Suplemen Bab 1 Koligatif Larutan.pmd
advertisement
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menjelaskan penyebab adanya fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan
titik beku, dan tekanan osmotik;
2. membedakan sifat koligatif larutan elektorlit dan larutan nonelektrolit;
3. terampil menyajikan hasil analisis beradasarkan data percobaan terkait penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan
titik beku dan tekanan osmosis;
4. terampil mengolah dan menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dengan sifat
koligatif larutan nonelektrolit yang konsentrasinya sama.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:
1. menghargai dan mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa yang berupa sifat koligatif larutan dan manfaatnya dalam
mempermudah kebutuhan sehari-hari;
2. berperilaku kerja sama dan kreatif dalam menyelesaikan tugas serta hemat dalam menggunakan bahan kimia.
Koligatif Larutan
Sifat Koligatif Larutan dan Satuan Konsentrasi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mengamati perbedaan titik didih antara akuades
dengan larutan garam serta perubahan titik beku es.
Mencari informasi tentang penggunaan garam untuk
mencairkan salju.
Mendiskusikan jenis-jenis sifat koligatif larutan.
Mendiskusikan konsentrasi larutan yang meliputi fraksi
mol, molalitas, dan molaritas.
Membuat rancangan percobaan pengaruh zat terlarut
terhadap penurunan titik beku larutan.
Mengamati pengaruh zat terlarut terhadap penurunan
titik beku larutan melalui percobaan.
Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit dan Elektrolit
•
•
•
•
•
•
Mengamati perbedaan titik didih larutan yang berbeda
konsentrasi dari video.
Mendiskusikan sifat koligatif larutan nonelektrolit.
Mengamati perbedaan kenaikan titik didih larutan
nonelektrolit dan larutan elektrolit melalui percobaan.
Mendiskusikan sifat koligatif larutan elektrolit yang
dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff.
Mendiskusikan penerapan sifat koligatif dalam
kehidupan sehari-hari.
Menerapkan sifat koligatif penurunan titik beku
membuat es puter dalam tugas proyek.
Mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa sifat koligatif yang bermanfaat dalam mempermudah kegiatan pemenuhan
kebutuhan sehari-hari.
Mampu menerapkan sikap kerja sama dan kreatif dalam melaksanakan tugas kelompok.
Bersikap hemat dalam menggunakan bahan-bahan kimia demi menjaga lingkungan.
Bersikap teliti dalam pengamatan praktikum maupun mengerjakan soal.
Menjelaskan penyebab sifat koligatif larutan.
Menjelaskan pengaruh konsentrasi terhadap sifat koligatif larutan.
Mampu menyelesaikan perhitungan terkait sifat koligatif larutan.
Menjelaskan perbedaan sifat koligatif larutan nonelektrolit dan larutan elektrolit.
Menentukan sifat koligatif larutan elektrolit menggunakan faktor Van’t Hoff.
Menyajikan rancangan percobaan penurunan titik beku.
Menyajikan diagram P-T untuk menunjukkan sifat koligatif larutan.
Menyajikan laporan percobaan penurunan titik beku dan percobaan kenaikan titik didih.
Kimia Kelas XII
1
A.
Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Sifat koligatif larutan merupakan sifat yang hanya
bergantung pada banyaknya zat yang terlarut dalam
pelarut. Jumlah zat terlarut akan memengaruhi sifat
koligatif larutan, yaitu titik didih, titik beku, tekanan
uap, dan tekanan osmotik larutan. Jenis zat terlarut
tidak memengaruhi sifat koligatif larutan. Begitu
juga dengan jenis dan jumlah pelarut.
2. Jawaban: e
Diagram P–T tersebut menunjukkan tekanan dan
suhu pada saat air dan larutannya berubah wujud.
Tekanan dan suhu yang menggambarkan
perubahan wujud air menjadi uap ditunjukkan oleh
garis E–F. Garis E–F membatasi bentuk larutan
dari cair ke gas.
3. Jawaban: d
Tekanan uap akan semakin turun jika jumlah zat
terlarut semakin banyak. Jumlah zat terlarut
dengan jumlah pelarut sama secara berurutan dari
larutan I hingga ke V yaitu 6, 5, 7, 9, dan 8. Dengan
demikian, jumlah zat terlarut paling banyak terdapat
pada gambar IV (larutan D) sehingga tekanan
uapnya paling kecil.
4. Jawaban: c
Konsentrasi 1 molal artinya terdapat 1 mol zat
terlarut dalam 1.000 gram pelarut.
5. Jawaban: c
Mol NaOH = V × M
= 0,2 L × 2 mol/L
= 0,4 mol
Massa NaOH = (n × Mr)NaOH
= 0,4 × 40
= 16 gram
Massa larutan = V × ρ
= 200 × 1,20 g/mL
= 240 gram
m=n×
=n×
1.000
p
1.000
(240 − 16)
1.000
= 0,4 × 224
= 1,78 ≈ 1,8
Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 1,8 m.
6. Jawaban: b
Mr Cuka (CH3COOH) = 60 g/mol
Mr H2O = 18 g/mol
2
Koligatif Larutan
m
Mr
nCH3COOH =
nH2O =
m
Mr
=
15 gram
60
90 gram
18
=
= 0,25 mol
= 5 mol
nCH3COOH
XCH3COOH =
nCH3COOH + nH2O
=
0,25
0,25 + 5
= 0,05
Jadi, fraksi mol cuka dalam larutan sebesar 0,05.
7. Jawaban: c
Xmetanol =
0,5 =
nme tan ol
nmetanol + nair
nm
nm + na
0,5(nm + na) = nm
0,5 nm + 0,5 na = nm
0,5 na = 0,5 nm
na = nm
misal na = nm = 1
% massa =
nm × Mr
(nm × Mr ) + (na × Mr )
% massa =
1× Mr
(1 × M r ) + (1 × M r )
% massa =
32
32 + 18
× 100%
= 0,64 × 100%
= 64%
Jadi, persen metanol dalam larutan sebesar 64%.
8. Jawaban: e
m=
m
Mr
0,6
×
1.000
p
1.000
= 60 × 100
= 0,1 m
Jadi, larutan tersebut mempunyai konsentrasi 0,1
molal.
9. Fraksi mol NaOH = 0,05
Fraksi mol H2O = 1 – 0,05 = 0,95
Mr air = 18
XNaOH =
mol NaOH
mol NaOH + mol H2O
0,5 =
mol NaOH
mol NaOH + mol H2O
0,05 mol NaOH + 0,5 mol H2O = mol NaOH
0,95 mol NaOH = 0,05 mol H2O
mol naOH =
0,05
0,95
× mol H2O
Molalitas (m) = mol NaOH ×
0,05
= ( 0,95 × mol H2O) ×
Molalitas (m) =
Mr air = 18 g/mol
Mr urea = 60 g/mol
100
p
1.000
mol H2O × Mr H2O
0,05 × 1.000
0,95 × 18
10. 46% massa etanol berarti 46 gram etanol dan
54 gram air.
B.
m
Mr
×
1.000
p
46
1.000
Xurea =
= 4,44 mol
20 g
60 g mol−1
0,33 mol
(4,44 + 0,33) mol
= 0,33 mol
= 0,069
Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,069.
4. Dimisalkan massa larutan 100 gram.
Dalam 100 gram larutan glukosa 12% terdapat:
= 46 × 54 = 18,52 molal
Jadi, molalitas larutan C2H5OH sebesar 18,52 m.
glukosa 12% = 100 × 100 g = 12 gram
air (pelarut) = 100 – 12 = 88 gram
Uraian
Jumlah mol glukosa =
1. Air laut mengandung banyak zat terlarut. Adanya
zat terlarut memengaruhi tekanan uapnya. Zat
terlarut volatil (mudah menguap) meningkatkan
tekanan uap air laut, sedangkan zat terlarut
nonvolatil (tidak mudah menguap) menurunkan
tekanan uap air laut. Adanya garam yang terlarut
dalam air laut, tekanan uap jenuh air laut menjadi
lebih rendah mengakibatkan dibandingkan air
murni.
2. Larutan 6 gram urea dalam 200 gram air.
Mr urea = 60 g/mol
Jumlah mol urea =
6g
60 g mol−1
= 0,1 mol
Massa pelarut = 200 gram = 0,2 kg
m=
n
p
=
0,1mol
0,2 kg
= 0,5 mol
kg–1
Jadi, larutan urea tersebut mempunyai memolalan
0,5 m.
3. Misal massa larutan 100 gram.
Dalam 100 gram larutan urea 20% terdapat 20 gram
urea dan 80 gram air.
A.
80 g
18 g mol−1
Jumlah mol urea =
= 2,92
Jadi, kemolalan larutan NaOH sebesar 2,92 m.
m=
Jumlah mol air =
Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
ρair = 1 gram/mL
Jika volume air = 150 mL, berarti massa air
= 150 gram
p = 150 gram
Kb air = 0,52°C/m
ΔTb = m · Kb
12
12 g
180 g mol−1
= 0,067 mol
Massa pelarut = 88 gram = 0,088 kg
m=
n
p
=
0,067 mol
0,088 kg
= 0,76
Jadi, kemolalan larutan glukosa sebesar 0,76 m.
5. Mr HCl = 36,5 g/mol
Massa larutan = 1.000 mL × 1,1 gram/mL
= 1.100 gram
18,25
Massa HCl = 100 × 1.100 gram
= 200,75 gram
Massa H2O = (1.100 – 200,75) gram
= 899,25 gram
nHCl =
nH
2O
=
XHCl =
200,75
36,5
= 5,50 mol
899,25
= 49,96 mol
18
5,50
= 0,1
5,50 + 49,96
XH O = 1 – 0,1 = 0,9
2
Jadi, fraksi mol larutan asam klorida sebesar 0,1
dan fraksi mol air sebesar 0,9.
ΔTb =
massa sukrosa
Mr sukrosa
3,42
×
1.000
p
× Kb
1.000
= 342 × 150 × 0,52
= 0,035°C
Jadi, larutan mengalami kenaikan titik didih 0,035°C.
Kimia Kelas XII
3
2. Jawaban: d
ΔTf =
=
mol
massa
Mr NaCl
117
58,5
1.000
p
×
× Kf × {1 + (n – 1)α}
1.000
× 1.500 × 1,86 × {1 + (2 – 1)1}
= 4,96°C
Jadi, besarnya penurunan titik beku larutan NaCl
adalah 4,96°C.
3. Jawaban: c
ΔTb = m · Kb
massa zat terlarut (g)
ΔTb =
Mr zat terlarut (g mol−1 )
kg pelarut
0,48°C =
× Kb
Pelarut murni
0,48°C × 0,2 kg × 152 g mol−1
3,8 g
= 3,84 °C kg
Jadi, tetapan titik didih molal kloroform K b =
3,84°C kg mol–1.
4. Jawaban: b
massa zat X = 5 gram
Mr zat X = 492
Vlarutan = 500 mL = 0,5 L
T = 27°C = 300 K
R = 0,082 L atm mol–1K–1
π =M·R·T
=
massa
Mr
5
L
Padat
Gas
ΔT 2
0°C
Suhu
(°C)
Titik didih
larutan
100°C
Titik beku
air
Titik beku
larutan
Titik
didih air
8. Jawaban: c
× V ×R·T
1
5. Jawaban: d
π=M·R·T
ΔTb =
massa sampel
Mr sampel
4,5
1,25 = 135 ×
1.000
p
×
1.000
p
mol
mol
besar yaitu larutan yang perbandingan volume
paling besar.
mol
1.000
mol
1.000
mol
1.000
mol
1.000
Larutan 1; volume = 0,1 × 200 = 0,5
Larutan 2; volume = 0,1 × 400 = 0,25
Larutan 3; volume = 0,2 × 300 = 0,67
Larutan 4; volume = 0,2 × 250 = 0,8
× Kb benzena
× 2,53
4,5
p = 135 × 1.000 × 2,53 ×
2,53
π = volume · R · T
Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling
Koligatif Larutan
Larutan
ΔT 1
1
F
E
Cair
K
= 492 × 0,5 × 0,082 × 300
= 0,5 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan sebesar 0,5 atm.
4
H
I
1 atm
mol–1
Tekanan (atm)
Kb =
0,2 kg
6. Jawaban: e
Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding
dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam
pelarut yang sama, semakin tinggi konsentrasi
molalnya, titik didih larutan itu juga semakin tinggi.
Dengan demikian, larutan sukrosa 0,5 m mempunyai titik didih paling tinggi.
7. Jawaban: b
Adanya zat terlarut pada suatu larutan memengaruhi
titik didih larutan, yaitu mengakibatkan titik didih
larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya.
× Kb
3,8 g
152 g mol−1
1.000
Larutan 5; volume = 0,2 × 500 = 0,4
Jadi, tekanan osmotik paling besar dimiliki oleh
larutan 4).
1
1,25
atau
1
= 4,5 × 103 × 135 × 1,25
Jadi, massa sampel yang dilarutkan sebanyak
2,53
4,5 × 103 × 135 ×
1
.
1,25
9. Jawaban: b
200 mL = 0,2 liter dan 27°C = 300 K
π=
m
Mr V
×R×T=
3,6
180 × 0,2
× (0,082)(300)
= 2,46 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa sebesar
2,46 atm.
10. Jawaban: c
m (massa zat terlarut) = 24 gram
V (volume air) = 250 mL = 0,25 L
T = 27 + 273 = 300 K
π = 32,8 atm
R = 0,082 L atm/mol K
π= M · R · T
1
32,8 =
m
Mr
× V ×R×T
32,8 =
24
Mr
×
1
0,25
× 0,082 × 300
Mr = 72
Jadi, Mr zat nonelektrolit adalah 72 gram/mol.
11. Jawaban: d
K2SO4(aq) → 2K+(aq) + SO42–(aq)
n=3
K2SO4 terionisasi sempurna, berarti α = 1.
ΔTb = (m · Kb) i
= (m · Kb) {1 + (n – 1)α}
= 0,1 m × 0,52°C m–1 × {1 + (3 – 1)1}
= 0,156°C
Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C
Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,156°C.
12. Jawaban: c
Larutan isotonik adalah larutan yang memiliki
tekanan osmotik sama. Larutan NaCl = larutan
elektrolit kuat, α = 1. Tekanan osmotiknya sebagai
berikut.
π= M·R·T·i
= 0,3 · RT(1 + (2 – 1) · 1)
= 0,6RT
1) Larutan 0,1 M urea (nonelektrolit)
π = 0,1RT
2) Larutan KNO3, n = 2
π = 0,2 · RT · 0,2 = 0,4RT
3) Larutan 0,6 M glukosa (nonelektrolit)
π = 0,6RT
4) Larutan asam sulfat
H2SO4 → n = 3
π = 0,4 · RT · 3 = 1,2RT
5) Larutan 0,3 M natrium sulfat
Na2SO4 → n = 3
π = 0,3 · RT · 3 = 0,9RT
Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl 0,3 M
adalah larutan glukosa 0,6 M.
13. Jawaban: d
Untuk 100 gram larutan:
4
a.
Massa NaOH = 100 × 100 = 4 gram
b. Massa air = 100 – 4 = 96 gram
NaOH → n = 2
ΔTf =
m
Mr
4
×
1.000
p
1.000
= 40 × 96
= 3,88°C
× Kf × {1 + (n – 1)α}
× 1,86 × {1 + (2 – 1)1}
Tf = 0 – 3,88 = –3,88°C
Jadi, larutan NaOH 4% akan membeku pada suhu
–3,88°C.
14. Jawaban: a
Isotonik ⇒ πdarah = πNaCl
7,626 =
mol NaCl
1
× 0,082 × 310 × {1 + (2 – 1)1}
mol NaCl = 0,15
Massa NaCl = mol NaCl × Mr NaCl
= 0,15 × 58,5
= 8,775 gram
Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan sebesar
8,775 g.
15. Jawaban: b
Elektrolit biner → n = 2
ΔTb = 100,75 – 100 = 0,75°C
ΔTb = {1 + (n – 1)α} ·
m
Mr
·
1.000
p
6
· Kb
1.000
0,75 = {1 + (2 – 1)0,5} × M ×
× 0,5
r
100
0,75 = 1,5 ×
0,75 =
Mr =
30
Mr
45
Mr
45
0,75
= 60
Jadi, massa molekul realtif zat nonelektrolit
tersebut sebesar 60 gram/mol.
16. Jawaban: c
NaCl → Na+ + Cl–
n=2
α = 80% = 0,8
m = 12 gram
Mr NaCl = 23 + 35,5 = 58,5
V = 600 mL = 0,6 L
T = 27°C = 300 K
π = {1 + (n – 1)α} ×
m
Mr
= {1 + (2 – 1)0,8} ×
1
× V ×R×T
12
58,5
×
1
0,6
× 0,082 × 300
= 15,14 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan NaCl sebesar 15,14
atm.
17. Jawaban: d
17,4 gram K2SO4 dilarutkan ke dalam 250 gram
air (Kb air = 0,52°C/molal)
Untuk larutan elektrolit berlaku rumus:
ΔTb = m · Kb · i
i = {1 + (n – 1)α)
m = konsentrasi molal
α = derajat disosiasi
i = faktor Van’t Hoff
Kimia Kelas XII
5
K 2 SO 4 termasuk elektrolit kuat (terionisasi
sempurna, α = 1), jadi:
K2SO4 → 2K+ + SO4+2, jadi n = 3
i = {1 + (3 – 1)1}
i=3
ΔTb = m · Kb · i
1.000
18. Jawaban: e
Untuk larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut
reaksi:
NaCl
Na+ + Cl– (n = 2)
Penurunan titik beku:
n = 2, valensi 1, m = 0,4 m
ΔTf = m · Kf {1 + (n – 1) α}
1,488 = 0,4 · 1,86 {1 + (2 – 1) α}
1,488= 0,744 (1 + α)
α=1
Jadi, derajat ionisasi NaCl dalam larutan sebesar 1.
19. Jawaban: e
Tekanan osmotik sama jika jumlah zat terlarut
sama.
NaCl → Na+ + Cl–
Jumlah ion 0,1 mol NaCl 500 mL : 2
[ion] = 2 × 0,1 ×
1
0,5
× 5.000 × 0,082 × 365,85
Mr zat X = 95,9 ≈ 96
Jadi, Mr zat X adalah 96 gram/mol.
Konsentrasi larutan yang lain sebagai berikut.
1
0,1
B.
Uraian
990
1. nair = np = 18 = 55
P = Xp · P°
=
np
np + nt
2=
b.
a
massa gula = 100 × 100 gram = a gram
massa air = (100 – a) gram
m
Mr
×
1.000
p
b.
[molekul glukosa] = 0,1 ×
1
0,5
= 0,2
0,65 = 342 ×
c.
[molekul sukrosa] = 0,3 ×
1
0,5
= 0,6
0,4275 =
d.
[ion KCl] = 2 × 0,1 × 1 = 0,2
1
[molekul urea] = 0,4 × 1 = 0,4
Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl tersebut
adalah larutan urea 0,4 mol dalam 1.000 mL air.
20. Jawaban: e
Larutan tersebut diukur pada keadaan yang sama
saat 6 gram zat X dilarutkan dalam 12 liter gas
etana pada tekanan 38 cmHg.
Larutan dalam etana
π = 38 cmHg = 380 mmHg = 0,5 atm
π=M·R·T
6
1
0,5 = 30 × 12 × 0,082 × T
T = 365,85 K
Koligatif Larutan
120
Mr
2. ΔTb = (100,65 – 100)°C = 0,65°C
Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam
100 gram larutan:
[ion KCl] = 2 × 0,2 ×
e.
× 18
Mr = 60
Jadi, massa molekul relatif zat X sebesar 60 g/mol.
a.
1
55
55 + nt
955,35 + 17,37 nt = 990
17,37 nt = 34,65
nt = 2
nt = nzat X
ΔTb =
=4
· P°
17,37 =
a.
= 0,4 mol/L
1.000
4
Mr X
0,25 =
17,4
= ( 250 × 174 ) × 0,52 × 3
= 0,624°C
Jadi, larutan mempunyai kenaikan titik didih
sebesar 0,624°C dibandingkan air.
6
Larutan dalam benzena
π =19 cmHg = 190 mmHg = 0,25 atm
π=M·R·T
a
× Kb
1.000
(100 − a)
× 0,52
a
(100 − a)
42,75 – 0,4275a = a
1,4275a = 42,75
a = 29,95
= 30
Jadi, kadar gula dalam larutan 30%.
3. ΔTb = 101,3 – 100 = 1,3°C
1.000
p
ΔTb =
m
Mr
×
1,3 =
90
Mr
× 200 × 0,52
× Kb
1.000
Mr = 180
Rumus molekul = (CH2O)n
Mr = (12 + (2 × 1) + 16) × n
180 = 30 × n
n=6
Jadi, rumus molekul senyawa tersebut C6H12O6.
4. K2SO4 → 2K+(aq) + SO42–(aq) n = 3
K2SO4 terionisasi sempurna, berarti α = 1.
ΔTb = (m · Kb) i
= (m · Kb) {1 + (n – 1) α}
= 0,1 m × 0,52°Cm–1 × {1 + (3 – 1)1}
= 0,156°C
Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C
5. NaCl → Na+ + Cl–; n = 2
π = {1 + (n – 1)α} ×
17,28 = {1 + (2 – 1)0,8} ×
17,28 = (1,8) ×
m
58,5
m
Mr
1
× V ×R×T
m
58,5
×
1
0,5
× 0,082 × 300
× 2 × 24,6
17,28 × 58,5
1,8 × 2 × 24,6
m =
= 11,4 gram
Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak
11,4 gram.
A.
Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Untuk 100 gram larutan NaCl, massa NaCl
10
= 100 × 100 gram = 10 gram.
m =
=
m
Mr
×
10
58,5
1.000
p
×
1.000
90
= 1,89
= 1,90 m
Jadi, molalitas larutan NaCl sebesar 1,90 m.
2. Jawaban: b
Untuk 100 gram larutan etanol, massa etanol
20
(C2H5OH) = 100 × 100 g
= 20 g.
Massa pelarut = (100 – 20) g
= 80 g
m=
m
Mr
20
×
1.000
p
1.000
= 46 × 80
= 5,43
Jadi, molalitas larutan etanol 20% massa adalah
5,43 molal.
3. Jawaban: c
Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan
yang bergantung dari banyaknya zat terlarut yang
ada dalam larutan (molalitasnya), tetapi tidak
bergantung pada jenis zat yang dilarutkan.
4. Jawaban: d
Adanya zat terlarut nonvolatil dalam suatu pelarut
cair mengakibatkan penurunan tekanan uap jenuh.
Semakin besar konsentrasi zat terlarut nonvolatil
yang ditambahkan, semakin besar penurunan
tekanan uap jenuh yang teramati atau semakin
kecil tekanan uap jenuh. Jadi, urutan larutan yang
mempunyai tekanan uap dari yang paling kecil
hingga paling besar yaitu R, Q, T, P, dan S.
5. Jawaban: a
Besar penurunan titik beku sebanding dengan
konsentrasi molal (m). Semakin kecil penurunan
titik beku larutan, maka titik beku larutan tersebut
semakin tinggi sehingga titik beku tertinggi dimiliki
larutan dengan konsentrasi molal (m) terkecil, yaitu
pada glukosa 0,05 m.
6. Jawaban: a
ρair = 1 g/mL
Jika volume air = 1 L, massa air = 1.000 gram
ΔTb =
massa sukrosa
Mr sukrosa
228
×
1.000
p
× Kb
1.000
0,15 = 342 × 1.000 × Kb
Kb = 0,22°C/m
Jadi, besarnya Kb sukrosa 0,22°C/m.
7. Jawaban: b
ΔTb = Tb – Tb°
= 100,65 – 100
= 0,65
ΔTb =
m
Mr
×
1.000
p
× Kb
m
0,65 = 180 × 1.000 × 0,52
2.000
m = 450 gram
Jadi, massa glukosa yang dilarutkan sebanyak 450
gram.
Kimia Kelas XII
7
8. Jawaban: b
iKCl = {1 + (2 – 1)1} = 2
iCaCl = {1 + (3 – 1)1} = 3
2
ρair = 1 g/ml → massa air = 500 gram
massa KCl
×
Mr KCl
massa CaCl2
+{
Mr CaCl2
1.000
p
ΔTb = {
1.000
p
×
×
Kb
×
i KCl }
× Kb × iCaCl }
2
= {(mol KCl × iKCl) + (mol CaCl2 × iCaCl )}
2
1.000
p
×
× Kb
⎧⎛ 37,25
⎞
⎫
1.000
⎛ 55,5
⎞
ΔTb = ⎨⎜ 74,5 × 2 ⎟ + ⎜⎝ 111 × 3 ⎟⎠ ⎬ × 500 × 0,5
⎝
⎠
⎭
⎩
= 2,5°C
Jadi, titik didih larutan = 100°C + 2,5°C = 102,5°C.
9. Jawaban: e
ΔTf = 0 – (–3,1) = 3,1°C
ΔTf =
m
Mr
·
3,1 =
40
Mr
· 1.000 · 1,86
1.000
p
· Kf
300
Mr = 80
Jadi, Mr zat X sebesar 80 gram/mol.
10. Jawaban: b
Isotonik → π1 = π2
C1 · R1 · T1 = C2 · R2 · T2
Jika T1 = T2 maka C1 = C2.
n1
V1
n2
V2
=
n2 =
V2
V1
× n1
500
3
1
= 250 × 180 mol = 30 mol
Mr X =
4,6 g
1
30
mol
= 138
Jadi, massa molekul relatif (Mr) zat X adalah 138.
11. Jawaban: b
ΔTf = 0 – (–0,28) = 0,28°
ΔTf =
m
Mr
m
×
1.000
p
× Kf
1.000
0,28 = 200 × 100 × 1,86
m = 3 gram
Jadi, massa zat nonelektrolit tersebut sebanyak
3 gram.
12. Jawaban: e
Penambahan etilen glikol ke dalam radiator mobil
untuk menurunkan titik beku air dalam radiator.
8
Koligatif Larutan
Proses desalinasi air laut merupakan proses
mengubah air laut menjadi air tawar dengan cara
memisahkan garamnya. Proses desalinasi dapat
dilakukan dengan teknik osmosis balik dengan
tekanan tinggi. Proses ini menggunakan membran
berskala molekul untuk memisahkan air dari
pengotornya.
13. Jawaban: b
M = 0,1 M
CdSO4 → Cd2+ + SO42–
n=1+1=2
α = 0,75
T = 27°C = (27 + 273) = 300 K
R = 0,082
π = . . .?
π = M · R · T{1 + (n – 1)α}
= 0,1 · 0,082 · 300 · {1 + (2 – 1)0,75}
= 4,3 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan CdSO4 sebesar
4,3 atm.
14. Jawaban: b
1) K – L: perubahan titik beku larutan
2) K – R: proses mencair larutan
3) T – M: proses menguap pelarut
4) M – N: perubahan titik uap larutan
5) T – R: perubahan titik tripel larutan
15. Jawaban: e
αH SO = 1
2
4
p = 250 g
Kb = 0,52°C
m = 24,5 g
Mr = 98
ΔTb = . . .?
H2SO4 → 2H2+ + SO42–
n=2+1=3
ΔTb = m × Kb × {1 + (n – 1)α}
24,5
1.000
= 98 × 250 × 0,52 × {1 + (3 – 1) 1}
= 1,56°C
Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 1,56°C.
16. Jawaban: b
ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut
= 102,08°C – 100°C
= 2,08°C
ΔTb =
m
Mr
2,08 =
540
180
×
×
1.000
p
1.000
p
p = 750 gram
× Kb
× 0,52
Pelarut ditambah 250 gram
p = (750 + 250) gram
= 1.000 gram
ΔTb =
540
180
×
1.000
p
× 0,52
= 1,56°C
Tb larutan = Tb larutan + ΔTb
= 100 + 1,56°C
= 101,56°C
Jadi, setelah ditambah pelarut (air), titik didih
larutan mengalami penurunan menjadi 101,56°C.
17. Jawaban: b
ΔTb = (102,6 – 100)°C = 2,6°C
Mr Ca(OH)2 = 74
ΔTb =
m
Mr
1.000
p
×
37
× Kb × {1 + (n – 1)α}
1.000
2,6 = 74 × 250 × 0,52 × {1 + (3 – 1)α}
2,6 = 1,04 × {1 + 2α}
2,6 = 1,04 + 2,08α
α=
1,56
2,08
= 0,75
%α = 0,75 × 100% = 75%
Jadi, derajat ionisasi basa (Ca(OH)2) sebesar 75%.
18. Jawaban: a
Untuk larutan gula dalam air:
ΔTb = 105,2 – 100 = 5,2°C
1.000
100
mgula = 1 ·
= 10 m
ΔTb = mgula · Kb
5,2 = 10 · Kb
Kb = 0,52 (pelarut air)
Untuk larutan alkohol dalam air, pelarutnya adalah
air, Kb = 0,52.
Kenaikan titik didih = ΔTb = 5,2.
Misalkan alkohol yang dilarutkan dalam 100 gram
air = x mol, maka:
ΔTb = malkohol · Kb
5,2 = x ·
1.000
100
· 0,52
x = 1 mol
Jadi, alkohol yang dilarutkan dalam air sebanyak
1 mol.
19. Jawaban: a
mol urea =
mol air =
30
60
81
18
= 0,5 mol
= 4,5 mol
Xurea =
=
mol urea
mol urea + mol air
0,5
0,5 + 4,5
= 0,10
Jadi, fraksi mol urea dalam larutan sebesar 0,1.
20. Jawaban: d
P° = 31,8 mmHg
X = 0,056 mol
Tekanan uap jenuh larutan = tekanan uap pelarut
ΔP = X · P°
ΔP = 0,056 × 31,8 = 1,7808
Tekanan uap larutan = 31,8 – 1,78
= 30,02 mmHg
Jadi, tekanan uap larutan sebesar 30,02 mmHg.
21. Jawaban: b
ΔTf =
m
Mr
18
·
1.000
p
· Kf
1.000
ΔTf = 180 ·
· 1,8
500
ΔTf = 0,36°C
ΔTf = titik beku pelarut – titik beku larutan
0,36 = 0° – titik beku larutan
titik beku larutan = –0,36°C
Jadi, larutan akan membeku pada suhu –0,36°C.
22. Jawaban: d
Tekanan osmotik (π) dihitung dengan rumus:
π=M·
1
V
·R·T
Jika volume semua larutan sama, misal dianggap
1 liter dan suhu perhitungan adalah tetap, tekanan
osmotik berbanding lurus dengan jumlah mol zat
terlarut. Semakin besar mol zat terlarut, tekanan
osmotik semakin besar. Jadi, tekanan osmotik dari
yang paling rendah hingga paling besar yaitu larutan
S, P, T, Q, dan R. Larutan S mempunyai tekanan
osmotik paling rendah karena mempunyai zat
terlarut paling sedikit.
23. Jawaban: d
Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat
terlarut, titik didih larutan yang terbentuk akan lebih
tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini
disebut kenaikan titik didih (ΔTb). Untuk zat terlarut
elektrolit besar, kenaikan titik didih dapat dihitung
sebagai berikut.
ΔTb = m × Kb × i =
m
Mr
×
1.000
p
× Kb × i
di mana: i = {1 + (n – 1)α}
n = jumlah ion
α = derajat ionisasi
Kimia Kelas XII
9
Untuk Fe2(SO4)3:
n = 5, Mr = 400, dan α diketahui = 0,8
1.000
40
ΔTb = 500 × 400 × 0,52 × {1 + (5 – 1)0,8}
= 0,437°C
Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 0,437°C.
4)
π=
0,2
0,1
5)
π=
0,1
0,25
= 2 atm
= 0,4 atm
Jadi, tekanan osmotik terbesar terdapat pada
larutan 4), yaitu sebesar 2 atm.
24. Jawaban: b
ΔTf = Tf° – Tf
Larutan urea termasuk nonelektrolit ΔTf = Kf · m.
Larutan KOH, BaCl 2 , dan NaNO 2 termasuk
elektrolit, Tf = kf · m · i untuk larutan encer, harga
M dianggap sama dengan m.
1) KOH 1 M → Tf = Tf° – Kf (1)(2) = Tf° – 2 Kf
2) BaCl2 1 M → Tf = Tf° – Kf (1)(3) = Tf° – 3 Kf
3) Urea 2 M → Tf = Tf° – Kf (2) = Tf° – 2 Kf
4) NaNO2 2 M → Tf = Tf° – Kf (2)(2) = Tf° – 4 Kf
Jadi, larutan yang mempunyai titik beku sama yaitu
larutan KOH (1) dan larutan urea (3).
27. Jawaban: d
Tekanan uap larutan diperoleh dari rumus
P = P° – ΔP. Semakin besar jumlah partikel zat
terlarut dalam jumlah mol pelarut yang sama,
tekanan uap larutannya semakin kecil. Di antara
pilihan jawaban tersebut larutan yang memiliki
jumlah partikel zat terlarut terbanyak adalah gambar
1) sehingga tekanan uap larutan terkecil terdapat
pada larutan nomor 1). Urutan tekanan uap larutan
dari yang kecil ke yang besar yaitu 1) < 3) < 2)
< 5) < 4). Jadi, tekanan uap larutan terbesar
terdapat pada larutan nomor 4).
25. Jawaban: b
Massa = ρ × volume
= 2,53 g/L × 0,2 L
= 0,506 gram
π = 720 mmHg = 0,947 atm
T = 55°C + 273 = 328 K
π= M · R · T
28. Jawaban: a
ΔTb = m · Kb
Jadi, kenaikan titik didih larutan (ΔTb) = Kb apabila
m (molalitas larutan) = 1 molal.
π=
massa
Mr alkana
0,947 =
0,506
Mr alkana
×
1.000
volume larutan
×R×T
1.000
× 200 × 0,082 × 328
Mr alkana = 71,8 = 72
Rumus alkana: CnH2n + 2
CnH2n + 2 = 72
n(Ar C) + {(2n + 2)(Ar H)} = 72
12n + {(2n + 2)(1)} = 72
12n + 2n + 2 = 72
14n = 70
n=5
Jadi, rumus molekul gas alkana tersebut C5H12.
26. Jawaban: d
Tekanan osmotik dirumuskan dengan π = M · R · T,
di mana M =
gram
Mr
1.000
mol
· mL atau M = V , V dalam
liter. Jika R = 0,082 L · atm · mol–1 K–1 dan T =
mol
tetap maka π = Volume .
10
1)
π=
0,1
0,2
= 0,5 atm
2)
π=
0,1
0,1
= 1 atm
3)
π=
0,2
0,3
= 0,67 atm
Koligatif Larutan
29. Jawaban: a
i = 1 + (n – 1) α
3 = 1 + (n – 1) 1
n–1=2
n=3
ΔTb = (101,5 – 100)°C = 1,5°C
ΔTb =
m
Mr
1,5 =
18,8
Mr
·
1.000
p
·
1.000
200
· Kb · i
· 0,52 · 3
Mr = 97,76 ≈ 98
Jadi, senyawa tersebut mempunyai n = 3 dan
Mr = 98.
H2SO4; n = 3 dan Mr = 98
HNO3; n = 2 dan Mr = 63
NaOH; n = 2 dan Mr = 40
CaCl2; n = 3 dan Mr = 111
Ba(OH)2; n = 3 dan Mr = 171
Jadi, senyawa tersebut H2SO4.
30. Jawaban: e
Meskipun kedua larutan mempunyai molalitas
yang sama, tetapi penurunan titik beku dan
kenaikan titik didih larutan garam lebih besar
daripada larutan gula. Hal ini karena larutan garam
merupakan larutan elektrolit kuat yang dapat
terionisasi menjadi ion Na+ dan ion Cl–.
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Dengan demikian, dalam larutan garam terdapat
1 mol ion Na+ dan 1 mol ion Cl– atau 2 mol garam.
B.
Adapun dalam larutan gula (nonelektrolit) tidak
dapat terionisasi.
C12H22O11(s) → C12H22O11(aq)
Dengan demikian, dalam larutan gula hanya
terdapat 1 mol gula.
Untuk larutan encer, harga n t sangat kecil
dibandingkan np. Oleh karena itu, harga nt + np
dapat dianggap sama dengan np saja sehingga
Uraian
Xt =
1. ΔTb = Kb ×
m
Mr
×
1.000
p
36
Molalitas larutan =
1.000
1g
95 g mol−1
c.
0,011mol
0,5 kg
3. np (mol pelarut, H2O) =
5,00 g
M r formamid (g mol−1)
5,00
X =
=
= M formamid mol
r
P° − P
P°
31,82 mmHg − 31,20 mmHg
31,82 mmHg
= 1,9 × 10–2
mol
5,56 mol
5,00
(5,56)(1,9 × 10 −2 )
=
5,00
0,11
= 45,45
4. P° = 18 mmHg
np = 0,75 mol
nt = 0,25 mol
ΔP = Xt · P°
=
= 5,56 mol
5,00
M r formamid
Jadi, berat molekul formamid 45,45 g mol–1.
= 0,022 mol kg–1
1,00 × 102 g
18,0 g mol−1
nt (mol terlarut formamid) =
ΔP = P° – P = Xt × P°
.
Mr formamid =
=
ΔTb = Kb · m · i
= 0,52 · 0,022 · 2,8
= 0,032°C
Titik didih larutan = 100 + 0,032°C
= 100,032°C
ΔTf = Kf · m · i
= 1,86 · 0,022 · 2,8
= 0,115°C
Titik beku larutan = 0 – 0,115°C
= –0,115°C
Molaritas larutan juga dapat dianggap
= 0,022 mol/liter.
π =M·R·T·i
= 0,022 · 0,08205 · 298 · 2,8
= 1,51 atm
b.
nt
np
= 0,011 mol
Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022
mol/liter karena ρair = 1 kg/L.
i = 1 + (n – 1) α
= 1 + (3 – 1) 0,9
= 2,8
a.
nt
nt + np
1,9 × 10–2 =
= 0,52 × 180 × 250
= 0,42°C
Tb larutan glukosa = Tb air + ΔTb
= (100 + 0,42)°C
= 100,42°C
Jadi, larutan mendidih pada suhu 100,42°C.
2. Jumlah mol MgCl2 =
Xt =
np
np + nt
· P°
0,25
0,25 + 0,75
· 18 mmHg
= 4,5 mmHg
Jadi, penurunan tekanan uap jenuh larutan pada
suhu 20°C tersebut sebesar 4,5 mmHg.
5. pH = 13
pOH = 14 – 13 =1
[OH–] = 0,1 M
Hasil pengujian daya hantar listrik larutan
menunjukkan adanya banyak gelembung gas pada
kedua elektrode dan nyala lampu yang terang →
larutan elektrolit kuat → larutan basa kuat.
Rumus basa kuat
[OH–] = M · b, b = valensi basa
0,1 = M · b
M=
0,1
b
Larutan elektrolit kuat : α = 1 sehingga i = n,
n = jumlah partikel (ion).
untuk larutan basa kuat i = n = 1+b
Rumus kenaikan titik didih larutan elektrolit kuat:
ΔTb = Kb · m · i
Tb Tb° = Kb · m · i
Titik didih pelarut (air) = 100°C, kemolaran larutan
encer dianggap sama dengan kemolalannya
sehingga:
100,078 100 = 0,52 ×
0,1
b
× (1 + b)
0,078 b = 0,052 + 0,052 b
0,026 b = 0,052
b=2
M=
0,1
b
=
0,1
2
= 0,05 M
Volume larutan = 400 mL = 0,4 L
Kimia Kelas XII
11
n=M·V
n = 0,05 × 0,4
n = 0,02 mol
Basa dari logam X dengan valensi basa = 2,
mempunyai rumus molekul X(OH)2.
Massa X(OH)2 = 3,42 gram
massa X(OH)2 = n × Mr X(OH)2
3,42 = 0,02 × Mr X(OH)2
Mr X(OH)2 = 171
Ar X + 2(ArO + Ar H) =171
Ar X + 2( 16 + 1) = 171
Ar X = 171 – 34
Ar X = 137 (merupakan Ar Ba)
Jadi, rumus molekul basa dari logam X tersebut
adalah Ba(OH)2.
6. massa sukrosa = 6,84 gram
Mr sukrosa = 342
Vlarutan = 2 L
Tlarutan = 25 + 273 = 298 K
π =M×R×T
m
Mr
×
1
V
×R×T
1
= 6,84 × × 0,082 × 298
342
2
= 0,24 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan sukrosa sebesar
0,24 atm.
7.
ΔTb = m · Kb
=
(100,26 – 100) =
0,26 =
Mr =
m
Mr
·
1.000
p
3
1.000
·
Mr
100
3 · 5,2
Mr
· Kb
· 0,52
3 · 5,2
0,26
= 60
Jadi, massa molekul relatif zat 60.
8. p = 300 ml × 1 g/ml = 300 gram
CH3COOH → n = 2
Mr CH3COOH = 12 + (3 × 1) + 12 + (2 × 16) + 1
= 60
ΔTf =
g
Mr
·
40
1.000
p
1.000
· Kf {1 + (2 – 1) α}
0 – (–7,03) = 60 · 300 · 1,86 · {1 + (2 – 1) α}
12
Koligatif Larutan
α=
7,03
4,133
–1
= 0,7 = 70%
Jadi, derajat ionisasi asam asetat sebesar 70%.
9. ΔTb = (100,416 – 100)°C = 0,416°C
Misal: massa glukosa = x gram
massa urea
= (27 – x) gram
ΔTb = {
massa glukosa
Mr glukosa
+{
massa urea
Mr urea
x
1.000
p
× Kb}
1.000
p
× Kb}
×
×
27 − x
1.000
0,416 = {( 180 ) + ( 60 )} × 250 × 0,52
0,416 =
R = 0,082 L atm mol–1K–1
=
7,03 = 4,133 (1+ α)
x + 81 − 3x
180
× 2,08
74,88 = –4,16x + 168,48
4,16x = 93,6
x = 22,5 gram
Massa glukosa = x = 22,5 gram
Massa urea = (27 – x) = 27 – 22,5 = 4,5 gram
Massa glukosa : urea = 22,5 : 9,5 = 5 : 1
Jadi, perbandingan antara massa glukosa dan urea
adalah 5 : 1.
10. Larutan hipotonik merupakan larutan yang memiliki
tekanan osmotik lebih rendah.
Larutan H2SO4 0,3 M
π = 0,3 · R · T · i
= 0,3 · R · T · {1 + (3 – 1)1}
= 0,9 · R · T
Larutan hipotonik berarti larutan yang memiliki
tekanan osmotik kurang dari 0,9 RT.
a. Glukosa 0,9 M → nonelektrolit
π = 0,9R · T (isotonik)
b. KNO3 0,6 M → n = 2
π = 0,6 · R · T · {1 + (2 – 1)1}
= 1,2R · T (hipertonik)
c. urea 0,3 M → nonelektrolit
π = 0,3R · T (hipotonik)
d. Na2SO4 0,2 M → n = 3
π = 0,2 · R · T · {1 + (3 – 1)1}
= 0,6R · T (hipotonik)
Jadi, larutan yang bersifat hipotonik terhadap
larutan H2SO4 0,3 M yaitu urea 0,3 M dan Na2SO4
0,2 M.
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron);
2. menyimpulkan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan berdasarkan hasil pengamatan;
3. menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari;
4. menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar;
5. menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi dan cara pencegahannya;
6. menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis;
7. menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik mampu:
1. menghargai dan mensyukuri reaksi redoks sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dengan menerapkannya untuk
mempermudah pemenuhan kebutuhan sehari-hari;
2. berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun.
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Persamaan Reaksi Redoks
•
•
Mendiskusikan
perubahan
warna akibat reaksi reduksi
oksidasi.
Mendiskusikan penyetaraan
reaksi redoks dengan metode
setengah reaksi dan bilangan
oksidasi.
Sel Elektrokimia
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mengamati dan mendiskusikan
video mengenai penyepuhan
logam.
Merancang percobaan mengenai
reaksi spontan.
Mengamati reaksi redoks spontan
berdasarkan percobaan.
Menentukan E°sel berdasarkan
data.
Merancang percobaan mengenai
elektrolisis.
Mengamati perubahan-perubahan
yang terjadi pada elektrolisis
melalui kegiatan praktikum.
Korosi
•
•
•
Mendiskusikan faktor-faktor
yang memengaruhi korosi
berdasarkan gambar.
Mengidentifikasi faktor-faktor
yang memengaruhi terjadinya
korosi melalui kegiatan praktikum.
Menyajikan artikel mengenai
korosi dan penyepuhan logam.
Mensyukuri terjadinya reaksi redoks dan elektrokimia di alam sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dan memanfaatkannya
dengan bijaksana.
Berperilaku disiplin, tanggung jawab, teliti, jujur, kerja sama, saling menghargai, dan santun saat mengerjakan tugas, berdiskusi,
dan melakukan pengamatan.
Mampu menjelaskan penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron).
Mampu menjelaskan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan.
Mampu menjelaskan susunan, fungsi setiap bagian, serta penerapan sel Volta dalam kehidupan sehari-hari.
Mampu menghitung potensial sel berdasarkan data potensial sel standar.
Mampu menerapkan hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis.
Mampu menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian logam.
Mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahannya.
Mampu menyajikan artikel mengenai korosi dan penyepuhan logam.
Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai reaksi redoks spontan.
Mampu menyajikan hasil rancangan percobaan dan laporan praktikum mengenai elektrolisis.
Mampu menyajikan laporan hasil praktikum mengenai faktor-faktor yang memengaruhi korosi.
Kimia Kelas XII
13
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
1) SO42– → S2–
Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi
karena melepaskan oksigen.
2) 2Cr2O72– → 2CrO42–
+6 –2
+6 –2
4. Jawaban: d
1) H2 + Cl2 → 2HCl
0
0
oksidasi
reduksi
2)
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
CuO + C → Cu + CO
+2 –2
3)
4)
Reaksi tersebut bukan reaksi oksidasi karena
biloks Cr tidak mengalami perubahan (tetap).
Mg → Mg2+ + 2e–
Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi
karena reaksi tersebut melepaskan elektron.
S2O32– → S4O62–
+2 –2
0
–1
3)
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
+2–2
4)
+1–1
oksidasi
Zat yang mengalami reaksi disproporsionasi
(autoredoks) adalah klor (Cl). Bilangan oksidasi klor
(Cl) semula 0 berubah menjadi –1 dan +1.
3. Jawaban: e
Unsur klor dalam senyawa tidak dapat mengalami
reaksi disproporsionasi apabila memiliki bilangan
oksidasi –1 atau +7.
Pada ion ClO–
biloks ClO– = (1 × biloks Cl) + (1 × biloks O)
–1 = (1 × biloks Cl) + (1 × (–2))
–1 = biloks Cl + (–2)
biloks Cl = +1
Pada ion ClO4–
biloks ClO4– = (1 × biloks Cl) + (4 × biloks O)
–1 = (1 × biloks Cl) + (4 × (–2))
–1 = biloks Cl + (–8)
biloks Cl = +7
Biloks Cl pada ion Cl– adalah –1.
Unsur Cl yang tidak dapat mengalami reaksi
disproporsionasi (autoredoks) adalah pada ion ClO4–
dan Cl–.
14
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
+2 –1
+1 –2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
tidak ada unsur yang mengalami perubahan
bilangan oksidasi.
SnCl2 + I2 + 2HCl → SnCl4 + 2HI
+2
0
+4
–1
oksidasi
reduksi
+1
reduksi
+2–2
oksidasi
2. Jawaban: b
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
0
0
reduksi
+2,5–2
Reaksi tersebut merupakan reaksi oksidasi
karena terjadi kenaikan bilangan oksidasi pada
atom S.
+1–1
5)
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
+4
–1
+2
0
reduksi
oksidasi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
5. Jawaban: e
1) Senyawa NO
biloks NO = (1 × biloks N) + (1 × biloks O)
0 = (1 × biloks N) + (1 × (–2))
0 = biloks N + (–2)
biloks N = +2
2) Senyawa KNO3
biloks KNO3 = (1 × biloks K) + (1 × biloks N)
+ (3 × biloks O)
0 = (1 × (+1)) + (1 × biloks N) +
(3 × (–2))
0 = 1 + biloks N + (–6)
biloks N = +5
3) Senyawa NH4Cl
biloks NH4Cl = (1 × biloks N) + (4 × biloks H)
+ (1 × biloks Cl)
0 = (1 × biloks N) + (4 × (+1)) +
(1 × (–1))
0 = biloks N + 4 + (–1)
biloks N = –3
4)
Senyawa N2O3
biloks N2O3 = (2 × biloks N) + (3 × biloks O)
0 = (2 × biloks N) + (3 × (–2))
0 = (2 × biloks N) + (–6)
2 × biloks N = +6
3)
+1 +4–2
5)
biloks N =
−4
2
biloks Cr =
5)
= +6
Ion SbO43–
biloks SbO43– = (1 × biloks Sb) + (4 × biloks O)
–3 = (1 × biloks Sb) + (4 × (–2))
–3 = biloks Sb + (–8)
biloks Sb = +5
7. Jawaban: d
1) NaOH + HCl → NaCl + H2O
+1–2+1
2)
+1–1
+1–1
+1–2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang
mengalami perubahan bilangan oksidasi.
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
+1 +5–2
+1 –1
+1 –1
+1 +5–2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang
mengalami perubahan bilangan oksidasi.
+1+6–2
0
+4–2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
pada reaksi tersebut hanya terdapat penurunan
bilangan oksidasi (reaksi reduksi).
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
+3 –2
0
+3 –2
0
oksidasi
reduksi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3
+2 +5–2
6. Jawaban: e
1) Ion MnO4–
biloks MnO4– = (1 × biloks Mn) + (4 × biloks O)
–1 = (1 × biloks Mn) + 4 × (–2))
–1 = biloks Mn + (–8)
biloks Mn = +7
2) Ion SbO33–
biloks SbO33– = (1 × biloks Sb) + (3 × biloks O)
–3 = (1 × biloks Sb) + (3 × (–2))
–3 = biloks Sb + (–6)
biloks Sb = +3
3) Ion Fe(CN)63–
biloks Fe(CN)63– = (1 × biloks Fe) + (6 × biloks
CN)
–3 = (1 × biloks Fe) + (6 × (–1))
–3 = biloks Fe + (–6)
biloks Fe = +3
4) Ion Cr2O72–
biloks Cr2O72– = (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O)
–2 = (2 × biloks Cr) + (7 × (–2))
–2 = (2 × biloks Cr) + (–14)
2 × biloks Cr = +12
+12
2
4)
5)
= –2
+1+6–2
reduksi
+6
biloks N = 2 = +3
Senyawa N2H4
biloks N2H4 = (2 × biloks N) + (4 × biloks H)
0 = (2 × biloks N) + (4 × (+1))
0 = (2 × biloks N) + 4
2 × biloks N = –4
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2 + CO2
+1–1
+2–1
+1+5–2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang
mengalami perubahan bilangan oksidasi.
8. Jawaban: c
2NaCl(aq) + H2O(A) → Cl2(g) + H2(g) + NaOH(aq)
–1 × (2)
= –2
+1 × (2)
= +2
0 × (2)
=0
0 × (2)
=0
+2
–2
Sehingga menjadi:
2NaCl(aq) + 2H2O(A) → Cl2(g) + H2(g) + 2NaOH(aq)
Menyamakan unsur lain.
2NaCl(aq) + 2H2O(A) → Cl2(g) + H2(g) + 2NaOH(aq)
Jadi, koefisien a = 2, b = 1, dan c = 1.
9. Jawaban: c
Cr2O72– + H+ + 2Cl– → 2Cr3+ + H2O + Cl2
+6 × (2)
= +12
–1 × (2) +3 × (2)
= –2
= +6
0 × (2)
=0
–6 (× 1)
+2 (× 3)
sehingga menjadi:
Cr2O72– + H+ + 6Cl– → 2Cr3+ + H2O + 3Cl2
Menyamakan unsur yang lain.
Cr2O72– + 14H+ + 6Cl– → 2Cr3+ + 7H2O + 3Cl2
Jadi, koefisien a = 1, b = 14, c = 6, dan d = 2,
e = 7, dan f = 3.
10. Jawaban: a
Cr2O72–(aq) + AsO33–(aq) → 2Cr3+(aq) + AsO43–(aq)
+6 × (2)
= +12
+3
+3 × (2)
= +6
+5
–6 (× 1)
+2 (× 3)
sehingga menjadi
Cr2O72–(aq) + 3AsO33–(aq) → 2Cr3+(aq) + 3AsO43–(aq)
Kimia Kelas XII
15
Disetarakan dengan menambah H+ dan H2O.
Cr2O72–(aq) + 3AsO33–(aq) + 8H+(aq) → 2Cr3+(aq) +
3AsO43–(aq) + 4H2O(A)
Jadi, perbandingan banyaknya mol antara ion
Cr2O72– dengan AsO43– setelah disetarakan adalah
1 : 3.
B. Uraian
1. a.
b.
CuO + H2 → Cu + H2O
+2
0
0
+2
Bilangan oksidasi Cu berubah dari +2 menjadi 0.
Bilangan oksidasi H2 berubah dari 0 menjadi +2.
Zat yang bertindak sebagai reduktor adalah
zat mengalami oksidasi atau kenaikan
bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut zat
yang bertindak sebagai reduktor adalah H2.
Zat yang bertindak sebagai oksidator adalah
zat yang mengalami reduksi atau penurunan
bilangan oksidasi. Pada reaksi tersebut, zat
yang berfungsi sebagai oksidator adalah CuO.
Hasil reduksi adalah Cu dan hasil oksidasi
adalah H2O.
2. Reaksi:
MnO4–(aq) + H+(aq) + H2C2O4(aq) → Mn2+(aq) +
H2O(A) + CO2(g)
Oksidasi: H2C2O4(aq) → 2CO2(g) + 2H+(aq) + 2e–
(× 5)
+
–
2+
–
Reduksi : MnO4 (aq) + 8H (aq) + 5e → Mn (aq)
+ 4H2O(A)
(× 2)
sehingga menjadi:
Oksidasi: 5H2C2O4(aq) → 10CO2(g) + 10H+(aq) +
10e–
Reduksi : 2MnO 4– (aq) + 16H + (aq) + 10e – →
2Mn2+(aq) + 8H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 2MnO4–(aq) + 6H+(aq) + 5H2C2O4(aq) →
2Mn2+(aq) + 8H2O(A) + 10CO2(g)
Jadi, nilai a, c, e, dan f secara berturut-turut adalah
2, 5, 8, dan 10.
3. Reaksi:
Fe2+(aq) + Cr2O72–(aq) → Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq)
Oksidasi: Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e–
(× 6)
+
–
3+
2–
Reduksi : Cr2O7 (aq) + 14H (aq) + 6e → 2Cr (aq)
+ 7H2O(A)
(× 1)
16
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
sehingga menjadi:
Oksidasi: 6Fe2+(aq) → 6Fe3+(aq) + 6e–
Reduksi : Cr 2 O 72– (aq) + 14H + (aq) + 6e – →
2Cr3+(aq) + 7H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 6Fe2+(aq) + Cr2O72–(aq) + 14H+(aq) →
6Fe3+(aq) + 2Cr3+(aq) + 7H2O(A)
Berdasarkan reaksi di atas dapat diketahui bahwa
perbandingan antara koefisien Fe2+ dan Cr2O72–
adalah 6 : 1 sehingga setiap 1 mol Cr2O72– dapat
mengoksidasi 6 mol Fe2+.
4. P(s) + NO3–(aq) → PO43–(aq) + NO(g)
(suasana asam)
Oksidasi: P(s) + 4H2O(A) → PO43–(aq) + 8H+(aq) + 5e–
(× 3)
Reduksi : NO–3(aq) + 4H+(aq) + 3e– → NO(g) + 2H2O(A)
(× 5)
sehingga menjadi:
Oksidasi: 3P(s) + 12H2O(A) → 3PO43–(aq) + 24H+(aq)
+ 15e–
Reduksi : 5NO3–(aq) + 20H+(aq) + 15e– → 5NO(g) +
10H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 3P(s) + 2H2O(A) + 5NO3–(aq) → 3PO43–(aq)
+ 4H+(aq) + 5NO(g)
5. a.
b.
Metode setengah reaksi
Oksidasi : Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e–
(× 5)
Reduksi : MnO 4– (aq) + 8H + (aq) + 5e – →
Mn2+(aq) + 4H2O(A)
(× 1)
Sehingga menjadi:
Oksidasi : 5Fe2+(aq) → 5Fe3+(aq) + 5e–
Reduksi : MnO 4– (aq) + 8H + (aq) + 5e – →
Mn2+(aq) + 4H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 5Fe2+(aq) + MnO4–(aq) + 8H+(aq) →
5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(A)
Metode bilangan oksidasi
MnO4–(aq) + Fe2+(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq)
+7
+2
+2
+3
–5 (× 1)
+1 (× 5)
Sehingga menjadi:
MnO4–(aq) + 5Fe2+(aq) → Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq)
Disetarakan dengan menambah H+ dan H2O.
MnO4–(aq) + 5Fe2+(aq) + 8H+(aq) → Mn2+(aq)
+ 5Fe3+(aq) + 4H2O(A)
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Pada sel Galvani (sel Volta) terjadi perubahan
energi kimia menjadi energi listrik. Sebaliknya,
perubahan energi listrik menjadi energi kimia terjadi
pada sel elektrolisis.
2. Jawaban: e
1) Mn | Mn2+ || Ag+ | Ag
Oksidasi : Mn → Mn2+ + 2e– E° = +1,20 volt (× 1)
Reduksi : Ag+ + e– → Ag E° = +0,80 volt (× 2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : Mn + 2Ag+ → Mn2+ + 2Ag
E°sel = +2,00 volt
Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
2) Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag
Oksidasi : Zn → Zn2+ + 2e– E° = +0,76 volt (× 1)
Reduksi : Ag+ + e– → Ag E° = +0,80 volt (× 2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag
E°sel = +1,56 volt
Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
3) Mn | Mn2+ || Zn2+ | Zn
Oksidasi : Mn → Mn2+ + 2e– E° = +1,20 volt
Reduksi : Zn2+ + 2e– → Zn E° = –0,76 volt
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : Mn + Zn2+ → Mn2+ + Zn
E°sel = +0,44 volt
Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
4) Zn | Zn2+ || In3+ | In
Oksidasi : 3Zn → 3Zn2+ + 6e– E° = +0,76 volt
Reduksi : 2In3+ + 6e– → 2In E° = –0,34 volt
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 3Zn + 2In3+ → 3Zn2+ + 2In
E°sel = +0,42 volt
Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
5) In | In3+ || Mn2+ | Mn
Oksidasi : 2In → 2In3+ + 6e– E° = +0,34 volt
Reduksi : 3Mn2+ + 6e– → 3Mn E° = –1,20 volt
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 2In + 3Mn2+ → 2In3+ + 3Mn
E°sel = –0,86 volt
Berdasarkan perhitungan di atas diperoleh
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
berlangsung tidak spontan.
3. Jawaban: b
Mencari potensial standar P | P2+ || S2+ | S
P | P2+ || Q2+ | Q
E°sel = +2,46 volt (tetap)
2+
2+
R | R || Q | Q
E°sel = +1,56 volt (dibalik)
R | R2+ || S2+ | S
E°sel = +1,10 volt (tetap)
sehingga menjadi:
P | P2+ || Q2+ | Q
E°sel = +2,46 V
Q | Q2+ || R2+ | R
E°sel = –1,56 V
R | R2+ || S2+ | S
E°sel = +1,10 V
–––––––––––––––––––––––––––––
P | P2+ || S2+ | S
E°sel = +2,00 V
4. Jawaban: b
Reaksi:
Katode (reduksi) : Ag+ + e– → Ag
Anode (oksidasi): Zn → Zn2+ + 2e–
E° = +0,80 V
(× 2)
E° = +0,76 V
(× 1)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel (redoks) : 2Ag+ + Zn → 2Ag + Zn2+
E°sel = +1,56 V
Diagram sel: Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag
5. Jawaban: c
Diketahui notasi sel Al | Al 3+ || Pb 2+ | Pb.
Berdasarkan notasi sel tersebut dapat kita ketahui
bahwa aluminium (Al) mengalami oksidasi,
sedangkan timbal (Pb) mengalami reduksi.
E°sel = E°katode – E°anode = E°Pb – E°Al
1,53 = E°Al – (–1,66)
E°Al = 1,53 – 1,66 = –0,13 V
6. Jawaban: c
a. AgNO3(aq)
Reaksi elektrolisis larutan AgNO3
AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq)
Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis di atas menghasilkan endapan
perak (Ag) di katode dan gas oksigen di anode.
b. Na2SO4(aq)
Reaksi elektrolisis larutan Na2SO4
Na2SO4(aq) → 2Na+(aq) + SO42–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen
di katode dan gas oksigen di anode.
Kimia Kelas XII
17
c.
d.
e.
NaH(aq)
Reaksi elektrolisis larutan NaH
NaH(aq) → Na+(aq) + H–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2H+(aq) → H2(g) + 2e–
Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen
di katode dan anode.
MgCl2(aq)
Reaksi elektrolisis larutan MgCl2
MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + NO3–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen
di katode dan gas klorin di anode.
KI(aq)
Reaksi elektrolisis larutan KI
KI(aq) → K+(aq) + I–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2I–(aq) → I2(s) + 2e–
Elektrolisis di atas menghasilkan gas hidrogen
di katode dan endapan I2 di anode.
7. Jawaban: b
1) Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C
NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Gas hidrogen terbentuk di katode.
2) Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode Cu
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e–
Gas hidrogen tidak terbentuk.
3) Elektrolisis larutan BaCl2 dengan elektrode Pt
BaCl2(aq) → Ba2+(aq) + 2Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Gas hidrogen terbentuk di katode.
4) Elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektrode Ag
AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq)
Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode : Ag(s) → Ag+(aq) + e–
Gas hidrogen tidak terbentuk.
Jadi, gas hidrogen dapat terbentuk pada sel elektrolisis 1) dan 3).
8. Jawaban: a
Al2O3(A) → 2Al3+(A) + 3O2–(A)
Pada elektrolisis lelehan senyawa ion dengan
elektrode inert (C), Al 3+ direduksi di katode
sedangkan O2– dioksidasi di anode.
18
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Katode : Al3+(A) + 3e– → Al(s)
Anode : 2O2–(A) → O2(g) + 4e–
X merupakan anode (kutub positif) sehingga reaksi
yang terjadi berupa 2O2–(A) → O2(g) + 4e–
9. Jawaban: e
Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode Pt.
NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
10. Jawaban: a
a. Larutan K2SO4 dengan elektrode Pt
K2SO4(aq) → 2K+(aq) + SO42–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis larutan K2SO4 dengan elektrode
Pt menghasilkan gas hidrogen di katode dan
gas oksigen di anode.
b. Larutan AgNO3 dengan elektrode Pt
AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq)
Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektrode
Pt menghasilkan endapan perak di katode dan
gas oksigen di anode.
c. Larutan CuSO4 dengan elektrode Pt
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode
Pt menghasilkan endapan Cu di katode dan
gas oksigen di anode.
d. Larutan KBr dengan elektrode Pt
KBr(aq) → K+(aq) + Br–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Br–(aq) → Br2(A) + 2e–
Elektrolisis larutan KBr dengan elektrode Pt
menghasilkan gas hidrogen di katode dan
larutan bromin di anode.
e. Larutan NaI dengan elektrode Pt
NaI(aq) → Na+(aq) + I–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2I–(aq) → I2(s) + 2e–
Elektrolisis larutan NaI dengan elektrode Pt
menghasilkan gas hidrogen di katode dan
endapan iodin di anode.
11. Jawaban: d
Arus listrik yang dialirkan sama maka:
wAg : wCu : wAu = eAg : eCu : eAu
(nAg × Ar Ag) : (nCu × Ar Cu) : (nAu : Ar Au)
=
Ar Ag
Valensi Ag
A Cu
A Au
r
r
: Valensi
: Valensi
Cu
Au
(nAg × Ar Ag) : (nCu × Ar Cu)
=
Ar Ag
Valensi Ag
nAg × Ar Ag
nCu × Ar Cu
nAg
nCu
A Cu
r
: Valensi
Cu
=
Ar Ag
Valensi Ag
Ar Cu
Valensi Cu
=
Valensi Cu
Valensi Ag
nAg
2
= 1
mol Ag = 0,20 mol
0,10 mol
nAu
nCu
Valensi Cu
= Valensi Au
nAu
0,10 mol
2
= 3
nAu = 0,067 mol
Jadi, mol Ag = 0,20 mol dan mol Au = 0,067 mol.
12. Jawaban: b
VF = 2,24 liter
2
1 F = 96.500 C
VF2
nF =
22,4
2
=
2,24
22,4
= 0,1 mol
nelektron = 2 × nF = 2 × 0,1 = 0,2 mol
2
muatan listrik = 0,2 × 96.500 = 19.300 C
Jadi, muatan listrik yang diperlukan sebesar 19.300 C.
13. Jawaban: e
wNi = 1,18 gram
Ar Cu = 64
Ar Ni = 59
wCu
32
=
wCu =
nM =
Ar M =
mM
A rM
mM
nM
0,12
0,005
=
= 24
15. Jawaban: b
mX : mY = 1 : 4
Reaksi elektrolisis XSO4 dan Y2SO4 di katode
sebagai berikut.
XSO4 → X2+ + SO42–
Katode : X2+ + 2e– → X
Y2SO4 → 2Y+ + SO42–
Katode : Y+ + e → Y
Misal: Mr X = x
mX = 1 gram
Mr Y = y
mY = 4 gram
mX
Ar X
=
1
x
1
= x mol
2
A Cu
64
A Ni
59
WNi
eNi
1,18
29,5
32 × 1,18
29,5
1
2
1
2
ne– = 1 × nX = 1 × x = x mol
r
eNi = Valensi
=
= 29,5
Ni
2
=
1
nM = 2 nH+ = 2 · 0,01 = 0,005 mol
nX =
r
eCu = Valensi
=
= 32
Cu
2
wCu
eCu
Katode : M2+(aq) + 2e– → M(s)
Anode : 2H2O(A) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e–
Disamakan jumlah elektron sehingga menjadi
Katode
: 2M2+(aq) + 4e– → 2M(s)
Anode
: 2H2O(A) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e–
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Reaksi sel : 2M2+(aq) + 2H2O(A) → 2M(s) + O2(g)
+ 4H+(aq)
Pada proses penetralan:
nH+ = nOH–
nH+ = MOH– · VOH– = 0,2 · 0,05 = 0,01 mol
1
nY = 1 × ne–
mY
Ar Y
4
y
x
y
= 1,28 gram
Jadi, logam tembaga (Cu) yang mengendap
sebanyak 1,28 gram.
14. Jawaban: a
mM = 0,12 gram
V
NaOH = 50 mL = 0,05 L
MNaOH = 0,2 M
MSO4(aq) → M2+(aq) + SO42–(aq)
M2+ bukan logam aktif, sehingga kation direduksi
di katode. Anode bersifat inert (C), sedangkan
anion dari sisa asam oksi sehingga air yang akan
teroksidasi di anode.
1
2
= 1 × x
2
= x
2
1
= 4 = 2
Jadi, perbandingan massa atom relatif antara X
dan Y adalah 1 : 2.
B. Uraian
1. Reaksi yang dapat berlangsung spontan adalah
reaksi yang memiliki harga E°sel positif (+). Reaksi
yang memiliki harga E°sel negatif (–) berlangsung
tidak spontan.
a. 2Fe3+(aq) + Cu(s) → 2Fe2+(aq) + Cu2+(aq)
Oksidasi : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– E° = –0,34 V (× 1)
Reduksi : Fe3+(aq) + e– → Fe2+(aq) E° = +0,77 V (× 2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Fe3+(aq) + Cu(s) → 2Fe2+(aq) + Cu2+(aq)
E°sel = +0,43 V
Reaksi di atas dapat berlangsung spontan
karena E°sel bernilai positif (+).
Kimia Kelas XII
19
b.
Fe2+(aq) + Cu(s) → Cu2+(aq) + Fe(s)
Oksidasi : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– E° = –0,34 V
Reduksi : Fe2+(aq) + 2e– → Fe(s) E° = –0,44 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Fe2+(aq) + Cu(s) → Fe(s) + Cu2+(aq)
E°sel = –0,78 V
Reaksi di atas tidak dapat berlangsung
spontan karena E°sel bernilai negatif (–).
2. a.
b.
c.
Li | Li+ || Zn2+ | Zn
E°sel = +2,24 V
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
E°sel = +1,10 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Li | Li+ || Cu2+ | Cu
E°sel = +3,34 V
2+
2+
Mg | Mg || Zn | Zn E°sel = +1,61 V
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
E°sel = +1,10 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu E°sel = +2,71 V
Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu E°sel = +2,71 V
Cu | Cu2+ || Fe2+ | Fe
E°sel = –0,78 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg2+ || Fe2+ | Fe E°sel = +1,93 V
3. Elektrode Pt merupakan elektrode inert.
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Pada katode akan terjadi reduksi ion Cu2+ (bukan
logam aktif), sedangkan pada anode terjadi oksidasi
H2O (SO42– merupakan sisa asam oksi).
Reaksi yang terjadi dalam sel tersebut adalah:
Anode : 2H2O(A) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e–
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2H2O(A) + 2Cu2+(aq) → O2(g) + 4H+(aq) + Cu(s)
4. VO = 350 mL = 0,35 L
2
t = 20 menit = 1.200 detik
Elektrolisis larutan AgNO3 menggunakan elektrode Pt
AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq)
Ag+ bukan logam aktif, sehingga kation direduksi
di katode. Anode (Pt) bersifat inert, sedangkan
anion dari sisa asam oksi sehingga air yang akan
teroksidasi di anode.
Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
20
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Menyamakan jumlah elektron terlebih dahulu
Katode : 4Ag+(aq) + 4e– → 4Ag(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
4Ag+(aq) + 2H2O(A) → 4Ag(s) + 4H+(aq) + O2(g)
nO =
2
V
22,4
mO2
=
0,35
22,4
nO = M O
2
r 2
mO = nO × Mr O2 =
2
2
A
0,35
22,4
× 32 = 0,5 gram
16
r
e = Valensi
= 2 =8
w
=
0,5 =
e×i× t
96.500
8 × i × 1.200
96.500
i
= 5,03 ampere
Jumlah endapan di katode:
A Ag
108
r
eAg = Valensi
= 1 = 108
w=
e×i× t
96.500
=
108 × 5,03 × 1.200
96.500
= 6,75 gram
Jadi, kuat arus yang diperlukan adalah 5,03
ampere dan endapan perak yang terdapat di katode
adalah 6,75 gram.
5. Volume Al2O3 yang dihasilkan
= luas permukaan × tebal
= 5,0 × 102 × 1,0 × 10–3 cm3
= 0,5 cm3
mAl O = ρ × V = 4,0 × 0,5 = 2 gram
2 3
4Al(s) + 3O2(g) → 2Al2O3(s)
3
3
mAl2 O3
nO = 2 × nAl O = 2 × M Al O
2
2 3
r
2 3
3
2
= 2 × 102 = 0,03 mol
4
4
ne– = 1 × nO = 1 × 0,03 = 0,12 mol = 0,12 F
2
Arus listrik = F × 96.500
= 0,12 × 96.500 C
= 11.580 C
Jadi, arus listrik yang dibutuhkan untuk meningkatkan ketebalan lapisan oksida 1,0 × 10–3 cm adalah
11.580 C.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Logam yang direndam dalam air atau dicelupkan
pada larutan asam cepat mengalami korosi.
Dihubungkan dengan lempeng magnesium (Mg)
merupakan cara mencegah korosi dengan
perlindungan katodik, caranya dengan menghubungkan logam besi dengan logam pelindung
yang memiliki E° lebih kecil. Logam pelindung
ditanam di dalam tanah atau air yang berada di
dekat logam yang akan dilindungi. Sel Volta
raksasa akan terbentuk dengan logam pelindung
sebagai anode. Perlindungan katodik biasanya
digunakan untuk mencegah korosi pada pipa air,
menara raksasa, dan baling-baling kapal laut.
2. Jawaban: d
SO2 dan NO2 merupakan oksida nonlogam yang
dapat mengakibatkan korosi. Kedua oksida
nonlogam ini apabila terkena uap air di udara akan
membentuk asam sulfat (H2SO4) dan asam nitrat
(HNO3). Ion-ion H+ dari kedua asam ini bersifat
korosif sehingga mampu merusak benda dari
logam.
3. Jawaban: b
Pada proses perkaratan besi, salah satu bagian
permukaan besi akan bertindak sebagai anode atau
mengalami oksidasi menurut reaksi:
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Elektron akan mengalir ke bagian permukaan besi
yang bertindak sebagai katode.
O2 akan mengalami reduksi menurut reaksi:
O2(g) + 4H+(aq) + 4e– → 2H2O(A)
O2(g) + 2H2O(A) + 4e– → 4OH–(aq)
Dengan demikian, H+ (asam) atau H2O diperlukan
dalam perkaratan untuk mereduksi O2 pada katode.
4. Jawaban: c
Pada proses pelapisan besi dengan seng, besi (Fe)
bertindak sebagai katode, sedangkan seng (Zn)
bertindak sebagai anode. Zn akan mengalami
oksidasi terlebih dahulu karena harga E°-nya lebih
kecil daripada Fe. Hal ini dapat mencegah
terjadinya korosi . Jika larutan elektrolitnya berupa
ZnCl2, reaksinya sebagai berikut.
Anode (–) = Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–
Katode (+) = Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s)
Dengan demikian, Fe tidak mengalami oksidasi
karena terlindungi oleh Zn.
5. Jawaban: b
Korosi besi dipengaruhi oleh uap air atau air dan
oksigen. Larutan elektrolit serta zat terlarut yang
dapat membentuk asam dapat mempercepat
terjadinya korosi. Pada percobaan pertama dan
kedua terbentuk karat karena ada oksigen dan air.
Pada percobaan kedua, karat dapat lebih cepat
terbentuk daripada percobaan pertama karena
adanya asam sulfat. Pada percobaan ketiga tidak
terbentuk karat karena kalsium klorida anhidrat
dapat mengikat uap air di udara sehingga udara
menjadi kering (udara tidak mengandung uap air
yang memicu korosi). Pada percobaan keempat
tidak terbentuk karat karena air yang sudah
dididihkan akan kehilangan oksigen terlarut (tidak
ada oksigen).
6. Jawaban: b
Besi akan berkarat jika teroksidasi. Agar besi tidak
teroksidasi, besi dapat dilapisi dengan bahan yang
lebih mudah teroksidasi daripada besi. Bahan yang
dimaksud adalah Mg karena Mg memiliki potensial
reduksi standar yang paling negatif sehingga
paling mudah teroksidasi.
7. Jawaban: a
Prinsip pencegahan korosi dengan perlindungan
katodik sebagai berikut.
1) Bahan yang dilindungi harus diletakkan di katode.
2) Logam di katode harus memiliki potensial
reduksi lebih besar daripada logam di anode.
3) Logam katode harus mudah direduksi.
4) Logam anode harus mudah dioksidasi.
8. Jawaban: b
Logam yang dapat mencegah terjadinya korosi
pada besi adalah logam yang harga E0 < E0 besi,
karena logam tersebut potensial elektrodenya lebih
negatif. Logam tersebut adalah Al dan Zn. Jadi,
besi tetap terlindungi karena dijadikan katode.
9. Jawaban: a
Metode yang paling tepat untuk mencegah korosi
pada pagar rumah yang terbuat dari besi adalah
dengan pengecatan. Melumuri dengan oli dapat
digunakan untuk mencegah korosi pada mesin dan
rantai pada kendaraan. Pembalutan dengan plastik
dapat mencegah kontak langsung antara logam
dengan udara dan air. Pembalutan dengan plastik
dapat dilakukan untuk mencegah korosi pada rak
piring dan keranjang. Perlindungan katodik dapat
digunakan untuk mencegah korosi pada pipa air,
menara raksasa, dan baling-baling kapal laut.
Kimia Kelas XII
21
Pelapisan dengan timah dapat mencegah korosi
pada besi. Perlindungan dengan timah ini tidak
terlalu menguntungkan, tetapi besi yang dilapisi
dengan timah tampak lebih indah daripada besi
yang dilapisi dengan zink (Zn).
10. Jawaban: a
Korosi pada pipa pengalir minyak bumi yang
ditanam dalam tanah dapat dicegah menggunakan
perlindungan katodik. Caranya dengan menghubungkan pipa dengan logam pelindung yang
mempunyai E° lebih kecil dari E° pipa (besi).
Pengecatan dilakukan untuk mencegah karat pada
besi yang berada di udara terbuka, misalnya
jembatan. Plastik digunakan untuk mencegah
karat pada rak piring. Oli digunakan untuk
mencegah karat pada mesin.
B. Uraian
1. Reaksi anodik : Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Reaksi katodik : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Reaksi sel
: Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)
2. Aluminium yang berkarat akan membentuk
aluminium oksida (Al2O3) dengan cepat. Setelah
terbentuk lapisan oksida yang tipis, perkaratan
akan segera terhenti. Lapisan tersebut melekat
kuat pada permukaan logam sehingga melindungi
logam di bawahnya dari perkaratan lebih lanjut.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
1) S4O62– + 2e– → 2S2O32–
Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi
karena reaksi tersebut menangkap elektron.
2) Mg → Mg2+ + 2e–
Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi
karena reaksi tersebut melepas elektron.
3) MnO2 → MnO4–
+4 –2
+7 –2
Oksidasi
4)
2CO2 + 2e– → C2O42–
Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi
karena reaksi tersebut menangkap elektron.
3. Logam yang melindungi besi dari korosi mempunyai
harga potensial reduksi lebih kecil daripada harga
potensial reduksi besi, yaitu logam Mg dan Zn.
Oleh karena harga potensial reduksi kedua logam
lebih kecil dari harga potensial reduksi besi, kedua
logam akan teroksidasi terlebih dahulu sehingga
besi terhindar dari korosi.
4. Aluminium merupakan bahan yang sangat baik
untuk kemasan makanan karena aluminium tahan
korosi. Aluminium dapat terhindar dari proses
korosi lebih lanjut karena saat terjadi korosi dapat
segera membentuk lapisan oksida di permukaannya.
5. Stainless steel lebih tahan karat dibandingkan
logam penyusunnya (besi) karena stainless steel
memiliki daya tahan terhadap oksidasi yang tinggi
pada suhu lingkungan. Hal ini dikarenakan pada
stainless steel terdapat campuran logam krom (Cr).
Apabila logam krom bereaksi dengan oksigen akan
membentuk sebuah lapisan tidak aktif kromium(III)
oksida (Cr2O3) yang melindungi besi. Lapisan ini
tidak terlihat karena lapisan ini sangat tipis,
sehingga stainless steel akan tetap berkilau.
2. Jawaban: d
Reaksi autoredoks adalah reaksi yang melibatkan
suatu zat yang mengalami reaksi oksidasi
sekaligus reduksi.
3Cl2(g) + 6OH–(aq) → 5Cl–(aq) + ClO3–(aq) + 3H2O(A)
0
–1
oksidasi
Zat yang mengalami reaksi disprosporsionasi
(autoredoks) adalah Cl2. Bilangan oksidasi Cl2
semula 0 berubah menjadi –1 dan +5.
3. Jawaban: e
KMnO4(aq) + 2HCl(aq) → MnCl2(aq) + Cl2(g) + H2O(A) + KCl(aq)
+7
–1 × (2)
= –2
+2
–5 (× 2)
+2 (× 5)
22
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
+5
reduksi
0 × (2)
=0
Sehingga menjadi:
2KMnO4(aq) + 16HCl(aq) → 2MnCl2(aq) + 5Cl2(g)
+ H2O(A) + KCl(aq)
Menyetarakan unsur lain
2KMnO4(aq) + 16HCl(aq) → 2MnCl2(aq) + 5Cl2(g)
+ 8H2O(A) + 2KCl(aq)
Jadi, koefisien b = 16, c = 2, dan d = 5.
4. Jawaban: d
C2O42–(aq) + Cr2O72– + H+(aq) → 2CO2(g) + 2Cr3+(aq) + H2O(A)
+3 × (2)
= +6
+4 × (2)
= +8
+12
+6
+2 (× 3)
–6 (× 1)
Sehingga menjadi:
3C2O42–(aq) + Cr2O72– + H +(aq) → 6CO2(g) +
2Cr3+(aq) + H2O(A)
Disetarakan dengan menambah H+ dan H2O.
3C2O42–(aq) + Cr2O72– + 14H+(aq) → 6CO2(g) +
2Cr3+(aq) + 7H2O(A)
Jadi, koefisien a = 3, b = 14, dan d = 2.
5. Jawaban: b
a. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
0
+1
+2
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
SO3 + H2O → H2SO4
c.
+1–2
+1+6–2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks karena
pada reaksi tersebut tidak terdapat unsur yang
mengalami perubahan bilangan oksidasi.
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
0
+1 +1
Reduksi
+2 –1
+1
–2
Oksidasi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
d.
Cu + CuCl2 → 2CuCl
0
+2
+1
Oksidasi
Reduksi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
e.
Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2
0
+1 –1
–1 –1
Reduksi
0
–1
+4
reduksi
oksidasi
Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi.
Pada reaksi di atas, zat yang berperan sebagai
oksidator adalah KClO3.
7. Jawaban: d
biloks H2P2O72– = (2 × biloks H) + (2 × biloks P) +
(7 × biloks O)
–2 = (2 × (+1)) + (2 × biloks P) + (7
× (–2))
–2 = 2 + (2 × biloks P) + (–14)
–2 – 2 + 14 = 2 × biloks P
+10
biloks P = 2
= +5
8. Jawaban: a
H2SO4 + 2HI → H2S + I2 + H2O
+6
–2
–2
0
+2 (× 4)
0
Reduksi
+6–2
+5
–8 (× 1)
Oksidasi
b.
6. Jawaban: e
KClO3(s) + S(s) + H+(aq) → KCl(s) + SO2(g) + H2O(A)
0
Oksidasi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
Sehingga menjadi:
H2SO4 + 8HI → H2S + 4I2 + H2O
Menyamakan unsur lain.
H2SO4 + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O
nHI = 8 × nH SO = 8 × 1,5 = 12 mol
2
4
Jadi, 1,5 mol asam sulfat dapat mengoksidasi
hidrogen iodida sebanyak 12 mol.
9. Jawaban: b
Reaksi: Fe2+ + MnO4– → Fe3+ + Mn2+
(suasana asam)
Menggunakan metode setengah reaksi.
Oksidasi: Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e–
(× 5)
+
–
2+
–
Reduksi : MnO4 (aq) + 8H (aq) + 5e → Mn (aq)
+ 4H2O(A)
(× 1)
sehingga menjadi:
Oksidasi: 5Fe2+(aq) → 5Fe3+(aq) + 5e–
Reduksi : MnO4–(aq) + 8H+(aq) + 5e– → Mn2+(aq)
+ 4H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 5Fe2+(aq) + MnO4–(aq) + 8H+(aq) →
5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(A)
Perbandingan mol = perbandingan koefisien
Jadi, 5 mol Fe2+ ~ 1 mol MnO4– ~ 8 mol H+ ~ 5 mol
Fe3+ ~ 2 mol Mn2+ ~ 4 mol H2O.
Kimia Kelas XII
23
10. Jawaban: d
1) Mg | Mg2+ || Ca2+ | Ca
Oksidasi : Mg → Mg2+ + 2e– E° = +2,37 V
Reduksi : Ca2+ + 2e– → Ca E° = –2,87 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Mg + Ca2+ → Mg2+ + Ca
E°sel = –0,50 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
2) Pb | Pb2+ || Mg2+ | Mg
Oksidasi : Pb → Pb2+ + 2e– E° = +0,13 V
Reduksi : Mg2+ + 2e– → Mg E° = –2,37 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Pb + Mg2+ → Pb2+ + Mg
E°sel = –2,24 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
3) Au | Au3+ || Pb2+ | Pb
Oksidasi : Au → Au3+ + 3e– E° = –1,50 V (× 2)
Reduksi : Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,13 V (× 3)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Au + 3Pb2+ → 2Au3+ + 3Pb
E°sel = –1,63 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
4) Ca | Ca2+ || Mg2+ | Mg
Oksidasi : Ca → Ca2+ + 2e– E° = +2,87 V
Reduksi : Mg2+ + 2e– → Mg E° = –2,37 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Ca + Mg2+ → Ca2+ + Mg
E°sel = +0,50 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
5) Au | Au3+ || Ca2+ | Ca
Oksidasi : Au → Au3+ + 3e– E° = –1,50 V (× 2)
Reduksi : Ca2+ + 2e– → Ca E° = –2,87 V (× 3)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Au + 3Ca2+ → 2Au3+ + 3Ca
E°sel = –4,37 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
Jadi, reaksi yang berlangsung spontan adalah
Ca + Mg2+ → Ca2+ + Mg atau Ca | Ca2+ || Mg2+ | Mg.
11. Jawaban: d
Anode (–) : Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e–
Katode (+) : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Mg(s) + Cu2+(aq) → Mg2+(aq) + Cu(s)
Diagram sel:
Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu
24
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
12. Jawaban: a
Oksidasi: 2I–(aq) → I2(s) + 2e–
E° = –0,54 V
Reduksi : F2(g) + 2e– → 2F–(aq) E° = +2,87 V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : F2(g) + 2I–(aq) → 2F–(aq) + I2(s)
E°sel = +2,33 V
13. Jawaban: d
E° = +0,76 V
Oksidasi : Zn → Zn2+ + 2e–
Reduksi : Fe2+ + 2e– → Fe
E° = –0,44 V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe E° = +0,32 V
Zn | Zn2+ || Fe2+ | Fe
E° = +0,32 V
14. Jawaban: b
1) Katode berupa Ag2O dan anode berupa Zn
digunakan pada sel perak oksida.
2) Katode berupa PbO2 dan anode berupa Pb
digunakan pada sel aki timbal asam.
3) Katode berupa MnO 2 dan NH 4 Cl serta
anode berupa Zn digunakan pada sel kering
karbon seng.
4) Katode berupa NiO2 dan anode berupa Cd digunakan pada sel nikel basa atau baterai nikad.
5) Katode berupa O2 dan anode berupa H2 digunakan pada sel bahan bakar.
15. Jawaban: e
a. Ag | Ag+ || Fe2+ | Fe
Oksidasi : Ag → Ag+ + e– E° = –0,8 V (× 2)
Reduksi : Fe2+ + 2e– → Fe E° = –0,44 V(× 1)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Ag + Fe2+ → 2Ag+ + Fe
E°sel = –1,24 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
b. Ni | Ni2+ || Fe2+ | Fe
Oksidasi : Ni → Ni2+ + 2e–
E° = +0,25 V
Reduksi : Fe2+ + 2e– → Fe E° = –0,44 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Ni + Fe2+ → Ni2+ + Fe
E°sel = –0,19 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
c. Ag | Ag+ || Pb2+ | Pb
Oksidasi : Ag → Ag+ + e– E° = –0,8 V (× 2)
Reduksi : Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,14 V(× 1)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Ag + Pb2+ → 2Ag+ + Pb
E°sel = –0,94 V
Berdasarkan perhitungan tersebut didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
Ag | Ag+ || Ni2+ | Ni
Oksidasi : Ag → Ag+ + e– E° = –0,8 V (× 2)
Reduksi : Ni2+ + 2e– → Ni E° = –0,25 V(× 1)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Ag + Ni2+ → 2Ag+ + Ni
E°sel = –1,05 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
e. Ni | Ni2+ || Pb2+ | Pb
Oksidasi : Ni → Ni2+ + 2e–
E° = +0,25 V
Reduksi : Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,14 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Ni + Pb2+ → Ni2+ + Pb
E°sel = +0,11 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E° bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
Jadi, reaksi yang berlangsung spontan adalah
Ni + Pb2+ → Ni2+ + Pb atau Ni | Ni2+ || Pb2+ | Pb.
d.
16. Jawaban: d
Elektrolisis leburan PbI2
PbI2(A) → Pb2+(A) + 2I–(A)
Oleh karena elektrolisis lelehan senyawa ion
dengan elektrode inert (karbon), kation direduksi
di katode dan anion dioksidasi di anode.
Katode : Pb2+(A) + 2e– → Pb(s)
Anode : 2I–(A) → I2(s) + 2e–
17. Jawaban: b
Elektrolisis larutan KCl dengan elektrode karbon
(C).
KCl(aq) → K+(aq) + Cl–(aq)
K+ merupakan logam aktif sehingga yang tereduksi
di katode adalah air. Pada anion terdapat elektrode
karbon (C) yang bersifat inert dan Cl bukan sisa
asam oksi, sehingga anion teroksidasi di anode.
Katode : 2H2O + 2e– → H2 + 2OH–
Anode : 2Cl– → Cl2 + 2e–
Berdasarkan reaksi di atas, pada katode dihasilkan
gas hidrogen (H2) dan pada anode dihasilkan gas
klor (Cl2).
18. Jawaban: b
Sel 1
AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq)
Katode (B) : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode (A) : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Sel 2
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Katode (D) : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode (C) : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Sel 3
NiSO4(aq) → Ni2+(aq) + SO42–(aq)
Katode (F) : Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s)
Anode (E) : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Jadi, elektrode logam inert yang menghasilkan gas
adalah A, C, dan E.
19. Jawaban: c
1) Larutan NaCl dengan elektrode platina
NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas
hidrogen (H2) dan gas klor (Cl2).
2) Larutan KBr dengan elektrode karbon
KBr(aq) → K+(aq) + Br–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Br–(aq) → Br2(A) + 2e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan Br2 dan H2.
3) Lelehan KCl dengan elektrode platina
KCl(A) → K+(A) + Cl–(A)
Katode : K+(A) + e– → K(s)
Anode : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas Cl2 dan
K (logam alkali).
4) Lelehan CaCl2 dengan elektrode karbon
CaCl2(A) → Ca2+(A) + 2Cl–(A)
Katode : Ca2+(A) + 2e– → Ca(s)
Anode : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan Ca (logam
alkali tanah) dan gas klorin (Cl2).
5) larutan KCl dengan elektrode emas
KCl(aq) → K+(aq) + Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : Au(s) → Au3+(aq) + 3e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 dan
larutan Au3+.
20. Jawaban: b
Reaksi elektrolisis larutan MgCl2 dengan elektrode
Pt sebagai berikut.
MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq)
Mg2+ merupakan logam aktif sehingga air yang
direduksi di katode. Elektrode (Pt) bersifat inert
sedangkan anion bukan sisa asam oksi sehingga
Cl yang akan teroksidasi di katode.
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Jadi, di katode dihasilkan ion hidroksida dan gas
hidrogen, sedangkan di anode dihasilkan gas klorin.
Kimia Kelas XII
25
21. Jawaban: a
1) Reaksi elektrolisis larutan KBr dengan
elektrode Pt
KBr(aq) → K+(aq) + Br–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : 2Br–(aq) → Br2(aq) + 2e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 di
katode dan gas Br2 di anode
2) Reaksi elektrolisis larutan CuCl 2 dengan
elektrode Pt
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode : 2Cl–(aq) + 2e– → Cl2(g)
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas Cl2 di
anode.
3) Reaksi elektrolisis larutan K2SO4 dengan
elektrode Pt
Katode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Anode : H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 di
katode dan gas O2 di anode.
4) Reaksi elektrolisis larutan AgNO3 dengan
elektrode Pt
Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Elektrolisis tersebut menghasilkan endapan
perak (Ag) di katode dan gas O2 di anode.
5) Reaksi elektrolisis larutan CuSO4 dengan
elektrolisis Pt
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode : 2H2O(A) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq)
Elektrolisis tersebut menghasilkan endapan
tembaga (Cu) di katode dan gas O2 di anode.
22. Jawaban: d
Korosi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu air
atau uap air dan oksigen. Larutan elektrolit (asam
dan garam), permukaan logam yang tidak rata, dan
kontak dengan logam lain yang kurang aktif
merupakan faktor-faktor yang mempercepat
terjadinya korosi. Pada gambar nomor 1) pemberian
air dapat mempercepat korosi. Pada gambar nomor
2), pemberian minyak tanah pada paku dapat
menghambat proses korosi karena dapat
mencegah paku terkena uap air dan oksigen. Pada
gambar nomor 3), pemberian CaCl2 anhidrat dapat
menghambat proses korosi karena CaCl2 anhidrat
dapat menyerap uap air. Pada gambar nomor 4),
pemberian air garam pada paku dapat mempercepat proses korosi. Air garam (larutan elektrolit)
menyebabkan korosi lebih cepat terjadi daripada
air. Pada gambar 5), pemberian air yang sudah
dididihkan dapat memperlambat proses korosi
karena kandungan oksigen pada air yang dididihkan
menjadi lebih sedikit.
26
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
23. Jawaban: e
Korosi pada pipa pengalir minyak bumi yang
ditanam dalam tanah dapat dicegah menggunakan
perlindungan katodik. Caranya dengan menghubungkan pipa dengan logam pelindung yang
mempunyai E° lebih kecil dari E° pipa (besi).
Pengecatan dilakukan untuk mencegah karat pada
besi yang berada di udara terbuka, misal jembatan.
Plastik digunakan untuk mencegah karat pada rak
piring. Oli digunakan untuk mencegah karat pada
mesin.
24. Jawaban: b
Korosi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu air
atau uap air dan oksigen. Larutan elektrolit (asam
dan garam), permukaan logam yang tidak rata,
kontak dengan logam lain yang kurang aktif
merupakan faktor-faktor yang mempercepat
terjadinya korosi. Pada gambar nomor I, pemberian
minyak dapat mencegah terjadinya korosi pada
paku. Hal ini dikarenakan minyak dapat
menghambat paku terkena uap air dan oksigen.
Pada gambar nomor II, pemberian zat
pengelantang dapat mempercepat terjadinya
korosi. Hal ini dikarenakan zat pengelantang
mengoksidasi besi. Pada gambar nomor III,
pemberian air yang sudah dididihkan dapat
memperlama proses korosi pada paku. Hal ini
dikarenakan kandungan oksigen pada air yang
dididihkan menjadi sedikit. Pada gambar nomor
IV, pemberian air dapat mempercepat proses korosi
pada paku, namun lebih lambat dibandingkan
penambahan zat pengelantang pada paku. Pada
gambar nomor V, paku yang terkena udara dapat
menyebabkan korosi karena paku dapat bereaksi
dengan uap air dan oksigen, namun lebih lambat
dibandingkan penambahan zat pengelantang pada
paku.
25. Jawaban: d
Korosi besi dapat dicegah dengan menghubungkannya dengan logam yang lebih mudah
teroksidasi, yaitu logam yang mempunyai E° lebih
kecil daripada E° besi. Logam yang mempunyai
E° lebih kecil daripada E° besi adalah Mg dan Zn.
26. Jawaban: a
i=2A
t = 30 menit
= 30 × 60 detik
A Cu
r
=
eCu = valensi
e×i× t
w = 96.500 =
63,5
2
63,5
2
× 2 × 30 × 60
96.500
=
63,5 × 30 × 60
96.500
gram
27. Jawaban: a
Elektrolisis larutan CdSO 4 dengan elektrode
karbon (C).
CdSO4(aq) → Cd2+(aq) + SO42–(aq)
Cd2+ bukan logam aktif sehingga kation direduksi
di katode. Elektrode (C) bersifat inert dan anion
berasal dari sisa asam oksi maka air teroksidasi
di anode.
Katode : Cd2+(aq) + 2e– → Cd(s)
Anode : 2H2O(A) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e–
mCd
Mr Cd
nCd =
2
1
= 112 = 56 mol
1
1
ne– = 2 × nCd = 2 × 56 = 28 mol (lihat reaksi di
katode)
1
1
1
1
nO = 2 × ne– = 4 × 28 = 112 mol (lihat reaksi di
2
anode)
nO =
2
1
112
=
V
22,4
V
22,4
. . . (1)
. . . (2)
17,7
= 59 = 0,3 mol
ne– = 2 × nNi
= 2 × 0,3 mol
= 0,6 mol (lihat pers. 1)
1
nCr = 3 × ne–
1
= 3 × 0,6
= 0,2 mol (lihat pers. 2)
nCr =
1
1
= 2 × 0,02
= 0,01 mol
Diukur pada suhu dan tekanan yang sama sehingga
VCl2
=
mCr
Ar Cr
mCr = nCr × Ar Cr
= 0,2 × 52
= 10,4 gram
Jadi, endapan krom (Cr) yang diperoleh adalah
10,4 gram.
29. Jawaban: b
ne = 0,02 mol
VN = 1 L
2
mN = 1,4 gram
2
Mr N2 = 28
nCl2
nN2
=
0,01
0,05
VCl =
0,01
0,05
1
28. Jawaban: b
Ni2+ + 2e → Ni
Cr3+ + 3e → Cr
1,4
nCl = 2 × ne–
2
VCl2
22,4
mNi
A rNi
mN2
nN = A N = 28 = 0,05 mol
2
r 2
ne– = 0,02 mol
VN2
V = 112 = 0,2 L
Jadi, volume oksigen yang dihasilkan di anode
sebanyak 0,2 L.
nNi =
Reaksi elektrolisis leburan CaCl2 dengan elektrode
karbon
CaCl2(A) → Ca2+(A) + 2Cl–(A)
Pada elektrolisis leburan senyawa ion dengan
elektrode inert (C), kation direduksi di katode
sedangkan anion dioksidasi di anode.
Katode : Ca2+(aq) + 2e– → Ca(s)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
2
= 0,2 L = 200 mL
Jadi, volume gas klorin yang dihasilkan di anode
sebanyak 200 mL.
30. Jawaban: d
mL = 0,295 gram
VKOH = 50 mL = 0,05 L
MKOH = 0,2 M
Elektrolisis larutan LSO4 dengan elektrode platina.
LSO4(aq) → L2+(aq) + SO42–(aq)
Katode : L2+(aq) + 2e– → L(s)
Anode : 2H2O(A) → O2(g) + 4H+ + 4e–
nKOH = MKOH · VKOH
= 0,2 · 0,05
= 0,01 mol
KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq)
0,01 mol
0,01 mol
nOH– = 0,01 mol
Larutan KOH dapat menetralkan larutan hasil
elektrolisis, sehingga
nOH– = nH+
0,01 mol = nH+
Pada reaksi di anode
1
nL = 2 ne–
1
= 2 · 0,01
= 0,005 L
Kimia Kelas XII
27
nL =
3. a.
mL
A rL
0,005 =
0,295
A rL
Ar L =
0,295
0,005
E° = –1,50 V
(× 3)
Reduksi : Cr3+(aq) + 3e– → Cr(s) E° = –0,71 V
(× 2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 2Cr3+(aq) + 3Pt(s) → 2Cr(s) + 3Pt2+(aq)
E°sel = –2,21 V
= 59
Jadi, massa atom relatif (Ar) logam L adalah 59.
b.
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan
harga E°sel bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
Al3+(aq) + Cr(s) → Al(s) + Cr3+(aq)
c.
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan
harga E°sel bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
Pt(s) + 2Ag+(aq) → Pt2+(aq) + 2Ag(s)
B. Uraian
1. Reaksi:
H2O(A) + Cl–(aq) + MnO4–(aq) → Cl2(g) + MnO2(A)
+ OH–(aq)
H2O(A) + 2Cl–(aq) + MnO4–(aq) → Cl2(g) + MnO2(A) + OH–(aq)
–1 × (2)
= –2
+7
0 × (2)
=0
+4
+2 (× 3)
–3 (× 2)
Sehingga menjadi:
H2O(A) + 6Cl–(aq) + 2MnO4–(aq) → 3Cl2(g) +
2MnO2(A) + OH–(aq)
Disetarakan dengan menambah OH– dan H2O.
4H2O(A) + 6Cl–(aq) + 2MnO4–(aq) → 3Cl2(g) +
2MnO2(A) + 8OH–(aq)
Jadi, koefisien a = 4, b = 6, c = 3, dan d = 8.
2. a.
–1 × (2)
= –2
+2
0 × (2)
=0
d.
–5 (× 2)
+2 (× 5)
b.
28
Sehingga menjadi:
2MnO4–(aq) + 10Cl–(aq) → 2Mn2+(aq) + 5Cl2(g)
Disetarakan dengan menambah H+ dan H2O.
2MnO 4– (aq) + 10Cl – (aq) + 16H + (aq) →
2Mn2+(aq) + 5Cl2(g) + 8H2O(A)
Metode setengah reaksi
Oksidasi : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
(× 5)
Reduksi : MnO 4– (aq) + 8H + (aq) + 5e – →
Mn2+(aq) + 4H2O(A)
(× 2)
sehingga menjadi:
Oksidasi : 10Cl–(aq) → 5Cl2(g) + 10e–
Reduksi : 2MnO4–(aq) + 16H+(aq) + 10e– →
2Mn2+(aq) + 8H2O(A)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks : 10Cl–(aq) + 2MnO4–(aq) + 16H+(aq)
→ 5Cl2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(A)
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Oksidasi : Cr(s) → Cr3+(aq) + 3e– E° = +0,71 V
Reduksi : Al3+(aq) + 3e– → Al(s) E° = –1,66 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Al3+(aq) + Cr(s) → Al(s) + Cr3+(AQ)
E°sel = –0,95 V
Oksidasi : Pt(s) → Pt2+(aq) + 2e–
E° = –1,50 V
(× 1)
Reduksi : 2Ag+(aq) + e– → Ag(s) E° = +0,80 V
(× 2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : Pt(s) + 2Ag+(aq) → Pt2+(aq) + 2Ag(s)
E°sel = –0,70 V
Metode perubahan bilangan oksidasi
MnO4–(aq) + 2Cl–(aq) → Mn2+(aq) + Cl2(g)
+7
2Cr3+(aq) + 3Pt(s) → 2Cr(s) + 3Pt2+(aq)
Oksidasi : Pt(s) → Pt2+(aq) + 2e–
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan
harga E°sel bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak berlangsung spontan.
3Ag+(aq) + Al(s) → 3Ag(s) + Al3+(aq)
Oksidasi : Al(s) → Al3+(s) + 3e– E° = +1,66 V (× 1)
Reduksi : Ag+(aq) + e– → Ag(s) E° = +0,80 V (× 3)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks : 3Ag+(aq) + Al(s) → 3Ag(s) + Al3+(aq)
E°sel = +2,46 V
Berdasarkan perhitungan di atas, didapatkan
harga E°sel bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
Jadi, reaksi yang berlangsung spontan adalah
3Ag+(aq) + Al(s) → 3Ag(s) + Al3+(aq).
4. a.
b.
c.
Mg | Mg2+ || Ag+ | Ag
E°sel = +3,17 V
Ag | Ag+ || Pb2+ | Pb
E°sel = –0,94 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg2+ || Pb2+ | Pb E°sel = +2,23 V
Zn | Zn2+ || Pb2+ | Pb
E°sel = +0,63 V
Pb | Pb2+ || Ag+ | Ag
E°sel = +0,94 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag
E°sel = +1,57 V
2+
+
Mg | Mg || Pb | Pb
E°sel = +2,23 V
Pb | Pb2+ || Zn2+ | Zn
E°sel = –0,63 V
––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mg | Mg2+ || Zn2+ | Zn
E°sel = +1,60 V
5. Perbedaan sel elektrolisis dengan sel Volta adalah
pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti
dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan
atau lelehan yang ingin dielektrolisis ditempatkan
dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektrode
dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan
elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektrode yang
digunakan umumnya merupakan elektrode inert
seperti grafit (C), platina (Pt), dan emas (Au).
Elektrode berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi.
Reaksi reduksi berlangsung di katode, sedangkan
reaksi oksidasi berlangsung di anode. Kutub negatif
sumber arus mengarah pada katode (sebab
memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus
tentunya mengarah pada anode. Akibatnya, katode
bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang
akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya,
anode bermuatan positif dan menarik anion-anion
yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas
bahwa tujuan elektrolisis untuk mendapatkan
endapan logam di katode dan gas di anode.
6. Elektrolisis air
H2O(A) → H+(aq) + OH–(aq)
Kation berupa H+ sehingga kation direduksi di
katode. Anion berupa OH – sehingga anion
teroksidasi di anode.
Katode
:
+
→ H2(g)
Anode
: 4OH–(aq) → 2H2O(A) + O2(g) + 4e–
Disetarakan elektronnya terlebih dahulu
Katode
: 4H+(aq) + 4e– → 2H2(g)
Anode
: 4OH–(aq) → 2H2O(A) + O2(g) + 4e–
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel : 4H +(aq) + 4OH –(aq) → 2H 2(g) +
2H2O(A) + O2(g)
2H+(aq)
2e–
Perbandingan H2 : O2 = 2 : 1
Elektrolisis larutan MgSO4
Mg2+ adalah logam aktif sehingga air direduksi di
katode. SO42– merupakan sisa asam oksi sehingga
air teroksidasi di anode.
MgSO4(aq) → Mg2+(aq) + SO42–(aq)
Katode
: 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode
: 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Disetarakan terlebih dahulu elektronnya
Katode
: 4H2O(A) + 4e– → 4OH–(aq) + 2H2(g)
Anode
: 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel : 6H2O(A) → 4OH–(aq) + 2H2(g) +
4H+(aq) + O2(g)
Perbandingan H2 : O2 = 2 : 1
Kedua elektrolisis tersebut menghasilkan zat yang
sama. Hal ini karena pada elektrolisis MgSO4 yang
dielektrolisis berupa larutannya sehingga yang
mengalami reduksi berupa air bukan ion Mg2+.
Sementara itu, ion SO42– merupakan ion sisa asam
oksi sehingga yang mengalami oksidasi berupa
air (H2O). Oleh karena itu, reaksi elektrolisis air
dan larutan MgSO4 menghasilkan zat yang sama.
7. wAg = 0,54 gram
Ar Ag = 108
wx = 0,1 gram
w Ag
wX
=
e Ag
eX
=
Ar Ag
Valensi Ag
Ar X
Valensi X
0,54
0,1
=
108
1
Ar X
2
0,54
0,1
=
108 × 2
Ar X
w Ag
wX
Ar X =
0,1× 108 × 2
0,54
= 40
Jadi, Ar X = 40.
Jadi, massa atom relatif (Ar) logam X adalah 40.
8. i = 10 A
t = 16 menit = 960 detik
Reaksi elektrolisis larutan CuSO 4 dengan
elektrode karbon
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Cu2+ bukan merupakan logam aktif sehingga kation
direduksi di katode.
Katode: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
e=
Ar Cu
Valensi Cu
w=
e×i× t
96.500
=
=
63,5
2
63,5
2
× 10 × 960
96.500
= 3,16 gram
Jadi, massa tembaga yang dapat diendapkan
adalah 3,16 gram.
9. i = 2,50 A
t = 20 menit = 1.200 detik
Ar O = 16
i× t
2,50 × 1.200
F = 96.500 =
96.500
= 0,03 F
ne– = F = 0,03 mol
Reaksi elektrolisis NaNO3 dengan elektrode grafit.
NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3–(aq)
Na+ merupakan logam aktif sehingga air direduksi
di katode. Elektrode (C) bersifat inert dan anion
berasal dari sisa asam oksi sehingga air
teroksidasi di anode.
Kimia Kelas XII
29
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
1
1
nO = 4 × ne– = 4 × 0,03 mol = 0,0075 mol
2
mO2
nO = M O
2
r 2
mO = nO × Mr O2 = 0,0075 × 32 = 0,24 gram
2
2
Jadi, massa gas O2 yang terbentuk di anode adalah
0,24 gram.
10. wsm = 30 gram
i = 2,4 ampere
t = 24.125 detik
30
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
eSm =
Ar Sm
muatan Sm
wsm =
eSm × 2,4 × 24.125
96.500
30 =
155
n
150
= n
× 2,4 × 24.125
96.500
96.500 = 5 × 2,4 × 24.125
n
289.500
n = 96.500 = 3
Jadi, muatan Sm = +3 dan simbol Sm adalah
Sm3+.
3)
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Massa CH3COOH = 24% massa larutan cuka.
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
15
Massa NaCl = 100 · 100 gram
= 15 gram
Massa air = 100 gram – 15 gram
= 85 gram
24
Massa CH3COOH = 100 · 100 gram
= 24 gram
Massa pelarut (air) = 100 gram – 24 gram
= 76 gram
Mr CH3COOH = 60
m=
m
Mr
24
·
1.000
p
XNaCl =
=
4)
1.000
= 60 · 76
= 5,26
Jadi, molalitas larutan sebesar 5,26 m.
4
=
2)
=
5)
nurea
nurea + nair
20
60
+
80
18
=
60
180
+
800
180
=
60
180
860
180
= 0,069
30
180
+
70
18
20
120
20
120
30
180
+
700
180
=
= 0,052
+
80
18
=
60
360
60
1.600
+ 360
360
=
60
360
1.660
360
= 0,036
Massa CH3COOH = 100 · 100 gram
= 25 gram
Massa air = 100 gram – 25 gram
= 75 gram
=
30
180
60
234
1.165
234
Larutan CH3COOH 25%
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
=
nglukosa + nair
=
=
nMgSO4 + nair
3
nglukosa
30
180
60
234
1.105
+ 234
nMgSO4
XCH COOH =
30
Massa glukosa = 100 · 100 gram
= 30 gram
Massa air = 100 gram – 30 gram
= 70 gram
=
60
234
25
Larutan glukosa 30% (Mr glukosa = 180)
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
Xglukosa =
=
Larutan MgSO4 20%
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
XMgSO =
20
60
180
15
58,5
15
85
+ 18
58,5
20
Massa urea = 100 · 100 gram
= 20 gram
Massa air = 100 gram – 20 gram
= 80 gram
20
60
nNaCl
nNaCl + nair
Massa MgSO4 = 100 · 100 gram
= 20 gram
Massa air = 100 gram – 20 gram
= 80 gram
2. Jawaban: e
1) Larutan urea 20%
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
Xurea =
Larutan NaCl 15%
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
30
180
730
180
= 0,041
nCH3 COOH
nCH3 COOH + nair
25
60
25
60
75
180
+
75
18
75
180
+
750
180
=
75
180
825
180
= 0,091
Jadi, faksi mol terbesar dimiliki oleh larutan
CH3COOH 25%.
Kimia Kelas XII
31
3. Jawaban: d
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
18
100
Massa glukosa =
0,98 =
· 100 gram = 18 gram
0,98 =
Massa air = 100 gram – 18 gram = 82 gram
Mr glukosa = 180
Xpel =
nair
=
82
18
nair
+ nglukosa
82
18
+
=
18
180
820
180
820
180
+
18
180
=
820
180
838
180
820
= 838
P = Xpel · P°
820
= 838 · 760 mmHg
= 743,67 mmHg ≈ 743,7 mmHg
Jadi, tekanan uap larutan glukosa 18% pada suhu
100°C sebesar 743,7 mmHg.
4. Jawaban: d
mA = 15 gram
mair = 90 gram
P
= 29,268 mmHg
P° = 30 mmHg
P = Xpel · P°
29,268
Xpel = P = 30
= 0,9756
P°
Xpel =
0,9756 =
0,9756 =
0,9756 =
nair
nair + nA
90
18
90
18
+
15
x
5
5+
15
x
5x
5x + 15
5x = 0,9756(5x + 15)
5x = 4,878x + 14,634
5x – 4,878x = 14,634
0,122x = 14,634
x = 119,951 ≈ 120
Jadi, massa molekul relatif zat A adalah 120.
5. Jawaban: c
P = 29,41 mmHg
P° = 30 mmHg
mair = 90 gram
mglukosa = 180
mair = 18
P = Xpel · P°
29,41 = Xpel · 30
Xpel =
29,41
30
= 0,98
Xpel =
32
nair
nair + nglukosa
Ulangan Tengah Semester 1
90
18
0,98 =
90
18
+
900
180
x
180
900
180
+
x
180
900
900 + x
0,98(900 + x) = 900
882 + 0,98x = 900
0,98x = 900 – 882
0,98x = 18
x = 18,37 ≈ 18 gram
Jadi, massa glukosa yang dilarutkan sebesar 18 gram.
6. Jawaban: d
P° = 105 mmHg
Dimisalkan massa larutan = 100 gram
Massa NaOH =
10
100
· 100 gram
= 10 gram
Massa air = 100 gram – 10 gram
= 90 gram
NaOH merupakan elektrolit kuat sehingga i = n = 2.
Mr NaOH = 40
Mr air = 18
nNaOH =
nair =
mNaOH
Mr NaOH
mair
Mr air
10
= 40 = 0,25 mol
90
= 18 = 5 mol
n
×i
∆P = P° · n NaOH
NaOH × i + nair
= 105
0,25 × 2
0,25 × 2 + 5
0,5
= 105 × 5,5
= 9,5 mmHg
P = P° – ∆P
= 105 mmHg – 9,5 mmHg
= 95,5 mmHg
Jadi, tekanan uap larutan NaOH 10% sebesar
95,5 mmHg.
7. Jawaban: d
Zat terlarut dalam larutan dapat memengaruhi sifat
koligatif larutan tersebut. Misalnya tekanan uap
jenuh larutan. Semakin banyak zat terlarut yang
ditambahkan, semakin besar penurunan tekanan
uap jenuh larutan. Dengan demikian, tekanan uap
jenuh larutan yang paling kecil dimiliki oleh larutan
dengan zat terlarut paling banyak. Larutan yang
memiliki tekanan uap jenuh larutan paling kecil
adalah gambar II.
8. Jawaban: b
m = 12 gram
p = 500 gram
Mr MgSO4 = 120
Kb = 0,52°C m–1
Larutan MgSO4 merupakan elektrolit kuat sehingga
i=n=2
m=
m
Mr
·
1.000
p
12
1.000
= 120 · 500
= 0,2 m
∆Tf = Kb · m · i
= 0,52 · 0,2 · 2
= 0,208°C
Jadi, penurunan titik didih larutan MgSO4 adalah
0,208°C.
9. Jawaban: a
m = 15,5 gram
p = 500 gram
Kf = 1,86°C m–1
Mr etilen glikol = 62
m=
m
Mr
·
1.000
p
15,5
1.000
= 62 · 500 = 0,5 m
∆Tf = Kf · m = 1,86 · 0,5 = 0,93°C
Titik beku larutan etilen glikol
= 0°C – 0,93°C
= –0,93°C
Jadi, titik beku larutan etilen glikol adalah –0,93°C.
10. Jawaban: b
m = 75,6 gram
p = 800 gram
Tf = –2,43°C
Kf = 1,8°C m–1
α = 0,4
∆Tf = 0 – (–2,43°C) = 2,43°C
Asam oksalat merupakan elektrolit lemah sehingga
i = 1 + α(n – 1)
= 1 + 0,4(3 – 1)
= 1 + 0,4(2)
= 1 + 0,8
= 1,8
∆Tf = Kf · m · i
2,43 = 1,8 · m · 1,8
2,43 = m · 3,24
m = 0,75 m
m=
0,75 =
m
Mr
·
75,6
Mr
Mr = 126
1.000
p
1.000
· 800
Mr H2C2O4 · XH2O = (2 · Ar H) + (2 · Ar C)
+ (4 · Ar O) + (X · Mr H2O)
126 = (2 · 1) + (2 · 12) + (4 · 16)
+ (X((2 · 1) + 16))
126 = 2 + 24 + 64 + 18X
126 = 90 + 18X
18X = 36
X=2
Jadi, rumus kristal asam oksalat adalah
H2C2O4 · 2H2O.
11. Jawaban: c
m = 75 gram
p = 500 gram
Kb = 0,52°C m–1
∆Tb = Kb · m
0,52 = 0,52 · m
m=1
m=
m
Mr
·
1=
75
Mr
· 500
1.000
p
1.000
Mr = 150
Mr (CH2O)n = n · Mr CH2O
150 = n((1 · Ar C) + (2 · Ar H) + (1 · Ar O))
150 = n((1 · 12) + (2 · 1) + (1 · 16))
150 = n(12 + 2 + 16)
150 = 30n
n=5
Jadi, rumus molekul zat tersebut adalah (CH2O)5
= C5H10O5 (pentosa).
12. Jawaban: d
Mr gula = 342
p = 500 gram
Tb = 100,1°C
Kb = 0,52°C m–1
∆Tb = 100,1°C – 100°C = 0,1°C
∆Tb = Kb · m
∆Tb = Kb ·
m
Mr
·
m
1.000
p
1.000
0,1 = 0,52 · 342 · 500
m = 32,88 gram
Jadi, massa gula yang dilarutkan adalah
32,88 gram.
13. Jawaban: a
murea = 0,4 m
mKCl = 0,2 m
Tf urea = –0,37°C
∆Tf urea = 0°C – (–0,37°C) = 0,37°C
Kimia Kelas XII
33
KCl merupakan elektrolit kuat sehingga i = n = 2.
Kf urea = Kf KCl
∆Tf urea
murea
0,37
0,4
=
∆Tf KCl
mKCl · i
=
∆Tf KCl
0,2 · 2
m =
60
1
∆Tf larutan 2 = 2 ∆Tf larutan 1 = 2 × 1,5 = 0,75
Kf larutan 1 = Kf larutan 2
∆Tf larutan 1
m
Mr
·
1.000
p
1,5
20
60
·
1.000
800
=
=
=
∆Tf larutan 2
m2
∆Tf larutan 2
m
Mr
·
1.000
p
0,75
x
60
1.000
· 1.200
54
3,6 = x
54
x = 3,6 = 15 gram
Jadi, massa zat nonelektrolit yang dilarutkan dalam
1,2 kg air sebesar 15 gram.
15. Jawaban: d
Penyerapan air oleh akar tanaman terjadi karena
air bergerak berdasarkan perbedaan tekanan antara
lingkungan koloid dalam tanah dan sekitar akar
tanaman. Konsentrasi koloid dalam tanah lebih
tinggi daripada konsentrasi di daerah sekitar akar
sehingga air mineral mengalir ke daerah sekitar
akar. Air akan masuk ke dalam akar akibat adanya
daya tarik ke atas sebagai hasil proses transpirasi.
Garam yang ditaburkan pada lintah akan
menyebabkan air dalam tubuh lintah keluar karena
perbedaan konsentrasi garam (konsentrasi garam
di luar lebih tinggi). Kedua peristiwa tersebut
merupakan contoh peristiwa akibat tekanan
osmotik. Penambahan garam dalam pembuatan
es puter dan penambahan etilen glikol ke dalam
radiator mobil merupakan contoh peristiwa
penurunan titik beku larutan.
16. Jawaban: c
m = 12 gram
p = 100 gram
n=2
Tf = –5,58°C
Kf = 1,86°C m–1
34
Ulangan Tengah Semester 1
·
1.000
p
1.000
100
=2m
14. Jawaban: b
∆Tf larutan 1 = 1,5
∆Tf larutan 1
m1
m
Mr
= 12 ·
∆Tf KCl = 0,37°C
∆Tf = 0°C – 0,37°C
= –0,37°C
1
∆Tf = 0 – (–5,58°C)
= 5,58°C
∆Tf = Kf · m · i
5,58 = 1,86 · 2 · i
5,58 = 3,72i
i = 1,5
i = 1 + α(n – 1)
1,5 = 1 + α(2 – 1)
1,5 = 1 + α
α = 0,5
Jadi, derajat ionisasi elektrolit tersebut adalah 0,5.
17. Jawaban: b
m = 2,7 gram
p = 150 gram
n=2
Tb = 100,2°C
α = 80% = 0,8
Kb = 0,52°C m–1
∆Tb = 100,2°C – 100°C = 0,2°C
i = 1 + α(n – 1)
= 1 + 0,8(2 – 1)
= 1 + 0,8
= 1,8
∆Tb = Kb · m · i
m
1.000
·i
p
1.000
2,7
· 150
Mr
∆Tb = Kb · M ·
r
0,2 = 0,52 ·
· 1,8
Mr = 84,24
Mr M(OH)2 = (1 · Ar M) + (2 · Ar O) + (2 · Ar H)
84,24 = (1 · Ar M) + (2 · 16) + (2 · 1)
84,24 = Ar M + 32 + 2
84,24 = Ar M + 34
Ar M = 50,24
Jadi, massa atom relatif logam pembentuk basa
tersebut adalah 50,24.
18. Jawaban: b
ρ = 1,04 gram/mL
V = 100 mL
Tf = –3,44°C
Mr = 60
K f = 1,86°C kg/mol
m
ρ = V
m
1,04 gram/mL = 100 mL
m = 104 gram
Massa larutan urea = 104 gram
Dimisalkan massa urea = a gram
Massa air = 104 gram – a gram = (104 – a) gram
∆Tf = 0°C – (–3,44°C) = 3,44°C
∆Tb = Kf · m
m
Mr
∆Tf = Kf ·
·
1.000
p
1.000
3,44 = 1,86 · a ·
104 − a
60
1.860a = 21.465,6 – 206,4a
2.066,4a = 21.465,6
a = 10,4 gram
% massa urea =
=
murea
mtotal
× 100%
10,4 gram
104 gram
× 100%
= 10%
Jadi, persen massa urea adalah 10%.
19. Jawaban: e
V = 200 mL
MMgCl = 0,2 M
2
Mr urea = 60
Murea · R · T = MMgCl · R · T · i (suhu dan tekanan sama)
2
Murea = MMgCl · i
2
m
Mr
·
m
60
1.000
V
= MMgCl · i
2
20. Jawaban: b
πurea : πglukosa
= Murea · R · T : Mglukosa · R · T (R dan T sama)
= Murea : Mglukosa
murea
Mr urea
=
2
60
·
·
1.000
Vurea
1.000
500
4
36
1
1
:
mglukosa
1.000
: M glukosa · V
r
glukosa
9
180
22. Jawaban: b
Reaksi:
HNO3(aq) + H2S(g) → S(s) + NO(g) + H2O(A)
Langkah 1:
Biloks N = +5 menjadi +2
Biloks S = –2 menjadi 0
Langkah 2:
HNO3(aq) + H2S(g) → S(s) + NO(g) + H2O(A)
+5
1.000
· 250
= 60 : 180
= 15 : 5
=1:3
Jadi, perbandingan tekanan osmotik antara larutan
A dan larutan B adalah 1 : 3.
–2
+2
0
+2
–3
Langkah 3:
HNO3(aq) + H2S(g) → S(s) + NO(g) + H2O(A)
+5
1.000
· 200 = 0,2 · 3
m = 7,2 gram
Jadi, massa urea yang diperlukan sebesar
7,2 gram.
=
21. Jawaban: d
Pada senyawa MnO2
Biloks MnO2 = (1 × biloks Mn) + (2 × biloks O)
0 = (1 × biloks Mn) + (2 × (–2))
0 = biloks Mn + (–4)
Biloks Mn = +4
Pada senyawa K2MnO4
Biloks K2MnO4 = (2 × biloks K) + (1 × biloks Mn)
+ (4 × biloks O)
0 = (2 × (+1)) + (1 × biloks Mn)
+ (4 × (–2))
0 = 2 + biloks Mn + (–8)
0 = biloks Mn + (–6)
Biloks Mn = +6
Biloks Mn semula +4 berubah menjadi +6 sehingga
biloks Mn bertambah 2.
–2
0
+2
+2(×3)
–3(×2)
Dengan demikian, menjadi:
2HNO3(aq) + 3H2S(g) → 3S(s) + 2NO(g) + H2O(A)
Langkah 4:
2HNO3(aq) + 3H2S(g) → 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(A)
nhidrogen sulfida : nasam nitrat = 3 : 2
Banyak hidrogen sulfida yang dapat dioksidasi oleh
1 mol asam nitrat
3
= 2 × nasam nitrat
3
= 2 × 1 mol
= 1,5 mol
Jadi, 1 mol asam nitrat dapat mengoksidasi
1,5 mol hidrogen sulfida.
23. Jawaban: d
Reaksi:
Cr2O72–(aq) + H+(aq) + Cl–(aq) → Cr3+(aq) + H2O(A)
+ Cl2(g)
Kimia Kelas XII
35
Langkah 1:
Biloks Cl = –1 menjadi 0
Biloks Cr = +6 menjadi +3
Langkah 2:
Cr2O72–(aq) + H+(aq) + 2Cl–(aq) → 2Cr3+(aq) + H2O(A)
+ Cl2(g)
Langkah 3:
Cr2O72–(aq) + H+(aq) + 2Cl–(aq) → 2Cr3+(aq) + H2O(A) + Cl2(g)
2 × (+6)
= +12
2 × (–1)
= –2
2 × (+3)
= +6
2×0
=0
–6
+2
Langkah 4:
Cr2O72–(aq) + H+(aq) + 2Cl–(aq) → 2Cr3+(aq) + H2O(A) + Cl2(g)
+12
–2
+6
5)
25. Jawaban: d
Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai dengan
perubahan bilangan oksidasi. Perubahan bilangan
oksidasi ini meliputi penurunan bilangan oksidasi
(reaksi reduksi) dan kenaikan bilangan oksidasi
(reaksi oksidasi).
1) NaO H + H C l → N a C l + H 2 O
+1 –2 +1
0
+2(×3)
Sehingga menjadi
Cr2O72–(aq) + H+(aq) + 6Cl–(aq) → 2Cr3+(aq)
+ H2O(A) + 3Cl2(g)
Langkah 5:
Cr2O72–(aq) + 14H+(aq) + 6Cl–(aq) → 2Cr3+(aq)
+ 7H2O(A) + 3Cl2(g)
Jadi, koefisien a = 1, b = 14, dan c = 6.
24. Jawaban: e
1) CrO42–
Biloks CrO42– = –2
Biloks CrO42– = (1 × biloks Cr) + (4 × biloks O)
–2 = (1 × biloks Cr) + (4 × (–2))
–2 = (biloks Cr) + (–8)
Biloks Cr = +6
2) Fe(CN)63–
Biloks Fe(CN)63– = –3
Biloks CN– = –1
Biloks Fe(CN)63– = (1 × biloks Fe) + (6 × biloks CN)
–3 = (1 × biloks Fe) + (6 × (–1))
–3 = biloks Fe + (–6)
Biloks Fe = +3
4)
MnO4–
Biloks MnO4– = –1
Biloks MnO4– = (1 × biloks Mn) + (4 × biloks O)
–1 = (1 × biloks Mn) + (4 × (–2))
–1 = biloks Mn + (–8)
Biloks Mn = +7
Cr2O72–
Biloks Cr2O72– = –2
Biloks Cr2O72– = (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O)
–2 = (2 × biloks Cr) + (7 × (–2))
–2 = biloks Cr + (–14)
+12
Biloks Cr = 2
36
+1 –1
+1 –1
+1 –2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks.
–6(×1)
3)
SbO43–
Biloks SbO43– = –3
Biloks SbO43– = (1 × biloks Sb) + (4 × biloks O)
–3 = (1 × biloks Sb) + (4 × (–2))
–3 = biloks Sb + (–8)
Biloks Sb = +5
= +6
Ulangan Tengah Semester 1
2)
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
+1 +5 –2
+1 –1
+1 –1
+1 +5 –2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks.
3)
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2 + CO2
+1 +4 –2
+1 +6 –2
+1 +6 –2
0
+4 –2
Reduksi
Reaksi di atas merupakan reaksi reduksi.
4)
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
+3
–2
0
+3 –2
0
Oksidasi
Reduksi
Reaksi di atas merupakan reaksi redoks.
5)
Pb(NO3)2 + 2Kl → PbI2 + 2KNO3
+2 +5 –2
+1 –1
+2 –1
+1 +5 –2
Reaksi di atas bukan reaksi redoks.
26. Jawaban: a
Dalam deret Volta, logam Zn berada di sebelah
kiri logam Ag. Oleh karena itu, Zn bertindak sebagai
reduktor sehingga mengalami okidasi di anode.
Sementara itu, Ag berada di sebelah kanan Zn dan
bertindak sebagai oksidator sehingga mengalami
reduksi di katode. Reaksi yang terjadi di elektrode
sebagai berikut.
Reduksi: 2Ag+(aq) + 2e– → 2Ag(s)
E° = +0,80 V (×2)
E° = +0,76 V (×1)
Oksidasi: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Zn(s) + 2Ag+(aq) → Zn2+(aq) + 2Ag(s) E°sel = +1,56 V
27. Jawaban: b
Oksidasi: Ca(s) → Ca2+(aq) + 2e– E° = +2,84 V
Reduksi: Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s) E° = –0,76 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks: Ca(s) + Zn2+(aq) → Ca2+(aq) + Zn(s) E°sel = +2,08 V
28. Jawaban: c
a.
1
2
Fe3+(aq) + Cl–(aq) → Fe2+(aq) +
Cl2(g)
1
Cl (g) + e– E° = –1,36 V
2 2
Oksidasi: Cl–(aq) →
3)
+ e– → Fe2+(aq) E° = +0,77V
Reduksi:
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Fe3+(aq)
Redoks:
Fe3+(aq)
+
Cl–(aq)
→
Fe2+(aq)
Oksidasi: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Reduksi: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
1
+ Cl2(g) E°sel = –0,59 V
2
b.
1
→ Fe2+(aq) +
2
1
Oksidasi: F–(aq) → F2(g) + e–
2
Redoks: Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s) E°sel = +0,75 V
F2(g)
E° = –2,87 V
Reduksi: Fe3+(aq) + e– → Fe2+(aq) E° = +0,77V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
Redoks: Fe3+(aq) + F–(aq) → Fe2+(aq) + F2(g) E°sel = –2,10 V
4)
2
1
Fe3+(aq) + l–(aq) → Fe2+(aq) + 2 l2(s)
Oksidasi: I–(aq) →
1
I (s) + e–
2 2
E° = –0,54 V
Reduksi: Fe3+(aq) + e– → Fe2+(aq) E° = +0,77V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
Redoks: Fe3+(aq) + I–(aq) → Fe2+(aq) + I2(s) E°sel = +0,23 V
2
Reaksi di atas dapat berlangsung karena E°sel
bernilai positif (+).
d.
1
Fe3+(aq) + Br–(aq) → Fe2+(aq) + 2 Br2(A)
Oksidasi: Br–(aq) →
1
Br2(A) + e– E°
2
e– → Fe2+(aq) E°
= –1,07 V
= +0,77V
Reduksi: Fe3+(aq) +
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
Redoks: Fe3+(aq) + Br–(aq) → Fe2+(aq) + 2 Br2(A) E°sel = –0,30 V
Reaksi di atas tidak dapat berlangsung karena
E°sel bernilai negatif (–).
e.
1
1
Br–(aq) + 2 I2(s) → 2 Br2(A) + I–(aq)
Oksidasi: Br–(aq) →
1
2
Br2(A) + e–
E° = –1,07 V
1
E° = +0,54V
Reduksi: 2 l2(s) + e– → I–(aq)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks: Br–(aq) +
1
l (s)
2 2
→
1
2
Br2(A) + I–(aq) E°sel = –0,53 V
Reaksi di atas tidak dapat berlangsung karena
E°sel bernilai negatif (–).
29. Jawaban: a
1) Fe | Fe2+ || Zn2+ | Zn
Oksidasi: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Reduksi: Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s)
E° = +0,41 V
E° = –0,76 V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks: Fe(s) + Zn2+(aq) → Fe2+(aq) + Zn(s) E°sel = –0,35 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E°sel bernilai negatif (–) sehingga reaksi
tidak dapat berlangsung spontan.
2)
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
Oksidasi: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–
Reduksi: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
E° = +0,76 V
E° = +0,34 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E°sel bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
Cu | Cu2+ || Ag+ | Ag
Oksidasi: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e–
E° = –0,34 V (×1)
Reduksi: Ag+(aq) + e– → Ag(s)
E° = +0,80 V (×2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks: Cu(s) + 2Ag+(aq) → Cu2+(aq) + 2Ag(s) E°sel = +0,46 V
Reaksi di atas tidak dapat berlangsung karena
E°sel bernilai negatif (–).
c.
E° = +0,41 V
E° = +0,34 V
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi di atas tidak dapat berlangsung karena
E°sel bernilai negatif (–).
Fe3+(aq) + F–(aq)
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E°sel bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
Fe | Fe2+ || Cu2+ | Cu
5)
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E°sel bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
Fe | Fe2+ || Ag+ | Ag
Oksidasi: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
E° = +0,41 V (×1)
Reduksi: Ag+(aq) + e– → Ag(s)
E° = +0,80 V (×2)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks: Fe(s) + 2Ag+(aq) → Fe2+(aq) + 2Ag(s) E°sel = +1,21 V
Berdasarkan perhitungan di atas didapatkan
harga E°sel bernilai positif (+) sehingga reaksi
berlangsung spontan.
30. Jawaban: d
Berdasarkan gambar rangkaian tersebut maka
elektron mengalir dari Mg (anode) ke Cu (katode).
Penulisan diagram sel dengan cara sebagai berikut.
anode | ion || ion | katode
Jadi, diagram sel yang tepat untuk rangkaian
tersebut: Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu.
31. Jawaban: b
Elektrolisis air garam (larutan garam dapur)
sebagai berikut.
NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–
Jadi, gas yang dihasilkan di katode adalah H2
(hidrogen), sedangkan di anode adalah Cl2 (klorin).
32. Jawaban: b
Elektrolisis larutan tembaga(II) sulfat dengan
elektrode karbon sebagai berikut.
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)
Anode : 2H2O(A) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–
Endapan berwarna kemerahan yang terbentuk
pada salah satu elektrode (katode) adalah
tembaga(I) oksida (Cu2O). Tembaga(I) oksida
terbentuk jika endapan tembaga telah teroksidasi.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Redoks: Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) E°sel = +1,10 V
Kimia Kelas XII
37
33. Jawaban: e
Reaksi elektrolisis leburan ZnCl2 sebagai berikut.
ZnCl2(A) → Zn2+(A) + 2Cl–(A)
Katode (y) : Zn2+(A) + 2e– → Zn(s)
Anode (x) : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Kation (ion positif) berupa Zn2+ akan mengalami
reaksi reduksi di katode (elektrode negatif) dengan
menangkap elektron, sedangkan anion (ion negatif)
berupa Cl– akan mengalami reaksi oksidasi di
anode (elektrode positif) dengan melepaskan
elektron. Kation akan bergerak menuju ke katode
dan anion akan bergerak menuju ke anode.
34. Jawaban: d
WAg = 3,156 gram
Elektrolisis larutan AgNO3 dan CuSO4 disusun
secara seri sehingga:
=
Ar Ag
valensi Ag
Ar Cu
valensi Cu
3,156
WCu
=
108
1
63,5
2
3,156
WCu
=
108 × 2
63,5
WAg
WCu
WCu =
=
= 0,93 gram
35. Jawaban: e
Muatan listrik = 965 coulomb
muatan listrik
96.500
965
= 96.500 = 0,01 mol
Reaksi elektrolisis larutan NaOH.
NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq)
Na+ merupakan logam aktif, sehingga air yang
direduksi di katode. Anion yang berupa OH –
teroksidasi di anode.
Katode: 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
Anode: 4OH–(aq) → 2H2O(A) + O2(g) + 4e–
nOH– = ne– = 0,01 mol
[OH–] =
nOH−
V
=
0,01mol
2L
= 0,005 M = 5 · 10–3 M
pOH = –log [OH–]
= –log 5 · 10–3
= 3 – log 5
pH = 14 – pOH
= 14 – (3 – log 5)
= 11 + log 5
Jadi, pH larutan menjadi 11 + log 5.
38
e×i× t
W = 96.500
=
108 × 2 × 18.000
96.500
= 40,29 gram
Jadi, massa logam perak sebesar 40,29 gram.
37. Jawaban: b
Besi akan berkarat jika teroksidasi. Agar tidak
teroksidasi, besi dapat dilapisi dengan bahan yang
lebih mudah teroksidasi daripada besi. Bahan yang
dimaksud adalah Mg. Mg memiliki potensial
reduksi standar yang paling negatif sehingga
paling mudah teroksidasi.
39. Jawaban: b
Jadi, massa endapan Cu pada katode adalah
0,93 gram.
ne– =
108
e = 1 = 108
t = 5 jam = 18.000 detik
38. Jawaban: a
Logam yang dapat mencegah korosi pipa besi
yang ditanam di dalam tanah adalah logam
magnesium. Magnesium merupakan logam yang
jauh lebih reaktif daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, magnesium
tersebut akan berkarat, tetapi besi tidak berkarat.
3,156 × 63,5
108 × 2
200,406
216
36. Jawaban: c
Ulangan Tengah Semester 1
e=
63,5
2
= 31,75
i = 5 ampere
t = 30 menit = 30 × 60 = 1.800 detik
e×i× t
W = 96.500
=
31,75 × 5 × 1.800
96.500
= 2,96 gram
Jadi, massa logam Cu di katode sebanyak
2,96 gram.
40. Jawaban: d
WZn = 3,05 gram
i
=5A
A Zn
r
e = valensi
=
Zn
65,4
2
= 32,7
e×i× t
WZn = 96.500
3,05 =
32,7 × 5 × t
96.500
t = 96.500 × 3,05
3,27 × 5
= 18.002 detik = 300 menit 2 detik
Jadi, waktu yang diperlukan untuk elektrolisis
logam besi adalah 300 menit 2 detik.
4. ∆Tf = Tf
B. Uraian
1. m = 2,3 gram
p = 50 gram
∆Tf = m × Kf
m
Mr
0 – Tf =
0 – (–0,9) =
0,9 =
×
Tf = –0,9°C
Kf = 1,86°C mol–1
1.000
p
2,3
Mr
×
× Kf
1.000
50
× 1,86
4.278
50 Mr
45 Mr = 4.278
Mr = 95
Jadi, berat molekul zat nonelektrolit X adalah 95.
2. m = 3 gram
Mr = 60
p = ρ · V = 1 g/mL · 100 mL = 100 gram
Kb = 0,52°C mol–1
∆Tb = m · Kb
=
m
Mr
·
3
1.000
p
· Kb
1.000
= 60 · 100 · 0,52
= 0,26
∆Tb = (Tb + 100)°C
Tb = 100 + ∆Tb
= 100 + 0,26
= 100,26°C
Jadi, larutan urea mendidih pada suhu 100,26°C.
3. m = 9,5 gram
V = 500 mL
Mr = 95
α = 0,9
T = 25°C = 298 K
Asam oksalat merupakan elektrolit lemah sehingga
i = 1 + (n – 1)α
= 1 + (3 – 1)0,9
= 1 + 2 · 0,9
= 1 + 1,8
= 2,8
M=
=
m
Mr
9,5
95
·
·
1.000
V
1.000
500
= 0,2
π =M·R·T·i
= 0,2 · 0,082 · 298 · 2,8
= 13,68 atm
Jadi, tekanan osmotik 9,5 gram MgCl 2 yang
dilarutkan dalam air sehingga volumenya menjadi
500 mL pada suhu 25°C adalah 13,68 atm.
pelarut
– Tf
larutan
= (5,51 – 2,81)°C
= 2,7°C
∆Tf = m · Kf
2,7 = m · 5,12
m = 0,527 molal
Molalitas larutan merupakan penjumlahan
molalitas tiap-tiap penyusunnya sehingga
diperoleh:
m = mnaftalena + mantrasena
Misal: massa naftalena = x gram
massa antrasena = (1,6 – x) gram
Mr naftalena = 128
Mr antrasena = 178
m = mnaftalena + mantrasena
mnaftalena
r naftalena
= (M
·
1.000
p
mantrasena
r antrasena
) + (M
·
1.000
p
)
1,6 − x 1.000
·
·
+
m =
20
20
178
128
0,527 = 0,391x + (0,281(1,6 – x))
0,527 = 0,391x + 0,4496 – 0,281x
0,11x = 0,0774
x = 0,704 gram
Massa naftalena = x = 0,704 gram
Massa antrasena = 1,6 – 0,704 = 0,896 gram
x
1.000
0,704
% naptalena = 1,6 × 100% = 44%
% antrasena = (100 – 44)% = 56%
Jadi, komposisi naftalena adalah 44% dan
komposisi antrasena adalah 56%.
5. Langkah 1
Oksidasi: SO2 → HSO4–
Reduksi: Cr2O72– → Cr3+
Langkah 2
Oksidasi: SO2 + 2H2O → HSO4– + 3H+
Reduksi: Cr2O72– + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O
Langkah 3
Oksidasi: SO2 + 2H2O → HSO4– + 3H+ + 2e– (×3)
Reduksi: Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O (× 1)
sehingga menjadi:
Oksidasi: 3SO2 + 6H2O → 3HSO4– + 9H+ + 6e–
Reduksi: Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
3SO2 + Cr2O72– + 5H+ → 3HSO4– + 2Cr3+ + H2O
Perbandingan mol ion SO2 dan Cr2O72– adalah 3 : 1
sehingga 1 mol Cr2O72– dapat mengoksidasi 3 mol
SO2.
Kimia Kelas XII
39
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur golongan utama;
2. menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur periode tiga;
3. menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur transisi periode empat.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik:
1. menyadari dan mensyukuri adanya keragaman unsur-unsur kimia di alam dan dalam kehidupan sehari-hari sebagai bukti
kebesaran Tuhan Yang Maha Esa;
2. menunjukkan perilaku ilmiah, jujur, bertanggung jawab, dan menghargai pendapat orang lain dalam kegiatan sehari-hari.
Kimia Unsur
Unsur-Unsur
Golongan Utama
•
•
•
•
•
•
Mendiskusikan mengenai
golongan, sifat, dan kegunaan
unsur timah setelah mengamati
video.
Melakukan studi literatur mengenai
kelimpahan unsur-unsur di Indonesia.
Mengamati nyala api unsur-unsur
alkali dan alkali tanah melalui
kegiatan praktikum.
Mengamati reaksi pengendapan
senyawa logam alkali tanah melalui
kegiatan praktikum.
Mengamati daya oksidasi unsurunsur halogen dan daya reduksi
ion halida melalui kegiatan
praktikum.
Melakukan studi literatur mengenai
sifat fisik dan sifat kimia unsurunsur gas mulia.
•
•
•
•
•
•
•
40
Unsur-Unsur
Periode Tiga
•
•
Mendiskusikan
unsur-unsur
periode tiga yang menyusun
pengembang kue dan obat mag.
Melakukan studi literatur mengenai
cara memperoleh unsur magnesium
murni dari bahan bakunya.
Unsur-Unsur Golongan Transisi
Periode Empat
•
Mengidentifikasi sifat logam besi
melalui kegiatan demonstrasi.
Menyadari dan mensyukuri keragaman unsur-unsur kimia yang dijumpai di alam dan kehidupan sehari-hari sebagai bukti
kebesaran Tuhan Yang Maha Esa.
Berperilaku cermat, teliti, objektif, kritis, dan memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dalam menyelesaikan permasalahan dan
praktikum.
Bersikap menghargai pendapat orang lain, bekerja sama, dan bertanggung jawab ketika berdiskusi.
Mampu menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur golongan utama.
Mampu menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur periode tiga.
Mampu menjelaskan kelimpahan, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, dan dampak penggunaan unsur-unsur transisi periode
empat.
Mampu menyajikan laporan praktikum reaksi nyala api unsur alkali dan alkali tanah, reaksi pengendapan senyawa logam
alkali tanah, daya oksidasi halogen, dan daya reduksi ion halida.
Kimia Unsur
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Sifat-sifat logam alkali dalam satu golongan dari
litium ke sesium sebagai berikut.
1) Titik didih menurun.
2) Kereaktifan bertambah.
3) Jari-jari atom bertambah.
4) Energi ionisasi berkurang.
5) Keelektronegatifan berkurang.
2. Jawaban: c
Unsur halogen terletak pada golongan VIIA dalam
sistem periodik yang mempunyai elektron valensi 7
pada orbital s2 p5. Jadi, sifat halogen sesuai dengan
pernyataan 2), 3), dan 4).
3. Jawaban: a
Beberapa hal yang berhubungan dengan gas mulia.
1) Harga energi ionisasi tinggi menunjukkan
kestabilan gas mulia.
2) Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi
8, kecuali He = 2.
3) Titik didih unsur rendah, hanya beberapa
derajat di atas titik cairnya.
4) Kr dan Xe sudah dapat disintesis dalam
bentuk senyawa.
5) Argon merupakan gas mulia terbanyak di
atmosfer.
4. Jawaban: c
Karbon mempunyai dua alotrop utama, yaitu grafit
dan intan. Intan merupakan senyawa yang sangat
keras (skala Mohs 10) dan tidak diketahui bahan
lain yang mempunyai kekerasan melebihi intan.
Talk merupakan mineral yang sangat lunak dan
memiliki skala Mohs 1. Gipsum mudah tergores
oleh kuku jari dan memiliki skala Mohs 2. Feldspar
sama kerasnya dengan baja dan memiliki skala
Mohs 6.
5. Jawaban: e
Dolomit (CaCO3·MgCO3) merupakan mineral yang
mengandung magnesium dan kalsium. Celestit
(SrSO4) merupakan mineral yang mengandung
stronsium. Bauksit (Al 2 O 3 ·H 2 O) merupakan
mineral yang mengandung aluminium. Kriolit
(NaF·AlF3) merupakan mineral yang mengandung
aluminium, fluor, dan natrium. Fluoro apatit
(Ca 5 (PO 4 ) 3 F) merupakan mineral yang
mengandung unsur kalsium, fosfor, dan fluor.
6. Jawaban: d
Senyawa yang digunakan untuk membuat cetakan
gigi dan pembalut patah tulang berupa gips
(CaSO4·2H2O). Senyawa ini mengandung unsur
kalsium. Ion yang dapat mengakibatkan air bersifat
sadah berupa ion Ca2+ dan Mg2+. Jadi, unsur yang
dimaksud berupa kalsium yang terdapat pula dalam
CaSO4 (kalsium fosfat).
7. Jawaban: b
Pengolahan unsur natrium dari reaksi elektrolisis
lelehan garamnya dinamakan proses Down. Proses
Dow digunakan untuk mengolah unsur magnesium.
Proses Frasch digunakan untuk mengolah unsur
belerang. Proses Goldschmidt digunakan untuk
mengolah unsur krom. Proses Deacon digunakan
untuk mengolah unsur klorin.
8. Jawaban: c
1) Magnesium membentuk magnesium oksida
ketika dibakar di udara. Reaksinya sebagai
berikut.
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
↑
2) Magnesium tampak bercahaya ketika dibakar
di udara.
3) Magnesium membentuk paduan logam
dengan aluminium yang berguna sebagai
bahan konstruksi pesawat terbang dan mobil.
4) Magnesium membentuk ion positif Mg 2+
karena kehilangan dua elektron.
5) Magnesium menempati posisi golongan IIA
(bukan IA) pada tabel periodik unsur.
9. Jawaban: c
Natrium sulfat (Na2SO4) digunakan untuk pembuatan
detergen dan pulp kertas (proses kraft). Natrium
karbonat (Na2CO3) digunakan untuk pembuatan kaca
dan sabun. Stronsium sulfat (SrSO4) digunakan untuk
membuat kembang api karena menghasilkan warna
merah yang indah saat dibakar. Kalsium sulfat
(CaSO4) yang mengandung dua molekul air kristal
dinamakan gips dan digunakan untuk membuat
cetakan gigi dan pembalut patah tulang. Kalium nitrat
(KNO3) digunakan sebagai bahan peledak. Kalium
hidroksida (KOH) digunakan untuk mengendalikan
nilai pH zat asam serta bahan membuat sabun
cair dan detergen.
10. Jawaban: d
CFC (Chloro Fluoro Carbon) secara kimia tidak
reaktif, lembam, serta dapat naik ke stratosfer lalu
melapuk dan melepaskan atom klorin. Atom klorin
bereaksi dengan ozon menghasilkan sebuah
molekul oksigen dan ion hipoklorit. Ion hipoklorit
bereaksi dengan atom oksigen dan menghasilkan
klorin bebas yang dapat bereaksi dan merusak
molekul ozon lainnya.
Kimia Kelas XII
41
B. Uraian
1. Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas
dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas
di alam, oksigen mempunyai dua alotrop, yaitu gas
oksigen (O2) dan gas ozon (O3). Kelimpahan
oksigen di alam ± 20% dan dalam air ± 5%.
Oksigen termasuk unsur paling banyak di bumi
dan merupakan elemen paling penting dalam
kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan
oksigen untuk proses respirasi (pernapasan).
2. Molekul halogen bersifat nonpolar. Dengan demikian,
gaya tarik-menarik antarmolekul halogen
merupakan gaya dispersi (gaya London). Gaya
dispersi bertambah besar sesuai dengan
pertambahan massa molekul. Dengan demikian,
titik cair dan titik didih halogen meningkat dari atas
ke bawah.
3. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya
tarik inti terhadap elektron kulit terluar berkurang
sehingga elektronnya semakin mudah ditarik oleh
atom lain. Unsur gas mulia hanya dapat berikatan
dengan unsur yang sangat elektronegatif seperti
fluorin dan oksigen.
4. Dampak negatif unsur karbon yaitu mudah terbakar
serta beracun jika terisap dalam bentuk debu atau
serbuk halus. Dampak negatif senyawa karbon
sebagai berikut.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Unsur-unsur periode tiga dikelompokkan menjadi
tiga sebagai berikut.
1) Kelompok unsur logam, yaitu natrium (Na),
magnesium (Mg), dan aluminium (Al).
2) Kelompok unsur semilogam, yaitu silikon (Si).
3) Kelompok unsur nonlogam, yaitu fosfor (P),
belerang (S), klor (Cl), dan argon (Ar).
Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan c.
2. Jawaban: e
Sifat-sifat unsur periode tiga dari argon ke natrium
(kanan ke kiri) sebagai berikut.
1) Energi ionisasi semakin kecil.
2) Jari-jari atom semakin besar.
3) Keelektronegatifan semakin kecil.
4) Sifat basa semakin bertambah.
5) Sifat reduktor semakin kuat.
3. Jawaban: b
Ketiga unsur tersebut (P, Q, dan R) sama-sama
memiliki fase padat dan struktur molekul berbentuk
kristal logam. Oleh karena itu, unsur-unsur yang
paling mungkin berdasarkan sifat fase dan struktur
42
Kimia Unsur
a.
b.
Karbon tetraklorida (CCl4) mempunyai dampak
beracun apabila tertelan, terisap, atau terserap
kulit. CCl4 juga memicu timbulnya kanker.
Karbon disulfida (CS2) mempunyai dampak
beracun apabila terserap kulit serta mudah terbakar dan meledak, terutama jika mengalami
gesekan.
5. a.
Reaksi elektrolisis pembuatan logam natrium:
b.
NaCl(A) → Na+(A) + Cl–(A)
Katode : Na+(A) + e– → Na(s)
Anode : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Reaksi di katode:
A Na
r
eNa = Valensi
23
= 1
= 23
9.650
F = 96.500
= 0,1 faraday
w =e·f
= 23 × 0,1
= 2,3 gram
Jadi, logam Na yang terbentuk adalah 2,3 g.
molekulnya dari data tersebut adalah Na, Mg, dan
Al. Sifat lain yang harus dimiliki oleh unsur-unsur
tersebut adalah bahwa jari-jari atomnya dari kiri ke
kanan semakin besar (Na < Mg < Al) dan energi
ionisasinya Na < Al < Mg. Atom Mg memiliki
orbital 3s yang terisi penuh sehingga lebih stabil
daripada atom Al. Akibatnya, energi ionisasi mg
lebih besar daripada Al. Oleh karena itu, urutan
yang benar dari unsur-unsur tersebut adalah P, R,
dan Q.
4. Jawaban: b
Mineral kriolit mempunyai rumus kimia Na3AlF6.
FeS merupakan rumus kimia pirit. Al2O3·2H2O
merupakan rumus kimia bauksit. CaCO3·MgCO3
merupakan rumus kimia dolomit. Al2O3·2SiO2·2H2O
merupakan rumus kimia kaolin.
5. Jawaban: e
Unsur yang terdapat bebas di alam adalah argon
(Ar) dan belerang (S8). Silikon (Si) terdapat dalam
bentuk mineral. Klor (Cl) ditemukan dalam bentuk
senyawa ion dengan logam-logam. Fosfor (P)
ditemukan dalam bentuk senyawa atau mineral.
6. Jawaban: b
Pengolahan aluminium menggunakan katode Al
dengan cara mengelektrolisis leburan aluminium seperti
pada reaksi di atas dinamakan proses Hall-Heroult.
Proses ini ditemukan oleh Charles Martin Hall.
7. Jawaban: b
Unsur Al dapat dipadukan dengan unsur Mg
membentuk paduan logam magnalium, yaitu
paduan logam yang terdiri atas 90% Al dan 10%
Mg. Kegunaan paduan logam tersebut untuk
membuat badan pesawat terbang karena bersifat
kuat, keras, dan tahan karat.
8. Jawaban: c
SiO2 bersifat asam sehingga dapat bereaksi dengan
basa. Dengan demikian, SiO2 dapat larut dalam
larutan NaOH membentuk larutan tidak berwarna.
Sementara itu, SiO2 tidak dapat larut dalam HNO3
karena HNO3 juga bersifat asam.
9. Jawaban: d
Massa logam aluminium dalam zamrut (Al2F2SiO4)
=
2 × Ar Al
Mr Al2F2SiO 4
=
2 × 27
((2 × 27) + (2 × 19) + 28 + (4 × 16))
× 460 gram
× 460 gram
= 135 gram
Jadi, massa aluminium 135 gram.
10. Jawaban: e
Hujan asam dapat terjadi karena adanya molekulmolekul oksida belerang (SO 3 ) atau oksida
nitrogen (NO2) di udara yang bertemu dengan air
hujan. Molekul-molekul tersebut akan bergabung
dengan air hujan membentuk senyawa asam berupa
H2SO4 dan HNO3 sebagai penyebab hujan asam.
B. Uraian
1. Pengambilan belerang dari dalam bumi dilakukan
dengan cara Frasch yaitu dengan menyemprotkan
air panas (suhu ±170°C) melalui pipa bor di bawah
permukaan bumi. Embusan uap air panas ini akan
menekan belerang cair ke atas melalui pipa
pengeboran tersebut.
2. Titik didih dan titik lebur mulai dari Na naik terus
sampai Si, kemudian turun secara drastis pada fosfor
dan belerang karena perbedaan struktur kristal zatzat tersebut. Pada unsur natrium, magnesium, dan
aluminium, atom-atom saling berikatan dengan ikatan
logam yang semakin kuat dengan bertambahnya
jumlah elektron valensi. Unsur silikon tidak tersusun
oleh ikatan logam, tetapi atom-atom silikon ini saling
berikatan dengan menggunakan empat buah ikatan
kovalen tunggal sehingga membentuk suatu struktur
yang kukuh. Untuk memutuskan ikatan ini diperlukan
energi yang cukup besar sehingga titik didih atau
titik lebur mulai dari Na naik terus sampai Si. Unsurunsur fosfor, belerang, dan klor merupakan unsurunsur nonlogam yang sangat mudah menangkap
elektron membentuk ion negatif sehingga titik didih
dan titik leburnya rendah.
3. Wohler mengenalkan metode untuk memperoleh
fosfor putih, yaitu dengan cara mereduksi kalsium
fosfat, pasir, dan batang karbon pada suhu
1.300°C dalam tungku listrik. Fosfor yang diperoleh
dari proses ini kemudian didistilasi dan diembunkan
dalam air agar terbentuk molekul P4. Kristal fosfor
putih murni dapat diperoleh jika uap molekul P4
hasil distilasi dikondensasikan kembali.
4. Kegunaan senyawa-senyawa silikon sebagai
berikut.
a. SiO2
Silikon dioksida (SiO2) dalam pasir dapat
digunakan untuk membuat gelas dan kaca
dengan cara memanaskannya bersama
campuran Na2CO3 dan CaCO3 pada suhu
1.500°C. Proses tersebut menghasilkan
campuran natrium silikat dan kalsium silikat.
Campuran tersebut merupakan jenis gelas
yang digunakan untuk membuat botol dan
peralatan kaca.
b.
Al2O3·2SiO2·2H2O
Senyawa Al 2 O 3·2SiO 2·2H 2 O merupakan
campuran tanah liat yang dapat digunakan
untuk membuat semen dengan cara
memanaskannya bersama batuan yang
mengandung batu kapur (CaCO3). Proses
pemanasan tersebut berlangsung pada suhu
1.500°C dengan perbandingan tertentu
menghasilkan semen (Ca(AlO2)2 + CaSiO3).
5. Produk rumah tangga yang mengandung klorin
antara lain pelarut berupa thinner, antiseptik berupa
pembersih kamar mandi, dan plastik berupa pipa
paralon. Klorin berbahaya jika terkontaminasi
bersama makanan atau minuman, terhirup, atau
kontak langsung dengan kulit atau mata. Jika
termakan atau terminum, klorin dapat meningkatkan
risiko kanker. Jika terhirup, klorin dapat mengganggu pernapasan sehingga menimbulkan batuk,
nyeri dada, serta gangguan paru-paru. Jika
langsung kontak dengan kulit dapat mengakibatkan
hilangnya kelembapan kulit dan rambut sehingga
terlihat keriput dan kering. Kontak langsung dengan
mata dapat mengakibatkan mata terasa terbakar.
Kimia Kelas XII
43
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Unsur mangan dapat ditemukan dalam mineral
pirolusit (MnO 2), spat mangan (MnO 3), dan
manganit (Mn2O3 ·H2O). Malasit (Cu2(OH)2CO3)
merupakan mineral yang mengandung unsur Cu.
Kalkosit (Cu 2 S) merupakan mineral yang
mengandung unsur Cu. Smaltit (CoAs2) merupakan
mineral yang mengandung unsur Co. Sphalerit
(ZnS) merupakan mineral yang mengandung unsur
Zn.
2. Jawaban: c
Sifat paramagnetik dimiliki oleh atom yang
mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada
orbitalnya. Jadi, sifat paramagnetik ditentukan oleh
jumlah elektron yang tidak berpasangan (elektron
tunggal). Pada unsur transisi jumlah elektron
tunggalnya dapat dilihat pada orbital d-nya.
3. Jawaban: c
Kromium [Ar] 4s1 3d 5 → nomor atomnya: 18 + 1 +
5 = 24. Dilihat dari grafik untuk nomor atom 24,
bilangan oksidasinya = +2, +3, dan +6.
4. Jawaban: c
27Co
: [Ar] 4s2 3d7
hj hj hj h h h
Terdapatnya 3 elektron tidak berpasangan pada
orbital 3d mengakibatkan unsur Co bersifat
feromagnetik (dapat ditarik oleh medan magnet
dengan sangat kuat). Sementara itu, unsur yang
lain hanya memiliki sedikit elektron tidak
berpasangan dibanding unsur Co. Oleh karena itu,
sifat unsur yang lain bukan feromagnetik.
21Sc
: [Ar] 4s2 3d1
hj
h
Sc hanya memiliki satu elektron tidak berpasangan pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik
(sedikit ditarik medan magnet).
22Ti
: [Ar] 4s2 3d2
hj
h
h
Ti hanya memiliki dua elektron tidak berpasangan
pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik.
29Cu
: [Ar] 4s1 3d10
h
hj hj hj hj hj
Cu hanya memiliki satu elektron tidak berpasangan pada orbital 4s sehingga bersifat paramagnetik.
: [Ar] 4s2 3d10 hj hj hj hj hj hj
Zn merupakan satu-satunya unsur transisi periode
empat yang bersifat diamagnetik (menolak medan
30Zn
44
Kimia Unsur
magnet). Hal ini karena seluruh elektron pada orbital
unsur Zn telah berpasangan.
5. Jawaban: c
Senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2] Cl
1) Kompleks bermuatan positif sehingga atom
pusat bernama kobalt.
2) Ligan-ligannya adalah amin sebanyak 4 (tetra)
dan kloro sebanyak 2 (di).
3) Biloks atom pusat dapat dihitung sebagai
berikut.
Co + 4NH3 + 2Cl– + Cl– = 0 ⇒ Co + 4(0) + 2(–1)
+ (–1) = 0 ⇒ Co = +3
Jadi, nama senyawa kompleks tersebut
adalah tetraamin dikloro kobalt(III) klorida.
6. Jawaban: c
Mineral yang mengandung besi adalah hematit,
magnetit, kalkopirit, limonit, siderit, dan pirit.
Vanadit mengandung unsur vanadium. Kalkopirit
dan kalkosit mengandung unsur tembaga. Kalkopirit
dan pirit mengandung unsur belerang.
7. Jawaban: d
Proses pengolahan krom dengan mereduksi Cr2O3
dengan aluminium dinamakan proses Goldschmidt.
Proses Frasch digunakan untuk memperoleh
belerang. Proses kontak digunakan untuk
memperoleh asam sulfat. Proses Wohler
digunakan untuk memperoleh fosfor. Proses
Hall-Heroult digunakan untuk memperoleh logam
aluminium.
8. Jawaban: e
Titanium(IV) klorida (TiCl4) direduksi dengan logam
magnesium (Mg) pada suhu tinggi yang bebas
oksigen menghasilkan persamaan reaksi:
TiCl4(s) + 2Mg(s) → Ti(s) + 2MgCl2(s)
9. Jawaban: b
Nikrom (stainless steel) merupakan perpaduan dari
18% krom (Cr), 8% nikel (Ni), dan 74% besi (Fe).
10. Jawaban: a
Serbuk logam titanium berbahaya karena dapat
menimbulkan kebakaran. Jika terpapar di udara
bebas, titanium membentuk semacam awan. Jika
terkena api, titanium akan mudah meledak.
B. Uraian
1. Jumlah scandium di alam sangat terbatas, hanya
terdapat sedikit bersama dengan unsur-unsur
lantanida. Kandungan scandium dalam mineral
hanya berkisar 5 hingga 30 ppm dan sangat sulit
dipisahkan dari mineralnya. Mineral scandium
berupa thortveitite (Sc2Si2O). Produksi scandium
sangat sedikit, hanya dalam satuan gram atau
kilogram sehingga harganya sangat mahal.
2. Warna pada beberapa senyawa unsur transisi
periode empat disebabkan ion-ion unsur transisi
periode empat mampu menimbulkan warna. Hal
ini disebabkan tingkat energi elektron pada unsurunsur tersebut hampir sama sehingga elektronelektron dapat bergerak ke tingkat energi yang lebih
tinggi dengan mengabsorpsi sinar tampak. Sc3+
dan Ti4+ tidak berwarna karena orbital d-nya kosong
atau terisi penuh.
3. Proses pembentukan besi dari bijih besi:
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 . . . (1)
. . . (2)
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
. . . (3)
80
Besi cair yang dihasilkan = 80 g = 56 = 1,43 kmol
1
FeO yang dibutuhkan = 1 × 1,43
= 1,43 kmol
(reaksi 3)
1
Fe3O4 yang dibutuhkan = 3 × 1,43
= 0,48 kmol
Fe2O3 yang dibutuhkan =
3
2
× 0,48
= 0,72 kmol
Berat Fe2O3 yang dibutuhkan
= 0,72 × ((2 × 56) + (3 × 16))
= 115,2 kg
Bijih besi yang dibutuhkan
=
100
90
(reaksi 2)
(reaksi 1)
× 115,2 kg
= 128 kg
Jadi, bijih besi yang dibutuhkan sebesar 128 kg.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Na(s) + H2O(A) → NaOH(aq) + H2(g)
Pada reaksi tersebut:
1) Menghasilkan larutan NaOH dan gas H2.
2) Adanya nyala dan letupan disebabkan logam
Na bersifat reaktif.
3) Tidak menghasilkan endapan.
4) Perubahan warna air menjadi merah
disebabkan tetesan fenolftalein yang berfungsi
sebagai indikator basa karena air berubah
menjadi NaOH setelah bereaksi dengan Na.
4. Proses pengolahan tembaga dimulai dari
pemanggangan kalkopirit (CuFeS2) atau bijih
tembaga lainnya yang kemudian dioksidasi lebih
lanjut dalam oksigen. Reaksinya:
a. 4CuFeS2(s) + 9O2(g) → 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s)
+ 6SO2(g)
b. 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g)
c. 2Cu2O(s) + Cu2Sg) → 6Cu(s) + SO2(g)
Proses pemurnian tembaga dilakukan dengan cara
elektrolisis secara flotasi. Proses elektrolisis
tembaga sebagai berikut.
Anode (+)
Katode (–)
Tembaga murni
Tembaga belum
murni
CuSO 4
Proses elektrolisis dilakukan dengan jalan
menempatkan tembaga yang akan dimurnikan di
anode serta menggunakan larutan elektrode
CuSO4.
Tembaga murni akan diperoleh di katode menurut
reaksi:
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq)
Katode : Cu2+(aq) +2e– → Cu(s)
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) +2e–
5. Senyawa mangan(IV) oksida (MnO2) digunakan
sebagai komponen baterai sel kering sehingga
disebut sel Lechlanche atau baterai seng-karbon.
Selain itu, MnO2 juga digunakan sebagai pigmen
anorganik dalam keramik dan pembuatan kaca.
2. Jawaban: c
Bismut dihasilkan dari bijih bismutinit (Bi2S3) dan
bismit (Bi2O3). Kedua jenis bijih tersebut banyak
terdapat di Peru, Jepang, Bolivia, dan Kanada.
3. Jawaban: d
Nitrogen berwujud gas, sedangkan bismut,
antimoni, arsenik, dan fosfor berwujud padat.
4. Jawaban: d
Kripton mempunyai konfigurasi elektron
[Ar] 3d10 4s2 4p6
Kimia Kelas XII
45
Subkulit 4s 4p menunjukkan kripton memiliki empat
kulit elektron. Warna gas unsur-unsur gas mulia
yaitu He tidak berwarna, Ne merah, Ar merah muda
(pada tekanan rendah) dan biru (pada tekanan
tinggi), Kr putih kebiruan, Xe biru, dan Rn
merupakan sinar radioaktif.
5. Jawaban: b
Sifat halogen sebagai berikut.
1) Daya oksidasi : F2 > Cl2 > Br2 > I2.
–
–
–
2) Daya reduksi : I– > Br > Cl > F .
3) I– = reduktor terkuat.
4) F2 = oksidator paling kuat.
5) F2 dapat mengoksidasi Cl– menjadi Cl2.
6. Jawaban: b
Unsur golongan IVA yang bersifat toksik yaitu
karbon (C), germanium (Ge), dan timbal (Pb). Di
antara unsur tersebut yang akan mengendap dalam
mesin kendaraan bermotor sebagai sisa
pembakaran yaitu timbal. Timbal ini berasal dari
TEL (tetra ethyl lead) atau Pb(C 2H 5) 4 yang
ditambahkan pada bensin.
7. Jawaban: b
Pembuatan logam alkali secara elektrolisis:
MCl(A) → M+(A) + Cl–(A)
Katoda : M+(A) + e– → M(A)
Anoda : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Jadi, pernyataan yang tepat sebagai berikut.
1) Logam alkali dibuat dari elektrolisis lelehan
atau leburan garam kloridanya.
2) Terjadi reaksi reduksi pada ion logam alkali
di katode.
3) Logam alkali padat terbentuk di katode.
8. Jawaban: a
Senyawa boraks mempunyai rumus kimia
Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O. Unsur golongan IIIA yang
terkandung dalam senyawa boraks adalah
B (boron).
9. Jawaban: b
Berdasarkan pengetahuan tentang sifat-sifat unsur
halogen dapat diramalkan bahwa astatin bersifat
sebagai berikut.
1) Berwujud padat (At2) seperti I2, sedangkan F2
dan Cl2 berwujud gas, dan Br2 berwujud cair.
2) Berbentuk molekul beratom dua.
3) At mempunyai keelektronegatifan terkecil
dibanding unsur-unsur halogen lainnya.
4) At mempunyai jari-jari atom paling besar
dibanding unsur-unsur halogen lainnya.
5) At diperkirakan dapat membentuk ikatan ion
dengan logam seperti natrium (NaAt), tetapi
dapat diekstraksi dari garam tersebut dengan
lebih mudah.
46
Kimia Unsur
10. Jawaban: c
Warna nyala biru menunjukkan adanya kandungan
kation cesium. Warna nyala merah oranye
menunjukkan adanya kandungan kation kalsium.
Natrium memberikan warna kuning. Kalium memberikan warna lembayung. Barium memberikan warna
hijau. Stronsium memberikan warna merah tua.
11. Jawaban: e
Sifat konduktor listrik unsur-unsur periode tiga
dipengaruhi oleh sifatnya yang berupa logam atau
nonlogam. Unsur Na, Mg, dan Al dapat
menghantarkan arus listrik dalam bentuk padatan
maupun lelehannya karena bersifat logam. Unsur
P, S, Cl, dan Ar tidak dapat menghantarkan arus
listrik karena bersifat nonlogam.
12. Jawaban: e
Proses di atas dikenal dengan sebutan proses HallHeroult, karena proses pengolahan logam aluminium tersebut ditemukan oleh Hall–Heroult.
Proses kamar timbal dan proses kontak adalah
nama proses pembuatan asam sulfat. HaberBosch adalah nama proses pembuatan amonia.
Proses tanur tinggi adalah proses pembuatan atau
pengolahan logam besi.
13. Jawaban: a
Berdasarkan data terlihat bahwa potensial reduksi
dari Na ke Al semakin besar. Hal ini berarti bahwa
unsur tersebut dari Na ke Al semakin mudah
direduksi (daya pengoksidasinya makin kuat). Hal
ini berarti pula bahwa daya pereduksinya semakin
lemah.
14. Jawaban: b
Unsur klor merupakan unsur periode tiga yang
berwujud gas (klorin) dan bersifat sangat reaktif
sehingga jarang terdapat dalam keadaan bebas di
alam. Klor umumnya terdapat dalam bentuk
senyawa ion (anion) dengan logam, misal natrium
klorida (NaCl). Gas klorin berbentuk molekul
diatomik (Cl2). Unsur periode tiga yang bersifat
amfoter adalah aluminium (Al).
15. Jawaban: b
1) Cara Sisilia dilakukan untuk memperoleh
belerang yang ada di permukaan tanah.
2) Cara Frasch dilakukan untuk memperoleh
belerang yang ada di dalam bumi.
3) Cara reduksi digunakan untuk memperoleh Si
dan SiO2.
4) Proses Wohler dilakukan untuk membuat
fosforus.
5) Proses Hall-Heroult dilakukan untuk
memperoleh aluminium.
16. Jawaban: e
Energi ionisasi sebanding dengan keelektronegatifan. Meskipun terdapat penyimpangan urutan
harga energi ionisasi dan keelektronegatifan unsur
paling kanan tidak ada, harga ionisasi terbesar
dimiliki oleh unsur paling kanan dalam tabel periodik
unsur. Unsur yang tidak memiliki harga
keelektronegatifan berupa unsur argon karena
argon merupakan gas mulia dan struktur
elektronnya sudah stabil.
17. Jawaban: b
1) Unsur A dengan air bereaksi menghasilkan
gas hidrogen. Jadi, kemungkinan unsur A
adalah Na atau Mg.
2) Oksida unsur B dalam air mempunyai pH lebih
kecil dari 7 atau bersifat asam sehingga
kemungkinan unsur B adalah Si, P, S, atau Cl.
3) Unsur C dapat bereaksi dengan asam maupun
basa sehingga kemungkinan unsur C adalah Al.
Jadi, susunan unsur-unsur tersebut dalam
sistem periodik unsur dari kiri ke kanan adalah
A, C, dan B.
18. Jawaban: e
No.
Mineral
Kandungan Unsur
1)
2)
3)
4)
5)
Ortoklase
Karnalit
Kriolit
Apatit
Pirit
Silikon
Magnesium
Aluminium
Fosfor
Belerang
19. Jawaban: d
Magnesium sulfat banyak dipakai dalam bidang
farmasi, misal sebagai obat pencuci perut yang
dikenal dengan nama garam inggris (MgSO4 · 7H2O).
KCl digunakan untuk pupuk. NaHSO4 digunakan
sebagai pembersih kamar mandi untuk melarutkan
endapan dari air sadah. Na2CO3 digunakan untuk
membuat NaOH, kaca, sabun, pulp, dan kertas.
CaSO4 · 2H2O (gips) digunakan untuk membuat
cetakan gigi dan pembalut patah tulang.
20. Jawaban: b
Fosfor merah lebih dipilih digunakan untuk membuat
korek api dibandingkan fosfor putih karena fosfor
putih sangat beracun. Fosfor putih atau fosfor merah
sangat mudah terbakar. Fosfor merah tidak reaktif,
sedangkan fosfor putih sangat reaktif. Fosfor merah
tidak bersinar dalam gelap, sedangkan fosfor putih
bersinar dalam gelap. Fosfor merah stabil terhadap
setiap suhu, sedangkan fosfor putih tidak stabil pada
suhu tertentu.
21. Jawaban: a
1) CoCl3
Bilangan oksidasi Co + (3 × bilangan oksidasi
Cl) = 0
Bilangan oksidasi Co + (3(–1)) = 0
Bilangan oksidasi Co = +3 → CoCl3 berwarna
biru
2)
K2Cr2O7
(2 × bilangan oksidasi K) + (2 × bilangan
oksidasi Cr) + (7 × bilangan oksidasi O) = 0
(2(+1)) + (2 × bilangan oksidasi Cr) + (7(–2))
=0
+2 + (2 × bilangan oksidasi Cr) – 14 = 0
2 × bilangan oksidasi Cr = +12
Bilangan oksidasi Cr = +6 → K2Cr2O7 berwarna
jingga
3)
K2MnO4
(2 × bilangan oksidasi K) + (bilangan oksidasi
Mn) + (4 × bilangan oksidasi O) = 0
(2(+1)) + bilangan oksidasi Mn + (4(–2)) = 0
Bilangan oksidasi Mn = –2 + 8 = +6 → K2MnO4
berwarna hijau
4)
Fe2(SO4)3
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3 × bilangan
oksidasi (SO4)) = 0
(2 × bilangan oksidasi Fe) + (3(–2)) = 0
2 bilangan oksidasi Fe = +6
Bilangan oksidasi Fe = +3 → Fe2(SO4)3 berwarna kuning
22. Jawaban: b
Konfigurasi elektron unsur Sc dan Fe sebagai
berikut.
21Sc:
[Ar] 4s2 3d1 =
hj
4s2
h
3d1
Terdapat satu elektron Sc yang tidak berpasangan
pada orbital d sehingga Sc bersifat paramagnetik
(sedikit tertarik medan magnet).
26Fe:
[Ar] 4s2 3d6 =
hj hj h h h h
4s2
3d6
Terdapat empat elektron Fe yang tidak berpasangan pada orbital d mengakibatkan Fe bersifat
feromagnetik. Semakin banyak elektron dari unsur
transisi yang tidak berpasangan pada orbitalnya
mengakibatkan unsur tersebut bersifat
feromagnetik (sangat kuat tertarik medan magnet).
23. Jawaban: d
Na2CrO4 mengandung ion CrO42– yang memiliki
konfigurasi 4s 0 3d 0 dan berwarna kuning.
Sementara itu, MnO 42– dan VO 2+ memiliki
konfigurasi 4s 0 3d1, sedangkan Ti 4+ memiliki
konfigurasi 4s0 3d0 tetapi tidak berwarna. Zn2+
mempunyai konfigurasi 4s0 3d10 sehingga tidak
berwarna.
Kimia Kelas XII
47
24. Jawaban: e
Unsur transisi periode empat tersebut memiliki kulit
valensi 3d dan 4s. Jumlah elektron valensinya
5 + 2 = 7. Jumlah elektron valensi tersebut
menunjukkan tingkat oksidasi tertinggi.
25. Jawaban: a
Senyawa seng memiliki subkulit 3d yang terisi
elektron penuh. Dengan demikian, ion-ionnya tidak
berwarna. Elektron-elektron pada subkulit 3d tidak
dapat menyerap energi cahaya. Elektron-elektron
yang telah terisi penuh tidak dapat mengalami
eksitasi sehingga tidak memancarkan energi sesuai
dengan panjang gelombang cahayanya.
26. Jawaban: c
Penyebab unsur transisi dalam bijihnya berbentuk
oksida atau sulfida adalah besarnya afinitas logam
transisi terhadap oksigen dan belerang. Selain itu,
kereaktifan oksigen dan belerang terhadap logam
transisi sangat besar serta unsur-unsur transisi
mudah teroksidasi.
27. Jawaban: d
Muatan ion kompleks = biloks atom pusat +
Σ muatan ligan.
1) [Cr(H2O)4(CN)2]–
(1 × biloks Cr) + (4 × biloks H2O) + (2 × biloks CN) = –1
2)
Biloks Cr + (4 × 0) + (2 × (–1)) = –1
Biloks Cr = +1
[Cr(H2O)3(CN)3]+
(1 × biloks Cr) + (3 × biloks H2O) + (3 × biloks CN) = +1
3)
Biloks Cr + (3 × 0) + (3 × (–1)) = +1
Biloks Cr = +4
[Cr(H2O)2(CN)4]+
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = +1
4)
Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = +1
Biloks Cr = +5
[Cr(H2O)2(CN)4]–
(1 × biloks Cr) + (2 × biloks H2O) + (4 × biloks CN) = –1
5)
Biloks Cr + (2 × 0) + (4 × (–1)) = –1
Biloks Cr = +3
[Cr(H2O)(CN)5]+
(1 × biloks Cr) + (1 × biloks H2O) + (5 × biloks
CN) = +1
Biloks Cr + (1 × 0) + (5 × (–1)) = +1
Biloks Cr = +6
Jadi, ion kompleks yang mungkin adalah
[Cr(H2O)2(CN)4]–.
28. Jawaban: c
Proses elektrolisis pada pembuatan tembaga
dilakukan dengan menempatkan tembaga kokas di
anode dan menggunakan CuSO4 sebagai larutan
elektrolit sehingga diperoleh tembaga murni di katode.
Jadi, proses elektrolisis tersebut bertujuan untuk
menghasilkan tembaga yang lebih murni.
48
Kimia Unsur
29. Jawaban: d
Persamaan reaksi aluminothermi untuk pembuatan
logam mangan murni sebagai berikut.
Tahap 1: 3MnO2(s) → Mn3O4(g) + O2(g)
Tahap 2: 3Mn3O4(s) + 8Al(s) → 9Mn(s) + 4Al2O3(s)
Mol Mn =
massa Mn
Ar Mn
5,5
= 55 = 0,1 mol
3
Pada tahap 2, mol Mn3O4 = 9 × mol Mn
3
= 9 × 0,1 mol = 0,033 mol
3
Pada tahap 1, mol MnO2 = 1 × mol Mn3O4
3
= 1 × 0,033 = 0,1 mol
Massa MnO2 = mol MnO2 × Mr MnO2
= 0,1 mol × (55 + (2 × 16)) kg/mol
= 0,1 mol × 87 kg/mol = 8,7 kg
Jadi, massa mangan(IV) oksida yang dibutuhkan
sebanyak 8,70 gram.
30. Jawaban: a
Seng (Zn) merupakan logam yang cukup keras,
berwarna putih kebiruan, dan lebih tahan terhadap
udara lembap dibanding besi. Di atas permukaan
seng terbentuk lapisan karbonat basa
(Zn2(OH)2CO3) yang dapat menghambat oksidasi
lebih lanjut sehingga seng digunakan untuk melapisi
logam besi. Titanium (Ti) digunakan dalam industri
pesawat terbang. Tembaga (Cu) digunakan dalam
paduan logam. Mangan (Mn) juga digunakan untuk
paduan logam. Scandium (Sc) digunakan sebagai
komponen pada lampu berintensitas tinggi.
B. Uraian
1. Kegunaan unsur-unsur gas mulia sebagai berikut.
a. Helium (He), digunakan sebagai pengisi balon
meteorologi atau kapal balon.
b. Neon (Ne), digunakan untuk membuat lampu
reklame yang memberi warna merah.
c. Argon (Ar), digunakan untuk pengisi lampu pijar.
d. Kripton (Kr), digunakan bersama-sama dengan
argon untuk pengisi lampu fluoresensi (lampu
tabung).
e. Xenon (Xe), digunakan dalam pembuatan
tabung elektron.
f. Radon (Rn), termasuk radioaktif dan
digunakan dalam radioterapi.
2. Unsur logam dapat bersifat konduktor atau dapat
menghantarkan arus listrik karena elektronnya
terdelokalisasi sehingga bebas bergerak di seluruh
bagian struktur atom. Unsur nonlogam tidak
bersifat konduktor, tetapi bersifat isolator karena
seluruh lintasan elektronnya memiliki ikatan yang
kuat dengan intinya atau tidak mempunyai elektron
bebas sehingga meskipun diberi tegangan listrik
tidak akan membuat elektron-elektronnya bergerak.
3. a.
b.
4. a.
b.
NaHCO 3 dibuat melalui proses Solvay.
Selain itu, NaHCO3 dapat dibuat dengan
mereaksikan larutan Na2CO3, H2O, dan CO2
sehingga menghasilkan NaHCO3.
Reaksinya: Na2CO3 + H2O + CO2 → 2NaHCO3
NaOH dibuat secara besar-besaran dalam
industri dengan cara elektrolisis larutan garam
dapur dengan diafragma. Katode yang
digunakan berupa baja yang berlubang-lubang.
Anode yang digunakan berupa grafit.
Reaksinya:
→ 2Na+ + 2Cl–
2NaCl ←
K (–) : 2H2O + 2e– → H2 + 2OH–
A (+) : 2Cl– → Cl2 + 2e–
–––––––––––––––––––––––––––––––––
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
NaOH yang terbentuk berada di sekitar katode,
sedangkan gas klorin berada di sekitar anode.
Diafragma berfungsi untuk memisahkan gas
klorin yang terbentuk agar tidak
bersinggungan dengan NaOH. Di dalam
laboratorium, NaOH dapat dibuat dengan
mereaksikan natrium karbonat dan kalsium
hidroksida. Reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) +
CaCO3(s)
Magnesium: magnesit (MgCO3), dolomit
(CaCO3.MgCO3), epsomit (MgSO4.7H2O),
silikat, air laut, dan air asin.
Kalsium: dolomit (CaCO3.MgCO3), arogonit
marbel, batu kapur (CaCO3), dan silikat.
5. Grafik hubungan antara nomor atom unsur periode
tiga dengan energi ionisasinya sebagai berikut.
Ar
Energi Ionisasi
Cl
P
Mg
Si
S
Al
Na
11 12 13 14 15 16 17 18
Nomor Atom
Penyimpangan besarnya energi ionisasi unsurunsur periode tiga dapat dijelaskan berdasarkan
konfigurasi elektron valensi yang dimiliki oleh tiaptiap unsur. Unsur yang memiliki elektron valensi
yang mengisi orbital secara penuh atau setengah
penuh akan bersifat lebih stabil (elektronnya lebih
sukar dilepas) sehingga memiliki energi ionisasi
yang lebih tinggi daripada unsur yang elektron
valensinya mengisi orbital belum secara penuh
atau setengah penuh.
6. Klorin dapat dibuat dengan dua cara berikut.
a. Elektrolisis larutan garam dapur
Klorin diproduksi secara besar-besaran dalam
perdagangan dengan proses elektrolisis
larutan garam dapur. Proses ini menggunakan
elektrode berupa grafit (anode) dan raksa
(katode).
b. Mereaksikan klorida dengan MnO2 dalam
H 2 SO 4 pekat. Pada proses ini, MnO 2
berfungsi sebagai oksidator.
7. a.
b.
c.
Al2(SO4)3 dikenal dengan nama tawas yang
digunakan untuk menjernihkan air.
(NH 4 ) 2 SO 4 dikenal sebagai pupuk ZA
(zwavelzuur amonium) digunakan sebagai
pupuk tanaman.
CaSO 4 yang disebut dengan gips untuk
menyambung tulang yang patah.
8. Keanekaragaman bilangan oksidasi unsur-unsur
transisi disebabkan tingkat energi elektron pada
subkulit 4s dan 3d hanya berbeda sedikit sehingga
dapat digunakan bersama-sama.
9. Konfigurasi elektron unsur kromium (Cr) dan
tembaga (Cu) menyimpang dari asas Aufbau.
Unsur kromium mempunyai konfigurasi elektron
3d 5 4s 1 (bukan 3d 4 4s 2) dan unsur tembaga
mempunyai konfigurasi elektron 3d10 4s1 (bukan
3d9 4s2). Hal ini terjadi karena elektron-elektron
dalam orbital-orbital cenderung untuk berada dalam
keadaan yang penuh atau setengah penuh. Orbital
penuh atau setengah penuh bersifat lebih stabil.
Namun, aturan ini hanya berlaku untuk unsur
golongan transisi, sedangkan unsur-unsur golongan
utama tidak berlaku.
10. Paparan tinggi kobalt di udara sangat berbahaya
jika terhirup. Kobalt konsentrasi tinggi yang terhirup
dapat mengakibatkan asma dan pneumonia. Kobalt
yang merupakan isotop radioaktif dapat mengalami
radiasi dan memicu kemandulan, rambut rontok,
muntah, perdarahan, diare, koma, bahkan
kematian.
Kimia Kelas XII
49
A.
4. Jawaban: c
π = M × R × T
Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Larutan elektrolit mempunyai kenaikan titik didih
lebih besar daripada larutan nonelektrolit. CO(NH2)2,
C2H5OH, dan C12H22O11 mempunyai titik didih
rendah karena termasuk larutan nonelektrolit.
Sementara itu, NaCl dan MgCl2 tergolong larutan
elektrolit.
1) NaCl → Na+ + Cl–, n = 2
2) MgCl2 → Mg2+ + 2Cl–, n = 3
Kenaikan titik didih larutan elektrolit dipengaruhi
oleh nilai n. Larutan MgCl2 mempunyai kenaikan
titik didih paling tinggi karena nilai n paling besar.
n
π = V× R × T
π =
m ⋅R ⋅ T
Mr ⋅ V
=
∆Tb =
∆Tb =
342
342
1.000
p
·
·
· 0,52°C
∆Tb = 0,026°C
Jadi, larutan mengalami kenaikan titik didih
sebesar 0,026°C.
3. Jawaban: c
Xglukosa =
∆Tb =
=
=
nair + nglukosa
m
Mr
m
Mr
air
glukosa
m
r
+ M
( )
( )+( )
glukosa
18
180
90
18
18
180
0,1
0,1
= 5 + 0,1 =
5,1
∆P = Xt · P° =
0,1
5,1
× 30,6 = 0,6
Plarutan = P° – ∆P = 30,6 – 0,6 = 30 mmHg
Jadi, tekanan uap larutan glukosa tersebut adalah
30 mmHg.
50
Ulangan Akhir Semester 1
m
Mr
1.000
p
·
· Kf
0 – (–5) =
m
223
·
1.000
20
· 1,86
5=
m
223
·
1.000
20
· 1,86
m = 11,9 ≈ 12
Jadi, massa zat yang dilarutkan sebanyak 12 gram.
6. Jawaban: e
MgCl2; n = 3
∆Tf = (0 – (–0,558))°C
= 0,558°C
∆Tf =
nglukosa
= 72
5. Jawaban: b
· Kb
1.000
200
m ⋅R ⋅ T
π⋅V
24 × 0,082 × 300
32,8 × 0,25
Jadi, massa molekul relatif zat tersebut 72 gram/mol.
2. Jawaban: b
m
Mr
→ Mr =
m
Mr
×
9,5
1.000
p
× Kf × i
1.000
0,558 = 95 ×
× 1,86 × {1 + (3 – 1)α}
400
1 + 2α = 1,2
2α = 0,2
α = 0,1
Jadi, derajat ionisasi garam MgCl2 sebesar 0,1.
7. Jawaban: c
∆Tb = 100,13°C – 100°C
= 0,13°C
∆Tb = m · Kb
0,13 = m × 0,52
0,13
m = 0,52 = 0,25 m
∆Tf = m · Kf = 0,25 × 1,86 = 0,46
Jadi, larutan tersebut membeku pada suhu
= (0 – 0,46)°C = –0,46°C.
8. Jawaban: b
Ketika seng dioksidasi, seng akan melepaskan dua
elektron. Seng yang dioksidasi akan mengalami
kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2.
14. Jawaban: c
Reaksi elektrolisis larutan KNO3 dengan elektrode
karbon sebagai berikut.
KNO3(aq) → K+(aq) + NO3–(aq)
9. Jawaban: d
Reduksi terjadi pada Zn2+(aq) → Zn(s). Zn2+
mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +2
menjadi 0. Jadi, Zn2+ mengalami reduksi dengan
menangkap dua elektron.
Katode : 2H2O(A) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g)
10. Jawaban: d
Ketika gas klorin dimasukkan ke dalam larutan KI
akan dihasilkan endapan kuning kecokelatan,
iodium pada KI mengalami oksidasi dan klorin
mengalami reduksi sehingga bertindak sebagai
oksidator. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
2KI(aq) + Cl2(g) → 2KCl(aq) + I2(s)
+1–1
0
+1–1
0
oksidasi
reduksi
11. Jawaban: b
Reaksi tersebut terbentuk dari persamaan redoks
berikut.
Mg → Mg2+ + 2e–
2H+ + 2e– → H2
––––––––––––––––––– +
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, Mg
mengalami oksidasi karena melepaskan dua
elektron.
12. Jawaban: e
Reaksi dapat berlangsung jika Esel berharga + .
Fe(s) + Ag+(aq) → Fe2+(aq) + Ag(s)
E°sel = E°katode – E°anode
= E°Ag+/Ag – E°Fe2+/Fe
= 0,80 – (–0,44)
= +1,24 volt
Jadi, reaksi yang dapat berlangsung adalah reaksi
Fe(s) + Ag+(aq) → Fe2+(aq) + Ag(s).
13. Jawaban: c
Dalam sel kering terjadi peristiwa berikut.
1) Zn di katode mengalami oksidasi menjadi ion
Zn2+ dengan melepas 2 elektron. Reaksinya:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–
2) Amonium klorida tereduksi menjadi amonia
dan air di katode. Reaksi yang terjadi:
2MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e– → Mn2O3(s) +
2NH3(aq) + H2O(A)
Anode : 2H2O(A ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g)
Jadi, pada katode terbentuk gas hidrogen dan pada
anode terbentuk gas oksigen.
15. Jawaban: b
Misal rumus garam: MnxZy
Reaksi elektrolisis MnxZy menghasilkan mangan
di katode sehingga ion mangan tidak mungkin
Mn2+. Hal ini karena reaksi elektrolisis larutan yang
mengandung Mn2+ yang mengalami reduksi pada
katode adalah air.
2H2O + 2e– → 2OH– + H2
Jadi, garam mangan tidak mungkin MnCl2 atau
MnO.
Mn×Zy(aq) → xMny+(aq) + yZx–(aq)
Katode: Mny+(aq) + ye– →
0,06 mol
Perbandingan mol
e–
Mn(s)
0,02 mol
: mol Mn = 0,06 : 0,02
=
3 : 1
Jadi, y = 3 →
Garam yang mengandung Mn3+ adalah MnCl3.
Garam MnO2 mengandung ion Mn4+, sedangkan
KMnO4 mengandung ion Mn7+.
Mn3+
16. Jawaban: b
Reduksi : MnO–4 + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O × 1
Oksidasi : Fe2+ → Fe 3+ + e–
× 5
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
+
2+
2+
–
MnO4 + 8H + 5Fe → Mn + 4H2O + 5Fe3+
Jadi, perbandingan mol yang benar adalah
5Fe2+ ~ 4H2O.
17. Jawaban: c
AgNO3 → Ag+ + NO–3
Katode : Ag+ + e– → Ag
Anode : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e–
18. Jawaban: d
Jumlah mol elektron yang mengalir dalam larutan
(e–):
coulomb
9.650
e– = 96.500 = 96.500 = 0,1 mol
Reaksi elektrolisis:
AgNO3 → Ag+ + NO–3
Katode : Ag+ + e– → Ag
Anode : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2
Kimia Kelas XII
51
4
H+ = 4 × 0,1 mol = 0,1 mol
[H+] =
0,1mol
1L
= 0,1 M
[H+]
pH = –log
= –log 10–1
= 1
Jadi, pH larutan setelah elektrolisis adalah 1.
19. Jawaban: c
eAg = 108
e⋅i⋅ t
108 × 10 × 965
w = 96.500 =
= 10,8 gram
96.500
Jadi, massa perak pada katode sebanyak
10,8 gram.
20. Jawaban: e
Agar besi tidak cepat berkarat (mengalami korosi),
perlu dijaga agar besi tidak mudah mengalami
oksidasi. Hal ini dapat dilakukan dengan cara
menghubungkan besi dengan logam yang lebih
mudah mengalami oksidasi (E°-nya lebih negatif
daripada besi). Dari logam-logam di atas yang
paling mudah mengalami oksidasi adalah logam
Mg (E° paling negatif).
21. Jawaban: d
CuSO4 → Cu2+ + SO42–
Katode (–) : Cu2+ + 2e– → Cu
Anode (+) : Cu → Cu2+ + 2e–
Jadi, pada elektrolisis garam tembaga(II) sulfat
diperoleh ion tembaga pada anode.
22. Jawaban: c
Dalam sel Volta:
1) Logam yang memiliki E° lebih kecil (lebih
negatif) berfungsi sebagai anode → Zn
sebagai anode dan Ag sebagai katode.
2) E° sel = E° katode – E° anode
= +0,80 – (–0,74)
= 1,54 volt
3) Reaksinya:
2Ag+(aq) + Zn(s) → Zn2+(aq) + 2Ag(s)
Logam Ag mengendap di katode.
23. Jawaban: d
Reaksi logam Na dengan air sebagai berikut.
Na(s) + H2O(A) → NaOH(aq) + 2H2(g)
Reaksi di atas menghasilkan larutan NaOH.
1) Gas yang ditimbulkan adalah gas H2.
2) Adanya nyala dan letupan disebabkan logam
Na bersifat reaktif.
3) Perubahan warna air menjadi merah disebabkan tetesan fenolftalein yang berfungsi
sebagai indikator.
52
Ulangan Akhir Semester 1
24. Jawaban: d
MgSO4.7H2O digunakan sebagai obat pencahar
yang dikenal dengan nama garam epsom atau
garam inggris. CaSO4·2H2O adalah kalsium sulfat
dihidrat, CaCO 3 adalah kalsium karbonat,
Mg(OH)2 adalah magnesium hidroksida, dan
Ca(OCl)2 adalah kalsium hipoklorit.
25. Jawaban: d
Unsur-unsur gas mulia sangat sukar bereaksi
karena golongan ini mempunyai konfigurasi
elektron yang stabil (dengan elektron valensi 8,
kecuali He).
26. Jawaban: e
Bilangan oksidasi (x) halogen dalam senyawasenyawa berikut.
HClO4 → (+1) + (x) + 4(–2) = 0 → x = +7
HBrO3 → (+1) + (x) + 3(–2) = 0 → x = +5
HClO2 → (+1) + (x) + 2(–2) = 0 → x = +3
Jadi, bilangan oksidasi unsur halogen berturutturut yaitu +7, +5, dan +3.
27. Jawaban: b
Pembuatan logam alkali secara elektrolisis:
MCl(A) → M+(A) + Cl–(A)
Katode : M+(A) + e– → M(A)
Anode : 2Cl–(A) → Cl2(g) + 2e–
Jadi, pernyataan yang tepat sebagai berikut.
1) Logam alkali dibuat dari elektrolisis lelehan
atau leburan garam kloridanya.
2) Terjadi reaksi reduksi pada ion logam alkali
di katode.
3) Logam alkali padat terbentuk di katode.
28. Jawaban: b
Urutan logam berdasarkan kenaikan nomor atom
adalah K–M–L. Unsur-unsur logam dari kiri ke
kanan semakin naik nomor atomnya tetapi
sifat logam berkurang, sifat basa berkurang, sifat
asam bertambah, serta potensial reduksi dan
keelektronegatifan juga bertambah.
29. Jawaban: d
Unsur transisi adalah unsur yang pengisian
elektronnya berakhir pada subkulit d. Subkulit 4s
diisi lebih dahulu daripada subkulit 3d. Pada unsur
1), 3), dan 5) pengisian elektron berakhir pada
subkulit 3d (unsur transisi), sedangkan unsur 2)
dan 4) pengisian elektron berakhir pada subkulit
4p (unsur utama).
30. Jawaban: c
Sifat-sifat unsur dalam golongan halogen sebagai
berikut.
1) Semua senyawa garamnya larut dalam air.
2) Klorida dan fluorin pada suhu kamar berwujud
gas, sedangkan bromin berwujud cair dan iodin berwujud padat.
3) Dari atas ke bawah titik leleh dan titik didihnya
semakin besar.
4) Bereaksi dengan hidrogen menghasilkan
larutan bersifat asam atau pH < 7.
5) Reaksi klorin dengan serat besi menghasilkan besi(II) klorida
Cl2 + Fe → FeCl2
6) Dari atas ke bawah sifat oksidator semakin
lemah.
31. Jawaban: e
Urutan kekuatan basa dari logam alkali tanah dapat
dilihat dari kelarutannya dalam air. Semakin mudah
larut dalam air, berarti senyawa hidroksida tersebut
semakin kuat sifat basanya. Senyawa hidroksida
dari logam alkali yang memiliki sifat basa yang
paling lemah bersifat amfoter. Jadi, urutan
kekuatan basa logam alkali tanah tersebut dari
yang paling kuat yaitu 4), 2), 1), 5), dan 3).
32. Jawaban: b
Alotrop adalah perubahan bentuk kristal terhadap
suhu atau tekanan.
33. Jawaban: d
Sifat unsur periode ketiga dari kiri ke kanan yaitu
jari-jari atom semakin kecil, energi ionisasi
semakin besar, elektronegativitas semakin besar,
titik leleh dan titik didih tidak menunjukkan
keteraturan.
34. Jawaban: c
Sifat paramagnetik dimiliki oleh atom yang
mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada
orbitalnya. Jadi, sifat paramagnetik ditentukan
oleh jumlah elektron yang tidak berpasangan
(elektron tunggal). Pada unsur transisi jumlah
elektron tunggalnya dapat dilihat pada orbital
d-nya.
35. Jawaban: b
Senyawa kompleks dengan nama diamin tetrakloro
kobaltat(III) adalah [Co(NH3)2Cl4]–.
Muatan ion = muatan Co + (2 × muatan NH3) +
(4 × muatan Cl) = –1
= (+3) + (2 × 0) + (4 × (–1))
= (–1) (sesuai)
36. Jawaban: e
Senyawa kompleks jika dilarutkan dalam air, ion
kompleks akan tetap berupa satu spesi ion.
Na3[Cr(NO2)6] → 3Na+ + [Cr(NO2)6]3–
Jadi, ion-ion yang dihasilkan dalam air yaitu Na+
dan [Cr(NO2)6]3–.
37. Jawaban: e
Jumlah proton menunjukkan nomor atom. Unsurunsur F, G, H menggambarkan unsur-unsur dalam
periode 3, karena nomor atomnya 11, 13, dan 16.
Unsur-unsur dalam periode mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut.
1) Jari-jari atom menurun dari F, G, ke H.
2) Keelektronegatifan meningkat dari F, G, ke H.
3) Massa jenis meningkat dari F ke G, kemudian
ke H menurun.
4) Titik didih G > F > H.
5) Oksida H bersifat asam, oksida G bersifat
amfoter, dan oksida F bersifat basa.
38. Jawaban: d
8 2
28Ni = [Ar]3d 4s → golongan VIIIB
hj hj hj h
→ Jumlah elektron yang tidak
berpasangan = 2.
h
3d8
39. Jawaban: d
Sifat-sifat unsur-unsur periode tiga dari natrium ke
klorin sebagai berikut.
1) Sifat logam berkurang dan sifat bukan logam
bertambah.
2) Sifat basa berkurang dan sifat asam
bertambah.
3) Sifat reduktor berkurang dan sifat oksidator
bertambah.
4) Keelektronegatifan bertambah dan titik lebur
cenderung bertambah sampai Si kemudian
turun.
5) Jari-jari atom berkurang dan energi ionisasi
bertambah dengan sedikit pengecualian pada
Al dan S.
40. Jawaban: b
Warna ion-ion logam transisi sebagai berikut.
Fe2+
: hijau
2–
Cr2O7 : jingga
MnO4– : ungu
Co2+
: merah muda
B. Uraian
1. a.
0,300 g urea =
0,300 g
60 g mol−1
= 5 · 10–3 mol
5 · 10−3 mol
Molalitas larutan = 1,00 · 10−2 kg
= 0,5 mol kg–1
Kimia Kelas XII
53
3)
Oksidasi:
H 2 C 2 O 4 → 2CO 2 + 2H + + 2e – (muatan
disamakan)
Reduksi:
MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O
4) Oksidasi:
5H2C2O4 → 10CO2 + 10H+ + 10e– (elektron
disamakan)
Reduksi:
2MnO4– + 16H+ + 10e– → 2Mn2+ + 8H2O
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Redoks:
2MnO4– + 6H+ + 5H2C2O4 → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2
Jadi, nilai a, b, c, d, e, dan f berturut-turut yaitu 2, 6,
5, 2, 8, dan 10.
∆Tb = m · Kb
= 0,5 mol kg–1 · 0,512°C kg mol–1
= 0,256°C
Titik didih larutan
= titik didih pelarut murni (H2O) + ∆Tb
= 100,00°C + 0,256°C
= 100,256°C
Jadi, titik didih larutan sebesar 100,256°C.
b.
∆Tf = m · Kf
= 0,5 mol kg–1 · 1,86°C kg mol–1
= 0,93°C
Titik beku larutan
= titik beku pelarut murni (H2O) – ∆Tf
= 0,00°C – 0,93°C
= –0,93°C
Jadi, larutan membeku pada suhu –0,93°C.
5. Cu2+ + 2e– → Cu
Ag+ + 1e– → Ag
64
2. m = 2 gram
p = 100 gram
Tb = 100,312°C
Kb = 0,52°C mol–1
asam berbasa dua = H2X
H2X R 2H+ + X2– n = 3
∆Tb = {1 + (n – 1)α} × m × Kb
(Tb – 100) = {1 + (3 – 1) × 1} ×
(100,312 – 100) = 3 ×
2
Mr
2
Mr
w1
e1
= 108
=
w2
e2
w = berat zat yang diendapakan
e = berat ekuivalen
sehingga:
wCu
eCu
× 10 × 0,52
4. Penyetaraan redoks dengan metode setengah
reaksi.
1) Oksidasi:
H2C2O4 → CO2 (jumlah atom C disamakan)
H2C2O4 → 2CO2
Reduksi:
MnO4– → Mn2+ (kanan kurang 4 atom O)
2) Oksidasi:
H2C2O4 → 2CO2 + 2H+ (kanan ditambah 2H+)
Reduksi:
MnO4– + 8H+ → Mn2+ + 4H2O (kanan ditambah
4H2O, kiri ditambah 8H+)
108
1
Oleh karena kondisi percobaan sama, berlaku:
1.000
E° = –0,6 V
3. Cr3+ + 3e– → Cr
Cu2+ + 2e– → Cu
E° = +0,34V
Reaksi redoks yang terjadi dalam sel:
2Cr → 2Cr3+ + 6e–
E° = +0,6 V
3Cu2+ + 6e– → 3Cu
E° = +0,34 V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2Cr + 3Cu2+ → 2Cr3+ + 3Cu E° = +0,94 V
Ulangan Akhir Semester 1
Berat ekivalen Ag =
× 100 × 0,52
0,312 Mr = 31,2
Mr = 100
Jadi, berat molekul asam tersebut adalah 100.
54
Berat ekivalen Cu = 2 = 32
2,5
32
wAg
= e
Ag
=
wAg
108
→ wAg = 8,4 gram
Jadi, perak yang diendapkan sebesar 8,4 gram.
6.
Reaksi I
: Al + Ni2+ → Al3+ + Ni
E° = x V ×3
Katode (reduksi) : Ni2+ + 2e– → Ni
Anode (oksidasi) : Al → Al3+ + 3e–
E° = y V ×2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel
: 3Ni2+ + 2Al → 3Ni + 2Al 3+ E° = +1,41 V
Persamaan I = x + y
= 1,41
Reaksi II
: Ni + Br2 → Ni2+ + Br–
Katode (reduksi) : Br2 + 2e– → 2Br–
E° = z V
Anode (oksidasi) : Ni → Ni2+ + 2e–
E° = –x V
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel
: Br2 + Ni → 2Br– + Ni2+
E° = +1,32 V
Persamaan II = z – x = 1,32
Reaksi III
: Al + Br2 → Al3+ + Br
E° = z V ×3
Katode (reduksi) : Br2 + 2e– → 2Br–
Anode (oksidasi) : Al → Al3+ + 3e–
E° = y V ×2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Reaksi sel
: 3Br2 + 2Al → 6Br– + 2Al3+ E° = (z + y) V
Persamaan I
x + y = 1,41
y = 1,41 – x
Persamaan II
z – x = 1,32
z = 1,32 + x
z + y = (1, 32 + x) + (1,41 – x)
= 1,32 + 1,41
= 2,73 volt
b.
c.
Jadi, potensial elektrode untuk rangkaian
Al | Al3+ || Br2 | Br sebesar 2,73 volt.
7. a.
b.
aluminat(III) : atom pusat Al3+
diakuo
: 2 ligan H2O muatan 0
tetrahidrokso : 4 ligan OH muatan 4(–1)
muatan ion kompleks = 3 + 0 + 4(–1) = –1
Rumus kimia: [Al(H2O)2(OH)4]–
platinum(IV) : atom pusat Pt4+
tetraamin
: 4 ligan NH3 muatan 0
dikloro
: 2 ligan Cl muatan 2(–1)
muatan ion kompleks = 4 + 0 + 2(–1)
= +2
Rumus kimia: [Pt(NH3)4Cl2]2+
c.
ferrat(III)
: atom pusat Fe3+
heksasiano : 6 ligan CN muatan 6(–1)
muatan ion kompleks = 3 + 6(–1)
= –3
Rumus kimia: [Fe(CN)6]3–
d.
aurum(III) : atom pusat Au3+
tetrapiridin : 4 ligan py muatan 0
muatan ion kompleks = 3 + 0
= +3
Rumus kimia: [Au(py)4]3+
8. Sifat-sifat fisika halogen sebagai berikut.
a. Struktur halogen
Halogen terdapat sebagai molekul diatomik.
Kestabilan molekul akan berkurang dari F2
ke I2. Pada pemanasan, molekul halogen
akan mengalami disosiasi menjadi atomatomnya.
d.
Wujud halogen
Molekul halogen bersifat nonpolar. Pada suhu
kamar, fluorin dan klorin berupa gas, bromin
berupa zat cair yang mudah menguap, dan
iodin berupa zat padat yang mudah menyublim.
Kelarutan
Kelarutan halogen dalam air berkurang dari
fluorin ke iodin. Halogen lebih mudah larut
dalam pelarut nonpolar, seperti CCl4 dan
CHCl3.
Warna dan bau
Fluorin berwarna kuning muda, klorin
berwarna hijau, bromin berwarna merah tua,
iodin padat berwarna hitam, dan uap iodin
berwarna ungu. Semua halogen berbau
menyengat.
9. Sifat-sifat keperiodikan unsur periode tiga sebagai
berikut.
a. Jari-jari atom, dari kiri ke kanan semakin kecil,
meskipun kulit elektron sama-sama tiga.
b. Energi ionisasi, dari kiri ke kanan semakin
besar.
c. Keelektronegatifan, dari kiri ke kanan semakin
besar.
d. Titik didih dan titik leleh silikon paling tinggi di
antara unsur-unsur pada periode tiga karena
atom-atom Si mampu membentuk jaringan
tiga dimensi menggunakan empat buah ikatan
kovalen. Titik leleh fosfor paling rendah karena
atom-atom P tersusun secara molekular.
10. Unsur-unsur golongan halogen mudah bereaksi
dengan unsur golongan alkali tanah karena unsurunsur halogen mudah menangkap satu elektron
di kulit terluarnya sehingga unsur-unsur halogen
berubah menjadi ion negatif satu. Sementara itu,
unsur-unsur alkali tanah mudah melepas dua
elektron di kulit terluarnya sehingga unsur-unsur
alkali tanah berubah menjadi ion positif dua.
Elektron dari unsur-unsur alkali tanah ditangkap
oleh dua ion halogen sehingga terbentuk senyawa
ionik dengan rumus molekul AX2.
A = alkali tanah
X = halogen
Kimia Kelas XII
55
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, dan kegunaan haloalkana;
2. menjelaskan tata nama, penggolongan, isomer, sifat-sifat, pembuatan, serta kegunaan alkohol dan eter;
3. menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, serta identifikasi aldehid dan keton;
4. menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, serta identifikasi asam karboksilat dan ester.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik:
1. menyadari dan mensyukuri adanya keragaman senyawa karbon yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari sebagai bukti
kebesaran Tuhan Yang Maha Esa;
2. menunjukkan perilaku ilmiah, bijaksana, bertanggung jawab, dan menghargai orang lain dalam aktivitas sehari-hari.
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
Haloalkana
•
•
•
Mengidentifikasi
senyawa haloalkana melalui kegiatan demonstrasi.
Mendiskusikan
tata nama, isomer,
sifat-sifat, pembuatan, dan kegunaan haloalkana.
Melakukan studi
literatur mengenai
senyawa freon
atau haloalkana
yang merusak
ozon.
Alkohol dan Eter
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
56
Melakukan studi literatur mengenai alkohol dan eter.
Mendiskusikan tata nama, isomer,
sifat-sifat, pembuatan, kegunaan,
serta identifikasi alkohol dan eter.
Merancang percobaan untuk
mengidentifikasi alkohol primer,
sekunder, dan tersier.
Mengidentifikasi alkohol primer,
sekunder, dan tersier melalui kegiatan praktikum.
Melakukan studi literatur mengenai alkohol sebagai bahan bakar
alternatif.
Merancang percobaan untuk
membedakan alkohol dan eter.
Mengidentifikasi alkohol dan eter
melalui kegiatan praktikum.
Aldehid dan Keton
•
•
•
•
•
Mengidentifikasi senyawa
aldehid dan keton.
Mendiskusikan tata nama,
isomer, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, serta
identifikasi aldehid dan
keton.
Melakukan studi literatur
mengenai kegunaan dan
bahaya formalin.
Merancang percobaan
untuk membedakan aldehid dan keton.
Mengidentifikasi aldehid
dan keton melalui kegiatan
praktikum.
Asam Karboksilat dan Ester
•
•
•
•
•
Mengidentifikasi senyawa asam karboksilat dan ester yang
terdapat dalam suatu
produk.
Mendiskusikan tata
nama, isomer, sifatsifat, pembuatan, serta
kegunaan asam karboksilat dan ester.
Merancang percobaan
untuk membuat suatu
ester.
Membuat senyawa
ester melalui kegiatan
praktikum.
Melakukan studi literatur mengenai kegunaan senyawa ester
dalam industri makanan
dan minuman.
Menyadari dan mensyukuri keragaman senyawa karbon yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari sebagai bukti
kebesaran Tuhan Yang Maha Esa.
Berperilaku teliti, objektif, memiliki rasa ingin tahu, serta kritis dalam menyelesaikan permasalahan dan praktikum.
Mampu menghargai pendapat orang lain serta bertanggung jawab ketika berdiskusi.
Mampu menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, dan kegunaan haloalkana.
Mampu menjelaskan tata nama, penggolongan, isomer, sifat-sifat, pembuatan, serta kegunaan alkohol dan eter.
Mampu menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, serta identifikasi aldehid dan keton.
Mampu menjelaskan tata nama, isomer, sifat-sifat, pembuatan, kegunaan, serta identifikasi asam karboksilat dan ester.
Mampu menyajikan rancangan percobaan mengenai identifikasi alkohol primer, sekunder, dan tersier, identifikasi alkohol
dan eter, identifikasi aldehid dan keton, serta pembuatan ester.
Mampu menyajikan laporan praktikum mengenai identifikasi alkohol primer, sekunder, dan tersier, identifikasi alkohol dan
eter, identifikasi aldehid dan keton, serta reaksi esterifikasi.
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
1
2
3
memiliki rantai induk paling panjang (6 atom C)
dan tidak bercabang.
4
H3C –– CH –– CH2 –– CH –– CH3
|
|
5 6
Br
C2H5
Struktur di atas mempunyai rantai induk heksana.
Penomoran dimulai dari rantai yang dekat dengan
atom halogen yaitu dari sebelah kiri. Pada senyawa
tersebut terdapat dua cabang yaitu bromo di C
nomor 2 dan metil di C nomor 4. Dengan demikian,
nama struktur tersebut adalah 2-bromo-4metilheksana.
2. Jawaban: a
Senyawa 3-bromo-3-kloro-4,4-dietilheptana
mempunyai rantai induk heksana (6 atom C),
cabang bromo(–Br) dan kloro(–Cl) di C nomor 3
serta etil (–C2H5) di C nomor 4. Struktur molekulnya
sebagai berikut.
C2H5 Br
|
|
H3C –– CH2 –– CH2 –– C –– C –– CH2 –– CH3
|
|
C2H5 Cl
Struktur b mempunyai nama 4-bromo-4-kloro-3,3dietilheptana. Struktur c mempunyai nama
4-bromo-4-kloro-2,3-dietilheptana. Struktur d mempunyai nama 3-bromo-3-kloro-4,4-dimetilheptana.
Struktur e mempunyai nama 4-bromo-4-kloro-3,3dimetilheptana.
3. Jawaban: e
Isomer kerangka terjadi pada senyawa-senyawa
yang memiliki rumus molekul dan gugus fungsi
sama, tetapi kerangka rantai induknya berbeda.
Isomer kerangka ditunjukkan oleh pasangan
senyawa 2,2-dikloropentana dan 2,2-dikloro-3metilbutana. Kerangka rantai induk pada senyawa
2,2-dikloropentana berupa rantai lurus. Kerangka
rantai induk pada senyawa 2,2-dikloro-3-metilbutana
berupa rantai bercabang. Adapun senyawa 3fluoropentana dan 1-fluoropentana, 1-kloropropana
dan 2-kloropropana, 3,3-diiodoheksana dan
2,3-diiodoheksana, serta 2,2-dibromobutana dan
2,3-dibromobutana berisomer posisi.
4. Jawaban: a
Semakin panjang rantai karbon, semakin tinggi titik
didihnya. Dengan jumlah atom C yang sama, semakin banyak cabang, semakin rendah titik didihnya. Dengan demikian, senyawa yang memiliki titik
didih tertinggi adalah 2-fluoroheksana karena
5. Jawaban: b
Pasangan senyawa di atas merupakan isomer
posisi karena mempunyai rumus molekul dan
kerangka sama, tetapi letak gugus fungsi berbeda.
Pada senyawa H3C – CH – CH2 – CH2 – CH3 gugus
|
Br
bromo (–Br) terletak pada atom C nomor 2, sedangkan pada senyawa H3C – CH2 – CH – CH2 – CH3
|
Br
gugus bromo (–Br) terletak pada atom C nomor 3.
Isomer optis terjadi pada senyawa-senyawa yang
mempunyai atom C asimetris. Isomer fungsi terjadi
pada senyawa-senyawa yang mempunyai rumus
molekul sama, tetapi mempunyai gugus fungsi
berbeda. Isomer kerangka terjadi pada senyawasenyawa yang mempunyai rumus molekul dan
gugus fungsi sama, tetapi mempunyai kerangka
rantai induk berbeda. Isomer geometri terjadi pada
senyawa-senyawa yang mempunyai rumus
molekul sama, tetapi struktur ruangnya berbeda.
6. Jawaban: c
Reaksi antara 2-pentena dengan gas klorin menghasilkan 2,3-dikloropentana. Adapun persamaan
reaksi lengkapnya sebagai berikut.
H3C – CH = CH – CH2 – CH3 + Cl2 →
H3C – CH – CH – CH2 – CH3
|
|
Cl
Cl
7. Jawaban: d
1
2
3
4
5
6
H3C – CH – CH2 – CH2 – CH – CH3
|
|
Cl
Br
Senyawa di atas memiliki rantai induk heksana
(6 atom C). Penomoran dimulai dari sebelah kiri
karena atom Cl lebih reaktif daripada atom Br.
Dengan demikian, cabang kloro (–Cl) terletak pada
atom C nomor 2 dan cabang bromo (–Br) terletak
pada atom C nomor 5. Setelah diurutkan abjad,
penamaan senyawa di atas yang benar adalah
5-bromo-2-kloroheksana. Jadi, nama senyawa di
atas sesuai aturan IUPAC adalah 5-bromo-2kloroheksana.
8. Jawaban: d
Senyawa freon (CCl 2F 2) terdapat pada alat
pendingin ruangan (AC), kulkas, dan hair spray.
Panci teflon mengandung senyawa tetrafluoroetena.
Kimia Kelas XII
57
Obat bius mengandung senyawa kloroform. Obat
luka mengandung senyawa iodoform. Alat pemadam
kebakaran mengandung senyawa karbon tetraklorida.
9. Jawaban: e
Reaksi antara 1-bromoetana dengan logam Na
menghasilkan garam natrium dan butana.
Persamaan reaksi secara lengkap dituliskan
sebagai berikut.
Cl
|
HC – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH3
|
|
Cl
CH3
b.
2CH3 – CH2 – Br + 2Na → CH3 – CH2 – CH2 – CH3 + 2NaBr
butana
natrium
bromida
10. Jawaban: d
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Senyawa
Kegunaan
Freon
Fosgen
Iodoform
Kloroform
Karbon tetraklorida
Tetrafluoroetena
Pendingin ruangan.
Bahan pembuat pupuk.
Obat luka.
Obat bius.
Pemadam kebakaran.
Pelapis panci antilengket.
2,4-dikloro-3-etil-5-metilheksana
Senyawa 2,4-dikloro-3-etil-5-metilheksana
memiliki rantai induk heksana (6 atom C),
cabang kloro (–Cl) terletak pada atom C
nomor 2 dan 4, cabang metil (–CH3) terletak
pada atom C nomor 5, serta cabang etil
(–C2H5) terletak pada atom C nomor 3.
H3C –– CH –– CH –– CH –– CH –– CH3
|
|
|
|
Cl
C2H5 Cl
CH3
3. Isomer C5H11Cl sebagai berikut.
a. H2C –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH3
|
Cl
1-kloropentana
B. Uraian
1.
a.
b.
5
4C2H5
|
1
2
3
H3C –– CH –– CH –– CH3
|
Br
Senyawa di atas memiliki rantai induk pentana
(5 atom C). Penomoran dimulai dari sebelah
kiri. Cabang bromo (–Br) terletak pada atom
C nomor 2 dan metil (–CH3) terletak pada
atom C nomor 3. Jadi, nama senyawa di atas
adalah 2-bromo-3-metilpentana.
C2H5
|
2
1
3
4
H3C –– CH –– CH –– CH –– CH3
|
|
5
Cl
C
6 2H5
Senyawa di atas memiliki rantai induk
heksana (6 atom C). Penomoran dimulai dari
sebelah kiri. Cabang kloro (–Cl) terletak pada
atom C nomor 2, cabang etil (–C2H5) terletak
pada atom C nomor 3, serta cabang metil
(–CH3) terletak pada atom C nomor 4. Jadi,
nama senyawa di atas adalah 2-kloro-3-etil4-metilheksana.
2. a.
1,1-dikloro-6-metilheptana
Senyawa 1,1-dikloro-6-metilheptana memiliki
rantai induk heptana (7 atom C), dua cabang
kloro terletak pada atom C nomor 1, serta
cabang metil terletak pada atom C nomor 6.
b.
H3C –– CH –– CH2 –– CH2 –– CH3
|
Cl
2-kloropentana
c.
H3C –– CH2 –– CH –– CH2 –– CH3
|
Cl
3-kloropentana
d.
H2C –– CH –– CH2 –– CH3
|
|
Cl CH3
1-kloro-2-metilbutana
e.
H2C –– CH2 –– CH –– CH3
|
|
Cl
CH3
1-kloro-3-metilbutana
f.
CH3
|
H2C –– C –– CH3
|
|
Cl CH3
1-kloro-2,2,-dimetilpropana
g.
H3C –– CH –– CH –– CH3
|
|
Cl
CH3
2-kloro-3-metilbutana
h.
CH3
|
H3C –– C –– CH2 –– CH3
|
Cl
2-kloro-2-metilbutana
58
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
4. a.
b.
c.
d.
Fosgen digunakan sebagai bahan pembuatan
pupuk.
Teflon digunakan sebagai pelapis panci
antilengket.
Kloroform digunakan sebagai obat bius.
Karbon tetraklorida digunakan untuk menghilangkan noda-noda minyak atau lemak pada
pakaian, bahan pemadam kebakaran
(extinguisher), serta pelarut lemak, lilin,
damar, dan protein.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
C2H5
|
1
6
2
4
3
5
H3C – CH –– CH –– CH2 –– CH –– CH3
|
|
OH
CH3
Senyawa tersebut merupakan senyawa alkohol
yang memiliki rantai induk heksanol (6 atom C).
Penomoran dimulai dari sebelah kiri ( paling dekat
dengan gugus –OH). Gugus –OH terletak pada
atom C nomor 2. Cabang etil (–C2H5) terletak pada
atom C nomor 3 dan cabang metil (–CH3) terletak
pada atom C nomor 5. Dengan demikian, nama
senyawa tersebut adalah 3-etil-5-metil-2-heksanol.
2. Jawaban: c
Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus hidroksi
atau –OH-nya terikat pada atom C tersier (atom C
yang mengikat 3 atom C lainnya). Contoh senyawa
alkohol tersier adalah 2-metil-2-butanol. Senyawa
1-butanol termasuk alkohol primer. Senyawa
2-pentanol, 3-metil-2-pentanol, dan 2,2-dimetil-3pentanol termasuk alkohol sekunder.
OH
|
H3C –– C –– CH2 –– CH3
|
CH3
⎯
⎯
⎯
→
atom C tersier
2-metil-2-butanol
3. Jawaban: b
Berdasarkan sifat-sifat yang disajikan pada soal,
senyawa tersebut merupakan alkohol yang
mempunyai gugus fungsi –OH. Sifat-sifat alkohol
sebagai berikut.
1) Alkohol mempunyai titik didih relatif tinggi dan
lebih tinggi daripada eter karena adanya ikatan
hidrogen.
5. Semakin banyak jumlah atom C (rantai semakin
panjang), semakin tinggi titik didihnya. Dengan
demikian urutan senyawa berdasarkan kenaikan
titik didihnya adalah a, c, dan b.
2)
3)
4)
5)
Alkohol bereaksi dengan logam natrium
menghasilkan natrium alkanolat dan gas H2.
Alkohol mudah larut dalam air dalam semua
perbandingan.
Alkohol bereaksi dengan hidrogen halida,
seperti HBr dan menghasilkan senyawa
haloalkana (mengandung halogen, misal
brom) dan air.
Pada reaksi oksidasi alkohol primer akan
terbentuk aldehid dan oksidasi selanjutnya
terbentuk asam karboksilat.
4. Jawaban: d
Senyawa 2-etoksipropana termasuk senyawa eter
dan memiliki gugus fungsi –O–. Senyawa tersebut
memiliki rantai induk propana (3 atom C) dan
cabang etoksi (–OCH2CH3). Struktur senyawa
tersebut ditunjukkan oleh gambar d. Gambar a
adalah metoksietana, gambar b adalah
2-metoksipropana, gambar c adalah etoksietana,
dan gambar e adalah 1-etoksipropana.
5. Jawaban: c
Isomer gugus fungsi terjadi pada senyawasenyawa yang memiliki rumus molekul sama,
tetapi gugus fungsinya berbeda seperti pasangan
senyawa c. Pasangan senyawa a merupakan isomer posisi, sedangkan pasangan senyawa b, d,
dan e merupakan isomer kerangka. Jadi, isomer
gugus fungsi ditunjukkan oleh pasangan senyawa c.
6. Jawaban: e
Etilen glikol digunakan sebagai zat antibeku pada
radiator mobil, sedangkan MTBE digunakan
sebagai zat aditif pada bensin untuk menambah
bilangan oktan bensin. Obat bius merupakan
kegunaan kloroform dan siklopropana. Dalam dunia
kosmetik, gliserol banyak digunakan sebagai
pelembap dan pelembut pada losion. Zat antiseptik
merupakan kegunaan etanol. Jadi, kegunaan etilen
glikol dan MTBE ditunjukkan secara berturut-turut
oleh nomor 4) dan 5).
Kimia Kelas XII
59
7. Jawaban: a
Bereaksi dengan asam menghasilkan ester, dapat
mengalami reaksi dehidrasi dengan asam kuat,
serta bereaksi dengan logam Na menghasilkan gas
hidrogen merupakan sifat senyawa alkohol. Sementara itu, tidak bereaksi dengan basa merupakan
sifat eter. Eter memiliki titik didih lebih rendah
daripada alkohol dengan massa molekul relatif yang
sama karena alkohol memiliki ikatan hidrogen.
b.
8. Jawaban: a
3
4
5
6
H3C – CH2 – O – CH – CH2 – CH2 – CH3
|
2
C
1 2H5
Struktur senyawa tersebut termasuk senyawa eter
dan memiliki rantai induk heksana (6 atom C).
Penomoran dimulai dari bawah. Cabang etoksi
(–OCH2CH3) terletak pada atom C nomor 3. Jadi,
nama senyawa tersebut adalah 3-etoksiheksana.
9. Jawaban: d
Kloroform digunakan sebagai obat bius pada
pembedahan. Oleh karena dapat mengakibatkan
rasa mual pascapembiusan, penggunaan kloroform
sebagai obat bius telah dilarang. MTBE digunakan
sebagai zat aditif pada bensin. Etanol digunakan
sebagai pembersih luka dan antiseptik. Gliserol
digunakan sebagai pelembap dan pelembut pada
losion. Etilen glikol digunakan sebagai zat antibeku
pada radiator mobil.
10. Jawaban: e
Reaksi fermentasi dituliskan sebagai berikut.
ragi
C6H12O6(aq) ⎯⎯⎯
→ 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g)
Glukosa
Etanol
Jadi, reaksi fermentasi menghasilkan etanol dan
gas CO2.
B. Uraian
1.
a.
60
CH3
|
1
2
3
4
H2C –– CH –– CH2 –– CH3
|
OH
Senyawa tersebut termasuk alkohol yang
memiliki rantai induk butanol (4 atom C).
Penomoran dimulai dari sebelah kiri sehingga
gugus –OH terletak pada atom C nomor 1 dan
cabang metil (–CH3) terletak pada atom C
nomor 2. Dengan demikian, nama senyawa
tersebut adalah 2-metil-1-butanol.
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
c.
C2H5
|
1
2
3
4
5
6
H3C –– CH –– CH –– CH –– CH2 –– CH3
|
|
CH3 OH
Senyawa tersebut termasuk alkohol yang
memiliki rantai induk heksanol (6 atom C).
Penomoran dimulai dari sebelah kiri sehingga
gugus –OH terletak pada atom C nomor 3,
cabang metil (–CH3) terletak pada atom C
nomor 2, serta cabang etil (–C2H5) terletak
pada atom C nomor 4. Dengan demikian,
nama senyawa tersebut adalah 4-etil-2-metil3-heksanol.
1
CH3
|
2
H3C –– O –– C –– CH3
|
3
CH3
Senyawa tersebut termasuk eter yang
memiliki rantai induk propana (3 atom C).
Penomoran dapat dimulai dari atas atau bawah
sehingga cabang metil (–CH3) terletak pada
atom C nomor 2 dan cabang metoksi (–OCH3)
terletak pada atom C nomor 2. Dengan
demikian, nama senyawa tersebut adalah 2metil-2-metoksipropana.
d.
3
2
1
H3C –– CH2 –– CH2 –– O –– CH2 ––– CH3
Senyawa tersebut termasuk eter yang
memiliki rantai induk propana (3 atom C).
Penomoran dimulai dari sebelah kanan
sehingga gugus etoksi (–OCH2CH3) terletak
pada atom C nomor 1. Dengan demikian,
nama senyawa tersebut adalah 1-etoksipropana.
2. Sifat-sifat eter sebagai berikut.
a. Merupakan cairan yang mudah menguap dan
mudah terbakar.
b. Titik didih rendah, lebih rendah daripada
alkohol dengan massa molekul relatif (Mr)
yang sama.
c. Sedikit larut dalam air.
d. Melarutkan senyawa-senyawa kovalen.
e. Bersifat anestetik.
f. Tidak reaktif serta tidak dapat dioksidasi,
direduksi, dieliminasi, atau direaksikan dengan
basa, tetapi dapat disubstitusikan dengan
asam kuat.
→ CH3CH2Br + CH3CH2OH
CH3CH2 – O – CH2CH3 + Br ⎯⎯
Δ
Dietil eter
Etil bromida
Etanol
3. Senyawa 1-butanol memiliki struktur sebagai
berikut.
H2C –– CH2 –– CH2 –– CH3
|
OH
Adapun isomer kerangka 1-butanol adalah 2-metil1-propanol
H2C –– CH –– CH3
|
|
OH CH3
4. a.
Gliserol digunakan sebagai pelembap dan
pelembut pada losion dan berbagai kosmetik,
pelembut pada tembakau dan obat-obatan,
serta sebagai bahan pembuat nitrogliserin
yang digunakan sebagai bahan peledak.
A. Pilihlan Ganda
1. Jawaban: a
Senyawa yang memiliki rumus molekul CnH2nO
adalah aldehid dan kelon. Senyawa yang dapat
membentuk endapan merah bata jika direaksikan
dengan Fehling adalah senyawa aldehid.
O
||
Senyawa aldehid memiliki gugus fungsi –C–H.
Sementara itu, keton bereaksi negatif dengan
Fehling yang ditandai dengan tidak terbentuknya
endapan merah bata.
2. Jawaban: e
4
3
2
CH3 –– CH –– CH –– CH3
|
|
1
CH3 C = O
|
H
Senyawa di atas termasuk aldehid dan memiliki
rantai induk butanal (4 atom C). Cabang metil
(–CH3) terletak pada atom C nomor 2 dan 3.
Dengan demikian, nama senyawa tersebut adalah
2,3-dimetilbutanal. Heksanal mempunyai rumus
O
B
.
struktur CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C
V
H
2-butanal dan 3-metil-2-butanal merupakan
penamaan yang tidak tepat karena gugus fungsi
aldehid selalu terdapat di ujung rantai induk. 2-metil
pentanal mempunyai rumus struktur
O
B
CH3 – CH2 – CH2 – CH – C
.
V
|
H
CH3
b.
c.
Etilen glikol digunakan sebagai zat antibeku
pada radiator mobil, bahan baku serat sintetis
seperti dakron, dan bahan pelunak/pelembut.
Kloroform digunakan sebagai obat bius.
5. Titik didih alkohol lebih tinggi dibandingkan
alkana dengan jumlah atom karbon yang sama.
Hal ini dikarenakan alkohol mempunyai ikatan
hidrogen. Ikatan hidrogen yang terjadi antarmolekul
alkohol mengakibatkan pemutusan ikatan pada
molekul-molekul alkohol memerlukan suhu/energi
lebih tinggi. Sementara itu, alkana tidak mempunyai
ikatan hidrogen.
3. Jawaban: d
Senyawa pada soal di atas termasuk senyawa
keton. Keton dapat dibuat dengan mengoksidasi
alkohol sekunder. Alkohol sekunder ditunjukkan
oleh senyawa d. Senyawa a termasuk aldehid,
senyawa b termasuk eter, senyawa c termasuk
alkohol primer, dan senyawa e termasuk asam
karboksilat.
4. Jawaban: b
Aldehid dan keton dapat dibedakan dengan uji
pereaksi Tollens, Fehling, dan Benedict. Aldehid
bereaksi positif dengan Fehling dan Benedict
membentuk endapan merah bata (Cu2O) serta
bereaksi positif dengan pereaksi Tollens membentuk cermin perak. Sementara itu, keton bereaksi
negatif dengan ketiga pereaksi tersebut.
5. Jawaban: a
Senyawa 3,4-dimetil-2-heksanon memiliki rantai
induk heksanon (6 atom C), cabang metil (–CH3)
terletak pada atom C nomor 3 dan 4, serta gugus
O
||
– C – terletak pada nomor 2. Senyawa ini ditunjukkan oleh struktur a. Struktur b adalah 3-metil2-pentanon, struktur c adalah 3,4-dimetil-2-pentanon,
struktur d adalah 3-metil-2-heksanon, dan struktur
e adalah 4-metil-2-heksanon.
6. Jawaban: d
Isomer fungsi terjadi pada senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi gugus fungsinya berbeda. Isomer fungsi ditunjukkan oleh
pasangan senyawa 3) dan 4). Senyawa 3) merupakan senyawa aldehid, sedangkan senyawa 4)
merupakan senyawa keton. Keduanya memiliki
rumus kimia C6H12O. Pasangan senyawa 1) dan
Kimia Kelas XII
61
O
||
terletak pada atom C nomor 4 dan gugus – C –
terletak pada nomor 2. Dengan demikian, nama
senyawa tersebut adalah 4-metil-2-pentanon.
2), 1) dan 3), 2) dan 3), serta 4) dan 5) termasuk
isomer kerangka karena bentuk kerangka rantai
induk atau cabangnya berbeda meskipun rumus
molekulnya sama.
7. Jawaban: d
Senyawa dengan rumus molekul C 5 H 10 O
menghasilkan endapan merah bata dengan
pereaksi Fehling adalah senyawa aldehid. Isomer
senyawa C5H10O golongan aldehid dituliskan
sebagai berikut.
O
||
H3C –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH Pentanal
O
||
2-metilbutanal
H3C –– CH2 –– CH –– CH
|
CH3
O
||
H3C –– CH –– CH2 –– CH
3-metilbutanal
|
CH3
CH3 O
|
||
H3C –– C –– CH 2,2-dimetilpropanal
|
CH3
Jadi, kemungkinan rumus struktur senyawa
tersebut sebanyak 4.
8. Jawaban: b
Keton memiliki sifat sebagai berikut.
1) Bereaksi negatif dengan pereaksi Fehling,
Benedict, dan Tollens.
2) Dibuat dengan mengoksidasi alkohol sekunder.
3) Suku terendahnya memiliki nama IUPAC
propanon.
Bereaksi positif dengan pereaksi Tollens, dibuat
dengan mengoksidasi alkohol primer, suku
terendahnya memiliki nama IUPAC metanal, serta
salah satu senyawanya digunakan sebagai
pengawet mayat adalah senyawa aldehid.
9. Jawaban: d
5 CH
O
3
|
|| 1
4
3
2
HC –– CH2 –– C –– CH3
|
CH3
Senyawa tersebut merupakan senyawa keton dengan
rantai induk pentanon (5 atom C). Penomoran
dimulai dari sebelah kanan sehingga cabang metil
62
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
10. Jawaban: c
Aseton digunakan sebagai pelarut senyawasenyawa organik, terutama untuk melarutkan
beberapa macam plastik dan gas etuna. Aseton
juga digunakan sebagai tinner untuk membersihkan
cat kuku/kuteks.
B. Uraian
1. a.
Senyawa 2-kloro-6,6-dimetilheptanal
merupakan senyawa aldehid. Senyawa ini
memiliki rantai induk heptanal (7 atom C),
cabang kloro (–Cl) terletak pada atom C
nomor 2, dan dua cabang metil (–CH3) terletak
pada atom C nomor 6. Struktur senyawanya
sebagai berikut.
CH3
O
|
B
H3C – C – CH2 – CH2 – CH2 – CH – C
V
|
|
H
CH3
Cl
b.
Senyawa 3,5-dimetil-2-oktanon merupakan
senyawa keton. Senyawa ini memiliki rantai
induk oktanon (8 atom C), dua cabang metil
(–CH3) pada atom C nomor 3 dan 5, serta
O
||
gugus – C – terletak pada nomor 2. Struktur
senyawanya sebagai berikut.
O
B
H3C – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH – C – CH3
|
|
CH3
CH3
2.
a.
CH3
O
CH3
|
||
|
1
2
3
4
5
6
7
H3C – CH – CH2 – C – CH2 – CH – CH3
Senyawa di atas merupakan senyawa keton
yang memiliki rantai induk heptanon (7 atom
C). Penomoran dimulai dari sebelah kiri atau
kanan sehingga cabang metil (–CH3) terletak
pada atom C nomor 2 dan 6, serta gugus
O
||
– C – terletak pada nomor 4. Dengan demikian,
nama senyawa tersebut adalah 2,6-dimetil-4heptanon.
b.
O
O
||
||
CH3 – C – CH3 + 3Cl2 + 4NaOH → CH3 – C – ONa
CH3
Br
O
|
|
B
H3C –– C –– CH2 –– CH –– C H2–– C
V
|
H
CH3
Senyawa di atas merupakan senyawa aldehid
yang memiliki rantai induk heksanal (6 atom
C). Penomoran dimulai dari sebelah kanan
sehingga cabang bromo (–Br) terletak pada
atom C nomor 3 dan cabang metil (–CH3)
terletak pada atom C nomor 5. Dengan
demikian, nama senyawa tersebut adalah
3-bromo-5,5-dimetilheksanal.
3. Aseton digunakan sebagai pelarut senyawasenyawa organik, terutama untuk melarutkan
beberapa macam plastik dan gas etuna. Aseton
juga digunakan sebagai tinner untuk membersihkan
cat kuku/kuteks. Selain itu, aseton juga digunakan
untuk membuat kloroform (obat bius), dengan
reaksi:
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Senyawa ester memiliki gugus fungsi –COO–.
–O– merupakan gugus fungsi eter, –OH merupakan
gugus fungsi alkohol, –CHO merupakan gugus
fungsi aldehid, dan –COOH merupakan gugus
fungsi asam karboksilat.
2. Jawaban: a
Rumus struktur asam 2,3-dimetilbutanoat
O
||
H3C –– CH –– CH –– C –– OH
|
|
CH3 CH3
atau dapat dituliskan CH(CH3)2CH(CH3)COOH.
Struktur CH(CH3)2CH2COOH memiliki nama asam
3-metilbutanoat, struktur (CH3)2C(CH3)COOH
memiliki nama asam 2,2-dimetilpropanoat, struktur
CH3(CH2)2COOH memiliki nama asam butanoat,
dan struktur C2H5CH2CH3 memiliki nama butana.
3. Jawaban: c
Asam propionat merupakan asam karboksilat,
sedangkan etanol merupakan senyawa alkohol.
Reaksi antara senyawa alkanoat dengan senyawa
alkanol akan menghasilkan senyawa ester atau
alkil alkanoat. Persamaan reaksinya dapat ditulis
sebagai berikut.
Aseton
+ CHCl3 + 3NaCl + 3H2O
Kloroform
4.
OH
|
KMnO 4
→
H3C –– CH –– CH2 –– CH3 ⎯⎯⎯⎯
H2SO 4
2-butanol
O
B
H3C ––– C ––– CH2 ––– CH3
2-butanon
5. Propanon dan propanal dapat dibedakan menggunakan pereaksi Fehling, Benedict, dan Tollens.
Propanon akan bereaksi negatif dengan pereaksi
Fehling, Benedict, dan Tollens. Propanal akan
bereaksi positif dengan pereaksi Tollens membentuk cermin perak dan bereaksi positif dengan
pereaksi Fehling serta Benedict membentuk
endapan merah bata (Cu2O).
O
||
CH3 – CH2 – C – OH + CH3 – CH2 – OH ⎯→
Asam propionat
Etanol
O
||
CH3 – CH2 – C – O – CH2 – CH3 + H2O
etil propanoat
4. Jawaban: b
Asam pentanoat termasuk senyawa asam
karboksilat dan berisomer fungsi dengan ester.
O
||
Senyawa ester memiliki gugus – C – O – dan
ditunjukkan oleh senyawa b. Senyawa a termasuk
eter, senyawa c termasuk keton, senyawa d
termasuk asam karboksilat, dan senyawa e
termasuk aldehid.
5. Jawaban: d
Senyawa pada soal merupakan senyawa asam
pentanoat dan termasuk golongan senyawa asam
karboksilat. Salah satu isomernya adalah
2-metilbutanoat. 2-metilbutanoat berisomer
kerangka dengan asam pentanoat.
6. Jawaban: d
Senyawa C2H5 – CH(CH3) – COO – C2H5 termasuk
senyawa ester. Hidrolisis ester menghasilkan
asam karboksilat dan alkohol. Reaksinya dituliskan
sebagai berikut.
Kimia Kelas XII
63
O
||
H3C – CH2 – CH – C – OCH2 – CH3 + H2O ⎯→
|
CH3
Etil 2-metilbutanoat
O
||
H3C – CH2 – CH – C – OH + C2H5OH
|
CH3
Asam 2-metilbutanoat
Etanol
Jadi, reaksi hidrolisis C2H5 – CH(CH3) – COO – C2H5
menghasilkan asam 2-metilbutanoat dan etanol.
7. Jawaban: e
Nama Ester
Aroma
a.
etil butirat
nanas
b.
metil butirat
apel
c.
etil formiat
rum
d.
propil asetat
pir
e.
amil asetat
pisang
Hidrolisis merupakan reaksi penguraian suatu
senyawa oleh air. Esterifikasi merupakan reaksi
antara asam karboksilat dan alkohol menghasilkan
ester.
10. Jawaban: e
Senyawa yang memiliki rumus empiris CH2O2 dan
dapat bereaksi dengan alkohol membentuk ester
adalah asam karboksilat. Asam karboksilat meO
||
miliki gugus fungsi – C – OH. Gugus –OH
merupakan gugus fungsi alkohol, gugus –O–
O
||
merupakan gugus fungsi eter, gugus – C –
O
||
merupakan gugus fungsi keton, dan gugus – C – H
merupakan gugus fungsi aldehid.
B. Uraian
1.
8. Jawaban: a
Kegunaan beberapa senyawa sebagai berikut.
1) Asam oksalat digunakan sebagai penghilang
karat dan pereaksi (reaktan) pada pembuatan
zat warna.
2) Etil butirat digunakan sebagai esens dengan
aroma nanas.
3) Asam asetat diguanakan sebagai pelarut,
bahan baku industri serat dan plastik, serta
penyedap makanan.
4) Asam tartrat digunakan untuk penyamakan,
fotografi dan keramik, serta untuk mengasamkan minuman dan permen.
5) Amil asetat digunakan sebagai esens dengan
aroma pisang.
6) Metil formiat digunakan sebagai esens dengan
aroma rum.
Jadi, senyawa digunakan untuk menghilangkan
karat dan esens dengan aroma nanas berturut-turut
ditunjukkan oleh nomor 1) dan 2).
a.
9. Jawaban: e
Persamaan reaksi pada soal merupakan reaksi
saponifikasi atau reaksi penyabunan. Reaksi
saponifikasi merupakan reaksi antara ester dengan
basa menghasilkan garam dan alkohol. Hasil
reaksi pada soal berupa natrium etanoat dan etanol.
Oksidasi merupakan reaksi suatu senyawa dengan
oksigen menghasilkan gas CO 2 dan uap air.
Eliminasi merupakan reaksi penghilangan suatu
atom menghasilkan senyawa berikatan rangkap.
2. a.
64
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
O
||
3
H3C –– CH ––2 CH2 ––1 C –– OH
|
4 CH
2
|
5
CH3
Senyawa tersebut termasuk asam karboksilat
dengan rantai induk asam pentanoat (5 atom
C). Penomoran dimulai dari sebelah kanan.
Dengan demikian, cabang metil (–CH3) terletak
pada atom C nomor 3. Jadi, nama senyawa
tersebut adalah asam 3-metilpentanoat.
b.
CH3 O
|
||
3
2
H3C –– C ––1C –– OC2H5
|
CH3
Senyawa tersebut termasuk ester dengan
nama etil 2,2-dimetilpropanoat.
b.
Asam 4-etil-2,3-dimetilheksanoat
CH3 O
|
||
H3C –– CH2 –– CH –– CH –– CH –– C –– OH
|
|
C2H5 CH3
Etil butirat
O
||
H3C –– CH2 –– CH2 –– C –– OC2H5
3. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi antara asam
karboksilat dengan alkohol menghasilkan ester.
Persamaan reaksi umumnya sebagai berikut.
O
O
H+
⎯⎯→
B
B
R–C
+ R′OH ←⎯⎯ R – C
+ H2O
V
V
OH
OR′
4. Senyawa-senyawa ester banyak digunakan
sebagai esens karena mempunyai aroma khas.
Senyawa-senyawa ester yang biasa digunakan
sebagai esens sebagai berikut.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ester
Etil butirat
Metil butirat
Etil formiat
Propil asetat
Isopentil
n-oktil asetat
Metil salisilat
Aroma
Nanas
Apel
Rum
Pir
Pisang
Jeruk manis
Sarsaparila
O
O
5.
B
B
CH3 – C
+ NaOH → CH3 – C
+ C2H5OH
V
V
ONa
OC2H5
Etil etanoat
Garam
Na-asetat
Etanol
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Perbedaan titik senyawa CH 3–CH 2–OH dan
CH3–O–CH3 disebabkan oleh perbedaan ikatan
antarmolekulnya. Senyawa CH3–CH2–OH memiliki
ikatan hidrogen antarmolekulnya, sedangkan
senyawa CH 3 –O–CH 3 tidak memiliki ikatan
hidrogen. Akibatnya, senyawa CH 3–CH 2–OH
memiliki titik didih lebih tinggi daripada senyawa
CH3–O–CH3.
4. Jawaban: d
Senyawa yang memiliki isomer optis adalah
H
|
H3C – C – COOH
|
OH atom C asimetris
karena memiliki atom C asimetris. Atom C asimetris
merupakan atom C yang mengikat empat gugus
yang berbeda.
2. Jawaban: a
Senyawa dengan rumus C5H12O dapat berupa
alkohol dan eter. Berdasarkan hasil reaksinya
dengan suatu asam karboksilat (asam cuka) yang
menghasilkan senyawa beraroma buah pisang
ambon serta jika direaksikan dengan larutan KMnO4
yang diasamkan menghasilkan senyawa yang
memerahkan kertas lakmus biru, dapat disimpulkan bahwa kemungkinan senyawa tersebut adalah
alkohol primer yaitu 1-pentanol. Struktur senyawa
1-pentanol ditunjukkan oleh gambar a. Struktur b
dan d termasuk alkohol sekunder. Struktur e
termasuk alkohol primer, tetapi memiliki rumus
molekul C4H10O. Struktur c termasuk eter.
5. Jawaban: b
Kemungkinan senyawa yang memiliki rumus
molekul C3H8O adalah 1-propanol, 2-propanol, dan
metoksietana. Berdasarkan data hasil reaksi
dengan logam Na dan PCl3 yang memberikan hasil
negatif, maka senyawa tersebut adalah metoksi
etana. Metoksi etana termasuk senyawa eter
dengan gugus fungsi –O–.
⎯
⎯
→
3. Jawaban: b
Aseton termasuk golongan keton. Aseton diperoleh
dari oksidasi 2-propanol (alkohol sekunder).
Oksidasi 1-propanol menghasilkan propanal dan
oksidasi lebih lanjut menghasilkan asam propanoat.
Oksidasi 1-butanol menghasilkan butanal dan
oksidasi lebih lanjut menghasilkan asam butanoat.
Oksidasi 2-metil-1-propanol menghasilkan
2-metilpropanal dan oksidasi lebih lanjut menghasilkan asam 2-metilpropanoat. Oksidasi
2-butanol menghasilkan 2-butanon.
6. Jawaban: c
Rumus umum senyawa alkanon (keton) adalah
O
||
R – C – R, sedangkan rumus umum alkanal (aldehid)
O
||
adalah R – C – H. R–O–R merupakan rumus umum
O
||
eter, R – C – OR merupakan rumus umum ester,
O
||
dan R – C – OH merupakan rumus umum asam
karboksilat. Jadi, rumus umum alkanon dan alkanal
ditunjukkan oleh nomor 2) dan 4).
Kimia Kelas XII
65
7. Jawaban: c
Butanal termasuk golongan aldehid. Aldehid
berisomer fungsi dengan keton. Dengan demikian,
butanal berisomer fungsi dengan butanon.
8. Jawaban: b
Teflon digunakan sebagai lapisan antilengket pada
peralatan rumah tangga terutama panci. Freon
digunakan sebagai pelarut lemak, minyak, dan
damar, pendingin pada AC, serta sebagi aerosol
pada hair spray. Iodoform digunakan sebagai zat
antiseptik. Kloroform digunakan sebagai obat bius.
Karbon tetra klorida digunakan untuk menghilangkan noda minyak pada pakaian, bahan pemadam
kebakaran, dan pelarut.
9. Jawaban: d
Gugus fungsi aldehid dapat diidentifikasi menggunakan pereaksi Fehling, Benedict, dan Tollens.
Ketika aldehid direaksikan dengan pereaksi Fehling
atau Benedict akan terbentuk endapan merah bata,
sedangkan jika aldehid direaksikan dengan
pereaksi Tollens akan terbentuk cermin perak.
Larutan kanji digunakan untuk mengetahui adanya
iodin (I 2 ). Xanthoproteat digunakan untuk
mengetahui adanya cincin benzena pada protein.
Pereaksi biuret digunakan untuk mengetahui
adanya ikatan peptida pada protein. Kertas timbal
asetat digunakan untuk mengetahui adanya
belerang pada protein.
10. Jawaban: d
Isomer senyawa dengan rumus molekul C3H6Cl2
sebagai berikut.
Cl
|
H2C –– CH –– CH3
HC –– CH2 –– CH3
|
|
|
Cl Cl
Cl
1,2-dikloropropana
1,1-dikloropropana
Cl
|
H3C –– C –– CH3
|
Cl
H2C –– CH2 –– CH2
|
|
Cl
Cl
2,2-dikloropropana
1,3-dikloropropana
Dengan demikian, jumlah isomernya adalah 4.
11. Jawaban: d
No.
1)
2)
3)
4)
5)
66
Nama Senyawa
Aseton
Asam formiat
Formalin
Eter
Alkohol
Kegunaan
Pelarut.
Menggumpalkan lateks.
Pengawet mayat.
Pelarut.
Antiseptik.
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
12. Jawaban: b
Reaksi pada soal merupakan reaksi esterifikasi.
Ester yang dihasilkan pada reaksi antara
CH3CH2CH2COOH dengan CH3CH2OH dalam
H2SO4 pekat adalah etil butanoat atau etil butirat.
Persamaan reaksinya dituliskan sebagai berikut.
O
B
H3C – CH2 – CH2 – C – OH + H3C – CH2 – OH ⎯→
O
B
H3C – CH2 – CH2 – C – OC2H5 + H2O
13. Jawaban: b
Isomer fungsi terjadi pada senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi gugus
fungsinya berbeda, misalnya pasangan senyawa
1) dan 3). Senyawa 1) termasuk eter dan senyawa
3) termasuk alkohol. Keduanya memiliki rumus
molekul C4H10O. Senyawa 2) termasuk asam
karboksilat, senyawa 4) termasuk aldehid, dan
senyawa 5) termasuk keton. Asam karboksilat
berisomer fungsi dengan ester, sedangkan aldehid
berisomer fungsi dengan keton. Meskipun demikian,
4) dan 5) tidak berisomer fungsi karena rumus
molekulnya berbeda.
14. Jawaban: e
Aseton atau propanon termasuk senyawa keton
dengan rumus molekul C3H6O. Senyawa yang
mungkin berisomer dengan aseton adalah
propionaldehid karena memiliki rumus molekul
sama yaitu C3H6O. Keduanya berisomer fungsi.
Asetaldehid memiliki rumus molekul C 2H4O,
sedangkan metil etil eter dan propil alkohol memiliki
rumus molekul C3H8O.
15. Jawaban: b
Senyawa 2-metoksibutana termasuk senyawa eter
yang memiliki gugus fungsi – O –. – OH merupakan
O
B
gugus fungsi senyawa alkohol, – C – H merupaO
B
kan gugus fungsi senyawa aldehid, – C – merupaO
B
kan gugus fungsi senyawa keton, dan – C – OH
merupakan gugus fungsi senyawa asam
karboksilat.
16. Jawaban: c
Asam asetat digunakan sebagai penyedap rasa,
sedangkan ester digunakan sebagai pemberi aroma
pada makanan dan minuman. Pengawet mayat
dan preparat biologi serta bahan dasar pembuatan
plastik tahan panas merupakan kegunaan formaldehid. Obat bius merupakan kegunaan kloroform
atau senyawa eter.
17. Jawaban: b
Alkohol yang tidak dapat dioksidasi oleh larutan
KMnO4 atau K2Cr2O7 dalam suasana asam adalah
alkohol tersier, misalnya 2-metil-2-butanol.
Senyawa a, c, d, dan e termasuk alkohol sekunder.
18. Jawaban: c
Senyawa hasil reaksi di atas memiliki rantai induk
butana (4 atom C). Penomoran dimulai dari sebelah
kiri. Dengan demikian, cabang bromo (–Br) dan
cabang metil (–CH3) sama-sama terletak pada
atom C nomor 2. Jadi, nama senyawa tersebut
adalah 2-bromo-2-metilbutana.
19. Jawaban: c
Hidrolisis senyawa etil 2-metilpropanoat menghasilkan senyawa asam 2-metilpropanoat dan
etanol. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
O
B
CH3 –– CH –– C –– OC2H5 + H2O ⎯→
|
CH3
O
B
CH3 –– CH –– C –– OH + H3C –– CH2 –– OH
|
CH3
20. Jawaban: c
Aseton termasuk golongan keton. Aseton diperoleh
dengan mengoksidasi alkohol sekunder
(2-propanol). Aseton bereaksi negatif dengan
pereaski Fehling, Benedict, dan Tollens. Aseton
banyak digunakan sebagai pelarut senyawa
organik.
21. Jawaban: d
Persamaan reaksi adisi 2-metil-2-butena dengan
HCl dituliskan sebagai berikut.
H3C –– C == CH –– CH3 + HCl ⎯→
|
CH3
Cl
|
H3C –– C –– CH2 –– CH3
|
CH3
Reaksi tersebut mengikuti aturan Markovnikov
yaitu atom H akan terikat pada atom C ikatan
rangkap yang mengikat atom H lebih banyak,
sedangkan atom Cl akan terikat pada atom C
ikatan rangkap yang mengikat atom H lebih sedikit.
Dengan demikian, nama senyawa hasil reaksi
adalah 2-kloro-2-metilbutana.
22. Jawaban: b
Kemungkinan senyawa yang memiliki rumus umum
CnH2nO2 adalah asam karboksilat dan ester.
Berdasarkan hasil reaksinya dengan etanol yang
menghasilkan zat yang berbau harum, kemungkinan
senyawa tersebut adalah asam karboksilat. Asam
O
B
karboksilat memiliki gugus fungsi – C
.
V
OH
23. Jawaban: d
Bahan makanan yang mengandung glukosa jika
direaksikan dengan pereaksi Fehling akan
menghasilkan endapan merah bata karena glukosa
O
B
mengandung gugus – C
yang dapat mereV
H
reduksi Fehling menjadi Cu2O (endapan merah
bata).
24. Jawaban: d
Kemungkinan senyawa yang memiliki rumus
molekul C3H6O adalah propanal dan propanon atau
aseton. Propanal termasuk senyawa golongan
aldehid, sedangkan propanon termasuk senyawa
golongan keton. Oleh karena kedua senyawa
tersebut memiliki rumus molekul sama, tetapi
gugus fungsinya berbeda, kedua senyawa tersebut
merupakan pasangan isomer fungsi.
25. Jawaban: c
Reaksi gliserida dengan NaOH menghasilkan
gilserol dan sabun. Reaksi tersebut termasuk
reaksi penyabunan atau saponifikasi.
O
||
H2C –– O –– C –– R
O
|
|
||
HC –– O –– C –– R + 3NaOH ⎯→
O
|
|
||
H2C –– O –– C –– R
Trigliserida
O
H2C –– OH
||
|
3R –– C – ONa + HC –– OH
|
H2C –– OH
Sabun
Gliserol
26. Jawaban: d
Senyawa haloalkana yang digunakan sebagai
pelarut adalah karbon tetra klorida yang ditunjukkan oleh senyawa 3), sedangkan senyawa yang
digunakan sebagai obat antiseptik adalah iodoform
yang ditunjukkan oleh senyawa 1). Senyawa 2)
merupakan kloroform yang digunakan sebagai obat
bius. Senyawa 4) merupakan teflon yang digunakan
sebagai lapisan antilengket pada panci. Senyawa
5) merupakan freon yang digunakan sebagai
pendingin pada AC.
Kimia Kelas XII
67
27. Jawaban: a
Senyawa pada soal memiliki nama 2-pentanol dan
termasuk golongan alkohol. Kemungkinan senyawa
yang berisomer dengan senyawa tersebut adalah
3-pentanol. Keduanya merupakan pasangan
isomer posisi. Pentanal termasuk golongan aldehid,
sedangkan pentanon termasuk golongan keton.
Senyawa 2-metil-3-butanol memiliki nama yang
tidak tepat. Nama yang tepat adalah 3-metil-2butanol. Rumus strukturnya sebagai berikut.
CH3 – CH – CH – CH3
|
|
OH CH3
Senyawa tersebut juga dapat berisomer kerangka
dengan senyawa 2-pentanol.
28. Jawaban: e
5
4
3
2
1
H3C –– CH2 –– CH –– CH –– CH2 –– Cl
|
|
CH2 CH3
|
CH3
Senyawa di atas memiliki rantai utama pentana
(5 atom C). Penomoran dimulai dari sebelah kanan.
Dengan demikian, cabang kloro (–Cl) terletak pada
atom C nomor 1, cabang metil (–CH3) terletak pada
atom C nomor 2, dan cabang etil (–C2H5) terletak
pada atom C nomor 3. Jadi, nama senyawa
tersebut adalah 1-kloro-3-etil-2-metilpentana.
29. Jawaban: c
Senyawa 1) termasuk senyawa alkohol dan
memiliki nama 2-butanol, sedangkan senyawa
2) termasuk senyawa keton dan memiliki nama
2-butanon.
30. Jawaban: d
Gas CFC bersifat sangat stabil sehingga CFC tidak
dapat bereaksi dengan lapisan troposfer. Ketika
sampai di lapisan stratosfer, senyawa CFC bereaksi
dengan radiasi sinar matahari menghasilkan radikal
bebas klor dan fluor. Radikal-radikal bebas inilah
yang akan memutuskan ikatan gas-gas lain di
atmosfer, termasuk ozon. Molekul-molekul ozon
akan terurai menjadi gas oksigen dan radikal bebas
oksigen. Dengan adanya reaksi ini, lapisan ozon
di atmosfer semakin tipis.
B. Uraian
1. a. CH3 – CH2 – CO – CH2 – CH3
Gugus fungsi keton (– CO –)
b.
68
O
||
CH3 – O – C – CH3
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
O
||
Gugus fungsi ester (– C – O –)
c.
O
||
CH3 – C – OH
O
||
Gugus fungsi asam karboksilat (– C – OH)
d.
(CH3)2CH – O – C2H5
Gugus fungsi eter (– O –)
e.
CH3 – CH2 – CH2 – CHO
Gugus fungsi aldehid (– CHO)
2. Reaksi basa kuat NaOH dengan asam pentanoat
menghasilkan garam natrium pentanoat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
O
B
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – C – OH + NaOH ⎯→
O
B
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – C – ONa + H2O
Na-pentanoat
3.
a.
CH3 OH
|
|
H3C –– C –– CH –– CH2 –– CH3
|
CH3
b.
O –– CH2 –– CH3
|
H3C –– CH2 –– CH –– CH3
c.
CH3 CH3
O
|
|
B
H3C –– CH –– C H–– C H
d.
e.
f.
C2H5
O
|
B
H3C –– CH2 –– CH –– C –– CH3
CH3
O
|
B
H3C –– CH –– C –– OH
O
B
H3C –– CH –– CH2 –– C –– O –– CH3
|
CH3
4. Massa RCOOH = 4,4 gram
Volume KOH = 100 mL = 0,1 L
MKOH
= 0,5 M
RCOOH + KOH ⎯→ RCOOK + H2O
nKOH = MKOH x volume KOH
= 0,5 M x 0,1 L
= 0,05 mol
nRCOOH = nKOH
= 0,05 mol
Mr RCOOH =
massa RCOOH
mol RCOOH
=
4,4
0,05
lakmus biru. Dengan demikian, hasil reaksi
etanol dengan PCl5 dapat memerahkan kertas
lakmus biru, sedangkan hasil reaksi metoksimetana dengan PCl5 tidak mengubah warna
kertas lakmus biru. Selain itu, kelarutan etanol
dalam air lebih besar daripada metoksimetana.
= 88
Asam organik tersebut merupakan asam
karboksilat dengan rumus umum CnH2nO2.
Mr CnH2nO2 = 88
(12n + 2n + 32) = 88
14n + 32 = 88
14n = 56
n=4
Dengan demikian, asam karboksilat tersebut
memiliki rumus molekul C4H8O2. Isomer-isomernya
sebagai berikut.
O
B
H3C –– CH2 –– CH2 –– C –– OH asam butanoat
O
B
H3C –– CH –– C –– OH asam 2-metilpropanoat
|
CH3
O
||
CH3 – CH2 – C – O – CH3 metil propanoat
O
||
CH3 – C – O – CH2 – CH3 etil etanoat
O
||
H – C – O – CH2 – CH3
propil etanoat
O
||
H – C – CH – CH3
isopropil metanoat
|
CH3
5. Etanol (alkohol) dan metoksimetana (eter) mempunyai rumus molekul yang sama, yaitu C2H6O.
Cara membedakannya yaitu dengan mereaksikannya dengan logam natrium dan fosfor pentaklorida (PCl5).
a. Reaksi dengan logam natrium
6. Kegunaan aseton sebagai berikut.
a. Pelarut senyawa-senyawa organik.
b. Bahan baku pembuatan senyawa organik lain.
c. Bahan antiledakan pada penyimpanan gas
asetilen.
7.
a.
b.
CH3 – CH2 – OH + PCl5 ⎯→ menghasilkan HCl
CH3 – O – CH3 + PCl5 ⎯→ tidak menghasilkan HCl
Jadi, reaksi dengan fosfor pentaklorida dapat
membedakan etanol dengan metoksimetana.
Pada etanol terbentuk HCl, sedangkan pada
eter tidak terbentuk HCl. Keberadaan HCl
dapat diidentifikasi menggunakan kertas
O
CH3 – C
Etanol
V
H
O
H+
B
⎯⎯⎯⎯
→
–
C
CH
3
KMnO4
V
V
H
OH
B
O
Etanol
b.
B
Etanal
CH3 – C
Asam etanoat
O
B
CO2 + CH3 – MgCl ⎯→ CH3 – C – OMgCl
O
O
B
B
CH3 – C – OMgCl + H2O → CH3 – C
V
OH
+ MgOHCl
Asam etanoat
O
B
8.
a.
CH3 – CH2 – C
V
OCH3
Metil propanoat
+ 2H2 ⎯→
CH3 – CH2 – CH2 – OH + CH3OH
Propanol
b.
CH3 – CH2 – OH + Na ⎯→ CH3 – CH2 – ONa + H2(g)
CH3 – O – CH3 + Na ⎯/→
Jadi, reaksi dengan logam natrium dapat
membedakan etanol dengan metoksimetana.
Pada etanol terbentuk gelembung gas,
sedangkan pada eter tidak terjadi perubahan.
Reaksi dengan PCl5
CH3 – CH2 – OH
H+
⎯⎯⎯⎯
→
KMnO4
Metanol
CH3 – C
O
B
V
Etil etanoat
CH3 – C
OCH2 – CH3
V
O
B
+ CH3 – CH2 – OH
OH
Asam asetat
c.
Etanol
O
B
CH3 – CH3 – C
V
OCH2 – CH3
Etil propanoat
CH3 – CH2 – C
H2SO4
+ H2O ⎯⎯⎯⎯
→
O
B
V
Natrium propanoat
ONa
+ NaOH ⎯→
+ CH3 – CH2 – OH
Etanol
Kimia Kelas XII
69
9. a.
Reaksi adisi propanon dengan H2
O
H
||
|
CH3 – C – CH3 + H2 ⎯→ CH3 – C – CH3
|
OH
2-propanol
b.
Reaksi adisi butanon dengan H2
O
H
||
|
CH3 – C – CH2 – CH3 + H2 ⎯→ CH3 – C – CH2 – CH3
|
OH
2-butanol
c.
70
Reaksi adisi 3-pentanon dengan H2
O
||
CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 + H2 ⎯→
Gugus Fungsi Senyawa Karbon
H
|
CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3
|
OH
3-pentanol
10. Reaksi : 2C2H5OH + 2Na ⎯→ 2C2H5ONa + H2
Mol H2 =
0,112
22,4
= 5 × 10–3 mol
2
Mol C2H5OH = 1 · 5 × 10–3 mol = 0,01 mol
Massa C2H5OH = 0,01 mol × 46 gram/mol
= 0,46 gram
Jadi, etana yang bereaksi sebanyak 0,46 gram.
Setelah mempelajari bab ini, pesera didik mampu:
1. menjelaskan struktur benzena;
2. menjelaskan tata nama, sifat, dan pembuatan benzena;
3. menjelaskan kegunaan benzena beserta senyawa turunannya.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik:
1. mensyukuri dan mengagumi keteraturan struktur benzena dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari sebagai salah
satu bukti kebesaran Tuhan Yang Maha Esa;
2. menunjukkan perilaku ilmiah, bijaksana, bertanggung jawab, dan menghargai orang lain dalam aktivitas sehari-hari.
Benzena dan Senyawa Turunannya
Karakteristik Benzena
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mendiskusikan struktur, pembuatan, dan sifat benzena.
Mendiskusikan reaksi-reaksi pada benzena.
Mendiskusikan tata nama senyawa benzena.
Mendiskusikan kegunaan benzena dan senyawa turunannya.
Mengidentifikasi senyawa benzena dan turunannya yang terdapat dalam beberapa produk kimia.
Mendiskusikan senyawa benzena dan turunannya yang terdapat dalam beberapa produk kimia.
Mensyukuri keteraturan struktur benzena dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari sebagai
wujud kebesaran Tuhan Yang Maha Esa.
Mengagumi kebesaran Tuhan yang telah menciptakan senyawa benzena beserta kegunaannya.
Berperilaku teliti, cermat, objektif, memiliki rasa ingin tahu, jujur, dan kritis dalam menyelesaikan
permasalahan.
Menghargai kerja individu dan kelompok serta bertanggung jawab dalam aktivitas sehari-hari.
Mampu menjelaskan struktur benzena.
Mampu menjelaskan tata nama, sifat, dan pembuatan benzena.
Mampu menjelaskan kegunaan benzena beserta senyawa turunannya.
Mampu menyebutkan produk-produk yang mengandung senyawa benzena dan turunannya.
Mampu menyajikan portofolio tugas mengenai pemanfaatan benzena dan turunannya dalam produk
sehari-hari.
Kimia Kelas XII
71
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Kestabilan struktur cincin benzena disebabkan oleh
delokalisasi pasangan-pasangan elektron pada
ikatan rangkap.
2. Jawaban: c
Sifat fisik benzena sebagai berikut.
1) Benzena merupakan senyawa nonpolar,
berbau khas, dan mudah menguap.
2) Larut dalam pelarut organik, seperti CCl4 dan
dietil eter.
3) Titik leleh benzena 5,5°C, sedangkan titik
didihnya 80,1°C.
Sifat kimia benzena sebagai berikut.
1) Uap benzena bersifat toksik.
2) Benzena tidak dapat dioksidasi dengan
KMnO4.
3. Jawaban: a
Reaksi benzena dengan Cl 2 menghasilkan
halobenzena. Reaksi tersebut merupakan reaksi
halogenasi.
FeCl2
+ Cl2 ⎯⎯⎯
⎯
→
+ HCl
8. Jawaban: d
Toluena digunakan untuk bahan peledak. Asam
salisilat digunakan untuk obat antijamur pada
bedak dan salep untuk mengobati penyakit kulit.
Natrium benzoat digunakan sebagai bahan pengawet pada makanan. Anilina digunakan untuk
pewarna zat diazo.
9. Jawaban: e
Trinitro toluena (TNT) dibuat dari toluena dengan
mengganti H pada inti benzena dengan gugus nitro
secara bertahap dan digunakan sebagai bahan
peledak.
CH3
NO2
NO2
NO2
Bahan pembuatan zat warna merupakan fungsi
fenol dan asam tereftalat. Bahan pembuatan karbol
merupakan fungsi fenol. Bahan antijamur
merupakan fungsi asam salisilat. Bahan pengawet
makanan merupakan fungsi asam benzoat.
10. Jawaban: a
O
C --- OH
4. Jawaban: b
Rumus struktur di atas merupakan asam benzoat
bukan nitrobenzena karena gugus –COOH lebih
prioritas daripada gugus –NH2. Posisi berseberangan antargugus disebut p (para). Jadi, penamaannya
asam p-nitrobenzoat.
5. Jawaban: b
Toluena merupakan nama trivial dari metilbenzena.
Toluena terbentuk ketika gugus metil menggantikan satu atom H pada benzena. Dengan demikian,
rumus struktur toluena adalah
– CH3.
6. Jawaban: d
Senyawa turunan benzena dengan satu substituen
–NH2 mempunyai nama anilin yang digunakan
sebagai zat warna diazo.
7. Jawaban: d
Reaksi tersebut disebut reaksi nitrasi.
H2SO 4
+ HNO3 ⎯⎯⎯⎯
→
nitrobenzena
72
Benzena dan Senyawa Turunannya
adalah asam benzoat, digunakan
sebagai pengawet makanan. Sementara itu,
desinfektan menggunakan fenol, antioksidan
menggunakan vitamin C, obat-obatan menggunakan asam salisilat, dan minyak wangi menggunakan senyawa ester.
B. Uraian
1. Sifat-sifat kimia benzena sebagai berikut.
a. Mudah terbakar di udara menghasilkan gas
CO2 dan H2O.
b. Tidak dapat dioksidasi oleh Br2, H2O, dan
KMnO4.
c. Dapat diadisi oleh H2 dan Cl2 dengan katalis
Ni atau sinar matahari.
d. Mudah disubstitusi dengan atom lain.
2. a.
Asilasi
+ CH3CH2COCl
+ H2O
AlCl
3
⎯⎯⎯→
+ HCl
b.
Sulfonasi
OH
HO
S
+ H2SO4 ⎯→
b.
O
O
C
+ H2O
1)
2)
atau
3)
Senyawa ini cukup stabil karena adanya
delokalisasi dari muatan elektron pada ikatan
rangkapnya. Delokalisasi yang dimaksud adalah
resonansi yang terus-menerus.
O
OH
3. Rumus molekul benzena: C6H6
Rumus struktur benzena:
Dengan metanol menghasilkan metil
salisilat untuk bahan minyak gandapura.
Dengan asam asetat menghasilkan asetil
salisilat (aspirin atau asetosal) untuk obat
bius.
Larutan asam salisilat dalam alkohol
disebut salisil spiritus untuk obat panu.
O
c.
C --- H
Benzaldehid:
e
e
e
Benzaldehid digunakan sebagai pengawet dan
bahan baku pembuatan parfum karena
memiliki bau khas.
e
e
e
O
5. a.
b.
c.
C
OH
4. a.
Asam salisilat:
Asam benzoat:
Toluena
d.
Anilina
Asam benzoat
e.
Stirena
Naftalena
Asam benzoat digunakan sebagai pengawet
makanan dan minuman ringan.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Persamaan reaksi antara benzena dengan asam
sulfat dinamakan reaksi sulfonasi. Persamaan
reaksinya sebagai berikut.
+ HOSO3H ⎯→
+ H2O
Reaksi tersebut menghasilkan senyawa asam
benzenasulfonat.
2. Jawaban: d
Asam benzoat digunakan untuk pengawet makanan. Fenol digunakan untuk desinfektan/pembasmi
kuman. Anilina digunakan untuk zat pewarna diazo.
Toluena digunakan sebagai bahan peledak.
3. Jawaban: c
OH
berantai induk fenol. Fenol mengikat dua gugus
–CH3 pada atom C nomor 3 dan 5, serta gugus –Cl
pada atom C nomor 4. Oleh karena itu, senyawa
turunan benzena ini dinamakan 4-kloro-3,5-dimetil
fenol.
4. Jawaban: b
Benzena bersifat toksik (beracun) dan dapat
memicu kanker (karsinogenik) sehingga penggunaannya dibatasi.
5. Jawaban: d
Senyawa turunan benzena
berantai induk
fenol karena gugus –OH lebih prioritas dibandingkan –CH3. Fenol mengikat 1 gugus –CH3 pada atom
C nomor 4 atau pada posisi para (p). Oleh karena
itu, turunan benzena ini dinamakan p-metil fenol.
Senyawa turunan benzena
H3C
CH3
Cl
Kimia Kelas XII
73
6. Jawaban: b
Asam benzoat dengan monosubstituen –COOH
NH2
COOH
mempunyai rumus struktur
.
me-
OH
rupakan rumus struktur anilin.
CH3
rumus struktur fenol.
merupakan
merupakan rumus
OH
struktur toluena.
C
O
merupakan rumus
10. Jawaban: b
Ikatan rangkap pada benzena selalu berputar
sehingga benzena sukar mengalami reaksi adisi.
Reaksi-reaksi pada benzena umumnya berupa
substitusi terhadap atom-atom H tanpa mengganggu cincin aromatik. Substitusi atom H pada
benzena oleh gugus alkil disebut sebagai reaksi
alkilasi.
11. Jawaban: c
Para nitro toluena adalah senyawa turunan benzena
dengan gugus utama berupa toluena (benzena
dengan gugus alkil –CH3) dan gugus nitro pada
posisi para.
OH
struktur asam salisilat.
7. Jawaban: e
Senyawa trinitrotoluena (TNT) adalah senyawa
turunan benzena dengan satu substituen –CH3 dan
tiga substituen –NO 2. Ketiga substituen nitro
terletak pada nomor 2, 4, dan 6 (posisi nomor 1
ditempati oleh substituen metil). TNT digunakan
sebagai bahan peledak dinamit.
8. Jawaban: e
OH
apabila mengikat dua atom nitro
Fenol
dengan kedudukan
maka atom NO2
diberi nomor lebih tinggi daripada gugus –OH.
Gugus –OH diberi nomor 1 sehingga penamaannya 3,5-dinitro fenol.
9. Jawaban: d
Senyawa
merupakan toluena yang
merupakan anilina yang digunakan
sebagai bahan dasar zat warna diazo, obat-obatan,
dan bahan peledak. Senyawa
merupakan
fenol yang digunakan sebagai desinfektan.
merupakan natrium benzoat
yang digunakan sebagai pengawet makanan.
74
13. Jawaban: e
Turunan asam benzoat yaitu natrium benzoat
memiliki struktur
Benzena dan Senyawa Turunannya
atau C6H5COONa.
Natrium benzoat banyak digunakan sebagai
pengawet makanan.
14. Jawaban: b
OH
Senyawa dengan rumus
digunakan sebagai bahan peledak. Senyawa
Senyawa
12. Jawaban: e
Dalam molekul benzena letak ikatan rangkap tidak
tetap atau selalu berpindah-pindah. Perubahan ini
disebut resonansi. Resonansi mengakibatkan
ikatan rangkap dalam benzena menjadi stabil
sehingga lebih mudah mengalami reaksi substitusi
daripada reaksi adisi.
adalah fenol. Fenol
banyak digunakan dalam pembuatan pewarna,
resin, dan bahan antiseptik, terutama sebagai
desinfektan.
15. Jawaban: d
O
C --- O --- CH3
OH
adalah metil salisilat. Metil salisilat
merupakan senyawa turunan asam salisilat.
Senyawa ini berfungsi sebagai analgesik, yaitu
penghilang atau pereda rasa sakit.
16. Jawaban: b
Senyawa benzena yang bersifat asam adalah
merupakan struktur fenantrena, dan
OH
fenol, dengan rumus molekul
dan fenol
merupakan asam lemah. Rumus struktur a
merupakan rumus struktur toluena, c merupakan
rumus struktur nitro benzena, d merupakan rumus
struktur anilin, dan e merupakan rumus struktur
benzaldehid.
merupakan struktur dari antrasena.
23. Jawaban: a
H
+ 3H2 merupakan reaksi adisi.
17. Jawaban: a
Asam benzoat sebagai pengawet makanan. Anilina
sebagai pewarna zat diazo. Fenol sebagai desinfektan. Stirena sebagai bahan baku pembuatan
plastik.
Adisi merupakan reaksi pemutusan ikatan
rangkap.
18. Jawaban: b
Senyawa yang mempunyai ciri-ciri tersebut adalah
fenol. Fenol adalah nama lain dari fenil alkohol.
Benzena
19. Jawaban: d
Asam nitrobenzoat adalah senyawa turunan
benzena dengan dua gugus substituen. Jika
benzena dengan dua gugus substituen tersebut
disubstitusi akan mempunyai 3 isomer yaitu
orto (o), meta (m), dan para (p).
H
Ni
→
+ 3H2 ⎯⎯⎯⎯
150°C
Sikloheksana
24. Jawaban: d
Senyawa nitrobenzena digunakan sebagai bahan
pembuatan semir sepatu dan bahan baku peledak.
Bahan pembuat anilina merupakan kegunaan nitrobenzena. Bahan pengawet kayu merupakan kegunaan fenol. Bahan pengawet makanan merupakan
kegunaan asam benzoat dan natrium benzoat.
25. Jawaban: e
Aspirin mempunyai rumus molekul C9H8O4. Nama
yang sesuai IUPAC adalah asam 2-asetil benzoat.
Jadi, rumus strukturnya sebagai berikut.
Asam para nitrobenzoat
20. Jawaban: a
Senyawa nitro fenol adalah senyawa turunan
benzena dengan dua substituen, yaitu –OH dan
–NO 2. Senyawa para-nitro fenol merupakan
senyawa nitro fenol dengan letak substituen –OH
dan –NO2 berselang dua atom karbon.
21. Jawaban: d
Ciri khas senyawa aromatik atau benzena, di
antaranya sebagai berikut.
1) Memiliki ikatan rangkap yang sulit untuk diadisi.
2) Sudut antar-C-nya sebesar 120°C.
3) Atom H yang menempel pada rantai karbon
dapat disubstitusi dengan gugus lain.
Dari pilihan senyawa-senyawa di atas, sikloheksana tidak memiliki ciri khas senyawa aromatik.
26. Jawaban: c
Senyawa benzaldehid mempunyai rumus
struktur
toluena. Rumus struktur b merupakan metoksi
benzena. Rumus struktur d merupakan asam
benzoat. Rumus struktur e merupakan
nitrobenzena.
27. Jawaban: c
Turunan benzena yang dapat bereaksi dengan
basa membentuk garam adalah fenol. Reaksi yang
terjadi sebagai berikut.
22. Jawaban: c
Naftalena berstruktur
+ Na OH ⎯⎯→
, sedangkan
OH
(fenol)
stirena berstruktur
. Rumus struktur a merupakan
. Sementara itu,
+ H2O
ONa
(garam)
Fenol terbentuk saat atom H pada inti benzena
tersubstitusi oleh gugus –OH. Oleh karena itu, fenol
disebut juga fenil alkohol.
Kimia Kelas XII
75
28. Jawaban: a
Zat yang dapat mengawetkan makanan yaitu asam
c.
CH3
AlCl
3
+ CH3Cl ⎯⎯⎯→
panas
COOH
benzoat,
Alkilasi pada benzena:
. Asam benzoat diperoleh
dengan cara mengoksidasi toluena dengan
oksidator KMnO4 dalam suasana asam.
+ HCl
Toluena
3. a.
COOH
CH3
+ 2MnO4– + 6H+ ⎯→
toluena
+ 2Mn2+ + 4H2O
2-fenil butana
Asam benzoat
29. Jawaban: b
Nitrobenzena mempunyai bau harum buah-buahan
sehingga digunakan sebagai pengharum sabun.
30. Jawaban: e
Alkena jika direaksikan dengan bromin akan
mengalami reaksi adisi membentuk alkana.
Misal: CH2
CH2 + Br2 ⎯→
Etena
CH2
CH2
Br
Br
b.
1-bromo-1,2-difenil etana
OH
c.
C
OCH3
metil salisilat
Dibromo etana
Sementara itu, benzena jika direaksikan dengan
bromin akan tersubstitusi.
Br
+ Br2 ⎯→
+ HBr
O
4. Senyawa benzena tidak dapat diadisi oleh larutan
bromin karena bersifat stabil. Kestabilan tersebut
karena adanya delokalisasi dari muatan elektron
pada ikatan rangkapnya. Ikatan rangkap selalu
berpindah tempat sehingga tidak dapat diadisi oleh
larutan bromin.
B. Uraian
1. Apabila inti benzena mengikat dua substituen,
akan terbentuk tiga macam isomer atau tiga posisi
substituen. Ketiga substituen tersebut sebagai
berikut.
x
x
x
x
5. a.
b.
c.
Naftalena
Antrasena
Pirena
x
x
orto (1, 2)
2. a.
meta (1, 3)
para (1, 4)
Fenol digunakan sebagai antiseptik karena
dapat membunuh bakteri.
Nitrasi pada benzena:
NO2
+ HNO3 ⎯→
b.
Nitrobenzena
b.
Sulfonasi pada benzena:
HO
O
S
+ H2SO4 ⎯→
O +H O
2
Asam benzenasulfonat
76
6. a.
Benzena dan Senyawa Turunannya
Toluena digunakan sebagai pelarut dan
sebagai bahan dasar untuk membuat trinitro
toluena.
CH3
c.
NO2
NO2
NO2
Trinitro toluena digunakan sebagai bahan
peledak (dinamit).
(basa). Jika tidak terjadi reaksi berarti larutan
tersebut adalah alkohol. Namun, jika terjadi reaksi
maka larutan tersebut adalah fenol karena fenol
Cl
Cl
Cl
Cl
bersifat
asam.
Cl
Cl
9. Jika ikatan-ikatan terdelokalisasi akan terjadi
Cl yang sebenarnya
empat isomer, tetapi isomer
Cl
hanya ada tiga.
a
b
c
d
COOH
d.
Asam benzoat atau garam natriumnya
digunakan sebagai pengawet pada berbagai
makanan olahan.
7. a.
b.
c.
d.
o-kloro toluena
p-bromo benzaldehid
Asam benzenasulfonat
Asam asetil salisilat
8. Fenol dan alkohol sama-sama mengandung gugus
–OH dalam strukturnya. Bagaimana cara membedakan kedua senyawa tersebut?
Jawaban:
Cara membedakan fenol dengan alkohol adalah
dengan mereaksikan keduanya dengan NaOH
Isomer a dan b adalah identik.
10. Indikator fenolftalein dibuat dari senyawa turunan
benzena berupa asam tereftalat. Asam tereftalat
dibuat dengan cara oksidasi orto-xilena. Reaksinya
seperti di bawah ini.
O
CH3
C
K2Cr2O7
OH
⎯⎯⎯⎯
→
H2SO4
O
CH3
C
OH
o-xilena
Asam tereftalat
Kimia Kelas XII
77
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Gugus fungsi eter : – O –
Gugus fungsi keton : – CO –
Gugus fungsi ester : – COO –
Jadi senyawa I mengandung gugus eter, senyawa
II mengandung gugus keton, dan senyawa III
mengandung gugus ester.
2. Jawaban: b
Senyawa tersebut memiliki gugus fungsi aldehid
(CHO). Penamaan yang tepat menurut IUPAC
sebagai berikut.
1)
2)
3)
5
H3C
\4
2
1
3
CH – CH2 – CH2 – C – H
/
||
H3C
O
4-metil pentanal
3. Jawaban: d
Penamaan yang sesuai kaidah IUPAC adalah etil
propanoat. Rumus strukturnya yaitu:
O
//
CH3 – CH2 – C
\
OC2H5
2-butanal merupakan penamaan yang tidak tepat
karena gugus aldehid selalu berada di ujung rantai
(seharusnya butanal). 4-butanon merupakan
penamaan yang tidak tepat karena gugus keton
tidak mungkin berada di ujung rantai (seharusnya
3-butanon). Metil etil eter merupakan penamaan
yang tidak tepat karena nama cabang harus
diurutkan jumlah atom karbon yang paling sedikit
(seharusnya etil metil eter). 3-metil-4-heksanol
merupakan penamaan yang tidak tepat karena
penomoran lebih diprioritaskan dekat gugus
alkohol (seharusnya 4-metil-3-heksanol).
4. Jawaban: d
Dietil eter mengandung 4 atom C dan mengandung
gugus – O –. Jadi, rumus struktur dietil eter yaitu
tepat di tengah rantai CH3 – CH2 – O – CH2 –
CH3.
78
Ulangan Tengah Semester 2
4)
O
||
CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3
dietil keton
O
||
CH3 – CH2 – C – CH2 – CH2 – CH3
etil propil keton
O
||
CH3 – CH – C – CH2 – CH3
|
CH3
etil isopropil keton
CH3 – O – CH – CH3
|
CH3
metil isopropil eter
5. Jawaban: c
Jumlah isomer C5H10O2 ada 4 yaitu:
O
//
a. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – C
\
OH
Asam pentanoat
O
//
b. CH3 – CH2 – CH – C
|
\
CH3
OH
Asam-2-metil butanoat
O
//
c. CH3 – CH2 – CH2 – C
|
\
CH3
OH
Asam-3-metil butanoat
CH3 O
|
//
d. CH3 – C – C
|
\
CH3 OH
Asam -2,2-dimetil propanoat
6. Jawaban: a
Kloroform (CHCl3) sebagai zat anestesi mengakibatkan kerusakan hati dan jantung sehingga
tidak lagi digunakan. Iodoform (CHI3) digunakan
sebagai obat luka untuk infeksi atau peradangan.
Tetrakoro metana (CCl 4) digunakan sebagai
pemadam kebakaran, tetapi dilarang karena
bersifat karsinogenik. CFC digunakan sebagai zat
pendingin pada lemari es dan AC. DDT digunakan
sebagai insektisida, namun penggunaannya
dibatasi.
7. Jawaban: d
a. Penomoran halogen didasarkan pada tingkat
kereaktifannya. Urutan kereaktifan atom
halogen F > Cl > Br > I.
b. Penamaan disusun berdasarkan abjad.
6
5
4
3
2
1
H3C – CH – CH – CH2 – CH2 – CH – F
|
|
|
Cl
Cl
Br
1-bromo-4,5-dikloro-1-fluoro heksana
8. Jawaban: c
Isomer fungsional gugus eter adalah alkohol. Metil
propil eter (metoksi propana) memiliki rumus
molekul C4H10O memiliki isomer:
Eter: etoksi etana, dan 2-metoksi propana
Alkohol : 1-butanol, 2-butanol, 2-metil-1-propanol,
dan 2-metil-2-propanol
9. Jawaban: b
Isomer optik terjadi apabila senyawa tersebut
memiliki atom C kiral. Atom C kiral adalah atom
C yang mengikat empat gugus yang berbeda.
Senyawa b ( asam 2-hidrokso propanoat memiliki
1 atom C kiral)
H
|
CH3 –*C – COOH
|
OH
atom C kiral
Senyawa a, c, d, dan e tidak mempunyai atom C
kiral.
10. Jawaban: b
O
O
||
||
Oksidator
Oksidator
R – CH2 – OH ⎯⎯⎯⎯⎯
→ R – CH ⎯⎯⎯⎯⎯
→ R – C – OH
Alkohol (1°)
Aldehid
Asam karboksilat
Apabila alkohol primer teroksidasi maka akan
membentuk aldehid dan apabila teroksidasi lebih
lanjut maka akan membentuk asam akboksilat.
Senyawa yang ditambahkan pada makanan
adalam asam cuka (CH3COOH). Zat ini merupakan turunan asam karboksilat yang mengandung
gugus – COOH.
11. Jawaban: e
Rumus C5H12O merupakan rumus alkohol dan
eter. Senyawa yang menghasilkan keton jika
dioksidasi adalah alkohol sekunder. Alkohol
sekunder memiliki gugus – OH yang terikat pada
atom karbon yang berikatan dengan dua atom
karbon lainnya (CH).
Oksidator
Alkohol sekunder ⎯⎯⎯⎯⎯
→ alkanon + H2O
OH
O
|
||
CH3CH2CH2CHCH3 ⎯→ CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3
2-pentanol
2-pentanon
Senyawa 2,2-dimetil-1-propanol, 3-metil-1
-butanol, dan 1-pentanol adalah alkohol primer,
karena gugus –OH terikat pada CH2. Sementara
itu, 2-metil-2-butanol adalah alkohol tersier karena
gugus –OH terikat pada atom C.
12. Jawaban: b
Senyawa alkohol yang tidak dapat dioksidasi
adalah alkohol tersier. Senyawa 2-metil-2propanol adalah alkohol tersier karena gugus
– OH terikat pada atom C. Senyawa 4-metil-1pentanol adalah alkohol primer, gugus – OH
terikat pada CH2. Senyawa 3-metil-2-butanol; 3,3dimetil-2-butanol; 3,3-dimetil-2-pentanol adalah
alkohol sekunder, gugus – OH terikat pada CH.
13. Jawaban: e
Mol NaOH = M x V
= 0,5 × 0,1
= 0,05 mol
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
mol NaOH = mol RCOOH
Mr RCOOH =
massa
mol
4,4
= 0,05 = 88
RM = (RE)n
88 = (CnH2nO2)
88 = 12n + 2n + 32
14n = 54
n=4
Jadi, rumus senyawa yang dimaksud adalah
C4H8O2.
14. Jawaban: c
Senyawa yang bereaksi dengan Ag 2 O dan
menghasilkan endapan cermin perak adalah
aldehid.
O
O
||
||
R – C – H + Ag2O(aq) ⎯→ R – C – OH + 2Ag(s)
Aldehid
Asam
karboksilat
Cermin
perak
Senyawa yang mengandung gugus – CHO
merupakan aldehid (CH3CH2CHO). Opsi a adalah
asam karboksilat (– COOH), sedangkan opsi b,
c,dan e adalah alkohol (– OH).
Kimia Kelas XII
79
15. Jawaban: c
Reaksi esterifikasi:
O
//
C2H5 – OH + C3H7 – C ⎯→
\
OH
O
//
CH3 – CH2 – CH2 – C + H2O
\
O – CH2 – CH3
Nama senyawa yang dihasilkan adalah etil butanoat.
16. Jawaban: b
Rumus C4H8O adalah rumus aldehid dan keton.
Aldehid + pereaksi Fehling → endapan merah
bata
Keton + pereaksi Fehling → tidak bereaksi
Reduksi keton oleh hidrogen akan menghasilkan
alkohol sekunder:
O
OH
||
|
R – C – R′ + H – H ⎯→ R – C – R′
|
H
Alkohol sekunder
CH3COCH2CH3 + H2 → CH3CH(OH)CH2CH3
Jadi senyawa yang dimaksud adalah butanon
(CH3COC2H5).
17. Jawaban: d
Perbedaan titik didih antara alkohol dan eter
adalah adanya ikatan hidrogen pada alkohol.
Ikatan hidrogen dapat terjadi bila unsur H bertemu
dengan atom yang memiliki keelektronegatifan
tinggi seperti F,O,N.
1) Etanol (CH3CH 2OH) mengandung ikatan
hidrogen.
2) Metoksi metana ( H3COCH3) tidak mengandung
ikatan hidrogen.
18. Jawaban: c
1) Gugus –OH pada alkohol dapat disubstitusi
oleh atom halogen bila direaksikan dengan
PCl5
C2H5OH + PCl5 ⎯→ C2H5Cl + POCl3 + HCl
2) Reaksi alkohol dengan logam aktif:
C2H5 – OH + 2Na ⎯→ 2C2H5 – ONa + H2
Natrium etoksida
Jadi, senyawa A adalah alkohol.
19. Jawaban: d
Reaksi dehidrasi alkohol dengan H2SO4 pada
suhu 130°C menghasilkan eter.
130
→ H5C2 – O – C2H5 + H2O
2C2H5OH ⎯⎯⎯⎯⎯⎯
H2SO 4 pekat
Etanol
80
Ulangan Tengah Semester 2
Dietil eter
20. Jawaban: c
Hasil reaksi hidrolisis senyawa ester adalah
alkohol dan asam karboksilat.
Reaksi hidrolisis:
RCOOR′ + H2O ⎯→ RCOOH + R′OH
O
O
//
//
H3C – C + H2O ⎯→ CH3 – C + CH3 – CH2 – OH
\
\
O – CH2 – CH3
OH
Etil etanoat jika dihidrolisis menghasilkan etanol
dan asam asetat.
21. Jawaban: d
Kegunaan asam benzoat:
1) Asam format, untuk penggumpalan lateks
dan penyamakan kulit.
2) Asam asetat, untuk penyedap rasa pada
makanan.
Kegunaan aldehid:
Formaldehid untuk membuat formalin yang
digunakan sebagai pengawet mayat dan bahan
baku membuat plastik tahan panas.
Kegunaan eter:
1) Sebagai pelarut dan obat bius
2) Menaikkan angka oktan pada bensin (MTBE)
Kegunaan ester sebagai pemberi aroma pada
makanan.
22. Jawaban: c
Rumus struktur butil etanoat sebagai berikut.
O
//
CH3 – C
\
OC4H9
Mr CH3COOC4H9
= (6 × Ar C) + (12 × Ar H) + (2 × Ar O)
= (6 × 12) + (12 × 1) + (2 × 16)
= 72 + 12 + 32
= 116 g/mol
I. Massa butil etanoat
= mol butil etanoat × Mr butil etanoat
= 0,05 mol × 116 g/mol
= 5,8 gram
II. Rumus molekul = C6H12O2
Rumus empiris (dibagi 2) menjadi C3H6O.
III. Butil etanoat merupakan ester. Ester dapat
diperoleh melalui reaksi antara asam
karboksilat dan alkohol.
O
O
//
//
CH3 – C + C4H9OH R CH3 – C
\
\
OH
OC4H9
Butil etanoat dibuat dari reaksi antara asam
etanoat dengan butanol.
IV. Jumlah molekul butil etanoat
= mol butil etanoat × L
=
massa butil etanoat
Mr butil etanoat
=
2,32 g
116 g / mol
×L
× 6 × 1023 mol–1
= 1,2 × 1022
Jadi, pernyataan yang benar adalah I, II, dan IV
saja.
28. Jawaban: d
Rumus struktur glukosa:
CHO
–––––– OH
–––––– H
–––––– OH
–––––– OH
CH2OH
Glukosa mengandung gugus aldehid (–CHO)
sehingga dapat mereduksi Fehling.
H
HO
H
H
23. Jawaban: c
Alkohol yang menghasilkan keton (alkanon) jika
dioksidasi adalah alkohol sekunder.
3-pentanol dan 3-metil-2-butanol adalah alkohol
sekunder karena gugus – OH terletak pada CH.
1-propanol merupakan alkohol primer, sedangkan
2-metil-2-propanol adalah alkohol tersier.
29. Jawaban: c
Pada reaksi nomor 1) adalah reaksi substitusi
karena terjadi penggantian atom H dengan atom
Na.
24. Jawaban: c
Jumlah isomer dikloro yang dapat dihasilkan jika
n-propana diklorinasi ada 4 yaitu 1,2-dikloro
propana; 1,3-dikloro propana; 1,1-dikloro propana;
2,2-dikloro propana.
Pada reaksi nomor 2) senyawa 2-pentanol
berubah menjadi senyawa 3-pentanon. Reaksi ini
disebut reaksi oksidasi.
OH
OH
||
||
[O]
→ R – C – R′
R – C – R′ ⎯⎯⎯
25. Jawaban: d
Pereaksi Lucas merupakan larutan ZnCl2 dalam
HCl pekat. Tes ini berdasarkan reaksi alkohol
dengan HCl membentuk alkil halida dengan katalis
ZnCl2. Pada suhu kamar alkohol tersier bereaksi
dengan cepat membentuk alkil klorida, sedangkan
alkohol sekunder bereaksi setelah beberapa
menit. Sementara itu, alkohol primer bereaksi
dengan bantuan pemanasan.
26. Jawaban: e
(CH2O)n = 60
(12 + 2 + 16)n = 60
30n = 60
n=2
Rumus molekulnya: C2H4O2
Rumus umum C nH 2n O kemungkinan adalah
golongan asam karboksilat atau ester. Oleh
karena senyawa tersebut dapat dioksidasi
membentuk ester maka senyawa tersebut adalah
asam karboksilat.
27. Jawaban: b
Reaksi esterifikasi:
CH3CH2CH2COOH + CH3CH2OH →
CH3CH2CH2COOCH2CH3 + H2O
Senyawa ester yang dihasilkan adalah etil butirat
yang memiliki aroma buah nanas.
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
Alkohol sekunder
Keton
30. Jawaban: a
p-hidrokso benzoat memiliki rumus struktur
O
HO
C
OH
adalah rumus struktur asam
o-hidrokso benzoat
O
HO
C
OH
O
HO
adalah rumus struktur asam
m-hidrokso benzoat
C
OH
O
H3C
O
adalah rumus struktur metil
benzoat
O
adalah rumus struktur asam 2,5dihidrokso benzoat
C
HO
C
OH
HO
Kimia Kelas XII
81
31. Jawaban: c
Reaksi asilasi adalah reaksi kimia yang terjadi
antara benzena dengan asil halida serta
menggunakan bantuan katalis aluminium halida.
O
||
C – CH3 + HCl
AlCl3
+ CH3COCl ⎯⎯→
32. Jawaban: e
Ciri-ciri fenol antara lain bersifat asam, merupakan
kristal putih yang larut dalam air karena
mempunyai ikatan hidrogen, bahan baku untuk
membuat aspirin, dan digunakan sebagai
desinfekan.
OH
CH3
o-kresol
Inti benzena yang mengikat dua substituen
memiliki tiga isomer yaitu orto, meta, dan para.
OH
OH
OH
CH3
CH3
o-kresol
m-kresol
CH3
p-kresol
34. Jawaban: c
Asam benzoat dibuat dengan cara mengoksidasi
toluena atau
CH3 dengan oksidator KMnO4
dalam suasana asam.
CH3 + 2MnO4– + 6H+ ⎯→
36. Jawaban: d
Kegunaan beberapa senyawa turunan benzena.
No.
Asetofenon
33. Jawaban: c
Rumus struktrur kresol
= pirena
Nama Senyawa
1)
Toluena
2)
3)
Stirena
Asam salisilat
4)
5)
Asam benzoat
Fenol
Kegunaan
Sebagai bahan dasar pembuatan peledak
Bahan baku pembuatan plastik
Obat antijamur pada bedak,
dan salep untuk mengobati
penyakit kulit
Bahan pengawet makanan
Desinfektan
37. Jawaban: b
Gugus atom anilina yaitu – NH2 (amina). – OH
adalah gugus atom fenol, – CH3 adalah gugus
atom toluena, – NO 2 adalah gugus atom
nitrobenzena, dan – CH = CH2 adalah adalah
gugus atom stirena.
38. Jawaban: e
Alkena jika direaksikan dengan bromin akan
mengalami reaksi adisi membentuk alkana.
Misal: CH2 = CH2 + Br2 → CH2 – CH2
|
|
Br
Br
Etena
1,2-Dibromo etana
Sementara itu, benzena jika direaksikan dengan
bromin akan tersubstitusi.
+ Br2 ⎯→
Br
+ HBr
39. Jawaban: b
NO2
toluena
C
O
+ 2Mn2+ + 4H2O
OH
asam benzoat
35. Jawaban: a
= naftalena
= antrasena
= fenantrena
82
Ulangan Tengah Semester 2
Nama senyawa tersebut bukan benzaldehid tetapi
nitrobenzena.
40. Jawaban: e
Toluena dapat dioksidasi dengan oksidator kuat
menghasilkan asam benzoat.
Reaksinya:
O
//
KMnO4 H2O H+
CH3 ⎯⎯⎯⎯⎯→
C – OH
Toluena
Asam benzoat
B. Uraian
1.
a.
O
CH3
|
//
H3C – CH – CH – CH2 – C
|
\
CH3
OH
Asam-3,4-dimetil pentanoat
b.
CH3
|
CH2
|
CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3
|
CHO
2,2-dietil butanal
c.
CH3
|
CH3 – O – CH – CH2 – CH3
2-metoksi butana
2.
a.
CH3 OH
|
|
H3C – CH – C – CH – CH3
|
|
CH3 C2H5
3-etil-3,4-dimetil-2-pentanol
b.
CH3
|
CH3 – C – O – CH3
|
CH3
Metil tersier butil eter
c.
O
//
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C
\
O C2H5
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 + O – CH3 + HBr →
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH + CH3Br
O
//
c. CH3 – OH + CH3 – CH – C →
|
\
CH3 OH
O
//
CH3 – CH – C + H2O
|
\
CH3 OCH3
O
O
//
//
d. CH3 – C + NaOH → CH3 – C + CH3OH
\
\
ONa
OCH3
4. a. (RE)n = RM
(C2H4O)n = 88
(24 + 4 + 16)n = 88
44n = 88
n=2
Rumus molekul: (C2H4O)2 = C4H8O2
b. Senyawa tersebut merupakan senyawa ester. Isomernya sebagai berikut:
1) etil etanoat;
2) metil propanoat;
3) propil metanoat;
4) isopropil metanoat.
5. Jumlah isomer monoklorinasi butana ada 3.
CH3 – CH – CH2 – CH3
|
Cl
b.
2-kloro butana
CH2 – CH2 – CH2 – CH3
|
Cl
Etil heksanoat
d.
1-kloro butana
O
//
CH3 – CH – CH – CH – C
|
|
|
\
CH3 CH3 C2H5 OH
CH3
|
CH3 – C – CH3
|
Cl
Asam-2-etil-3,4-dimetil pentanoat
3.
a.
O
//
[O]
CH3 – CH2 – CH – C
⎯⎯⎯
→
|
\
CH3 H
O
//
CH3 – CH2 – CH – C
|
\
CH3 OH
2-kloro-2-metil propana
6.
Alkohol
Eter
a. Alkohol dapat beraksi
dengan logam Na
R – OH + Na →
a. Eter tidak dapat beraksi
dengan logam Na
R – OR+ Na ⎯→
R – ONa +
1
2
H2
b. Titik didih alkohol tinggi
c. Bereaksi dengan PCl3
3R – OH + PCl3 →
3R – Cl + H3PO3
d. Digunakan sebagai
antiseptik
b. Titik didih eter relatif
rendah
c. Tidak Bereaksi dengan
PCl3
d. Digunakan sebagai obat
bius
Kimia Kelas XII
83
7. a.
H3C
C
NO2
O
O
O
HO
+ HNO3 →
9. a.
C
+ H2O
CH3
b.
HO
b.
O
HO
SO3H
OH
HO
c.
O
HO
C
OH
1
2
3
4
NO2
8. a.
Sifat-sifat toluena sebagai berikut.
1) Berupa zat cair yang tidak larut dalam
air, tetapi larut dalam alkohol dan eter.
2) Dapat dioksidasi sempurna menghasilkan asam benzoat.
3) Mengalami reaksi substitusi.
Reaksi pembuatan toluena sebagai berikut.
1) Sintesis Wurtz-Fittig
CH3
Cl
+ Na + CH3Cl →
+ NaCl
toluena
Sintesis Friedel-Crafts
H
AlCl3
+ Na + CH3Cl ⎯⎯→
CH3
+ NaCl
toluena
84
O
//
+CH3 – C →
\
OH
Massa C pada CO2 =
4-nitrofenol
2)
OH
O
//
C
\
OH
COOH
O
// +
OC
\
CH3
H2O
10. Pada reaksi pembakaran sempurna senyawa
organik akan menghasilkan CO2 dan H2O.
CxHyOZ + O2 → CO2 + H2O
Dengan menghitung berat C pada CO2 dan berat
H pada H2O dapat diketahui massa masing-masing
unsur C dan H pada senyawa organik tersebut.
OH
d.
+ H2O
C
OH
c.
+ H2SO4 →
O
HO
C
CH3
Ulangan Tengah Semester 2
Massa H pada H2O =
12
44
2
18
. 0,505 = 0,1377 gram.
. 0,0892 = 0,0099 gram.
Massa O pada zat organik = 0,2 – (0,1377 + 0,0099)
= 0,0524 gram.
perbandingan C : H : O =
0,1377
12
:
0,0099
1
:
0,0524
16
= 0,011 : 0,0099 : 0,0033 = 7 : 6 : 2.
Jadi, rumus empirisnya C7H6O2.
Senyawa organik tersebut adalah asam berbasa
satu artinya hanya satu atom H yang bersifat asam
(asam monoprotik) sehingga pada reaksi dengan
KOH berlaku:
mol zat organik = mol KOH
0,366
Mr
= 0,1 . 0,03 L
Mr = 122
Mr (C7H6O2)n = ((7.12) + (6.1) + (2.16))n
122 = (84 + 6 + 32)n
122 = 122n
n=1
Jadi, rumus molekul senyawa organik itu sama
dengan rumus empirisnya yaitu C7H6O2.
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menjelaskan tata nama polimer;
2. menjelaskan penggolongan polimer;
3. menjelaskan pembentukan polimer berdasarkan asal dan jenis polimer pembentukannya melalui reaksi polimerisasi;
4. menjelaskan kegunaan polimer;
5. menjelaskan dampak penggunaan polimer.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik:
1. menghargai dan mensyukuri polimer sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa dengan menerapkannya untuk mempermudah
pemenuhan kebutuhan sehari-hari;
2. berperilaku kreatif, inovatif, peduli lingkungan, kritis, bertanggung jawab, teliti, saling menghargai, dan santun.
Polimer
Tata nama, penggolongan, sifat, reaksi, kegunaan, dan
dampak penggunaan polimer
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mendiskusikan pengertian polimer dan penggolongan
polimer berdasarkan asal dan jenis monomer.
Mendiskusikan nama, penggunaan, dampak, dan usaha
penanggulangan polimer dari benda-benda di sekitar.
Membuat produk pemanfaatan limbah polimer.
Mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa
polimer dan memanfaatkannya untuk memenuhi
kebutuhan sehari-hari.
Mengembangkan sikap kreatif, inovatif, peduli lingkungan,
tanggung jawab, kritis, teliti, saling menghargai, dan
santun saat berdiskusi.
Mampu menjelaskan tata nama polimer.
Mampu menjelaskan penggolongan polimer.
Mampu menjelaskan sifat-sifat polimer.
Mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi
sifat polimer.
Mampu menjelaskan reaksi polimerisasi.
Mampu menjelaskan kegunaan dan dampak penggunaan
polimer.
Kimia Kelas XII
85
A. Pilihan Ganda
1.
1)
2)
3)
4)
5)
Polimer
Monomer
Karet alam
Protein
PVC
Selulosa
Polistirena
Isoprena
Asam amino
Vinil klorida
Glukosa
Stirena
4.
5.
4)
Struktur polimer polipropilena
H H
|
|
–C–C–
|
|
n
H CH
5)
Struktur polimer polistirena
H H
|
|
–C–C–
|
|
H
n
Polimerisasi
Adisi
Kondensasi
Adisi
Kondensasi
Adisi
Jawaban: d
Karet alam merupakan polimer yang terbentuk dari
monomer isoprena atau 2-metil-1,3-butadiena.
CH3
CH3
|
|
nH2C = C – CH = CH2 → (– H2C – C – CH – CH2 –)n
Isoprena
(2-metil-1,3-butadiena)
3.
Struktur polimetakrilat
H CH3
|
|
–C–C–
|
|
H COOCH3 n
Jawaban: e
Data polimer yang benar sebagai berikut.
No.
2.
3)
3
Poliisoprena
(karet alam)
Jawaban: d
Polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi
sintetis di antaranya polifenil etena dari stirena.
Sementara itu, selulosa dan amilum dari glukosa
serta protein dari asam amino terbentuk melalui
polimerisasi kondensasi alami. Bakelit terbentuk
dari fenol dan metanal (formaldehid) melalui
polimerisasi kondensasi sintetis.
Jawaban: c
Polimer alam yaitu polimer yang tersedia secara
alami di alam dan berasal dari makhluk hidup.
Selulosa dan poliisoprena merupakan polimer
alam. Polivinil klorida, polietena, dan polivinil
asetat merupakan polimer sintetis.
Jawaban: b
1) Struktur polivinil alkohol (PVA)
H H
|
|
–C=C–
|
|
H OH n
2) Struktur polimer poliakrilonitril (orlon)
H H
|
|
–C–C–
|
|
H C≡N n
6.
Jawaban: d
1) Polistirena merupakan polimerisasi adisi dari
stirena.
2) Dakron merupakan hasil polimerisasi
kondensasi dari asam tereftalat dengan etilen
glikol. Reaksinya sebagai berikut.
O
||
nHO – CH2 – CH2 – OH + nHO – C –
Etilenglikol
O
||
–C–
4)
Polimer
n
+ nH2O
Air
Teflon merupakan polimerisasi adisi dari
tetrafluoroetilena.
Nilon merupakan polimerisasi kondensasi dari
heksametilendiamin (1,6-diamino heksana)
dengan asam adipat (asam 1,6-heksandioat).
Reaksinya sebagai berikut.
H
H
O
O
|
|
||
||
H – N – (CH2)6 – N – H + H – O – C – (CH2)2 C – OH →
Heksametilendiamin
Asam adipat
H
H O
O
|
| ||
||
– N – (CH2)6 – N – C – (CH2)4 – C –
Nilon
5)
86
Asam tereftalat
O
||
– C – O – CH2 – CH2O –
Dakron
3)
O
||
– C – OH →
n
+ H2O
Air
Orlon merupakan polimerisasi adisi dari
akrilonitril.
7. Jawaban: a
Polimer dengan rumus kimia tersebut dinamakan
akrilat. Akrilat merupakan suatu polimer adisi,
monomernya mirip dengan satuan ulangan tetapi
mempunyai suatu ikatan rangkap. Struktur
monomernya yaitu CH2 = C – CH3
|
COOCH3
8. Jawaban: e
Sifat kimia polimer meliputi tahan terhadap korosi
(tidak mudah teroksidasi) dan tahan terhadap
kerusakan akibat kondisi lingkungan yang ekstrem.
Ikatan silang antarrantai polimer mengakibatkan
terbentuknya bahan yang keras, polimer yang
mempunyai struktur tidak teratur mempunyai
kristalinitas rendah, semakin panjang rantai polimer
maka semakin tinggi titik lelehnya, dan rantai
polimer yang bercabang banyak mempunyai daya
tegang rendah merupakan sifat fisik polimer.
9. Jawaban: a
No.
Polimer
1)
Teflon
2)
3)
4)
5)
Amilum
PVC
Karet alam
Protein
O
ll
–C–
O
ll
–C–N–
l
H
O
ll
–N–C–
l
H
Monomer
Tetrafluoroetilena
Glukosa
Vinil klorida
Isoprena
Asam amino
Kegunaan
Adisi
Pelapis panci
Konsendasi
Adisi
Adisi
Konsendasi
Adonan kue
Plastik
Ban
Serat sintetis
10. Jawaban: d
Polimerisasi kondensasi terbentuk jika dua atau
lebih monomer sejenis atau berbeda jenis
bergabung membentuk molekul besar dengan
melepaskan air. Berdasarkan reaksi kondensasi
amida maka reaksi pembentukan poliamida terjadi
dari dua monomer yang berbeda dengan
melepaskan air (H2O). Dengan demikian, kedua
monomer yang dapat membentuk poliamida seperti
gambar tersebut yaitu:
O
O
H
H
\\
//
\
/
C– –C
dan
N– –N
/
\
/
\
H–O
O–H
H
H
O
//
Gugus –OH dari – C berikatan dengan 1 atom H
\
O–H
dari gugus amino –NH2 membentuk 1 molekul air,
(H2O) sehingga terjadi reaksi polimerisasi sebagai
berikut.
– N – + H2O
l
H n
11. Jawaban: c
Teflon adalah plastik yang bersifat tahan panas,
tahan bahan kimia, dan antilengket sehingga
biasa digunakan pada produk panci antilengket.
12. Jawaban: c
Vinil klorida adalah monomer dari polivinil klorida
(PVC). Isoprena adalah monomer dari karet alam.
Etena adalah monomer dari polietena. Propena
adalah monomer dari polipropena. Asam adipat
adalah monomer dari nilon.
13. Jawaban: c
Reaksi polimerisasi dakron adalah
O
O
||
||
– C – OH + nHOCH2 – CH2OH →
nHO – C –
Proses
Pembuatan
O
ll
–C–N–
l
H
Asam tereftalat
O
||
–C–
Etilen glikol
O
||
– C – O – CH2 – CH2O – n + nH2O
Dakron
Air
14. Jawaban: d
Penggunaan polimer sintetis memberikan dampak
kurang menguntungkan bagi lingkungan. Polimerpolimer buatan seperti plastik dan sejenisnya
merupakan bahan yang kurang ramah lingkungan.
Hal ini disebabkan struktur molekul yang panjang
dengan ikatan kuat sukar dipecah dan diuraikan oleh
bakteri pengurai (nonbiodegradable). Pembuangan
polimer sintetik secara sembarangan akan merusak
kualitas tanah karena akan tercemar bahan-bahan
yang sangat sukar terurai oleh mikroorganisme
tanah. Penanggulangan pencemaran tanah oleh
plastik dan sejenisnya biasa dilakukan dengan cara
membakarnya. Cara ini cukup efektif, tetapi
menghasilkan gas-gas hasil pembakaran
menimbulkan polusi udara. Misalnya plastik PVC.
Oleh karena mengandung atom-atom Cl dalam
molekulnya, pembakaran PVC akan menghasilkan
senyawa-senyawa klor yang beracun.
15. Jawaban: a
O
O
||
||
HOC – C6H4 – COH + HO – CH2 – CH2 – OH →
Asam tereftalat
Etilen glikol
O
O
||
||
– C – C6H4 – C – O – CH2 – CH2 – O – n
Kimia Kelas XII
87
b.
B. Uraian
1.
Polimer adalah senyawa besar yang terbentuk
dari hasil penggabungan sejumlah unit molekul
kecil (monomer).
a. Polimer alam adalah polimer yang terdapat
di alam dan berasal dari makhluk hidup,
contoh pati, selulosa, protein, karet alam, dan
asam nukleat.
b. Polimer sintetis atau polimer buatan adalah
polimer yang tidak terdapat di alam dan harus
dibuat manusia, contoh pipa PVC, teflon, dan
nilon.
2.
a.
Reaksi polimerisasi kondensasi pembentukan dakron.
O
O
||
||
d.
4.
Pada polimer adisi, polimer dibentuk melalui
reaksi adisi pada ikatan rangkap monomermonomernya sehingga banyak atom yang terikat
tidak berkurang. Jadi, rumus molekul monomer
sama dengan rumus empiris molekul tersebut.
Pada polimer kondensasi, monomer bergabung
membentuk suatu polimer dan melepaskan
molekul sederhana, misalnya air. Jadi, banyak
atom yang terikat berkurang. Oleh karena itu,
rumus molekul monomer tidak sama dengan
rumus empiris molekul polimer.
5.
(CH2 = CH – CH3)n → – CH2 – CH –
|
CH3 n
Rangkaian molekul polipropilena:
– CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH –
|
|
|
CH3
C3
CH3
2.
Jawaban: b
Polimer alam adalah polimer yang tersedia secara
alami di alam dan berasal dari makhluk hidup.
Contoh polimer alam adalah polisakarida,
poliisoprena (karet alam), protein, amilum,
selulosa, dan asam nukleat. Polivinil asetat,
polivinil klorida, dan polietena merupakan polimer
sintetis.
– C – OH + nHOCH2 – CH2OH →
nHO – C –
Asam tereftalat
O
||
Etilen glikol
O
||
–C–
– C – O – CH2 – CH2O – n + nH2O
Dakron
b.
c.
Air
Reaksi polimerisasi kondensasi pembentukan nilon.
O
O
H
H
||
||
|
|
nHO – C – (CH2)4 – C – OH + nH – N – (CH2)6 – N – H →
Asam adipat
Heksametilendiamin
O
O H
H
||
|| |
|
– C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 – N –
Nilon
3.
n
+ nH2O
Air
Sifat-sifat fisik polimer ditentukan oleh hal-hal
berikut.
a. Panjang rantai polimer
Semakin panjang rantai polimer, titik leleh
semakin tinggi.
A. Pilihan Ganda
1.
Percabangan rantai polimer
Rantai polimer dengan banyak cabang lebih
mudah meleleh karena daya tegangnya
rendah.
Sifat kristalinitas rantai polimer
Polimer dengan struktur tidak teratur akan
memiliki kristalinitas rendah dan bersifat
amorf.
Ikatan silang antarrantai polimer
Adanya ikatan silang antarrantai polimer
mengakibatkan terbentuknya jaringan yang
kaku dan membentuk bahan yang keras.
Jawaban: a
Reaksi kondensasi adalah reaksi yang terjadi jika
dua atau lebih monomer sejenis atau berbeda
jenis bergabung membentuk molekul besar
sambil melepaskan molekul-molekul kecil, seperti
H 2 O, NH 3 , dan HCl. Contoh polimerisasi
kondensasi di antaranya pembentukan nilon dan
dakron (poliester/polietilena tereftatlat). PVC,
karet, polietena, dan polistirena merupakan
contoh polimerisasi adisi.
88
Polimer
3. Jawaban: c
3)
Rumus struktur polivinil klorida (PVC)
H
|
– CH2 – C –
|
Cl n
Kegunaan polivinil klorida (PVC) adalah
untuk membuat pipa, pelapis lantai, dan
slang.
4)
Rumus struktur nilon
H
H O
O
|
| ||
||
– N – (CH2)6 – N – C – (CH2)4 – C – n
merupakan struktur polimer linear
merupakan struktur polimer bercabang
Kegunaan nilon adalah untuk membuat tali,
jala, parasut, jas hujan, dan tenda.
5)
merupakan struktur polimer berikatan silang
4. Jawaban: d
Polimer sintetis merupakan polimer yang disintesis
atau dibuat dari monomer-monomernya dalam
reaktor di industri kimia dan tidak terdapat di alam,
contoh polistirena, PVC, nilon, dan poliester. DNA,
amilum, dan selulosa merupakan polimer alam.
5. Jawaban: a
Monomer dari karet alam adalah isoprena,
sedangkan monomer dari selulosa adalah
glukosa. Sementara itu, asam amino merupakan
monomer dari protein.
6. Jawaban: a
Polimerisasi adisi yaitu reaksi pembentukan
polimer dari monomer-monomer yang berikatan
rangkap menjadi ikatan tunggal.
[ = ] → [− − − ] etena
polietena
7. Jawaban: b
1) Rumus struktur orlon
– CH2 – CH –
|
CN
n
Kegunaan orlon adalah untuk baju wol, kaus
kaki, dan karpet.
2)
Rumus struktur bakelit
OH
– H2C
CH2 –
n
Kegunaan bakelit adalah untuk peralatan
listrik, kotak isolator, serta dudukan lampu,
radio, dan kamera.
Rumus struktur dakron
O
O
||
||
– C – OCH2 – CH2O – n
Kegunaan dakron adalah untuk serat sintetis.
–C–
8. Jawaban: a
Kopolimer adalah polimer yang tersusun dari
monomer-monomer berlainan jenis. Contoh
polimer jenis kopolimer yaitu tetoron, nilon, bakelit,
urea metanal, dan polietilena tereftalat. Sementara
itu, karet alam, selulosa, PVC, dan protein
termasuk polimer jenis homopolimer.
9. Jawaban: c
Polimerisasi adisi terjadi pada senyawa yang
monomernya mempunyai ikatan rangkap pada
atom C rantai induk, seperti pada struktur pilihan
jawaban c. Sementara itu, pada pilihan jawaban a
dan e ikatan rangkap terjadi pada gugus – C = O
sehingga tidak mengalami polimerisasi adisi. Pilihan
jawaban b dan d tidak mempunyai ikatan rangkap
sehingga tidak mengalami reaksi adisi.
10. Jawaban: c
1) Rumus struktur nilon-66
H
H O
O
|
| ||
||
– N – (CH2)6 – N – C – (CH2)4 – C – n
Kegunaan nilon-66 untuk membuat tali, jala,
parasut, jas hujan, dan tenda.
2)
Rumus struktur orlon
– CH2 – CH –
|
CN
n
Kegunaan orlon untuk baju wol, kaos kaki,
dan karpet.
Kimia Kelas XII
89
3)
Rumus struktur dakron
O
O
||
||
–C–
– C – OCH2 – CH2O –
n
Kegunaan dakron untuk serat sintetis.
4)
Rumus struktur bakelit
OH
– H2C
CH2 –
n
Kegunaan bakelit untuk peralatan listrik,
kotak isolator, serta dudukan lampu, radio,
dan kamera.
5)
Rumus struktur protein
H H O H H O
|
| ||
|
| ||
–N–C–C–N–C–C–
|
|
(CH2)2
CH2
n
|
|
S
|
CH3
Kegunaan protein untuk tekstil.
C6H5 H
C6H5 H
C6H5 H
l
l
l
l
l
l
––– C ––– C ––– C ––– C ––– C ––– C –––
l
l
l
l
l
l
n
H
H
H
H
H
H
melalui reaksi polimerisasi adisi adalah
C6H5 H
\
/
C = C . Monomer ini mengalami polimerisasi
/
\
H
H
adisi sehingga ikatan rangkap pada GC = CH
berubah menjadi ikatan tunggal dengan mengikat
monomer yang lain.
15. Jawaban: d
Karet alam terbentuk dari isoprena melalui proses
adisi, protein terbentuk dari asam amino melalui
proses kondensasi, PVC terbentuk dari vinil
klorida melalui proses adisi, polistirena terbentuk
dari stirena melalui proses adisi, dan selulosa
terbentuk dari glukosa melalui proses kondensasi.
16. Jawaban: c
PVC (polivinil klorida) merupakan polimer yang
terbentuk dari monomer vinil klorida (H2C = CHCl).
11. Jawaban: b
Protein merupakan polimer yang tersusun dari
monomer asam amino, sedangkan pati/amilum,
selulosa, dan glikogen tersusun dari monomer
glukosa.
17. Jawaban: d
Polimer dengan gugus ulang:
(– CH2 – CHCl – CH2 – CH = CH – CH2 –)
dapat terbentuk dari monomer CH2 = CHCl dan
CH2 = CH – CH = CH2.
12. Jawaban: d
Polimer yang dapat menjadi lunak jika dikenai
panas dan menjadi keras kembali jika didinginkan
merupakan polimer jenis termoplastik. Elastomer
merupakan polimer yang elastik atau dapat mulur
jika ditarik, tetapi kembali ke awal jika gaya tarik
ditiadakan. Termosetting yaitu polimer yang bersifat
kenyal atau liat jika dipanaskan dan dapat dibentuk
menurut pola yang diinginkan. Kopolimer yaitu
polimer yang tersusun dari monomer-monomer
yang berlainan jenis. Homopolimer adalah polimer
yang tersusun dari monomer-monomer yang sama
atau sejenis.
18. Jawaban: d
1) Pada polimerisasi adisi monomer-monomernya
harus mempunyai ikatan rangkap. Contoh
polimer adisi sebagai berikut.
a) PVC dengan monomernya vinil klorida
(kloro etena).
b) Karet alam dengan monomernya isoprena
(2-metil-1,3-butadiena).
c) Teflon dengan monomernya tetrafluoroetena.
d) Polietena dengan monomernya etena.
2) Pada polimerisasi kondensasi monomermonomernya harus mempunyai gugus
fungsi, misalnya –COOH, –NH2, atau –OH.
Contoh polimer kondensasi antara lain
selulosa, asam amino, nilon, dan tetoron.
13. Jawaban: b
Polimer termosetting adalah polimer yang tidak
melunak jika dipanaskan. Polimer jenis ini tidak
dapat dibentuk ulang, contoh bakelit.
14. Jawaban: b
Monomer yang membentuk polistirena dengan
rumus:
90
Polimer
19. Jawaban: e
Etilen glikol dapat berpolimerisasi kondensasi
dengan asam tereftalat membentuk polietilena
tereftalat.
HO – CH2CH2 – OH + HOOCC6H4COOH →
Etilen glikol
O
||
(– C –
Asam tereftalat
O
||
– C – OCH2CH2 – O –)n + H2O
Polietilena tereftalat
20. Jawaban: a
O
O
H
H
||
||
|
|
HO – C – (CH2)4 – C – OH + H – N – (CH2)6 – N – H →
Asam adipat
Heksametilen diamin
O
O H
H
||
|| |
|
– C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 – N –
Nilon-66
n
+ nH2O
Air
21. Jawaban: e
Nilon merupakan polimer. Jika rumus struktur nilon
O
O
O
O
ll
ll
ll
ll
–C– –C–N– –N–C– –C–N– –N–
l
l
l
l
H
H
H
H
maka rumus struktur sederhana (monomer) nilon
adalah
O
O
ll
ll
–N– –N–C– –C–
l
l
H
H
22. Jawaban: c
Monomer berikatan tunggal dapat membentuk
polimer melalui reaksi polimerisasi kondensasi.
Pada proses ini, akan dihasilkan senyawasenyawa kecil seperti H 2O. Oleh karena itu,
1 atom H dari monomer akan berikatan dengan
1 gugus –OH dari monomer lain sehingga pada
rumus struktur polimernya tidak lagi mengandung
gugus –OH. Sementara itu, monomer berikatan
rangkap dapat membentuk polimer melalui reaksi
adisi sehingga struktur polimernya tidak lagi
mengandung ikatan rangkap. Jadi, pasangan
monomer dengan polimer yang tepat adalah
H H
H H H H H
l
l
l
l
l l
l
C=C
dan – C – C – C – C – C –
l
l
l
l
l l
l
Cl H
Cl H Cl H Cl
23. Jawaban: d
No.
Polimer
Monomer
Proses Pembentukan
1)
2)
3)
4)
5)
Protein
Karet alam
Selulosa
PVC
Nilon
Asam amino
Isoprena
Glukosa
Vinil klorida
Asam adipat
dan heksametilen diamin
Kondensasi
Adisi
Kondensasi
Adisi
Kondensasi
24. Jawaban: b
Polimerisasi adisi terjadi pada monomer yang
mempunyai ikatan rangkap, seperti CH3CH = CH2.
25. Jawaban: b
F F
|
|
C = C merupakan monomer dari teflon. Rumus
|
|
F F
H
H
\
/
struktur monomer dari PVC adalah C = C. Rumus
/
\
H
Cl
H H
|
|
struktur monomer dari orlon adalah C = C.
|
|
H C≡N
Rumus struktur monomer dari polietilena adalah
H H
|
|
C = C. Rumus struktur monomer dari polistirena
|
|
H H
adalah H – C = C – H
|
|
H
26. =Jawaban: d
Apabila struktur suatu polimer tidak teratur,
kemampuannya untuk bergabung rendah sehingga
tidak kuat dan tidak tahan terhadap bahan-bahan
kimia serta memiliki kristalinitas rendah.
27. Jawaban: c
Nilon, polistirena, polietilena, dan PVC termasuk
polimer sintetis. Karet, DNA, protein, selulosa, dan
amilum termasuk polimer alam.
28. Jawaban: c
Styrofoam atau plastik busa bersifat tahan
terhadap tekanan tinggi sehingga biasa digunakan
sebagai pengemas makanan. Styrofoam terbuat
dari polimer polistirena atau polifenil etena.
Kimia Kelas XII
91
29. Jawaban: e
Rayon viskosa dihasilkan dengan melarutkan
selulosa ke dalam natrium hidroksida (NaOH).
4.
d.
Proses pembentukan polivinil klorida (PVC)
adalah polimerisasi adisi.
a.
Dampak negatif penggunaan polimer adalah
timbulnya masalah pencemaran lingkungan
dan gangguan kesehatan. Kebanyakan jenis
polimer tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme tanah sehingga dapat mencemari
lingkungan. Selain itu, sebagian gugus atom
pada polimer yang terlarut dalam makanan
bersifat karsinogen sehingga ketika masuk
ke dalam tubuh manusia dapat memicu
timbulnya kanker.
Upaya yang dapat dilakukan untuk mengurangi
dampak negatif penggunaan polimer sebagai
berikut.
1) Mengurangi pemakaian polimer plastik.
2) Tidak membuang plastik di sembarang
tempat.
3) Mencari alternatif pemakaian alat-alat
yang lebih mudah diuraikan.
4) Mengumpulkan plastik-plastik bekas
untuk didaur ulang.
30. Jawaban: d
Contoh polimer dan kegunaannya yang berhubungan dengan tepat sebagai berikut.
No.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Kegunaan pada Industri
Contoh Polimer
Protein
Selulosa
Polietilena
Polivinil klorida
Polistirena
Karet
Sutra, wol
Kayu
Kantong plastik
Pipa plastik
Styrofoam
Ban mobil
b.
B. Uraian
1.
Macam-macam polimer berdasarkan bentuk
susunan rantainya sebagai berikut.
a. Polimer linear
Polimer linear yaitu polimer yang tersusun
dari unit ulang yang berikatan satu sama
lainnya membentuk rantai polimer.
b. Polimer bercabang
Polimer bercabang yaitu polimer yang
terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama.
c. Polimer berikatan silang
Polimer berikatan silang yaitu polimer yang
terbentuk karena beberapa rantai polimer
saling berikatan satu sama lain pada rantai
utamanya.
2.
5.
Protein terbentuk dari asam amino melalui reaksi
polimerisasi. Pada reaksi pembentukan protein
ini dibebaskan molekul H 2O. Rumus struktur
molekul protein sebagai berikut.
NH2 – CH – COH
|
||
R
O
Setelah mengalami reaksi polimerisasi terbentuk
suatu protein dengan struktur sebagai berikut.
H
H
|
|
– N – CH – C – N – CH – C –
+ (n – 1) H2O
|
||
|
||
n
R
O
R
O
6.
a.
Nilon-66 terbentuk melalui reaksi kondensasi dari
dua jenis monomer, yaitu asam adipat (asam
1,6-heksanadioat) dan heksametilen diamin
(1,6-diamino heksana). Kondensasi terjadi dengan
melepas molekul air yang berasal dari atom H dari
gugus amino dan gugus –OH karboksilat.
O
O
H
H
||
||
|
|
nHO – C – (CH2)4 – C – OH + nH – N – (CH2)6 – N – H
asam adipat
heksametilen diamin
O
O H
H
||
|| |
|
→ (– C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 – N –) n + nH2O
nilon-66
3.
a.
b.
c.
92
Nama polimer polivinil klorida (PVC).
Struktur monomer
H H
|
|
C=C
|
|
H Cl
Nama monomer kloro etilen atau vinil klorida.
Polimer
b.
Teflon merupakan polimer dari tetrafluoroetilena. Struktur tetrafluoro etilena adalah
F F
|
|
C=C
|
|
F F
Kegunaan teflon adalah untuk pelapis tangki
di pabrik kimia, gasket, dan pelapis panci
antilengket.
Polivinil klorida (PVC) merupakan polimer
dari vinil klorida. Struktur vinil klorida adalah
H H
|
|
C=C
|
|
H Cl
c.
d.
e.
Kegunaan PVC adalah untuk membuat pipa,
pelapis lantai, dan slang.
Polipropilena merupakan polimer dari
propilena. Struktur propilena adalah
H H H
|
|
|
H–C=C–C–H
|
H
Kegunaan polipropilena adalah untuk
membuat karung, tali, dan botol.
Orlon merupakan polimer dari akrilonitril.
Struktur akrilonitril adalah
H H
|
|
C=C–C≡N
|
H
Orlon banyak dipakai untuk baju wol, kaus
kaki, dan karpet.
Polistirena merupakan polimer dari stirena.
Struktur stirena adalah
CH – CH2
8. Reaksi pembuatan tetoron adalah reaksi polimerisasi dari asam tereftalat dan 1,2-etanadiol.
O
||
n HO – C –
O
||
– C – OH + n[HO – CH2 – CH2 – OH] →
Asam tereftalat
O
||
–O–C–
1,2-etanadiol
O
||
– C – O – CH2 – CH2 – n + nH2O
Tetoron
Tetoron digunakan untuk bahan tekstil.
9. Rayon dibedakan menjadi dua, yaitu rayon
viskosa dan rayon kupromonium.
Rayon viskosa dihasilkan dengan penambahan
alkali seperti NaOH dan karbon disulfida pada
selulosa. Rayon kupromonium dihasilkan dengan
cara melarutkan selulosa ke dalam larutan
senyawa kompleks Cu(NH3)4(OH)2.
10. a.
Reaksi pembuatan nilon
O
O
H
H
||
||
|
|
nHO – C – (CH2)4 – C – OH + nH – N – (CH2)6 – N – H →
Asam adipat
Heksametilen diamin
O
O H
H
||
|| |
|
– C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 – N –
Nilon
Polistirena digunakan untuk membuat bahan
pesawat terbang, genting, cangkir, mangkuk,
dan mainan.
7. a.
b.
c.
Polimer semikristal yaitu polimer yang mempunyai sifat kristal dan amorf, misalnya kaca.
Polimer amorf yaitu polimer yang tidak mempunyai bentuk tertentu, misalnya polipropilena,
karbohidrat, PVC, protein, dan polietena.
Polimer kristalin yaitu polimer yang mempunyai bentuk kristal tertentu, misalnya teflon.
n
+ nH2O
Air
Reaksi pembuatan dakron
O
O
||
||
– C – OH + nHOCH2 – CH2OH →
nHO – C –
Asam tereftalat
O
||
Etilen glikol
O
||
–C–
– C – O – CH2 – CH2O – n + nH2O
Dakron
b.
Air
Kegunaan nilon untuk membuat tali, jala,
parasut, jas hujan, dan tenda.
Kegunaan dakron sebagai serat tekstil.
Kimia Kelas XII
93
Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu:
1. menjelaskan jenis-jenis karbohidrat beserta struktur, tata nama, dan sifatnya;
2. menjelaskan struktur, tata nama, serta sifat protein dan lipid;
3. mengidentifikasi kandungan karbohidrat, protein, dan lemak dalam bahan makanan;
4. menjelaskan kegunaan karbohidrat, protein, dan lipid bagi tubuh;
5. terampil melakukan uji terhadap karbohidrat dan protein serta menyajikan laporannya;
6. terampil menyajikan makalah mengenai pengaruh lemak terhadap tubuh.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik:
1. menghargai dan mensyukuri keberadaan karbohidrat, protein, dan lemak sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa yang
sangat bermanfaat bagi tubuh;
2. berperilaku kritis, objektif, terbuka, bertanggung jawab dalam pengamatan serta santun dalam berdiskusi.
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
Karbohidrat
•
•
•
•
•
•
•
Mengamati struktur, sifat, dan kegunaan karbohidrat melalui video.
Mendiskusikan struktur dan penggolongan karbohidrat yang meliputi
monosakarida, disakarida, dan polisakarida beserta tata namanya.
Mendiskusikan hubungan karbohidrat dalam tubuh dengan penyakit
diabetes (gula darah tinggi).
Merancang percobaan untuk menguji
kandungan karbohidrat dalam
sampel/bahan makanan.
Melakukan percobaan untuk menguji
kandungan karbohidrat dalam sampel.
Mendiskusikan kegunaan karbohidrat dalam kehidupan.
Membuat peta konsep mengenai
karbohidrat.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
94
Protein
•
•
•
•
•
•
•
Mengumpulkan berbagai informasi
mengenai struktur, sifat, dan kegunaan protein.
Mendiskusikan struktur asam amino
sebagai penyusun protein dan sifatsifatnya.
Mendiskusikan perbedaan asam
amino esensial dan asam amino
nonesensial beserta contohnya.
Mendiskusikan penamaan protein berdasarkan aturan IUPAC dan trivial.
Membuat rancangan percobaan
untuk menguji kandungan protein
dalam bahan makanan.
Melakukan percobaan untuk menguji
kandungan protein dalam sampel.
Membuat peta konsep mengenai
protein.
Lipid
•
•
•
•
•
•
•
Mengumpulkan informasi mengenai
struktur, sifat, dan kegunaan lipid dari
berbagai sumber.
Mendiskusikan asam lemak jenuh
dan asam lemak tidak jenuh.
Menganalisis hubungan struktur
asam lemak dengan kesehatan.
Mendiskusikan perbedaan minyak
dengan lemak dan reaksi hidrogenasi.
Mendiskusikan contoh-contoh senyawa lipid lainnya.
Membuat leaflet/brosur mengenai sifat
dan kegunaan lemak atau obesitas/
kolesterol.
Membuat sereal sederhana dari
bahan sekitar sebagai tugas proyek.
Menghargai dan mensyukuri keberadaan karbohidrat, protein, dan lipid sebagai karunia Tuhan Yang maha Esa yang
sangat bermanfaat bagi tubuh.
Bersikap kritis dan objektif dalam mengumpulkan informasi mengenai karbohidrat, protein, dan lipid.
Bersikap terbuka dan santun dalam berdiskusi.
Bersikap tanggung jawab dalam mengerjakan tugas dan praktikum.
Menjelaskan struktur, sifat, dan kegunaan karbohidrat sesuai penggolongannya.
Menjelaskan dan melakukan identifikasi kandungan karbohidrat dalam bahan makanan.
Menjelaskan struktur, sifat, dan kegunaan asam amino dan protein.
Menjelaskan dan melakukan identifikasi kandungan protein dalam bahan makanan.
Menjelaskan struktur, sifat, dan kegunaan lemak serta jenis lipid lainnya.
Menjelaskan sifat dan pengaruh lemak terhadap kesehatan tubuh.
Menyajikan rancangan percobaan dan laporan hasil percobaan uji identifikasi karbohidrat dan protein dalam makanan.
Menyajikan peta konsep karbohidrat dan protein.
Menyajikan leaflet/brosur mengenai sifat dan kegunaan lemak terhadap tubuh.
Menyajikan laporan tugas proyek pembuatan sereal sederhana.
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Jenis monosakarida meliputi glukosa, fruktosa,
galaktosa, dan pentosa. Sementara itu, maltosa,
laktosa, dan sukrosa tergolong oligosakarida.
Selulosa termasuk polisakarida.
8. Jawaban: a
Jenis
Makanan
2. Jawaban: c
Suatu karbohidrat akan mengalami dehidrasi atau
kehilangan air jika dipirolisis dengan panas atau
asam sehingga terbentuk arang atau karbon dan
uap air.
3. Jawaban: d
Hidrolisis sempurna maltosa menghasilkan
glukosa dan glukosa (2 molekul glukosa).
Gabungan molekul glukosa dengan fruktosa menghasilkan sukrosa. Gabungan glukosa dengan
galaktosa menghasilkan laktosa.
4. Jawaban: e
Pereaksi Seliwanoff merupakan campuran antara
1,3-dihidroksi benzena (resorsinol) dengan HCl
encer. Uji ini memberikan hasil positif jika warna
campuran berubah menjadi merah. Uji ini digunakan
untuk mengidentifikasi adanya fruktosa.
5. Jawaban: b
Glukosa merupakan suatu aldoheksosa dan sering
disebut dekstrosa karena mempunyai sifat
memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Glukosa
merupakan gula pereduksi.
6. Jawaban: b
Menurut rumus Haworth, struktur karbohidrat
dituliskan dalam bentuk cincin furan atau piran.
Jika senyawa berbentuk α, posisi gugus –OH pada
atom C nomor 1 mengarah ke bawah. Dengan demikian,
penulisan struktur α-D-glukosa sebagai berikut.
CH2OH
H
H
OH
HO
O
H
Hasil Identifikasi
a.
Galaktosa
Hasil uji Fehling menghasilkan
Cu2O
b.
Laktosa
Hasil uji Molisch menghasilkan
warna merah–ungu
c.
Glukosa
Hasil uji Molisch menghasilkan
warna merah–ungu
d.
Sukrosa
Tidak terjadi perubahan saat diuji
dengan pereaksi Fehling
e.
Amilum
Terjadi perubahan warna biru saat
direaksikan dengan iodin
9. Jawaban: e
Dari kelima pilihan karbohidrat, yang memberikan
endapan merah bata dengan pereaksi Fehling
adalah maltosa (glukosa–glukosa) dan laktosa
(glukosa–galaktosa). Di antara keduanya apabila
dihidrolisis akan menghasilkan karbohidrat
(monosakarida) yang berlainan adalah laktosa
karena terbentuk dari glukosa dan galaktosa.
10. Jawaban: d
Dalam tubuh, karbohidrat akan dihidrolisis menjadi
glukosa. Kelebihan glukosa dalam tubuh diubah
menjadi glikogen. Hormon insulin sangat diperlukan
untuk mengubah kelebihan glukosa dalam tubuh
menjadi glikogen. Pada penderita penyakit diabetes, jumlah hormon insulin sangatlah kurang
sehingga kadar glukosa dalam darah akan
berlebihan karena tidak diubah menjadi glikogen.
Glukosa berlebih ini akan dibuang bersama urine.
B. Uraian
1. Aldosa yaitu suatu monosakarida yang mempunyai
gugus fungsi aldehid, misalnya glukosa dan
galaktosa. Adapun ketosa yaitu suatu monosakarida yang mempunyai gugus fungsi keton,
misalnya fruktosa.
2. a.
H
Jenis
Karbohidrat
Reaksi hidrolisis amilum
enzim
→ nC12H22O11
2(C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯⎯⎯
amilase
OH
maltosa
← mengarah ke bawah
OH
H
7. Jawaban: c
Polisakarida digolongkan menjadi dua jenis, yaitu
homopolisakarida dan heteropolisakarida.
Homopolisakarida mengandung satu jenis
monomer, contohnya adalah pati (amilum),
glikogen, dan selulosa. Adapun heteropolisakarida
mengandung dua jenis atau lebih monomer, contohnya kitin. Laktosa dan maltosa termasuk disakarida,
sedangkan fruktosa termasuk monosakarida.
Reaksi ini berlanjut ke reaksi berikutnya,
sebagai berikut.
enzim
→ 2C6H12O6
C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯⎯
maltase
glukosa
b.
Reaksi hidrolisis sukrosa
Reaksi ini berlangsung dalam suasana asam
encer.
enzim
→ C6H12O6
C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯⎯
maltase
glukosa
+ C6H12O6
fruktosa
Kimia Kelas XII
95
3.
Reaksi antara glukosa dengan fenilhidrazin akan
membentuk D-glukosa fenilhidrazon dan berlanjut
membentuk D-glukosazon.
HCO
HC = NNHC6H6
CHO
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
HCOH
HOCH + C6H5NHNH2 →
CH2OH
D-fruktosa
O
5
HCOH
HCOH
HCOH
H
HO
C
2
H
1
CH2OH
C
3
OH
⎯⎯
→
←⎯
⎯
D-glukosafenilhidrazon
HC = NNHC6H5
C = NNHC6H5
HO
C
2
3
1
HOCH
CH2OH
C
2C6H5NHNH2 + H2O ⎯→HCOH
H
HCOH
rantai terbuka
(D-fruktosa)
CH2OH
+ C6H5NH2 + NH3 + 2H2O
O
5
HOH2C
CH2OH
C
C
4
H
HO
C
2
H
3
OH
1
OH
C
H
α-D-fruktofuranosa
(posisi –OH ke bawah)
4. Pembentukan osazon digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat karena gugus aldehid atau
keton pada karbohidrat akan membentuk osazon
jika dipanaskan bersama fenilhidrazin terlebih
dahulu. Selain itu, pembentukan osazon juga
digunakan untuk membedakan beberapa
monosakarida. Misal, glukosa dan galaktosa yang
terdapat dalam urine wanita yang sedang menyusui.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Asam amino dapat membentuk ion bermuatan
ganda karena terjadi pelepasan proton pada gugus
asam amino yang sekaligus ditangkap oleh molekul
bebas pada gugus amina. Ion bermuatan ganda
tersebut dikenal dengan ion zwitter.
2. Jawaban: d
Rumus struktur asam amino treonin adalah:
O
CH3 CH CH C
OH
OH NH2
96
D-glukosa
O
H
H
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
+
CH2OH
C
OH
H
β-D-fruktofuranosa
(posisi –OH ke atas)
⎯⎯
→
←⎯
⎯
OH
C
4
C
C
4
CH2OH
5
HOH2C
OH
HOCH
HCOH
D-fruktosa dalam struktur Haworth diperoleh dengan
bentuk cincin segi lima yang disebut furan.
Karbohidrat yang membentuk struktur cincin segi
lima disebut furanosa.
HOH2C
HCOH
5. Uji Molisch merupakan cara paling umum untuk
menunjukkan adanya senyawa karbohidrat dalam
suatu sampel. Cincin berwarna ungu menunjukkan
bahwa sampel larutan mengandung karbohidrat.
Pereaksi Fehling digunakan untuk menguji sifat
karbohidrat sebagai gula pereduksi. Uji ini positif
jika terbentuk endapan merah bata. Oleh karena
itu, kemungkinan sampel larutan mengandung
monosakarida (glukosa, fruktosa, atau galaktosa),
maltosa, dan laktosa. Pereaksi Seliwanoff
merupakan uji khusus fruktosa. Pengujian yang
dilakukan terhadap sampel larutan menghasilkan
warna merah. Hal ini menunjukkan bahwa sampel
tersebut mengandung karbohidrat jenis fruktosa.
Serin:
HO
CH2
Glisin:
H
H
C
NH2
H
C
NH2
COOH
COOH
kontraktil adalah protein yang berfungsi menggerakkan otot. Protein transpor adalah protein yang
berfungsi mengangkut O2 ke sel. Protein struktural
adalah protein yang berfungsi melindungi jaringan
di bawahnya.
Alanin:
H
CH3
C
COOH
NH2
Sistein:
H
HS
CH2
C
COOH
NH2
3. Jawaban: d
Asam amino yang merupakan asam amino
nonesensial yaitu alanin, asparagin, asam
aspartat, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin,
prolin, serin, dan tirosin. Asam amino yang
merupakan asam amino esensial di antaranya
arginin, histidin, isoleusin, metionin, fenilalanin,
treonin, triptofan, lisin, dan valin.
4. Jawaban: c
H
CH2 C COOH
H
HO
CH2
NH2
Fenilalanin
C COOH
NH2
Tirosin
Kedua asam amino tersebut mengandung rantai
benzena.
5. Jawaban: a
Lisin merupakan asam amino yang bersifat basa.
Contoh asam amino yang bersifat asam adalah
asam glutamat. Contoh asam amino yang bersifat
netral karena tidak bermuatan adalah sistein dan
serin. Contoh asam amino yang bersifat hidrofob
adalah glisin dan alanin. Asam amino asimetris
terdapat pada asam amino optis aktif yaitu asam
amino yang mempunyai atom C-α.
6. Jawaban: a
Ikatan peptida adalah ikatan yang mengaitkan dua
molekul asam amino. Ikatan ini terjadi dengan
melepaskan molekul air (H – OH).
7. Jawaban: d
Sifat-sifat protein:
1) ada yang larut dan ada yang tidak larut dalam
air;
2) mengalami kerusakan struktur pada suhu tinggi;
3) memiliki viskositas yang lebih besar daripada
air sebagai pelarutnya;
4) mengkristal jika ditambah amonium sulfat;
5) pengocokan dapat mengakibatkan denaturasi
protein.
8. Jawaban: d
Protein yang berfungsi sebagai pengatur reaksi
dalam tubuh adalah hormon. Enzim merupakan
protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Protein
9. Jawaban: d
Sampel makanan positif mengandung protein jika
diuji dengan reaksi Biuret menghasilkan warna
ungu. Uji xantoprotein adalah uji terhadap protein
yang mengandung gugus fenil (cincin benzena).
Apabila protein yang mengandung cincin benzena
dipanaskan dengan asam nitrat pekat akan
terbentuk warna kuning. Warna kuning berubah
menjadi jingga apabila sampel dibuat alkalis (basa)
dengan ditetesi larutan NaOH. Bahan yang mengandung inti benzena adalah ikan dan putih telur.
Uji Pb-asetat digunakan untuk menguji adanya
kandungan belerang dalam sampel protein. Uji
positif ditandai dengan terbentuknya endapan hitam
PbS.
10. Jawaban: e
Kegunaan protein sebagai berikut.
1) Biokatalis (enzim).
2) Mengangkut oksigen ke sel (protein transpor).
3) Cadangan makanan (protein cadangan).
4) Menggerakkan otot (protein kontraktil).
5) Melindungi jaringan di bawahnya (protein
struktural).
6) Pelindung terhadap mikroorganisme patogen
(protein pelindung).
7) Mengatur reaksi dalam tubuh (hormon).
Sumber energi utama bagi tubuh berupa karbohidrat.
Cadangan energi bagi tubuh berasal dari lemak.
Antibodi terhadap racun yang masuk ke dalam tubuh
berasal dari antioksidan seperti vitamin.
B. Uraian
1. Sifat-sifat asam amino sebagai berikut.
a. Asam amino bersifat amfoter yaitu dapat
bersifat asam dan basa. Hal ini karena asam
amino mempunyai gugus karboksil yang
bersifat asam dan juga gugus amina yang
bersifat basa.
b. Asam amino dapat membentuk zwitter ion
yaitu ion yang bermuatan ganda. Hal ini karena
pada asam amino terjadi pelepasan H+ yang
sekaligus ditangkap oleh molekul bebas pada
gugus amina. Adanya zwitter ion mengakibatkan asam amino memiliki kepolaran yang
tinggi, dapat larut dengan baik dalam air, dan
tidak mudah menguap.
c. Asam amino bersifat optis aktif karena mempunyai atom C asimetris atau atom C kiral, yaitu
atom C yang mengikat empat buah gugus
yang berbeda (–H, –COOH, –NH2, dan –R),
kecuali glisin.
Kimia Kelas XII
97
2. Reaksi-reaksi yang memperlihatkan sifat amfoter
asam amino sebagai berikut.
a. Sifat amfoter dapat membentuk ester apabila
direaksikan dengan alkohol.
O
R
CH
C
OH
+
R′OH ⎯→ R
NH 2
b.
CH
C
OR′
+ H2O
Asam amino dengan air melepaskan OH–
C
O–
+
H2O
⎯→ R
NH 2
O
CH
C
O–
+ OH–
NH3+
3. Para ahli biokimia menggunakan singkatan untuk
menuliskan struktur polipeptida. Setiap asam
amino diberi lambang dengan tiga huruf. Contoh
polipeptida yang terdiri atas 10 asam amino
dituliskan sebagai berikut.
Gly – Phe – Cys – Ser – Ala – Gly – Asp – Ala –
Lys – Asp
Keterangan:
Gly = glisin
Phe = fenilalanin
Cys = sistein
Ser = serin
Ala = alanin
Asp = asam aspartat
Lys = lisin
Dalam penulisan rangkaian asam amino tersebut,
ujung amino (asam amino dengan gugus amino
bebas) ditempatkan di sebelah kiri. Sementara itu,
ujung karboksil di sebelah kanan. Glisin mempunyai
gugus –NH2 bebas, sedangkan asam aspartat
(Asp) mempunyai gugus –COOH bebas.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Berdasarkan kemiripan struktur kimia yang
dimilikinya, lipid digolongkan menjadi trigliserida,
fosfolipid, steroid, dan lipoprotein. Nukleat tersusun
dari asam amino dan sakarida.
2. Jawaban: a
Lilin merupakan gabungan ester asam lemak
dengan alkohol. Kedua bagian tersebut memiliki
rantai panjang. Misal, mirisil palmitat terbentuk dari
ester asam palmitat dengan mirisil alkohol.
CH3 – (CH2)14 – C – O – R +
O
Ester dari asam palmitat
98
b.
NH 2
O
R
O
CH
4. a.
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
c.
Adanya ikatan peptida dapat diketahui dengan
melakukan uji Biuret yaitu dengan menetesi
sampel dengan larutan NaOH, kemudian
larutan tembaga(II) sulfat encer sehingga terbentuk warna ungu.
Adanya cincin benzena dapat diketahui
dengan menggunakan uji Xantoprotein yaitu
dengan memanaskan sampel dengan asam
nitrat pekat sehingga terbentuk warna kuning
kemudian menjadi jingga.
Adanya belerang dapat diketahui dengan
memanaskan larutan protein dengan larutan
NaOH pekat dan diberi beberapa tetes larutan
timbal asetat sehingga terbentuk endapan
hitam.
5. Berdasarkan fungsinya, protein dibedakan menjadi
tujuh sebagai berikut.
a. Enzim yang berfungsi sebagai biokatalis,
misal tripsin.
b. Protein transpor berfungsi untuk mengangkut
O2 ke sel, contoh hemoglobin.
c. Protein cadangan berfungsi sebagai makanan
cadangan, contoh ovalbumin.
d. Protein kontraktil berfungsi untuk menggerakkan otot, contoh aktin.
e. Protein struktural berfungsi untuk melindungi
jaringan di bawahnya, contoh keratin.
f. Protein pelindung berfungsi sebagai pelindung
terhadap mikroorganisme patogen, contoh
antibodi dan trombin.
g. Protein pengatur berfungsi mengatur reaksi
dalam tubuh, contoh insulin.
CH3 – (CH2)28 – CH2 – OH
⎯→
Mirisil alkohol
CH3 – (CH2)14 – C – OCH2 – (CH2)28 – CH3
O
Mirisil palmitat
3. Jawaban: d
NH2
|
CH3(CH2)12 – CH = CH – CH – CH – CH2OH
|
OH
Sfingosin
CH3(CH2)12 CH
R C
O
NH
CH
CH
CH
7. Jawaban: b
Titik lebur asam stearat lebih tinggi daripada titik
lebur asam oleat. Hal ini terjadi karena asam stearat
termasuk asam lemak jenuh, sedangkan asam
oleat termasuk asam lemak tidak jenuh. Meskipun
jumlah rantai karbon kedua senyawa sama (18),
tetapi ikatan rangkap dua pada asam lemak tidak
jenuh mengakibatkan titik lebur menjadi lebih rendah.
CH2OH
OH
Seramida
CH3(CH2)14 C
O
CH2
(CH2)14 CH3
O
Setilpalmitat
CH3
CH
CH3 CH3
CH
CH
CH
CH
CH3
CH3
CH3
9. Jawaban: a
Hormon kelamin perempuan yang tergolong steroid adalah estrogen dan progesteron. Testosteron
dan andosteron merupakan hormon kelamin lakilaki. Ergosterol berfungsi sebagai provitamin D.
Kolesterol merupakan komponen utama empedu.
HO
Ergosterol
10. Jawaban: b
Hidrolisis fosfatidil kolin akan menghasilkan asam
lemak, gliserol, fosfat, dan kolin.
O
H2C
O
C (CH2)14CH3
O
HC
O
C (CH2)7CH
O
H2C
O
P
O
CH(CH2)5CH3
(CH2)2N+
OH
8. Jawaban: c
Titik lebur paling tinggi dimiliki oleh asam lemak
jenuh dengan jumlah karbon paling banyak. Jumlah
karbon paling banyak dimiliki oleh asam arakidat
dengan jumlah 20. Asam arakidat juga termasuk
asam lemak jenuh. Oleh karena itu, asam arakidat
memiliki titik lebur paling tinggi dibanding beberapa
asam lemak lain dalam tabel di atas.
CH3
CH3
CH3
Fosfatidil kolin (lesitin)
B. Uraian
1. Asam linoleat memiliki dua ikatan rangkap dua
sedangkan asam linolenat memiliki tiga ikatan
rangkap dua. Dengan demikian, titik lebur asam
linolenat lebih rendah daripada asam linoleat.
CH3(CH2)3(CH2CH = CH)2(CH2)7COOH
asam linoleat
4. Jawaban: c
Lilin yang berasal dari kepala paus atau lumbalumba adalah setilpalmitat dengan rumus struktur
sebagai berikut.
O
||
CH3(CH2)14 – C – O – CH2 – (CH2)14 – CH3
Rumus struktur a adalah seramida.
Rumus struktur b adalah sfingosin.
Rumus struktur d adalah mirisil palmitat.
Rumus struktur e adalah isoprena.
5. Jawaban: a
Fitol merupakan hasil hidrolisis klorofil dan
termasuk senyawa terpen.
6. Jawaban: e
Proses hidrogenasi yang digunakan untuk
pembuatan margarin dapat terjadi dengan bantuan
katalis Ni dan gas hidrogen.
CH3(CH2CH = CH)3(CH2)7COOH
asam linolenat
2. a.
b.
Trigliserida adalah ester yang terbentuk dari
gliserol dan asam lemak. Trigliserida biasa
disebut dengan lemak atau minyak.
Fosfolipid adalah trigliserida yang satu asam
lemaknya digantikan oleh gugus fosfat. Gugus
fosfat tersebut mengikat gugus alkohol
nitrogen. Rumus umumnya sebagai berikut.
O
||
H2C – O – C – R1
O
||
||
HC – O – C – R2
O
||
||
H2C – O – P – O – H ← dapat disubstitusi oleh
gas tertentu
|
OH
Kimia Kelas XII
99
c.
Steroid adalah lipid yang bukan turunan ester
dan tidak memiliki gugus asam lemak. Steroid
merupakan molekul organik kompleks yang
larut dalam lemak dan merupakan komponen
utama jaringan sel.
d. Lipoprotein adalah lipid yang terbentuk dari
lipid dan asam amino.
3. Sifat-sifat lilin:
a. termasuk ester dari asam lemak;
b. larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut
dalam air;
c. berfungsi sebagai pelindung atau penahan air;
d. sulit terhidrolisis;
e. tidak dapat diuraikan oleh enzim.
4. Lipid berfungsi sebagai sumber energi (bahan
bakar), merupakan komponen struktural penyusun
membran, dan sebagai lapisan pelindung vitamin
serta hormon.
5. Rumus struktur kolesterol:
CH3
CH
CH3
Rumus struktur ergosterol:
CH3
CH
CH3 CH3
CH
CH
CH3
CH
CH
CH3
CH3
HO
Berdasarkan rumus struktur tersebut terlihat bahwa
ergosterol memiliki ikatan rangkap C=C antara
atom C nomor 7 dan 8 serta ikatan rangkap C=C
antara atom C nomor 19 dan 20. Selain itu, ergosterol juga memiliki gugus metil pada atom C nomor
21. Sementara itu, pada kolesterol tidak terdapat
dua buah ikatan rangkap dua dan gugus metil pada
atom C nomor tersebut.
CH3
CH2 CH2 CH2 CH
CH3
CH3
HO
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Ketosa adalah monosakarida yang mempunyai
gugus fungsi keton, contoh fruktosa.
2. Jawaban: a
Sifat-sifat fisik karbohidrat sebagai berikut.
1) Pada suhu kamar, karbohidrat dapat berupa
zat padat, hablur tidak berwarna (misal
sukrosa dan glukosa), zat padat amorf (misal
pati), dan basa serat (misal selulosa).
2) Sebagian besar karbohidrat bersifat dapat
memutar bidang polarisasi cahaya.
3. Jawaban: b
Disakarida yang terbentuk dari glukosa dan
fruktosa yaitu sukrosa. Jika dihidrolisis, sukrosa
akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan
fruktosa. Laktosa terbentuk dari galaktosa dan
glukosa. Selulosa merupakan polisakarida.
Maltosa terbentuk dari dua molekul glukosa.
Galaktosa merupakan monosakarida.
4. Jawaban: a
Laktosa merupakan disakarida yang terbentuk dari
glukosa dan galaktosa. Dengan demikian, apabila
mengalami hidrolisis akan membentuk kembali
monosakarida-monosakarida pembentuknya.
5. Jawaban: a
Pada atom C asimetris nomor 2, gugus –OH
berada di posisi kanan dan gugus –H berada di
posisi kiri. Dengan demikian, senyawa tersebut
berbentuk D dengan nama D-gliseraldehid.
CHO
HO
C
H
CH2OH
CHO
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
100
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
= L-gliseraldehid
= D-eritrosa
Rumus struktur asam amino tersebut sebagai berikut.
CHO
H
C
OH
HO
C
H
H
= L-eritrosa
serin
= HO
CH2
C COOH
NH2
CH2OH
CHO
HO
C
H
H
C
OH
H
glisin
= H
= D-treosa
NH2
CH2OH
6. Jawaban: b
Sifat-sifat glikogen sebagai berikut.
1) Dalam larutannya dapat mereduksi Fehling.
2) Pada hidrolisis dengan asam encer, glikogen
membentuk glukosa.
3) Mudah larut dalam air panas.
7. Jawaban: c
Amilum mengandung dua senyawa yang
merupakan polimer dari glukosa, yaitu amilosa dan
amilopektin. Amilosa dapat larut dalam air panas,
sedangkan amilopektin tidak larut dalam air panas.
Oleh karenanya, tepung yang dicampur dengan air
panas akan membentuk koloid.
8. Jawaban: b
Struktur galaktosa mirip dengan glukosa.
Perbedaan keduanya terdapat pada letak gugus
–OH pada atom karbon nomor 4. Gugus –OH
senyawa galaktosa terletak di sebelah kiri,
sedangkan gugus –OH senyawa glukosa terletak
di sebelah kanan.
9. Jawaban: d
Glukosa tergolong gula yang mengandung gugus
O
B
aldehid (–C ). Adanya gugus aldehid ini, meng\
H
akibatkan glukosa dapat mereduksi dan menghasilkan warna merah bata dari Cu2O
O
O
B
B
–C + 2CuO ⎯→ –C
+ Cu2O
\
\
H
OH
10. Jawaban: e
Suatu senyawa membentuk endapan cermin perak
saat bereaksi dengan pereaksi Tollens, artinya
senyawa tersebut mungkin monosakarida
(glukosa, fruktosa, dan galaktosa), maltosa, dan
laktosa. Jika dihidrolisis, senyawa tersebut
menghasilkan dua macam karbohidrat yang
berlainan. Jadi, senyawa tersebut merupakan
disakarida yaitu laktosa.
11. Jawaban: d
C COOH
prolin
= HC
2
H2C
CH2
CH
COOH
N
H
H
sistein = HS
CH2
C COOH
NH2
H
tirosin = HO
CH2
C COOH
NH2
Jadi, asam amino yang mengandung cincin aromatik
adalah tirosin. Tirosin mengandung cincin benzena.
12. Jawaban: a
Rumus struktur yang merupakan gugus ulang dari
suatu protein adalah:
R H
R
C
C
N
C
C
N
O H
O H H
13. Jawaban: d
Denaturasi protein adalah hilangnya sifat-sifat
alamiah protein karena rusaknya struktur-struktur
protein selain struktur utama. Proses denaturasi
protein dapat terjadi akibat penambahan alkohol
dan larutan garam, serta pemanasan.
14. Jawaban: b
Protein yang pertama kali berhasil ditentukan
struktur primernya adalah insulin. Insulin merupakan
hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah.
Insulin digunakan untuk terapi bagi orang yang
menderita kekurangan insulin (diabetes melitus).
Miosin berperan dalam sistem kontraksi otot
kerangka. Fibroin merupakan komponen utama
dalam serat sutra dan jaring laba-laba. Trombin
merupakan protein penggumpal darah jika sistem
pembuluh terluka. Ribonuklease merupakan protein
yang berfungsi sebagai biokatalisator (enzim).
Kimia Kelas XII
101
15. Jawaban: e
H
CH3
CH COOH
NH2
alanin
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
CH3 CH2
CH
C COOH
CH3 NH2
isoleusin
Keduanya mengandung gugus R berupa rantai
karbon alifatik.
Jawaban: d
Uji keberadaan protein (ikatan peptida) dilakukan
dengan cara mereaksikannya dengan pereaksi
Biuret. Hasil positif jika memberikan warna ungu.
Pada tabel tersebut, bahan makanan yang
mengandung protein adalah K, M, dan O.
Jawaban: d
Kelebihan asam amino di dalam tubuh akan diubah
menjadi asam piruvat dan digunakan sebagai
sumber energi. Enzim merupakan protein. Arginin
dan asam aspartat merupakan asam amino.
Jawaban: e
Sistein merupakan asam amino nonesensial.
Sementara itu, isoleusin, metionin, triptofan, dan
histidin merupakan asam amino esensial.
Jawaban: a
Fungsi protein adalah nomor 1) dan 3). Sementara
itu, nomor 2) merupakan fungsi karbohidrat. Nomor
4) merupakan fungsi lemak. Nomor 5) merupakan
fungsi DNA.
Jawaban: d
Adanya protein dalam sampel makanan dapat diuji
dengan uji Biuret. Uji positif jika memberikan warna
ungu. Adanya belerang dalam protein, dapat diuji
dengan reaksi Pb(II) asetat. Uji positif jika memberikan warna hitam. Jadi, protein yang
mengandung belerang adalah susu dan putih telur.
Jawaban: d
Sifat fisika asam lemak di antaranya memiliki
kelarutan dalam air yang semakin berkurang
seiring dengan bertambahnya rantai karbon. Asam
lemak dengan rantai karbon sangat panjang tidak
larut dalam air. Asam lemak tidak jenuh dengan
jumlah ikatan rangkap dua yang semakin banyak
memiliki titik lebur yang semakin rendah. Asam
lemak jenuh dengan rantai karbon pendek
mempunyai titik lebur rendah. Salah satu sifat
kimia asam lemak yaitu dalam air akan terionisasi
sebagian dan melepaskan ion H+.
Jawaban: e
Reaksi oksidasi asam lemak tidak jenuh mengakibatkan terbentuknya gugus –COOH dan
terputusnya ikatan rangkap dua C = C.
102
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
23. Jawaban: b
Asam laurat merupakan salah satu asam lemak
jenuh. Asam lemak ini tidak mengandung ikatan
rangkap dua pada rantai karbonnya. Sementara
itu, asam palmitoleat, asam linolenat, asam oleat,
dan asam linoleat merupakan asam lemak yang
mengandung ikatan rangkap dua pada rantai
karbonnya.
24. Jawaban: e
Fungsi lipid sebagai berikut.
1) Sebagai sumber energi.
2) Sebagai unsur pembangun membran sel.
3) Sebagai pelindung organ-organ penting.
4) Untuk menjaga tubuh dari pengaruh luar.
5) Sebagai insulator listrik.
6) Membantu melarutkan vitamin dalam darah.
Biokatalis reaksi senyawa organik di dalam sel
merupakan fungsi enzim.
25. Rumus struktur kolesterol ditunjukkan oleh . . . .
CH3
CH
CH3
CH3
CH2 CH2 CH2 CH
CH3
CH3
a.
HO
O
CH3
b.
HO
CH3
CH
CH3
CH3
CH2 CH2 CH2 CH
CH3
CH3
c.
HO
CH3
CH
CH3 CH3
CH
CH
CH
CH
CH3
d.
CH3
HO
CH3
OH
CH
CH3
CH3
e.
HO
CH2 CH2 COOH
CH3
26. Jawaban: d
Lipopolisakarida merupakan gabungan antara lipid
dengan polisakarida (karbohidrat). Berbeda dengan
lipoprotein yang terdapat dalam plasma darah
manusia, lipopolisakarida terdapat dalam dinding
sel beberapa bakteri. Manusia dan hewan tidak
memiliki dinding sel. Sementara itu, dinding sel
tumbuhan tersusun dari selulosa dan dinding sel
jamur tersusun dari kitin.
27. Jawaban: c
Rumus struktur tersebut memiliki nama skualen.
Senyawa tersebut diperoleh dari minyak ikan hiu.
28. Jawaban: b
Testosteron merupakan hormon kelamin laki-laki.
Estrogen adalah steroid yang terdapat pada hormon
kelamin wanita. Dehidrokolesterol dan ergosterol
berfungsi sebagai provitamin D. Kolesterol
merupakan komponen utama empedu.
29. Jawaban: e
Terpen adalah salah satu jenis lipid, sama halnya
dengan steroid.
Beberapa jenis steroid sebagai berikut.
1) kolesterol;
2) 7-dehidrokolesterol;
3) ergosterol;
4) hormon kelamin;
5) asam-asam empedu.
30. Jawaban: d
Gliserol termasuk alkohol. Gliserol memiliki gugus
trihidroksi alkohol pada ketiga atom karbonnya.
Rumus strukturnya:
CH2
OH
CH
OH
CH2 OH
B. Uraian
1. Struktur pentosa
O
C
OH
H C OH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
dan
O
C
H
C
OH
OH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
Reaksi positif terhadap Tollens dan Fehling
O
O
C
H
C
H
AgO/Tollens
OH ⎯⎯⎯
⎯
→
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
C
H
C
OH
OH
+ H
C
OH
H
C
OH
Ag(s)
endapan perak
CuO/Fehling
⎯⎯⎯⎯
→ Cu2O(s)
endapan merah
bata
CH2OH
Struktur lingkar 6 dari pentosa
O
C
H
C
H
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
ZZZ
X
YZZ
Z
HO
H
O OH
H
H
OH
H
OH
CH2OH
2. Perbedaan amilosa dan amilopektin sebagai
berikut.
Amilopektin
No.
Amilosa
1.
Kurang larut dalam
alkohol
Larut dalam alkohol
2.
Larut dalam air panas
Tidak larut dalam air
panas
3.
Dengan iodin berwarna
biru
Dengan iodin berwarna
ungu atau merah lembayung
4.
Terdiri atas 250–300 unit
glukosa
Terdiri atas lebih dari
1.000 unit glukosa
5.
Antarglukosa terikat
dengan ikatan α–1,4glikosidik → rantai lurus
Antarglukosa terikat
dengan ikatan α–1,4
glikosidik dan sebagian
ikatan α–1,6 glikosidik
→ rantai bercabang
3. Apabila dalam urine terdapat asam urat atau
kreatinin, kedua senyawa ini dapat mereduksi
pereaksi Fehling, tetapi tidak dapat mereduksi
pereaksi Benedict. Apabila urine seseorang
membentuk endapan merah bata setelah ditetesi
pereaksi Benedict, disimpulkan bahwa dalam urine
tersebut terkandung glukosa. Hal ini mengindikasikan bahwa orang tersebut mengidap penyakit
diabetes melitus.
4. Kegunaan selulosa sebagai berikut.
a. Pembuatan kain katun.
b. Pembuatan kertas saring.
c. Pembuatan kertas pembungkus rokok.
Kimia Kelas XII
103
5. Asam amino esensial tidak disintesis dalam tubuh.
Sebaliknya, asam amino nonesensial dapat
disintesis dalam tubuh. Contoh asam amino
esensial yaitu arginin, histidin, isoleusin, leusin,
lisin, metionin, dan fenilalanin. Sementara itu,
contoh asam amino nonesensial yaitu alanin,
asparagin, sistein, serin, dan glisin.
6. Protein yang ditambahkan enzim protease akan
mengalami hidrolisis menjadi beberapa asam
aminonya. Enzim protease terdiri atas enzim
proteinase dan enzim peptidase. Enzim proteinase
akan memecah protein menjadi molekul yang lebih
kecil. Pemecahan protein ini dibantu enzim
peptidase yang memecahkan polipeptidapolipeptida.
7. Uji ninhidrin adalah uji umum untuk protein dan
asam amino. Ninhidrin dapat mengubah asam
amino menjadi suatu aldehid. Uji ini dilakukan
dengan menambahkan beberapa tetes larutan
ninhidrin yang tidak berwarna ke dalam sampel,
kemudian dipanaskan beberapa menit. Adanya
protein atau asam amino ditunjukkan oleh
terbentuknya warna ungu. Uji Biuret adalah uji
umum untuk protein (ikatan peptida), tetapi tidak
dapat menunjukkan asam amino bebas. Zat yang
akan diselidiki mula-mula ditetesi larutan NaOH,
kemudian ditambah larutan tembaga(II) sulfat yang
encer. Jika terbentuk warna ungu berarti zat
tersebut mengandung protein.
8. Proses penyabunan terjadi apabila lemak direaksikan dengan NaOH atau KOH sehingga terbentuk
gliserol dan sabun. Reaksinya sebagai berikut.
O
H2C O C R
H2C OH
O
HC O C R + 3NaOH → HC OH + 3RCOONa
O
H2C OH
H2C O C R
Lemak
104
Natrium
hidroksida
(basa kuat)
Gliserol
Sabun
Makromolekul Karbohidrat, Protein, dan Lemak
9. Dalam reaksi hidrogenasi pada lemak terjadi
pemecahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal.
Reaksi ini memiliki arti penting karena mengubah
asam lemak cair menjadi asam lemak padat,
contoh hidrogenasi asam oleat menjadi asam
stearat. Reaksi hidrogenasi melibatkan gas
hidrogen atau Ni sebagai katalis.
O
H2COC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3
O
HCOC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3
O
3H (katalis)
2
⎯⎯⎯⎯⎯⎯
→
T dan P
tidak berlebih
H2COC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3
O
H2COC(CH2)16CH3
O
HCOC(CH2)16CH3
O
H2COC(CH2)16CH3
10. Makanan yang mengandung terlalu banyak lemak
jenuh akan mengakibatkan timbunan asam lemak
pada dinding saluran darah sehingga terjadi
penyumbatan pembuluh darah. Akibat selanjutnya
yaitu memicu tekanan darah tinggi, serangan
jantung, dan strok.
A. Pilihlah jawaban yang tepat!
1. Jawaban: a
Konfigurasi elektron unsur
berikut.
27
13 M
dan
80
35 X
sebagai
Bilangan kuantum elektron terakhir ion tersebut
sebagai berikut.
n =3
A =2
m = –1
1
27
13 M
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
(jumlah elektron valensi = 3)
s =–2
80
35 X
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
(jumlah elektron valensi = 7)
akhir ion X2+ yaitu n = 3, A = 2, m = –1, dan s = – 2
Unsur M mencapai kondisi stabil seperti gas mulia
(struktur oktet) dengan cara melepaskan 3 elektron
sehingga terbentuk ion M3+. Sementara itu, unsur
X mencapai kondisi stabil seperti gas mulia
(struktur oktet) dengan menangkap 1 elektron
sehingga membentuk ion X–. Jika unsur M dan X
bergabung akan membentuk senyawa MX3 melalui
ikatan ion. Ikatan ion terbentuk antara unsur logam
dengan unsur nonlogam berdasarkan serah terima
elektron atau antara ion positif dengan ion negatif.
Adapun ikatan kovalen terjadi antara unsur
nonlogam dengan unsur nonlogam berdasarkan
pemakaian bersama pasangan elektron.
2. Jawaban: d
Unsur 59
27 X memiliki konfigurasi elektron sebagai
berikut.
59
27 X
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
Unsur X dapat membentuk ion X 2+ dengan
melepaskan 2 elektron pada kulit terluarnya yaitu
pada subkulit 4s. Dengan demikian konfigurasi
elektron ion X2+ sebagai berikut.
X2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d7
atau
X2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7
Elektron terakhir terletak pada subkulit 3d.
hj hj h
h
h
–2 –1 0 +1 +2
Jadi, harga keempat bilangan kuantum elektron ter1
3. Jawaban: a
Senyawa I mempunyai titik didih rendah dan tidak
dapat menghantarkan arus listrik dalam bentuk
larutannya sehingga senyawa I merupakan
senyawa yang memiliki ikatan kovalen nonpolar.
senyawa II mempunyai titik didih tinggi dan dapat
menghantarkan arus listrik dalam bentuk larutannya
sehingga senyawa II merupakan senyawa yang
memiliki ikatan ion. Senyawa III mempunyai titik
didih rendah dan dapat menghantarkan arus listrik
dalam bentuk larutannya sehingga senyawa III
merupakan senyawa yang memiliki ikatan kovalen
polar.
4. Jawaban: b
Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara
atom H dalam suatu molekul dengan atom F, O,
atau N dari molekul lain. Ikatan hidrogen
merupakan ikatan yang terjadi antarmolekul.
Berdasarkan ilustrasi tersebut, ikatan hidrogen
ditunjukkan oleh nomor 2). Nomor 1), 3), 4), dan 5)
merupakan ikatan kovalen tunggal.
5. Jawaban: d
Menurut hukum kekekalan massa, massa zat
sebelum bereaksi = massa zat sesudah bereaksi.
Dengan demikian penentuan perbandingan massa
Fe dan massa S dapat menggunakan data
percobaan 3). Berdasarkan data percobaan 3),
perbandingan massa Fe : massa S = 14,0 : 8,0 =
7 : 4.
Berdasarkan harga massa atom relatifnya,
perbandingan mol Fe : mol S dalam senyawa FeS
sebagai berikut.
Kimia Kelas XII
105
heru
Mol Fe : mol S = (1 × Ar Fe) : (1 × Ar S)
= (1 × 56) : (1 × 32)
= 56 : 32
=7:4
Jadi, pada beberapa percobaan dalam tabel
tersebut akan menghasilkan sisa sebagai berikut.
Massa Fe
(gram)
Massa S
(gram)
Massa FeS
(gram)
Massa FeS
(gram)
5,6
11,0
14,0
18,2
4,0
6,0
8,0
10,0
8,8
16,5
22,0
27,5
0,8 gram S
0,5 gram Fe
0,7 gram Fe
6. Jawaban: b
= 20 L
Volume gas CO2
Volume campuran gas = 8 L
Misal:
volume CH4 = x L
volume C3H8 = (8 – x)L
Perbandingan mol = perbandingan koefisien =
perbandingan volume.
Reaksi I
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
xL
2x L
xL
2x L
Reaksi II
C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g)
(8 – x) L
5(8 – x) L
3(8 – x) L
4(8 – x) L
Volume gas CO2 = 20 L
x L + 3(8 – x) L = 20 L
x + 24 – 3x = 20
24 – 2x = 20
2x = 4
x =2
Dengan demikian:
Volume CH4 = 2 L
% CH4 =
Volume CH4
Volume campuran
× 100%
2L
= 8 L × 100% = 25%
Volume C3H8 = (8 – x)
= 8 – 2 = 6L
% C3H8 =
Volume C3H8
Volume campuran
× 100%
6L
= 8 L × 100% = 75%
Jadi, persentase gas metana dan propana berturutturut adalah 25% dan 75%.
7. Jawaban: c
Padatan kalsium karbonat (CaCO3) direaksikan
dengan larutan asam klorida (HCl) menghasilkan
larutan kalsium klorida (CaCl2), air (H2O), dan gas
karbon dioksida (CO2). Persamaan reaksi belum
setaranya sebagai berikut.
106
Latihan Ujian Nasional
CaCO3(s) + HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(A) + CO2(g)
Jika dimisalkan, persamaan reaksi menjadi:
aCaCO3(s) + bHCl(aq) → cCaCl2(aq) + dH2O(A) +
eCO2(g)
Misal: a = 1
Ca: a = c
1=c
c=1
C: a = e
1=e
e=1
Cl: b = 2c
b = 2(1)
b=2
H: b = 2d
2 = 2d
2d = 2
d=1
O: 3a = d + 2e
3(1) = 1 + 2(1)
3 =1+2
3 =3
Jadi, persamaan reaksi setaranya sebagai berikut.
CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(A) +
CO2(g)
8. Jawaban: e
Larutan elektrolit kuat menghasilkan nyala lampu
terang, terdapat banyak atau sedikit gelembung
gas, serta memiliki α = 1 seperti larutan 3) dan 4).
Larutan 1) dan 5) termasuk larutan elektrolit lemah.
Larutan 1) menghasilkan nyala lampu redup, menghasilkan sedikit gelembung gas, serta memiliki
0 < α < 1 (α = 0,05), sedangkan larutan 5) tidak
menyalakan lampu, memiliki 0 < α < 1
(α = 0,02), serta menghasilkan sedikit gelembung
gas. Larutan 2) termasuk larutan nonelektrolit
karena tidak menyalakan lampu, tidak menghasilkan gelembung gas, dan memiliki α = 0.
9. Jawaban: c
ρHCl
= 1,08 g/mL
% berat HCl = 17%
Mr HCl
= 36,5
V1
= 1 mL
V2
= 1000 mL
Sebelum diencerkan:
M1 =
ρ × %HCl × 10
Mr HCl
=
1,08 × 17 × 10
36,5
= 5,03 M = 5 M
Setelah diencerkan:
M1 × V1 = M2 × V2
5 × 1 = M2 × 1000
5 ×1
1.000
M2
=
= 0,005 M
[HCl]
= 0,005 M
3)
HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq)
0,005M
0,005M
0,005M
[H+]
pH = –log
= –log (0,005)
= –log (5 × 10–3)
= 3 – log 5
10. Jawaban: a
Titrasi CH3COOH dengan NaOH merupakan titrasi
asam lemah dengan basa kuat.
1) pH larutan sebelum dititrasi ditentukan oleh
konsentrasi H+ dalam CH3COOH.
MCH COOH = 0,1 M
3
Ka = 10–5
[H+] =
K a × MCH3COOH
=
10−5 × 0,1
=
10−6 = 10–3 M
pH = –log [H+]
= –log (10–3) = 3
pH sebelum dititrasi sebesar 3.
2) Sebelum mencapai titik ekuivalen, pH larutan
cenderung tetap karena penambahan sedikit
basa NaOH mengakibatkan terbentuknya
penyangga asam.
3) Titik ekuivalen terjadi saat penambahan 25 mL
NaOH. Larutan yang terjadi bersifat basa
(pH > 7) karena mengandung garam
CH3COONa yang bersifat basa.
4) Setelah melewati titik ekuivalen, pH larutan
ditentukan oleh konsentrasi NaOH dan
mengalami kenaikan.
Jadi, kurva titrasi CH3COOH 0,1 M dengan NaOH
0,1 M ditunjukkan oleh kurva a.
11. Jawaban: c
Larutan penyangga adalah campuran dari:
1) asam lemah dengan garamnya;
2) basa lemah dengan garamnya;
3) asam lemah dengan basa kuat dan jika
direaksikan sisa asam lemah;
4) basa lemah dengan asam kuat dan jika
direaksikan sisa basa lemah.
Adapun penjelasan untuk tiap-tiap campuran
sebagai berikut.
1) Campuran NH 4Cl dengan HI tidak dapat
membentuk larutan penyangga karena
merupakan campuran garam dan asam kuat.
2) Campuran KOH dengan HCl merupakan
campuran basa kuat dengan asam kuat.
Dengan demikian, campuran ini tidak dapat
4)
5)
membentuk larutan penyangga.
Campuran NH4OH dan NH4Cl merupakan
campuran basa lemah dengan garamnya.
Campuran ini dapat membentuk larutan
penyangga (penyangga basa).
Campuran KOH dengan HCOOK merupakan
campuran basa kuat dengan garamnya.
Dengan demikian, campuran ini tidak dapat
membentuk larutan penyangga.
Campuran NaOH dengan CH3COOH merupakan campuran basa kuat dengan asam lemah.
Reaksi antara NaOH dengan CH 3COOH
dituliskan sebagai berikut.
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) +
H2O(A)
VNaOH = 50 mL
MNaOH = 0,1 M
nNaOH = MNaOH × VNaOH
= 0,1 × 50 = 5 mmol
VCH COOH = 50 mL
3
MCH COOH = 0,1 M
3
nCH
3COOH
= MCH
3COOH
× VHCl = 0,1 × 50 = 5 mmol
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A)
m : 5 mmol
5 mmol
r : 5 mmol
5 mmol
5 mmol
5 mmol
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
s :
5 mmol
5 mmol
Oleh karena setelah direaksikan asam lemah habis
bereaksi, maka campuran 50 mL NaOH 0,1 M dan
50 mL CH3COOH 0,1 M tidak dapat membentuk
larutan penyangga.
12. Jawaban: e
Garam yang dapat membirukan kertas lakmus
merah adalah garam yang bersifat basa. Garam
yang bersifat basa terbentuk dari asam lemah dan
basa kuat.
1) KI terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam
kuat (HI) sehingga garam tersebut bersifat
netral.
2) NH4Br terbentuk dari basa lemah (NH4OH)
dan asam kuat (HBr) sehingga garam tersebut
bersifat asam.
3) NaF terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam
lemah (HF) sehingga garam tersebut bersifat
basa.
4) (NH4)2CO3 terbentuk dari basa lemah (NH4OH)
dan asam lemah (H2CO3) sehingga garam
tersebut dapat bersifat asam atau basa
tergantung harga Ka dan Kb.
5) (HCOO) 2 Ca terbentuk dari basa kuat
(Ca(OH) 2 ) dan asam lemah (HCOOH)
sehingga garam tersebut bersifat basa.
Kimia Kelas XII
107
heru
Jadi, garam yang dapat membirukan kertas lakmus
merah ditunjukkan oleh nomor 3) dan 5).
13. Jawaban: b
pH
= 10
pOH = 14 – pH = 14 – 10 = 4
pOH = –log [OH–]
4
= –log [OH–]
–
[OH ] = 10–4 M
Mg(OH)2(s) R Mg2+(aq) +
1
2
× 10–4 M
2OH–(aq)
10–4 M
Ksp = [Mg2+] [OH–]2
1
= ( 2 × 10–4)(10–4)2
= 5 × 10–13
Jadi, harga hasil kali kelarutan Mg(OH)2 adalah
5 × 10–13.
14. Jawaban: d
Tekanan uap larutan dipengaruhi oleh jumlah mol
zat terlarut nonvolatil. Semakin banyak mol zat
terlarut nonvolatil, tekanan uap larutan semakin
kecil. Berdasarkan diagram batang tersebut, larutan
yang mempunyai tekanan uap larutan paling besar
adalah larutan N. Sementara itu, larutan yang
mempunyai tekanan uap larutan paling kecil adalah
larutan O.
15. Jawaban: b
Sifat Koloid
Contoh Penerapan
a.
Adsorpsi
Penggunaan tanah diatome
pada proses pemutihan gula
pasir.
b.
Efek Tyndall
Terjadinya warna biru di langit
pada siang hari.
c.
Koagulasi
Pembentukan delta di daerah
muara.
d.
Efek Tyndall
Sorot lampu proyektor di
gedung bioskop.
e.
Elektroforesis
Identifikasi jenazah melalui
tes DNA.
f.
Dialisis
Proses cuci darah bagi penderita gagal ginjal.
16. Jawaban: c
Senyawa yang digunakan sebagai bahan pembuatan zat warna diazo adalah anilina, sedangkan
senyawa yang digunakan sebagai parfum sabun
adalah nitrobenzena. Fenol digunakan sebagai
antiseptik. Asam salisilat digunakan sebagai zat
antijamur dalam bentuk salep. Asam benzena
sulfonat digunakan sebagai bahan pembuatan
sakarin dan obat-obat sulfat.
108
Latihan Ujian Nasional
17. Jawaban: e
Senyawa organik adalah senyawa mengandung
unsur C, H, dan O. Adapun sifat-sifat senyawa
organik sebagai berikut.
1) Kebanyakan berasal dari makhluk hidup dan
beberapa dari hasil sintesis.
2) Reaksi berlangsung lambat.
3) Memiliki titik didih dan titik leleh rendah.
4) Pada umumnya tidak dapat menghantarkan
arus listrik.
5) Gas hasil pembakaran dapat mengeruhkan air
kapur.
18. Jawaban: e
Pereaksi Fehling, Benedict, dan Tollens digunakan
untuk menguji adanya gula pereduksi (karbohidrat
kecuali sukrosa, amilum, dan selulosa). Sukrosa
dan amilum tidak termasuk gula pereduksi
sehingga tidak menghasilkan endapan merah bata
saat diuji dengan pereaksi Fehling atau Benedict
serta tidak menghasilkan cermin perak saat diuji
dengan pereaksi Tollens. Sementara itu, maltosa
bereaksi positif dengan pereaksi Benedict
menghasilkan endapan merah bata. Uji Seliwanoff
digunakan untuk membedakan glukosa dan
fruktosa. Fruktosa bereaksi positif dengan pereaksi
Seliwanoff menghasilkan warna merah, sedangkan
glukosa tidak memberikan warna merah. Iodin
digunakan untuk uji polisakarida (amilum, glikogen,
dan dekstrin). Ketika diuji dengan iodin, amilum
menghasilkan warna biru, glikogen menghasilkan
warna merah kecokelatan, dan dekstrin menghasilkan warna merah anggur.
19. Di antara senyawa-senyawa berikut yang memiliki
titik didih paling tinggi adalah . . . .
a. pentana
b. 3-etilpentana
c. 2-metilpentana
d. 3-metilpentana
e. 2,2-dimetil-3-etilpentana
Jawaban: e
Semakin panjang rantai karbon (atom C semakin
banyak) maka titik didihnya semakin tinggi. Jumlah
atom C dalam tiap-tiap senyawa hidrokarbon pada
soal sebagai berikut.
1) pentana → memiliki 5 atom C
2) 3-etilpentana → memiliki 7 atom C
3) 2-metilpentana → memiliki 6 atom C
4) 3-metilpentana → memiliki 6 atom C
5) 2,2-dimetil-3-etilpentana → memiliki 9 atom C
Jadi, senyawa yang memiliki titik didih paling tinggi
adalah 2,2-dimetil-3-etilpentana.
20. Jawaban: b
O
Rumus Struktur
dan Nama Senyawa
H3C –5CH –4C –3CH2 –2CH – CH3
6
7
C2H5
1
CH3
gugus – C – pada nomor 4. Dengan demikian,
nama senyawa tersebut adalah 2,5-dimetil-4heptanon.
21. Jawaban: e
Reaksi pada soal merupakan reaksi esterifikasi
yang terjadi antara asam butanoat dengan
2-propanol. Persamaan reaksinya dapat dituliskan
sebagai berikut.
O
H3C – CH2 – CH2 – C – OH + H3C – CH – CH3
OH
O
→ H3C – CH2 – CH2 – C – O – CH – CH3 + H2O
CH3
Senyawa hasil reaksi merupakan senyawa ester
yang memiliki nama IUPAC isopropil butanoat.
22. Jawaban: a
1)
2)
3)
4)
5)
Polimer
Monomer
Jenis Polimerisasi
Protein
Polietilena
Karet alam
PVC
Amilum
Asam amino
Etena
Isoprena
Vinil klorida
Glukosa
Kondensasi
Adisi
Adisi
Adisi
Kondensasi
23. Jawaban: b
Senyawa turunan benzena yang berfungsi sebagai
bahan baku pembuatan plastik adalah stirena.
Rumus struktur stirena ditunjukkan oleh struktur
b. Adapun kegunaan senyawa turunan benzena
lainnya sebagai berikut.
Rumus Struktur
dan Nama Senyawa
Kegunaan
Desinfektan dalam karbol, pengawet kayu, serta bahan baku
obat-obatan dan zat warna.
Fenol
Bahan baku pembuatan asam
benzoat dalam industri, bahan
baku pembuatan peledak TNT,
dan sebagai pelarut senyawa
organik.
Toluena
Senyawa di atas termasuk alkanon dengan rantai
induk heptanon (7 atom C). Penomoran dimulai
dari sebelah kanan bawah sehingga cabang metil
(–CH3) terletak pada atom C nomor 2 dan 5 serta
O
Kegunaan
Bahan dasar pembuatan zat
warna diazo, obat-obatan, bahan
bakar roket, dan bahan peledak.
Anilina
Parfum sabun, bahan semir
sepatu, insulator listrik, serta
bahan pembuatan anilina.
Nitrobenzena
24. Jawaban: d
Senyawa karbon yang memiliki rumus umum
CnH2nO adalah aldehid dan keton. Berdasarkan
hasil percobaan dengan pereaksi Tollens yang
menghasilkan endapan perak, maka kemungkinan
senyawa tersebut adalah aldehid. Senyawa aldehid
memiliki gugus fungsi –CHO. Sementara itu,
senyawa keton bereaksi negatif dengan pereaksi
Tollens dan memiliki gugus fungsi –CO–.
25. Jawaban: d
Kegunaan lemak sebagai berikut.
1) Sumber energi cadangan.
2) Komponen struktural penyusun membran.
3) Pelarut vitamin atau hormon.
4) Melindungi organ tubuh.
5) Menjaga suhu tubuh.
26. Jawaban: c
Struktur polimer pada soal merupakan struktur
bakelit. Bakelit banyak digunakan sebagai peralatan
listrik seperti sakelar listrik. Pipa air biasanya terbuat
dari polivinil klorida (PVC), serat tekstil biasanya
terbuat dari dakron, pelapis panci antilengket
biasanya terbuat dari teflon, dan plastik kemasan
makanan biasanya menggunakan polistirena.
27. Jawaban: c
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai
dengan pelepasan kalor. Reaksi ini ditandai dengan
adanya kenaikkan suhu, seperti yang ditunjukkan
oleh gambar 2) dan 3). Adapun gambar 1) dan 4)
menunjukkan reaksi endoterm yaitu reaksi yang
membutuhkan kalor dan ditandai dengan penurunan suhu.
28. Jawaban: b
Persamaan reaksi setara pembakaran sempurna
gas C2H2 sebagai berikut.
5
C2H2(g) + 2 O2(g) → 2CO2(g) + H2O(A)
Kimia Kelas XII
109
heru
Entalpi pembakaran 1 mol gas C2H2:
ΔH°c C2H2 = ΣΔH°f produk – ΣΔH°f reaktan
= {(2 × ΔH f°CO 2 ) + (ΔH f°H 2 O)} –
5
{(ΔHf°C2H2) + ( 2 × ΔHf°O2)}
5
= {((2 × (–393)) + (–285)} – {(227) + ( 2 × 0)}
= (–786 – 285) – 227
= –1.298 kJ/mol
Entalpi pembakaran 0,13 gram gas C2H2
= mol C2H2 × ΔH°c C2H2
0,13
= 26 × (–1.298)
= 0,005 × (–1298) = –6,49 kJ
Jadi, entalpi pembakaran sempurna 0,13 gram gas
C2H2 sebesar –6,49 kJ.
29. Jawaban: c
Laju reaksi pembentukan gas hidrogen pada suhu
27°C.
vH =
2
ΔVH2
Δt
=
36 − 12
30 − 10
= 1,2 mL/detik
Jadi, laju reaksi pembentukan gas hidrogen
sebesar 1,2 mL/detik.
30. Jawaban: c
2H2S(g) + 3O2(g) R 2H2O(g) + 2SO2(g)
jumlah koefisien
pereaksi = 5
jumlah koefisien
hasil reaksi = 4
32. Jawaban: e
Volume
= 0,5 L
Mol SO3 mula-mula = 5 mol
Mol SO3 setimbang = 2 mol
Mol SO3 reaksi
= mol SO3 mula-mula – mol SO3 setimbang
=5–2
= 3 mol
2SO3(g) R
2SO2(g)
Kc =
=
⎛ 3 ⎞ ⎛ 1,5 ⎞
⎜ 0,5 ⎟ ⎜ 0,5 ⎟
⎝
⎠ ⎝
⎠
⎛ 2 ⎞
⎜ 0,5 ⎟
⎝
⎠
=
(6)2 (3)
(4)2
108
27
= 16 = 4
27
Jadi, tetapan kesetimbangan reaksi 4 .
33. Jawaban: b
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
+4 –2
+1–1
reduksi
+2 –1
+1 –2
0
oksidasi
Oksidator adalah spesi yang mengalami reaksi
reduksi, sedangkan reduktor adalah spesi yang
mengalami reaksi oksidasi. Pada reaksi tersebut,
MnO2 bertindak sebagai oksidator, HCl bertindak
sebagai reduktor, MnCl2 sebagai hasil reduksi, dan
Cl2 sebagai hasil oksidasi.
34. Jawaban: e
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
Sn2+ + 2e– → Sn
Cu2+ + 2e– → Cu
31. Jawaban: d
Laju reaksi 1) terhadap 2) dipengaruhi oleh
konsentrasi dan luas permukaan karena suhunya
sama, tetapi bentuk padatan seng dan konsentrasi
larutan HCl berbeda. Laju reaksi 1) terhadap 3)
dipengaruhi oleh suhu karena bentuk padatan logam
seng dan konsentrasi larutan HCl sama, tetapi
suhunya berbeda. Laju reaksi 2) terhadap 3)
dipengaruhi oleh suhu, luas permukaan, dan
konsentrasi larutan HCl karena suhu, bentuk
padatan seng, dan konsentrasi larutan HCl
berbeda. Laju reaksi 3) terhadap 5) dipengaruhi oleh
luas permukaan karena konsentrasi larutan HCl
dan suhunya sama, tetapi bentuk padatan seng
berbeda. Laju reaksi 4) terhadap 5) dipengaruhi oleh
luas permukaan dan konsentrasi larutan HCl karena
suhunya sama, tetapi bentuk padatan seng dan
konsentrasi larutan HCl berbeda.
35. Jawaban: a
wAg
= 1,08 gram
valensi Ag = 1
valensi Cu = 2
Latihan Ujian Nasional
O 2(g)
2
[SO 2 ]2 [O 2 ]
[SO 3 ]2
Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan
bergeser ke arah zat yang koefisiennya lebih besar.
Pada reaksi kesetimbangan di atas, kesetimbangan bergeser ke arah pereaksi atau ke kiri (jumlah
koefisien pereaksi > jumlah koefisien hasil reaksi).
Dengan demikian, jumlah partikel pereaksi (H2S
dan O2) bertambah dan jumlah partikel hasil reaksi
(H2O dan SO2) berkurang.
110
+
mula-mula : 5 mol
reaksi
: 3 mol
3 mol
1,5 mol
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
setimbang : 2 mol
3 mol
1,5 mol
E° = 1,10 volt (tetap)
E° = –0,14 volt (tetap)
E° = 0,34 volt (dibalik)
sehingga menjadi:
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu E° = 1,10 volt
Sn2+ + 2e– → Sn
E° = –0,14 volt
2+
–
Cu → Cu + 2e
E° = –0,34 volt
––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Zn + Sn2+ → Zn2+ + Sn Esel = 0,62 volt
Jadi, harga potensial standar reaksi:
Zn + Sn2+ → Zn2+ + Sn sebesar 0,62 volt.
w Ag
wCu
w Ag
wCu
=
=
e Ag
eCu
Ar Ag
valensi Ag
Ar Cu
valensi Cu
1,08
w Cu
=
1,08
w Cu
=
108
1
63,5
2
108
31,75
31,75
wCu = 108 × 1,08 gram
wCu = 0,3175 gram
Jadi, massa tembaga yang diendapkan sebanyak
0,3175 gram.
36. Jawaban: e
Korosi pada pipa besi yang ditanam dalam tanah
dapat dicegah dengan pengorbanan anode. Pipa
besi dihubungkan dengan logam yang lebih aktif
(memiliki E°red Fe lebih kecil) daripada besi. Ketika
logam tersebut dikontakkan dengan pipa besi,
logam tersebut akan berkarat tetapi pipa besi tidak
berkarat. Berdasarkan data di atas, logam yang
paling efektif untuk mencegah korosi pada pipa besi
yang ditanam dalam tanah adalah logam T karena
memiliki harga E°red Fe paling kecil (–2,37 volt).
37. Jawaban: a
Sifat-sifat unsur pada soal merupakan sifat
golongan halogen (VII A). Unsur halogen meliputi
F, Cl, Br, I, dan At. Kalium merupakan unsur
golongan IA, oksigen merupakan unsur golongan
VI A, nitrogen merupakan unsur golongan V A,
dan magnesium merupakan unsur golongan II A.
38. Jawaban: a
No.
Mineral
Kandungan Unsur
1)
Ortoklase
Silikon
2)
Karnalit
Aluminium
3)
Kriolit
Fosfor
4)
Apatit
Magnesium
5)
Pirit
Belerang
39. Jawaban: e
Proses pengolahan unsur krom (Cr) dinamakan
Goldschmidt. Solvay merupakan proses pembuatan senyawa natrium karbonat (Na2CO 3).
Ostwald merupakan proses pembuatan asam nitrat
(HNO3). Tanur tiup merupakan proses pengolahan
besi. Bilik timbal merupakan proses pembuatan
asam sulfat (H2SO4) menggunakan katalis gas NO
dan NO2.
40. Jawaban: b
Senyawa
Kegunaan
a.
Mg(OH) 2
Menetralkan asam lambung
b.
CaSO 4
Gips (patah tulang)
c.
MgSO4
Pencahar
d.
Ba(NO3) 2
Kembang api
e.
Ca(ClO) 2
Pemutih
Kimia Kelas XII
111
heru