LEMBAR SOAL SEMIFINAL TEORI CHEMISTRY COMPETITION 13

LEMBAR SOAL
SEMIFINAL TEORI
CHEMISTRY COMPETITION
13 November 2016
120 Menit
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
2016
PETUNJUK PENGERJAAN
1. Peserta merupakan siswa/i SMA sederajat yang telah dinyatakan lolos
babak perempat final Chemistry Competition Chemistry Fair 2016.
2. Isi identitas diri anda pada kolom yang tersedia pada setiap halaman di
lembar jawaban anda.
3. Peserta diberikan waktu 120 menit dengan jumlah soal 12 soal. Soal
terdiri dari:
 2 buah soal tiap KBI (Kimia Organik, Kimia Analisis, Kimia
Fisik, Kima Anorganik)
 4 soal campuran
4. Lembar soal ini dapat dibawa pulang.
5. Keputusan juri bersifat mutlak dan tidak dapat dinganggu gugat.
Kimia Anorganik
1. Energi kisi lithium klorida dapat dihitung dari siklus Born-Haber memakai data berikut:
H / kJ.mol-1.
Energi ionisasi pertama dari lithium
+ 520
Perubahan entalpi atomisasi lithium
+ 159
Perubahan entalpi atomisasi klorin
+ 121
Afinitas elektron atom klor
- 364
Perubahan entalpi pembentukan lithium klorida
- 409
(a) Tuliskan persamaan reaksi, berikut simbol keadaan, untuk masing-masing proses yang
sesuai dengan perubahan entalpinya. (3 poin)
(i) Energi ionisasi pertama lithium:
................................................................
(ii) Perubahan entalpi pembentukan lithium klorida:
............................................................... .
(iii) Energi kisi lithium klorida:
................................................................
(b) Susunlah siklus Born-Haber untuk lithium klorida dan gunakan siklus ini untuk
menghitung energi kisi lithium klorida. (4 poin)
(c) Jelaskan berapa dan bagaimana prediksi anda terhadap nilai dari energi kisi natrium
klorida dibandingkan terhadap lithium klorida. (2 poin)
2. (a) Dengan memilih senyawa yang cocok dari unsur logam transisi sebagai contoh,
gambarkan suatu senyawa kompleks oktakhedral yang menunjukkan formula struktur:
(4 poin)
(i) Isomer optic
(ii) Isomer cis-trans
(b) Suatu endapan putih X yang tidak larut dalam air tetapi melarut dalam larutan akua
natrium klorida pekat menghasilkan larutan tidak berwarna. Bila larutan 1,2diaminetana ditambahkan ke X, terbentuk larutan biru dan endapan coklat. Dengan
akua perak nitrat, larutan biru menghasilkan endapan putih yang larut dalam akua
ammonia encer. Berikan uraian identitas X dan jelaskan reaksi yang terjadi. (7 poin)
Kimia Fisik
1. Untuk menghasilkan air murni dari air laut dapat dilakukan dengan cara osmosa balik.
Tekanan osmosa air laut = 14,6 atm pada suhu 298 K. Diberikan tekanan luar terhadap
1000 mL air laut tersebut sebesar 16,2 atm.
a. Gambarkan sketsa sistem osmosis balik air laut untuk menghasilkan air murni
tersebut. (3 poin)
b. Dari data-data yang telah disebutkan, hitunglah volume air murni (dalam mL)
yang dapat dihasilkan. (4 poin)
2. Reaksi Penguraian A menjadi produk diidentifikasi sebagai reaksi orde dua.
A  Produk
a. Buat persamaan hubungan antara waktu (t) dengan besarnya konsentrasi A (2 poin)
b. Konsentrasi senyawa A berkurang sebesar 20% setelah 30 menit reaksi berjalan.
Tentukan besarnya konstanta laju reaksi (k) dan satuannya untuk penguraian reaksi
tersebut. (5 poin)
c. Suatu reaksi lain dari A mengikuti hukum orde dua memiliki nilai konstanta laju
reaksi k =1,2 × 10-3 mol-1dm3 s-1. Hitunglah waktu paruh (t 1/2) reaksi tersebut jika
konsentrasi A mula-mula adalah 0,5 M. (modifikasi terlebih dahulu persamaan pada
poin (a) untuk mendapatkan persamaan waktu paruh). (6 poin)
Kimia Analisis
1. Anilin merupakan sebuah senyawa amina dengan rumus molekul C6H5NH2. Anilin
dapat ditentukan kadarnya dengan metode titrasi koulometri. Suatu sampel berupa
cairan yang mengandung anilin diambil dengan menggunakan pipet volumetri
sebanyak 25 mL dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan diencerkan
hingga tanda batas pada labu ukur, kemudian dihomogenkan. Sebanyak 10 mL aliquot
diambil dan ditambahkan sejumlah KBr dan CuSO4. Mula – mula anilin bereaksi
dengan Br2 yang dihasilkan dari elektrolisis di anoda dengan reaksi sebagai berikut :
C6H5NH2 + Br2  C6H4NH2Br + HBr
Kelebihan Br2 dititrasi dengan Cu(I) yang dihasilkan dari elektrolisis di katoda. Selama
elektrolisis dalam analisis dilakukan dengan arus sebesar 10 mA.
Berikut data yang diperoleh dari analisis tersebut :
Elektroda Kerja
Anoda
Katoda
Waktu yang diperlukan
4,50 menit
2,45 menit
a) Tuliskan reaksi yang terjadi pada elektroda kerja anoda dan katoda ! (poin : 1)
b) Tentukan kadar anilin dalam sampel tersebut ! Nyatakan dalam satuan part per
million (ppm)! (poin : 5)
2. Asam askorbat atau yang sering disebut sebagai vitamin C merupakan senyawa kimia
dengan rumus molekul C6H8O6 yang larut dalam air dan bersifat antioksidan. Vitamin
C memiliki manfaat yang baik bagi kesehatan ketika dikonsumsi, sehingga vitamin C
seringkali dijumpai pada beberapa produk makanan, minuman, dan obat – obatan.
Asam askorbat
Suatu sampel vitamin C berupa tablet dianilisis kandungannya dengan metode
spektrofotometri. Analisis sampel dilakukan dengan menggunakan standar eksternal.
Larutan standar asam askorbat dibuat dari larutan baku asam askorbat 100 ppm
sebanyak 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 4,0 ; 5,0 mL dan diencerkan ke dalam labu ukur 50 mL. Larutan
standar diukur absorbansi nya pada panjang gelombang maksimum yang telah
ditentukan terlebih dahulu. Sampel tablet dipreparasi dengan dihaluskan terlebih
dahulu. Sebanyak 0,0500 gram sampel dilarutkan ke dalam labu ukur 100 mL. Padatan
yang tidak larut disaring agar tidak menganggu analisis pada spektrofotometer.
Sebanyak 10 mL filtrat diambil dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan
diencerkan hingga tanda batas, kemudian diukur absorbansinya dengan
spektrofotometer UV-Vis. Absorbansi sampel yang diperoleh sebesar 0,325.
Berikut data absorbansi dari larutan standar
Volume larutan baku dalam labu 50
mL
1,0 mL
2,0 mL
3,0 mL
4,0 mL
5,0 mL
Absorbansi
0,145
0,262
0,289
0,400
0,534
a) Apa ketentuan yang harus dimiliki oleh suatu analit dalam sampel agar dapat dianalisis
dengan spektrofotometer UV – Vis ? (poin : 2)
b) Apa yang dimaksud dengan panjang gelombang maksimum? Prediksikan dan jelaskan
apakah analisis tersebut menggunakan panjang gelombang pada daerah UV atau
Visible? (poin : 3)
c) Apa transisi elektronik yang terjadi pada analisis spektrofotometri tersebut? (poin : 2)
d) Tentukan kadar vitamin C dalam sampel tablet vitamin C tersebut ! Nyatakan dalam %
berat! (poin : 7)
Kimia Organik
1. 10 poin
Senyawa A (C H ) menghabiskan 2 ekuivalen gas H dalam reaksi hidrogenasi dengan
katalis Adams (PtO ), dan menghasilkan senyawa B (C H ). Jika hidrogenasi dilakukan
dengan katalis Lindlar (Pd ‘teracuni’ dalam CaCO ), senyawa A hanya bereaksi dengan
8
12
2
2
8
3
16
1 ekuivalen gas H dan dihasilkan senyawa C (C H ). Hidrasi senyawa C menghasilkan
alkohol yang berbeda-beda pada berbagai kondisi:
i. Hidrasi berkataliskan asam menghasilkan senyawa D yang merupakan alkohol
tersier.
ii. Oksimerkurasi-demerkurasi menghasilkan senyawa E yang merupakan alkohol
sekunder.
iii. Hidroborasi-oksidasi menghasilkan senyawa F yang merupakan alkohol primer.
Ozonolisis reduktif terhadap senyawa A diketahui menyebabkan dekarboksilasi
(pelepasan gas CO ) dan menghasilkan senyawa asam sikloheksanakarboksilat.
Berdasarkan informasi di atas,
a. Deduksikan struktur senyawa A–F dan berikan nama IUPAC untuk masing-masing.
b. Tuliskan mekanisme reaksi untuk pengubahan senyawa C menjadi senyawa D, E,
dan F.
2
8
14
2
2. Lengkapi produk/pereaksi A-L dalam skema reaksi berikut. (10 poin)
Soal Campuran
Biofuel merupakan energi alternatif yang sedang dikembangkan dikarenakan memiliki potensi
untuk menjadi energy masa depan. Mikroalga merupakan salah satu potensi yang dapat
dikembangkan untuk dijadikan sebagai biofuel khususnya dijadikan sebagai biodiesel dan
greendiesel. Botryococcus braunii merupakan mikroalga yang dapat dikembangkan sebagai
penghasil biodiesel dan green diesel dikarenakan kandungan minyak yang cukup besar. Berikut
kandungan minyak alga dari Botryococcus braunii dan beberapa mikroalga:
Asam lemak yang dapat dijadikan sebagai biodiesel dan greendiesel adalah asam lemak dengan
rantai C15-C18. Salah satu metode yang dilakukan untuk mendapatkan minyak alga adalah
dengan menggunakan proses ektraksi
1. Hitunglah kandungan total minyak alga atau asam lemak yang dapat dijadikan sebagai
biodiesel dari hasil ekstraksi 100 kg Botryococcus braunii dengan asumsi hasil
ekstraksi dilakukan dengan sempurna (5 poin)
Asam lemak yang sudah berhasil diekstraksi kemudian dilakukan perlakuan untuk perubahan
menjadi biodiesel dan green diesel. Pada tahap pembuatan biodiesel, minyak alga direaksikan
dengan alcohol rantai pendek seperti methanol dan etanol dalam suasana basa membentuk ester
asam lemak.
2. Jika menggunakan minyak alga hasil ekstraksi dari 100 kg, maka berapa gram metil
palmitate yang diperoleh jika menggunakan 20 L CH3OH 1 M dan 500 ml KOH 1 M
(5 poin)
Green diesel merupakan modifikasi dari biodiesel yang memiliki kemiripan struktur dengan
bahan bakar diesel yang berasal dari fosil. Asam lemak yang berhasil diekstraksi kemudian
reduksi dengan gas hydrogen dengan bantuan katalis NiMo/Zeolit. Ni dan Mo sebagai katalis
untuk mempercepat reaksi pembentukan green diesel dan menentukan selektifitas serta hasil
green diesel yang dihasilkan. Zeolite berperan sebagai penyangga katalis yang akan
mendistribusikan permukaan Ni dan Mo secara merata agar katalis reaksi semakin lebih baik.
3. Zeolit merupakan senyawa alumina silikat dimana terdapat struktur ikatan antara atom
Al dan atom Si dengan penghubung atom O secara tetrahedral. Gambarkan struktur dari
zeolite dengan menggambarkan ikatan tetrahedral pada zeolite (5 poin)
Asam lemak akan mengalami reaksi hidrodeoksigenasi dengan gas hydrogen dan bantuan
katalis NiMo/Zeolit untuk mempercepat laju reaksi dan meningkatkan selektifitas. Salah satu
asam lemak yang dapat mengalami reaksi hidrodeoksigenasi untuk menjadi green diesel adalah
asam oleat. Asam oleat merupakan asam lemak rantai C18 yang memiliki jumlah atom C yang
sama pada komposisi bahan bakar diesel dari fosil. Ketika asam oleat mengalami proses
hidrodeoksigenasi akan menghasilkan hidrokarbon yaitu okta dekana. Okta dekana sendiri
merupakan salah satu komponen hidrokarbon yang terdapat pada bahan bakar diesel fosil yang
dikenal sebagai bahan bakar solar.
4. Ajukan kemungkinan mekanisme dari reaksi hidrodeoksigenasi asam oleat menjadi
hidrokarbon okta dekana dengan gas hydrogen dan bantuan katalis NiMo/Zeolit (5
poin)