui jembatan garam ke larutan perak nitrat
D. Setengah reaksi yang terjadi di elektroda timah putih adalah Sn+4 + 2e-  Sn+2
E. Elektroda perak adalah anoda dan elektroda timah putih adalah katoda
21. Perhatikan sel volta dengan notasi berikut ini:
Pb │ Pb(NO3)2 (1,0 M) || AgNO3 (1,0 M) │Ag
Bila sel tersebut bekerja, massa lempeng Ag semakin berat dan konsentrasi ion Ag+
dalam larutan disekeliling lempeng Ag semakin menurun, sedangkan lempengan Pb
massanya semakin berkurang dan konsentrasi ion Pb+2 dalam larutan disekeliling
lempeng Pb naik. Dari pernyatan berikut, manakah yang menyatakan reaksi pada
elektroda negatif dari sel tersebut diatas?
A. Pb+2 + 2 e- Pb
B. Pb  Pb+2 + 2 eC. Ag+ + e- Ag
D. Ag Ag+ + eE. Jawaban A, B, C dan D salah semua.
22. Reaksi reaksi berikut ini, manakah yang entropi sistemnya meningkat:
A. Ag+ + Cl-(aq) AgCl(s)
B. C(s) + O2(g)  2 CO
C. H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
D. N2(g) + 2H2(g) 2NH3(g)
E. H2O(l) H2O(s)
OSP2016
Page 10
23. Berikut ini diberikan tabel data termodinamika:
Senyawa
PCl3 (g)
PCl3 (l)
Hf (kJ/mol)
-288,07
-319,6
So (J/mol.K)
311,7
217
Berdasarkan data tersebut diatas, penguapan PCl3(l) adalah:
A. Tidak spontan pada temperatur rendah, dan spontan pada temperatur tinggi
B. Spontan pada temperatur rendah, dan non-spontan pada temperatur tinggi
C. Spontan pada semua temperatur
D. Non-spontan pada semua temperatur
E. Tidak cukup informasi untuk menarik kesimpulan
24. Nama dari senyawa yang diilustrasikan berikut ini:
adalah:
A.
B.
C.
D.
E.
disasetamida
formil asetamida
dimetil asetat
N,N-dimetillformamida
dimetilamine
25. Hubungan antara kedua struktur berikut ini adalah:
A.
B.
C.
D.
E.
Isomer struktur
Isomer geometri
Struktur konformasi.
Struktur identik.
Isomer optik
26. Alkohol yang bila dioksidasi akan menghasilkan keton adalah:
A. 1-propanol
B. metanol
C. 2-metil-2-propanol
D. 2-propanol
E. Semuanya membentuk keton bila dioksidasi
OSP2016
Page 11
27. Manakah yang dengan etuna akan menghasilkan CH2Br-CHBrCl?
A. HCl, kemudian HBr
B. HCl, kemudian Br2
C. Cl2, kemudian HBr
D. Cl2, kemudian Br2
E. H2, kemudian Br2
28. Tentukan produk utama yang dihasilkan dari reaksi adisi antara satu equivalen HCl
dengan 1-fenil-1,3-butadiena
C
H
C
H
C
H
HCl
CH2
?
1-fenil-1,3-butadiena
H
C
H
H
C
C
H
C
CH2
C
H
C
H
H
H
Cl
3-kloro-4-fenil-1-butena
H
C
CH2
Cl
(B)
(C )
H
C
C
H
C
H
CH2
Cl
4-kloro-4-fenil-1-butena
1-kloro-4-fenil-2-butena
( A ).
H2
C C
H
CH3
C
H
Cl
1-kloro-1-fenil-2-butena
H
C
C
H
CH3
Cl
3-kloro-1-fenil-1-butena
(E)
(D)
Jawab: E
29. Tentukan ke posisi nomor berapakah gugus nitro (NO2) akan masuk, jika senyawa 1hidroksi naftalen (1-naftol) dinitrasi dengan reagen [HNO3, H2SO4] seperti pada
persamaan reaksi berikut:
8
OH
OH
1
7
+ HNO3
2
H2SO4, 0o
3
6
1-Naphtol
5
4
Nitro Naphtol
maka gugus nitro akan menempati posisi:
A.
B.
C.
D.
E.
OSP2016
3 dan 6
3 dan 4
6 dan 8
7 dan 5
2 dan 4
Page 12
30. Sifat kebasaan turunan ammonia dipengaruhi oleh adanya substituent dan struktur
molekulnya, maka urutan kebasaan mulai dari yang paling basa sampai yang kurang
basa dari senyawa berikut di bawah ini adalah:
NO2
N
A.
B.
C.
D.
E.
OSP2016
NH2
H
I
II
N
NH2
III
IV
II > III > I > IV
II > IV > III > I
I > II > III > IV
I > III > IV > II
IV > II > I > III
Page 13
B. Essay
Soal 1. Gas dalam Tambang Batu Bara
(22 poin)
Di suatu tambang batu bara, sebanyak 100 cm3 sampel gas diambil dari bongkahan batuan.
Sebanyak 10 cm3 dari sampel tersebut dilakukan analisis spektrometri yang hasilnya
menunjukkan bahwa sampel tersebut mengandung gas CO2, O2, CO, CH4, H2, dan N2.
Untuk menetukan persen komposisi campuran gas, dilakukan percobaan sebagai berikut:
i)
Sebanyak 90 cm3 sampel gas dialirkan ke dalam larutan KOH.
ii) Sebanyak 82 cm3 gas yang tersisa kemudian dilewatkan ke dalam larutan benzen1,2,3-triol (C6H6O3, larutan ini mengandung medium basa), yang hanya bereaksi
dengan oksigen.
iii) Sebanyak 76 cm3 gas yang tersisa kemudian dilewatkan ke dalam larutan tembaga(I)
amin-klorida (%(Cu) = 47,7) yang telah dijenuhkan oleh larutan ammonia, dimana
larutan tersebut mengikat semua oksida netral.
iv) Dari 64 cm3 campuran gas yang tersisa, sebanyak 18 cm3 sampel gas dicampurkan
dengan 62 cm3 udara. Setelah pembakaran sempurna campuran gas tersebut dan
kondensasi air, volume campuran gas berkurang sebanyak 9,0 cm3. Selama
pembakaran campuran gas tersebut dihasilkan 3,0 cm3 gas CO2.
Diketahui semua volume gas berada dalam kondisi normal (tekanan 1 atmosfer).
a. Tuliskan persamaan reaksi pada tahap i) dan iv).
(@ 2 poin)
b. Gambarkan struktur benzen-1,2,3-triol.
(2 poin)
c. Tentukan rumus molekul senyawa kompleks tembaga yang terbentuk pada tahap iii)
(%(Cu) = 35,7).
(6 poin)
d. Tentukan komposisi (dalam % volume) gas-gas yang terdapat dalam sampel
campuran gas awal. Jelaskan apakah campuran gas tersebut aman untuk dihirup
oleh manusia.
(10 poin)
Jawab:
a. 2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2H2 + O2 = 2H2O
OH
OH
b.
OSP2016
OH
Page 14
c. Reagen [Cu(NH3)x]Cl.
Mr (reagen) 
x 2
63,55
 132,9  63,55  x  17,03  35,45
0,478
[Cu(NH3)2]Cl
Produk [Cu(NH3)x(CO)y]Cl.
Mr (produk) 
63,55
 178,0  63,55  x  17,03  y  28,01  35,45
0,357
x  3 dan y  1.
Rumus molekul senyawa kompleks: [Cu(NH3)3CO]Cl
d. Volume gas CO2, O2, CO:
V  CO2    90  82  cm3  8 cm3
%vol  CO2  =
8 cm3
 100  8,8  9
90 cm3
V  O2    82  76  cm3  6 cm3
%vol  O2  =
6 cm3
 100  6,6  7
90 cm3
V  CO    76  64  cm3  12 cm3
12 cm3
%vol  CO  =
 100  13,3  13
90 cm3
Volume gas CH4, H2
V  CH4   V  CO2   3 cm3 V H2O   0 V N2   const
V  Vlõpp  Valg  V  CO2   V H2O  V CH4   V O2   V H2 
V  O2   2V CO2   0,5V H2 
V  2V  CO2   0,5V H2   V H2   2V CO2   1,5V H2 
V H2    V  2V  CO2  : 1,5     9   2  3  cm3 : 1,5  2 cm3
OSP2016
Page 15
V  CH4 , sampel   3 cm3 
%vol  CH4  =
10,7 cm3
 100  11,9  12
90 cm3
V H2 , proov   2 cm3 
%vol H2  =
64 cm3
 10,7 cm3
18 cm3
64 cm3
 7,11 cm3
3
18 cm
7,11 cm3
 100  7,9
90 cm3
V N2    90  8  6  12  10,7  7,11 cm3  46,2 cm3
%vol N2  =
46,2 cm3
 100  51,3  51
90 cm3
Kesimpulan: tidak mungkin bernapas dengan kondisi keberadaan campuran gas
tersebut.
OSP2016
Page 16
Soal 2. Entalpi pembakaran dalam Kalorimeter Bom. (20 poin)
Penentuan entalpi pembakaran suatu bahan bakar dapat dilakukan menggunakan
kalorimeter bom (pada volume tetap). Penentuan entalpi pembakaran metanol (CH3OH)
dengan reaksi:
CH3OH(l) + 3 O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l)
2
dilakukan sebagai berikut: 1,535 g metanol dimasukkan ke dalam kalorimeter bom berbahan
tembaga dengan kapasitas kalorimeter 1,75 kJ.oC-1. Sebanyak 1000 g air ditambahkan ke
dalam wadah tempat kalorimeter tersebut. Ketika metanol dibakar sempurna, terjadi
kenaikan suhu air sebesar 5,3 oC. Diketahui: kalor jenis air= 4,2 J.g-1. oC-1; ∆Hfo CO2(g) =
393,5 kJ mol-1 dan ∆Hfo H2O(l) = 285,9 kJ mol1.
a. Hitung kalor reaksi, q, pembakaran metanol (CH3OH) dalam kJ berdasarkan
percobaan di atas.
(4 poin)
b. Hitung perubahan energi dalam, ∆E, metanol (CH3OH) dalam kJmol-1 berdasarkan
percobaan di atas.
(4 poin)
c. Hitung entalpi pembakaran, Hc, metanol pada 298 K dalam kJmol-1 berdasarkan
percobaan di atas.
(4 poin)
d. Hitung entalpi pembentukan standar, H0f, metanol dalam kJmol-1 berdasarkan data
entalpi pembakaran, Hc, metanol pada soal c.
(4 poin)
e. Hitung energi ikatan CO (dalam kJ.mol-1) jika data entalpi pembakaran, Hc, metanol
(CH3OH) pada fasa gas (lihat persamaan reaksi dibawah) adalah –680 kJ/mol dan
data energi ikatan rata-rata pada tabel di bawah sesuai reaksi berikut: (4 poin)
Ikatan
Energi ikatan rata-rata (kJmol-1)
CH
411
CC
350
OH
459
CO
799
OO
494
Solusi:
a. qkalorimeter + qair = - qsistem = Ckalorimeter ∆t + mair sair ∆t= (1,75 kJ.oC1 x 5,3oC) + (1000 g x
4,2 J.g1. oC1 x 5,3oC ) (2 poin)
q = 9,275 kJ + 22260 J = (9,275 + 22,26) kJ = 31,54kJ (1 poin)
qsistem = - qv = –31,54kJ (1 poin)
b. Jumlah mol metanol yang dibakar = 1,535 g/32 g/mol = 0,048 mol (2 poin)
OSP2016
Page 17
∆E = qv/n = –31,54kJ/0,048 mol = –657,08kJ mol-1 (2 poin)
c. H = E + n R T= –657,08 kJ mol-1+ ((–0,5) mol x (0,008314 kJ K-1.mol-1) x 298 K) = –
658,32kJ mol-1 Benar = 4 poin, jika salah hitung dikurangi 1 poin
d. Hc = –658,32 kJ mol-1= ΔHfo(CO2(g))+ 2 ΔHfo (H2O(l))) – (ΔHfo(CH3OH(l))+ 3/2 ΔHfo
(O2(g))) (2 poin)
–658,32 kJ mol-1= (393,5+(2(249,8))– (ΔHfo(CH3OH(l))+ 3/2 (0)) (1 poin)
ΔHfo(CH3OH(l) = ((393,5+(2(249,8)) + 658,32) kJ/mol = 234,78kJ mol-1 (1 poin)
e. Hc = ((3DC-H+ DC-O + DO-H) + 3/2DO=O) – (2DC=O + 4DO-H) (2 poin)
–658,32 kJ mol-1 = (3(411)+ DC-O + 459 + 3/2(494)) – (2(799) + 4(459)) (1 poin)
DC-O = –658,32 – 1233 – 459 – 741 + 1598 + 1836 = 342,68 kJ mol-1 (1 poin)
OSP2016
Page 18
Soal 3. pH larutan asam organik
(37 poin)
Diketahui data yang berhubungan dengan tiga asam karboksilat pada tabel berikut:
Nama Asam
Asam metanoat
Asam kloroetanoat
Asam propanoat
Rumus Molekul
Tetapan disosiasi asam, Ka
HCO2H
1,6 x 10-4
CH2ClCO2H
1,3 x 10-3
CH3CH2CO2H
1,3 x 10-5
Gunakan data pada tabel tersebut untuk menjawab soal-soal berikut:
a. Gambarkan struktur ketiga asam karboksilat pada tabel di atas!
(3 poin)
b. Urutkan keasaman dari ketiga asam karboksilat tersebut, mulai dari yang paling asam.
(2 poin)
c. Tuliskan persamaan reaksi disosiasi asam kloroetanoat dan tuliskan ungkapan
tetapan kesetimbangan disosiasi asam Ka untuk asam kloroetanoat tersebut.
(3 poin)
d. Tentukan pH dalam larutan asam propanoat 0,05 M dan dalam larutan NaOH 0,05 M.
(4 poin)
e. Tentukan pH larutan ketika 10 mL larutan NaOH 0,05 M ditambahkan ke dalam 25 mL
larutan asam propanoat 0,05 M.
(3 poin)
f. Tentukan pH larutan ketika 25 mL larutan NaOH 0,05 M ditambahkan ke dalam 25 mL
larutan asam propanoat 0,05 M.
(3 poin)
g. Tentukan pH larutan ketika 25 mL larutan NaOH 0,05 M ditambahkan ke dalam 40 mL
larutan asam propanoat 0,05 M.
(3 poin)
h. Gambarkan sketsa kurva titrasi larutan asam propanoat 0,05 M dalam soal (b-e) yang
dititrasi oleh larutan NaOH 0,05 M!
(4 poin)
i. Berikut adalah nama dan trayek pH indikator titrasi asam-basa. Di antara indikatorindikator tersebut, tuliskan indikator yang paling sesuai untuk titrasi pada soal (b-f) di
atas!
(2 poin)
Nama Indikator
Trayek pH
Bromofenol biru
2,8 – 4,6
Bromotimol biru
6,0 – 7,6
Fenolftalein
8,2 – 10,0
j. Asam metanoat bereaksi dengan natrium karbonat akan melepaskan gas karbon
dioksida. Tuliskan persamaan reaksi yang setara untuk reaksi tersebut!
(2 poin)
k. Tuliskan produk reaksi antara asam metanoat dengan ammonia. Gambarkan struktur
produk senyawa organik yang terbentuk beserta nama IUPAC
(4 poin)
l. Tuliskan reaksi antara asam kloroetanoat bereaksi dengan metanol. Gambarkan
struktur produk senyawa organik yang terbentuk beserta nama IUPAC.
(4 poin)
OSP2016
Page 19
Jawab:
a.
b. CH2ClCO2H > HCO2H > CH3CH2CO2H
c. CH2ClCO2H(aq) + H2O(l) ⇌ CH2ClCO2 (aq) +H3O+(aq) atau
CH2ClCO2H(aq) ⇌ CH2ClCO2 (aq) +H+(aq)
ClCH2CO  H+ 
ClCH2CO  H3O+ 
Ka =
atau Ka =
ClCH2CO2H
ClCH2CO2H
d. pH asam kloroasetat 0,05 M = 3,09 →
 H    K a ClCH 2CO2 H  
1,3 x 10   0, 05
-5
 8, 06x10-4
pH=-log  H    3, 09
pH NaOH 0,05 M = 12,7 →
[OH-] = 5 x 10-2 → pH = 14 – pOH = 12,7.
CH3CH2CO  H+ 
Ka =
CH3CH2CO2H
e. H  
+
Ka CH3CH2CO2H
CH3CH2CO 
1,3 x 10  1, 25 / 35  3, 25 x10

-5
 0,50 / 35
5
pH   log H+   4, 49
OH- 
Kw CH3CH2CO2H OH 
1014
Kb =



Ka
1,3 x 10-5 1, 25 / 50 
CH3CH2CO2- 
2
f.
OH-    7,69 x 10-10  1, 25 / 50   4,38 x10 6
pH  14  pOH  14  5,36  8, 64
g. Kelebihan NaOH setelah titrasi = (0,05 M x 40 mL) – (0,05 M x 25 mL) = 0,75 mmol.
[OH-] = 0,75 mmol/65 mL = 0,0115 M, maka pH = 14 – pOH = 14 – 1,94 = 12,06.
OSP2016
Page 20
h.
i.
Indikator yang paling sesuai untuk titrasi asam propanoat oleh larutan NaOH adalah
fenolftalein karena trayek pH-nya meliputi daerah titik ekivalensi titrasi tersebut yaitu
pada pH 8,64.
j.
2HCO2H(aq) + Na2CO3(aq) → 2HCO2Na(aq) + H2O(l) + CO2(g)
k. Reaksi:
NH3 + HC-COOH  HCO2-NH4 +H2O
Atau
NH3 + HC-COOHNH2CHO
l.
Reaksi: CH3OH + ClCH2COOH -ClCH2COOCH3 + H2O
OSP2016
Page 21
Soal 4. Turbin proton dalam bakteri (12 poin)
Suatu turbin proton, yaitu motor molekul yang merupakan tenaga penggerak beberapa jenis
bakteri yang dijalankan oleh aliran ion H+ yang dilepaskan. Turbin proton menghasilkan
energi sebesar 20 kJ per 1 mol proton kepada suatu sel bakteri dalam kondisi fisiologisnya.
a. Sebanyak 109 unit koloni bakteri hidup dalam saluran pencernaan manusia. Hitung
energi yang dihasilkan dari gerakan koloni bakteri tersebut selama satu menit jika
setiap bakteri melepaskan 107 proton selama kurun waktu tersebut ( 1 menit). (2 poin)
b. Hitung perubahan pH jika semua proton yang dilepaskan sama-sama terdispersi
dalam volume tubuh manusia (70 dm3) dengan asumsi pH awal = 7 dan sistem buffer
tidak berfungsi.
(5 poin)
c. Jika manusia dapat mengubah energi turbin proton menjadi kerja, berapa menit
lamanya lampu bohlam 100 W akan menyala jika menggunakan 1 dm3 asam sulfat
pekat (17,5 M) sebagai bahan bakarnya? (1 J = 1 W.1s)
(5 poin)
Jawab:
a.
b.
Q  109 bakteri 
1mol
107 20000 J


 3 104 J/menit
6,02×1023 bakteri 1m enit 1mol
c(H+ )  109 bakteri 
1mol
1
107 
10-7 M  1,002 107 M
23
6,02×10 bakteri
70 dm3
 1,002  107 M
ΔpH   log(1,002  107 )  7  103
c.
2
17.5 mol 20000 J 1 s 1 menit
t  1 dm3 



 120 menit
1
1 dm3
1 mol 100 J 60 s
OSP2016
Page 22
Soal 5. Sel Galvani (13 poin)
Berikut ini adalah diagram sel Volta pada 25oC dan tekanan 1 atm:
Bila sel volta tersebut bekerja, paladium bertindak sebagai kutub positif (+), dengan
potensial yang dihasilkan sebesar +0,609 V.
Bila diketahui potensial reduksi: Cu+2 + 2e-  Cu E°= +0,340 V
Maka:
a. Tuliskan setengah reaksi pada anoda dan katoda (reduksi), serta reaksi redoks nya
(3 poin)
Jawab:
Pd = kutub (+), maka elektroda Pd adalah katoda dan Cu adalah anoda
Anoda: Cu  Cu+2 + 2eKatoda : Pd+2 + 2e-  Pd
----------------------------------------- +
Cu + Pd+2 Cu+2 + Pd
b. Hitung potensial reduksi dari Pd+2
(2 poin)
Jawab:
Eosel = Eokatoda-Eoanoda= Eo Pd2+,Pd -EoCu2+,Cu+
+0,609 V = Eo Pd+2 Pd – 0,340 V
Eo Pd+2 Pd = +0,609 V + 0,340 V = +0,949 V
c. Hitung nilai tetapan kesetimbangan (Keq) reaksi tersebut.
(5 poin)
Jawab:
Nerst:
Kesetimbangan: Esel = 0
𝑅𝑇
𝑜
0 = 𝐸𝑠𝑒𝑙
− ( ) ln 𝐾𝑒𝑞
𝑛𝐹
ln 𝐾𝑒𝑞 =
𝑜
𝑛. 𝐹. 𝐸𝑠𝑒𝑙
𝑅𝑇
ln 𝐾𝑒𝑞 =
2 x 96500 𝐶 𝑚𝑜𝑙 −1 x 0,609
= 47,44
8,314 𝐽 𝐾 −1 𝑚𝑜𝑙 −1 x 298 𝐾
Keq = e47,44 = 4 x 1020
OSP2016
Page 23
d. Hitung nilai energi bebas Gibbs (G) reaksi tersebut
(3 poin)
Jawab:
G = - nFE
G = - 2 x 96500 x 0,609 = 117537 j = 117,537 kJ
OSP2016
Page 24
Soal 6 Daun herbal dan kandungannya (28 poin)
Senyawa hidrokarbon β-Osimena yang terkandung dalam daun herbal, misalnya daun
kemangi (Ocinum Bassilum;Ferina Citratum), mempunyai aroma dan cita rasa yang
menarik.
Senyawa ini mempunyai rumus molekul C10H16 dan mengabsorpsi pada daerah UV dengan
λmax= 232 nm. Dengan menggunakan katalis Pd, hidrogenasi senyawa β-Osimena
menghasilkan 2,6-dimetiloktana. Ozonolisis β-Osimena, diikuti dengan Zn dan asam asetat
dapat menghasilkan empat fragmen yang terdiri dari : aseton, formaldehida, pyruvalaldehida
dan malonaldehida
O
O
H3C
C
HC H
CH3
Aseton
Formaldehida
H3C
O
O
C
C H
Pyruvaldehida
O
O
H2
H C C
C H
Malonaldehida
Isomer dari β-Osimena adalah Myrsena yang banyak diperoleh dari daun Salam. Senyawa
mirsena mempunyai λmax= 226 nm, dan jika diozonolisis menghasilkan formaldehida, aseton
dan 2-oksopentanadial dengan struktur berikut: .
O
H
O
O
H2 H2
C C C C
C
2-oksopentanadial
H
a. Tentukan ada berapa ikatan rangkap dua yang terdapat pada kedua senyawa βOsimena dan Myrsena
(4 poin)
b. Jelaskan apakah kedua senyawa tersebut ikatan rangkapnya terkonyugasi atau
terisolasi ?
(4 poin)
c. Tentukan dan gambarkan struktur β-Osimena dan Myrsena
(12 poin)
d. Tunjukkan reaksi-reaksinya dan produk reaksinya yang berhubungan dengan reaksireaksi dalam rangka menentukan struktur kedua senyawa tersebut (pada soal c).
(8 poin)
Jawab:
a. Rumus jenuh dari kedua senyawa C10H16 adalah C10H22 sehingga keduanya
mempunyai 3 derajat ketidak jenuhan ( tiga ikatan rangkap dua ).
b. Keduanya mengabsorbsi pada daerah UV sehingga keduanya mempunyai ikatan
rangkap yang terkonyugasi.
OSP2016
Page 25
c. Kerangka karbon kedua senyawa ditentukan oleh hidrogenasi dengan Pd,
kerangkanya adalah sebagai berikut:
d. Reaksi-reaksi dan produk reaksinya
CH3
CH3
H2
C
CH
CH3
CH
C
H2
C
H2
C
H2
H3C
2,6-Dimetiloktana
H2
C
H2
C
H2
C
CH3
CH
C
H2
CH
H3C
CH3
CH3
2,6-Dimetiloktana
H2/Pd
H
C
H
C
H
C
CH3
Ozonolisis
1. O3
CH3
2. Zn, H3O+
beta-Osimena
H2
C
H2
C
H2
C C O + O C C C O + O C CH3
CH3
H
H
Malonaldehida
Aseton
Pyruvaldehida
CH3
CH
C
H2
CH
H3C
H CH3
C O + O
H
Formaldehida
CH3
H2
C
H
C
C
H2
C
H2C
CH3
CH3
2,6-Dimetiloktana
H2/Pd
H2
C
H
C
H2C
C
CH2
Myrsena
H
C
C
H2
CH3
C
CH3
Ozonolisis
1. O3
2. Zn, H3O+
H
2 C O + O
H
Formaldehida
H
O
C
C
H
H2 H2
C C C
2-oksopentanadial
CH3
O
+ O C
CH3
Aseton
Semoga Berhasil
OSP2016
Page 26