01-kunci-kimia-11a-k-13-edisi-2017

Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu:
1.
menganalisis struktur dan sifat senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan penggolongan senyawanya,
serta menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan beserta cara mengatasinya;
2.
terampil menyajikan hasil diskusi kelompok mengenai pembuatan isomer serta penamaan senyawa hidrokarbon.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:
1.
mengagumi dan mensyukuri keberadaan senyawa hidrokarbon yang berguna bagi kelangsungan hidup manusia kemudian
memanfaatkan sebaik-baiknya;
2.
mempunyai rasa ingin tahu yang tinggi, bersikap jujur, teliti, serta aktif saat bekerja sama dalam kelompok praktikum.
Senyawa Hidrokarbon
Mempelajari
Definisi Senyawa
Hidrokarbon
Mencakup
1. Sejarah Perkembangan Senyawa Organik
2. Identifikasi Adanya
Unsur Karbon dan Hidrogen dalam Senyawa
Organik
3. Sumber Senyawa
Organik atau Senyawa
Karbon
4. Kekhasan Atom Karbon
dalam Membentuk
Senyawa Hidrokarbon
5. Posisi Atom Karbon
6. Penggolongan Senyawa Hidrokarbon
Reaksi-Reaksi pada
Senyawa Hidrokarbon
Alkana, Alkena, dan Alkuna
Mencakup
1.
2.
3.
4.
5.
Tata Nama
Isomer
Sifat-Sifat
Pembuatan
Kegunaan
Mencakup
1.
2.
3.
4.
Reaksi Substitusi
Reaksi Adisi
Reaksi Eliminasi
Reaksi Oksidasi
Kegunaan Senyawa
Hidrokarbon dan Karbon
Mencakup
1. Bidang Pangan
2. Bidang Sandang dan
Papan
3. Bidang Seni dan Estetika
Mampu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mengidentifikasi unsur C dan H dalam senyawa organik.
Menentukan atom C primer, atom C sekunder, atom C tersier, dan atom C kuartener dalam senyawa hidrokarbon.
Menentukan tata nama senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya atau menentukan rumus struktur berdasarkan namanya.
Menentukan isomer-isomer, sifat-sifat, pembuatan, dan kegunaan alkana, alkena, dan alkuna.
Menjelaskan reaksi-reaksi senyawa hidrokarbon.
Menjelaskan kegunaan senyawa hidrokarbon dan karbon.
Menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan beserta cara mengatasinya.
Mensyukuri keberadaan senyawa hidrokarbon yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
Mempunyai rasa ingin tahu yang tinggi, bersikap jujur, teliti, serta aktif saat bekerja sama dalam kelompok praktikum.
Kimia Kelas XI
1
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Sifat senyawa organik antara lain zat hasil
pembakarannya dapat mengeruhkan air kapur
karena mengandung gas CO2. Apabila gas CO2
bereaksi dengan air kapur (Ca(OH) 2) akan
menghasilkan endapan putih (CaCO3). Selain itu,
senyawa organik umumnya memiliki titik didih
dan titik leleh rendah, reaksi berlangsung lambat,
sebagian besar berasal dari makhluk hidup,
umumnya tidak dapat menghantarkan arus
listrik, mudah terbakar, serta tidak stabil terhadap
pemanasan. Adapun mudah larut dalam air,
larutannya dapat menghantarkan arus listrik, dan
di alam ditemukan sebagai garam mineral
merupakan sifat senyawa anorganik. Jadi yang
merupakan pasangan sifat senyawa organik
adalah 2) dan 4).
2. Jawaban: e
Pemanasan senyawa organik menghasilkan gas
CO 2 dan H 2 O. Adanya H 2 O dapat diuji
menggunakan kertas kobalt(II) klorida,
sedangkan adanya CO2 dapat diuji menggunakan
air kapur. Pada percobaan, zat cair yang
dihasilkan pada pemanasan senyawa organik
adalah H 2 O. Hal ini ditunjukkan dengan
berubahnya warna kertas kobalt(II) klorida dari
biru menjadi merah muda. Jadi, berdasarkan
percobaan dapat disimpulkan bahwa senyawa
organik tersebut mengandung hidrogen dan
oksigen.
3. Jawaban: d
Unsur karbon dalam senyawa hidrokarbon dapat
diketahui dengan cara memanaskan senyawa
hidrokarbon, lalu gas yang dihasilkan dari proses
ini dialirkan ke dalam air kapur. Jika air kapur
berubah menjadi keruh, berarti gas yang
dihasilkan dari pemanasan senyawa hidrokarbon
mengandung CO2. Larutan air kapur berubah
menjadi keruh karena air kapur (Ca(OH) 2 )
bereaksi dengan gas CO 2 menghasilkan
endapan putih CaCO3.
5. Jawaban: e
Senyawa hidrokarbon jenuh adalah senyawa
yang rantai karbonnya berikatan tunggal. Bentuk
rantai karbon senyawa C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 6 ,
C4H10, C5H12, dan C6H14 sebagai berikut.
1) C2H4
4. Jawaban: b
Pemanasan senyawa gula pasir menghasilkan
gas CO 2 dan H 2 O. Adanya gas CO 2 dapat
diidentifikasi menggunakan air kapur. Ketika gas
hasil pemanasan gula pasir dialirkan ke dalam
air kapur (Ca(OH)2) akan terjadi reaksi berikut.
Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(A)
Jadi, endapan putih yang dihasilkan berupa
CaCO3.
(senyawa hidrokarbon jenuh)
Jadi, kelompok senyawa hidrokarbon jenuh
ditunjukkan oleh angka 4), 5), dan 6).
2
Hidrokarbon
(senyawa hidrokarbon tidak jenuh)
2)
C3 H 6
(senyawa hidrokarbon tidak jenuh)
3)
C4 H 6
(senyawa hidrokarbon tidak jenuh)
4)
C4H10
(senyawa hidrokarbon jenuh)
5)
C5H12
(senyawa hidrokarbon jenuh)
6)
C6H14
6. Jawaban: e
Pada gambar:
Atom C
Atom C
Atom H
Dua atom C berikatan rangkap dua sehingga
senyawa tersebut termasuk senyawa hidrokarbon alifatik tidak jenuh.
7. Jawaban: e
Senyawa di atas termasuk senyawa aromatik.
Senyawa aromatik adalah senyawa karbosiklik
yang rantai lingkarnya terdiri atas enam atom
karbon dengan ikatan terkonjugasi. Senyawa
dengan ikatan terkonjugasi adalah senyawa yang
mempunyai ikatan rangkap dan ikatan tunggal
yang letaknya berselang-seling.
8. Jawaban: a
Senyawa hidrokarbon tidak jenuh adalah
senyawa yang rantai karbonnya mempunyai
ikatan rangkap. Bentuk rantai karbon untuk
senyawa C2H2, C2H6, C3H8, C4H10, dan C5H12
sebagai berikut.
C 2H 2 : H – C ≡ C – H
(senyawa hidrokarbon tidak jenuh)
C 2H 6 :
(senyawa hidrokarbon jenuh)
C3 H 8 :
10. Jawaban: c
Rantai karbon terpendek ditunjukkan oleh rantai
lurusnya. Rantai karbon lurus pada a dan e
berjumlah 5 atom C, pada b berjumlah 6 atom C,
pada c berjumlah 4 atom C, dan pada d berjumlah
7 atom C. Jadi, senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon terpendek yaitu:
H
l
HH – C –H H H
l
l
l l
H – C ––– C –––– C – C – H
l
l
l l
H H– C – H H H
l
H
11. Jawaban: d
Atom karbon memiliki empat elektron valensi
yang digunakan untuk berikatan. Setiap atom
karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen
tunggal melalui penggunaan bersama empat
pasang elektron dengan atom lain. Apabila
sepasang elektron ikatan digambarkan dengan
satu garis, berarti atom karbon dapat berikatan
dengan atom lain menggunakan empat garis.
Apabila kurang atau lebih dari empat garis, terjadi
kesalahan.
1)
(senyawa hidrokarbon jenuh)
C4H10 :
Atom C nomor 2 memiliki 3 garis (salah).
2)
Atom C nomor 1 dan 2 memiliki 5 garis
(salah).
(senyawa hidrokarbon jenuh)
C5H12 :
3)
(senyawa hidrokarbon jenuh)
Jadi, rumus molekul senyawa yang termasuk
hidrokarbon tidak jenuh adalah C2H2.
9. Jawaban: b
Senyawa hidrokarbon alisiklik adalah senyawa
yang terdiri atas atom C dan H dengan rantai
karbon melingkar (tertutup) dan mengandung
ikatan kovalen tunggal. Senyawa a termasuk
senyawa heterosiklik, senyawa c dan d termasuk
senyawa hidrokarbon alifatik jenuh, serta
senyawa e termasuk senyawa hidrokarbon
alifatik tidak jenuh.
Atom C nomor 2 memiliki 3 garis (salah)
dan atom C nomor 4 memiliki 5 garis (salah).
4)
H
H
|
|
C≡C–C – C–H
|
|
|
H H–C–HH
|
H
Semua atom C memiliki 4 garis (benar).
Kimia Kelas XI
3
5)
H H H
H
|
|
|
|
1
2
3
4
H–C–C≡C – C–H
|
|
|
H H
H
Atom C nomor 2 memiliki 6 garis (salah) dan
atom C nomor 3 memiliki 5 garis (salah).
12. Jawaban: d
Atom C sekunder adalah atom karbon yang
mengikat dua atom karbon lain. Jadi, yang
termasuk atom C sekunder adalah atom C nomor
7, 9, dan 10. Atom C nomor 1, 3, 5, 8, dan 11
merupakan atom C primer. Atom C nomor 2, 4,
dan 6 merupakan atom C tersier.
13. Jawaban: b
Atom karbon kuarterner adalah atom karbon yang
mengikat empat atom karbon lain. Pada gambar
di atas, atom C kuarterner ditunjukkan oleh angka
2). Atom C yang ditunjuk dengan angka 1) dan
5) merupakan atom C primer. Atom C yang
ditunjuk dengan angka 3) merupakan atom C
sekunder. Atom C yang ditunjuk dengan angka
4) merupakan atom C tersier.
14. Jawaban: b
Atom C primer adalah atom C yang mengikat
satu atom C lain seperti nomor 1, 6, 7, 8, 10,
dan 11. Dengan demikian, jumlah atom C primer
adalah 6. Atom C sekunder adalah atom C yang
mengikat dua atom C lain, seperti atom C nomor
3 dan 9. Dengan demikian, jumlah atom C
sekunder adalah 2. Atom C tersier adalah atom
C yang mengikat 3 atom C lain, seperti atom C
nomor 4 dan 5. Dengan demikian, jumlah atom
C tersier adalah 2. Atom C kuarterner adalah
atom C yang mengikat 4 atom C lain, seperti
atom C nomor 2. Dengan demikian, jumlah atom
C kuarterner adalah 1. Jadi, jumlah atom C
primer, C sekunder, C tersier, dan C kuarterner
secara berturut-turut adalah 6, 2, 2, dan 1.
15. Jawaban: a
Atom C tersier dalam strukturnya mengikat tiga
atom C lain.
CH3
l
CH3 – tCH – t CH – CH 3
l
CH3
B. Uraian
1. Atom karbon berbeda dengan atom-atom lain
karena atom karbon mempunyai kemampuan
untuk berikatan dengan sesama atom karbon dan
atom lain membentuk suatu rantai karbon dengan
jumlah tidak terbatas.
4
Hidrokarbon
2. Ikatan dalam rantai karbon stabil karena:
a. semua elektron terluar atom karbon telah
berikatan dengan atom lain dan
b. hanya mempunyai dua lapis kulit sehingga
elektron terluar cukup dekat dengan inti,
gaya tarik antara inti dengan elektron cukup
kuat, dan rantai tidak mudah putus.
3. Adanya unsur karbon dan hidrogen dalam senyawa
hidrokarbon secara sederhana dapat diketahui
dengan cara membakar atau memanaskan senyawa
hidrokarbon tersebut. Senyawa hidrokarbon seperti
gula, kertas, kayu, lilin, atau minyak tanah jika
dibakar di atas nyala api akan meninggalkan zat
yang berwarna hitam yang khas (carbon black). Zat
yang berwarna hitam tersebut adalah karbon hasil
pembakaran. Untuk mengetahui adanya hidrogen,
misalnya pada saat pemanasan gula dalam tabung
reaksi, terbentuk titik-titik cair pada dinding tabung.
Cairan tersebut dapat dibuktikan berupa air
dengan cara dilakukan uji dengan kertas
kobalt(II) klorida yang ditandai dengan perubahan
warna dari biru menjadi merah muda.
4. Atom C primer merupakan atom C yang mengikat 1
atom C lain. Atom C sekunder merupakan atom C
yang mengikat 2 atom C lain. Atom C tersier
merupakan atom C yang mengikat 3 atom C lain.
Atom C kuarterner merupakan atom C yang
mengikat 4 atom C lain. Pada struktur senyawa
tersebut:
atom C primer
: 1, 8, 9, 10, 11, 14
atom C sekunder : 2, 6, 7, 12, 13
atom C tersier
: 3, 5
atom C kuarterner : 4
Jadi, jumlah atom C primer, C sekunder, C
tersier, dan C kuarterner berturut-turut adalah
6, 5, 2, dan 1.
5. Ikatan jenuh adalah ikatan tunggal pada rantai
karbon. Ikatan jenuh terjadi pada alkana.
Contoh:
H H H
H
H
H
l
l
l
l
l
l
H – C – C – C –H
H – C ––– C ––– C – H
l
l l
l
l
l
H H H
H H–C–H H
l
H
Ikatan tidak jenuh adalah ikatan rangkap dua atau
rangkap tiga pada rantai karbon. Ikatan tidak
jenuh terjadi pada alkena dan alkuna.
Contoh:
H H H
H
l
l
l
l
H –C –C =C– H
H – C≡ C–C– H
l
l
H
H
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Senyawa hidrokarbon tidak jenuh adalah
senyawa hidrokarbon yang memiliki ikatan
rangkap dua atau ikatan rangkap tiga pada rantai
karbonnya. Rantai seperti ini dimiliki oleh alkena
dengan rumus umum CnH2n dan alkuna dengan
rumus umum CnH2n – 2. Contoh senyawa hidrokarbon tidak jenuh yaitu C3H6 dan C6H12 (alkena),
serta C5H8 (alkuna). Sementara itu, C2H6 dan
C4H10 merupakan alkana. Alkana merupakan
senyawa hidrokarbon jenuh.
5
4
4)
6
7
5
6
3
2
1
4-tersierbutilheptana
5)
3
4
2
5
1
6
2. Jawaban: c
3,3-dimetil-4-propilheksana
2
3
4
1
4. Jawaban: a
1)
5
6
Senyawa tersebut termasuk golongan alkana
dengan rantai induk heksana (enam atom C).
Penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat
dengan cabang, yaitu sebelah kanan sehingga
cabang metil (-CH3) terletak pada atom C nomor
2 dan 4. Dengan demikian, nama senyawa
tersebut adalah 2,2,4-trimetilheksana.
3
1)
4
5
2
1
3-etil-3,4-dimetilheksana
1
2
3
2)
4
5
6
4
5
3,3,4-trimetilheksana
3)
1
2
3
3-etil-2,2-dimetilpentana
2
3
4
CH3 – CH2 – CH – CH – CH2 – CH3
l
l
CH3 – CH2 CH2 – CH3
3,4-dietilheksana (sesuai aturan IUPAC)
2)
7
6
5
4
3
2
1
CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3
l
l
8
CH3
CH3
Nama yang benar adalah 4-metiloktana
(bukan 1,4-dimetilheptana).
3. Jawaban: c
6
1
3)
2
3
4
5
6
7
CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3
l
l
1
CH3
CH3
Nama yang benar adalah 4-metilheptana,
bukan 1,3-dimetilheksana.
CH3
l 4
7
6
5
3
2
1
4) CH 3 – CH 2 – C – CH2 – CH2 – CH – CH3
l
l
CH3
CH3
Nama yang benar adalah 2,5,5-trimetil heptana,
bukan 3,3,6-trimetilheptana.
5)
7
6
5
4
3
2
1
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH – CH2 – CH3
l
l
CH3 – CH2 CH3
Nama yang benar adalah 4-etil-3-metilheptana,
bukan 4-etil-5-metilheptana.
Kimia Kelas XI
5
5. Jawaban: c
Isomer merupakan senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi rumus
strukturnya berbeda.
1)
rumus molekul: C4H10
2)
rumus molekul: C5H12
3)
rumus molekul: C5H12
4)
rumus molekul: C6H14
Jadi, senyawa 2) dan 3) merupakan isomer.
6. Jawaban: e
Isomer merupakan senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi rumus
strukturnya berbeda.
sehingga titik didihnya pun semakin rendah. Hal
itu berlaku untuk rantai lurus. Sementara itu,
untuk rantai bercabang dengan jumlah atom C
yang sama titik didih senyawa alkana rantai lurus
lebih tinggi dibandingkan alkana rantai
bercabang.
1) heptana → 7 atom C
2) heksana → 6 atom C
3) 3-metilpentana → 5 atom C pada rantai induk
dan 1 cabang metil
4) 2,3-dimetilbutana → 4 atom C pada rantai
induk dan 2 cabang metil
5) 2,2-dimetilpentana → 5 atom C pada rantai
induk dan 2 cabang metil
Dengan demikian, senyawa yang memiliki titik
didih terendah adalah senyawa 2,3-dimetilbutana.
8. Jawaban: d
Alkena termasuk hidrokarbon tidak jenuh dengan
rumus umum CnH2n, misalnya C5H10. C2H6 dan
C3H8 termasuk golongan alkana dengan rumus
umum CnH2n + 2, sedangkan C4H6 dan C6H10
termasuk golongan alkuna dengan rumus umum
CnH2n – 2.
9. Jawaban: d
4
(C7H16)
2-metilpentana
(C6H14)
3)
2,2-dimetilbutana
(C6H14)
4)
2,2,3-trimetilbutana
(C7H16)
Jadi, nama salah satu isomer senyawa tersebut
adalah 2,2,3-trimetilbutana.
7. Jawaban: d
Titik didih senyawa alkana dipengaruhi oleh
massa molekul relatif. Semakin sedikit jumlah
atom C, massa molekul relatinya semakin kecil
6
Hidrokarbon
1
6
Heksana
(C6H14)
2)
2
5
2,3-dimetilpentana
1)
3
Senyawa tersebut merupakan senyawa alkena
dengan rantai induk heksena (6 atom C).
Penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat
dengan ikatan rangkap yaitu dari sebelah kanan
sehingga ikatan rangkap mendapat nomor 2.
Cabang metil (–CH3) terletak pada atom C nomor
3 dan 4. Dengan demikian, nama senyawa
tersebut adalah 3,4-dimetil-2-heksena.
10. Jawaban: b
Isomer merupakan senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi rumus
strukturnya berbeda.
n-heksana (C6H14):
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
2,2-dimetilbutana (C6H14):
CH3
|
CH3 – C – CH2 – CH3
|
CH3
Keduanya merupakan isomer karena memiliki
rumus molekul yang sama (C6H14), tetapi rumus
strukturnya berbeda.
13. Jawaban: c
3
4
5
1)
1
2
6
7
Sementara itu, pilihan a, c, d, dan e bukan
pasangan isomer karena rumus molekul antara
kedua senyawa pada pasangan tersebut berbeda.
Pilihan a
n-butana: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 (C4H10) beda
(bukan
1-butena: CH2 = CH – CH2 – CH3 (C4H8) isomer)
4,5-dimetil-3-heptena
beda
(bukan
isomer)
5
2)
1
2
7
5-etil-4,5-dimetil-3-heptena
beda
(bukan
isomer)
2
3
4
5
3)
1
6
7
Pilihan d
2,3-dimetilpentana:
CH3 – CH – CH – CH2 – CH3 (C7H16)
|
|
CH3 CH3
3-metilpentana:
CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 (C6H14)
|
CH3
3
4
6
Pilihan c
2-metilpropana: CH3 – CH – CH3 (C4H10)
|
CH3
2-metilpropena: H2C = C – CH3 (C4H8)
|
CH3
4-etil-3,5-dimetil-3-heptena
4)
beda
(bukan
isomer)
Pilihan e
4-metil-2-pentuna:
CH3 – C ≡ C – CH – CH3 (C6H10)
|
CH3
4-metil-2-pentena:
CH3 – CH = CH – CH – CH3 (C6H12)
|
CH3
1
2
4
3
5
6
3-etil-2,4-dimetil-3-heksena
5)
1
2
3
4
5
6
11. Jawaban: c
2-heksena (C6H12)
Isomer posisi terjadi pada senyawa-senyawa
yang memiliki rumus molekul dan kerangka atom
karbon sama, tetapi posisi ikatan rangkapnya/
gugus fungsinya berbeda. Dengan demikian,
isomer posisi struktur di atas sebagai berikut.
H2C == CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
1-heksena
H3C – CH2 – CH == CH – CH2 – CH3
3-heksena
Jadi, jumlah isomer posisi struktur di atas adalah 3.
12. Jawaban: a
Sifat-sifat alkena antara lain titik lelehnya
berbanding lurus dengan massa molekulnya,
dapat dioksidasi oleh KMnO 4 menghasilkan
etilen glikol, dapat dibuat melalui reaksi eliminasi
alkana, dapat diadisi oleh asam halida, serta
alkena lebih reaktif dibandingkan alkana.
3-etil-2,2-dimetil-3-heksena
Jadi, rumus struktur 4-etil-3,5-dimetil-3-heptena
ditunjukkan oleh opsi c.
14. Jawaban: a
Isomer geometri terjadi pada senyawa-senyawa
yang mempunyai rumus molekul, gugus fungsi,
dan kerangka atom kabon sama, tetapi orientasi
gugus-gugus di sekitar ikatan rangkap berbeda.
Isomer geometri dapat terjadi pada alkena yang
kedua atom C ikatan rangkapnya masing-masing
mengikat 2 jenis gugus yang berbeda seperti pada
struktur a.
trans 2-butena
Kimia Kelas XI
7
15. Jawaban: c
Senyawa hidrokarbon yang dapat larut dalam
air adalah alkena dan alkuna. Senyawa
3-metil-1-pentena termasuk suku alkena. Jadi,
senyawa tersebut sedikit larut dalam air.
Sementara itu, n-oktana, 3-metilpentana,
2,2-dimetilpentana, dan 4-etil-2-metiloktana
termasuk suku alkana. Alkana tidak larut dalam
air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar.
16. Jawaban: a
Alkena dapat dibuat dengan beberapa reaksi
seperti reaksi dehidrogenasi, dehidrohalogenasi,
dehidrasi, dan eliminasi alkana. Reaksi dehidrogenasi ditunjukkan oleh reaksi a, reaksi dehidrohalogenasi ditunjukkan oleh reaksi b, dan reaksi
dehidrasi ditunjukkan oleh reaksi c. Sementara
itu, reaksi d dan e merupakan reaksi pembuatan
alkana.
17. Jawaban: c
Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon
golongan alifatik tidak jenuh yang mempunyai
satu ikatan rangkap tiga. Rumus umumnya
CnH2n – 2. Jadi, senyawa yang merupakan alkuna
adalah C4H6. C3H6 dan C4H8 termasuk alkena,
sedangkan C3H8 dan C4H10 termasuk alkana.
18. Jawaban: b
3)
4-metil-1-pentuna
4)
3,3-dimetil-1-butuna
5)
2-heksuna
6)
4-metil-2-pentuna
7)
3-heksuna
Jadi, jumlah isomer dari senyawa C6H10 adalah 7.
21. Jawaban: a
CaC2 + 2H2O ⎯→ Ca(OH)2 + C2H2
kalsium
karbida
etuna
(asetilena)
22. Jawaban: c
2
3
6
7
––––––
––––––––––
––––––––––––––––––––––––––
C –– CH2 CH2– CH3
––––––
|||
|
|
1
CH 4CH ––5CH2
––––––
– – |– – – – – – – – – – – –
CH3
Senyawa tersebut merupakan golongan alkuna
dengan rantai induk heptuna (7 atom C).
Penomoran dimulai dari kiri bawah sehingga
ikatan rangkap tiga terletak pada nomor 1.
Cabang metil (–CH3) terletak pada atom C nomor
4. Jadi, nama senyawa tersebut adalah 4-metil1-heptuna.
19. Jawaban: e
Senyawa tersebut mempunyai rumus molekul
C 6 H 10 . Jadi, senyawa tersebut merupakan
isomer dari heksuna (C6H10).
Rumus molekul butuna: C 4H6, butena: C4H8,
pentuna: C5H8, heptuna: C7H12.
––––––
–
– –– –
––
––
––
––
–
20. Jawaban: c
Isomer C6H10 sebagai berikut.
1)
1-heksuna
23. Jawaban: c
Alkuna dapat dibuat dengan cara memanaskan
campuran dihaloalkana dengan KOH melalui
reaksi berikut.
CH3 – CH – CH – CH3(aq) + 2KOH(aq) ⎯→
|
|
Br
Br
2,3-dibromobutana (dihaloalkana)
CH3 – C ≡ C – CH3(g) + 2KBr(aq) + 2H2O(A)
2)
2-butuna
3-metil-1-pentuna
8
Senyawa tersebut merupakan alkuna dengan
rantai induk pentuna (5 atom C). Penomoran
dimulai dari ujung yang paling dekat dengan ikatan
rangkap tiga yaitu dari sebelah kiri sehingga
ikatan rangkap tiga mendapat nomor 1. Pada atom
C nomor 3 terdapat cabang etil (-CH2-CH3) serta
pada atom C nomor 4 terdapat dua cabang metil
(-CH3). Jadi, nama senyawa tersebut adalah
3-etil-4,4-dimetil-1-pentuna.
Hidrokarbon
24. Jawaban: e
Mr propuna (C3H4) = 40 g mol–1
Mol propuna =
=
b.
4g
(heksana)
40 g mol−1
1
10
Rumus strukturnya:
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
c.
mol
Isomer dari C6H14 sebagai berikut.
1)
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
2)
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3
|
CH3
Jumlah molekul propuna
(n-heksana)
= mol × NA
1
= 10 × 6,02 × 1023 molekul
Jadi, jumlah molekul pada 4 gram propuna
sebanyak
1
10
× 6,02 ×
1023
(2-metilpentana)
3)
molekul.
25. Jawaban: c
Senyawa-senyawa yang mempunyai sifat kimia
hampir sama merupakan senyawa yang terletak
dalam satu deret homolog (mempunyai rumus
umum sama). C2H6, C3H8, C4H10, dan C5H12
merupakan satu deret homolog alkana dengan
rumus umum CnH2n+2. C3H6, C4H8, C5H10, dan
C6H12 merupakan satu deret homolog alkena
dengan rumus umum CnH2n. C3H4, C4H6, dan
C5H8 merupakan satu deret homolog dengan
rumus umum CnH2n–2. Jadi, kelompok senyawa
yang mempunyai sifat kimia hampir sama yaitu
C3H4, C4H6, dan C5H8.
B. Uraian
CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3
|
CH3
(3-metilpentana)
4)
CH3
|
CH3 – C – CH2 – CH3
|
CH3
(2,2-dimetilbutana)
5)
CH3 – CH – CH – CH3
|
|
CH3 CH3
(2,3-dimetil butana)
3. Senyawa-senyawa alkana dapat diperoleh
dengan cara-cara berikut.
a. Mereaksikan aluminium karbida dengan air.
Reaksi yang terjadi:
Al4C3(s) + 12H2O(A) ⎯→ 3CH4(g) + 4Al(OH)3(aq)
b.
1. a.
Mereaksikan senyawa alkena dengan gas
hidrogen.
Reaksi yang terjadi:
CnH2n(g) + H2(g) ⎯→ CnH2n + 2
c.
b.
O
B
C3H7 – C (aq) + NaOH(aq) → C3H8(g) + Na2CO3(aq)
V
ONa
c.
2. Rumus empiris (C3H7)n; Mr = 86 g mol–1
a.
Alkana yang dihasilkan tergantung garam
natrium karboksilat yang direaksikan.
Mr (C3H7)n = (3n × Ar C) + (7n × Ar H)
86 = (3n × 12) + (7n × 1)
86 = 36n + 7n
86 = 43n
n =2
Jadi, rumus molekulnya (C3H7)2 = C6H14.
Melalui sintesis Dumas, yaitu memanaskan
campuran garam natrium karboksilat dengan
basa kuat. Reaksi yang terjadi sebagai
berikut.
d.
Melalui sintesis Grignard, yaitu mereaksikan
suatu alkil magnesium halida dengan air.
Reaksi yang terjadi
C2H5MgBr(aq) + H2O(A) ⎯→ C2H6(g) + MgOHBr(aq)
Kimia Kelas XI
9
e.
Melalui sintesis Wurtz, yaitu dengan cara
mereaksikan alkil halida (haloalkana)
dengan logam natrium.
Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
2CH3Cl(aq) + 2Na(s) ⎯→ CH3 – CH3(g) + 2NaCl(aq)
4. Massa = 700 gram
Volume = 0,224 m3
= 224 L
Mol alkena (STP) =
224
22,4
= 10 mol
Mol =
gram
Mr
⇒ Mr =
700
10
= 70 g mol–1
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Misal:
volume gas metana (CH4) = x L
volume gas butana (C4H10) = (5 – x) L
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
xL
2x L
xL
2x L
C4H10(g) +
(5 – x) L
13
2
13
2
O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g)
(5 – x) L
4(5 – x) L
5(5 – x) L
Volume CO2 = x + 4(5 – x)
17 = x + 20 – 4x
17 = 20 – 3x
3x = 25 – 17
3x = 3
x=1
Jadi, volume gas metana = 1 L dan gas butana
= (5 – 1) = 4 L.
2. Jawaban: d
Reaksi antara etena dengan gas klorin
merupakan reaksi adisi.
CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 – CH2
etena
|
|
Cl
Cl
dikloroetana
10
Hidrokarbon
Alkena = CnH2n
Mr CnH2n = (n · Ar C) + (2n · Ar H)
70 = (n × 12) + (2n × 1)
70 = 14n
n=5
CnH2n = C5H10
Jadi, nama alkena C5H10 adalah pentena.
5. a.
Suku alkuna yang paling sederhana adalah
etuna (C2H2).
b.
Cara pembuatannya:
Etuna dibuat dengan mereaksikan kalsium
karbida dengan air:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
3. Jawaban: a
Reaksi: CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl merupakan
reaksi substitusi karena pada reaksi tersebut
terjadi penggantian 1 atom H pada CH3Cl dengan
1 atom Cl.
+ Cl2 ⎯→
+ HCl
Pada reaksi eliminasi terjadi perubahan ikatan
tunggal menjadi ikatan rangkap. Pada reaksi
oksidasi, senyawa hidrokarbon bereaksi dengan
okigen menghasilkan gas CO2 atau CO dan H2O.
Reaksi reduksi merupakan reaksi yang ditandai
dengan adanya penurunan bilangan oksidasi.
Pada reaksi adisi terjadi perubahan ikatan
rangkap menjadi ikatan tunggal.
4. Jawaban: d
Reaksi eliminasi etil iodida sebagai berikut.
CH3 – CH2I → CH2 = CH2 + Hl
etil iodida
etena
asam iodida
5. Jawaban: b
Reaksi 1) merupakan reaksi eliminasi karena
pada reaksi tersebut terjadi perubahan ikatan
tunggal menjadi ikatan rangkap dua. Sementara
itu, reaksi 2) merupakan reaksi adisi karena pada
reaksi tersebut terjadi perubahan ikatan rangkap
dua menjadi ikatan tunggal.
6. Jawaban: a
Reaksi tersebut merupakan reaksi adisi. Pada
reaksi ini terjadi perubahan ikatan rangkap dua
menjadi ikatan tunggal. Apabila hasil reaksi
berupa butana, zat X yang bereaksi merupakan
senyawa yang mempunyai ikatan rangkap dua
(butena). Dengan demikian, reaksi yang terjadi
sebagai berikut.
B. Uraian
1. a.
b.
c.
d.
H2/Ni
CH3 – CH2 – CH = CH2 ⎯⎯→ CH3 – CH2 – CH2 – CH3
1-butena
butana
7. Jawaban: a
Adanya ikatan rangkap dalam senyawa
hidrokarbon dapat diidentifikasi menggunakan air
brom. Jika dalam senyawa hidrokarbon tersebut
mengandung ikatan rangkap, warna air brom
yang semula cokelat akan menghilang. Hal ini
disebabkan air brom mengadisi ikatan rangkap
dalam senyawa hidrokarbon.
R – CH == CH – R + Br2 ⎯→
Reaksi adisi karena terjadi perubahan ikatan
rangkap dua menjadi ikatan tunggal.
Reaksi substitusi karena terjadi penggantian
atom H dengan atom Cl.
Reaksi adisi karena terjadi perubahan ikatan
rangkap tiga menjadi ikatan rangkap dua.
Reaksi eliminasi karena terjadi penghilangan
gugus Br dari senyawa propana dan terjadi
perubahan ikatan tunggal menjadi ikatan
rangkap dua.
2. Reaksi eliminasi dehidrohalogenasi adalah reaksi
eliminasi yang terjadi pada senyawa alkil halida
dengan melepaskan unsur H dan halogen dari
alkil halidanya membentuk senyawa alkena, air,
dan garam halogen.
Contoh:
H H H
|
| |
H – C – C – C – Br + KOH ⎯→
|
| |
H H H
1-bromopropana
8. Jawaban: c
H
|
H – C – C = C – H + KBr + H2O
|
| |
H H H
+ HBr ⎯→
2-metil-2-butena
Propena
3. a.
Senyawa P: CH3 – CH = CH – CH3
2-butena
Senyawa Q: CH3 – CH2 – CH2 – CH3
butana
2-bromo-2-metilbutana
Persamaan reaksi pada proses I:
9. Jawaban: d
Reaksi antara 2-kloro-2-metilpropana dengan
kalium hidroksida merupakan reaksi dehidrohalogenasi (reaksi eliminasi pada senyawa
alkilhalida dengan basa kuat). Reaksi ini
menghasilkan suatu alkena.
+ KOH ⎯→
H2/Ni
CH3 – CH = CH – CH3 ⎯⎯→ CH3 – CH2 – CH2 – CH3
2-butena
butana
b.
Proses II terjadi reaksi adisi
CH3 – CH = CH – CH3 + Br2 ⎯→ CH3 – CH – CH – CH3
|
|
2-butena
Br Br
2,3-dibromobutana
Proses III terjadi reaksi substitusi
+ KCl + H2O
CH3–CH2–CH2–CH3+Br2 → CH3–CH2–CH2–CH2–Br+HBr
butana
2-kloro-2-metilpropana
2-metilpropena
10. Jawaban: d
Adisi hidrogen pada CH2 = CH – CH = CH2
(1,3-butadiena) menghasilkan:
CH2 = CH – CH = CH2 + H2 → CH2 = CH – CH2 – CH3
1-butena
c.
1-bromobutana
Senyawa R: CH3 – CH – CH – CH3
|
|
Br Br
2,3-dibromobutana
Senyawa S: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – Br
1-bromobutana
Kimia Kelas XI
11
4. a.
CH3 – C ≡ C – CH2 – CH3 + HCl → CH3 – C = CH – CH2 – CH3
|
Cl
2-pentuna
b.
2-kloro-2-pentena
CH2 = CH – CH2 – CH3 + HBr → CH3 – CH – CH2– CH3
|
Br
1-butena
2-bromobutana
5. Persamaan reaksi:
C3H4 + 4O2 → 3CO2 + 2H2O
Perbandingan koefisien = perbandingan volume.
Jumlah gas propuna yang dibakar = 6 L
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Kegunaan butana dan propana adalah sebagai
bahan bakar dan komponen LPG. Komponen utama
LNG berupa metana dan etana. Minyak pelumas
mengandung hidrokarbon C16H34 hingga C20H42.
Bahan dasar plastik PVC berupa vinil klorida.
Jadi, kegunaan butana dan propana ditunjukkan
nomor 1) dan 3).
2. Jawaban: b
Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi bagi
tubuh, membantu penghematan protein, mengatur
metabolisme
lemak,
dan
membantu
mengeluarkan feses. Sementara itu, menjaga
keseimbangan asam-basa dalam darah,
memelihara sel-sel tubuh, dan sebagai cadangan
energi merupakan fungsi protein. Sebagai
pelindung organ-organ tubuh bagian dalam
merupakan fungsi lemak.
3. Jawaban: b
Fungsi lemak dalam tubuh di antaranya sebagai
pengangkut vitamin yang larut dalam lemak dan
pelindung organ-organ tubuh bagian dalam.
Sementara itu, senyawa yang memberikan rasa
manis pada makanan adalah karbohidrat. Pelarut
pewarna makanan menggunakan propilena glikol,
sedangkan untuk mempercepat proses
pematangan buah menggunakan gas asetilena.
4. Jawaban: a
Gas etilena (CH2 == CH2) merupakan senyawa
hidrokarbon yang digunakan untuk mempercepat
proses pematangan buah. Gas tersebut
dihasilkan dari proses cracking fraksi minyak
bumi. Hidrolisis propilena oksida menghasilkan
propilena glikol. Reaksi karbit dengan air
menghasilkan gas asetilena (C2H2). Oksidasi
propilena menghasilkan propilena oksida.
Oksidasi toluena menghasilkan asam benzoat.
12
Hidrokarbon
Jumlah volume oksigen yang diperlukan pada
pembakaran
=
=
koefisien oksigen
koefisien propuna
4
× 6 L = 24 L
1
× volume propuna
Jadi, volume oksigen yang diperlukan pada
pembakaran tersebut sebanyak 24 L.
5. Jawaban: d
Serat alam: wol, kapas, yute, sutra, dan kenaf.
Serat buatan: rayon, poliester, akrilik, dan nilon.
Jadi, pasangan yang tepat ditunjukkan oleh
nomor 2) dan 4).
6. Jawaban: e
Plastik sering digunakan sebagai pengganti kayu
karena harga plastik lebih murah daripada kayu.
Plastik dapat diproduksi dalam jumlah sangat
banyak melalui reaksi polimerisasi. Sementara
itu, kayu merupakan hasil alam yang memerlukan
waktu lama untuk memperolehnya. Oleh sebab itu,
sebagian besar penggunaan kayu digantikan oleh
plastik.
7. Jawaban: d
Getah perca merupakan senyawa trans-2-metil1,3-butadiena, yang rumus strukturnya dituliskan
pada pilihan d. Pilihan c merupakan struktur karet
alam.
8. Jawaban: c
Omega-3 terdapat pada makanan. Omega-3
merupakan salah satu jenis asam lemak tidak
jenuh. Omega-3 sangat diperlukan bagi tubuh
untuk pertumbuhan sel otak, organ penglihatan,
dan tulang, serta menjaga sel-sel pembuluh
darah dan jantung tetap sehat.
9. Jawaban: c
Senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai
pelarut cat merupakan campuran dari parafin,
sikloparafin, dan hidrokarbon aromatik.
10. Jawaban: d
Lilin digunakan sebagai bahan untuk membuat
lipstik. Lipstik merupakan bagian dari kosmetika
(estetika).
B. Uraian
1. a. Sebagai bahan pembuatan gas hidrogen
yang dapat digunakan sebagai bahan baku
pembuatan amonia.
b. Sebagai bahan bakar korek api.
c. Sebagai bahan untuk sumber energi pada
bengkel-bengkel las.
d. Sebagai bahan polimer polietilena yang
digunakan untuk bahan pelapis karton
pembungkus minuman, isolator kawat, tas
plastik, dan botol-botol plastik.
e. Sebagai bahan polimer polistirena yang
banyak digunakan untuk bahan pelapis kabel.
f. Sebagai bahan polimer polipropena (polipropilena) yang banyak digunakan untuk
pembuatan kotak keranjang botol minuman.
2. a.
b.
Protein disebut polimer karena terbentuk melalui
reaksi polimerisasi dari monomer asam
amino (R – CH(NH2)COOH).
Kegunaan protein sebagai berikut.
1) Membantu pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel tubuh.
2) Membantu perubahan proses biokimia
dalam tubuh.
3)
4)
Mengatur keseimbangan air dalam
tubuh.
Membantu keseimbangan tubuh, pembentukan antibodi, mengangkut zat-zat
gizi, dan sebagai sumber cadangan
energi.
3. Karbohidrat diperoleh dari hasil fotosintesis
tumbuhan hijau. Karbohidrat yang dihasilkan dari
proses ini berupa glukosa dengan rumus kimia
C6H12O6. Oleh karena karbohidrat tersusun atas
unsur C, H, dan O maka karbohidrat digolongkan
sebagai senyawa karbon.
4. Gas asetilen di industri makanan dimanfaatkan
untuk membantu mempercepat proses pematangan buah.
5. Kayu mengandung senyawa karbon berupa lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Unsur karbon,
hidrogen, dan oksigen terkandung di dalam
senyawa-senyawa tersebut. Plastik merupakan
polimer dari propilena yang mempunyai 3 atom C.
Plastik mengandung senyawa hidrokarbon yang
terdiri atas unsur karbon dan hidrogen.
Kimia Kelas XI
13
14
Hidrokarbon
Karet Alam dan
GetahPerca
Plastik
Kayu
Lemak
Protein
Karbohidrat
Pembakaran Tidak Sempurna
Pembakaran Sempurna
Reaksi Dehidrogenasi
Reaksi Dehidrasi
Reaksi Dehidrohalogenasi
Reaksi Adisi Alkuna
Reaksi Adisi Alkena
Bidang Seni
dan Estetika
Bidang
Sandang dan
Papan
Bidang Pangan
Reaksi Oksidasi
Reaksi Eliminasi
Reaksi Adisi
Reaksi
Substitusi
Kegunaan Senyawa
Hidrokarbon dan
Karbon
Senyawa
Hidrokarbon
Reaksi-Reaksi pada
Senyawa Hidrokarbon
Alkana, Alkena,
dan Alkuna
Definisi Senyawa
Hidrokarbon
Geometri
Sifat Fisika dan Kimia
Pembuatan
Posisi
Kerangka
Atom C Kuarterner
Atom C Tersier
Atom C Sekunder
Atom C Primer
Isomer
Tata Nama
Penggolongan Senyawa
Hidrokarbon
Posisi Atom Karbon
Kekhasan Atom Karbon
Sumber Senyawa Karbon
Identifikasi Unsur C dan H
dalam Senyawa Organik
Senyawa Organik dan
Anorganik
serta tidak stabil terhadap pemanasan. Adapun
mempunyai titik didih dan titik leleh tinggi,
berikatan ion, serta di alam ditemukan sebagai
garam mineral merupakan sifat senyawa
anorganik. Jadi yang merupakan pasangan sifat
senyawa organik adalah 2) dan 4).
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Senyawa hidrokarbon aromatik adalah senyawa
hidrokarbon yang rantai karbonnya melingkar
dengan ikatan rangkap dua terkonjugasi atau
berselang-seling, contoh:
HC
|
HC
H
C
C
H
C
||
C
H
C
C
H
3.
CH
|
CH
H H
| |
H–C–C–H
| |
H H
merupakan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh
karena rantai karbonnya terbuka dan berikatan
H
H
tunggal, sedangkan
|
|
H – C – C ≡ C – C – H dan
|
|
H
H–C–H
|
H
H
|
H
H
GC = C – C = CH merupakan senyawa hidro|
H
H
H
karbon alifatik tidak jenuh karena mengandung
ikatan rangkap tiga dan dua.
H H
H
|
|
|
H – C – C ––– C – H
|
|
|
H–C–HH–C–H
|
|
H
H
merupakan senyawa hidrokarbon alisiklik karena
rantai karbonnya melingkar dan berikatan tunggal.
2. Jawaban: c
Sifat senyawa organik antara lain hasil
pembakarannya berupa gas karbon dioksida dan
air, berikatan kovalen, memiliki titik didih dan titik
leleh rendah, reaksi berlangsung lambat, sebagian
besar berasal dari makhluk hidup, umumnya tidak
dapat menghantarkan arus listrik, mudah terbakar,
Jawaban: a
sikloalkana merupakan senyawa hidrokarbon
dengan rantai karbon melingkar serta antaratom
C-nya berikatan tunggal, seperti senyawa a.
Senyawa b merupakan sikloalkena, senyawa c
merupakan senyawa aromatik (benzena),
senyawa d merupakan alkana, serta senyawa e
merupakan alkadiena.
4. Jawaban: d
Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon
menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) dan
uap air (H2O). Gas hasil pembakaran yang dapat
mengeruhkan air kapur adalah gas CO 2 ,
sedangkan gas yang dapat mengubah warna
kertas kobalt(II) klorida dari biru menjadi merah
muda adalah uap air (H2O). Gas CO merupakan
hasil pembakaran tidak sempurna suatu senyawa
hidrokarbon.
5. Jawaban: b
3
4
5
6
2
1
Senyawa tersebut merupakan senyawa alkana
dengan rantai induk heksana (6 atom C).
Penomoran dimulai dari kiri bawah sehingga
cabang metil (–CH3) terletak pada atom C nomor
2 dan 4 serta cabang etil (–CH2CH3) terletak
pada atom C nomor 3. Jadi, nama senyawa
tersebut adalah 3-etil-2,4-dimetilheksana.
6. Jawaban: e
Pada suku-suku homolog tersebut jumlah atom
C sebanyak n, sedangkan jumlah atom H
sebanyak (2 × n) + 2. Dengan demikian,
rumus umum homolog tersebut adalah CnH2n + 2.
CnH2n + 2 merupakan alkana.
Kimia Kelas XI
15
7. Jawaban: c
Atom C kuarterner merupakan atom C yang
mengikat empat atom C lainnya. Atom C
kuarterner ditunjukkan oleh angka 5.
8. Jawaban: c
Senyawa hidrokarbon tidak jenuh mempunyai
rumus umum C n H 2n (alkena) dan C n H 2n – 2
(alkuna). C 2 H 4 , C 3 H 6 , dan C 4 H 8 termasuk
alkena. C2H2, C3H4, dan C4H6 termasuk alkuna.
Jadi, pasangan kelompok senyawa yang bersifat
tidak jenuh ditunjukkan oleh angka 2) dan 4).
9. Jawaban: a
Isomer kerangka terjadi pada senyawa-senyawa
yang memiliki rumus molekul sama, tetapi
kerangka atom C-nya berbeda.
CH3
l
CH3 – CH – CH2 – CH – CH3
l
CH3 – CH – CH3
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
|
CH3
Senyawa di atas memiliki rumus molekul C9H20.
Kedua senyawa tersebut berisomer kerangka
karena memiliki rumus molekul sama, tetapi
kerangka atom C-nya berbeda.
Sementara itu,
CH3 – C ≡ C – CH3 (C4H6)
bukan isomer
CH2 = CH – CH2 – CH3 (C4H8)
CH2 = C – CH3 (C4H8)
|
CH 3
CH2 = CH2 (C2H4)
CH3 – CH3 (C2H6)
CH3 – CH – CH3 (C4H10)
|
bukan isomer
CH3
bukan isomer
CH2 = CH – CH = CH2 (C4H6)
bukan isomer
CH ≡ C – CH3 (C3H4)
10. Jawaban: e
1) 2-isopropil-3-metilpentana
2
6
5
4
1
3
Nama seharusnya 2,3,4-trimetilheksana
16
Hidrokarbon
2)
2,4,4-tribromopentana
1
2
3
4
5
Nama seharusnya 2,2,4-tribromopentana
3)
2-etil-3-metilpentana
2
1
3
4
5
6
4)
Nama seharusnya 3,4-dimetilheksana
1,3-dimetilbutana
1
2
3
4
5
5)
Nama seharusnya 2-metilpentana
3,5-dietilheptana
1
2
3
4
5
6
7
Nama sudah sesuai dengan aturan IUPAC.
11. Jawaban: a
Senyawa
Alkana
Butana
Pentana
Heksana
Heptana
Oktana
Jumlah
Atom C
4
5
6
7
8
Titik Leleh
(°C)
–138,40
–139,74
–95,00
–90,60
–56,80
Titik Didih
(°C)
0,5
36,1
68,9
98,4
124,7
Berdasarkan tabel tersebut, semakin panjang
rantai karbon (semakin banyak jumlah atom C),
titik didih dan titik leleh senyawa alkana semakin
tinggi. Pada senyawa alkana tidak terdapat ikatan
hidrogen.
12. Jawaban: c
Reaksi antara 1-butena dengan asam klorida
merupakan reaksi adisi. Menurut aturan
markovnikov, atom H pada HCl akan terikat pada
atom C ikatan rangkap yang mengikat atom H
lebih banyak. Sementara itu, atom Cl pada HCl
akan terikat pada atom C ikatan rangkap yang
mengikat atom H lebih sedikit. Dengan demikian,
reaksinya sebagai berikut.
CH2 = CH – CH2 – CH3 + HCl ⎯→CH3 – CH – CH2 – CH3
|
Cl
1-butena
2-klorobutana
13. Jawaban: c
1
2
3
4
5
6
Senyawa tersebut merupakan alkena dengan
rantai induk heksena (6 atom C). Penomoran
dimulai dari kiri sehingga ikatan rangkap
berada pada nomor 2. Cabang metil (–CH 3)
terletak pada atom C nomor 2, 3, dan 4.
Dengan demikian, nama senyawa tersebut
adalah 2,3,4-trimetil-2-heksena.
14. Jawaban: c
Isomer merupakan senyawa-senyawa yang
memiliki rumus molekul sama, tetapi rumus
strukturnya berbeda.
1) Pentana
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 (C5H12)
2)
2-metil-2-butena
(C5H10)
4)
3-metil-1-pentena
(C6H12)
5)
1)
2)
3)
(Mr = 54 g mol–1)
(Mr = 42 g mol–1)
(Mr = 54 g mol–1)
2-etil-1-butena
(C6H12)
3)
17. Jawaban: d
Senyawa hidrokarbon yang dapat menghilangkan
warna air brom adalah senyawa hidrokarbon
yang memiliki ikatan rangkap (hidrokarbon tidak
jenuh) sehingga senyawa yang mungkin adalah
senyawa b, d, dan e. Oleh karena senyawa
tersebut mempunyai Mr = 56 g mol–1, senyawa
tersebut adalah senyawa d.
2,2-dimetilpropana
(C5H12)
Jadi, 2-metil-2-butena merupakan isomer C5H10.
15. Jawaban: b
H
|
CH3 – C – CH = CH – CH3 + HCl → CH3 – CH – CH2 – CH – CH3
|
|
|
CH3
CH3
Cl
4-metil-2-pentena
2-kloro-4-metilpentana
Pada reaksi tersebut terjadi perubahan ikatan
rangkap dua menjadi ikatan tunggal. Dengan
demikian reaksi tersebut merupakan reaksi adisi.
16. Jawaban: c
Reaksi 1) terjadi penggantian atom H dengan
atom Cl → substitusi.
Reaksi 2) terjadi perubahan ikatan tunggal
menjadi ikatan rangkap dua → eliminasi.
Reaksi 3) terjadi perubahan ikatan rangkap dua
menjadi ikatan tunggal → adisi.
18. Jawaban: d
Isomer posisi terjadi pada senyawa-senyawa
yang memiliki rumus molekul dan kerangka atom
karbon sama, tetapi posisi ikatan rangkapnya
berbeda seperti pada senyawa 1-heksena dan
2-heksena.
H2C == CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
1-heksena → ikatan rangkap terletak pada nomor 1
H3C – CH == CH – CH2 – CH2 – CH3
2-heksena → ikatan rangkap terletak pada nomor 2
Senyawa 1) dan 4) berisomer kerangka, senyawa
1) dan 5) tidak berisomer, senyawa 2) dan 3)
berisomer kerangka, serta senyawa 4) dan 5)
tidak berisomer. Jadi, senyawa yang berisomer
posisi adalah 3) dan 4).
19. Jawaban: c
Isomer merupakan senyawa-senyawa yang
mempunyai rumus molekul sama, tetapi rumus
strukturnya berbeda. Senyawa di atas
mempunyai rumus molekul C5H8.
1) CH3 – C ≡ C – CH3 (C4H6)
2)
CH3
|
CH3 – C – CH3 (C5H12)
|
CH3
3) CH ≡ C – CH2 – CH2 – CH3 (C5H8)
4) CH3 – CH – CH2 – C ≡ CH (C6H10)
|
CH3
5) CH2 – CH – CH2 (C6H14)
|
|
|
CH3 CH3 CH3
Kimia Kelas XI
17
20. Jawaban: c
Senyawa alkuna = CnH2n – 2.
Untuk n ke-2, CH ≡ CH → tidak memiliki isomer
Untuk n ke-3, CH ≡ C – CH3; CH3 – C ≡ CH
→ tidak memiliki isomer
Untuk n ke-4, CH ≡ C – CH2 – CH3;
CH3 – C ≡ C – CH3 (merupakan isomer)
Jadi, isomer posisi alkuna dimulai dari suku n
ke-4 (butuna).
21. Jawaban: b
Misal: hidrokarbon = CxHy
y
4
CxHy + (x +
1L
)O2 → xCO2 +
6,5 L
y
2
4L
KoefisienC xHy
koefisienCO2
1
x
VCxHy
= V
CO2
=
koefisienO2
1
(x +
x+
4+
y
)
4
y
4
y
4
y
4
=
2,3-dimetil-1-butena → ikatan rangkap terletak
pada nomor 1.
VCxHy
25. Jawaban: b
Isomer posisi CH2 = CH – CH2 – CH3 (1-butena)
yaitu:
2-butena
CH3 – CH = CH – CH3
Jadi, 1-butena mempunyai isomer posisi
sebanyak 2.
VO2
1
6,5
= 6,5
= 6,5
= 2,5
y = 10
Rumus molekul hidrokarbon = C4H10 (butana).
Senyawa ini termasuk hidrokarbon golongan
alkana dan bersifat jenuh.
Volume H2O yang dihasilkan =
y
2
=
10
2
= 5L.
22. Jawaban: b
Fungsi protein dalam tubuh yaitu membantu
pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel dalam
tubuh, pembentukan zat antibodi, mengangkut
zat-zat gizi, dan cadangan energi.
Mengatur metabolisme lemak merupakan fungsi
karbohidrat. Pelindung tubuh dari perubahan
cuaca, membantu pengeluaran sisa pencernaan,
dan melindungi organ-organ tubuh bagian dalam
merupakan fungsi lemak.
23. Jawaban: c
Propilena glikol digunakan dalam industri
makanan sebagai penyedap rasa, pelarut
makanan, dan humektan. Etilena glikol digunakan
sebagai zat aditif untuk menurunkan titik beku
18
Hidrokarbon
2,3-dimetil-2-butena → ikatan rangkap terletak
pada nomor 2.
1
4
x=4
=
24. Jawaban: d
Isomer posisi terjadi pada senyawa-senyawa
yang memiliki rumus molekul dan kerangka atom
karbon sama, tetapi letak ikatan rangkapnya
berbeda. Senyawa tersebut memiliki nama 2,3dimetil-2-butena. Senyawa tersebut berisomer
posisi dengan 2,3-dimetil-1-butena.
H2O
Perbandingan koefisien = perbandingan volume
KoefisienC xHy
pada radiator mobil. Asetilena dan etilena
merupakan gas yang banyak digunakan untuk
membantu proses pematangan buah-buahan.
Sukrosa merupakan pemanis alami, digunakan
untuk menambah rasa manis pada makanan.
26. Jawaban: e
1) Asetilena dibuat dengan mereaksikan karbit
(kalsium karbida) dengan air.
CaC 2 (s) + 2H 2 O( A ) → C 2 H 2 (g) +
Ca(OH)2(aq)
2)
Perbandingan mol air dengan mol gas
asetilena adalah 2 : 1.
3) Kegunaan gas asetilena adalah untuk
mengelas besi.
4) Perbandingan mol CaC2 (karbit) dengan H2O
adalah 1 : 2.
Jadi, pasangan pernyataan yang benar tentang
gas asetilena terdapat pada angka 3) dan 4).
27. Jawaban: e
Dengan jumlah atom C, senyawa hidrokarbon
rantai lurus memiliki tekanan uap lebih rendah
daripada hidrokarbon rantai bercabang. Semakin
banyak jumlah cabang suatu senyawa
hidrokarbon maka tekanan uapnya semakin
tinggi. Hal ini disebabkan gaya tarik-menarik
antarmolekul pada senyawa hidrokarbon rantai
lurus lebih kuat daripada rantai bercabang.
Semakin kuat gaya tarik-menarik antarmolekulnya, semakin sukar senyawa tersebut
menguap (tekanan uap semakin kecil). Jadi,
senyawa hidrokarbon yang memiliki tekanan
paling rendah adalah senyawa hidrokarbon yang
memiliki struktur seperti pilihan e.
a.
b.
: 2-metil-1-butena
28. Jawaban: b
6CH ≡ 5C – 4CH – 3CH – 2C ≡ 1CH
2
|
CH3
3-metil-1,5-heksadiuna
29. Jawaban: a
H
CH3
GC = CH
CH3
H
trans
CH3
CH3
GC = CH
H
H
cis
y
4
CxHy + (x +
15 mL
)O2 → xCO2 +
75 mL
y
2
CH3
2. a.
c.
45 mL
koefisienCO2
CH3 – CH == CH – CH2 – CH3: 2-pentena
H2O
Perbandingan koefisien = perbandingan volume
KoefisienC xHy
: 3-metil-1-butena
b.
30. Jawaban: d
Misal: hidrokarbon = CxHy
d.
VCxHy
= V
CO2
1
x
=
15
45
1
x
=
1
3
e.
x=3
KoefisienC xHy
koefisienO2
VO2
y
=
y
=
1
5
1
1
(x + 4 )
3+
VCxHy
15
75
(x + 4 )
x+
=
y
4
y
4
y
4
=5
=5
=2
y =8
Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah
C 3H 8.
B. Uraian
1.
(CH 2)n = 70
(1n × Ar C) + (2n × Ar H) = 70
(1n × 12) + (2n × 1) = 70
14n = 70
n=5
Rumus molekul: (CH2)5 = C5H10 = pentena.
Kemungkinan struktur:
CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3: 1-pentena
f.
: 2-metil-2-butena
Merupakan senyawa nonpolar sehingga
tidak larut dalam air, tetapi larut dalam
pelarut nonpolar seperti CCl4 atau eter.
Semakin banyak jumlah atom C titik didihnya
semakin tinggi.
Alkena dengan C2–C4 terdapat dalam fase
gas, C 5–C 17 berfase cair, > C 18 berfase
padat.
Dapat mengalami reaksi adisi (pengubahan
ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal
dengan menangkap atom lain).
Contoh:
CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 – CH2
|
|
Cl
Cl
Suku-suku alkena lebih reaktif dibanding
suku-suku alkana, untuk jumlah atom C
yang sama. Hal ini disebabkan alkena
mempunyai jumlah atom H lebih sedikit
dibanding alkana.
Alkena dapat berpolimerisasi (penggabungan
molekul-molekul sejenis sehingga menjadi
molekul raksasa dengan rantai karbon yang
sangat panjang). Molekul yang bergabung
disebut monomer, sedangkan gabungan
monomer disebut polimer.
3. Titik-titik zat cair yang menempel pada dinding
tabung reaksi hasil pembakaran senyawa organik
mampu mengubah warna kertas kobalt(II) dari biru
menjadi merah muda. Peristiwa ini menunjukkan
bahwa titik-titik zat cair tersebut adalah air. Air
(H2O) mengubah warna kertas kobalt(II) dari biru
menjadi merah muda. Kesimpulan percobaan ini
adalah pembakaran senyawa organik menghasilkan air.
4. Isomer pentuna ada tiga yaitu:
HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH3
1-pentuna
Kimia Kelas XI
19
2-pentuna
Pada reaksi
CH3 – CH2 – CH2Br + C2H5ONa → NaBr
+ CH3 – CH2 – CH2 – O – CH2 – CH3
3-metil-1-butuna
terjadi pertukaran gugus –Br dengan gugus
–O–CH 2–CH 3. Dengan demikian, reaksi
tersebut merupakan reaksi substitusi.
H3C – C ≡ C – CH2 – CH3
5. H3C
CH3
GC = CH
Cl
Cl
b.
c.
cis-2,3-dikloro-2-butena
H3C
Cl
GC = CH
Cl
CH3
trans-2,3-dikloro-2-butena
6.
a.
b.
c.
d.
CH3
|
4C – 5CH – 6CH – 7C – 8CH
C
≡
3
2
2
3
|
|
CH3
2CH2
|
1CH 3
Nama IUPAC: 7,7-dimetil-3-oktuna
CH3
|
7CH – 6CH – 5CH – 4CH – 3C – 2C ≡ 1CH
3
2
2
|
|
CH3
CH3
Nama IUPAC: 3,3,6-trimetil-1-heptuna
5CH
3
–
4C
3CH – 2CH = 1CH
2
=
|
CH3
Nama IUPAC: 4-metil-1,3-pentadiena
CH2 – CH = CH2
|
CH = CH2
Nama IUPAC: 1,4-pentadiena
7. Alkadiena merupakan senyawa hidrokarbon yang
dalam rantai ikatannya mengandung dua ikatan
rangkap dua, contoh CH2 = CH – CH = CH2
(1,3-butadiena). Sementara itu, alkuna merupakan senyawa hidrokarbon yang dalam rantai
ikatannya mengandung ikatan rangkap tiga,
contoh CH ≡ C – CH2 – CH3 (1-butuna).
8. a.
20
Pada reaksi
CH3 – CH = CH2 + HBr → CH3 – CHBr – CH3
terjadi perubahan ikatan rangkap dua
menjadi ikatan tunggal sehingga reaksi
tersebut merupakan reaksi adisi.
Hidrokarbon
9. a.
Pada reaksi
CH3 – CHBr – CH3 + NaOH → NaBr + H2O
+ CH3 – CH = CH2
terjadi penghilangan atom H dan Br pada
senyawa CH3–CHBr–CH3 dan pembentukan
ikatan rangkap dua pada CH3 – CH = CH2
sehingga reaksi ini merupakan reaksi
eliminasi.
H3C – C = CH – CH3 + HCl ⎯→
|
CH3
2-metil-2-butena
Cl
|
H3C – C – CH2 – CH3
|
CH3
2-kloro-2-metilbutana
b.
Jenis reaksinya adalah reaksi adisi karena
terjadi perubahan ikatan rangkap dua
menjadi ikatan tunggal.
10. Misal: hidrokarbon = CxHy
Massa C dalam CxHy = massa C dalam CO2
=
Ar C
Mr CO2
× massa CO2
12
= 44 × 13,2 gram
= 3,6 gram
Massa H dalam CxHy = massa H dalam H2O
=
2 · Ar H
M r H2O
× massa H2O
2
= 18 × 7,2 gram
= 0,8 gram
Perbandingan mol C : H =
=
massa C
Ar C
3,6
12
:
:
massa H
Ar H
0,8
1
= 0,3 : 0,8
=3:8
Jadi, alkana yang dimaksud yaitu propana
dengan rumus molekul senyawa C3H8.
Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu:
1. menjelaskan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam;
2. menyebutkan komposisi minyak bumi;
3. menjelaskan proses pengolahan dan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya;
4. menyajikan karya tentang proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi beserta kegunaannya;
5. membedakan kualitas bensin berdasarkan bilangan oktan;
6. membedakan reaksi pembakaran hidrokarbon yang sempurna dan tidak sempurna serta sifat-sifat zat hasil pembakaran;
7. menganalisis dampak pembakaran bahan bakar terhadap lingkungan dan kesehatan.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:
1. mensyukuri keberadaan minyak bumi dan gas alam sebagai kekayaan alam Indonesia dan karunia Tuhan Yang Maha Esa;
2. memiliki sikap tanggung jawab, rasa ingin tahu, jujur, dan peduli terhadap lingkungan.
Minyak Bumi
Mempelajari
Minyak Bumi dan Gas Alam
Bensin dan Dampak Pembakaran Bahan Bakar
Mencakup
•
•
•
Mencakup
Pembentukan Minyak Bumi dan Gas Alam
Komposisi Minyak Bumi
Pengolahan Minyak Bumi
•
•
•
Bensin
Kualitas Bensin
Dampak Pembakaran Bahan Bakar
Mampu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mendeskripsikan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam.
Menyebutkan komposisi minyak bumi.
Mendeskripsikan proses pengolahan dan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya.
Menyajikan karya tentang proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi beserta kegunaannya.
Membedakan kualitas bensin berdasarkan bilangan oktan.
Membedakan reaksi pembakaran hidrokarbon yang sempurna dan tidak sempurna serta sifat zat hasil pembakaran.
Menganalisis dampak pembakaran bahan bakar terhadap lingkungan dan kesehatan serta cara mengatasinya.
Menyebutkan bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi.
Menjelaskan kelebihan dan kekurangan bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi serta dampaknya terhadap kesehatan
dan lingkungan.
Mensyukuri keberadaan minyak bumi dan gas alam sebagai kekayaan alam Indonesia dan karunia Tuhan Yang Maha Esa.
Menunjukkan sikap tanggung jawab, rasa ingin tahu, jujur, dan peduli terhadap lingkungan.
Kimia Kelas XI
21
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Minyak bumi dan gas alam merupakan campuran
kompleks hidrokarbon dan senyawa organik lain.
Komponen hidrokarbon merupakan komponen yang
paling banyak ditemukan dalam minyak bumi dan
gas alam. Gas alam terdiri atas hidrokarbon alifatik
jenuh (alkana) suku rendah, yaitu metana, etana,
propana, dan butana. Sementara itu, hidrokarbon
yang terkandung dalam minyak bumi yang terbesar
adalah hidrokarbon alifatik jenuh (alkana) dan
alisiklik (sikloalkana). Berikut tabel komponen
senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi.
Hidrokarbon
Rata-rata
Rentang
Alisiklik (sikloalkana/
naptena)
Alifatik jenuh (alkana)
Aromatik
Aspaltena
49%
30–60%
30%
15%
6%
15–60%
3–30%
Sisa-sisa
2. Jawaban: a
Minyak mentah merupakan campuran hidrokarbon yang kompleks dan dapat dimanfaatkan
sebagai bahan bakar setelah diubah menjadi
komponen-komponen penyusunnya. Proses
pemisahan komponen-komponen penyusun
minyak mentah didasarkan pada perbedaan titik
didihnya. Proses ini dinamakan proses distilasi
bertingkat. Kromatografi adalah salah satu teknik
pemisahan komponen senyawa yang didasarkan
pada perbedaan kelarutan suatu senyawa antara
dua fase yaitu fase bergerak dan fase diam.
Kristalisasi adalah proses pemisahan campuran
dengan cara membentuk kristal padat dari
presipitasi (pembentukan endapan) larutan,
pelelehan padatan, ataupun hasil dari deposit gas.
Sublimasi adalah proses pemisahan campuran
dengan cara menguapkan zat padat tanpa melalui
fase cair terlebih dahulu. Filtrasi adalah proses
pemisahan campuran berdasarkan perbedaan
ukuran partikel.
3. Jawaban: d
Minyak bumi terbentuk dari fosil hewan dan
tumbuhan laut yang terpendam jutaan tahun yang
lalu, tertimbun endapan pasir, lumpur, dan zatzat lain, serta mendapat tekanan dan panas bumi
secara alami. Oleh karena pengaruh suhu dan
tekanan tinggi, materi organik tersebut berubah
menjadi minyak setelah mengalami proses berjutajuta tahun. Itulah sebabnya sumber minyak bumi
pada umumnya terdapat di wilayah lepas pantai
hingga laut dalam.
22
Minyak Bumi
4. Jawaban: d
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Komponen Minyak Bumi
Karbon
Hidrogen
Belerang
Oksigen
Nitrogen
Unsur-unsur logam
Persentase
83–87
10–14
0,05–6
0,05–1,5
0,1–2
<0,1
Jadi, urutan unsur kimia dalam minyak bernilai
yang terbanyak adalah 3), 2), 4), dan 1).
5. Jawaban: d
Fraksi minyak bumi yang pertama kali dipisahkan
dengan distilasi bertingkat adalah fraksi gas.
Fraksi gas memiliki titik didih yang paling rendah
dibandingkan fraksi lain sehingga menguap
pertama kali ketika minyak mentah dipanaskan.
Fraksi gas digunakan untuk bahan bakar rumah
tangga (memasak). Pelumas mesin berasal dari
fraksi minyak bumi yang ketujuh, yaitu oli. Pelarut
organik yang sering digunakan dalam industri
maupun penelitian berasal dari fraksi minyak bumi
yang kedua, yaitu petroleum eter. Sementara itu,
pengaspalan jalan menggunakan fraksi minyak
bumi yang terakhir dipisahkan, yaitu residu. Bahan
bakar kendaraan berasal dari fraksi minyak bumi
yang ketiga yaitu bensin (gasolin).
6. Jawaban: e
Fraksi
Titik Didih (°C)
Jumlah Atom C
Kegunaan
Gas (LPG)
Petroleum Eter
Bensin
(–160) – (–40)
30 – 90
35 – 75
1–4
5–7
5 – 10
70 – 170
170 – 250
8 – 12
10 – 14
Bahan bakar kompor gas.
Pelarut dan dry cleaning.
Bahan bakar kendaraan
bermotor.
Bahan baku industri kimia.
Bahan bakar pesawat
terbang.
Nafta
Kerosin
7. Jawaban: c
Proses cracking adalah proses pemecahan
hidrokarbon suku tinggi menjadi senyawa
hidrokarbon suku rendah dengan cara pemberian
tekanan dan suhu tinggi. Bensin merupakan fraksi
minyak bumi yang mengandung atom karbon
sebanyak 5–10, sedangkan LPG dan petroleum
eter mengandung atom karbon sebanyak 1–4 dan
5–7. Fraksi minyak bumi nafta dan kerosin dapat
digunakan sebagai bahan baku pembuatan
bensin, karena nafta dan kerosin mengandung
atom karbon yang lebih banyak daripada bensin,
yaitu 8–12 dan 10–14.
8. Jawaban: b
Fraksi angka 5) mempunyai atom C sebanyak
24–32 dan mendidih pada suhu >350°C sehingga
fraksi tersebut berupa parafin. Parafin digunakan
sebagai bahan baku pembuatan lilin. Bahan bakar
mesin diesel menggunakan solar, yaitu fraksi
minyak bumi yang mempunyai atom C sebanyak
15–25 dan mendidih pada suhu 250–340°C.
Bahan baku pesawat terbang mengunakan
kerosin, yaitu fraksi minyak bumi yang mempunyai
atom C sebanyak 10–14 dan mendidih pada suhu
170–250°C. Bahan baku pembuatan plastik
berasal dari nafta, yaitu fraksi minyak bumi yang
mempunyai atom C sebanyak 8–12 dan mendidih
pada suhu 70–170°C. Bahan bakar kendaraan
bermotor menggunakan bensin, yaitu fraksi minyak
bumi yang mempunyai atom C sebanyak 5–10
dan mendidih pada suhu 35–75°C.
9. Jawaban: c
Urutan fraksi minyak bumi dari yang paling ringan
yaitu bensin, nafta, dan solar. Semakin berat fraksi
minyak bumi, titik didihnya semakin tinggi.
10. Jawaban: b
Reaksi:
∆
C30H62 ⎯⎯
→ C7H16 + C9H18 + C4H8 + C10H20
Persamaan reaksi di atas merupakan persamaan
reaksi yang terjadi pada proses cracking. Pada
reaksi tersebut, dapat diketahui bahwa senyawa
alkana dengan pemanasan pada suhu tinggi
dipecah menjadi senyawa alkana lain dengan
rantai karbon yang lebih pendek. Treating adalah
suatu proses penghilangan pengotor pada fraksifraksi minyak bumi. Blending adalah proses
penambahan zat aditif ke dalam fraksi minyak
bumi untuk meningkatkan kualitas produk. Desalting
adalah proses pengolahan untuk menghilangkan
kotoran atau garam yang tercampur dalam minyak
mentah. Desulfuring adalah salah satu tahap
dalam proses treating untuk menghilangkan unsur
belerang.
B. Uraian
1. Minyak bumi terbentuk dari hasil akhir penguraian
bahan-bahan organik yang berasal dari sisa-sisa
tumbuhan dan hewan yang terdapat di darat
maupun di laut. Sisa tumbuhan dan hewan
tersebut tertimbun endapan pasir, lumpur, dan zatzat lain serta mendapat tekanan dan panas bumi
secara alami selama berjuta-juta tahun. Suhu dan
tekanan ini mengubah materi organik dalam fosil
menjadi minyak bumi. Minyak bumi akan terkumpul dalam pori-pori batu kapur atau batu pasir.
2. Fraksi-fraksi minyak bumi diperoleh melalui
proses di dalam menara distilasi. Proses ini
dimulai dengan memompakan minyak mentah
yang telah dipanaskan hingga suhu 350°C ke
dalam menara distilasi. Di dalam menara,
sebagian minyak akan menguap setelah
mencapai titik didihnya. Uap tersebut bergerak
melalui bubble caps dan sebagian akan mencair
lalu mengalir melalui pelat. Cairan yang mengalir
dan keluar dari pelat akan terpisah dari fraksi lain.
Uap yang tidak mencair akan terus naik dan akan
mencair sedikit demi sedikit sesuai titik didihnya
pada pelat-pelat yang ada di atasnya. Fraksi-fraksi
minyak bumi diperoleh sesuai titik didihnya.
3. Minyak mentah dapat dibedakan menjadi minyak
mentah ringan dan berat. Perbedaan antara
minyak mentah ringan dan berat terletak pada
kadar logam dan belerang, serta viskositasnya.
Minyak mentah ringan (light crude oil)
mengandung logam dan belerang dengan kadar
yang rendah, sedangkan minyak mentah berat
(heavy crude oil) mengandung logam dan
belerang dengan kadar yang tinggi. Kadar logam
dan belerang dalam minyak mentah berat yang
lebih tinggi daripada minyak mentah ringan
mengakibatkan warnanya lebih gelap. Selain itu,
minyak mentah ringan memiliki viskositas yang
rendah (encer), sedangkan minyak mentah berat
viskositasnya tinggi sehingga harus dipanaskan
supaya meleleh.
4. Keberadaan unsur belerang harus dihilangkan
dalam proses pengolahan minyak bumi karena
dapat menyebabkan berbagai masalah. Masalah
yang dapat ditimbulkan sebagai berikut.
a. Terjadi korosi pada peralatan pengolahan
minyak bumi.
b. Meracuni katalis yang digunakan dalam
proses pengolahan minyak bumi.
c. Menimbulkan bau yang kurang sedap pada
fraksi minyak bumi yang dihasilkan.
d. Menimbulkan polusi udara dan gas buang
atau hasil produk samping pembakaran yang
beracun (SO2).
e. Menimbulkan hujan asam, jika kadar SO2 di
udara melebihi ambang batas.
Kimia Kelas XI
23
5. a.
Fraksi yang paling mudah menguap adalah
fraksi D. Hal ini dapat diketahui dari titik didih
tiap fraksi. Semakin tinggi titik didih suatu
fraksi, semakin panjang rantai karbon yang
menyusun fraksi tersebut. Panjang rantai
karbon yang menyusun fraksi akan mempengaruhi gaya antarmolekul yang terjadi
pada senyawa penyusun fraksi tersebut.
Semakin panjang rantai karbon suatu fraksi
akan semakin kuat gaya antarmolekul yang
terjadi. Akibatnya, fraksi yang memiliki rantai
karbon lebih panjang akan lebih sulit untuk
menguap dan fraksi yang memiliki rantai
karbon lebih pendek akan lebih mudah
menguap.
b.
c.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Pembakaran bensin yang mengandung senyawa
hidrokarbon rantai lurus berlangsung cepat
sehingga pembakaran tidak merata. Pada mesin
bertekanan tinggi, pembakaran yang tidak merata
dapat mengakibatkan terjadinya ketukan (knocking)
pada mesin. Suara ketukan yang terjadi mengakibatkan mesin bergetar sangat hebat dan
panas. Kondisi ini memicu terjadinya kerusakan
mesin. Sementara itu, bensin yang mengandung
senyawa hidrokarbon bercabang (isooktana) yang
semakin banyak membutuhkan biaya yang mahal
dalam pembuatannya. Bensin yang mengandung
semakin banyak isooktana akan mengakibatkan
bensin tersebut sulit terbakar atau menguap
secara spontan. Jika rasio kompresi dari mesin
kendaraan lebih rendah dari bensin yang digunakan, bensin sulit terbakar dan akan membentuk
kerak pada ruang bakar atau klep.
2. Jawaban: e
Alkena akan terbakar lebih sempurna daripada
alkana baik rantai lurus maupun bercabang.
24
Minyak Bumi
Fraksi yang paling mudah terbakar adalah
fraksi D. Hal ini juga dapat diketahui dari titik
didih tiap fraksi. Semakin tinggi titik didih
suatu fraksi, semakin panjang rantai karbon
yang menyusun fraksi tersebut. Panjang
rantai karbon yang menyusun fraksi akan
mempengaruhi gaya antarmolekul yang
terjadi pada senyawa penyusun fraksi
tersebut. Semakin panjang rantai karbon
suatu fraksi akan semakin kuat gaya antarmolekul yang terjadi. Akibatnya, fraksi yang
memiliki rantai karbon lebih panjang akan
lebih sulit untuk terbakar dan fraksi yang
memiliki rantai karbon lebih pendek akan
lebih mudah terbakar.
Urutan fraksi berdasarkan kenaikan jumlah
rantai kabon penyusunnya, yaitu D–B–A–C.
Hal ini dapat diketahui dari titik didih tiap
fraksi. Semakin tinggi titik didih suatu fraksi,
semakin panjang rantai karbon yang menyusun
fraksi tersebut.
Sementara itu, sikloalkana dan alkana bercabang
terbakar lebih sempurna daripada alkana rantai
lurus (n-alkana). Alkana rantai pendek (C 4 )
terbakar lebih sempurna daripada alkana rantai
panjang (C8). Dengan demikian, n-alkana dan
alkana bercabang rantai pendek akan terbakar
lebih sempurna daripada n-alkana dan alkana
bercabang rantai panjang. Urutan pembakaran
dari yang paling sempurna adalah alkena,
sikloalkana dan alkana bercabang rantai pendek,
alkana bercabang rantai panjang, n-alkana rantai
pendek, dan n-alkana rantai panjang. Jadi, pembakaran paling sempurna terjadi pada campuran
antara alkena dan sikloalkana atau alkana
bercabang rantai pendek.
3. Jawaban: b
Hidrokarbon
n-heptana
pentana
sikloheksana
isooktana
Bilangan Oktan (Road-index)
0
62
97
100
Jadi, urutan senyawa dari yang memiliki bilangan
oktan terbesar adalah 2)– 4)– 1)– 3).
4. Jawaban: d
Struktur Senyawa
Rumus Struktur
a.
CH3(CH2)5CH3
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –CH3
(n-heptana)
b.
CH3(CH2)2CH(CH3)2
c.
(CH3)3CCH2CH3
d.
(CH3)3CCH2CH(CH3)2
CH3
|
CH3 – C – CH2 – CH – CH3
|
|
CH3
CH3
(2,2,4-trimetilpentana atau isooktana)
e.
CH3(CH2)6CH3
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –
CH2 – CH3
(n-oktana)
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH3
|
CH3
(2-metilpentana)
CH3
|
CH3 – C – CH2 – CH3
|
CH3
(2,2-dimetilbutana)
5. Jawaban: e
Bensin beroktan rendah jika dibakar akan
mengalami reaksi pembakaran tidak sempurna
sehingga menghasilkan banyak gas karbon
monoksida dan jelaga. Akibatnya, knalpot berubah warna menjadi hitam. Sebaliknya, bensin
yang beroktan tinggi akan menghasilkan sedikit
gas karbon monoksida, sedikit jelaga, dan sedikit
suara ketukan pada mesin.
6. Jawaban: b
Untuk dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan
kinerja yang optimal, bahan bakar yang digunakan
oleh suatu kendaraan harus disesuaikan dengan
desain mesin kendaraan tersebut. Jika mesin
kendaraan menggunakan bahan bakar (bensin)
yang memiliki bilangan oktan yang lebih rendah dari
yang seharusnya maka terjadi ketukan (knocking)
pada mesin. Selain itu, proses pembakaran tidak
sempurna akan terjadi sehingga kinerja mesin tidak
maksimal. Sementara itu, jika bensin yang digunakan memiliki bilangan oktan yang sesuai dengan
mesin kendaraan maka suara ketukan pada mesin
akan berkurang dan proses pembakaran sempurna
akan terjadi sehingga kinerja mesin menjadi
optimal. Jika bahan bakar yang digunakan memiliki
bilangan oktan yang lebih tinggi dari yang seharusnya maka akan mengakibatkan bensin sulit terbakar
dalam ruang bakar (bensin sulit menguap). Akibatnya, akan terjadi penumpukan kerak pada ruang
bakar atau klep.
7. Jawaban: e
Knocking atau ketukan pada mesin disebabkan
oleh rantai karbon lurus atau sedikit bercabang.
Contohnya n-heptana. Adapun senyawa hidrokarbon dengan banyak cabang umumnya tidak
atau sedikit menimbulkan knocking.
8. Jawaban: b
Mutu bahan bakar bensin dikaitkan dengan jumlah
ketukan (knocking) yang ditimbulkannya dan
dinyatakan dengan bilangan oktan. Ketukan
adalah suatu sifat yang kurang baik dari bahan
bakar, yaitu pembakaran terjadi terlalu dini
sebelum piston berada pada posisi yang tepat.
Adanya ketukan akan mengurangi efisiensi bahan
bakar (jarak tempuh per satuan volume semakin
pendek) dan dapat merusak mesin. Semakin
sedikit jumlah ketukan, semakin baik pula mutu
bensin dan semakin besar bilangan oktan yang
dimiliki oleh bahan bakar tersebut. Selain itu,
banyaknya jelaga yang dihasilkan menunjukkan
tingkat efisiensi energi yang dihasilkan saat pembakaran. Semakin tinggi bilangan oktan bensin
maka energi yang dihasilkan semakin efisien.
Akibatnya, jumlah jelaga yang dihasilkan akan
semakin berkurang. Jadi, bahan bakar yang
memiliki bilangan oktan paling tinggi adalah L.
9. Jawaban: c
MTBE (metil tersier butil eter) adalah zat aditif
yang ditambahkan ke dalam bensin pada proses
blending sebagai zat antiketukan (antiknocking).
Zat ini memiliki sifat mudah larut dalam air
sehingga dapat mencemari air tanah di sekitar
tempat penyimpanan bensin jika terjadi kebocoran
pada tangki SPBU. Akibatnya, jika air tanah
tersebut dikonsumsi oleh manusia secara terusmenerus dapat membahayakan tubuh karena
MTBE bersifat karsinogenik (penyebab kanker).
10. Jawaban: d
Hubungan yang benar antara zat hasil pembakaran bahan bakar dan dampaknya terhadap
kesehatan sebagai berikut.
Zat Hasil Pembakaran
Bahan Bakar
Dampak terhadap
Kesehatan
a.
Karbon monoksida
Menimbulkan gangguan
jaringan paru-paru dan
infeksi saluran pernapasan.
b.
Belerang oksida
Menurunkan tingkat kecerdasan anak dan perkembangan mental anak.
c.
Nitrogen oksida
Mengurangi jumlah oksigen
dalam darah dan mengakibatkan jantung bekerja
lebih berat.
d.
Hidrokarbon
Mengakibatkan leukemia
dan kanker paru-paru.
e.
Timbal
Mengakibatkan penyakit
kronis pada sistem pernapasan kardiovaskular
dan iritasi mata.
Kimia Kelas XI
25
B. Uraian
1. a. Premium dengan bilangan oktan 88 berarti
premium tersebut terdiri atas 88% isooktana
dan 12% n-heptana.
b. Hubungan antara bilangan oktan dengan
kualitas bensin yaitu semakin tinggi bilangan
oktan, semakin baik kualitas bensin tersebut.
c. Semakin baik kualitas bensin yang digunakan proses pembakaran bensin di dalam
mesin akan berlangsung sempurna dan
energi yang dihasilkan semakin efisien.
Akibatnya, jumlah gas CO yang dihasilkan
dari proses pembakaran semakin sedikit.
Sebaliknya, semakin rendah kualitas bensin,
proses pembakaran bensin di dalam mesin
akan berlangsung tidak sempurna sehingga
jumlah gas CO yang dihasilkan semakin
banyak.
2. Perengkahan termal adalah proses pemecahan
hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi dengan
jumlah atom karbon antara C5 – C10. Perengkahan
termal dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan
25 atm. Contoh pemecahan kerosin menjadi
heksana dan heksena.
Contoh:
C12H26(A)
500°C
⎯⎯⎯⎯
→
25 atm
C6H14(A) + C6H12(A)
(heksana)
3. a.
b.
c.
26
(heksena)
Angka oktan
Premium
: 88
Pertalite
: 90
Pertamax
: 92
Pertamax plus : 95
Cara menghasilkan
Premium
: murni hasil distilasi hanya
ditambah pewarnanya
Pertalite
: dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam
proses pengolahannya di
kilang minyak
Pertamax
: dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam
proses pengolahannya di
kilang minyak
Pertamax plus : dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam
proses pengolahannya di
kilang minyak
Warna
Premium
: jernih kuning tua
Pertalite
: jernih kehijauan dan terang
Minyak Bumi
Pertamax
: biru kehijauan
Pertamax plus : merah
d. Zat aditif untuk meningkatkan bilangan oktan
Premium
: tidak ada
Pertalite
: HOMC
Pertamax
: ethanol
Pertamax plus : toluen
e. Jumlah gas NOx dan COx yang dihasilkan
Premium
: banyak
Pertalite
: sedikit
Pertamax
: sangat sedikit
Pertamax plus : paling sedikit
f. Kegunaan
Premium
: bahan bakar kendaraan
bermotor dengan kompresi
di bawah 9 : 1
Pertalite
: bahan bakar kendaraan
roda dua hingga kendaraan
multi purpose vehicle ukuran
menengah
Pertamax
: bahan bakar kendaraan
yang menggunakan teknologi EFI (Electronic Fuel
Injection) dan pengubah
katalitik
Pertamax plus : Untuk kendaraan yang
berteknologi tinggi dan
ramah lingkungan, menggunakan teknologi EFI
(Electronic Fuel Injection),
VVTI (Variable Valve Timing
Intelligent), turbochargers,
dan pengubah katalitik
4. Bensin dapat diperoleh melalui cara berikut.
a. Penyulingan langsung dari minyak mentah,
kualitas bensin tergantung pada susunan
kimia dari bahan-bahan dasar. Jika mengandung
banyak senyawa aromatik dan naptena akan
menghasilkan bensin yang tidak mengetuk
(antiknocking).
b. Perengkahan (cracking) dari fraksi berat
minyak mentah yang dihasilkan, seperti
pengolahan solar atau kerosin yang diubah
menjadi bensin.
c. Menyintesis molekul-molekul kecil (hidrokarbon rantai pendek) menjadi molekul besar
(hidrokarbon rantai panjang) atau disebut
polimerisasi. Contoh reaksi polimerisasi
adalah penggabungan senyawa isobutena
dengan isobutana yang menghasilkan bensin
berkualitas tinggi.
5. Mesin kendaraan bermotor dapat mengalami
knocking karena bahan bakar yang digunakan
beroktan rendah atau tekanan dan temperatur
dalam ruang bakar yang terlalu tinggi sehingga
bahan bakar tersebut terbakar sebelum piston
berada pada posisi yang tepat. Bahan bakar yang
memiliki bilangan oktan rendah didominasi oleh
komponen rantai karbon lurus yang mudah
menguap dan terbakar. Selain itu, saringan udara
(karburator) pada mesin kendaraan bermotor
yang kotor dapat mengakibatkan partikel-partikel
lain menempel pada ruang bakar dan menghambat proses pembakaran sehingga akan
mengakibatkan pembakaran tidak sempurna.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Berdasarkan komponen terbanyak dalam minyak
bumi, minyak bumi dibedakan menjadi tiga
golongan sebagai berikut.
1) Minyak bumi golongan parafin
Sebagian besar komponen dalam minyak
bumi jenis parafin berupa senyawa hidrokarbon
terbuka (alifatik).
2) Minyak bumi golongan naftalena
Komponen terbesar dalam minyak bumi
naftalena berupa senyawa hidrokarbon rantai
siklis atau rantai tertutup.
3) Minyak bumi golongan campuran parafinnaftalena
Minyak bumi golongan ini komponen
penyusunnya berupa senyawa hidrokarbon
rantai terbuka dan rantai tertutup.
paling sulit menguap adalah senyawa yang
memiliki rantai utama hidrokarbon yang
terpanjang dengan jumlah atom C terbanyak (Mr
terbesar). Senyawa d dan e memiliki jumlah atom
C terbanyak dengan rumus molekul yang sama,
yaitu C8H18. Titik didih senyawa yang memiliki
rumus molekul sama (M r sama) ditentukan
berdasarkan jumlah cabang yang terikat pada
rantai utama senyawa hidrokarbon tersebut.
Semakin banyak cabang yang terikat pada rantai
utama, luas permukaan senyawa yang bersentuhan dengan sesama senyawa tersebut akan
semakin berkurang sehingga gaya Van der Waals
semakin lemah. Akibatnya, titik didih senyawa
hidrokarbon dengan rumus molekul yang sama
akan semakin rendah seiring bertambahnya
jumlah cabang yang terikat pada rantai utama.
Jadi, senyawa d memiliki titik didih tertinggi.
2. Jawaban: b
Desalting merupakan proses pengolahan untuk
menghilangkan kotoran atau garam yang tercampur dalam minyak mentah (crude oil). Pada
proses desalting, minyak mentah dicampur
dengan air agar mineral-mineral yang ada di
dalam minyak mentah larut. Selain itu, pada
proses ini ditambahkan senyawa asam dan basa
ke dalam minyak mentah untuk menghilangkan
senyawa-senyawa nonhidrokarbon. Proses
desalting juga dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi di pipa-pipa minyak dan mencegah
tersumbatnya lubang-lubang di menara fraksinasi.
4. Jawaban: a
Solar terkandung di dalam minyak bumi sebanyak
15–20%. Senyawa hidrokarbon yang menyusun
solar terdiri atas atom C15–C25. Fraksi solar mendidih pada suhu 250–340°C. Solar digunakan
sebagai bahan bakar mesin diesel. Jadi,
pernyataan yang merupakan ciri dari fraksi solar
ditunjukkan oleh angka 1) dan 2).
3. Jawaban: d
Komponen minyak bumi dapat dipisahkan
berdasarkan perbedaan titik didihnya. Semakin
rendah titik didihnya, senyawa akan semakin
mudah menguap. Senyawa yang mudah menguap
adalah senyawa yang memiliki rantai hidrokarbon
terpendek (Mr kecil). Senyawa a merupakan
senyawa terpendek karena memiliki jumlah atom
C yang paling sedikit, yaitu 6. Sementara itu,
senyawa yang memiliki titik didih tertinggi dan
5. Jawaban: c
Fraksi minyak bumi yang ditunjukkan oleh angka
(1), (2), (3), (4), dan (5) berturut-turut adalah petroleum eter dan bensin, nafta, kerosin, solar, dan
oli. Kegunaan fraksi-fraksi tersebut sebagai
berikut.
(1) Petroleum eter digunakan sebagai pelarut
organik dalam industri dan dry cleaning;
bensin (gasolin) digunakan sebagai bahan
bakar kendaraan bermotor dan penerbangan
bermesin piston, serta sebagai umpan proses
petrokimia.
(2) Nafta digunakan sebagai bahan baku petrokimia.
Kimia Kelas XI
27
(3) Kerosin digunakan sebagai bahan bakar
pesawat terbang, pesawat bermesin jet,
kompor minyak, dan industri.
(4 Solar digunakan sebagai bahan bakar mesin
diesel.
(5) Oli digunakan sebagai minyak pelumas.
6. Jawaban: e
Pelarut organik (1) berasal dari salah satu fraksi
minyak bumi, yaitu petroleum eter. Petroleum eter
mendidih pada suhu 30–90°C. Bahan bakar
pesawat jet (2) menggunakan fraksi kerosin, yaitu
fraksi minyak bumi yang mendidih pada suhu
170–250°C. Pengeras jalan (aspal) (3) berasal
dari fraksi residu yang mendidih pada suhu
>500°C. Bahan baku pembuatan lilin (4) berasal
dari fraksi minyak bumi, yaitu fraksi parafin.
Parafin mendidih pada suhu 350°C. Bahan bakar
kendaraan bermotor (5) umumnya menggunakan
fraksi bensin, yaitu fraksi minyak bumi yang
mendidih pada suhu 35–75°C. Bahan bakar diesel
(6) menggunakan fraksi solar, yaitu fraksi minyak
bumi yang mendidih pada suhu 250–340°C. Jadi,
kegunaan dari fraksi minyak bumi yang mempunyai titik didih >250°C ditunjukkan oleh angka
3), 4), dan 6).
7. Jawaban: c
Berikut fraksi minyak bumi yang dibedakan
berdasarkan jumlah atom C dan titik didihnya.
Jumlah
Atom C
Titik Didih (°C)
Kegunaan
Gas
1–4
(–160)–(–40)
Bahan bakar kompor gas, elpiji,
bahan bakar mobil, dan umpan
proses petrokimia
Petroleum Eter
5–7
30–90
Pelarut dan dry cleaning
Bensin
5–10
35–75
Bahan bakar kendaraan bermotor, bahan bakar penerbangan
bermesin piston, dan umpan
proses petrokimia
Nafta
8–12
70–170
Bahan baku industri petrokimia
Kerosin
10–14
170–250
Bahan bakar pesawat terbang,
pesawat bermesin jet, kompor
minyak, dan industri
Solar
15–25
250–340
Bahan bakar mesin diesel
Oli
Pelumas
Fraksi
19–35
350–500
Parafin
>20
350
Bahan baku lilin
Residu
>70
>500
Pengelas jalan, bahan pelapis
antibocor, dan bahan bakar boiler
8. Jawaban: c
Minyak gosok dan aspal merupakan fraksi minyak
bumi dari hasil pengolah fraksi residu. Minyak
gosok diperoleh dengan cara mendistilasi residu.
Pada proses distilasi ini dihasilkan uap dan residu.
Uap tersebut merupakan campuran lilin dan
minyak gosok. Minyak gosok dipisahkan dari lilin
dengan cara ekstraksi pelarut. Sementara itu,
residu yang tertinggal pada proses ini merupakan
aspal.
28
Minyak Bumi
9. Jawaban: a
∆
⎯⎯
→
sikloheksana
+ 3H2
benzena
Pada reaksi di atas, menghasilkan senyawa
benzena yang memiliki bilangan oktan 108,
sedangkan senyawa sikloheksana (reaktan)
memiliki bilangan oktan 77. Perubahan struktur
senyawa sikloheksana ini menyebabkan kenaikan
bilangan oktan sehingga terjadi peningkatan
kualitas bensin. Reaksi perubahan struktur ini
disebut reaksi reforming. Reaksi reforming dilakukan menggunakan katalis dan pemanasan.
Polimerisasi merupakan proses penggabungan
senyawa hidrokarbon rantai pendek menjadi
senyawa hidrokarbon rantai panjang. Sementara
itu, proses cracking adalah proses penguraian
senyawa hidrokarbon rantai panjang menjadi
senyawa hidrokarbon rantai pendek. Hidrocracking
merupakan kombinasi antara perengkahan dan
hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang
jenuh. Desulfuring merupakan proses penghilangan unsur belerang dan tidak memengaruhi
bentuk struktur molekulnya.
10. Jawaban: d
Fraksi gas dapat dimampatkan menjadi cairan
yang disebut elpiji (LPG = liquified petroleum gas)
yang tersusun atas propana, isobutana, dan
n-butana. Metana dan etana merupakan
komponen penyusun dari gas alam yang dapat
dicairkan pada temperatur –161°C atau dikenal
sebagai gas alam cair (LNG = liquified natural
gas).
11. Jawaban: e
Fraksi ringan minyak bumi terdiri atas senyawa
hidrokarbon rantai pendek (berat molekul kecil)
sehingga untuk memutuskan ikatan pada
senyawa hidrokarbon tersebut hanya dibutuhkan
energi yang sedikit (titik didih rendah). Sementara
itu, fraksi berat minyak bumi terdiri atas senyawa
hidrokarbon rantai panjang (berat molekul besar)
sehingga untuk memutuskan ikatan senyawa
hidrokarbon tersebut dibutuhkan energi yang
besar (titik didih tinggi). Semakin panjang rantai
hidrokarbon, berat molekul juga semakin bertambah sehingga energi yang dibutuhkan untuk
memutuskan ikatan pada senyawa tersebut juga
bertambah (titik didih semakin tinggi). Jadi, urutan
fraksi minyak bumi dari yang paling berat adalah
Z, X, dan Y.
12. Jawaban: c
Fraksi minyak bumi yang memiliki jumlah atom
C38 –C44 termasuk fraksi golongan parafin yang
dapat digunakan untuk bahan baku pembuatan
lilin, bahan pelapis tahan air, dan bahan isolasi
13.
14.
15.
16.
17.
18.
listrik. Bahan bakar industri merupakan kegunaan
dari kerosin, yaitu fraksi minyak bumi yang
memiliki jumlah atom C 10–C 14 . Bahan baku
industri petrokimia berasal dari nafta, yaitu fraksi
minyak bumi yang memiliki jumlah atom C8 –C12.
Sementara itu, bahan bakar mesin diesel merupakan kegunaan dari solar, yaitu fraksi minyak bumi
yang memiliki jumlah atom C15 –C25.
Jawaban: b
Pertalite memiliki bilangan oktan 90 yang memiliki
sifat sama dengan bensin yang mengandung
campuran 10% n-heptana dan 90% isooktana.
Bensin yang mengandung campuran 8%
n-heptana dan 92% isooktana memiliki bilangan
oktan 92, seperti bilangan oktan pada pertamax.
Bensin yang mengandung campuran 12%
n-heptana dan 88% isooktana memiliki bilangan
oktan 88, seperti bilangan oktan pada premium.
Bensin yang mengandung campuran 88%
n-heptana dan 12% isooktana memiliki bilangan
oktan 12. Sementara itu, bensin yang mengandung
campuran 90% n-heptana dan 10% isooktana
memiliki bilangan oktan 10.
Jawaban: b
Komponen bensin berasal dari isomer-isomer
heptana dan oktana. Isomer-isomer heptana
mempunyai jumlah atom C = 7 dan atom H = 16.
Sementara itu, isomer-isomer oktana mempunyai
jumlah atom C = 8 dan atom H = 18. Jadi, senyawa
hidrokarbon yang terdapat dalam bensin yaitu
2,3-dimetil pentana (C7H16) dan 2,2,3,3-tetrametil
butana (C8H18).
Jawaban: e
Bilangan oktan adalah perbandingan antara nilai
ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari
campuran hidrokarbon standar, yaitu n-heptana
dan isooktana. Nilai bilangan oktan ditetapkan nol
untuk n-heptana karena mudah terbakar dan
seratus untuk isooktana karena tidak mudah
terbakar.
Jawaban: e
1-pentena lebih sedikit menimbulkan ketukan
daripada n-heptana karena angka oktan
1-pentena lebih tinggi daripada bilangan oktan
n-heptana. Dengan demikian, 1-pentena lebih
berkualitas dan lebih sedikit menimbulkan ketukan
daripada n-heptana.
Jawaban: d
Ketukan pada mesin kendaraan disebabkan oleh
pembakaran bensin yang terlalu cepat sehingga
efisiensi energi yang dihasilkan berkurang.
Jawaban: d
Bilangan oktan menentukan kualitas suatu
bensin. Semakin tinggi bilangan oktan suatu
bensin, semakin baik kualitas dari bensin
tersebut. Pada saat pembakaran, bensin yang
berkualitas baik akan mengalami pembakaran
sempurna sehingga energi yang dihasilkan
semakin efisien. Sebaliknya, bensin yang berkualitas rendah akan cenderung mengalami
pembakaran tidak sempurna yang dapat menghasilkan jelaga dan gas buang CO. Jadi, bahan
bakar bensin yang diperkirakan memiliki bilangan
oktan tertinggi dan terendah berturut-turut adalah
bahan bakar I dan G.
19. Jawaban: d
Rumus struktur senyawa di atas memiliki nama
etanol. Senyawa tersebut merupakan pengganti
TEL (tetra ethyl lead) atau tetra etil timbal yang
ditambahkan ke dalam bensin untuk menaikkan
bilangan oktan. Selain etanol, metanol, viscon,
dan tersier butil alkohol juga digunakan sebagai
zat aditif pengganti TEL karena hasil pembakaran
bahan bakar yang menggunakan TEL dapat
membahayakan kesehatan dan lingkungan.
20. Jawaban: e
TEL adalah zat aditif berbahan timbal (Pb) yang
ditambahkan ke dalam bensin untuk menaikkan
angka oktan sehingga tidak menimbulkan efek
ketukan (knocking) pada mesin akibat bensin
yang terbakar sebelum adanya percikan api dari
busi. TEL merupakan singkatan dari tetra ethyl
lead. Rumus molekul dari TEL, yaitu Pb(C2H5)4
dengan rumus struktur sebagai berikut.
C2H5
C2H5
Pb
C2H5
C2H5
21. Jawaban: c
Gas buang penyebab hujan asam yaitu SO2 dan
NOx. Kedua gas ini dapat berikatan dengan uap air
di udara membentuk asam dalam awan. Apabila
awan yang mengandung asam turun menjadi hujan,
air hujan tersebut bersifat asam. Sementara itu, gas
CO merupakan gas beracun yang mudah berikatan
dengan hemoglobin. Gas CO2 mengakibatkan
terjadinya global warming, sedangkan uap air (H2O)
merupakan gas yang tidak beracun, hasil dari proses
pembakaran senyawa karbon.
22. Jawaban: a
Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan.
Kualitas bensin semakin baik apabila bilangan
oktan semakin tinggi sehingga proses pembakaran bahan bakar di dalam mesin akan berlangsung sempurna. Akibatnya, gas CO yang
dihasilkan dari proses pembakaran bensin
semakin sedikit. Sebaliknya, dalam ruang bakar
bensin yang beroktan rendah akan berlangsung
proses pembakaran yang tidak sempurna.
Kimia Kelas XI
29
Semakin rendah bilangan oktan suatu bensin,
semakin banyak gas CO yang dihasilkan dari
proses pembakaran. Jadi, bahan bakar yang
mempunyai bilangan oktan terendah adalah
bahan bakar P.
23. Jawaban: e
Proses blending merupakan proses pengolahan
lanjutan terhadap fraksi minyak bumi agar fraksi
yang dihasilkan memenuhi kualitas yang baik.
Proses blending adalah proses penambahan zat
aditif ke dalam fraksi minyak bumi dengan tujuan
meningkatkan kualitas produk yang dihasilkan.
Sementara itu, peningkatan kualitas bensin
dengan cara mengubah struktur molekul bensin
adalah proses reforming. Penghilangan unsur
belerang dan lumpur, serta perbaikan warna fraksi
minyak bumi merupakan proses pengolahan
lanjutan fraksi minyak bumi (proses treating).
Penghilangan senyawa pengotor dalam minyak
mentah dengan menambahkan asam dan basa
merupakan proses yang dilakukan sebelum
pengolahan minyak bumi atau sebelum diperoleh
fraksi minyak bumi. Proses ini disebut proses
desalting.
24. Jawaban: e
Pembakaran campuran bensin dan zat aditif TEL
(Pb(C2H5)4) menghasilkan endapan hitam PbO
yang tertimbun dalam mesin. Pengendapan ini
dapat dihilangkan dengan penambahan senyawa
dibromoetana (C2H4Br2) yang berperan mengikat
Pb pada proses pembakaran. Penambahan
senyawa dibromoetana menghasilkan senyawa
PbBr2 yang mudah menguap dan bercampur
dengan udara. Jika senyawa PbBr2 di udara terhirup, senyawa tersebut akan masuk dan terakumulasi dalam tubuh. Logam Pb yang terakumulasi dalam tubuh dapat mengakibatkan
kerusakan otak, kebutaan, bahkan kematian. Jadi,
endapan X dan senyawa Y yang dimaksud adalah
PbO dan PbBr2.
25. Jawaban: d
30
No.
Zat Pencemar
1.
CO2
Asma, bronkitis, dan radang paru-paru.
2.
NOx
Gangguan jaringan paru-paru, infeksi
saluran pernapasan, dan meningkatkan
asma.
3.
CO
Gangguan berpikir, pingsan, dan dapat
menyebabkan kematian.
4.
HC
Iritasi mata, batuk, rasa ngantuk, bercak
kulit, leukemia, kanker paru-paru, dan
perubahan kode genetik.
5.
Pb
Tekanan darah tinggi, menurunkan
kecerdasan anak dan perkembangan
mental anak, kelahiran prematur, dan
mengganggu reproduksi pada pria.
Minyak Bumi
Dampak Negatif terhadap Kesehatan
26. Jawaban: e
Catalytic converter mulai digunakan di Indonesia
pada mobil baru tahun 2007. Penggunaan catalytic converter tersebut bertujuan untuk mengubah
gas buang atau gas hasil pembakaran yang
beracun menjadi gas yang lebih aman. Pada
tahap pertama, gas beracun CO bereaksi dengan
gas NO membentuk gas CO2 dan N2 dengan
bantuan katalis. Berikut persamaan reaksinya.
Pt
2CO(g) + 2NO(g) ⎯⎯→
2CO2(g) + N2(g)
Pada tahap selanjutnya, hidrokarbon dan CO (jika
masih ada) akan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O.
Gas buang yang telah melewati catalytic converter
jauh lebih aman bagi kesehatan maupun lingkungan.
27. Jawaban: b
Saat memanaskan mesin kendaraan bermotor
tidak boleh dilakukan di ruang tertutup karena
asap buangan hasil pembakaran bensin akan
memenuhi seisi ruang tersebut. Asap buangan
hasil pembakaran bensin merupakan sumber
utama gas karbon monoksida (CO) yang bersifat
racun. Gas CO dihasilkan dari pembakaran tidak
sempurna yang terjadi akibat kurangnya jumlah
gas oksigen dalam ruang pembakaran.
28. Jawaban: c
Jika kadar nitrogen oksida di atmosfer meningkat
dapat membentuk smog (asap kabut) fotokimia.
Smog fotokimia terjadi akibat reaksi fotokimia
pencemar-pencemar di udara, terutama pencemar hidrokarbon dan nitrogen oksida dengan
bantuan sinar matahari. Selain itu, keberadaan
nitrogen oksida di atmosfer dapat bereaksi dengan
uap air dalam awan membentuk asam nitrat
(HNO3). Semakin banyak kadar nitrogen oksida
yang ada di atmosfer, semakin banyak pula asam
nitrat yang dihasilkan. Jika awan tersebut berubah
menjadi hujan, air hujan yang turun bersifat asam
(hujan asam). Air hujan tersebut dapat menurunkan pH air danau dan sungai yang ada di sekitar
tempat yang mengalami hujan asam. Sementara
itu, pemanasan global dapat terjadi karena
peningkatan jumlah gas rumah kaca, seperti CO2,
CO, CFC, dan CH4 di atmosfer. Peningkatan
jumlah gas rumah kaca juga dapat merusak
lapisan ozon. Kerusakan otak dapat terjadi jika
seseorang menghirup udara yang mengandung
zat pencemar timbal.
29. Jawaban: d
Gas karbon monoksida mampu berikatan kuat
dengan hemoglobin darah. Daya ikat karbon
monoksida terhadap hemoglobin sekitar 200 kali
lebih besar daripada oksigen. Oleh karena itu, jika
kita menghirup udara yang mengandung oksigen
dan karbon monoksida, maka kedua gas tersebut
akan saling berusaha untuk dapat berikatan
dengan hemoglobin dan karbon monoksida akan
berikatan lebih dahulu dengan hemoglobin.
Akibatnya, jumlah oksigen di dalam darah berkurang.
30. Jawaban: b
Beberapa tindakan untuk mengatasi dampak
negatif pembakaran di antaranya sebagai berikut.
1) Memproduksi bensin ramah lingkungan,
seperti bensin tanpa zat aditif Pb.
2) Menggunakan sistem EFI (Electronic Fulen
Injection) pada sistem bahan bakar kendaraan.
3) Menggunakan pengubah katalitik pada
sistem buangan kendaraan.
4) Melakukan penghijauan atau pembuatan
taman dalam kota.
5) Menggunakan bahan bakar alternatif yang
dapat diperbarui dan lebih ramah lingkungan,
seperti bioetanol, tenaga surya, dan sel
bahan bakar.
B. Uraian
1. Proses pembentukan gas alam berasal dari sisasisa tumbuhan dan hewan yang tertimbun endapan
pasir, lumpur, dan zat-zat lain selama jutaan tahun.
Timbunan material ini mendapat tekanan dan
panas bumi secara alami. Bersamaan dengan
proses tersebut, bakteri pengurai merombak
senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa
hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon tersebut terdiri
atas campuran alkana berwujud gas dengan berat
molekul sedang, seperti metana, etana, propana,
butana, isobutana, serta pentana. Gas-gas ini
terkumpul dalam pori-pori batu kapur dan batu
pasir. Dengan adanya gaya kapilaritas, gas alam
akan bergerak ke atas. Apabila gerakan tersebut
terhalang oleh batuan kedap (tidak berpori), gas
akan terperangkap dalam batuan kedap. Pada saat
batuan kedap mendidih (suhu tinggi) akan
dihasilkan gas alam.
2. Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang
paling komersial, paling banyak diproduksi, dan
digunakan. Hal ini karena bensin merupakan
bahan bakar kendaraan bermotor yang menjadi
alat transportasi sehari-hari.
3. Kilang minyak memproduksi bensin yang
mengandung lebih banyak hidrokarbon dengan
titik didih rendah pada musim dingin karena bensin
hanya terbakar dalam fase uap. Bensin yang
mengandung lebih banyak hidrokarbon dengan
titik didih rendah akan lebih mudah menguap
dibandingkan dengan bensin dengan komposisi
seperti biasa pada musim dingin. Sebaliknya, pada
musim panas bensin mengandung lebih banyak
hidrokarbon dengan titik didih tinggi supaya bensin
tidak mudah menguap dan terbakar.
4. Bilangan oktan bensin dapat ditingkatkan dengan
beberapa cara berikut.
a. Memperbanyak kadar isooktana dalam
bensin.
b. Menambahkan zat aditif, seperti penambahan etanol dalam proses blending.
c. Metode reforming, yaitu proses perubahan
bentuk molekul bensin yang bermutu kurang
baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin
yang lebih bermutu (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin tersebut
memiliki rumus molekul yang sama, tetapi
struktur yang berbeda. Reaksi reforming
sebagai berikut.
C6H14 ⎯→
heksana
d.
+ H2
sikloheksana
Polimerisasi, yaitu proses penggabungan
hidrokarbon rantai pendek (molekul kecil)
menjadi hidrokarbon rantai panjang (molekul
besar). Reaksi polimerisasi sebagai berikut.
C4H10(g) + C3H8(g) ⎯→ C7H16(A ) + H2(g)
5. Zat aditif TEL dan MTBE tidak lagi digunakan
untuk menaikkan bilangan oktan bensin karena
kedua zat tersebut berbahaya bagi kesehatan dan
mencemari lingkungan. Pembakaran bensin yang
ditambahkan TEL akan membentuk endapan
hitam PbO. Endapan ini dapat dihilangkan menggunakan C2H4Br2 dan menghasilkan senyawa
PbBr2 yang mudah menguap dan bercampur
dengan udara. Senyawa PbBr2 di udara dapat
mencemari lingkungan dan jika terhirup maka
senyawa tersebut akan masuk dan terakumulasi
dalam tubuh. Logam Pb yang terakumulasi dalam
tubuh dapat mengakibatkan kerusakan otak,
kebutaan, bahkan kematian. Sementara itu,
MTBE memiliki sifat yang mudah larut dalam air
sehingga dapat mencemari air tanah jika terjadi
kebocoran pada tangki SPBU. Air tanah tersebut
jika dikonsumsi oleh manusia secara terusmenerus dapat membahayakan tubuh karena
MTBE bersifat karsinogenik (penyebab kanker).
6. Persamaan reaksi pembakaran bensin yang
terjadi secara sempurna sebagai berikut.
25
C 8 H 18 ( A ) + 2 O 2(g) → 8CO 2 (g) + 9H 2 O(g)
(Setara)
a. Berdasarkan persamaan reaksi pembakaran
bensin (setara) di atas, dapat diketahui
volume gas oksigen yang dibutuhkan untuk
membakar bensin hingga sempurna melalui
perbandingan koefisien reaksi masingmasing komponen.
Kimia Kelas XI
31
25
C8H18(A ) + 2 O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g)
VC8H18 : VO2 = koefisien reaksi C8H18: koefisien
reaksi O2
25
100 cm3 : VO2 = 1 : 2
25
VO2 = 100 cm3 × 2
= 1250 cm3
= 1,25 dm3 (dm3 = L)
Jadi, oksigen yang dibutuhkan untuk membakar 100 cm 3 oktana secara sempurna
sebanyak 1,25 L.
b.
25
Persamaan reaksi: C8H18(A ) + 2 O2(g) →
8CO2(g) + 9H2O(g)
(Perbandingan mol setiap komponen
sebanding dengan perbandingan koefisien
reaksi masing-masing komponen)
m C8H18
57 g
n C8H18 = M C H = 114 g mol−1
r 8 18
n C8H18 = 0,5 mol
n CO2 = 8 × n C8H18
= 8 × 0,5 mol
= 4 mol
VCO2 = n CO2 × 22,4 L mol–1
= 4 mol × 22,4 L mol–1
= 89,6 L
n H2O = 9 × n C8H18
= 9 × 0,5 mol
= 4,5 mol
VH2O = n H2O × 22,4 L mol–1
= 4,5 mol × 22,4 L mol–1
= 100,8 L
Jadi, jika 57 g oktana terbakar sempurna,
maka akan dihasilkan 100,8 L uap air dan 89,6 L
gas karbon dioksida.
7. Mutu atau kualitas bensin ditentukan oleh bilangan
oktan dari bensin tersebut. Semakin tinggi
bilangan oktan yang dimiliki oleh suatu bensin,
semakin baik kualitas dari bensin tersebut. Pada
saat pembakaran, bensin yang berkualitas baik
akan mengalami pembakaran sempurna sehingga
energi yang dihasilkan semakin efisien. Sebaliknya, bensin yang berkualitas rendah akan cenderung
mengalami pembakaran tidak sempurna yang
dapat menghasilkan jelaga dan gas buang CO.
32
Minyak Bumi
Bensin yang mengandung senyawa hidrokarbon
rantai bercabang semakin banyak akan memiliki
bilangan oktan yang semakin tinggi pula.
Berdasarkan data yang disajikan, bensin jenis E,
F, G, dan H berturut-turut memiliki satu cabang
gugus metil, tiga cabang gugus metil, dua cabang
gugus metil, dan tidak memiliki cabang (rantai
lurus). Dengan demikian, urutan kenaikan
bilangan oktan dari bensin tersebut adalah H-EG-F. Semakin rendah kualitas bensin (bilangan
oktan rendah), semakin banyak jumlah jelaga
yang dihasilkan. Jadi, urutan jenis bensin berdasarkan kenaikan jumlah jelaga yang dihasilkan
adalah F-G-E-H.
8. Bensin dengan angka oktan rendah memiliki
kandungan n-heptana yang lebih banyak dari
pada isooktana. Semakin banyak n-heptana akan
menghasilkan ketukan yang semakin banyak dan
mengakibatkan terjadinya pembakaran tidak
sempurna. Dengan demikian, akan berakibat
mesin kendaraan cepat rusak.
9. Penggunaan bensin sebagai bahan bakar dapat
menimbulkan dampak negatif karena mengakibatkan timbulnya gas CO sebagai akibat pembakaran
tidak sempurna pada bensin. Gas CO dapat
mengakibatkan kematian seseorang karena gas
CO lebih reaktif terhadap Hb, dibandingkan dengan
O2. Oleh karena itu, jika Hb hanya mengikat CO,
tubuh akan kekurangan O2. Kurangnya kadar
oksigen dalam tubuh mengakibatkan terhambatnya proses metabolisme dalam tubuh. Akibatnya,
tubuh akan mudah lelah dan lemas.
10. Salah satu penyebab terjadinya kelangkaan
bahan bakar minyak (BBM) adalah berkurangnya
suplai BBM sehingga tidak dapat memenuhi
kebutuhan. BBM merupakan bahan bakar yang
tidak dapat diperbarui karena proses pembentukannya membutuhkan waktu jutaan tahun.
Sementara itu, kebutuhan penggunaan BBM
semakin meningkat. Oleh sebab itu, perlu upaya
untuk mengurangi ketergantungan terhadap
penggunaan bahan bakar minyak (BBM). Upaya
yang dapat dilakukan adalah menghemat penggunaan BBM serta mencari bahan bakar alternatif
pengganti BBM dengan bahan baku yang selalu
tersedia dan mudah didapat. Misal pembuatan
bioetanol dari kulit singkong atau karbohidrat lain.
Setelah mempelajari bab ini, siswa:
1. mampu membedakan reaksi eksoterm dan endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi;
2. mampu menentukan ∆H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan;
3. terampil merancang, menyimpulkan, dan menyajikan hasil percobaan reaksi eksoterm dan endoterm.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai siswa:
1. mensyukuri ciptaan Tuhan yang ada di alam berupa energi yang dihasilkan menggunakan prinsip termokimia;
2. mempunyai rasa ingin tahu dan jiwa kreatif tinggi, serta berperilaku jujur, disiplin, teliti, dan proaktif saat bekerja sama dalam
kelompok praktikum.
Termokimia
Mempelajari
Reaksi Termokimia dan
Perubahan Entalpi
Mencakup
1. Jenis Reaksi Termokimia
(Reaksi Eksoterm dan
Reaksi Endoterm)
2. Perubahan Entalpi pada Reaksi
Termokimia (∆H)
Macam-Macam
Perubahan Entalpi
Mencakup
1. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar (∆H°f)
2. Perubahan Entalpi Penguraian
Standar (∆H°d)
3. Perubahan Entalpi Pembakaran
Standar (∆H°c)
4. Perubahan Entalpi Netralisasi
Standar (∆H°n)
5. Perubahan Entalpi Penguapan
Standar (∆H°vap)
6. Perubahan Entalpi Peleburan
Standar (∆H°fus)
7. Perubahan Entalpi Sublimasi
Standar (∆H°sub)
8. Perubahan Entalpi Pelarutan
Standar (∆H°sol)
Penentuan Perubahan
Entalpi Reaksi
Mencakup
1. Penentuan ∆H Reaksi dengan
Kalorimeter
2. Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Entalpi Pembentukan
Standar (∆H°)
f
3. Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Hukum Hess
4. Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Energi Ikatan
5. Perubahan Entalpi Pembakaran
Bahan Bakar
Mampu
•
•
•
•
•
•
•
•
Membedakan reaksi eksoterm dan endoterm berdasarkan hasil percobaan dan membuat diagram tingkat energi reaksi termokimia.
Merancang, melaksanakan, menyimpulkan, dan menyajikan hasil percobaan reaksi eksoterm dan endoterm serta penentuan ∆H reaksi.
Menentukan ∆H reaksi berdasarkan percobaan kalorimeter, hukum Hess, data entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan.
Membedakan reaksi pembentukan, penguraian, pembakaran, netralisasi, penguapan, peleburan, sublimasi, dan pelarutan.
Menyebutkan contoh reaksi eksoterm dan endoterm dalam kehidupan sehari-hari.
Menentukan kalor pembakaran bahan bakar.
Mensyukuri karunia Tuhan Yang Mahakuasa berupa energi yang menyertai berbagai reaksi kimia.
Mengembangkan rasa ingin tahu dan berjiwa kreatif, serta berperilaku jujur, disiplin, dan teliti saat melakukan berbagai kegiatan.
Kimia Kelas XI
33
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Pelarutan NaCl dalam air merupakan reaksi
endoterm. Pelarutan NaCl menyerap panas atau
kalor dari lingkungan ke gelas sehingga suhu akhir
reaksi lebih rendah daripada suhu awal reaksi.
Oleh karena itu, gelas terasa dingin. Reaksi
eksoterm merupakan reaksi yang menghasilkan
panas atau melepaskan kalor dari sistem ke
lingkungan. Reaksi ini ditandai dengan suhu akhir
reaksi yang terasa panas. Sebagai contohh reaksi
pelarutan NaOH dalam air di dalam gelas beaker.
Pada akhir reaksi, gelas akan terasa panas karena
reaksi menghasilkan kalor.
2. Jawaban: c
Reaksi: Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s)
+ 153,8 kJ merupakan reaksi eksoterm karena
melepas panas (kalor) ke lingkungan. Entalpi
pereaksi lebih besar daripada entalpi hasil reaksi
sehingga entalpi reaksi bernilai negatif. Reaksi
tersebut dapat ditulis sebagai berikut.
Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s)
∆H = –153,8 kJ
Dengan demikian, suhu sesudah reaksi lebih
besar daripada suhu sebelum reaksi.
Reaksi endoterm merupakan reaksi yang menyerap
energi dari lingkungan. Entalpi pereaksi lebih kecil
daripada entalpi hasil reaksi sehingga entalpi
bernilai positif.
Contoh:
N2(g) + O2(g) → 2NO(g) – 180.5 kJ atau N2(g) +
O2(g) → 2NO(g) ∆H = + 180.5 kJ
3. Jawaban: e
Reaksi kimia yang ditunjukkan oleh diagram
reaksi tersebut merupakan reaksi endoterm.
Entalpi zat yang bereaksi lebih kecil daripada
entalpi zat hasil reaksi sehingga ∆H berharga
positif. ∆H berharga positif menunjukkan reaksi
endoterm.
4. Jawaban: a
Reaksi endoterm adalah reaksi yang membutuhkan kalor. Reaksi ini ditandai dengan suhu yang
lebih rendah sesudah reaksi. Contoh reaksi
endoterm adalah reaksi fotosintesis. Reaksi
pembakaran kertas, perubahan air menjadi es,
proses perkaratan besi, serta pembusukan
sampah oleh mikroorganisme termasuk reaksi
eksoterm. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang
menghasilkan kalor dan ditandai dengan suhu
yang lebih besar sesudah reaksi.
34
Termokimia
5. Jawaban: d
Reaksi endoterm merupakan reaksi yang menghasilkan kalor dan ∆H-nya bernilai positif. Contoh
reaksi endoterm ditunjukkan oleh angka 1), 3),
dan 5).
P4O10(s) → P4(s) + 5O2(g) ∆H = +2.970 kJ
2NaCl(s) + H 2 O(A) → 2HCl(g) + Na 2 O(s)
∆H = +507 kJ
1
6.
7.
8.
9.
N 2 H 4 (A) + H 2 O(A) → 2NH 3 (g) + 2 O 2 (g)
∆H = +143 kJ
Reaksi yang mempunyai ∆H bernilai negatif
merupakan reaksi eksoterm, yaitu reaksi yang
melepas atau menghasilkan panas. Contoh reaksi
eksoterm ditunjukkan oleh angka 2) dan 4).
Jawaban: a
Reaksi: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) ∆H = –112 kJ
merupakan reaksi eksoterm karena nilai entalpi
negatif. Hal ini berarti entalpi pereaksi lebih besar
daripada entalpi hasil reaksi. Diagram energi yang
tepat menggambarkan reaksi tersebut ditunjukkan
oleh diagram energi a. Sementara itu, diagram
energi b menunjukkan reaksi penguraian 2 mol
gas NO2 sesuai reaksi 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g)
∆H = +112 kJ yang memerlukan energi. Diagram
energi lainnya merupakan diagram energi yang
tidak tepat.
Jawaban: d
Reaksi: CaC2(s) + 2H2O(A) → Ca(OH)2(aq) +
C2H2(g) + 411 kJ melepas kalor sebanyak 411 kJ
untuk setiap satu mol CaC2 yang bereaksi dengan
air. Jika massa CaC2 yang bereaksi dengan air
sebanyak 12,8 gram (0,2 mol), kalor yang
dilepaskan dalam reaksi (0,2 mol × 411 kJ)
= 82,2 kJ. Jadi, reaksi 12,8 gram CaC2 dengan
air akan melepaskan kalor sebanyak 82,2 kJ .
Jawaban: b
Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang melepaskan kalor ke lingkungan. Reaksi eksoterm dapat
diketahui dari kenaikan suhu setelah reaksi
berlangsung. Reaksi eksoterm ditunjukkan oleh
gambar 1) dan 3). Sementara itu, gambar 2) dan
4) termasuk reaksi endoterm karena suhu setelah
reaksi lebih rendah. Hal ini karena reaksi menyerap
kalor dari lingkungan.
Jawaban: c
Besarnya perubahan entalpi reaksi sama dengan
kalor reaksinya dengan tanda yang berlawanan.
Jadi, ∆H = –x kJ kalor reaksinya sama dengan
+ kJ (reaksi eksoterm). ∆H = +x kJ kalor reaksinya
sama dengan –x kJ (reaksi endoterm). Jadi, reaksi
endoterm ditunjukkan oleh opsi c.
10. Jawaban: c
Reaksi: CS2(g) + 3O2(g) → CO2(g) + 2SO2(g) +
445 kJ dapat ditulis sebagai CS2(g) + 3O2(g) →
CO2(g) + 2SO2(g) ∆H = –445 kJ. Terlihat reaksi
merupakan reaksi eksoterm yang melepas kalor/
energi ke lingkungan. Berdasarkan reaksi,
sebanyak 1 mol CS2 (76 gram) yang bereaksi
menghasilkan 445 kJ kalor yang dilepaskan ke
lingkungan. Reaksi eksoterm terjadi karena
entalpi pereaksi (CS2 + 3O2) lebih besar daripada
entalpi hasil reaksi (CO 2 + 2SO 2 ). Dengan
demikian, entalpi reaksi mempunyai nilai negatif.
Sesuai reaksi, jika sebanyak 15,2 gram CS2 (0,2 mol)
yang direaksikan, kalor yang dihasilkan sebanyak
89 kJ.
B. Uraian
1. Kedua reaksi berbeda karena reaksi (a) merupakan reaksi eksoterm, sedangkan reaksi (b)
merupakan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm
adalah reaksi yang melepas kalor ke lingkungan
karena entalpi pereaksi lebih besar daripada
entalpi hasil reaksi. Entalpi (∆H) reaksi eksoterm
mempunyai nilai negatif. Reaksi endoterm adalah
reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan
karena entalpi pereaksi lebih kecil daripada entalpi
hasil reaksi. Entalpi reaksi endoterm mempunyai
nilai positif.
2. Reaksi antara larutan HBr dengan larutan KOH
merupakan reaksi asam dengan basa, yaitu reaksi
netralisasi. Suhu yang lebih dingin menandai
bahwa reaksi membutuhkan kalor atau bersifat
endoterm. Kalor dari lingkungan (gelas beaker)
diserap ke dalam campuran larutan (sistem) di
dalamnya. Oleh karena itu, suhu campuran terasa
lebih dingin.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
∆H°c adalah perubahan entalpi pembakaran
standar suatu senyawa. Contoh persamaan reaksi
pembakaran ditunjukkan oleh reaksi 4) CH4(g) +
2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = –kJ mol–1. ∆H°d
adalah perubahan entalpi penguraian standar
suatu senyawa. Contoh persamaan reaksi penguraian ditunjukkan reaksi 5) NaCl(s) → Na(s) +
3. a.
b.
Reaksi pelarutan memerlukan kalor berarti
reaksi bersifat endoterm yang menyerap
energi dari lingkungan ke dalam sistem.
Reaksi endoterm mempunyai entalpi positif.
Persamaan reaksi termokimia sebagai
berikut.
NaCl(s) + H2O(A) → NaCl(aq) ∆H = +3,9 kJ
atau NaCl(s) + H2O(A) → NaCl(aq) – 3,9 kJ
Diagram perubahan entalpi digambarkan
sebagai berikut.
NaCl(aq)
∆H = +3,9 kJ
NaCl(s) + H2O(A)
4. a.
b.
Diagram perubahan energi reaksi menunjukkan entalpi hasil reaksi (HI) lebih besar
daripada entalpi pereaksi (H 2 dan I 2 )
sehingga reaksi merupakan reaksi endoterm
yang menyerap energi dari lingkungan.
Diagram perubahan energi tersebut menggambarkan perubahan energi dalam reaksi
pembentukan 1 mol HI. Energi yang terlibat
sebanyak (594,5 – 568) = 26,5 kJ. Persamaan termokimianya ditulis sebagai
berikut.
1
2
1
H2(g) + 2 I2(g) → HI(g) ∆H = +26,5 kJ
Dengan demikian, reaksi pembentukan 2 mol
HI ditulis sebagai berikut.
H2(g) + I2(g) → 2HI(g) ∆H = +53 kJ
5. Reaksi a dan b merupakan reaksi endoterm
karena memerlukan kalor atau kalor reaksinya
bertanda negatif. Sementara itu, reaksi c, d, dan
e merupakan reaksi eksoterm karena melepaskan
kalor atau kalor reaksinya bertanda positif.
1
2
Cl 2(g) ∆H = +kJ mol –1. Jadi ∆H°c dan ∆H°d
berturut-turut ditunjukkan oleh nomor 4) dan 5).
Sementara itu, persamaan reaksi 1) adalah
perubahan entalpi pembentukan standar gas NH3.
Persamaan reaksi 2) adalah perubahan entalpi
pembentukan standar gas H 2O. Persamaan
reaksi 3) adalah perubahan entalpi pembentukan
standar etanol.
Kimia Kelas XI
35
2. Jawaban: c
Perubahan entalpi pembentukan standar
menunjukkan entalpi yang diperlukan dalam
pembuatan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya,
1
misal reaksi C (grafit) + 2H 2O(g) + 2 O2(g) →
CH3OH(A ) ∆H = –238 kJ mol–1. Persamaan reaksi
SO 2(g) → S(s) + O 2(g) ∆H = +296 kJ mol –1
menunjukkan reaksi perubahan entalpi penguraian standar. Persamaan reaksi NO 2 Cl(g) →
1
2
1
N2(g) + O2(g) + 2 Cl2(g) ∆H = –148 kJ mol–1
menunjukkan perubahan entalpi penguraian
1
standar. Persamaan reaksi CH3OH(g) + 2 O2(g)
→ HCHO(g) + H 2O(g) ∆H = –167 kJ mol –1
menunjukkan perubahan entalpi pembakaran
standar. Persamaan reaksi NaOH(aq) + HCl(aq)
→ NaCl(aq) + H 2 O(A ) ∆H = –58 kJmol –1
menunjukkan perubahan entalpi netralisasi
standar.
3. Jawaban: d
Mol bahan bakar =
massa bahan bakar
Mr bahan bakar
5,7 gram
= 114 gram mol−1
= 0,05 mol
Perubahan entalpi pembakaran yang dihasilkan
= mol × perubahan entalpi
=
5,7
114
1
5,7
= 114 × 5.460 kJ
4. Jawaban: d
Reaksi: Ca(s) + C(s) +
3
2
O2(g) → CaCO3(s)
∆H= –208 kJ mol–1
massa
160 gram
mol kalsium = A Ca = 40 gram mol−1 = 4 mol
r
Perubahan entalpi pembakaran yang dihasilkan
=
× 208 kJ
mol–1
= 832 kJ.
Persamaan reaksi CH3Cl(s) →
3
2
H2(g) + C(s) +
Cl2(g) ∆H = –74,8 kJ mol–1 merupakan reaksi
penguraian 1 mol CH 3Cl. Persamaan reaksi
pembentukannya merupakan kebalikan dari
reaksi penguraian dengan nilai peruabahan
entalpi positif sebagai berikut.
36
Termokimia
6. Jawaban: e
Reaksi penguraian merupakan kebalikan dari
reaksi pembentukan (hukum Laplace).
C6H12(g) → C6H6(g) + 3H2(g) ∆H = +208 kJ mol–1
7. Jawaban: b
KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq)
∆H = –80 kJ mol–1
massa KOH
Ar KOH
=
2,8 gram
56 gram mol−1
+ H 2 O(A )
= 0,05 mol
Perubahan entalpi yang diperlukan untuk
menetralkan 0,05 mol KOH sebanyak = 0,05 mol
× 80 kJ mol–1 = 4 kJ .
Jadi, perubahan entalpi yang diperlukan untuk
menetralkan 2,8 gram KOH oleh HCl sebanyak 4 kJ.
8. Jawaban: a
Reaksi pembentukan 2 mol C2H4 membutuhkan
108 kJ sehingga reaksi pembentukan 1 mol C2H4
membutuhkan kalor (
massa
Mr C2H4
=
108
2
14 gram
28 gram mol−1
) = 54 kJ.
= 0,5 mol
9. Jawaban: e
Diagram entalpi menunjukkan reaksi pembakaran
standar etanol menghasilkan entalpi sebesar
1.230 kJ. Perubahan entalpinya dihitung dengan
cara: (–1.520 kJ) – (–290 kJ) = –1.230 kJ.
Persamaan reaksi termokimianya ditulis
C 2H 5OH(A ) + 3O 2(g) → 2CO 2(g) + 3H 2O(A )
∆H = –1.230 kJ.
Jumlah mol dalam 92 gram etanol =
=
5. Jawaban: a
1
2
1
H2(g) + C(s) + 2 Cl2(g) → CH3Cl(s)
∆H = +74,8 kJ mol–1
Perubahan entalpi pembentukan standar CH3Cl
sebesar +74,8 kJ mol–1 sehingga perubahan
entalpi pembentukan 2 mol CH 3 Cl sebesar
(74,8 kJ mol–1 × 2) = +149,6 kJ mol–1.
Kalor yang dibutuhkan dalam pembentukan
14 gram (0,5 mol) sebesar (0,5 mol × 54 kJ) =
27,0 kJ.
× 5.460 kJ
4 mol
1mol
3
2
92 gram
46 gram mol−1
massa etanol
Mr etanol
= 2 mol.
Harga entalpi reaksi pembakaran 92 gram (2 mol)
etanol adalah (–1.230 × 2) = –2.460 kJ.
10. Jawaban: d
Persamaan reaksi termokimia SO3(g) + H2O(A) →
H2SO4(A) ∆H = –600 kJ merupakan reaksi pembentukan H2SO4 yang menghasilkan perubahan
entalpi sebesar 600 kJ. Reaksi 8 gram SO3 (0,1 mol)
dan 1,8 gram H2O (0,1 mol) adalah (0,1 mol × 600 kJ)
= 60 kJ. Pembentukan 2 mol H2SO4 menghasilkan
perubahan entalpi sebesar (2 mol × 600 kJ) = 1.200
kJ. Reaksi pembentukan 9,8 gram (0,1 mol) H2SO4
menghasilkan entalpi sebesar 60 kJ. Reaksi
penguraian H2SO4 merupakan kebalikan reaksi
pembentukan sehingga memerlukan entalpi
sebesar 600 kJ (∆H = +600 kJ).
4. a.
1
C8H18(A) + 12 2 O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g)
b.
1
+ 5.500 kJ
Massa C8H18 = volume × massa jenis
= 1 liter × 0,684 kg L–1
= 0,684 kg
= 684 g
1
1. Na(s) + 2 Cl2(g) → NaCl(s) ∆H= 412 kJ mol–1
87,75 gram
58,5 gram mol−1
Mol C8H18 =
= 1,5 mol
Kalor yang dilepaskan pada keadaan STP
=
0,125 mol
3 mol
× 2.400 kJ
684
= (8 × 12) + (18 × 1)
= 114
= 6 mol
Dari persamaan reaksi terbaca bahwa untuk
membakar 1 mol C8H18(A) dibebaskan kalor
sebanyak 5.500 kJ. Jadi, untuk membakar
1 liter bensin (terdapat 6 mol isooktana)
dibebaskan kalor sebanyak
2. Persamaan termokimia pembakaran 3 mol
metana sebagai berikut.
3CH 4 (g) + 6O 2 (g) → 3CO 2 (g) + 6H 2 O(g)
∆H = –2.400 kJ.
mol metana pada kondisi standar (STP)
= 0,125 mol
Massa
Mr
684
Perubahan entalpi yang menyertai pembentukan
1,5 mol NaCl sebesar (1,5 mol × 412 kJ mol–1)
= 618 kJ.
Jadi, entalpi yang menyertai pembentukan 87,75
gram atau 1,5 mol NaCl sebanyak 618 kJ.
2,8 L
22,4 L/mol
∆H = –5.500 kJ
Persamaan reaksi:
C8H18(A) + 12 2 O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g)
B. Uraian
87,75 gram NaCl =
Persamaan termokimia pembakaran sempurna
isooktana sebagai berikut.
6
= 1 × 5.500 kJ = 33.000 kJ
Jadi, kalor yang dilepaskan dalam pembakaran 1 liter bensin sebanyak 33.000 kJ.
5. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ∆H = –1.204 kJ
a. Diagram reaksi dari reaksi tersebut sebagai
berikut.
H
= 100 kJ
Jadi, kalor yang dilepaskan dalam pembakaran
sempurna 2,8 L gas metana dalam keadaan STP
sebanyak 100 kJ.
2Mg(s) + O2(g)
∆H = –1.204 kJ
MgO(s)
3. a.
HCN(aq) + NaOH(aq)
∆H = –12 kJ
NaCN(aq) + H2O(A)
b.
Massa Mg = 5,4 gram
Mol Mg =
Massa
Ar
=
5,4 gram
24 gram mol−1
= 0,225 mol
Kalor yang dilepaskan saat 0,225 mol Mg
b.
mol HCN yang dinetralkan = 250 mL × 0,1 M
= 25 mmol = 0,025 mol
Kalor yang dilepaskan dalam reaksi
penetralan tersebut:
=
0,025 mol
1mol
dibakar =
0,225
2
× (–1.204 kJ) = 135,45 kJ.
Jadi, kalor yang dilepas sebesar 135,45 kJ.
× 12 kJ = –0,3 kJ
Jadi, kalor yang dilepaskan dalam reaksi
penetralan 250 mL HCN 0,1 M sebanyak
0,3 kJ atau 300 Joule.
Kimia Kelas XI
37
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Kalor reaksi = m × c × (t2 – t1)
= ρ × V × c × (t2 – t1)
= 1 g cm–3 × (100 + 100) cm3
× 4,2 J g–1 K–1 × (310,5 – 302) K
= 7.140 J
Reaksi netralisasi
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Karena reaksi menghasilkan panas (terlihat
bahwa suhu naik) maka ∆H = negatif
(∆H) netralisasi 1 mol NaOH atau 1 mol HCl =
−7.140 J
1 mol
= –7.140 J mol–1 = –7,140 kJ mol–1.
2. Jawaban: a
Qlarutan = m × c × ∆T
= 6.000 × 4,2 × (88,5 – 24,8)
= 1.605.240 J
= 1.605,24 kJ
Qkalorimeter = C · ∆T
= 2.740 × (88,5 – 24,8)
= 174.538 J
= 174,54 kJ
Qreaksi
= –(Qlarutan + Qkalorimeter)
= –(1.605,24 + 174,54) kJ
= –1.779,8 kJ
Mol CH4 =
32 gram
16 gram mol−1
= 2 mol
∆H°c =
=
−1.779,8 kJ
2 mol
= –890 kJ mol–1
3. Jawaban: b
Massa C6H4O2 = 5,4 gram
Mr C6H4O2 = 108 gram mol–1
n C6H4O2 =
= 0,05 mol
C = 7,85 kJ°C–1
∆T = (30,5 – 23,5)°C = 7°C
∆H = C · ∆T
= 7,85 kJ°C–1 · 7°C
= 54,95 kJ
Kalor reaksi pembakaran C6H4O2 tiap mol
54,95 kJ
= 0,05 mol
= 1.099 kJ mol–1
38
Termokimia
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)∆H = –80 kJ mol–1
mol CH4 =
massa CH4
M r CH4
8 gram
= 16 g mol−1
= 0,5 mol
Jika kalor pembakaran 1 mol CH 4 sebesar
–80 kJ mol–1 maka perubahan entalpi 0,5 mol CH4:
0,5
1
· (–80 kJ/mol) = –40 kJ
Jadi, perubahan entalpi pembakaran 8 gram CH4
sebesar –40 kJ.
5. Jawaban: d
Menurut hukum Hess
∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2
∆H3 = ∆H1 + ∆H2
6. Jawaban: d
2NO + O2 → N2O4
∆H = a kJ . . . (1)
1
NO + 2 O2 → NO2
∆H = b kJ . . . (2)
2NO2 → N2O4
∆H = . . . ?
Persamaan (2) dibalik dan dikalikan 2.
2NO + O2 → N2O4
∆H = a kJ
∆H = –2b kJ
2NO2 → 2NO + O2
–––––––––––––––––––––––––––––– +
2NO2 → N2O4
∆H = (a – 2b) kJ
7. Jawaban: a
Reaksi pembentukan kloroform dari senyawa
karbon dan kloroform dapat dicari dengan persamaan 2), 3), dan 5). Sementara itu, persamaan
1) dan 4) dibalik, lalu persamaan 1) dikali dua.
Qreaksi
mol
5,4 g
108 g mol−1
4. Jawaban: c
Reaksi pembakaran CH4:
CS2(aq) + 3O2(g) → CO2(g) + 2SO2(g)
∆H = –1.077 kJ mol–1
2S(s) + Cl2(g) → S2Cl2(aq)
∆H = –60,2 kJ mol–1
C(s) + 2Cl2(g) → CCl4(aq)
∆H = –135,4 kJ mol–1
2SO2(g) → 2S(s) + 2O2(g)
∆H = 539,6 kJ mol–1
CO2(g) → C(s) + O2(g)
∆H = 393,5 kJ mol–1
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
CS2(aq) + 3Cl2(g) → CCl4(aq) + S2Cl2(aq) ∆H = –339,5 kJ/mol
Kalor untuk pembentukan 2 mol kloroform
= 2 mol × (–339,5 kJ mol–1)
= –679 kJ
8. Jawaban: c
∆H = m × c × ∆T
= V × ρ × c × ∆T
= (50 + 50) mL × 1,0 g cm–3 × 4,2 J g–1°C–1 × 6°C
= 2,52 kJ
9. Jawaban: c
Persamaan reaksi:
2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s)
diperoleh dari penggabungan kedua reaksi di atas,
dengan cara membalik persamaan reaksi 1) dan
menjumlahkannya dengan reaksi 2). Persamaan
reaksinya menjadi sebagai berikut.
1) Fe2O3(s) → 2Fe(s) +
2) 2Al(s) +
3
2
3
2
∆H = +840 kJ
O2(g)
O2(g) → Al2O3(s)
∆H = –1.680 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s) ∆H = –840 kJ
Jadi, harga perubahan entalpi untuk reaksi
2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s)
sebesar –840 kJ.
10. Jawaban: a
Massa larutan = volume × massa jenis air
= (2 × 1.000) mL × 1 g mL–1
= 2.000 g
∆T = (75 – 27)°C = 48°C
c = 4,2 J g–1 °C–1
Q = m · c · ∆T
= 2.000 · 4,2 · 48
= 403.200 J = 403,2 kJ
Mol elpiji =
∆H =
Q
–
mol
massa C3H8
M r C3H8
=
403,2
– 1
C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g)
mol CO2 =
massa CO 2
Mr CO 2
11 gam
1
= 44 gram mol−1 = 4 mol
3
Banyak kalor untuk 3 mol CO2 = 1 × (–2.220) kJ
1
Banyak kalor untuk 4 mol CO2:
1
4
3
3
× 1 × (–2.220) kJ = 4 × (–2.220) kJ
15. Jawaban: c
Reaksi pembakaran etanol merupakan reaksi
eksoterm karena ∆Hreaksi berharga negatif. ∆H
reaksi diperoleh dari pengurangan ∆H produk
dengan ∆Hreaktan. Oleh karena ∆Hreaksi berharga
negatif maka ∆Hproduk < ∆Hreaktan.
Jadi, grafik persamaan reaksi pembakaran etanol
sebagai berikut.
Energi
C2H5OH(A) + 3O2(g)
2CO2(g) + 3H2O(A)
44
= 44 = 1 mol
= – 403,2 kJ
11. Jawaban: c
1) C(s) + O2(g) → CO2(g)
mol–1
∆H1 = –x kJ
1
2
2) CO(g) → C(s) + O2(g) ∆H2 = y kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
CO(g) + 2 O2(g) → CO2(g)
∆H3 = (y – x) kJ
Jadi, z = y – x ⇔ x = y – z.
12. Jawaban: d
∆Hreaksi = ∆Hhasil – ∆Hreaktan
= (3 × ∆H°f CO2 + 4 × ∆H°f H2O) – (∆H°f
C3H8 + 5 × ∆H°f O2)
= [(3 × – 394) + (4 × (– 286))] – [(–104)
+ (5 × 0)]
= (–1.182 – 1.144) – (–104)
= –2.326 + 104 = –2.222 kJ
13. Jawaban: a
∆H = ΣEpemutusan reaktan – ΣEpenggabungan produk
∆H = {DH – H + DO = O} – {2 · DH – O + DO – O}
= (436 + 499} – {2(460) + 142}
= 935 – 1.062 = –127 kJ
14. Jawaban: e
Perubahan entalpi pada pembakaran 1 mol
propana sebesar –2.220 kJ mol–1. Persamaan
reaksi:
B. Uraian
1. KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(A)
20 mL · 0,1 M
2 mmol
20 mL · 0,1 M
2 mmol
2 mmol
Q = m × c × ∆T
= (ρ × Vlarutan) × c × ∆T
= (1.000 g L–1 × (0,02 L + 0,02 L))
× 1 kal g–1°C–1 × 3,6°C
= 144 kal (untuk 2 mmol/KCl)
1
∆H 1 mol = 2 × 144 kal = 72 kal
Terjadi kenaikan suhu → reaksi eksoterm → ∆H = –.
Jadi, ∆Hreaksi = –72 kal.
2. ∆Hreaksi = Σ∆H°f hasil – Σ∆H°f pereaksi
= (4 × ∆HNO + 6 × ∆HH O) – (4 × ∆HNH + 0)
2
2
3
–4c = (4 × ∆HNO + 6 × –a) – (4 × –b + 0)
2
–4c = (4 × ∆HNO + (–6a)) – (–4b)
2
4∆HNO = 6a – 4b – 4c
2
∆HNO = 1,5a – b – c
2
Jadi, ∆Hf NO2 (1,5a – b – c) kJ.
3. H2C = CH2 + Cl2 → ClH2C – CH2Cl
∆Hreaksi = {(DC = C + 4 · DC – H + DCl – Cl) – (DC – C +
2 · DC – Cl + 4 · DC – H)}
= {(612 + 4(414) + 243) – (347 + 2(331)
+ 4(414))}
= –154 kJ mol–1
Jadi, ∆H reaksi sebesar –154 kJ mol–1.
Kimia Kelas XI
39
4. Persamaan termokimia reaksi fotosintesis
sebagai berikut.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 ∆H = . . . ?
Untuk memperoleh persamaan reaksi fotosintesis,
persamaan 1) dibalik, sementara persamaan 2)
dibalik dan dikalikan 2.
1)
2C2H5OH + 2CO2 → C6H12O6
∆H = +60 kJ
5. Berdasarkan diagram didapat persamaan:
∆H1 = ∆H2 + ∆H3
(–790) = (–593) + (x)
x = –790 + 593
x = –197 kJ
Jadi, harga x pada diagram –197 kJ.
2) 4CO2 + 6H2O → 2C2H5OH + 6O2 ∆H = +2.760 kJ
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 ∆H = 2.820 kJ
Jadi, perubahan entalpi untuk reaksi fotosintesis
2.820 kJ.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Sistem dalam reaksi tersebut adalah kristal NH4Cl
dan air. Gelas beaker dan lemari asam termasuk
lingkungan.
2. Jawaban: b
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan
panas ke lingkungan sehingga nilai entalpinya
bernilai negatif. Dalam persamaan reaksi nilai
entalpi eksoterm dapat dituliskan langsung
dengan tanda (+) atau disertakan dengan nilai ∆H
negatif. Dengan demikian, reaksi eksoterm adalah
reaksi b, yaitu Fe2O3(g) + 3H2(g) → 2Fe(s) +
3H2O(g) ∆H = –b kkal. Reaksi a, c, d, dan e
merupakan reaksi endoterm.
3. Jawaban: a
Persamaan termokimia pembentukan CO:
1
C(s) + 2 O2(g) → CO(g) ∆H = x kkal mol–1
Persamaan termokimia pembakaran CO:
1
CO(g) + 2 O2(g) → CO2(g) ∆H = y kkal mol–1
Persamaan termokimia pembentukan CO2:
C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = . . . kkal mol–1
Reaksi pembentukan CO2 dapat diperoleh dari
penjumlahan reaksi pembentukan CO dan pembakaran CO dengan persamaan sebagai berikut.
1
C(s) + 2 O2(g) → CO(g)
1
∆H = x kkal mol–1
CO(g) + 2 O2(g) → CO2(g) ∆H = y kkal mol–1
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
C(s) + O2(g) → CO2(g)
∆H = (x + y) kkal mol–1
Jadi, kalor pembentukan CO 2 yang diserap
(x + y) kkal mol–1.
40
Termokimia
4. Jawaban: c
Kalor penguraian adalah kalor yang dilepaskan
atau diserap apabila 1 mol senyawa terurai
menjadi unsur-unsur pembentuknya pada
keadaan standar. Kalor yang dilepaskan atau
diserap apabila 1 mol senyawa dibentuk dari
unsur-unsurnya dalam keadaan standar disebut
kalor pembentukan. Kalor yang dilepaskan atau
diserap apabila 1 mol senyawa bereaksi dengan
oksigen menghasilkan karbon dioksida dan uap
air pada keadaan standar disebut kalor
pembakaran.
5. Jawaban: a
Entalpi reaktan (NH4Cl(s)) lebih kecil daripada
1
1
entalpi produk ( 2 N2(g) + 2H 2(g) + 2 Cl 2(g))
sehingga reaksi membutuhkan energi dari
lingkungan. Dengan demikian, reaksi bersifat
endoterm dan nilai entalpinya positif.
6. Jawaban: d
1
H2(g) + 2 O2(g) → H2O(g) ∆H= 287,5 kJ
massa O2(g) = 10 gram
10 gram
mol O2(g) = 32 gram mol−1
= 0,312 mol
mol H2(g) = 2 × mol O2(g)
= 2 × 0,312 mol
= 0,624 mol
∆H reaksi =
0,624 mol
1mol
× (–287,5 kJ)
= –179,4 kJ
7. Jawaban: d
Entalpi pembentukan standar adalah entalpi yang
menyertai reaksi pembentukan 1 mol senyawa
dari unsur-unsurnya. Reaksi ini ditunjukkan oleh
reaksi d. Reaksi a menunjukkan reaksi netralisasi
standar. Reaksi b menunjukkan reaksi penguraian
2 mol AgNO3. Reaksi c menunjukkan reaksi pembakaran. Reaksi e menunjukkan reaksi pelarutan
standar.
8. Jawaban: b
Reaksi pembakaran:
5
C2H2 + 2 O2 → 2CO2 + H2O ∆H = –1.300 kJ
∆Hreaksi = Σ∆H°f hasil – Σ∆H°f pereaksi
–1.300 = (2 · ∆HCO + ∆HH O) – ∆HC H + 0)
2
2
2 2
–1.300 = (2(–395) + (–285)) – (∆HC H + 0)
2 2
∆HC H = –790 – 285 + 1.300
2 2
= +225 kJ
9. Jawaban: b
2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O(g)
∆H = –2600 kJ
Reaksi pembakaran 1 mol gas C2H2 =
= –1300 kJ
−2.600 kJ
2
13 gram
mol 13 gram gas C2H2 = 26 gram/mol = 0,5 mol C2H2
Pembakaran 0,5 mol gas C2H2 menghasilkan
kalor =
0,5
1
× (–1300 kJ) = –650 kJ.
Jadi, pembakaran 15 gram gas C2H2 menghasilkan kalor sebanyak 650 kJ (kalor dilepaskan).
10. Jawaban: d
Reaksi pembakaran gas etana:
C2H6(g) +
7
O (g)
2 2
→ 2CO2(g) + 3H2O(g)
∆Hreaksi = ∆H°f produk – ∆H°f reaktan
–1559,7 kJ mol–1 = (2 ∆H°f CO2 + 3 ∆H°f H2O)
– (∆H°f C2H6 +
7
2
∆H°f O2)
–1559,7 kJ mol–1 = (2(–393,5 kJ mol–1) + 3(–285,8
kJ mol–1)) – (∆H°f C2H6 +
7
(0))
2
–1559,7 kJ mol–1 = (–787 kJ mol–1 + (–857,4 kJ mol–1
– (∆H°f C2H6 )
∆H°f C2H6 = (1559,7 kJ mol–1) + (–1644,4 kJ mol–1)
∆H°f C2H6 = –84,7 kJ mol–1
11. Jawaban: e
Persamaan termokimia penguraian natrium
bikarbonat sebagai berikut.
2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(A) + CO2(g)
∆H = . . . ?
∆Hreaksi = ∆Hproduk – ∆Hreaktan
= (∆H°f Na2CO3 + ∆H°f H2O + ∆H°f CO2) –
(2 · ∆H°f NaHCO3)
= ((–1.130 kJ mol–1) – (–286 kJ mol–1) +
(–394kJ mol–1)) – (–950kJ mol–1)
= (–1.810 kJ mol–1) – (–950kJ mol–1)
= –860 kJ mol–1
Jadi, perubahan entalpi reaksi penguraian
NaHCO3 sebesar 860 kJ (melepas kalor).
12. Jawaban: b
∆Hreaksi = Σenergi pemutusan ikatan – Σenergi
penggabungan produk
∆Hreaksi = {(2(2DC = O) + 3(2DH – O)) – ((DC – C)
+ (5DC – H) + (DC – O) + (DO – H) + 3(DO = O)}
∆Hreaksi = (4(799 kJ mol–1) + 6(467 kJ mol–1))
– ((374 kJ mol–1) + 5(413 kJ mol–1)
+ (358 kJ mol –1 ) + (467 kJ mol –1 )
+ 3(495))
∆Hreaksi = (3196 kJ mol –1 + 2802 kJ mol –1 )
– ((374 kJ mol–11) + (2065 kJ mol–1) +
(358 kJ mol –1 ) + (467 kJ mol –1 ) +
(1.980))
∆Hreaksi = 5.998 kJ mol–1 – 5.244 kJ mol–1
= +754 kJ mol–1
13. Jawaban: a
∆H4 = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
(–1.548 kJ) = (138 kJ) + ∆H2 + (–286 kJ)
∆H2 = (–1.548 kJ) – ((138 kJ) + (–286 kJ))
∆H2 = (–1.548 kJ) – (–148 kJ)
∆H2 = –1.400 kJ
14. Jawaban: c
∆Hreaksi = Σ∆H°f produk = Σ∆H°f reaktan
∆Hreaksi = (∆H°f SO2(g) + 4(∆H°f HF(g)) – (∆H°f ΣF4(g)
+ 2∆H°f H2O(A ))
∆Hreaksi = ((–296 kJ mol–1) + 4(–271 kJ mol–1))
– ((–775 kJ mol–1) + 2(–187 kJ mol–1))
∆Hreaksi = (–1.380 kJ mol–1) – (–1.149 kJ mol–1)
∆Hreaksi = –231 kJ mol–1
15. Jawaban: b
CuO(s) + H2(g) → Cu(s) + H2O(g)
∆Hreaksi = ∆H°f produk – ∆H°f reaktan
∆Hreaksi = (∆H°f Cu(s) + ∆H°f H2O(g)) – (∆H°f CuO(s)
+ ∆H°f H2(g))
∆Hreaksi = (0 + (–58,2 kkal)) – ((–37,5 kkal) + 0)
∆Hreaksi = (–58,2 kkal) – (–37,5 kkal)
= –20,7 kkal
Kimia Kelas XI
41
16. Jawaban: b
Untuk mendapatkan reaksi:
Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(g) maka reaksi 1) dibalik
dan dibagi 2. Reaksi 2) tetap dan dibagi 2,
keduanya menjadi:
1
Cl (g) → CuCl(s)
∆H = –137,2 kJ
2 2
1
CuCl(s) + Cl2(g) → CuCl2(s) ∆H = –82,9 kJ
2
Cu(s) +
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
∆H = –220,1 kJ mol–1
Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(s)
Jadi, ∆Hreaksi Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(s) sebesar
–220,1 kJ mol–1.
17. Jawaban: e
∆H reaksi = energi ikatan pereaksi – energi ikatan
hasil reaksi
= (4(DC – H) + (DCl – Cl)) – (3(DC – H) +
(DC – Cl) + (DH – Cl))
= (4(413 kJ mol–1) + 239 kJ mol–1) –
(3(413 kJ mol–1) + (339 kJ mol–1)
+ (427 kJ mol–1))
= (339 kJ mol –1 + 427 kJ mol –1 )
– (413 kJ mol–1 + 239 kJ mol–1)
= 766 kJ mol–1 – 652 kJ mol–1
= +144 kJ mol–1
18. Jawaban: c
Persamaan reaksi pembentukan Mg3N2:
3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s) ∆H = –28 kJ
Mol Mg =
massa Mg
Ar Mg
=
3g
24 g mol−1
× mol Mg
1
= 3 × 0.125
= 0,0417 mol
=
1
mol Mg3N2
1
0,0417
× ∆Hr
× (–28)
= –671,5
Jadi, perubahan entalpi pada pembentukan
standar Mg3N2 sebesar –671,5 kJ mol–1.
19. Jawaban: e
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ∆H = –570 kJ
2H2O(g) → 2H2O(A )
∆H = –464 kJ
1
Reaksi H2O(A ) → H2(g) + 2 O2(g) diperoleh dari
gabungan reaksi sebagai berikut.
20. Jawaban: c
Qreaksi = Qair + Qkalorimeter
= (mair · cair · ∆T) + (Ckalorimeter · ∆T)
31.400 = (1.200 · 4,2 · 4,6) + (Ckalorimeter · 4,6)
Ckalorimeter =
=
Termokimia
31.400 − 23.184
4,6
8.216
4,6
= 1.786 J°C–1
= 1,786 kJ°C–1
21. Jawaban: b
mlarutan = kerapatan × volume larutan
mlarutan = 100 mL × 1 g mL–1
mlarutan = 100 gram
Q larutan = m × c × ∆T
= 100 gram × 4,2 Jg–1°C–1 × 7°C
= 2940 J
mol HCl = 0,1 M ×
50
1.000
L
= 0,005 mol
∆Hn HCl =
−Q
mol
−2.940
0,005
22. Jawaban: d
Kalor reaksi pembakaran asam benzoat (∆H°)
f =
3.294 kJ mol–1.
∆T = 2,5°C
Qreaksi = ∆H°c × mol
= 3.294 kJ mol–1 × 0,1 mol
= 329,4 kJ mol–1
massa asam benzoat = 0,1 mol × 122 gram mol–1
= 12,2 gram
Q = m × c × ∆T
329,4 kJ mol–1 = 12,2 gram × c × 2,5
c = 10,8 k Jg–1°C–1
c = 10.800 Jg–1°C–1
Jadi, kapasitas panas kalorimeter sebesar
10.800 Jg–1°C–1.
23. Jawaban: d
60% gas elpiji mengandung etana =
150 gram
42
∆H = +517 kJ
= –588.000 joule
= –588 kJ
koefisien Mg3N2
koefisien Mg
∆H°f Mg3N2 =
1
H2O(A ) → H2(g) + 2 O2(g)
=
= 0,125 mol
Mol Mg3N2 =
∆H = +464 kJ
2H2O(A ) → 2H2O(g)
2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g) ∆H = +570 kJ
2H2O(A ) → 2H2(g) + O2(g) ∆H = +1.034 kJ
Reaksi dibagi dua menjadi:
60
100
× 250 =
mol etana = massa : Mr = 150 gram : 30 gram
mol–1 = 5 mol
Reaksi pembakaran etana:
1 kg gas elpiji = 600 gram C4H10
600 gram
= 58 gram mol−1
= 10,34 mol
1
C2H6(g) + 3 2 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(A )
∆H reaksi = (2 ∆H°f CO2(g) + 3 ∆H°f – (∆H°f C2H6(g)
1
+ 3 2 ∆H°f O2(g))
13,33 mol C2H6 = 13,33 × 1.566,3
= 20.878,78 kJ
= (2(–395,2 kJ mol–1) + 3(–286,9 kJ mol–1))
– (–84,8 kJ mol–1 + 0)
= (–790,4 – 860,7) + 84,8
= 1.566,3 kJ mol–1
Kalor pembakaran yang dihasilkan dari 5 mol etana
adalah 5 × 1.566,3 kJ mol–1 = 7.831,5 kJ mol–1.
24. Jawaban: b
Reaksi:
AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq)
Q = m × c × ∆T
= 200 g × 4,18 Jg–1°C–1 × (22,1 – 21,5)°C
= 501,6 J
mol AgCl yang terbentuk = 100 mL × 0,1 M = 10
mmol
Kalor yang menyertai pembentukan AgCl =
∆Hreaksi pembakaran C2H6 = –1.566,3 kJ
−Q
mol
−501,6 kJ
= 10 × 10−3 mol = –50 : 160 J = –50,16 kJ.
Jadi, kalor yang menyertai pembentukan AgCl
sebesar –50,16 kJ.
25. Jawaban: b
∆H reaksi = energi ikatan pereaksi – energi ikatan
hasil reaksi
= ((DC – H) + (DC ≡ N) + (2DH – H)) – ((3DC – H)
+ (DC – N) + 2(DN – H))
= ((412 kJ mol–1) + (890 kJ mol–1)
+ 2(436 kJ mol–1)) – (3(412 kJ mol–1)
+ (293 kJ mol–1) + 2(390 kJ mol–1))
= (890 kJ mol –1 + 872 kJ mol –1 )
– (824 kJ mol–1 + 293 kJ mol–1 +
780 kJ mol–1)
= 1.762 kJ mol–1 – 1.897 kJ mol–1
= –135 kJ mol–1
Jadi, kalor yang menyertai reaksi tersebut sebesar
+135 kJ mol–1 (reaksi melepas kalor).
26. Jawaban: d
Elpiji terdiri atas campuran 40% etana dan 60%
butana.
1 kg gas elpiji = 400 gram C2H6
∆Hreaksi pembakaran C4H10 = –2.901 kJ
10,34 mol C4H10 = 10,34 × 2.901
= 29.996,34 kJ
1 kg gas elpiji menghasilkan kalor sebesar
= 20.878,78 + 29.996,34
= 50.875,12 kJ
Jadi, tiap rupiah menghasilkan kalor
=
50.875,12
6.000
= 8,48 kJ
27. Jawaban: b
massa tembaga = 300 kg = 300.000 gram
c tembaga = 0,35 Jg–1K–1
∆T = 52°C – 27°C
= 25°C
= 25 k
Q = m × c × ∆T
= 300.000 gram × 0,35 Jg–1K–1 × 25 K
= 2.625.000 J
= 2.625 kJ
−Q
mol butana = ∆H
c
−2.625 kJ
= −2.475 kJ mol−1
= 1,06 mol
massa butana = mol × Mr = 1,06 mol × 58 g mol–1
= 61,48 gram
28. Jawaban: a
2O3(g) + 2O(g) → 4O2(g) ∆H°= –840 kJ (dibagi 2)
ClO(g) + O(g) → O2(g) + Cl2(g) ∆H = –140 kJ
(dibalik)
menjadi
O3(g) + O(g) → 2O2(g)
∆H°= –420 kJ
O2(g) + Cl2(g) ClO(g) + O(g)
∆H = +140 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
O3(g) + Cl2(g) → O2(g) + ClO(g) ∆H = –280 kJ
Jadi, kalor yang menyertai reaksi penguaraian
ozon sebesar –280 kJ (dilepaskan ke lingkungan).
400 gram
= 30 gram mol−1
= 13,33 mol
Kimia Kelas XI
43
29. Jawaban: a
Entalpi reaksi pembakaran batu bara dapat
ditentukan dengan membalik dan membagi 2
koefisien reaksi 1), sedangkan reaksi 2) tetap,
reaksi 3) dibagi 2.
CO(g) → C(s) +
1
2
∆H = +111 kJ
O2(g)
C(s) + O2(g) → CO2(g)
H2(g) +
1
2
∆H = –394 kJ
O2(g) → H2O(g)
∆H = –242 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
CO(g) + H2(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ∆H= –525 kJ
30. Jawaban: a
∆Hreaksi = Σ∆H°f produk = Σ∆H°f reaktan
∆Hreaksi = (5(∆H°f B2O3(s) + 9(∆H°f H2O(A)) – (2(∆H°f
B5H9(A)) + 12(∆H°f O2(g))
–8.634 kJ mol–1 = (5(∆Hf° B2O3(s) + 9(–235,8 kJ mol–1))
– (2(73,4 kJ mol–1) + 12(0))
–8.634 kJ mol–1 = (5(∆Hf° B2O3(s) + 2.122,2 kJ mol–1))
– ((146,8 kJ mol–1) + 0))
(–8634 kJ mol–1) + (146,8 kJ mol–1)
= (5(∆H°f B2O3(s) + (–2.122,2 kJ mol–1))
–8.487,2 kJ mol–1 = (5(∆Hf° B2O3(s) + (–2.122,2 kJ mol–
1))
(–8.487,2 kJ mol–1) – (–2.122,2 kJ mol–1) = 5(∆H°f
B2H3(g)
–6.365 kJ mol–1 = 5(∆H°f B2O3(s)
(∆Hf° B2O3(s) = (–6.365 kJ mol–1) : 5 = 1.273 kJ mol–
1
Jadi, entalpi pembentukan B 2O 3(s) sebesar
1.273 kJ mol–1.
B. Uraian
1. Pelarutan serbuk kalsium klorida dalam air
melepaskan kalor karena merupakan reaksi
eksoterm. Panas yang dihasilkan oleh reaksi
dilepaskan ke lingkungan. Sementara itu, reaksi
pelarutan amonium nitrat menyerap panas dari
lingkungan karena merupakan reaksi endoterm.
Panas yang diperlukan oleh reaksi diserap dari
lingkungan.
1
2. C(s,grafit) + 2H 2(g) + 2 O 2(g) → CH 3OH( A )
∆H = –254,5 kJ
massa O2(g) = 8 gram
mol O2(g) =
massa O2
Ar O2
=
8
32
= 0,25 mol
mol O2(g) : mol CH 3OH(A ) = 1 : 2, jadi mol
CH3OH(A ) yang dihasilkan 0,50 mol
44
Termokimia
Reaksi pembentukan 0,50 mol CH3OH(A ) menghasilkan kalor sebanyak (0,50) × (–254,5 kJ) =
–127,25 kJ
Jadi, reaksi pembentukan metanol yang melibatkan 8 gram gas oksigen menghasilkan 0,50 mol
metanol dan kalor sebanyak –127,25 kJ.
3. Entalpi reaksi 2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) +
2H2O(A ) dapat ditentukan dengan membalik dan
mengalikan dua reaksi 1), mengalikan dua reaksi
2), dan memballik reaksi 3) sehingga menjadi:
2C2H2(g) → 4C(s) + 2H2(g)
∆H= –454 kJ
4C(s) + 4O2(g) → 4CO2(g)
∆H = –1574 kJ
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(A )
∆H = –572 kJ
2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g)
+ 2H2O(A )
∆H = –2.600 kJ
Jadi, entalpi reaksi pembakaran sempurna 2 mol
etena sebesar –2.600 kJ.
4. a.
Reaksi pembentukan gas NO2:
N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ∆H = –66,4 kJ
∆H pembentukan NO2 =
b.
−66,4
2
= –33,2 kJ mol–1
Reaksi penguraian gas NO2:
2NO2(g) → N2(g) + 2O2(g) ∆H = +66,4 kJ
∆H penguraian NO2 =
66,4
2
= +33,2 kJ mol–1
5. Pembentukan gas SO 2 dari kristal rombik S
ditunjukkan oleh ∆H3.
∆H3 = ∆H1 – ∆H2
= (–296,36) – (–0,30)
= –296,06 kJ
Jadi, reaksi pembentukan gas SO2 dari krital
rombik S melepaskan kalor sebanyak –296,06 kJ.
6. massa = 9,10 gram
Ar Ag = 108 g mol–1
c = 0,235 Jg–1K–1
C = 11,3 kJ mol–1
t1 = 25°C = 25 + 273 = 298 K
t2 = 962°C = 1.235 K
∆t = 1,235 K – 298 K = 937 K
Pemanasan pada perak yaitu pemanasan 0°C
hingga suhu leleh dan melelehkan pada suhu
962°C.
Jumlah kalor yang diperlukan:
1) Q1 = m × c × ∆t
Q1 = 9,10 gram × 0,235 Jg–1K–1 × 937K
Q1 = 2.003,8 J
2)
Q2 =
=
m
Ar
×C
9,10
108
× 11,3 kJ mol–1
= 953,28 J
Q = Q1 + Q2
= 2.003,8 J + 953,28 J
= 2.957,08 J
7. 2C6H6(A ) + 15O2(g) → 12CO2(g) + 6H2O(A )
Mol C6H6 =
=
∆H =
9. T1 = 20°C; T2 = 35°C; ∆T = (35 – 20)°C = 15°C
a. Kalor reaksi total pada reaksi diperoleh dari
penjumlahan kalor reaksi larutan dan kalor
reaksi kalorimeter.
1) Kalor reaksi larutan (∆H1)
∆H1 = m × c × ∆T
= V × ρ × c × ∆T
= (250 + 250) mL × 1 g mL –1
× 1 kal g–1°C–1 × 15°C
= 7.500 kal
2)
massa C6H6
Mr C6H6
31,2
78
mol
−Q
mol
∆H°c C6H6 =
−633,898 kJ
31,2
mol
78
= –1.584,745 kJ mol–1
∆Hreaksi = {(12 × ∆H°f CO2 + 6 × ∆H°f H2O) –
(2 × ∆H°f C6H6 + 15 × ∆H°f O2)}
–1.584,745 = {(12 × (∆H°f CO2) + 6 × (–285,84)
– (2(–2.426,14) + 15 × (0))}
12 · ∆H°f CO2 = –4.721,985 kJ mol–1
∆H°f CO2 = –393,49 kJ mol–1
Jadi, perubahan entalpi pembentukan standar
CO2 = –393,49 kJ mol–1.
8. Entalpi reaksi 2N 2(g) + 5O2(g) + 2H 2O(A) →
4HNO3(aq) dapat ditentukan dengan menggunakan reaksi 1) yang dikalikan tiga, reaksi 2) dikalikan dua, dan reaksi 3) dikalikan dua.
6NO(g) + 3O2(g) → 6NO2(g) ∆H = –348 kJ
2N2(g) + 2O2(g) → 4NO(g) ∆H = +366 kJ
6NO2(g) + 2H2O(A) → 4HNO3(aq) + 2NO(g)
∆H = –274 kJ
2N2(g) + 5O2(g) +2H2O(A) → 4HNO3(aq)
∆H = (–348 kJ) + 366 kJ + (–274 kJ)
= –119 kJ
Jadi, etalpi reaksi 2N2(g) + 5O2(g) + 2H2O(A ) →
4HNO3(aq) sebesar –256 kJ (melepas kalor).
b.
Kalor reaksi kalorimeter (∆H2)
∆H2 = C × ∆T
= 120 kal g–1°C–1 × 15°C
= 1.800 kal
Kalor reaksi total = ∆H1 + ∆H2
= (7.500 + 1.800) kal
= 9.300 kal
= 9,3 kkal
1 kal = 4,2 joule
Kalor reaksi total = 9,3 kkal × 4,2 J
= 39,06 kJ
Jadi, jumlah kalor reaksi total yang diperlukan
pada reaksi tersebut sebesar 39,06 kJ.
Persamaan termokimia:
HBr(aq) + NaOH(aq) → NaBr(aq) + H2O(aq)
∆H = 39,06 kJ mol–1
10. ∆H reaksi = energi ikatan pereaksi – energi
ikatan hasil reaksi
= {(3DC – H) + (DC – C) + (DC = O) + (DC – O)
+ (DO – H) + (3DC – H) + (DC – O) + (DO – H)}
– {(6DC = H) + (DC – C) + (DC = O) +
(2DC – O) + (2DO – H)} –
= (3(413 kJ) + 345 kJ + 745 kJ + 358
kJ + 467 kJ + 3(413 kJ) + 358 kJ +
467 kJ) – (6(413 kJ) + 345 kJ + 745
kJ + 2(358 kJ) + 2(467))
= (745 kJ + 467 kJ + 467 kJ) – (745 kJ
+ 2(467))
= 0 kJ
Kimia Kelas XI
45
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e
Atom karbon merupakan unsur nonlogam
bernomor atom 6 yang mempunyai elektron
valensi 4 sehingga mampu membentuk empat
ikatan kovalen dengan atom lain. Kekhasan atom
karbon adalah mampu berikatan dengan sesama
atom C membentuk rantai karbon dengan ikatan
tunggal, rangkap dua, maupun rangkap tiga.
2. Jawaban: d
Roti tawar termasuk senyawa organik. Hasil
pemanasan roti tawar menghasilkan gas yang
dapat membuat air kapur menjadi keruh dan
mengendap. Gas tersebut merupakan gas karbon
dioksida (CO 2). Percobaan ini membuktikan
bahwa senyawa organik mengandung unsur
karbon dan oksigen. Senyawa organik juga
mengandung hidrogen. Adanya hidrogen
dibuktikan dengan menguji titik-titik cair yang
dihasilkan dalam pemanasan senyawa organik
dengan kertas kobalt(II). Perubahan warna kertas
kobalt(II) menjadi merah muda menunjukkan
bahwa titik-titik cairan tersebut adalah air (H2O).
3. Jawaban: c
Sifat senyawa organik dan senyawa anorganik
yang tepat sebagai berikut.
No.
Senyawa Organik
Senyawa Anorganik
1)
Tidak stabil terhadap
pemanasan.
Mempunyai
rantai
karbon.
Sukar larut dalam pelarut
polar.
Tersusun atas ikatan
kovalen.
Titik didih dan titik leleh
rendah.
Cenderung stabil terhadap pemanasan.
Tidak mempunyai rantai
karbon.
Lebih mudah larut dalam
pelarut polar.
Tersusun atas ikatan ion.
2)
3)
4)
5)
Titik didih dan titik leleh
tinggi.
Jadi, pasangan sifat senyawa organik dan anorganik
yang tepat ditunjukkan oleh angka 2) dan 4).
4. Jawaban: d
Hidrokarbon dengan rantai karbon siklis
merupakan hidrokarbon dengan struktur rantai
46
Ulangan Tengah Semester
melingkar atau tertutup, seperti pada pilihan a,
b, c, dan e. Pilihan d merupakan hidrokarbon
rantai lurus.
5. Jawaban: d
Atom C tersier merupakan atom C yang mengikat
tiga atom C lain. Atom C tersier ditunjukkan oleh
atom C nomor 6. Atom C sekunder adalah atom
C yang mengikat 2 atom C lain. Atom C sekunder
ditunjukkan oleh atom C nomor 5 dan 7. Jadi
atom C tersier dan sekunder berturut-turut
ditunjukkan oleh atom C nomor 6 dan 7. Atom C
nomor 1, 3, 4, 8, dan 9 merupakan atom C primer,
yaitu atom C yang mengikat satu atom C lain.
Atom C nomor 2 merupakan atom C kuarterner,
yaitu atom C yang mengikat empat atom C lain.
6. Jawaban: b
Senyawa hidrokarbon tidak jenuh merupakan
hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua
atau rangkap tiga. Senyawa-senyawa tersebut
mempunyai rantai lurus sehingga strukturnya
dapat digambarkan sebagai berikut.
C2H6 : CH3 –– CH3
C3H6 : H2C == CH –– CH3
C4H10 : H3C –– CH2 –– CH2 –– CH3
C5H12 : H3C –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH3
C6H14 : H3C –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH3
Berdasarkan struktur tersebut, senyawa hidrokarbon tidak jenuh ditunjukkan oleh senyawa
C3H6. Sementara itu, senyawa lainnya merupakan
senyawa hidrokarbon jenuh karena hanya mempunyai ikatan tunggal.
7. Jawaban: c
Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang
hanya tersusun atas karbon dan hidrogen. Contoh
senyawa hidrokarbon yaitu C8H18, C4H6, dan
C3H8. Senyawa hidrokarbon termasuk senyawa
organik sederhana. Senyawa yang tersusun atas
karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan fosfor
merupakan senyawa organik, misal H2O, C2H6O,
CO2, C4H6, C5H5N, C6H12O6, dan C12H22O11.
8. Jawaban: a
Struktur senyawa:
CH3
|
H3C –– CH2 –– C3 –– CH2 –– CH –– CH3
1
2
4
|
|5
CH3
H2C –– CH3
6
7
Senyawa hidrokarbon tersebut mempunyai rantai
utama yang terdiri atas 7 atom C sehingga
disebut heptana. Dua cabang metil terletak pada
atom C nomor 3 dan satu cabang metil terletak
pada atom C nomor 5. Dengan demikian, nama
senyawa tersebut adalah 3,3,5-trimetil heptana.
9. Jawaban: e
Struktur
CH3
|
H2C –– CH –– CH –– CH3
4
2
1
3
|
|
CH3 CH2
5
|
CH3
(2-metil-3-etil pentana)
Struktur a adalah 2,2,4-trimetil pentana. Struktur
b adalah 2,3,4-trimetil pentana. Struktur c adalah
3-etil-2,2-dimetil pentana. Struktur d adalah 2,2,3trimetil pentana.
10. Jawaban: c
Senyawa alkena adalah senyawa hidrokarbon
yang mengandung ikatan rangkap dua. Senyawa
alkena ditunjukkan oleh struktur c. Struktur a dan
d hanya tersusun atas ikatan tunggal sehingga
termasuk alkana. Struktur b dan e mempunyai
ikatan rangkap tiga sehingga termasuk alkuna.
11. Jawaban: a
Titik didih senyawa hidrokarbon berbanding lurus
dengan massa molekul relatifnya. Semakin besar
Mr senyawa, titik didih semakin tinggi. Pada
jumlah Mr sama, senyawa berantai lurus lebih
tinggi titik didihnya dibanding senyawa dengan
banyak cabang. Rumus struktur senyawasenyawa dekana, oktana, 2-metil heptana,
2,3-dimetil pentana, dan 2, 2, 3, 3-tetrametil
butana sebagai berikut.
Dekana (C10H22):
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –
CH2 – CH2 – CH3
Oktana (C8H18):
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –
CH3
2-metil heptana (C8H18):
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
|
CH3
2,3-dimetil pentana (C7H16):
CH3
|
CH3 – CH – CH – CH2 – CH3
|
CH3
2,2,3,3-trimetil butana (C8H18):
CH3 CH3
|
|
CH3 – C – C – CH3
|
|
CH3 CH3
Jadi, senyawa yang titik didihnya paling tinggi
adalah dekana.
12. Jawaban: e
Senyawa 2,3-dimetil pentana mempunyai 7 atom
C dan 16 atom H. Isomer senyawa tersebut juga
mempunyai jumlah atom C dan H yang sama,
yaitu senyawa 2,2,3-trimetil butana. Senyawa 3metil pentana berisomer dengan senyawa 2,3dimetil butana yang tersusun atas 6 atom C dan
14 atom H. Senyawa 3-etil heksana berisomer
dengan senyawa 2,4-dimetil heksana yang
tersusun atgas 8 atom C dan 18 atom H.
13. Jawaban: b
Isomer geometri adalah isomer ruang yang
dimiliki oleh alkena. Isomer geometri terjadi jika
atom C yang berikatan rangkap mengikat gugusgugus yang berbeda. Jika gugus yang sama diikat
dalam satu ruang disebut isomer cis. Jika gugus
yang sama diikat dalam ruang berseberangan
disebut isomer trans. Struktur b merupakan
struktur isomer geometri trans.
14. Jawaban: a
Senyawa dengan struktur:
CH3
|
H3C –– C –– CH == C –– CH3
5
6
3
4
|
|
CH3
H2C –– CH3
2
1
mempunyai rantai utama yang tersusun atas
6 atom C dengan ikatan rangkap pada atom C
nomor 3. Satu cabang metil diikat pada atom C
nomor 3 dan dua cabang metil diikat pada atom
C nomor 5. Dengan demikian, nama senyawa
tersebut adalah 3,5,5-trimetil-3-heksena.
15. Jawaban: d
Pembuatan alkena dapat dilakukan melalui reaksi
dehidrasi alkohol dengan asam sulfat pekat dan
pemanasan. Reaksi ini menghasilkan alkena dan
air. Reaksi dehidrasi 3-pentanol menghasilkan
2-pentena sesuai persamaan reaksi berikut.
Kimia Kelas XI
47
OH
|
H2SO4


H3C – CH2 – CH – CH2 – CH3 [pemanasan]
(3-pentanol)
H3C – CH = CH – CH2 – CH3 + H2O
(2-pentena)
16. Jawaban: b
Senyawa 3-metil butuna merupakan senyawa
alkuna (hidrokarbon yang mempunyai ikatan
rangkap tiga) dengan struktur:
H3C –– CH – C  CH (C5H8)
|
CH3
Isomer rangkanya berasal dari golongan yang
sama dan mempunyai jumlah atom C dan H sama,
misal struktur b (1-pentuna). Struktur a (C6H14)
termasuk senyawa alkana. Struktur c (C5H10)
dan e (C 5 H 10 ) termasuk alkena dan saling
berisomer. Struktur d (C4H6) termasuk alkuna,
tetapi bukan isomer 3-metil butuna karena rumus
rumus molekulnya berbeda.
17. Jawaban: a
H3C –– C == C –– CH == CH2
3
4
2
5
1
|
|
CH3 CH3
Gugus metil terikat pada atom C nomor 3 dan 4,
sedangkan ikatan rangkap dua terletak pada
atom C nomor 1 dan 3. Dengan demikian, nama
senyawa tersebut adalah 3,4-dimetil-1,3-pentadiena.
18. Jawaban: a
Gas metana dapat dibuat melalui beberapa
proses di antaranya sintesis Grignard, sintesis
Dumas, dan reaksi karbida dengan air.
Sintesis Grignard merupakan reaksi untuk menghasilkan alkana dari reaksi antara senyawa
Grignard dengan air.
CH3MgBr + H2O  CH4 + MgOHBr
Sintesis Dumas digunakan untuk membuat alkana
dengan memanaskan campuran garam natrium
karboksilat dengan NaOH.
O
//
CH3 – C + NaOH  CH4 + Na2CO3
\
O – Na
Reaksi aluminium karbida dengan air seperti berikut.
Al4C3 + 12H2O  3CH4 + 4Al(OH)3
Sintesis Wurts digunakan untuk membuat alkana
dari alkil halida dengan mereaksikan alkil halida
tersebut dengan logam Na:
3CH3Cl + 2Na  CH3 – CH3 + 2NaCl
48
Ulangan Tengah Semester
19. Jawaban: a
Reaksi antara 2-heksena (alkena) dengan asam
klorida berlangsung sesuai aturan Markovnikov,
yaitu hidrogen dari asam halida akan berikatan
dengan atom C yang mengikat lebih banyak
hidrogen. Dengan demikian, reaksi berlangsung
sesuai persamaan reaksi berikut.
H3C –– CH == CH –– CH2 –– CH2 –– CH3 + H – Cl 
H3C –– HC –– CH2 –– CH2 –– CH2 –– CH3
|
Cl
Hasil reaksi berupa senyawa 2-kloro heksana.
Reaksi juga dapat berlangsung dengan membentuk 3-kloro heksana. Akan tetapi, senyawa
hasil reaksi ini persentasenya sangat kecil.
20. Jawaban: e
Minyak bumi tersusun atas senyawa hidrokarbon.
Contoh senyawa penyusun minyak bumi yang
berstruktur alifatik adalah isooktana. Metil
sikloheksana, etil sikloheksana, dan siklopentena
mempunyai struktur cincin. Sementara itu, etil
benzena termasuk senyawa aromatik.
21. Jawaban: e
Komponen bensin yang paling banyak cabangnya
adalah isooktana atau 2,2,4-trimetil pentana,
dengan rumus molekul
CH3
|
CH3 – CH – CH2 – C – CH3
|
|
CH3
CH3
22. Jawaban: d
Penyulingan minyak bumi dilakukan berdasarkan
perbedaan titik didih komponen penyusunnya.
Fraksi hasil minyak bumi yang paling cepat
menguap adalah elpiji yang mempunyai titik didih
paling rendah. Fraksi minyak bumi yang
mempunyai titik didih paling tinggi akan menguap
paling akhir. Urutan fraksi minyak bumi dari titik
didih terendah yaitu elpiji, petroleum eter, bensin,
nafta, dan kerosin. Jadi, kerosin mempunyai titik
didih paling tinggi.
23. Jawaban: b
Senyawa penyusun minyak bumi berupa
hidrokarbon alifatik rantai terbuka maupun
tertutup dan hidrokarbon aromatik. Semakin
besar berat molekul hidrokarbon, titik didihnya
semakin besar. Dengan demikian, grafik yang
tepat menggambarkan hubungan antara berat
molekul dan titik didih hidrokarbon dalam minyak
bumi adalah grafik b.
24. Jawaban: d
Data hasil penyulingan bertingkat minyak bumi
dan kegunaannya sebagai berikut.
No.
Jumlah
Atom C
Titik
Didih (°C)
1.
2.
1–4
5–10
<40
40–180
3.
11–15
180–250
4.
5.
13–25
26–28
250–350
>350
Kegunaan
Bahan bakar kompor gas
Bahan bakar kendaraan
bermotor
Bahan bakar kompor minyak
dan pesawat jet
Bahan bakar mesin diesel
Residu
25. Jawaban: a
Kualitas bensin dilambangkan dengan nilai oktan
yang didasarkan pada pembakaran isooktana
dan n-heksana. Isooktana sukar terbakar
sehingga bernilai 100, sedangkan n-heksana
sangat mudah terbakar sehingga bernilai 0.
Kualitas bensin ditentukan sesuai perbandingan
campuran kedua senyawa tersebut. Bensin
dengan nilai oktan 85 mempunyai kualitas sama
dengan campuran senyawa 85% isooktana dan
15% n-heksana.
26. Jawaban: e
Kalor pembentukan standar adalah kalor yang
menyertai pembentukan 1 mol senyawa dari unsurunsur pembentuknya dalam keadaan standar, misal
reaksi e. Reaksi a merupakan reaksi pembakaran.
Reaksi b merupakan reaksi pembentukan tetapi
bukan dari unsur-unsurnya. Reaksi c merupakan
reaksi pembentukan, tetapi dari ion-ionnya.
Reaksi d merupakan reaksi pembentukan, tetapi
pembentukan 2 mol senyawa.
27. Jawaban: d
Diagram reaksi menunjukkan reaksi CH2CH2 +
HCl  CH3CH2Cl merupakan reaksi eksoterm
karena melepaskan kalor sebanyak 48 kJ. Pada
reaksi eksoterm, kalor berpindah dari sistem ke
lingkungan. Reaksi eksoterm menghasilkan kalor
karena entalpi pereaksi lebih tinggi dari entalpi
hasil reaksi. Reaksi eksoterm mempunyai nilai
H negatif (–). Sebaliknya, reaksi endoterm
menyerap kalor dari lingkungan ke sistem reaksi.
Reaksi endoterm menyerap panas karena entalpi
pereaksi lebih kecil daripada entalpi hasil reaksi.
Reaksi endoterm mempunyai nilai H positif (+).
28. Jawaban: a
Reaksi N2O4(g)  2NO2(g) – 58 kJ merupakan
reaksi endoterm karena reaksi membutuhkan
kalor sebesar 58 kJ. Persamaan tersebut juga
dapat ditulis N2O4(g)  2NO2(g) H = +58 kJ.
Sementara itu, reaksi-reaksi yang lain termasuk
reaksi eksoterm. Misal reaksi 2SO3(g)  3O2(g)
+ 2S(s) H = –197 kJ yang melepaskan kalor
197 kJ. Persamaan tersebut dapat ditulis
2SO3(g)  3O2(g) + 2S(s) + 197 kJ.
29. Jawaban: a
n AgNO3 = 25 mL × 0,1 M
= 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol
n HCl = 25 mL × 0,1 M
= 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol
massa = 50 mL × 1 gmL–1 = 50 gram
T = 0,5°C
Q = m × c × T
= 50 gram × 4,2 Jg–1°C–1 × 0,5°C
= 105 J
Kalor netralisasi = –
Q
n
=–
105
2,5  10 3
= 42.000 J
= –42 kJ
30. Jawaban: b
Berdasarkan diagram reaksi diketahui beberapa
reaksi berikut.
1) C(s) + O2(g)  CO2(g)
H1
2)
3)
C(s) + O2(g)  CO(g) +
CO(g) +
1
2
1
2
O2(g)
O2(g)  CO2(g)
H2
H3
Nilai entalpi H2 dapat ditentukan dengan menggunakan reaksi 1) dan 3), yaitu reaksi 1) tetap,
sedangkan reaksi 3) dibalik.
C(s) + O2(g)  CO2(g)
H1
1
CO2(g)  CO(g) + 2 O2(g)
–H3
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
C(s) + O2(g)  CO(g) +
1
O (g)
2 2
H2 = H1 – H3
31. Jawaban: b
1) Reaksi pembentukan CO2(g)
C(s) + O2(g)  CO2(g) H = a kJmol–1
2) Reaksi pembentukan H2O()
H2(g) +
3)
1
2
O2(g)  H2O() H = b kJmol–1
Reaksi pembakaran CH3OH)
3
2
O2(g)  CO2(g) + 2H2O()
H = c kJmol–1
Perubahan entalpi pembentukan metanol
ditentukan dengan reaksi 1) tetap, mengkalikan
dua reaksi 2), serta membalik reaksi 3)
C(s) + O2(g)  CO2(g)
H = a kJmol–1
2H2(g) + O2(g)  2H2O() H = 2b kJmol–1
CH3OH() +
3
CO2(g) + 2H2O()  CH3OH() + 2 O2(g)
H = –c kJmol–1
C(s) + 2H2(g) +
1
2
O2(g)  CH3OH()
H = (a + 2b – c) kJmol–1
Kimia Kelas XI
49
32. Jawaban: c
3
2
Reaksi Fe2O3(s)  2Fe(s) + O2(g)
H = +824 kJ
merupakan reaksi penguraian Fe2O3(s) yang
bersifat endoterm. Reaksi memerlukan kalor dari
lingkungan karena entalpi reaktan lebih rendah
daripada entalpi produk. Dengan demikian, grafik
yang tepat menggambarkan reaksi adalah grafik c.
Grafik e menunjukkan reaksi pembentukan
Fe2O3(s) yang bersifat eksoterm.
33. Jawaban: b
Massa tembaga = 303 kg = 303.000 g
ctembaga = 0,38 Jg–1K–1
t = 90°C – 25°C
= 65°C = 65 K
Hc C4H10 = –2.475
kJmol–1
Q = m · c · T
= (303.000 g)(0,38 Jg–1K–1)(65 K)
= 7.484,1 kJ
Mol butana =
=
Q
Hc C4H10
7.484,1kJ
2.475 kJmol1
= 3,02 mol
Massa butana = mol  Mr
= 3,02 mol  58 g/mol
= 175,16 gram
34. Jawaban: c
H reaksi = E pemutusan reaktan – E penggabungan produk
H reaksi = (2(DO–O + 2DO–H)) – (4DO–H + DO=O)
= (2(146 kJmol–1 + 2(412 kJmol–1))
– (4(412 kJmol–1) + 495 kJmol–1)
= (2(146 kJmol–1 + 824 kJmol–1))
– (1648 kJmol–1 + 495 kJmol–1)
= 2(970 kJmol–1) – (2.143 kJmol–1)
= 1940 kJmol–1 – 2.143 kJmol-–1
= –203 kJmol–1
Jadi, reaksi penguraian 2H2O2(g)  2H2O(g) +
O2(g) mempunyai entalpi sebesar –203 kJmol–1.
35. Jawaban: a
Untuk mendapatkan reaksi tersebut, maka
persamaan reaksi 1) dibalik dan dikalikan 2,
sedangkan untuk persamaan 2) dikalikan 3
sehingga menjadi:
3CO 2 (g) + 4Fe(s)  2Fe2O3(s) + 3C(s)
H° = –468,2 kJ
3C(s) + 3O2(g)  3CO 2 (g) H° = –1.180,5 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
4Fe(s) + 3O2(g)  2Fe2O3(s) H° = –1.648,7 kJ
50
Ulangan Tengah Semester
36. Jawaban: d
3Fe2O3(s) + CO(g)  CO2(g) + 2Fe3O4(s)
H = Hproduk – Hreaktan
= (H°f CO2(g) + 2H°f Fe3O4(s)) – (3H°f
Fe2O3(s) + H°f CO(g)
= (–394 kJmol–1 + 2(–1.120 kJmol–1))
– (3(–822 kJmol–1) + (–110 kJmol–1))
= (–394 kJmol–1 + (–2.240 kJmol–1))
– (–2466 kJmol–1) + (–110 kJmol–1))
= (–2634 kJmol–1) – (–2576 kJmol–1)
= –58 kJmol-1
Jadi, entalpi reaksi 3Fe 2 O 3 (s) + CO(g) 
CO 2 (g) + 2Fe 3 O 4 (s) adalah –58 kJmol –1
(melepas energi)
37. Jawaban: d
Reaksi pelarutan MgCl2(s) anhidrat dalam air.
MgCl2(s) + H2O()  MgCl2(aq)
H = –25 kal mol–1
Reaksi pembentukan hidrat.
MgCl2(s) + H2O()  MgCl2.2H2O
H = –30 kal mol–1
Reaksi pelarutan hidrat MgCl2.2H2O dalam air
MgCl2.2H2O + H2O()  MgCl2(aq)
Perubahan entalpinya dapat ditentukan dengan
cara berikut.
MgCl2(s) + H2O()  MgCl2(aq)
H = –25 kal mol–1
MgCl2.2H2O  MgCl2(s) + H2O()
H = +30 kal mol–1
Reaksi:
MgCl2.2H2O + H2O()  MgCl2(aq)
H = +5 kal mol–1
38. Jawaban: e
massa KOH = 14 gram
Mr KOH = 56 gmol–1
T = 37°C – 25°C = 12°C
Kalor jenis larutan = kalor jenis air = 4,2 Jg–1°C–1
H=
Q
mol
=
=
m  c  T
mol
100 gram  4,2 Jg1C 1  12C
14 gram
56 gmol1
=
100 gram  56 gmol1  4,2 Jg1C 1  12C
14 gram
39. Jawaban: a
AgNO3(aq) + NaCl(aq)  AgCl(s) + NaNO3(aq)
0,1 mmol
Q
H = mol
0,2 mmol
Q
–84.000 kJ = 0,1mmol
Q = 8.400 J
Q = m × c × T
8.400 J = 200 gram × 4,2 Jg–1°C–1 × (T)
T =
8.400 J
200 gram  4,2 Jg1C1
d.
= 10°C
Jadi, kenaikan suhu yang terjadi pada reaksi
sebesar 10°C.
40. Jawaban: a
7
C2H6(g) + 2 O2(g)  2CO2(g) + 3H2O()
H°c = –1.559,877 kJmol–1
Hreaksi = {2 · Hf° CO2 + 3 · Hf° H2O}
7
– {H°f C2H6 + 2 · H°f O2}
–1.559,877 kJ = {2(–393,512) + 3 · H°f H2O)}
3. Isomer senyawa 3-metil-1-butena ada 5 sebagai
berikut.
a. H2C == CH –– CH –– CH3
|
CH3
3-metil-1-butena
b.
7
– {(–84,667) + 2 (0)}
3 · H°f H2O = –857,52
B. Uraian
1. Kandungan C dan H dalam hidrokarbon dibuktikan dengan pembakaran hidrokarbon tersebut
dalam ruang tertutup dan mengalirkan hasil
pembakarannya ke dalam air kapur untuk menguji
adanya C dalam hidrokarbon. Kandungan C
dalam hidrokarbon akan berubah menjadi gas
CO2 yang mengubah air kapur menjadi keruh.
Kandungan H dalam hidrokarbon dibuktikan
dengan menguji titik-titik air dalam wadah dengan
kertas kobalt(II). Kandungan H dalam hidrokarbon
akan berubah menjadi H2O dalam pembakaran
yang dapat mengubah warna kertas kobalt(II)
menjadi merah muda.
2. Struktur senyawa-senyawa tersebut sebagai
berikut.
a. 2-metil butana
H3C –– CH –– CH2 –– CH3
|
CH3
b. 2,4-dimetil pentana
H3C –– CH –– CH2 –– CH –– CH3
|
|
CH3
CH3
c. 3-etil-2-metil heksana
CH3
|
H3C –– CH –– CH –– CH2 –– CH2 –– CH3
|
C2 H 2
H2C == C –– CH2 –– CH3
|
CH3
2-metil-1-butena
c.
H°f H2O = –285,84 kJmol–1
Jadi, H°f untuk H2O sebesar –285,84 kJmol–1.
3,3,4-trimetil heksana
H3C
|
H3C –– CH2 –– CH ––– C ––– CH2 –– CH3
|
|
CH3 H3C
H3C –– C == CH –– CH3
|
CH3
2-metil-2-butena
d.
H2C == CH –– CH2 –– CH2 –– CH3
1-pentena
e.
H3C –– CH == CH –– CH2 –– CH3
2-pentena
4. a.
volume oktana dalam bensin = 35% × 1 L
= 350 mL = 0,35 L
mol C8H18 =
=
volume C8H18
22,4 L
0,35 L
22,4 L
= 1,56 × 10–2 mol
mol O2 =
25
2
× 1,56 × 10–2 mol
= 0,195 mol
b.
volume O2 = mol × 22,4 L
= 0,195 mol × 22,4 L = 4,368 L
Jadi, volume gas oksigen yang dihasilkan
oleh pembakaran etana sebanyak 4,368 L.
Reaksi pembakaran oktana: 2C8H18(g) +
25O2(g)  16CO2(g) + 18H2O(g)
mol C8H18 =
=
massa C8H18
Mr C8H18
912 gram
114 gram
= 8 mol
mol CO2
=
16
2
× 8 mol
= 64 mol
massa CO2 = mol × Ar CO2
= 64 mol × 44 gram mol–1
= 2.816 gram
Kimia Kelas XI
51
mol H2O
=
18
2
8. H =
× 8 mol
= 72 mol
=
massa H2O = mol × Ar H2O
= 1,296 gram
Hasil pembakaran tidak sempurna bensin
menghasilkan gas CO yang berbahaya bagi
tubuh. Hemoglobin dalam darah lebih mudah
berikatan dengan CO daripada dengan O2.
Dengan demikian, jika di sekitar kita terdapat
banyak gas CO dan terhirup, darah akan
lebih banyak mengandung CO dan sedikit
mengandung oksigen sehingga dapat
mengakibatkan kehilangan kesadaran
hingga kematian.
5. Bilangan oktan bensin merupakan bilangan yang
menunjukkan kualitas bensin saat dibakar dalam
mesin. Bilangan oktan bensin didasarkan pada
pembakaran isooktana yang sukar terbakar dan
n-heksana yang mudah terbakar. Bensin yang
mudah terbakar menimbulkan ketukan dalam
mesin. Nilai bilangan oktan bensin besar berarti
bensin sukar terbakar sehingga pembakaran
dapat dilakukan secara perlahan dan ketukan
dalam mesin dapat berkurang.
6. massa NH4Cl = 4,5 gram
massa air = 53,0 gram
massa total = 4,5 gram + 53,0 gram = 57,5 gram
T = 15,20°C – 20,40°C = –5,20°C
Q = m × c × T
= 57,5 gram × 4,2 Jg–1°C–1 × (–5,20°C)
= –1.255,8 J
H =
Q
mol
=
4,50 gram
= 0,08 ml
53,5 gram mol1
(1,258 J)
0,08 mol = 15.697,5 J
Jadi, perubahan entalpi reaksi pelarutan NH4Cl
adalah 15.697,5 J.
7. Reaksi pembentukan NCl3(g) adalah
3
2
1
2
N2(g) +
Cl2(g)  NCl3(g). Reaksi ini dapat ditentukan
dengan menggunakan reaksi 1), membagi 2
reaksi 2), serta membalik dan mengkalikan
reaksi 3).
NH3(g) + 3Cl2(g)  NCl3(g) + 3HCl(g)
1
2
N2(g) +
3
2
3
 2
3
2
3
2
H1
1
2
H2(g)  NH3(g)
H2
3
–2
3HCl(g)
H2(g) + Cl2(g)
H3
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
3
1
3
Reaksi: 2 N2(g) + 2 Cl2(g)  NCl3(g) H = H1 + 2 H2 – 2 H3
Jadi, perubahan entalpi reaksi pembentukan
1
3
NCl3(g) dirumuskan sebagai H1 + 2 H2 – 2 H3.
52
Ulangan Tengah Semester
Q
35,6 gram
46,07 gmol1
= 72 mol × 18 gram mol–1
mol NH4Cl =
Q
mol
Q
= 0,772 mol = –1.240 kJmol–1
Q = 957,28 kJ
Q = C × T
957,28 kJ = C × (76°C – 35°C)
957,28 kJ = C × (41°C)
C = 23,35 kJ°C–1
Jadi, kapasitas panas kalorimeter tersebut
sebesar 23,35 kJ°C–1.
9. C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O
H H
H
O H H
|
|
|
//
\/
H – C – C – OH + O = O  H – C – C + O
|
|
|
\
H H
H
O–H
Hreaksi = (energi ikatan pereaksi) – (energi
ikatan hasil reaksi)
= (5DC – H + DC – C + DC – O + DO – H + DO = O)
– (3DC – H + DC – C + DC = O + DC – O +
3DO = H)
= (5(417) + 357 + 465 + 500,6) – (3(417)
+ 726,6 + 357 + 3(465))
= (2.085 + 357 + 465 + 500,6) – (1.251
+ 726,6 + 357 + 1.395)
= 3.407,6 – 3.729,6
= –322 kJ
Reaksi pembentukan 1 mol asam asetat dari
1 mol etanol melepaskan 322 kJ.
Kalor yang dilepaskan 27,6 gram etanol
27,6 g
= 46 grammol1 × (–322 kJmol–1)
= –193,2 kJ
Jadi, kalor yang dilepaskan untuk mengubah
27,6 gram etanol menjadi asam asetat sebesar
193,2 kJ.
10. Diketahui:
Massa gelas beaker + air = 1.000 g
Massa jenis air = 1 gcm–3
Kalor jenis air + kaca = 4,2 Jg–1°C–1
T = (33 –25)°C
= 8°C
Ditanyakan: H pembakaran etanol . . . ?
Jawab:
Kalor yang dilepas etanol = kalor yang diterima
air dan kaca
Kalor yang diterima air + kaca
= m × c × T = 1.000 g × 4,2 Jg–1°C–1 × 8°C
= 33.600 J = 33.6 kJmol–1
Kalor yang dilepas = 33,6 kJmol–1
Jadi, H pembakaran etanol = –33,6 k/mol–1.
Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu:
1. menentukan persamaan laju reaksi dan orde reaksi berdasarkan data hasil percobaan;
2. memahami teori tumbukan (tabrakan) untuk menjelaskan reaksi kimia;
3. terampil merancang, melakukan, dan menyimpulkan, serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang memengaruhi laju
reaksi.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:
1. menyadari adanya keteraturan dari sifat laju reaksi dan mensyukurinya sebagai wujud kebesaran Tuhan Yang Maha Esa serta
memanfaatkannya dengan penuh tanggung jawab;
2. mempunyai rasa ingin tahu dan jiwa kreatif tinggi, serta berperilaku jujur, disiplin, teliti, dan proaktif saat bekerja sama dalam
kelompok praktikum.
Laju Reaksi
Mempelajari
Teori Tumbukan dan Faktor-Faktor yang
Memengaruhi Laju Reaksi
Kemolaran dan Pengertian Laju Reaksi
Mencakup
Mencakup
1. Kemolaran (M)
2. Pengertian Laju Reaksi (v)
3. Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi
1. Pengertian Teori Tumbukan
2. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Laju
Reaksi
3. Peranan Katalis dalam Makhluk Hidup
dan Industri
4. Penafsiran Grafik Faktor-Faktor yang
Memengaruhi Laju Reaksi
Mampu
•
•
•
•
•
Menentukan persamaan laju reaksi dan orde reaksi berdasarkan
data hasil percobaan.
Mendeskripsikan teori tumbukan untuk menjelaskan reaksi kimia.
Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi.
Mensyukuri keteraturan sifat laju reaksi dan memanfaatkannya
dengan penuh tanggung jawab.
Mengembangkan sikap rasa ingin tahu, kreatif, jujur, disiplin, teliti,
dan proaktif dalam kegiatan praktikum faktor-faktor yang
memengaruhi laju reaksi.
Kimia Kelas XI
53
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
mol NaOH
Molaritas NaOH = volume NaOH
1.000
0,2 M = mol NaOH × 300 L
mol NaOH = 0,06 mol
Massa NaOH = mol NaOH × Mr NaOH
= 0,06 mol × 40 g mol–1
= 2,4 gram
Jadi, banyaknya NaOH yang dilarutkan adalah
2,4 gram.
2. Jawaban: c
V1 × M1 = V2 × M2
100 mL × 0,1 M = V2 × 0,01 M
V2 =
= 1.000 mL
Volume pelarut yang ditambahkan:
(1.000 – 100) mL = 900 mL
Jadi, volume pelarut yang ditambahkan sebanyak
900 mL.
Molaritas HCl =
= 2 mol L–1
Jadi, konsentrasi larutan HCl yang terjadi 2 mol L–1.
4. Jawaban: b
Massa jenis = 1,01 g/1 mL.
Jadi, dalam 1 mL larutan HCOOH terdapat 1,01
gram HCOOH.
HCOOH yang terdapat dalam larutan tersebut
4,6
MHCOOH =
v = k[NO]2[O2]
=
= 3 × 10–4 mol L–1 s–1
Jadi, laju reaksi pada sekon kelima sebesar
3 × 10–4 mol L–1 s–1.
Selama 5 sekon, NO2 terbentuk 0,4 mol.
[vNO ] =
2
=
46 g mol−1
1 × 10 −3 L
massa HCOOH
Mr HCOOH
volume HCOOH
= 1,010 M
Jadi, konsentrasi larutan HCOOH adalah 1,010 M.
5. Jawaban: a
Reaksinya: NO2 ⎯→ NO +
1
2
Laju Reaksi
= 0,02 mol L–1 s–1
5,4
5,4 gram Al = 27 = 0,2 mol
Volume larutan = 2 liter
O2
0,2
[Al] = 2 = 0,1 mol L–1
vAl =
d[Al]
dt
=
0,1mol . L−1
20 s
= 0,005 mol L–1 s–1
vHCl : vAl = 6 : 2
vHCl = 3 · vAl = 3 · 0,005 = 0,015 mol L–1 s–1
vAlCl : vAl = 2 : 2
3
vAlCl = vAl = 0,005 mol L–1 s–1
3
54
0,4 mol/4 L
5s
Jadi, laju rata-rata pembentukan NO2 sebesar
0,02 mol L–1 s–1.
0,0464 g
=
d[NO2 ]
dt
7. Jawaban: b
= 100 × 1,01 g = 0,0464 gram
mol HCOOH
volume HCOOH
0,3
[O2]sisa = 4 mol L–1
2
0,2   0,3 

 
 4   4 
= 0,2 mol
0,2 mol
0,1liter
0,2
[NO]sisa = 4 mol L–1
= 1,6 
3. Jawaban: d
Mr HCl = 1 + 35,5 = 36,5
8 gram
36,5
6. Jawaban: e
Persamaan reaksi:
2NO
+ O2
→ 2NO2
Mula-mula : 0,6 mol 0,5 mol
–
Reaksi
: 0,4 mol 0,2 mol
0,4 mol
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Setimbang : 0,2 mol 0,3 mol
0,4 mol
Berdasarkan reaksi tersebut, O2 terurai sebanyak
0,2 mol dan tersisa sebanyak 0,3 mol. Sementara
itu, NO terurai sebanyak 0,4 mol dan tersisa
sebanyak 0,2 mol.
10
0,01
Mol HCl =
Laju berkurangnya (penguraian) NO 2 : laju
pembentukan NO = 1 : 1 (sesuai dengan
perbandingan koefisiennya).
Laju penguraian NO2 = laju pembentukan NO
= 1,4 × 10–3 M menit–1
Jadi, laju pembentukan gas NO adalah
1,4 × 10–3 M menit–1.
8. Jawaban: a
Reaksi penguraian N2O5 sebagai berikut.
2N2O5 → 4NO2 + O2
13. Jawaban: c
1
1
Laju reaksi penguraian N2O5 = 3 × 10–6 mol L–1 s–1
Laju reaksi N2 = 3 · laju reaksi H2
Laju reaksi pembentukan NO2
vN =
=
=
4
2
4
2
× laju reaksi penguraian N2O5
× 3 × 10–6
= 6 × 10–6 mol L–1 s–1
Jadi, laju pembentukan NO2 adalah 6 × 10–6
mol L–1 s–1.
9. Jawaban: c
Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berkurangnya
konsentrasi pereaksi (A dan B) per satuan waktu
atau bertambahnya konsentrasi hasil reaksi
(C dan D) per satuan waktu.
10. Jawaban: e
Grafik a menyatakan reaksi orde 1, yaitu laju reaksi
berubah secara linear. Grafik b menyatakan reaksi
orde 0, yaitu laju reaksi tidak dipengaruhi oleh
konsentrasi larutan. Grafik c menyatakan reaksi
orde
1
, yaitu laju reaksi berubah secara eksponen2
sial (akar dua). Grafik d menyatakan reaksi orde
2, yaitu laju reaksi berubah secara eksponensial
(kuadrat). Grafik e menyatakan reaksi orde –2, yaitu
laju reaksi berbanding terbalik secara eksponensial
(kuadrat).
11. Jawaban: a
Bom yang meledak dapat dikategorikan reaksi yang
berlangsung sangat cepat hanya dalam hitungan
sekon. Sementara itu, reaksi pada perkaratan
logam, pelapukan kayu, peragian tempe, dan
peluruhan zat radioaktif dapat dikategorikan reaksi
yang berlangsung lambat. Perkaratan logam dan
pelapukan kayu dapat berlangsung dalam hitungan
minggu atau bulan. Peragian tempe dapat
berlangsung dalam hitungan hari. Peluruhan zat
radioaktif dapat berlangsung dalam hitungan jutaan
tahun.
12. Jawaban: d
1
v =
k[A]2 [B ] 2
1
= k(4)2 4 2
= k(16)(2)
= 32k
Jadi, laju reaksi akan meningkat 32 kali.
3
Laju reaksi N2 : laju reaksi H2 = 2 : 2
1
3
· vH
14. Jawaban: b
Harga laju reaksi bertambah tiga kali jika suhu
dinaikkan 20°C sehingga:
a = 20°C
b=3
v = a mol L–1 s–1 jika t0 = 30°C
T1 = 10°C
T2 = 90°C
ΔT
v1 = b a v0
T1−T0
a
= b
v0 = 3
T2 −T0
a
v2 = b
= 3
10 − 30
20
1
· a = 3–1 · a = 3 a
v0
90 − 30
20
60
· a = 3 20 · a = 33 · a = 27a
Jadi, laju reaksinya secara berturut-turut adalah
1
3
a dan 27a.
15. Jawaban: d
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
v = k[N2][H2]3
 0,9  1,2
3
= 2,56  4   
 4 
= 2,56 · 0,225 · 0,027 = 1,55 × 10–2 M s–1
Jadi, harga laju reaksinya adalah 1,55 × 10–2 M s–1.
16. Jawaban: b
Persamaan laju reaksi: v = k[P ]m[Q ]n.
Orde reaksi total merupakan jumlah orde reaksi P
dan Q.
Orde reaksi P dihitung dari percobaan 2) dan 3).
m
n
=
k  [P ]2   [Q ]2 

 

k  [P ]3   [Q ]3 
3,5 × 10−2
7,0 × 10−2
=
 6,0 × 10−3 

−2 

 1,2 × 10 
1
2
=
 1
 2
 
=
 1
 2
 
v2
v3
m
m
1
 1
 2
 
n
 1,6 × 10−2 

−2 

 1,6 × 10 
m
m=1
Orde reaksi Q dihitung dari percobaan 1) dan 3).
v1
v3
1,4 × 10−1
7,0 × 10−2
m
n
=
k  [P ]1   [Q ]1 

 

k  [P ]3   [Q ]3 
=
 1,2 × 10 −2

−2

 1,2 × 10
m




n
 3,2 × 10 −2 

−2 

 1,6 × 10 
Kimia Kelas XI
55
2 = (2)n
(2)1 = (2)n
n=1
Orde reaksi total = m + n = 1 + 1 = 2
Jadi, orde reaksi total reaksi tersebut adalah 2.
17. Jawaban: e
Orde reaksi A, [B2] tetap → percobaan 1) dan 4).
m
n
v1
v4
=
k  [ A ]1   [B2 ]1 

 

k  [ A ]4   [B2 ]4 
6
24
=
 0,1 
 0,2 


6
24
=
 1
 2
 
1
4
=
 1
 2
 
=
 1
 2
 
 1
2
 
m
n
 0,1 


 0,1 
m
m
2
m
20. Jawaban: d
m=2
Mula-mula :
Orde reaksi B2, [A] tetap → percobaan 1) dan 2).
v1
v2
m
n
k  [ A ]1   [B2 ]1 

 

k  [ A ]2   [B2 ]2 
=
m
6
12
=
 0,1   0,1 

 

 0,1   0,2 
1
2
=
 1
2
 
6 = k · 10–3
= 6.000
Jadi, harga tetapan laju reaksinya adalah 6.000.
18. Jawaban: a
Berdasarkan data, rumus laju reaksi:
ΔT
v t = (Δv ) 15 vo
v t = (3)
X = (3)
X = (3)
15
15
:
3
4
1
2
1
4
3
1
3
1
v = k [A] [B]2 = k [ 4 ] [ 2 ]2 = k [ 4 ] [ 4 ] =
3
16
k.
B. Uraian
1. Volume = 500 mL = 0,5 L
M = 0,3 M
mol = M × V
= 0,3 M × 0,5 L
= 0,15 mol
Massa CO(NH2)2 = mol × Mr
= 0,15 mol × 60 g mol–1
= 9 gram
Jadi, massa CO(NH2)2 sebesar 9 gram.
2. a.
0,005
· 0,005
Laju Reaksi
1
[Fe] + [CO2]
X = (3)1 · 0,005 = 0,015 M s–1
Jadi, laju reaksi pada suhu 40°C sebesar
0,015 M s–1.
56
Sisa
vo
40 − 25
15
1
3
6 = k(0,1)2(0,1)
ΔT
15
1
3
k
16
Jadi, laju reaksi saat A tinggal 4 mol L–1 sebesar
n=1
Persamaan laju reaksi: v = k[A]2[B2].
Misal pada percobaan 1)
v1 = k[A]12[B2]1
6
10−3
A + 2B ⎯→ C
1 1
–
Reaksi
: 4
2
4
––––––––––––––––––––––––––
n
n
k=
19. Jawaban: d
v = k [A]x [B]y
Jika konsentrasi awal A tetap dan konsentrasi B
diperbesar menjadi 2 kali, kecepatan reaksi menjadi
8 kali semula.
v1 = k [A]x [2B]y = 8k [A]x [B]y
2y [B]y = 8 [B]y
2y = 8
y=3
Jika konsentrasi B tetap dan konsentrasi A
diperbesar menjadi 3 kali, kecepatan reaksi menjadi
3 kali semula.
v2 = k [3A]x [B]y = 3k [A]x [B]y
3x [A]x = 3 [A]x
3x = 3
x=1
Jadi, persamaan laju reaksinya yaitu v = k [A] [B]3.
[Fe2O3] + [CO]
b.
vFe
2O3
=–
d[Fe2O3 ]
dt
d[CO]
dan vCO = – dt
d[CO2 ]
dt
c.
vFe =
d[Fe]
dt
d.
vFe
= 3 vCO = 2 vFe = 3 vCO
2
dan vCO =
2
1
2O3
1
1
3. Persamaan reaksi: 2SO2(g) + O2(g) ⎯→ 2SO3(g)
a.
0,6
Konsentrasi gas SO3 = 4 mol L–1
= 0,15 mol L–1
vSO =
3
=
4
0,4 = dt
4
0,4
dt =
Jadi, waktu yang diperlukan saat gas Br2 tinggal 8
mol adalah 10 sekon.
5. 2NH3(g) ⎯→ N2(g) + 3H2(g)
a.
d[SO3 ]
dt
0,15 − 0
12,5 − 0
Laju reaksi pembentukan gas N2 dan gas H2
1) Laju reaksi pembentukan gas N2
Mol N2 = 0,6 mol
0,6
Molaritas N2 = 5 = 0,12 M
= 0,012 mol L–1 s–1
b.
vN =
2SO2 ~ 2SO3
2
2
0,012 0,012
vSO = 0,012
2
2)
3
1,8
Molaritas H2 = 5 = 0,36 M
vH =
2
2NO(g) + Br2(g)
→ 2NOBr(g)
Mula-mula : 9 mol
12 mol
–
Reaksi
: 4 mol
2 mol
4 mol
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Sisa
: 5 mol
10 mol
4 mol
b.
1,2
Molaritas NH3 = 5 = 0,24 M
3
6. a.
2
= 5 = 0,4 M s–1
0,24
Persamaan reaksi:
2H2(g) + O2(g) ⎯→ 2H2O(g)
2 mol H2O ~ 1 mol O2
0,15 mol H2O ~ 0,075 mol
Jadi, konsentrasi gas O2 =
= 0,03 mol L–1.
2 Mol H2O ~ 2 mol H2
0,15 mol H2O ~ 0,15 mol H2
Jadi, konsentrasi gas H2
Setelah gas Br tinggal 8 mol
=
b.
Laju reaksi pembentukan NOBr
mol NOBr = 8 mol
vNOBr =
d[NH3 ]
dt
= – 20 = –0,012 M s–1
Jadi, laju reaksi penguraian NH3 = 0,012 M s–1.
vNH = –
d[NOBr]
dt
8
2
Laju penguraian NH3
2
4
2NO(g) + Br2(g)
→ 2NOBr2(g)
Mula-mula : 9 mol
12 mol
–
Reaksi
: 8 mol
4 mol
8 mol
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Sisa
: 1 mol
8 mol
8 mol
0,36
= 20 = 0,018 M s–1
Mol NH3 = 1 × 0,6 = 1,2 mol
Laju reaksi pembentukan NOBr
mol NOBr = 4 mol
Molaritas NOBr = 2 = 2 M
d[H2 ]
dt
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 sebesar
0,006 M s–1, sedangkan laju reaksi pembentukan H2 = 0,018 M s–1.
2
4. Persamaan reaksi:
Setelah 5 detik
Molaritas NOBr =
0,12
= 20 = 0,006 M s–1
Mol H2 = 1 × 0,6 = 1,8 mol
2SO2 ~ 1O2
2
1
0,012 0,006
vO = 0,006 M s–1
vNOBr =
d[N2 ]
dt
Laju reaksi pembentukan gas H2
2
c.
= 10 sekon
mol L–1
= 0,06 mol L–1.
Laju reaksi pembentukan uap air
=
=4M
0,15
2,5
0,075
2,5
0,15 mol
2,5 L
8 sekon
= 0,0075 M s–1
2H2 + O2 ⎯→ 2H2O
2
0,0075
d[NOBr]
dt
1
0,00375
2
0,0075
vH = 0,0075 M s–1; vO = 0,00375 M s–1
2
c.
2
vH O = 0,0075 M s–1
2
Kimia Kelas XI
57
7. T0 = 10°C
t0 = 10 menit = 600 sekon
a = 10°C
b =2
t1 = 75 sekon
ΔT
1a
b
t1 =
1
b
t1 =
1
· t0
75
600
1
8
 1
 
2
· t0
T1−10
10
=
1
2
=
1
2
=
1
2
3
T1 − 10
10
9. Persamaan laju reaksi diperoleh setelah mengetahui
orde reaksi setiap reaktan. Misal, persamaan laju
reaksi: v = k[F2]m [ClO2]n.
a. Orde reaksi F2 dihitung dari percobaan 1)
dan 2)
T1−T0
a
75 = 2
Pada percobaan 1)
v = k [H2] [NO]2
x = 16,67(0,05)(0,4)2
x = 0,13
Jadi, harga tetapan laju reaksi sebesar 16,67 dan
harga x sebesar 0,13 M s–1.
· 600
T1−10
10
T1−10
10
T1−10
10
b.
m
n
k  [H ]   [NO] 
= k  [H2 ]3   [NO]3 
4 
 2 4 
0,1
0,2
=
k  0,15   0,2 
k  0,30   0,2 
1
2
=
 1
 2
 
m
n
=
 1
4
 
=
 1
4
 
m
m
n
 [H2 ]2   [NO]2 

 

 [H2 ]3   [NO]3 
m
n
 0,15   0,1 
 0,15   0,2 

 

0,025
0,1
=
k
k
1
4
=
 1
2
 
m
m
n
n=2
Jadi, rumus laju reaksinya adalah v = k [H2] [NO]2.
Misal pada percobaan 2)
v = k [H2] [NO]2
0,025 = k(0,15)(0,1)2
0,025 = k(0,0015)
k = 16,67
n
v1
v3
=
k  [F2 ]1   [ClO2 ]1 

 

k  [F2 ]3   [ClO2 ]3 
1,2 × 10−3
2,4 × 10−3
=
 0,01   0,1 n

 

 0,01   0,2 
1
2
=
 1
2
 
=
 1
2
 
m
n
n
n=1
Persamaan laju reaksi:
v = k[F2]m[ClO2]n
= k[F2]1[ClO2]1
= k[F2][ClO2]
Orde reaksi terhadap NO, H2 tetap → percobaan
2) dan 3).
Laju Reaksi
1
4
1
m=1
58
=
 1
 2
 
m
k
k
n
m
 0,01   0,1 

 0,04  

  0,1 
m=1
Orde reaksi ClO2 dihitung dari percobaan 1)
dan 3)
8. Misal persamaan laju reaksi: v = k [H2]m [NO]n
Orde reaksi terhadap H2, NO tetap → percobaan
3) dan 4).
v3
v4
n
k  [F2 ]1   [ClO2 ]1 

 

k  [F2 ]2   [ClO2 ]2 
1,2 × 10−3
4,8 × 10−3
1
=3
=
=
 1
4
 
T1 – 10 = 30
T1 = 40°C
Jadi, suhu saat reaksi selesai dalam waktu
75 sekon adalah 40°C.
v2
v3
m
v1
v2
10. 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O()
Misal persamaan laju reaksi: v = k [NH3]x [O2]y
Jika [O 2] diperbesar 2 kali dan [NH 3] tetap,
kecepatan menjadi 8 kali semula.
v1 = k [NH3]x [2O2]y = 8k [NH3]x [O2]y
[2O2]y = 8 [O2]y
[O2]y = 8 [O2]y
2y = 8
y=3
2y
v2 = k [3NH3]x [3O2]y = 81k [NH3]x [O2]y
[3NH3]x [3O2]y = 81 [NH3]x [O2]y
3x [NH3]x 3y [O2]y = 81 [NH3]x [O2]y
3x 3y = 81
3x 33 = 81
x
3 · 27 = 81
3x = 3
x=1
Jadi, persamaan laju reaksinya yaitu:
v = k [NH3] [O2]3
Jika dalam ruang 1 liter direaksikan 0,7 mol NH3
dengan 0,5 mol O2, reaksi berlangsung selama
400 sekon.
v = k [NH3] [O2]3
1
t
Jika dalam ruang tersebut direaksikan 2,8 mol NH3
dengan 1 mol O2, waktu yang diperlukan sebagai
berikut.
v = k [NH3] [O2]3
1
t
= k [NH3] [O2]3
1
t
= 0,0286(2,8)(1)3
t = 12,5 sekon
Jadi, waktu yang diperlukan jika reaksi terjadi
antara 2,8 mol NH3 dengan 1 mol O2 yaitu 12,5
sekon.
= k [NH3] [O2]3
3
1
400
 0,7  0,5
= k  1   
 1 
1
400
= k(0,7)(0,125)
k = 0,0286
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Tumbukan efektif dapat terjadi apabila tumbukan
antarpartikel pereaksi atau reaktan berlangsung
sempurna. Tumbukan efektif akan menghasilkan
produk reaksi serta memiliki energi yang lebih besar
daripada energi pengaktifan. Semakin kecil harga
energi pengaktifan, semakin efektif tumbukan berlangsung dan semakin cepat reaksi berlangsung.
2. Jawaban: b
Energi
X = Ea
Pereaksi
Y = ΔH
Hasil reaksi
Koordinat Reaksi
Grafik tersebut menjelaskan bahwa reaksi terjadi
dengan melepaskan kalor. Energi hasil reaksi lebih
kecil daripada energi pereaksi sehingga ΔH berharga negatif (ΔH = –). Reaksi tersebut merupakan
reaksi eksoterm. Y merupakan harga perubahan
entalpi (energi yang dibebaskan). X merupakan
energi pengaktifan. Reaksi berlangsung jika energi
pengaktifan dapat terlampaui. Jika energi pengaktifan rendah, pada suhu rendah reaksi sudah
dapat berlangsung. Namun, jika energi pengaktifan
tinggi, reaksi hanya dapat berlangsung jika suhu
juga tinggi.
3. Jawaban: d
Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat
reaksi dengan memberikan jalan lain dengan energi
pengaktifan (Ea) lebih rendah. Berdasarkan data
tersebut dapat diketahui bahwa reaksi yang
berlangsung dengan katalis akan menghasilkan
banyak gelembung gas. Dengan demikian, zat yang
bertindak sebagai katalis berupa ion Co2+ dan Fe3+.
4. Jawaban: a
Reaksi dapat berlangsung lebih cepat jika zat yang
direaksikan memiliki luas permukaan dan
konsentrasi yang lebih besar. Luas permukaan
yang besar dimiliki oleh zat yang bentuknya lebih
kecil. Dengan demikian, reaksi yang berlangsung
paling cepat berdasarkan data tersebut adalah
percobaan 1) karena logam Fe berbentuk serbuk
dengan konsentrasi HCl paling besar.
5. Jawaban: e
Perbedaan pada percobaan 1) dan 3) adalah
bentuk zat P (konsentrasi dan suhu tetap). Pada
percobaan 1) zat P berbentuk serbuk, sedangkan
percobaan 3) berbentuk kepingan. Hal ini berarti
faktor yang memengaruhi laju reaksi adalah luas
permukaan.
6. Jawaban: e
Kayu berbentuk balok memiliki bentuk yang lebih
kecil daripada kayu berbentuk gelondongan.
Semakin kecil bentuk kayu, luas permukaannya
semakin besar. Dengan demikian, kayu berbentuk
balok akan lebih mudah dibakar (bereaksi) daripada
Kimia Kelas XI
59
kayu berbentuk gelondongan. Sementara itu, suhu
yang tinggi, konsentrasi yang besar, dan adanya
katalis akan mempercepat laju reaksi. Tekanan
dapat berpengaruh pada laju reaksi untuk reaksi
kesetimbangan.
7. Jawaban: a
Kenaikan suhu mengakibatkan energi kinetik
molekul-molekul pereaksi bertambah. Kondisi ini
memungkinkan pereaksi untuk lebih banyak bertumbukan sehingga reaksi dapat terjadi lebih cepat.
8. Jawaban: c
Reaksi antara HCl dengan Na2S2O3 menghasilkan
endapan belerang dengan reaksi sebagai berikut.
Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + S(s) +
SO2(g) + H2O()
Pembentukan belerang semakin cepat jika reaksi
berlangsung cepat. Reaksi berlangsung lebih cepat
jika konsentrasi pereaksi besar (volume larutan
kecil) dan reaksi berlangsung pada suhu tinggi.
Penambahan air pada reaktan akan memperkecil
konsentrasi sehingga kecepatan reaksi berkurang.
Jadi, pada reaksi di atas, endapan belerang akan
cepat terbentuk pada 10 mL HCl 2 M + 10 mL
Na2S2O3 1 M pada suhu 45°C.
9. Jawaban: e
a=3
n=
80°C − 20°C
20°C
vt =
an
=3
. v0
1
t
= an .
1
t
= 33 . 9
1
t
= 27 . 9
1
t
=3
1
t0
1
1
t =
1
3
menit
Jadi, waktu yang diperlukan untuk berlangsungnya
reaksi pada suhu
80oC
adalah
1
3
menit.
10. Jawaban: d
Katalis berfungsi membantu mempercepat terbentuknya molekul kompleks teraktivasi dengan
cara mengefektifkan tumbukan antarpereaksi.
Akibatnya, tahap-tahap reaksi akan bertambah dan
energi pengaktifan turun.
11. Jawaban: c
Katalis adalah zat yang berfungsi mempercepat
laju reaksi tanpa mengalami perubahan tetap
dalam reaksi tersebut. Zat yang berfungsi sebagai
katalis akan terbentuk kembali dengan jumlah
yang sama pada akhir reaksi seperti zat C.
60
Laju Reaksi
12. Jawaban: d
a=2
n=
75°C − 35°C
10°C
=4
v = an . v0
v = 24 . v0 = 16v0
Jadi, laju reaksi meningkat 16 kali.
13. Jawaban: d
Dalam dunia industri, penggunaan katalis untuk
mempercepat proses kesetimbangan reaksi. Jika
kesetimbangan cepat tercapai, produk semakin
mudah terbentuk sehingga lebih menguntungkan.
14. Jawaban: e
Pengaruh luas permukaan bidang sentuh untuk
mempercepat laju reaksi hanya berlaku pada zat
padat. Kalsium karbida adalah zat padat yang jika
direaksikan dengan air akan menghasilkan gas
asetilen. Semakin kecil ukuran kalsium karbida,
semakin cepat terbentuk gas asetilen.
15. Jawaban: c
Laju reaksi percobaan (1) terhadap (2) dipengaruhi
oleh suhu dan pengadukan karena ukuran partikel
padatan (luas permukaan) sama, sedangkan
perlakuan suhu dan ada tidaknya pengadukan
berbeda. Laju reaksi percobaan (1) terhadap (3)
dipengaruhi oleh suhu, pengadukan, dan luas
permukaan karena perlakuan suhu, pengadukan,
dan ukuran partikel padatan berbeda. Laju reaksi
percobaan (2) terhadap (3) hanya dipengaruhi oleh
luas permukaan karena ukuran partikel padatan
berbeda, sedangkan perlakuan suhu dan ada
tidaknya pengadukan sama. Laju reaksi percobaan
(3) terhadap (5) hanya dipengaruhi oleh pengadukan karena perlakuan ukuran partikel padatan dan
suhu sama, sedangkan perlakuan ada tidaknya
pengadukan berbeda. Laju reaksi percobaan (4)
terhadap (5) hanya dipengaruhi oleh suhu karena
perlakuan ukuran partikel padatan dan ada tidaknya
pengadukan sama, sedangkan suhunya berbeda.
B. Uraian
1. Bentuk padatan reaktan berpengaruh terhadap laju
reaksi karena bentuk padatan reaktan berhubungan
dengan luas permukaan. Padatan berbentuk serbuk
permukaan bidang sentuhnya lebih luas dibanding
dengan padatan berbentuk kepingan/bongkahan.
Semakin luas permukaan bidang sentuh reaktan,
semakin banyak frekuensi tumbukan sehingga
kemungkinan terjadinya tumbukan efektif juga
semakin banyak. Dengan demikian, semakin kecil
ukuran partikel reaktan, laju reaksi semakin cepat.
2. Pada kedua reaksi terdapat perbedaan perlakuan
berupa ada tidaknya katalis, bentuk partikel logam
tembaga, dan konsentrasi larutan HCl. Sementara
itu, suhunya sama. Dengan demikian, faktor-faktor
yang memengaruhi laju reaksi pada kedua gambar
tersebut berupa katalis, luas permukaan, dan
konsentrasi.
3. Percobaan 1) terhadap 2)
Pada percobaan 1) terhadap 2) hanya dipengaruhi
oleh luas permukaan zat karena bentuk partikel
CaCO3 berbeda, sedangkan konsentrasi HCl dan
suhunya sama.
Percobaan 2) terhadap 4)
Pada percobaan 2) terhadap 4) hanya dipengaruhi
oleh konsentrasi karena konsentrasi HCl berbeda,
sedangkan suhu dan bentuk partikel CaCO3 sama.
Percobaan 3) terhadap 5)
Pada percobaan 3) terhadap 5) dipengaruhi oleh luas
permukaan dan suhu karena bentuk partikel CaCO3
dan suhunya berbeda, sedangkan konsentrasi
larutan HCl sama.
4. a.
b.
Besi oksidasi (FeO) digunakan sebagai katalis
dalam industri pembuatan amonia.
Vanadium pentaoksida (V2O5) digunakan
sebagai katalis dalam industri pembuatan
asam sulfat.
c.
d.
e.
Gas NO dan NO2 digunakan untuk mempercepat reaksi pada pembuatan asam sulfat
dengan cara bilik timbal.
Larutan kobalt(II) klorida (CoCl2) dan larutan
besi(III) klorida (FeCl3) digunakan untuk
mempercepat reaksi pada penguraian hidrogen
peroksida.
Batu kawi (MnO2) digunakan untuk mempercepat reaksi penguraian kalium klorat.
5. Laju reaksi pada suhu 10oC
a=3
n=
10°C − 30°C
20°C
v=
an
= –1
. v0
v = 3–1 . b =
1
b
3
mol L–1 s–1
Laju reaksi pada suhu 90oC
a=3
n=
90°C − 30°C
20°C
=3
v = an . v0
v = 33 . b = 27b mol L–1 s–1
1
Jadi, nilai laju reaksi pada suhu 10oC sebesar 3 b
mol L–1 s–1 , sedangkan pada suhu 90oC sebesar
27b mol L–1 s–1.
Kimia Kelas XI
61
62
Laju Reaksi
Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi
Orde Reaksi
Variabel Persamaan Laju Reaksi
Pengertian Laju Reaksi (v)
Tetapan Laju Reaksi (k)
Kemolaran (M)
Kemolaran dan
Pengertian Laju
Reaksi
Teori Tumbukan dan
Faktor-Faktor yang
Memengaruhi Laju
Reaksi
Laju Reaksi
Luas Permukaan
Faktor-Faktor yang
Memengaruhi Laju
Reaksi
Katalis
Suhu
Konsentrasi
Energi Pengaktifan
Tumbukan Efektif
Peranan Katalis
dalam Industri
Peranan Katalis dalam
Makhluk Hidup
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Mol KOH = V KOH × M KOH
250
= 1.000 × 0,1 M = 0,025 mol
Massa KOH = mol KOH × Mr KOH
= 0,025 mol × 56 gram mol–1
= 1,4 gram
Jadi, massa kristal KOH sebanyak 1,4 gram.
2. Jawaban: c
ρmadu = 1,4 gram/cm3
= 1,4 gram/1 mL
= 1,4 gram/10–3 L
= 1.400 gram/L
Dalam 1 liter larutan madu terdapat 1.400 gram
madu.
35
Massa glukosa = 100 × massa madu
35
= 100 × 1.400
= 490 gram
Mol glukosa =
=
massa glukosa
M r glukosa
490 gram
180 gram mol−1
= 2,72 mol
≈ 2,7 mol
Mglukosa =
=
5. Jawaban: d
Persamaan reaksi:
1
N2O5(g)  2NO2(g) + 2 O2(g)
vN O = 2,5 × 10–5 mol L–1 s–1
2 5
1
Laju pembentukan gas O2 = 2 × vN O
2 5
1
= 2 × (2,5 × 10–5)
= 1,25 × 10–5
Jadi, laju pembentukan gas O 2 sebesar
1,25 × 10–5 mol L–1 s–1.
6. Jawaban: d
Persamaan laju reaksi v = k [A]2. Berdasarkan
persamaan tersebut, orde reaksi A adalah dua,
sedangkan orde reaksi B adalah nol. Dengan
demikian, laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan
konsentrasi A saja. Laju reaksi hasil reaksi AB
tidak memengaruhi laju reaktan. Koefisien pereaksi
A (satu) tidak sama dengan orde reaksinya (dua).
7. Jawaban: d
Orde reaksi Br2, konsentrasi NO tetap → percobaan 1 dan 2.
m
0,04
0,08
= k  [NO]1   [Br2]1 

2 
2 2
m
1
2
2,7 mol
1L
n=1
1.000
V
1.000
= 0,2 mol × 400 L–1
= 0,5 mol L–1
= 0,5 M
Jadi, konsentrasi Mg(OH)2 yang dibuat adalah 0,5 M.
4. Jawaban: d
Laju reaksi merupakan pengurangan konsentrasi
pereaksi atau mol pereaksi tiap liter tiap satuan
waktu. Dapat juga diartikan sebagai penambahan
konsentrasi produk atau mol produk tiap liter tiap
satuan waktu.
=
 1
2
 
n
Orde reaksi NO → percobaan 1 dan 3.
m
v1
v3
3. Jawaban: e
M Mg(OH)2 = mol ×
n
k  0,2   0,1 
k  0,2   0,2 
=
mol glukosa
volume larutan
= 2,7 M
Jadi, molaritas glukosa dalam madu 2,7 M.
n
k  [NO]   [Br ] 
v1
v2
0,04
0,96
=
m
=
n
k  [NO]1   [Br2 ]1 

 

k  [NO]3   [Br2 ]3 
n
k  0,2   0,1 
k  0,4   0,3 
m
1
24
=
 1
2
 
3
24
=
 1
2
 
 1
 
8
=
 1
2
 
 1
3
 
m
m
m=3
Jadi, orde reaksi totalnya 1 + 3 = 4.
Kimia Kelas XI
63
8. Jawaban: a
v = k[NO]2[O2]
= 125(2 × 10–3)2(3 × 10–3)
= 1,5 × 10–6 M s–1
Jadi, laju reaksi 1,5 × 10–6 M s–1.
9. Jawaban: e
Orde reaksi B, [A] dan [C] tetap → percobaan 2)
dan 3).
m
n
o
v2
v3
=
k
k
 A2   B2   C 2 

 
 

 A3   B3   C 3 
0,025
0,050
=
k
k
 0,10   0,10   0,05 
 0,10   0,20   0,05 

 
 

1
2
=
 1
2
 
m
n
o
n
n=1
Persamaan laju reaksi:
v = k [A]2[B]
Pecobaan 1)
v = k [A]2[B]
6 = k(0,2)2(0,2)
6
6 = k · 0,04 · 0,2 → k = 0,008 = 750
Pecobaan 4)
v = k [A]2[B]
= 750(0,4)2(0,2)
= 750(0,16)(0,2) = 24 M s–1
Jadi, harga x = 24.
11. Jawaban: b
Orde reaksi H+, [BrO3–] dan [Br–] tetap → percobaan
2) dan 4)
n=1
Orde reaksi C, [A] dan [B] tetap → percobaan 1)
dan 2).
m
n
v1
v2
=
k  A1   B1   C1 

   

k  A2   B2   C 2 
0,100
0,025
=
k
k
m
o
n
 0,10   0,10   0,10 
 0,10   0,10   0,05 

 
 

o
4 = 2o
0,050
0,400
1
8
1
8
m
=
n
k  A3   B3   C 3 

   

k  A4   B4   C 4 
m
=
 1
2
 
m
=
 1
2
 
 1
2
 
o
 1
2
 
2
k=
10. Jawaban: b
Misal persamaan laju reaksi v = k [A]m[B]n.
Orde reaksi A, [B] tetap → percobaan 1) dan 5).
6
54
n
m
0,2 
k  0,2 


k  0,6   0,2 


m
=
 0,2 
 0,6 


m
2
m
→ 9 =   →   =  
3
3
3
1
1
1
1
m=2
Orde reaksi B, [A] tetap → percobaan 1) dan 2).
v1
v2
6
12
64
m
=
=
n
k  0,2   0,2 

 

k  0,2   0,4 


 0, 2 
 0, 4 


=
k  0,8   0,24   0,01 
k  0,8   0,24   0,02 
1
100
1
50
=
 0,01 
 0,02 


=
 1
2
 
m
n
Laju Reaksi
n
1
n
→ 2 =   →   =  
2
2
2
1
n
o
o
o
v
[A]
2
=
5,0 × 10 −7 mol L−1 s −1
( 0,2 mol L−1 )
2
= 125 × 10–7 mol–1 L s–1
= 1,25 × 10–5 mol–1 L s–1
Jadi, persamaan laju reaksinya adalah
v = k [A][B ][C ]2.
=
1
t2
1
t4
12. Jawaban: b
Rumus laju reaksi: v = k [A]2
o
m=1
v1
v5
=
o
Jadi, orde reaksi H+ adalah 1.
o
k  0,10   0,20   0,05 
k  0,20   0,20   0,10 
m
=
n
 [H+ ]2 
 + 
 [H ]4 
o=1
Orde reaksi A → percobaan 3) dan 4).
v3
v4
n
 [Br − ]2 


−
 [Br ]4 
k
k
1
2
o=2
m
 [BrO3− ]2 


−
 [BrO3 ]4 
v2
v4
1
1
1
13. Jawaban: d
Orde reaksi NO, H2 tetap → reaksi 1) dan 2).
m
n
v1
v2
=
k  [NO]1   [H2 ]1 

 

k  [NO]2   [H2 ]2 
0,5
2
=
k
k
1
4
=
 0,5 
 1,0 


=
 1
2
 
 1
2
 
m
n
 0,5   0,5 
 1,0   0,5 

 

m
2
m
m=2
Orde reaksi H2, [NO] tetap → reaksi 2) dan 4).
m
n
 [NO]2   [H2 ]2 

 

 [NO]4   [H2 ]4 
v2
v4
=
k
k
2
6
=
k  1,0   0,5 
k  1,0   1,5 
m
n
1
3
1
 1
3
 
16. Jawaban: d
n
=
=
 0,5 
 1,5 


 1
3
 
n=1
Jadi, persamaan laju reaksinya adalah
v = k [NO]2[H2].
x
4x
 x 
 
 4x 
 1
 
4
 1
 
2
2
m
=
n
 [O2 ]1 
 [O ] 
 2 3


 (0,1) 


 0,2 
 0,4 


 1
 
2
m
=  1 
2
1
3
4
2
4
1
4
2
k=
3
k
16
3
3
adalah 16 k M s–1.
17. Jawaban: b
a = 10°C, n = 2
T1 = 40°C → v1 = x mol L–1 s–1
T2 = 10°C → v2 = . . .?
T3 = 80°C → v3 = . . .?
v2 = n
ΔT
a
v1
10 − 40
10
ΔT
a
1
· x = 2–3 x = 8 x mol L–1 s–1
· v1
80 − 40
10
· x = 24x = 16x mol L–1 s–1
1
Orde reaksi [O2], [CO] tetap → percobaan 1) dan 2)
m
=
k  [CO]1 


k  [CO]2 
x
3x
=
k
k
 x 
 
 3x 
=
 0,1 
 0,3 


1
1
Jadi, reaksi yang berlangsung pada suhu 10°C dan
m=2
 1
 
3
PQ2
–
Jadi, laju reaksi saat konsentrasi P tinggal 4 M
=2
2
v1
v2
12
64
v3 = n
m
=
:
=2
m
=
Sisa
v=
n
m
 (0,2)   (0,1) 
k


k  (0,4) 
→
Reaksi
:
4
4
4
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
3 2
 4 
14. Jawaban: b
Misal persamaan orde reaksi: v = k[CO]m[O2]n.
Menentukan rumus laju reaksi:
Orde reaksi [CO], [O2] tetap → percobaan 1) dan 3)
k  [CO]1 


k  [CO]3 
2Q
1
v = k  4 
Reaksi 3)
v = k [NO]2[H2]
= 4 (1,5)2 (1,0) = 9 M s–1
Jadi, harga X adalah 9 M s–1.
=
+
v = k [P ][Q]2
Reaksi 1)
v = k [NO]2[H2]
0,5 = k(0,5)2 (0,5)
k=4
v1
v3
P
1
Mula-mula :
n
 ( 0,2 ) 


 ( 0,2 ) 
m
n
 [O 2 ]1 
 [O ] 
 2 2
 0,1 
 0,3 


n
n
n
=  1 
3
 
n=1
Jadi, rumus laju reaksi yaitu v = k[CO]2[O2]. Jika
[CO] = 0,3 M dan [O2] = 0,2 M, v = k(0,3)2(0,2).
15. Jawaban: a
Laju reaksi pembakaran logam magnesium di udara
dipengaruhi oleh suhu udara, bentuk magnesium,
dan konsentrasi oksigen.
80°C mempunyai laju reaksi 8 x mol L–1 s–1 dan
16x mol L–1 s–1.
18. Jawaban: d
Laju reaksi 4) dan 5) hanya dipengaruhi oleh ukuran
(luas permukaan partikel). Hal ini karena jumlah
CaCO3 dan konsentrasi HCl antara kedua gelas
sama. Akan tetapi, ukuran CaCO3 pada gelas 4)
berupa kepingan kecil, sedangkan CaCO3 pada
gelas 5) berupa kepingan besar. Laju reaksi 1)
terhadap 2) dipengaruhi oleh jumlah dan ukuran
CaCO3 karena jumlah dan ukuran partikel CaCO3
pada kedua gelas berbeda, sedangkan konsentrasi
HCl sama. Laju reaksi 2) terhadap 3) dipengaruhi
oleh ukuran dan jumlah CaCO3 karena konsentrasi
HCl sama, yaitu 1 M. Ukuran CaCO 3 yang
ditambahkan pada gelas 2) berbentuk kepingan
kecil sebanyak 3 gram, sedangkan pada gelas 3)
berupa serbuk sebanyak 2 gram. Laju reaksi 3)
terhadap 4) dipengaruhi oleh ukuran dan
konsentrasi. Jumlah (massa) CaCO 3 yang
ditambahkan sama yaitu 2 gram, hanya saja pada
Kimia Kelas XI
65
gelas 3) CaCO3 berupa serbuk dan konsentrasi
HCl 1 M, sedangkan pada gelas 4) CaCO3 berupa
kepingan dan konsentrasi HCl 2 M. Laju reaksi 5)
terhadap 1) hanya dipengaruhi oleh konsentrasi
karena jumlah (massa) CaCO3 yang dilarutkan
sama (2 gram). Begitu pula dengan ukuran CaCO3
yang ditambahkan, yaitu berbentuk kepingan besar.
Keduanya hanya dibedakan oleh konsentrasi
larutan HCl.
19. Jawaban: b
a=2
t0 = 10 menit = 600 sekon
n=
50°C − 10°C
10°C
=4
v = an · vo
1
t
= an ·
1
t
= 24 · 600
1
t0
1
1
t
1
= 16 · 600
t = 37,5 sekon
Jadi, waktu yang diperlukan untuk reaksi berlangsung pada suhu 50oC adalah 37,5 sekon.
20. Jawaban: b
Laju reaksi dapat ditentukan dengan mudah melalui
pengukuran laju pembentukan CO2. Gas CO2 yang
terbentuk ditampung pada alat buret yang mempunyai ukuran volume sehingga volume gas CO2
dapat ditentukan. Percobaan dapat dilakukan
dengan rangkaian alat seperti gambar berikut.
Gas CO2
Statif
Buret
Gelas beaker
HCl
Batu pualam
Air
Terbentuknya gas CO2 akan menekan air sehingga
air turun. Volume gas CO2 dapat teramati melalui
angka yang tertera pada buret.
21. Jawaban: d
Jika pada suatu reaksi kimia suhu dinaikkan maka
kenaikan suhu tersebut akan mengakibatkan energi
kinetik zat-zat pereaksi, frekuensi tumbukan zatzat pereaksi, dan frekuensi tumbukan efektif
meningkat. Dengan demikian, produk akan semakin
cepat terbentuk. Energi pengaktifan akan menurun
jika ada katalis dalam reaksi. Jadi, pernyataan yang
benar adalah pernyataan 2), 3), dan 4).
66
Laju Reaksi
22. Jawaban: b
Proses kontak adalah reaksi antara belerang
dioksida dengan oksigen menggunakan katalis
platina atau vanadium pentaoksida. Katalis
vanadium pentaoksida lebih umum digunakan
karena katalis platina mudah diracuni oleh zat-zat
pengotor dalam belerang dioksida. Ni digunakan
untuk mengkatalis proses hidrolisis pada lemak
dalam pembuatan margarin. MnO2 digunakan untuk
mengkatalis penguraian KClO3 menjadi KCl dan
O2. CuCl2 digunakan untuk mengkatalis reaksi
oksidasi HCl oleh O2 dari udara pada proses
pembuatan gas klorin menurut cara Deacon. Fe2O3
dan ZnO digunakan untuk mengkatalis reaksi N2
dan H2 pada pembuatan gas NH3 menurut proses
Haber-Bosch.
23. Jawaban: d
Reaksi pada grafik merupakan reaksi eksoterm
karena entalpi produk lebih kecil dari entalpi reaktan
dengan perubahan entalpi sebesar 15 kJ. Energi
pengaktifan reaksi sebesar 35 kJ.
24. Jawaban: d
Butil Hidroksi Anisol (BHA), Butil Hidroksi Toluena
(BHT), dan tokoferol (vitamin E) ditambahkan ke
dalam bahan makanan kemasan yang mudah
mengalami reaksi oksidasi (mengandung lemak
atau minyak). Bahan-bahan yang ditambahkan ke
dalam makanan tersebut dinamakan antioksidan,
yaitu bahan tambahan makanan yang dapat
menghambat laju reaksi oksidasi atau penengikan.
25. Jawaban: b
Grafik a merupakan grafik orde nol, yang memiliki
persamaan laju reaksi: v = k[X]0 = k. Grafik b merupakan grafik orde satu, yang memiliki persamaan
laju reaksi: v = k[X]1. Grafik c merupakan grafik
orde dua, yang memiliki persamaan laju reaksi:
v = k[X]2. Grafik d merupakan grafik orde
e merupakan grafik orde –2.
1
. Grafik
2
26. Jawaban: c
Gas H 2 dihasilkan terbanyak jika Zn yang
digunakan berbentuk serbuk dan konsentrasi
H2SO4 paling besar. Bentuk serbuk mempunyai
luas permukaan lebih besar daripada bentuk
kepingan. Dengan demikian, kemungkinan
tumbukan yang dihasilkan berupa tumbukan efektif
lebih besar. Konsentrasi H2SO4 yang paling besar
juga memungkinkan tumbukan yang dihasilkan
berupa tumbukan efektif lebih besar daripada
H2SO4 yang konsentrasinya lebih kecil. Reaksi
yang akan menghasilkan gas H2 terbanyak pada
10 sekon pertama adalah 2 g Zn (berbentuk serbuk)
dengan 30 mL H2SO4 0,5 M.
27. Jawaban: b
Semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar
luas permukaannya sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Demikian pula, semakin
besar konsentrasi zat yang direaksikan, semakin
cepat reaksi berlangsung. Dengan demikian, reaksi
yang berlangsung paling cepat adalah reaksi 1),
sedangkan reaksi yang berlangsung paling lambat
adalah reaksi 4).
30. Jawaban: d
Orde reaksi NO, Br2 tetap → percobaan 1 dan 3.
28. Jawaban: b
Misal persamaan laju reaksi: v = [NO]m[Br2]n.
Orde reaksi terhadap [NO], [Br2] tetap → percobaan 2) dan 3)
v2
v3
m
=
 1
2
 
=
 1
2
 
m
=
 1
2
 
m =1
Orde reaksi terhadap [Br2], [NO] tetap → percobaan 1) dan 2)
m
k  [NO]1 


 [NO]2 
v1
v2
= k
 6 
 12 
 
= k
 1
2
 
n
=
 1
2
 
=
 1
2
 
n
1
 1
2
 
n
 [Br2 ]1 


 [Br2 ]2 
k  0,1 m  0,05 n
 0,1   0,10 


 
n =1
Persamaan laju reaksi: v = k [NO] [Br2]
Dari percobaan 1 diperoleh k sebagai berikut.
v = k [NO] [Br2]
6 = k (0,1) (0,05)
k = 1.200
Jika konsentrasi gas NO = 0,01 M dan gas
Br2 = 0,03 M maka:
v = 1.200 (0,01) (0,03)
= 0,36 M s–1
Jadi, harga laju reaksi 0,36 M s–1.
29. Jawaban: a
Katalis pada suatu reaksi berfungsi untuk
mempercepat reaksi. Reaksi berlangsung cepat
ditandai dengan banyaknya gelembung gas. Reaksi
ini terjadi pada percobaan 2) dan 4) karena
penambahan MnO2 dan CoCl2. Dengan demikian,
zat yang berfungsi sebagai katalis adalah ion Mn4+
dan ion Co2+.
k  [NO]1   [Br2 ]1 

 

k  [NO]3   [Br2 ]3 
1
t1
1
t3
=
 0,1   0,1
 0,2   0,1

 

1
96
1
24
=
 1
2
 
24
96
=
 1
2
 
1
4
=
 1
2
 
m
n
m
m
m
Orde reaksi Br2, [NO] tetap → percobaan 1 dan 2.
m
1
n
=
m=2
= k
 12 
 24 
 
 1
2
 
n
k  [NO]2   [Br2 ]2 

 

 [NO]3   [Br2 ]3 
k  0,1 m  0,10 n
k  0,2   0,10 
m
v1
v3
m
n
 [NO]1   [Br2 ]1 

 

 [NO]2   [Br2 ]2 
v1
v2
=
k
k
1
t1
1
t2
=
 0,1  0,1 
 0,1  0,2 

 

1
96
1
48
=
 1
2
 
48
96
=
 1
2
 
1
2
=
 1
2
 
m
n
n
n
n
n=1
Jadi, persamaan laju reaksinya v = k[NO]2[Br2].
Percobaan 1
v = k[NO]2[Br2]
1
t
= k[NO]2[Br2]
1
96
= k(0,1)2(0,1)
k = 10,42
Jika [NO] dan [Br2] masing-masing 0,2 mol L–1
maka:
1
t
= 10,42(0,2)2(0,2)
1
t
= 0,08336
t = 12 sekon
Jadi, waktu yang diperlukan jika [NO] dan [Br2]
masing-masing 0,2 mol L–1 adalah 12 sekon.
B. Uraian
1. Mol CO(NH2)2 =
=
massa CO(NH2 )2
M r CO(NH2 )2
6 gram
60 gram mol−1
= 0,1 mol
Kimia Kelas XI
67
mol CO(NH2 )2
volume larutan
M CO(NH2)2 =
= 0,1 mol × 1.000 L–1 = 0,4 mol L–1
250
Jadi, konsentrasi larutan urea yang dibuat adalah
0,4 mol L–1.
2)
2. NH3(g) ⎯→ N2(g) + 3H2(g)
a.
Laju reaksi pembentukan N2
Mol N2 = 0,3 mol
0,3
Molaritas N2 = 5 = 0,06 M
vN =
2
d[N2 ]
dt
=
0,06
6
= 0,01 M s–1
3)
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 = 0,01 M s–1.
b.
Laju reaksi pembentukan H2
3
3
Mol H2 = 1 × mol N2 = 1 × 0,3 = 0,9 mol
0,9
Molaritas H2 = 5 = 0,18 M
vH =
2
d[H2 ]
dt
=
0,18
6
= 0,03 M
5. a.
s–1
Jadi, laju reaksi pembentukan H2 = 0,03 M s–1.
c.
Laju penguraian NH3
2
2
Mol NH3 = 1 × mol N2 = 1 × 0,3 = 0,6 mol
b.
0,6
Molaritas NH3 = 5 = 0,12 M
d[NH3 ]
dt
0,12
= – 6 = –0,02 M s–1
Jadi, laju reaksi penguraian NH3 = 0,02 M s–1.
vNH = –
3
3. a.
b.
[Cl2] tetap, [NO] diperbesar dua kali
v1 = k [NO]2[Cl2]
v2 = k [2NO]2[Cl2]
v2 = 4k [NO]2[Cl2]
v2 = 4v1
Jadi, laju reaksi jika [Cl2] tetap dan [NO]
diperbesar dua kali adalah empat kali semula.
[NO] tetap, [Cl2] diperbesar tiga kali
v1 = k [NO]2[Cl2]
v2 = k [NO]2[3Cl2]
v2 = 3k [NO]2[Cl2]
v2 = 3v1
Jadi, laju reaksi jika [NO] tetap dan [Cl2]
diperbesar tiga kali adalah tiga kali semula.
6.
4(k [A]m [B]n) = k [A]m · 2n [B]n
4 = 2n
22 = 2n
n=2
[A] = 3x, [B] = 3x → v = 27x
27v = k [3A]m [3B]n
27(k [A]m [B]n) = k 3m [A]m · 3n [B]n
27 = 3m · 32
27 = 3m · 9
3 = 3m
m=1
Jadi, persamaan laju reaksinya v = k [A][B]2.
[A] = 0,3 M, [B] = 0,2 M → v = 1,2 × 10–1 M s–1
1,2 × 10–1 = k(0,3)(0,2)2
1,2 × 10–1 = k(0,3)(0,04)
k = 10
Jadi, harga tetapan laju reaksinya adalah
10 mol–2 L2 s2.
Dengan massa yang sama, keping logam besi
memiliki ukuran lebih kecil sehingga luas
permukaannya lebih besar daripada lempeng
logam besi. Oleh karena itu, keping logam besi
lebih mudah mengalami reaksi oksidasi
(perkaratan) daripada lempeng logam besi.
Larutan HCl panas memiliki suhu lebih tinggi
daripada larutan HCl dengan suhu kamar.
Adanya suhu yang lebih tinggi mengakibatkan
laju reaksi lebih cepat. Demikian pula, larutan
pereaksi dengan konsentrasi lebih tinggi
mengakibatkan reaksi berjalan lebih cepat
daripada larutan pereaksi dengan konsentrasi
lebih rendah. Dengan demikian, batu kapur
lebih cepat habis bereaksi dengan larutan HCl
panas dengan konsentrasi 1 M daripada
larutan HCl dengan suhu kamar dan
konsentrasi 0,5 M.
N2O4(g)  2NO2(g)
Mula-mula : 1
–
Reaksi
: 0,3
0,6
––––––––––––––––––––––––––
Sisa
: 0,7
0,6
Laju pembentukan NO2 = +
=+
d[NO2 ]
dt
0,6 mol
10 L
12 sekon
0,06 M
4. Misal: v = k[A]m [B]n
1) [A] = tetap, [B] = 2x → v = 4x
4v = k [A]m [2B]n
4(k [A]m [B]n) = k [A]m [2B]n
68
Laju Reaksi
= + 12
= +0,005 M s–1
Jadi, laju pembentukan gas NO 2 sebesar
0,005 M s–1.
x
7. n = 2
a = 10oC
T1 = 30oC → t1 = 4 menit
T2 = XoC → t2 = 15 sekon =
6
12
1
4
 1
 
2
menit
1
= n
= 2
1
4
4
= 2
1
4
16 = 2
24 = 2
X − 30
10
ΔT
a
×
X − 30
10
 1
 
2
1
× 4
X − 30
10
X − 30
10
X − 30
10
8. Katalis homogen yaitu katalis yang mempunyai
fase sama dengan fase pereaksi atau katalis yang
dapat bercampur dengan pereaksi secara homogen.
Contoh:
a. Gas NO dan NO2, berfungsi mempercepat
reaksi pada pembuatan asam sulfat dengan
cara bilik timbal.
b. Larutan kobalt(II) klorida (CoCl2) dan larutan
besi(III) klorida (FeCl 3), berfungsi mempercepat reaksi pada penguraian hidrogen
peroksida.
Katalis heterogen yaitu katalis yang mempunyai
fase berbeda dengan fase pereaksi.
Contoh:
a. Besi, berfungsi mempercepat reaksi pembuatan amonia melalui proses Haber.
b. Batu kawi (MnO2), berfungsi mempercepat
reaksi penguraian kalium klorat.
c. Vanadium pentaoksida (V 2O5), berfungsi
mempercepat reaksi pembuatan asam sulfat
melalui proses kontak.
Rumus umum: v = k [NO]x[Br2]y
y ditentukan berdasarkan percobaan (1)
dan (2).
x
 [NO]1   [Br2 ]1 
k  [NO]2   [Br2 ]2 
= k
y
1
=  
y
2
[NO]4 
= k 
k  [NO]5 
v4
v5
=4
v1
v2
1
=  
y =1
x ditentukan berdasarkan percobaan 4)
dan 5).
1
t1
y
b.
c.
=
24
54
2
=  
3
x
4
9
2
=  
3
x
2
=  
3
x
x
 [Br2 ]4 
 [Br ] 
 2 5
x
( 0,5 ) 


 ( 0,5 ) 
y
y
 
 
2
 
x =2
Jadi, rumus laju reaksinya v = k[NO]2[Br2].
Orde reaksi terhadap NO = 2, orde reaksi terhadap Br2 = 1, dan orde reaksi total = 2 + 1 = 3.
Ambil salah satu data hasil percobaan,
misalnya percobaan 1).
v = k[NO]2[Br2]
6 = k(0,1)2(0,05)
k =
10. a.
k  (0,2) 
k  (0,3) 
24
54
2
 
3
X – 30 = 40
X = 70
Jadi, suhu saat reaksi dapat berlangsung selama
15 sekon adalah 70oC.
9. a.
 (0,1)   (0,05) y


 (0,1)   (0,10) 


2
1
ΔT = T2 – T1 = (X – 30)oC
1
t2
=
k
k
6
0,0005
= 12.000 mol–2 L2 s2
Orde reaksi A, [B] tetap → percobaan 2)
dan 3).
m
k  A2 


k  A3 
m
 0,1 
 0,2 


v2
v3
=
0,02
0,08
=
2
8
=
 1
2
 
=
 1
2
 
 1
2
 
n
 B2 


 B3 
n
 0,2 
 0,2 


m
m
2
m=2
Orde reaksi B, [A] tetap → percobaan 1)
dan 2).
v1
v2
0,01
0,02
m
k  A1 
 
 A2 
= k
=
n
 B1 


 B2 
m
n
 0,1   0,1 
 0,1   0,2 

 

Kimia Kelas XI
69
1
2
n
=
 1
2
 
=
 1
2
 
n
1
 1
2
 
n=1
Jadi, persamaan laju reaksinya adalah
v = k [A]2[B]
70
b.
Laju Reaksi
c.
Percobaan 1)
v = k [A]2[B]
0,01 = k(0,1)2(0,1)
k = 10
Jadi, harga tetapan laju reaksinya 10.
Percobaan 4)
v = k [A]2[B]
v = 10(0,2)2(0,3)
v = 0,12 M s–1
Jadi, harga Y adalah 0,12 M s–1.
Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu:
1. menganalisis faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran arah kesetimbangan yang diterapkan dalam industri;
2. menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan;
3. merancang, melakukan, menyimpulkan, serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran
kesetimbangan;
4. memecahkan masalah terkait hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan.
Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa:
1. mensyukuri dan mengagumi keteraturan dan keseimbangan alam di sekitar;
2. memiliki rasa ingin tahu yang tinggi, jujur, terampil, dan proaktif saat melakukan dan menyajikan hasil percobaan faktor-faktor
yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan.
Reaksi Kesetimbangan
Mempelajari
Pergeseran Kesetimbangan dan
Faktor-Faktor yang
Memengaruhinya
Reaksi Kimia, Kesetimbangan
Kimia, dan Tetapan Kesetimbangan
Mencakup
•
•
•
Hubungan Kuantitatif Antara
Pereaksi dengan Hasil Reaksi
Mencakup
Reaksi kimia
Kesetimbangan Kimia
Tetapan Kesetimbangan
•
•
•
•
Asas Le Chatelier
Reaksi Kesetimbangan dalam
Industri
Reaksi Kesetimbangan dalam
Tubuh Manusia
Reaksi Kesetimbangan dalam
Kehidupan Sehari-hari
Mencakup
•
•
Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi (Kc)
Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Tekanan Parsial (Kp)
Mampu
•
•
•
•
•
Menerapkan konsep kesetimbangan kimia untuk mempelajari
berbagai peristiwa di sekitar.
Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran
kesetimbangan.
Menentukan nilai tetapan kesetimbangan yang menyatakan
hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi.
Mensyukuri dan mengagumi konsep kesetimbangan untuk
menjaga kesetimbangan di alam.
Memiliki rasa ingin tahu, terampil, jujur, dan proaktif dalam
berbagai kegiatan.
Kimia Kelas XI
71
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c
Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila jumlah
zat yang terlibat dalam reaksi tidak berubah
terhadap waktu. Artinya, laju reaksi ke kanan
sama dengan laju reaksi ke kiri.
2. Jawaban: c
Pada kesetimbangan homogen, komponenkomponen di dalamnya mempunyai wujud atau
fase sama. Pada reaksi Fe3+(aq) + SCN(aq) 
FeSCN2+(aq), semua komponennya memiliki fase
sama yaitu larutan (aq).
3. Jawaban: a
Pada keadaan kesetimbangan dinamis reaksi
berlangsung terus-menerus ke kanan dan ke kiri
dengan laju yang sama sehingga terjadi
perubahan secara mikroskopis (perubahan tingkat
partikel yang tidak dapat diamati).
4. Jawaban: d
Pada prinsipnya dalam tetapan kesetimbangan
baik Kc atau Kp rumus tetapannya selalu produk
dibagi reaktan masing-masing dipangkatkan
dengan koefisiennya. Spesi/zat yang terdapat
dalam rumus Kc hanya fase gas (g) dan larutan
(aq). Sementara itu, pada Kp hanya spesi kimia
yang berfase gas (g). Jadi, persamaan reaksi yang
mungkin untuk rumus Kc tersebut adalah opsi d.
Adapun opsi a, b, dan c merupakan reaksi yang
belum setara, sedangkan opsi e jika ditulis tetapan
kesetimbangannya: Kc =
[CO]3
[CO2 ]3
5. Jawaban: e
Kesetimbangan dinamis adalah reaksi yang
berlangsung terus-menerus tanpa henti secara
mikroskopis dengan konsentrasi zat terus berubah
tergantung arah reaksi.
6. Jawaban: a
Persamaan reaksi: CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)
Tetapan kesetimbangan K c reaksi tersebut
ditentukan dari zat berfase gas sehingga harga
Kc = [CO2].
7. Jawaban: e
Kesetimbangan Xe( g ) + 3F 2 ( g )  XeF 6 ( g )
merupakan kesetimbangan homogen berwujud
gas. Persamaan tetapan kesetimbangan reaksi
berasal dari semua zat yang terlibat dalam reaksi.
Kc =
72
[XeF6 ]
[Xe][F2 ]3
Reaksi Kesetimbangan
8. Jawaban: a
Kesetimbangan CaCO 3( s ) + 2H 2 O() 
Ca(OH)2(aq) + H2CO3(aq) merupakan kesetimbangan heterogen berbagai wujud yaitu padat,
cair, dan larutan. Dengan demikian, tetapan
kesetimbangannya ditentukan dari zat yang
berwujud larutan.
Kc = [Ca(OH)2][H2CO3]
9. Jawaban: a
Persamaan reaksi setara dari reaksi kesetimbangan tersebut:
2Na2CO3(aq) + 2SO2(g) + O2(g)  2Na2SO4(aq)
+ 2CO2(g)
Spesi kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan berasal dari spesi kimia yang ada
dalam fase gas atau dalam fase larutan. Dengan
demikian, tetapan kesetimbangan reaksi pada
soal sebagai berikut.
Kc =
[Na 2SO 4 ]2 [CO 2 ]2
[Na 2CO 3 ]2 [SO 2 ]2 [O 2 ]
10. Jawaban: a
Berdasarkan grafik tersebut, kesetimbangan akan
tercapai jika laju pembentukan dan laju penguraian SO3 sama sehingga konsentrasi pereaksi
dan hasil reaksi tidak berubah lagi terhadap waktu
yaitu t1. Hal ini ditunjukkan oleh bentuk kurva yang
mendatar.
B. Uraian
1. Reaksi dapat balik (reversible) adalah reaksi kimia
yang berlangsung dua arah. Pereaksi membentuk
produk, selanjutnya produk bereaksi kembali
membentuk pereaksi.
Contoh: H2(g) + I2(g)  2HI(g)
Reaksi tidak dapat balik (irreversible) adalah reaksi
yang berlangsung satu arah, produk tidak dapat
saling bereaksi kembali membentuk pereaksi.
Contoh: HCl(aq) + NaOH(aq)  NaCl(aq) + H2O()
2. Suatu reaksi berada dalam keadaan setimbang
ketika laju reaksi ke kanan sama dengan laju
reaksi ke kiri dan konsentrasi reaktan dan produk
tidak berubah terhadap waktu.
3. a.
Fe3+(aq) + CNS–(aq)  Fe(CNS)2+(aq)
Mempunyai kesetimbangan homogen karena
zat-zat yang berada dalam reaksi kesetimbangan mempunyai fase atau wujud zat
sama, yaitu larutan (aq).
b.
c.
Al3+(aq) + 3H2O()  Al(OH)3(s) + 3H+(aq)
Mempunyai kesetimbangan heterogen karena
zat-zat yang berada dalam reaksi kesetimbangan mempunyai fase atau wujud zat yang
berbeda, yaitu larutan (aq), cairan (), dan
padat (s).
NH3(g) + H2O()  NH4+(aq) + OH–(aq)
Mempunyai kesetimbangan heterogen
karena zat-zat yang berada dalam reaksi
kesetimbangan mempunyai fase atau wujud
zat yang berbeda, yaitu gas (g), cairan (),
dan larutan (aq).
4. Kesetimbangan dinamis yaitu reaksi setimbang
yang secara makroskopis tidak terjadi perubahan,
tetapi secara mikroskopis reaksi berlangsung
terus-menerus secara bolak-balik.
Contoh kesetimbangan ozon dan oksigen yang
terjadi di lapisan stratosfer menyangkut reaksi
pembentukan dan penguraian dengan laju yang
sama.
2O3(g)  3O2(g)
5. a.
Kc =
[NH3 ]2
3
[N2 ][H2 ]
b.
Kc = [H+][OH–]
c.
Kc =
[H2S]2 [O 2 ]3
[H2O]2 [SO 2 ]2
d.
Kc =
e.
Kc = [Ag+][Cl–]
[CH3COO ][H ]
[CH3COOH]
Kimia Kelas XI
73
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a
Jika volume diperbesar, kesetimbangan bergeser
ke arah reaksi yang jumlah koefisiennya lebih
besar. Jika koefisien di kedua ruas sama, kesetimbangan tidak akan bergeser. Pada
persamaan reaksi a jumlah koefisien ruas kiri
sama dengan ruas kanan, yaitu 2.
2. Jawaban: a
Reaksi kesetimbangan:
Fe3O4(s) + 4CO(g)  3Fe(s) + 4CO2(g)
H = –x kJ
Reaksi ke kanan merupakan reaksi eksoterm,
sedangkan reaksi ke kiri merupakan reaksi
endoterm. Berdasarkan persamaan reaksi
tersebut, kesetimbangan akan bergeser ke kanan
jika ditambah CO dan suhu diturunkan.
Sementara itu, perlakuan volume diperkecil dan
tekanan diperbesar tidak akan menggeser
kesetimbangan karena jumlah koefisien molekul
gas pereaksi sama dengan jumlah koefisien
molekul gas hasil reaksi. Adapun penambahan
Fe3O4 tidak akan memengaruhi kesetimbangan
karena berwujud padat (s).
3. Jawaban: e
Reaksi pembentukan amonia:
N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) H = –92 kJ
Kondisi optimum untuk mendukung terbentuknya
amonia sebagai berikut.
1) Memperbesar konsentrasi reaktan.
2) Memperbesar tekanan.
3) Menurunkan suhu.
4) Menambahkan katalis.
5) Memperkecil volume.
6) Memperbesar konsentrasi reaktan.
7) Memisahkan dengan segera gas NH3 yang
terbentuk.
4. Jawaban: d
Reaksi kesetimbangan:
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g) H < 0
Produk SO3 akan meningkat apabila tekanan
dinaikkan sehingga kesetimbangan bergeser ke
jumlah koefisien kecil. Suhu diturunkan agar kesetimbangan bergeser ke arah eksoterm (ke arah
produk). Memperbesar konsentrasi reaktan akan
mengakibatkan kesetimbangan bergeser ke arah
produk. Jika pada kesetimbangan volume diperbesar kesetimbangan justru bergeser ke kiri atau
produk terurai kembali menjadi SO2 dan O 2.
74
Reaksi Kesetimbangan
Sementara itu, katalis akan mempercepat laju
reaksi ke arah produk sehingga produksi belerang
trioksida meningkat. Namun, katalis tidak
memengaruhi pergeseran kesetimbangan. Katalis
hanya mempercepat terjadinya kesetimbangan.
5. Jawaban: d
Reaksi:
C(s) + H2O(g)  CO(g) + H2(g)


Jumlah koefisien
reaksi = 1
Jumlah koefisien
reaksi = 2
Jika tekanan diperbesar kesetimbangan akan
bergeser ke jumlah koefisien zat gas kecil (ke kiri)
sehingga spesi yang berubah yaitu H2O bertambah,
sedangkan CO dan H2 berkurang. Adapun C tidak
berubah karena berwujud padat (s).
6. Jawaban: d
Reaksi yang menghasilkan produk lebih banyak,
artinya kesetimbangan harus bergeser ke kanan.
Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan
bergeser ke arah reaksi eksoterm (H negatif).
Jadi, reaksi yang menghasilkan produk lebih
banyak ketika suhu diturunkan ditunjukkan oleh
angka 2) dan 4). Sementara itu, reaksi angka 1)
dan 3) akan bergeser ke arah kiri karena reaksireaksi tersebut merupakan reaksi endoterm.
7. Jawaban: e
Reaksi: 6NO(g) + 4NH3(g)  5N2(g) + 6H2O(g)
Koefisien ruas kanan: 11
Koefisien ruas kiri: 10
Perlakuan yang menyebabkan kesetimbangan
bergeser ke kiri pada reaksi tersebut adalah
konsentrasi NH3 diturunkan. Hal ini sesuai dengan
hukum Le Chatelier yang menyatakan jika salah
satu zat diperkecil maka kesetimbangan akan
bergeser ke arah zat yang diperkecil. Sebaliknya,
jika salah satu zat diperbesar maka kesetimbangan
akan bergeser dari arah zat yang diperbesar. Opsi
c dan d akan menyebabkan reaksi bergeser ke
kanan. Adapun dilakukan pengenceran sama artinya
dengan memperbesar volume (tekanan diperkecil).
Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan
bergeser ke jumlah koefisien besar (ke kanan). Opsi
a dan b menyebabkan reaksi bergeser ke kanan.
8. Jawaban: c
Reaksi:
2NO2(g)  2NO(g) + O2(g) H = –62,3 kJ
Reaksi ke kanan berlangsung secara eksoterm
(H = –). Jika temperatur diturunkan maka
kesetimbangan akan bergeser ke arah eksoterm
(ke kanan) dan menyebabkan warna cokelat
berkurang. Sementara itu, jika suhu dinaikkan
reaksi akan bergeser ke endoterm (ke kiri) dan
warna cokelat bertambah.
9. Jawaban: a
Reaksi:
H2(g) + Cl2(g)  2HCl(g)
H = –97 kJ
Harga K dipengaruhi oleh suhu. Apabila suhu
dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah
reaksi endoterm. Sebaliknya, apabila suhu
diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah
reaksi eksoterm. Pada reaksi tersebut, reaksi ke
kanan merupakan reaksi eksoterm, sedangkan
reaksi ke kiri merupakan reaksi endoterm. Dengan
demikian, kesetimbangan akan bergeser ke arah
kiri dan harga K semakin kecil.
10. Jawaban: e
A2(g) + 2B(g)  2AB(g)


jumlah
koefisien = 3
H = +x kJ
jumlah
koefisien = 2
Jika tekanan sistem diperbesar, kesetimbangan
akan bergeser ke arah zat yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Pada reaksi tersebut, jika tekanan
sistem diperbesar maka kesetimbangan bergeser
ke arah kanan (hasil reaksi). Dengan demikian,
jumlah partikel pereaksi (A2 dan B) berkurang dan
jumlah partikel hasil reaksi (AB) bertambah.
Gambar partikel hasil reaksi diwakili oleh • =
AB, sedangkan partikel pereaksi diwakili oleh •• =
A2 dan = B. Gambar yang menunjukkan kesetimbangan sesaat yang baru adalah gambar e.
11. Jawaban: c
Reaksi:
2SO3(g)  2SO2(g) + O2(g) atau
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)
Campuran gas dimampatkan artinya tekanan
diperbesar. Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien
yang kecil yaitu ke arah SO3, sehingga jumlah
SO3 bertambah.
12. Jawaban: e
Penambahan air pada kesetimbangan Fe3+(aq)
+ SCN–(aq)  FeSCN2+(aq) berarti menambah
volume sistem. Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang
jumlah koefisiennya lebih besar, yaitu ke arah
reaktan atau Fe3+ dan SCN–. Dengan demikian,
konsentrasi ion Fe3+ dan ion SCN– akan bertambah, warna merah berkurang, dan harga Kc
tetap karena reaksi kesetimbangan berlangsung
pada suhu tetap.
13. Jawaban: c
Reaksi: 2C(g) + 4H2(g)  2CH4(g)
Koefisien ruas kiri = 6
Koefisien ruas kanan= 2
Jika pada sistem kesetimbangan volume diperkecil,
kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah
koefisien kecil. Pada reaksi tersebut bergeser ke
arah CH4 (ke kanan). Sementara itu, harga K tetap
karena reaksi berlangsung pada suhu tetap. Harga
K berubah hanya jika suhu berubah.
14. Jawaban: d
Pada reaksi kesetimbangan CH3COOCH3(aq) +
H2O()  CH3OH(aq) + CH3COOH(aq) jumlah
koefisien produk adalah dua, sedangkan jumlah
koefisien reaktan adalah satu (H2O berfase cair
sehingga tidak dihitung). Jika volume diperbesar
(tekanan diperkecil), kesetimbangan akan
bergeser ke arah koefisien besar (ke kanan).
Konsentrasi CH3OH akan berkurang jika pada
kesetimbangan konsentrasi CH3COOH ditambah
atau konsentrasi CH3COOCH3 dikurangi. Adapun
penambahan konsentrasi CH 3 COOH akan
menyebabkan reaksi kesetimbangan bergeser ke
arah reaktan.
15. Jawaban: a
Reaksi kesetimbangan:
1
2HCl(g) + 2 O2(g)  H2O(g) + Cl2(g) H = –x kJ
Gas klorin akan meningkat apabila volume
diperkecil sehingga kesetimbangan bergeser ke
kanan (ke arah produk) serta suhu diperkecil agar
kesetimbangan bergeser ke arah eksoterm (ke
arah produk). Namun, jika volume dan suhu
diperbesar, kesetimbangan justru bergeser ke kiri
(ke arah reaktan). Sementara itu, jika konsentrasi
reaktan diperkecil (HCl dan O2), kesetimbangan
bergeser ke kiri (ke arah reaktan) sehingga
produksi gas klorin menurun.
B. Uraian
1. Reaksi: 2H2S(g) + 3O2(g)  2H2O(g) + 2SO2(g)

Jumlah koefisien = 5

jumlah koefisien = 4
Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil),
kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang
mempunyai jumlah koefisien lebih kecil yaitu ke
kanan. Hal ini berarti H2O dan SO2 bertambah,
sedangkan H2S dan O2 berkurang.
2. Fe2O3(s) + 3CO(g)  2Fe(s) + 3CO2(g) H = +30 kJ
Reaksi ke kanan bersifat endoterm, sedangkan
reaksi ke kiri bersifat eksoterm.
a. Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan
bergeser ke kanan (endoterm) sehingga Fe
dan CO2 bertambah, sedangkan Fe2O3 serta
CO berkurang.
Kimia Kelas XI
75
b.
Jika volume diperkecil, kesetimbangan
bergeser ke jumlah koefisien zat gas kecil.
Akan tetapi, pada reaksi:
Fe2O3(s) + 3CO(g)  2Fe(s) + 3CO2(g)


3
3
kesetimbangan tidak bergeser (tetap), sebab
jumlah koefisien gas pereaksi sama dengan
jumlah koefisien gas hasil reaksi.
3. a.
Menyiapkan SO2 dengan membakar belerang
di udara atau dengan pemanggangan pirit
(FeS), dengan reaksi sebagai berikut.
S + O2  SO2 atau 4FeS + 7O2  2Fe2O3 + 4SO2
Gas SO2 dialirkan melalui pipa katalis pada
suhu 400°C menurut reaksi sebagai berikut.
V2O5
2SO2(g) + O2(g) dgggf 2SO3(g)
H2SO4 + SO3  H2S2O7
H2S2O7 + H2O  2H2SO4
b.
76
H = –197 kJ
Kondisi optimum yang diperlukan adalah suhu
rendah, tekanan tinggi, konsentrasi SO2 atau
O2 dibuat berlebih, dan digunakan katalis V2O5.
Reaksi Kesetimbangan
4. a.
b.
Penambahan CaCO3 tidak akan menggeser
kesetimbangan kimia karena CaCO3 berwujud padat (s).
Cara yang dapat dilakukan agar reaksi
bergeser ke kanan sebagai berikut.
1) Suhu dinaikkan.
2) Volume diperbesar.
3) Tekanan diperkecil.
4) Konsentrasi CO2 dikurangi.
5. Pada penambahan NaOH mengakibatkan warna
merah pada larutan berkurang. Kristal NaOH
berfungsi mengikat ion Fe 3+ sehingga untuk
menjaga kesetimbangan, ion Fe(SCN)2+ akan
terurai kembali menjadi ion Fe3+ dan ion SCN(reaksi bergeser ke kiri). Sementara itu,
penambahan akuades (pengenceran) pada
larutan menyebabkan volume menjadi besar.
Akibatnya, kesetimbangan akan bergeser ke arah
jumlah mol atau jumlah partikel yang lebih besar,
yaitu ke arah ion Fe3+ dan ion SCN– (ke arah kiri).
Oleh karena itu, warna merah juga berkurang.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b
Reaksi: Fe(HCO3)2(s)  FeO(s) + H2O(g) + 2CO2(g)
merupakan kesetimbangan heterogen yang
melibatkan fase padat (s) dan gas (g). Dengan
demikian, harga tetapan kesetimbangannya
hanya berasal dari zat yang berfase gas (g). Oleh
karena itu, persamaan tetapan kesetimbangannya
sebagai berikut.
Kc = [H2O][CO2]2
2. Jawaban: e
[O2] =
0,1 mol
2L
[SO3] =
Kc =
0,4 mol
2L
=
(0,1)2
(0,2)2 (0,05)
=5
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)
a
a
–
–
1
1
1
1
3
a
4
3
a
4
1
a
4
1
a
4
Mol terurai
: 4a
a
a
a
4
4
4
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Kc =
[CO2 ][H2 ]
[CO][H2O]
=
1
a×
4
3
a×
4
1
a
4
3
a
4
1
= 9
1
Jadi, harga tetapan kesetimbangan (Kc) sebesar 9 .
4. Jawaban: b
mol
volume (L)
Konsentrasi =
3 mol
[HCl] = 1 L
=3M
[H2] =
0,5 mol
1L
= 0,5 M
[Cl2] =
0,5 mol
1L
= 0,5 M
Kc =
=
[H2 ][Cl2 ]
[HCl]2
(0,5)(0,5)
32
Setimbang:0,2 mol
0,4 mol
Volume = 2 L
=
3. Jawaban: e
Mol setimbang:
6. Jawaban: b
Reaksi: N2O4(g)  2NO2(g)
Kc =
Jadi, harga tetapan kesetimbangan (Kc) adalah 5.
Mol mula-mula :
1
= 6.
0,4
= 0,1 M
[SO 3 ]2
1
36
[NO2] = 2 = 0,2 M
= 0,05 M
[SO 2 ]2 [O 2 ]
1) dan dibagi dua, sehingga harga K =
0,2
= 0,2 M
0,2 mol
2L
1
Reaksi 2): NO2(g)  NO(g) + 2 O2(g) K = …?
Reaksi 2) merupakan reasi kebalikan dari reaksi
[N2O4] = 2 = 0,1 M
mol
Konsentrasi = volume
[SO2] =
5. Jawaban: c
Reaksi 1): 2NO(g) + O2(g)  2NO2(g) K = 36
[NO 2 ]2
[N2O 4 ]
(0,2)2
0,1
= 0,4
Kp = Kc (RT)n
R = 0,082 L atm mol–1 K–1
T = 270 K
n = jumlah koefisien gas kanan – jumlah
koefisien gas kiri
=2–1
=1
Kp = 0,4(0,082 × 270)1
7. Jawaban: e
N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)
Mol mula-mula : 0,6
2
–
Mol bereaksi : 0,5
1,5
1,0
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,1
0,5
1,0
nN2
0,1
1,6
× 3,2 atm = 0,2 atm
nH2
0,5
1,6
× 3,2 atm = 1 atm
PN = n
× Ptotal =
2
total
PH = n
× Ptotal =
2
total
nNH3
PNH = n
× Ptotal =
3
total
Kp =
(PNH3 )2
1
1,6
× 3,2 atm = 2 atm
(2)2
3
(PN2 )(PH2 )
= (0,2)(1)3 = 20
Jadi, harga Kp reaksi tersebut sebesar 20.
Kimia Kelas XI
77
8. Jawaban: c
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
Mol mula-mula : 3,2
–
–
Mol terurai
: 1,2
0,6
0,6
––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 2
0,6
0,6
mol HI terurai
 = mol HI mula-mula × 100%
=
1,2
3,2
× 100%
= 37,5%
Jadi, derajat ionisasi HI () sebesar 37,5%.
9. Jawaban: d
Reaksi kesetimbangan:
NH4Cl(s)  NH3(g) + HCl(g)
Harga Kp diperoleh dari zat berfase gas sehingga
Kp = (PNH )(PHCl)
3
Kp = a
PNH = PHCl, karena koefisiennya sama maka:
3
a = (PNH )2
4=
4=

1
24


Ptotal
11. Jawaban: d
Reaksi kesetimbangan: 2NO(g)  N2(g) + O2(g)
Kp =
45 =
PN =
2
(PN2 )(PO2 )
(PNO )2
(PN2 )x
y2
45y 2
x
Jadi, tekanan parsial gas N2 sebesar
45y 2
x
atm.
12. Jawaban: d
mol terurai
 = mol mula-mula
PNH = PHCl = a atm
3
Ptotal = PNH + PHCl
0,4 =
3
a + a
= 2 a atm
=
10. Jawaban: c
mol terurai
Derajat ionisasi () = mol mula-mula
PCl5 terdisosiasi 20% =
20
100
=
1
5
nPCl5
4
4
nPCl3
1
6
1
6
PPCl = n
× Ptotal =
× Ptotal = Ptotal
5
6
6
total
nCl2
1
× Ptotal =
1
Ptotal
PCl = n
× Ptotal =
× Ptotal = Ptotal
2
6
6
total
(PPCl3 )(PCl2 )
(PCl5 )
Reaksi Kesetimbangan
2NH3(g)  N2(g) + 3H2(g)
Mol mula-mula :
1,8
–
–
Mol terurai
:
0,8
0,4
1,2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang :
1
0,4
1,2
Kc =
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Mol mula-mula : 5
–
–
Mol terurai
: 1
1
1
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 4
1
1
Tekanan parsial masing-masing gas:
PPCl = n
× Ptotal =
3
total
mol terurai
2
mol terurai = 0,8
Jadi, tekanan total dalam wadah sebesar 2 a atm.
78

1
1
P
P
6 total 6 total
4
P
5 total
Ptotal = 96 atm
Jadi, tekanan total sistem sebesar 96 atm.
3
KP =

[N2 ][H2 ]3
[NH 3 ]2
=
(0,4)(1,2)3
12
= 0,7
13. Jawaban: e
Mol CaCO3 =
massa
Mr CaCO 3
25
= 100 = 0,25 mol
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)
Mol mula-mula : 0,25
–
–
Mol terurai
: 0,05
0,05
0,05
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,20
0,05
0,05
Kc = [CO2] =
0,05
2
= 0,025
n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
=2–1
=1
Kp = Kc(RT)n
= 0,025(0,082 · 500)1
= 1,025
Jadi, nilai tetapan kesetimbangan (Kp) sebesar
1,025.
= 225
Jadi, nilai K untuk reaksi tersebut sebesar 225.
14. Jawaban: a
Mol N2O5 =
massa
M r N2O 5
=
216
108
= 2 mol
2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g)
Mol mula-mula : 2
–
–
1
2. Reaksi kesetimbangan disosiasi:
A2B2(g)  2A(g) + 2B(g)
Mol mula-mula : n
–
–
1
2x
x
Mol terurai
: x
2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : (2 – x)
Perbandingan mol
1
2
2x
m
m
Mol terurai
: 2m
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
x
Mol setimbang : n – 2 m
m
Konsentrasi pada saat setimbang:
1
N2O5 : O2 = 2 : 3 = (2 – x)mol : 2 x mol
1
2( 2
=
mol terurai
 = mol mula-mula
x) = 3(2 – x)
x = 6 – 3x
4x = 6
x = 1,5
mol terurai
mol mula-mula
=
=
= 0,75
15. Jawaban: c
Misalkan jumlah gas CO yang harus ditambahkan
= x mol/L.
CO(g)
+
H2O(g)  CO2(g) + H2(g)
mula-mula
: x mol L–1
6 mol L–1
Mol bereaksi : 4 mol L–1
4 mol L–1
4 mol L–1 4 mol L–1
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
4 mol L–1 4 mol L–1
Mol setimbang : (x – 4) mol L–1 2 mol L–1
Kc =
[CO 2 ][H2 ]
[CO][H2O]

0,8 =
(4)(4)
(x  4)(2)

0,8 =
16
2(x  4)
0,8 =

x–4=
n
1
= 2 × n
m
= 2n
Jadi, derajat disosiasi () N2O5 sebesar 0,75.

1
m
2
m
1,5
2
m
m
Jadi, derajat disosiasi gas A2B2 adalah 2n .
3.
COCl2(g)  CO(g) + Cl2(g)
Mol mula-mula : 0,5
–
–
Mol terurai
: 0,2
0,2
0,2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,3
0,2
0,2
Kc =
[CO][Cl2 ]
[COCl2 ]
(0,2)(0,2)
(0,3)
=
=
0,01
0,15
= 0,067
Jadi, harga tetapan kesetimbangan (Kc) sebesar
0,067.
4. Reaksi kesetimbangan:
2NaHCO3(s)  Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
8
x 4
8
0,8
a mol

x = 10 + 4 = 14 mol L–1
Jadi, jumlah gas CO yang harus ditambahkan
14 mol L–1.
B. Uraian
a mol
Harga Kp diperoleh dari zat berfase gas sehingga
Kp = (PH O)(PCO )
2
2
Tekanan parsial masing-masing gas:
PH
nH2 O
2O
= n
× Ptotal
total
a
1. Pada suhu 25°C diketahui dua buah reaksi berikut.
X + 2YZ  XZ2 + 2Y K = 9
Y + XZ2  YZ + XZ
K=5
Berdasarkan reaksi tersebut, tentukan harga K
untuk reaksi X + XZ2  2XZ!
Jawaban:
Reaksi 1): X + 2YZ  XZ2 + 2Y
K=9
(tetap)
Reaksi 2): 2Y + 2XZ2  2YZ + 2XZ
K = 25
(dikalikan 2)
= 2a × 1,5 atm
3
= 4 atm
3
PCO = 4 atm
2
3
3
Kp = ( 4 )( 4 ) =
9
16
9
Jadi, harga Kp untuk reaksi tersebut sebesar 16 .
—————————————––––––
X + XZ2  2XZ
K = 9 × 25
Kimia Kelas XI
79
5. Mol HI mula-mula = 0,8 mol
25
Mol HI yang terurai = 100 × 0,8 = 0,2 mol
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
Mol mula-mula : 0,8
–
–
Mol terurai
: 0,2
0,1
0,1
––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,6
0,1
0,1
Kc =
80
[H2 ][I2 ]
[HI]2
=
  
 
0,1
2
0,6
2
0,1
2
2
Reaksi Kesetimbangan
=
2,5  103
9  102
= 0,028
Kp = Kc(RT)n
n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
=2–2
=0
R = 0,082 L atmK–1mol–1
T = (273 + 300) K
= 573 K
Kp = Kc(RT)0
= Kc
= 0,028
Jadi, harga Kp = Kc = 0,028.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d
Kesetimbangan (NH4)2CO3(s)  2NH3(g) + CO2(g)
+ H2O(g) merupakan kesetimbangan heterogen.
Tetapan kesetimbangan reaksi tersebut berasal
dari zat yang berfase gas (g) sehingga:
Kc = [NH3]2[CO2][H2O]
2. Jawaban: c
Jika tekanan diperbesar, reaksi kesetimbangan
bergeser ke arah reaksi yang jumlah koefisiennya
lebih kecil. Berikut ini jumlah masing-masing
koefisien reaksi di atas.
a. Fe3O4(s) + 4CO(g)  3Fe(s) + 4CO2(g)
4
b.
4
× 0,2 atm = 0,1 atm
3x
6x
4HCl(g) + O2(g)  2H2O(g) + 2Cl2(g)
Kp = (pCO)3 × (pCO )3
2
= (0,1 atm)3 × (0,1 atm)3
= 1 × 10–6 atm6
Jadi, tetapan kesetimbangan Kp sebesar 1 × 10–6
atm6
4
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)
2
2BaO2(s)  2BaO(s) + O2(g)
0
1
Jadi, kesetimbangan kimia yang mengalami
pergeseran ke arah kanan jika tekanan di
perbesar adalah opsi c. Opsi b dan e mengalami
pergeseran kesetimbangan ke arah kiri. Adapun
opsi a dan d tidak mengalami pergeseran karena
jumlah koefisien kedua ruas sama.
3. Jawaban: d
Reaksi kesetimbangan:
N2(g) + O2(g)  2NO(g) H = + kJ


Jumlah koefisien Jumlah koefisien
reaksi = 2
reaksi = 2
Reaksi tersebut berlangsung endoterm. Jika suhu
diperbesar, reaksi akan bergeser ke arah kanan.
Jika reaksi ditambah gas O2, reaksi akan bergeser
ke arah kanan. Sementara itu, pengaruh tekanan
diperbesar/volume diperkecil tidak memengaruhi
kesetimbangan karena koefisien kedua ruas
sama. Adapun penambahan katalis tidak
menggeser kesetimbangan tetapi hanya
mempercepat terjadinya reaksi.
2
[N2 ][H2 ]3
[NH3 ]2
=
3
(0,2)(0,8)
(0,4)2
× 0,2 atm = 0,1 atm
6. Jawaban: b
2SO3(g)  2SO2(g) + O2(g)
Mol mula-mula : 12
–
–
Mol terurai
: 2x
2x
x
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 12 – 2x
2x
x
12 – 2x = x
12 = 3x
x=4
12  2x
3
[SO3] =
2x
[SO2] = 3 =
=
12  (2  4)
3
24
3
4
= 3
8
= 3
4
x
[O2]
= 3 = 3
Kc =
[SO 2 ]2 [O 2 ]
[SO 3 ]2
2
=
4. Jawaban: d
Kc =
3x
6x
pCO =
10
2
e.
Tekanan parsial pada saat setimbang hanya ditentukan oleh zat berfase gas. Ptotal = 0,2 atm
ntotal pada saat setimbang = nCO + nCO
2
= (3x + 3x) mol
= 6x mol
pCO =
5
d.
La2(C2O4)3(s)  La2O3(s) + 3CO(g) + 3CO2(g)
Mol mula-mula : 0,1
x
3x
3x
Mol terurai
: x
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : (0,1 – x)
x
3x
3x
4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g)
9
c.
5. Jawaban: b
Misalkan La2(C2O4)3 yang bereaksi = x
=
8 4
   
3 3
4
 
3
64
9
4
3
2
64
3
16
= 9 × 4 = 3
16
Jadi, tetapan kesetimbangan Kc = 3 .
Kimia Kelas XI
81
7. Jawaban: e
Reaksi kesetimbangan:
2CO(g)  C(s) + CO2(g)
Mol mula-mula :
4
–
–
1
a
2
1
a
2
1
a
2
1
a
2
Adapun reaksi angka 1) dan 3) pada kedua ruas
memiliki jumlah koefisien berbeda.
. . . (1)
NH4Cl(g)  NH3(g) + HCl(g)
1
Mol terurai
: a
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : a(1 – )
1
Jumlah mol gas CO sisa:
pV = nRT
2 atm × 5 liter = n × 0,0821 L atm mol–1K–1 × 453 K
n=
25
0,0821 453
= 0,27 mol
Jumlah mol gas CO sisa = a(1 – )
0,27 = 0,4(1 – )
0,27 = 0,4 – 0,4
0,4 = 0,13
0,13
0,4
=
= 0,325
Jadi, derajat ionisasi gas CO adalah 0,325.
8. Jawaban: b
Reaksi kesetimbangan: 2AB(g)  2A(s) + B2(g)
Pada saat setimbang:
a(1 – )
a
1
a
2
Jumlah mol B2 yang terjadi:
PV = nRT
1 × 2 = n × 0,0821 × (120 + 273)
n=
1 2
0,0821 393
= 0,062 mol
Jumlah mol B2 yang terjadi =
0,062 =
a=
1
×a
2
0,062
0,4
10. Jawaban: a
Kc = 10
R = 0,082 L atm mol–1 K–1
T = 27°C = 300 K
Kp = Kc(RT)n
n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
=3–1=2
Kp = 10(0,082 × 300)2
11. Jawaban: c
Reaksi kesetimbangan 2NO( g ) + O 2 ( g ) 
N2O4(g) H = –x kkal merupakan reaksi eksoterm.
Jika pada kesetimbangan suhu dinaikkan,
kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm
atau ke arah reaktan. Kondisi ini mengakibatkan
jumlah gas NO dan gas O2 bertambah, sedangkan
jumlah N2O4 semakin berkurang.
12. Jawaban: d
Penambahan kristal Na2HPO4 berfungsi untuk
mengikat Fe 3+ sehingga untuk menjaga
kesetimbangan, ion FeSCN– akan terurai kembali
untuk membentuk ion Fe3+ dan SCN– atau kesetimbangan bergeser ke kiri dan mengakibatkan
warna merah berkurang.
2
Kc =
× 0,8
[NO]2 [Br2 ]
[NOBr]2
=
 0,2   0,2 

 

 2   2 
 0,1


 2 
2
= 0,4
Jadi, harga Kc sebesar 0,4.
9. Jawaban: d
Hubungan Kc dan Kp dapat dituliskan sebagai
berikut.
Kp = Kc (RT)n
n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
Jadi, reaksi kesetimbangan yang mempunyai
harga Kc = Kp adalah reaksi yang kedua ruasnya
mempunyai jumlah koefisien reaksi sama
sehingga n = 0. Reaksi tersebut ditunjukkan oleh
angka 2) dan 4).
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)
. . . (2)
2
2
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
82
. . . (3)
2
13. Jawaban: d
1
a
2
= 0,155 mol
Jadi, jumlah mol mula-mula zat AB adalah 0,155 mol.
2
2
N2O4(g)  2NO2(g)
2
Reaksi Kesetimbangan
. . . (4)
14. Jawaban: a
Harga K untuk N2O4  N2(g) + 2O2(g) diperoleh
dengan cara reaksi 1) dibalik dan dikali dua dan
reaksi 2) dibalik. Penggabungan kedua reaksi
sebagai berikut.
Reaksi 1): 2NO2(g)  N2(g) + 2O2(g) K = K12
Reaksi 2): N2O4(g)  2NO2(g)
K=
1
K2
––––––––––––––––––––––––––––––
N2O4(g)  N2(g) + 2O2(g)
K = K12 ×
1
K2
Jadi, harga K untuk reaksi tersebut adalah
=
K 12
K2
K 12
K2
.
15. Jawaban: b
P(g) + 2Q(g)  R(g) + 2S(g)
Mula-mula : 3 M
1,5 M
–
–
Bereaksi : 0,5 M 1 M
0,5 M 1 M
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Setimbang : 2,5 M 0,5 M
0,5 M 1 M
Kc =
[R][S]2
[P][Q]2
(0,5)(1)2
= (2,5)(0,5)2 = 0,8
Jadi, harga Kc untuk reaksi tersebut adalah 0,8.
16. Jawaban: b
Reaksi kesetimbangan:
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g) Kp = 2,5
PPCl = 0,12 atm
5
PPCl = 0,8 atm
3
Kp =
2,5 =
(PPCl3 )(PCl2 )
(PPCl5 )
(0,8)(PCl2 )
0,12
0,3 = 0,8PPCl
2
PCl = 0,375 atm
2
Jadi, tekanan parsial gas Cl2 (PCl ) adalah 0,375
2
atm.
17. Jawaban: c
Misal volume larutan mula-mula: V1
Reaksi:
A2(g) + B2(g)  2AB(g)
1
4
=
(PN2 )(PH2 )3
PCl
=
Jadi, tetapan kesetimbangannya tetap, yaitu
18. Jawaban: a
Persamaan
: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)
Mol awal
: 1
3
Mol reaksi
: 0,5
1,5
1
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,5
1,5
1
Ptotal = 3 atm
mol total = 3
(1)2
(0,5)(1,5)3
1
1,69
=
= 0,59
19. Jawaban: a
2SO3(g)  2SO2(g) + O2(g)
Mula-mula : 0,5 atm
–
–
Terurai
: x atm
x atm
0,5x atm
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Setimbang: (0,5 – x) atm x atm
0,5x atm
Ptotal = (0,5 –x) + x + 0,5x atm
0,832 = 0,5 + 0,5x
0,832 – 0,5 = 0,5x
0,332 = 0,5x
x = 0,664 atm
Jadi, tekanan parsial gas SO2 (PSO ) sebesar
2
0,664 atm.
3
1
4
=
Jadi, harga tetapan kesetimbangan parsial (Kp)
reaksi tersebut adalah 0,59.
PPCl =
2
=
(PNH3 )2
5
(mol AB)2
(mol A2 )(mol B2 )
(mol AB)
(mol A2 )(mol B2 )
Kp =
PPCl =
V2 = 2V1
Kc =
1,5
PH = 3 × 3 atm = 1,5 atm
2
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Setimbang 1 mol
2 mol
1 mol
Ptotal = 10 atm
 mol AB 


 V 

1 
 mol A   mol B 
2 
2

 V  V 

1 
1 
 mol AB 


 2V 

1 
 mol A   mol B 
2 
2

 2V   2V 

1 
1 
2
0,5
PN = 3 × 3 atm = 0,5 atm
2
20. Jawaban: e
2
Kc =
1
PNH = 3 × 3 atm = 1 atm
3
2
Kp =
1
.
4
=
nPCl5
ntotal
nPCl3
ntotal
nCl2
ntotal
× Ptotal =
1
4
× 10 =
× Ptotal =
2
4
× 10 = 5 atm
× Ptotal =
1
4
× 10 =
(PPCl3 )(PCl2 )
(PPCl5 )
=
(5)  5 
2
5
 
2
5
2
5
2
atm
atm
=5
Jadi, harga Kp reaksi tersebut adalah 5.
21. Jawaban: d
Mol NO2 =
massa
Mr
138
= 46 = 3 mol
1
mol terurai
Derajat disosiasi () NO2 = 3 = mol mula-mula
2NO2(g)  2NO(g) + O2(g)
Mol mula-mula : 3
–
–
Mol terurai
: 1
1
0,5
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 2
1
0,5
Ptotal= 7 atm
Kimia Kelas XI
83
nNO2
PNO =
ntotal
2
2
3,5
=
× 7 atm
= 4 atm
Jadi, tekanan parsial gas NO2 (PNO ) adalah 4 atm.
2
22. Jawaban: e
1
4
=
1
4
=
[PQ 2 ]
[P][Q]2
 x  0,5   0,5 



 3  3 
5
100
=
10 2   2
0,1(1   )
2 + 0,5 – 0,5 = 0
( + 1)(– 2 ) = 0
1
– 2 =0
1
= 2
 = 0,5 atau  = 50%
Jadi, banyak mol PCl5 yang terurai 50%.
mol terurai
1
4=
 x  0,5   0,5 
 3  3 



4=
 0,5x  0,25 


9


PHBr =
36 = 0,5x – 0,25
x = 72,5
Jadi, jumlah mol P adalah 72,5.
23. Jawaban: b
Kesetimbangan yang menghasilkan hasil atau
produk lebih banyak harus bergeser ke kanan.
Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan
bergeser ke arah koefisien besar. Oleh karena
itu, koefisien ruas kanan harus lebih besar
daripada koefisien ruas kiri. Jumlah koefisien
kedua ruas untuk reaksi tersebut sebagai berikut.
1) 2NH3(g)  N2(g) + 3H2(g)
2
1+3=4
2)
N2(g) + 2O2(g)  2NO2(g)
3)
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
4)
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
1+2=3
2
1+1=2
1+1=2
Jadi, kesetimbangan yang menghasiilkan produk
lebih besar jika volume diperbesar adalah reaksi
1) dan 4).
24. Jawaban: b
Reaksi
: PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Mol mula-mula : 0,1
–
–
Mol terurai
: 0,1
0,1
0,1
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
Mol setimbang : (0,1 – 0,1) 0,1
0,1
84
(0,1 )2
(0,1  0,1 )
1
Derajat disosiasi () = mol mula-mula = 0,2 = 5
2HBr(g)  H2(g) + Br2(g)
Mol mula-mula : 5
–
–
Mol terurai
: 1
0,5
0,5
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 4
0,5
0,5
2
 x  0,5   0,5 



 3  3 
1
0,05 =
25. Jawaban: c
 0,5 


 3 
2
[PCl3 ][Cl2 ]
[PCl5 ]
1
P(g) + 2Q(g)  PQ2(g)
Mol mula-mula : x
1,5
–
Mol bereaksi : 0,5
1
0,5
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : (x – 0,5) 0,5
0,5
Kc =
Kc =
× Ptotal
Reaksi Kesetimbangan
PH =
2
PBr =
2
Kp =
4
nHBr
ntotal
1
× Ptotal = 5 × 2 = 0,4 atm
nH2
0,5
1
0,5
1
× Ptotal = 5 × 2 = 0,05 atm
ntotal
nBr2
× Ptotal = 5 × 2 = 0,05 atm
ntotal
(PH2 )(PBr2 )
(PHBr )2
=
(0,05)(0,05)
(0,4)2
= 6,25 × 10–3
Jadi, tetapan kesetimbang ( K p) pada reaksi
tersebut adalah 6,25 × 10–3.
26. Jawaban: a
1
2
1
N2(g) + 2 O2(g)  NO(g) K1 = 6
2NO(g)  N2(g) + O2(g)
K2 = ?
Reaksi kedua merupakan reaksi kebalikan reaksi
ke-1 dan juga 2 × reaksi ke-1 sehingga besarnya
K2 =
 1
6
 
2
1
= 36
27. Jawaban: e
Reaksi ke-1 dibalik dan dibagi 2:
1
1
HCl(g)  2 H2(g) + 2 Cl2(g)
K2 =

1

6
 1 10




1

4
 4  10



Reaksi ke-2 dibalik dan dibagi 2:
1
3
NH3(g)  2 N2(g) + 2 H2(g)
K2 =
Reaksi ke-3 tetap:
1
2
N2(g) + 2H2(g) +
30. Jawaban: a
1
2
Cl2(g)  NH4Cl(g)
K2 = 1 × 10–6
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
NH3(g) + HCl(g)  NH4Cl(g)
K=

1

1
10 6





×

1

4
10 4





× 1 × 10–6 = 0,05
B. Uraian
28. Jawaban: b
COCl2(g)  CO(g) + Cl2(g)
Mula-mula :
1
–
–
Terurai
:



–––––––––––––––––––––––––––––––––––
Setimbang : 1 – 


ntotal = 1 –  +  + 
=1+
Ptotal = P
Kp =
=
=



p
1 
1 
p
1 
2
1
2p
1 
1 
 2p
(1   )(1   )
=
2p
1  2
Jadi, nilai Kp reaksi tersebut sebesar
2p
1  2
29. Jawaban: c
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
Setimbang 0,8 mol
x mol 0,4 mol
Volume = 2 L
Kc =
4=
4=
[H2 ][I2 ]
[HI]2
.
1
mol I2 = 2 × mol Na2SO2O3 = 2 × 0,001 = 0,0005
Jadi, dalam kesetimbangan dihasilkan 0,0005 mol
I2.
Reaksi:
2HI(g)  H2(g) + I2(g)
Mol mula-mula : 0,02
Mol terurai
: 0,001
0,0005
0,0005
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,019
0,0005
0,0005
Konsentrasi pada
saat setimbang:
2
x 
  0,2
2
2
(0,4)
6,4 mol
2L
0,0005
2
0,0005
2
0,0095
0,00025 0,00025
[H2 ][I2 ]
[HI]2
Jadi, konsentrasi H2 sebesar 3,2 M.
= 6,9 × 10–4
Kc =
b.
Pada reaksi: 2HI(g)  H2(g) + I2(g)
n = 2 – 2 = 0
Kp = Kc(RT)0 = Kc = 6,9 × 10–4
3. Mol NH4Cl =
= 3,2 M
(0,00025)(0,00025)
(0,0095)2
a.
x
3,2 = 2
x = 6,4
[H2]=
0,019
2
(mol L–1)
 x   0,4 
 

 2 2 
 0,8 


 2 
1. Reaksi setimbang adalah reaksi yang berlangsung
bolak-balik, laju terbentuknya produk sama
dengan laju terurainya produk menjadi reaktan.
Dalam keadaan setimbang laju reaksi ke kanan
sama dengan dengan laju reaksi ke kiri. Syaratsyarat reaksi setimbang sebagai berikut.
a. Terjadi dalam wadah tertutup.
b. Bersifat dinamis.
c. Reaksi bolak-balik.
2. Reaksi titrasi:
I2(g) + 2Na2S2O3(aq)  2NaI(g) + Na2S4O6(aq)
1 mol I2 ~ 2 mol Na2S2O3
p
p

1  1 
1 
p
1 
=
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Mol mula-mula : x
–
–
Mol bereaksi : 0,5x
0,5x
0,5x
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,5x
0,5x
0,5x
Perbandingan mol PCl5: PCl3 = 0,5x : 0,5x =1: 1
Jadi, perbandingan mol PCl5 : PCl3 adalah 1:1.
=
massa
M r NH4Cl
=
16,06
53,5
= 0,3 mol
NH4Cl(s)  NH3(g) + HCl(g)
Mol mula-mula : 0,3
–
–
Mol terurai
: 0,05
0,05
0,05
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,25
0,05
0,05
mol terurai
 = mol mula-mula =
0,05
0,3
= 0,17
Kimia Kelas XI
85
Kc = [NH3][HCl]
=
 0,05  0,05 
 10  10 



= 2,5 × 10–5
Kp = Kc (RT)n
n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
n = 2 – 0 = 2
Kp = 2,5 × 10–5(0,082 · 773)2
= 2,5 × 10–5 · 4,02
= 1,0 × 10–4
Jadi, derajat ionisasi dan tetapan kesetimbangan
berturut-turut sebesar 0,17 dan 1,0 × 10–4.
6. Reaksi kesetimbangan:
Ag2CrO4(s)  2Ag+(aq) + CrO42–(aq)
Mol Ag+ = mol CrO42– karena koefisiennya sama
maka:
Mol Ag+ = 2a mol CrO42– = a
Ptotal = P atm
Kp = (PAg+)2(PCrO 2–)
4
4. 2MgO2(s)  2MgO(s) + O2(g)
a(1 – )
1
2
a
76 cmHg = 1 atm
82 cmHg =
82
76
= 1,08 atm
3,24
32,68
4
1
4
= 0,1 mol
1
× 0,6 ×  = 0,1
0,3 = 0,1
= 0,33
Jadi, derajat disosiasi MgO2 adalah 0,33.
5. Reaksi:
7. Persamaan reaksi : N2O4(g) 2NO2(g)
Mol mula-mula : 5
Mol terurai
:
y
2y
–––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang
: 5–y
2y
Pada kondisi setimbang mol N2O4 = mol NO2,
maka:
5 – y = 2y
–2y – y = –5
3y = 5
y =
5
3
Fe2O3(s) + 3CO(g)  2Fe(s) + 3CO2(g) H = –x kJ
Dengan demikian, persamaan reaksinya menjadi:
Reaksi
: N2O4(g) 2NO2(g)
Mol mula-mula :
5
–
Reaksi ke kanan berlangsung secara eksoterm
karena mempunyai harga entalpi negatif, sebaliknya reaksi ke kiri merupakan reaksi endoterm.
Usaha yang dapat dilakukan agar reaksi bergeser
ke arah produk (ke kanan) sebagai berikut.
a. Suhu diturunkan. Jika suhu diturunkan,
kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi
eksoterm, sedangkan jika suhu dinaikkan
reaksi akan bergeser ke arah endoterm.
b. Memperbesar konsentasi CO. Jika suatu zat
pada reaksi kesetimbangan ditambah, reaksi
akan bergeser dari arah zat yang ditambah.
Jika suatu zat pada reaksi kesetimbangan
dikurangi, reaksi akan bergeser ke arah zat
yang dikurangi.
Adapun perlakuan volume/tekanan diperbesar
atau diperkecil tidak memengaruhi pergeseran
kesetimbangan karena kedua ruas memiliki
jumlah koefisien yang sama.
Mol terurai
:
3
3
–––––––––––––––––––––––––––––– +

jumlah koefisien
3
86
a
p2)( 3a p)
atas adalah 27 p3.
Jumlah mol O2 yang terjadi = 2 a = 0,1 mol
0,1
0,3
4a 2
9a 2
p)
4
3,24 = n × 32,68
=
=(
3a
= 27 p3
Jadi, tetapan kesetimbangan (Kp) untuk reaksi di
1,08 atm × 3 L = n × 0,0821 L atm mol–1 K–1 × (125 + 273) K
1
2
a
p)2(
= ( 9 p2)( 3 p)
a
Jumlah mol O2 yang terjadi:
PV = nRT
n=
=(
2a
3a

jumlah koefisien
3
Reaksi Kesetimbangan
Mol setimbang :
a.
5
10
10
3
10
3
Derajat disosiasi () = mol terdisosiasi
mol mula-mula
=
5
3
5
5
1
= 15 = 3
1
b.
Jadi,  untuk reaksi tersebut sebesar 3 .
Konsentrasi setiap zat yang terlibat dalam
mol
reaksi = volume
1)
[N2O4] =
=
mol N2O 4
volume N2O 4
10
3
mol
1L
10
= 3 M
2)
[NO2] =
=
9. Reaksi
: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)
Mol mula-mula : 4
3
Mol reaksi
: 0,5
1,5
1
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 3,5
1,5
1
mol NO 2
volume NO 2
10
3
mol
1L
10
PNH =
= 3 M
[NO 2 ]2
[N2O 4 ]
2
10
c.
Kc =
d.
Kp = Kc(RT)n
R = 0,082 L atm/mol K
Kc =
=
 10 
 
 3
10
3
3
= 3
10
3
2C
1
3,5
3,5  1,5  1
× 3 atm = 1,75 atm
PH =
1,5
3,5  1,5  1
× 3 atm = 0,75 atm
[PNH3 ]2
Kc =
 1
4
 
2
= 0,338
Kc = 8 ×
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)
Mol mula-mula
: 2
2
–
–
Mol bereaksi
: x
x
x
x
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang
:2–x
2–x
x
x
Konsentrasi pada
saat setimbang
1
Kc =
= 16
(2) 2A + D  C
Kc = 8
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
(3) C + D  2B
[PN2 ][PH2 ]
(0,5)2
(1,75)(0,75)3
10. Reaksi kesetimbangan:
(0,082 × 300)1 = 82
 2A + 2B
=
3
Jadi, harga tetapan kesetimbangan parsial (Kp)
reaksi tersebut sebesar 0,338.
8. A + B  C
Kc = 4
. . . (1)
2A + D  C
Kc = 8
. . . (2)
C + D  2B
Kc = ?
. . . (3)
Reaksi (3) dapat diperoleh dari penjumlahan
kebalikan reaksi (1) dikali dua dan reaksi (2) tetap
sebagai berikut.
(1)
2
Kp =
T = 27°C = 300 K
n = 2 – 1 = 1
Kp =
× 3 atm = 0,5 atm
PN =
2
10
3
1
3,5  1,5  1
1
16
1
= 2
2x
5
2x
5
x
5
 x  x 
  
 5  5 
 2  x  2  x 



 5  5 
2
4=

4=
 x 
2x 



22 =
 x 
2x 



2=
 x 
2x 




x
5
[CO 2 ][H2 ]
[CO][H2O]

1
Jadi, Kc untuk reaksi C + D  2B adalah 2 .
:
2
4 – 2x = x
3x = 4

x=
4
3
mol
Jadi, jumlah mol uap air dalam kesetimbangan
4
2
2 – 3 = 3 mol.
Kimia Kelas XI
87
A. Pilihan Ganda
Jawaban: d
Reaksi 1) merupakan reaksi adisi karena terjadi
pemutusan ikatan rangkap (ikatan rangkap dua
menjadi tunggal). Reaksi 2) merupakan reaksi
substitusi karena terjadi pergantian gugus atom H
oleh Cl. Sementara itu, reaksi 3) merupakan reaksi
pembakaran karena bereaksi dengan oksigen (O2)
yang menghasilkan gas CO2 dan H2O.
5.
Jawaban: d
Titik didih senyawa hidrokarbon berbanding lurus
dengan Mr. Senyawa 1), 2), dan 3) memiliki Mr
yang sama karena memiliki rumus yang sama,
yaitu C5H12. Apabila Mr sama, senyawa dengan
rantai paling panjang mempunyai titik didih
paling tinggi. Jadi, urutan titik didih dari yang
terendah adalah 3) – 2) – 1).
6.
Jawaban: a
Zat aditif yang ditambahkan dalam bensin sebagai
pengganti TEL adalah metil tersier butil eter
(MTBE).
7.
Jawaban: b
Kegunaan beberapa fraksi minyak bumi sebagai
berikut.
5
4
3
-----------------
Jawaban: b
-------------------CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3
-------
1.
4.
------------
----------------- |
2
CH3 – C – CH3
|
1
CH3
------
3-etil-2,2-dimetil pentana
Cabang etil pada C nomor 3 dan dua metil pada
C nomor 2. Secara alfabetis etil ditulis terlebih
dahulu daripada metil. Apabila terdapat 2 cabang
yang sama diberi awalan di- (dimetil) sehingga
namanya 3-etil-2,2-dimetil pentana.
2.
3.
Jawaban: b
Reaksi adisi merupakan reaksi pemutusan ikatan
rangkap. Pada reaksi adisi alkena oleh asam
halida berlaku aturan Markovnikov, yaitu atom H
dari asam halida akan berikatan dengan atom C
rangkap yang mengikat atom H lebih banyak. Jadi,
senyawa hasil reaksi adalah
Br
|
H3C – C – CH2 – CH2 – CH3
|
CH3
No.
Jawaban: d
Pada keadaan STP, jumlah mol alkena adalah
2,24
22,4
Mr =
= 0,1 mol, mol =
4,2
0,1
gram
Mr
⇔ 0,1 =
4,2
Mr
= 42
Mr CnH2n = 42 ⇔ (n × 12) + (2n × 1) = 42
14n = 42 ⇔ n = 3
Rumus alkena = C3H6
Jadi, alkena yang dimaksud adalah propena.
88
Ulangan Akhir Semester
8.
Jumlah
Atom
Titik Didih
Kegunaan
Bahan bakar kompor
gas
Bahan bakar kendaraan
bermotor
Bahan bakar pesawat
terbang, kompor minyak,
dan bahan industri
Bahan bakar mesin diesel
Bahan baku pembuatan
lilin
1)
C1 – C4
< 200C
2)
C5 – C10
30 – 90°C
3)
C10 – C14
170 – 250°C
4)
C15 – C25
250 – 500°C
5)
C26 – C28
> 350°C
Jawaban: d
Ada enam senyawa gas yang menyebabkan efek
rumah kaca, yaitu CO2, CH4, N2O, CFC, SF6 dan
HFCs. Sementara itu, gas CO merupakan gas
beracun yang dihasilkan asap rokok. Gas CO
dapat mengakibatkan kematian karena akan
berikatan dengan hemoglobin dalam darah.
Adapun gas O2 dan H2 merupakan gas yang
terdapat di udara bebas dan tidak berbahaya. H2O
merupakan rumus molekul air.
9. Jawaban: c
Mol CS2 =
∆H =
massa CS 2
M r CS 2
=
3,8
76
∆Hreaksi = ∆Hhasil – ∆Hreaktan
= (∆H°f CO2 + 2 · ∆H°f H2O) –
(∆H°f CH4 + 2 · ∆H°f O2)
= (–94,1 – 2(136,6)) kkal – (–17,9 – 0) kkal
= –349,4 kkal
13. Jawaban: c
∆Hreaksi = ΣEpemutusan – ΣEpenggabungan
= 0,05
Q
mol
1
= (EC – C + EC = O + 4EC – H + 2 EO = O) –
(EC – C + EC = O + EC – O + 3EC – H + EO – H)
Q = –∆H × mol
= –1110 × 0,05
= –55,5 kJ
Jadi, kalor reaksi yang dihasilkan dari pembakaran 3,8 gram CS2 sebesar –55,5 kJ.
10. Jawaban: d
1) 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g)
2)
1
O (g)
2 2
NO(g) +
→ NO2(g)
2NO2(g) → N2O4(g)
∆H = a
∆H = b
∆H = . . . ?
Untuk mendapatkan reaksi tersebut, persamaan
1) tetap, sedangkan persamaan 2) dibalik dan
dikalikan 2. Penggabungan kedua reaksi tersebut
sebagai berikut.
1) 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g)
∆H = a
2) 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g)
∆H = –2b
–––––––––––––––––––––––––––––––––– +
2NO2(g) → N2O4(g)
∆H = (a – 2b) kJ
11. Jawaban: e
Massa larutan = volume × massa jenis air
= (1 × 1.000) mL × 1 g mL–1
= 1.000 g
o
∆T = (34 – 27) C = 7°C
c = 4,2 J g–1°C–1
Q = m · c · ∆T
= 1000 · 4,2 · 7
= 29400 J
= 2,94 kJ
Mol KOH =
=
massa KOH
M r KOH
2,8
56
= 0,05 mol
∆H = –
Q
mol
=
2,94
0,05
= –58,8 kJ mol–1
Jadi, perubahan entalpi pelarutan KOH sebesar
– 58,8 kJ mol–1.
12. Jawaban: a
Reaksi pembakaran metana:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(A)
1
= (349 + 726,6 + (4 × 417) + ( 2 × 506)) –
(349 + 726,6 + 357 + (3 × 417) + 465)
= 2996,6 – 3.148,6 = –152 kJ
22
22 gram C2H3OH = 44 = 0,5 mol
Jadi, perubahan entalpi pada oksidasi 22 gram
asetaldehida adalah 0,5 × (–152) = –76 kJ.
14. Jawaban: b
∆H1 = ∆H2 + ∆H3
= +178 kJ + –318 kJ
= –140 kJ
Jadi, nilai ∆H1 sebesar –140 kJ
15. Jawaban: d
Dari diagram tersebut diperoleh dua reaksi, yaitu:
1)
2S(s) + 3O2(g) → 2SO2(g) + O2(g)
∆H = –673 kJ
2)
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)
∆H = –186,5 kJ
Reaksi SO3(g) → S(s) + 3O2(g) diperoleh menggunakan hukum Hess. Reaksi 1) dibalik dan dibagi
dua. Reaksi 2) dibalik dan dibagi dua. Penggabungan kedua reaksi tersebut sebagai berikut.
1)
2)
SO2(g) +
1
2
O2(g) → S(s) +
SO3(g) → SO2(g) +
1
2
O2(g)
3
2
O2(g) ∆H = +336,5 kJ
∆H = +93,25 kJ
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
SO3(g) → S(s) +
3
2
O2(g)
∆H = +429,75 kJ
3
Jadi, ∆H untuk reaksi: SO3(g) → S(s) + 2 O2(g)
adalah + 429,75 kJ.
16. Jawaban: e
Luas permukaan semua pereaksi pada percobaan
tersebut sama karena sama-sama berbentuk
larutan. Laju reaksi yang hanya dipengaruhi oleh
suhu terdapat pada tabung 4) terhadap 5) karena
konsentrasi dan luas permukaan kedua tabung
sama yang berbeda hanya suhu. Laju reaksi
tabung 1) terhadap 2) dan 2) terhadap 3)
dipengaruhi oleh konsentrasi karena suhu dan
luas permukaan kedua tabung sama, tetapi
konsentrasi HCl berbeda. Laju reaksi tabung 1)
Kimia Kelas XI
89
terhadap 4) dan 3) terhadap 5) dipengaruhi oleh
suhu dan konsentrasi karena luas permukaan
sama tetapi suhu dan konsentrasi HCl berbeda.
17. Jawaban: a
Misal laju reaksi: v = k [H2]m[I2]n
Orde reaksi H2 ditentukan saat [I2] tetap, yaitu data
percobaan 1) dan 2).
m
v1
v2
=
k ⎛ [H2 ]1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [H2 ]2 ⎠
1
36
1
18
=
k ⎛ 0,1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,2 ⎠
=
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
=
1
2
18
36
1
2
m
n
⎛ [I2 ]1 ⎞
⎜
⎟
⎝ [I2 ]2 ⎠
n
⎛ 0,2 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
m
m
m=1
Orde reaksi I2 dapat ditentukan saat [H2] tetap,
yaitu data percobaan 3) dan 4).
m
v3
v4
=
k ⎛ [H2 ]3 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [H2 ]4 ⎠
1
9
1
18
=
k ⎛ 0,4 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,4 ⎠
18
9
=
⎛ 0,2 ⎞
⎜ 0,1 ⎟
⎝
⎠
m
n
⎛ [I2 ]3 ⎞
⎜
⎟
⎝ [I2 ]4 ⎠
n
⎛ 0,2 ⎞
⎜ 0,1 ⎟
⎝
⎠
n
2 = 2n
n=1
Sehingga persamaan laju reaksi adalah
v = k[H2][I2]. Harga k dapat ditentukan dengan
mengambil salah satu data percobaan, misal
percobaan 1).
v = k [H2][I2]
1
36
1
36
= k (0,1)(0,2)
= k 0,02
v = 0,5[NO]2[Cl2]
2
⎛ 0,8 ⎞ ⎛ 0,4 ⎞
⎟ ⎜
⎟
⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠
= 0,5 ⎜
= 0,5(0,4)2(0,2)
= 0,016 M menit–1
Jadi, laju reaksinya sebesar 0,016 M menit–1.
19. Jawaban: e
Misal laju reaksi: v = k [NO2]m[O2]n
Orde reaksi NO2 ditentukan saat [O2] tetap, yaitu
data percobaan 2) dan 3).
m
v2
v3
=
k ⎛ [NO 2 ]2 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [NO 2 ]3 ⎠
19,8 × 10−4
19,8 × 10−4
=
k ⎛ 0,2 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,1 ⎠
1=
n
n
⎛ 0,3 ⎞
⎜ 0,3 ⎟
⎝
⎠
m
1 = 2m
m=0
Orde reaksi O2 ditentukan saat [NO2] tetap, yaitu
data percobaan 1) dan 3).
m
v1
v3
=
k ⎛ [NO 2 ]1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [NO 2 ]3 ⎠
2,2 × 10−4
19,8 × 10−4
=
k ⎛ 0,1⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,1⎠
1
9
=
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,3 ⎟
⎝
⎠
=
1
3
⎛ 1⎞
⎜3⎟
⎝ ⎠
2
m
⎛ [O 2 ]1 ⎞
⎜
⎟
⎝ [O 2 ]3 ⎠
n
n
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,3 ⎟
⎝
⎠
n
n
n=2
Sehingga persamaan laju reaksi adalah v = k [O2]2.
Harga k dapat ditentukan dengan mengambil
salah satu data percobaan, misal percobaan 1).
v = k[O2]2
k = 1,4
Jadi, nilai konstanta laju reaksi dari percobaan
tersebut adalah 1,4.
18. Jawaban: e
80
80% NO = 100 × 4 = 3,2 mol
2NO + Cl2 → 2NOCl
Mol mula-mula :
4
2
–
Mol bereaksi :
3,2 1,6
3,2
––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol sisa
:
0,8 0,4
3,2
2,2 × 10–4 = k(0,1)2
k=
Ulangan Akhir Semester
2,2 × 10 −4
0,01
= 2,2 × 10–2
Laju reaksi saat [NO2] dan [O2] diubah menjadi
0,5 M:
v = k[O2]2
= 2,2 × 10–2(0,5)2
= 5,5 × 10–3
Jadi, harga laju reaksinya menjadi 5,5 × 10–3 Ms–1.
20. Jawaban: c
Laju reaksi =
90
⎛ 0,2 ⎞
⎜ 0,1 ⎟
⎝
⎠
m
⎛ [O 2 ]2 ⎞
⎜
⎟
⎝ [O 2 ]3 ⎠
perubahan volume (T tetap)
perubahan waktu
Suhu tetap pada percobaan 1) dan 2), maka laju
reaksi:
v=
(40 − 20) mL
(10 − 5) det ik
= 4 mL
v1
v2
s–1
Jadi, laju pembentukan gas H2 sebesar 4 mL s–1.
21. Jawaban: b
Orde reaksi NO ditentukan saat [H2] tetap, yaitu
data percobaan 2) dan 4).
m
=
k ⎛ [H2 ]2 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [H2 ]4 ⎠
3,1× 10
9,1 × 10 −3
=
k ⎛ 0,2 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,2 ⎠
1
3
=
v2
v4
−3
⎛ 1⎞
⎜3⎟
⎝ ⎠
m
n
⎛ [NO]2 ⎞
⎜
⎟
⎝ [NO]4 ⎠
23. Jawaban: e
Dimisalkan laju reaksinya: v = k[A]x[B]y
v1
2v 1
II.
v1
8v 1
k [ A] [B ]
y
1
1
1
(8)
1
1
( 2 )x( 2 )y
= k [2A]x [B ]y ⇔ ( 2 ) = ( 2 )x → x = 1
=
k [ A ]x [B ]y
k [2A ]x [2B ]y
1
1
⇔
1
=
1
1
⇔ ( 8 ) = ( 2 )x · ( 2 )y ⇔ ( 4 ) = ( 2 )y
1
1
⇔ ( 4 )2 = ( 2 )y → y = 2
Jadi, persamaan laju reaksinya v = k[A][B]2.
n
⎛ 1⎞
m
⎛ 1⎞
m
= ⎜2⎟
⎝ ⎠
= ⎜2⎟
⎝ ⎠
m=2
Orde reaksi B, [A] tetap → percobaan 2 dan 3.
48 × 10 −3
96 × 10 −3
22. Jawaban: e
Laju reaksi yang dipengaruhi oleh suhu dan luas
permukaan ditunjukkan oleh erlenmeyer IV
terhadap V karena kedua konsentrasi erlenmeyer
sama tetapi suhu dan luas permukaan (bentuk
padatan) berbeda. Laju reaksi I terhadap II
dipengaruhi oleh luas permukaan karena kedua
erlenmeyer memiliki kondisi suhu dan konsentrasi
yang sama tetapi bentuk padatannya berbeda.
Laju reaksi I terhadap IV dipengaruhi oleh
konsentrasi dan luas permukaan karena kedua
erlenmeyer memiliki suhu yang sama tetapi
konsentrasi dan bentuk padatannya berbeda. Laju
reaksi II terhadap III dipengaruhi oleh suhu,
konsentrasi, dan luas permukaan karena kedua
erlenmeyer memiliki kondisi suhu, konsentrasi,
dan bentuk padatan yang berbeda. Adapun, laju
reaksi III terhadap V memiliki laju yang sama
karena kedua erlenmeyer memiliki suhu,
konsentrasi, maupun bentuk padatan sama.
m
k ⎛ 0,1 ⎞ ⎛ 0,6 ⎞
= k ⎜ 0,2 ⎟ ⎜ 0,6 ⎟
⎝
⎠ ⎝
⎠
1
4
v2
v3
n
x
12 × 10 −3
48 × 10 −3
n
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,3 ⎟
⎝
⎠
n=1
Orde reaksi terhadap NO adalah satu. Orde satu
digambarkan oleh kurva opsi b. Sementara itu,
opsi a merupakan kurva orde nol terhadap NO
dan opsi c kurva orde dua terhadap NO.
I.
24. Jawaban: b
Orde reaksi terhadap A, [B] tetap → percobaan 1
dan 2.
m
k ⎛ 0,2 ⎞ ⎛ 0,6 ⎞
n
= k ⎜ 0,2 ⎟ ⎜ 1,2 ⎟
⎝
⎠ ⎝
⎠
⎛ 1⎞
n
⎛ 1⎞
n
= ⎜2⎟
⎝ ⎠
1
2
= ⎜2⎟
⎝ ⎠
n=1
Jadi, persamaan laju reaksinya adalah v = k[A]2[B].
25. Jawaban: d
Pada percobaan 2 dan 4 dipengaruhi oleh
konsentrasi. Percobaan 2 memiliki konsentrasi
2 M, sedangkan percobaan 4 memiliki konsentrasi
4 M. Adapun luas permukaan dan suhu pada
kedua percobaan sama. Sementara itu, waktu
menunjukkan cepat lambatnya reaksi berlangsung.
26. Jawaban: c
Orde reaksi Na2S2O3, [HBr] tetap → percobaan 1
dan 2.
1
v= t
1
t1
1
t2
= k
2
1
=
k ⎛ 0,4 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
⎛ 0,4 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
m
n
⎛ 4,0 ⎞
⎜ 4,0 ⎟
⎝
⎠
m
2 = 2m
m=1
Orde reaksi HBr, [Na2S2O3] tetap → percobaan 3
dan 4.
1
t3
1
t4
= k
8
4
=
m
k ⎛ 0,1⎞
⎜ 0,1⎟
⎝
⎠
⎛ 0,4 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
n
⎛ 4,0 ⎞
⎜ 2,0 ⎟
⎝
⎠
m
2 = 2m
m=1
Jadi, orde reaksi totalnya adalah 1 + 1 = 2.
Kimia Kelas XI
91
31. Jawaban: a
27. Jawaban: b
X(g) + 2Y(g) U XY2(g)
Mol mula-mula : 2
4
–
Mol bereaksi : 1
2
1
––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 1
2
1
Mol NO2 =
v=
(1)2(2) =
Mol setimbang :
2
3
1
bereaksi adalah
2
3
1
[CO 2 ][H2O]
29. Jawaban: d
Pergeseran kesetimbangan dipengaruhi oleh
beberapa hal, salah satunya adalah konsentrasi.
Jika konsentrasi ion Fe3+ ditambahkan maka ion
Fe3+ akan bereaksi lagi dengan ion SCN– yang
menyebabkan reaksi bergeser ke kanan dan
warna merah semakin gelap atau bertambah
merah. Hal ini sesuai dengan hukum Le Chatelier
yang menyatakan jika konsentrasi ditambah maka
kesetimbangan bergeser ke arah yang tidak
ditambah begitu pun sebaliknya.
30. Jawaban: d
: HCl(g) + H2O(A) U H3O+(aq) + Cl–(aq)
Mol setimbang : 0,1
Kc =
0,3
0,25
[H3O + ][Cl− ]
[HCl]
0,1
[HCl] = 2 = 0,05 M
[H3O+] =
0,25
2
= 0,125 M
0,2
[Cl–] = 2 = 0,1 M
Kc =
(0,125)(0,1)
0,05
= 0,25
Jadi, nilai Kc dari reaksi sebesar 0,25.
92
Ulangan Akhir Semester
0,2
2–x
x
Mol NO2 : O2 = 2 : 1 = (2 – x) :
1
2
1
2
x
x
1
2( 2 x) = 1(2 – x)
.
28. Jawaban: b
Pada prinsipnya dalam tetapan kesetimbangan
baik Kc atau Kp rumus tetapannya selalu produk
dibagi reaktan masing-masing dipangkatkan
dengan koefisiennya. Spesi/zat yang terdapat
dalam rumus Kc hanya fase gas (g) dan larutan
(aq). Sementara itu, pada Kp hanya spesi kimia
yang berfase gas (g). Jadi, persamaan reaksi yang
mungkin untuk rumus Kc tersebut adalah opsi b.
Adapun opsi a, c, dan e merupakan reaksi yang
belum setara, sedangkan opsi d jika ditulis tetapan
kesetimbangannya:
Reaksi
= 2 mol
1
Jadi, kecepatan reaksi setelah bagian 2 X
Kc =
92
46
Mol terurai
:
x
x
x
2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
v = k[X]2[Y]
1
3
=
Reaksi
2NO2(g) U 2NO(g) + O2(g)
Mol mula-mula :
2
–
–
1
3
k=
massa NO 2
M r NO 2
x=2–x
2x = 2
x=1
[NO2] =
[NO] =
[O2] =
Kc =
=
2 −1
2−x
=
= 0,1
10
10
1
x
=
= 0,1 M
10
10
1
x
2
10
=
1
2
⋅2
10
M
= 0,05 M
[NO]2 [O 2 ]
[NO 2 ]2
(0,1)2 (0,05)
(0,1)2
= 0,05
Jadi, nilai tetapan kesetimbangan (Kc) sebesar
0,05.
32. Jawaban: b
Reaksi kesetimbangan:
2N2(g) + 3H2(g) U 2NH3(g)
Jumlah koefisien
reaksi = 5
Jumlah koefisien
reaksi = 2
Jika volume diperbesar maka kesetimbangan
akan bergeser ke arah koefisien yang besar (ke
kiri) sehingga gas N2 dan gas H2 akan bertambah.
Jadi, gambar partikel reaksi kesetimbangan
sesaat yang baru ditunjukkan oleh gambar b.
33. Jawaban: d
80
80% SO3 terurai = 100 × 15 = 12 mol
Reaksi
2SO3(g) U 2SO2(g) + O2(g)
Mol mula-mula :
15
–
–
Mol terurai
:
12
12
6
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang :
3
12
6
Mol total = 21 mol
Ptotal = 7 atm
P(SO ) =
3
P(SO ) =
2
P(O
=
2)
Kp =
n(SO3 )
ntotal
n(SO2 )
ntotal
n(O2 )
× Ptotal =
3
21
× 7 = 1 atm
× Ptotal =
12
21
× 7 = 4 atm
× Ptotal =
ntotal
(P(SO2 ) )2 (P(O2 ) )
2
(P(SO3 ) )
=
6
21
Jadi, reaksi yang bergeser ke arah produk jika
tekanan diperkecil adalah opsi a. Sementara itu,
opsi b tidak mengalami pergeseran karena kedua
ruas memiliki jumlah koefisien yang sama. Opsi
c, d, dan e akan bergeser ke arah pereaksi (kiri).
× 7 = 2 atm
(4)2 (2)
(1)2
= 32
Jadi, nilai Kp untuk reaksi tersebut sebesar 32.
34. Jawaban: b
2NO(g) + O2(g) U 2NO2(g) ∆H = +150 kJ
Jumlah koefisien
reaksi = 3
Jumlah koefisien
reaksi = 2
Kesetimbangan sistem akan bergeser ke kiri jika:
1) tekanan diperkecil karena mol zat di sebelah
kiri lebih besar;
2) suhu diturunkan (∆H positif berarti reaksi ke
kanan endoterm dan ke kiri eksoterm);
3) pereaksi dikurangi.
35. Jawaban: a
Reaksi I : 2P2(g) + Q2(g) U 2P2Q(g)
K=4
1
K=?
Reaksi II : P2Q(g) U P2(g) + 2 Q2(g)
Reaksi kedua merupakan reaksi kebalikan reaksi
ke-1 dan juga
1
2
besarnya K2 =
1
4
dari reaksi ke-1 sehingga
1
= 2.
36. Jawaban: a
Kesetimbangan akan bergeser ke arah produk
artinya bergeser ke kanan. Apabila tekanan
diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke
arah jumlah koefisien besar. Jadi, ruas kanan
(produk) harus memiliki jumlah koefisien lebih
besar daripada jumlah koefisien ruas kiri
(pereaksi). Jumlah koefisien masing-masing
reaksi sebagai berikut.
1) N2O4(g) U 2NO2(g)
1
2)
2
2HI(g) U H2(g) + I2(g)
2
3)
2
N2(g) + 3H2(g) U 2NH3(g)
4
4)
2
2S(s) + 3O2(g) U 2SO3(g)
3
5)
2
NH3(g) + HCl(g) U NH4Cl(s)
2
37. Jawaban: a
Reaksi kesetimbangan:
CH3COOCH3(aq) + H2O(A) U CH3COOH(aq)
+ CH3OH(aq)
Kaidah pergeseran yang memenuhi reaksi
tersebut adalah penambahan air tidak menggeser
kesetimbangan. Hal ini dikarenakan fase lelehan
(A) tidak berpengaruh terhadap pergeseran
kesetimbangan. Adapun perubahan konsentrasi
memengaruhi pergeseran kesetimbangan.
Apabila konsentrasi pereaksi ditambah, reaksi
bergeser ke kanan atau ke arah produk. Namun,
jika konsentrasi pereaksi dikurangi, reaksi
bergeser ke arah kiri atau ke arah pereaksi,
sehingga konsentrasi pereaksi bertambah.
Contohnya penambahan CH3COOH akan menambah CH3COOCH3 sedangkan pengambilan
CH 3 OH dapat menambah CH 3 COOH dan
CH3OH.
38. Jawaban: c
Reaksi
: 2NH3(g) U N2(g) + 3H2(g)
Mol setimbang : 2 mol
1 mol 1 mol
Kc =
[N2 ][H2 ]3
[NH3 ]2
1
=
1
( 2 )( 2 )3
1
= 16
2
( 2 )2
Kp = Kc(RT)∆n
∆n = koefisien gas kanan – koefisien gas kiri
∆n = 4 – 2 = 2
T = 27°C + 273 = 300 K
1
K = 16 (0,082 × 300)2
39. Jawaban: e
Volume = 1.000 mL = 1 L
2SO2(g) + O2(g) U 2SO3(g)
Mol mula-mula : 0,5
0,3
Mol bereaksi : 0,4
0,2
0,4
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 0,1
0,1
0,4
Kc =
[SO3 ]2
2
[SO2 ] [O2 ]
=
(
(
)
2
0,4 mol
1L
2
0,1mol
0,1mol
1L
1L
)(
)
= 160
Jadi, harga Kc sebesar 160.
40. Jawaban: c
PCl5(g) U PCl3(g) + Cl2(g)
Tekanan parsial : 0,5 atm
0,25 atm x atm
0
Kimia Kelas XI
93
Kp =
0,125 =
hematan dalam penggunaan minyak bumi.
Selain itu, diperlukan upaya pengadaan
sumber energi alternatif pengganti minyak
bumi, misalnya batu bara, energi surya,
energi panas bumi, dan biogas.
(PPCl3 )(PCl2 )
(PPCl5 )
(0,25 atm)(x atm)
(0,5 atm)
0,0625 = 0,25x
x = 0,25 atm
Jadi, tekanan parsial gas Cl2 sebesar 0,25 atm
5.
H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaSO4(aq) + 2H2O(A)
atau 1 atm.
Mol mula-mula : 0,1
0,1
–
–
Mol bereaksi : 0,1
0,1
0,1
0,2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol sisa
: –
–
0,1
0,2
4
B. Uraian
1.
2.
a.
b.
c.
3-etil pentana
2,4-dimetil-3-heksena
2-metil-2,4-heksadiena
a.
C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr
b.
CH3 – C = CH – C2H5 + HCl →
|
CH3
Massa larutan = massa air
Volume total = 100 mL + 100 mL = 200 mL
ρ=
3.
4. a.
b.
94
=
9
Minyak bumi terbentuk dari proses pembusukan tumbuhan dan hewan yang
tertimbun atau mengendap selama berjutajuta tahun. Sisa tumbuhan dan hewan yang
tertimbun endapan lumpur, pasir, dan zat-zat
lainnya selama jutaan tahun mendapat
tekanan dan panas bumi secara alami.
Bersamaan dengan proses tersebut, bakteri
pengurai merombak senyawa-senyawa
kompleks menjadi senyawa hidrokarbon.
Karena pengaruh suhu dan tekanan tinggi
selama jutaan tahun, materi organik itu
berubah menjadi minyak.
Minyak bumi merupakan sumber daya alam
yang tidak terbarukan. Oleh karena itu,
diperlukan kesadaran dan upaya peng-
Ulangan Akhir Semester
Q
mol laru tan
4,2
–
= –42
0,1
∆H = –
C3H6 + 2 O2 → 3CO2 + 3H2O
Senyawa belerang yang terkandung dalam
minyak bumi dapat menyebabkan beberapa
kerugian sebagai berikut.
a. Pencemaran udara, pencemaran ini berasal
dari beberapa senyawa belerang yang
berbau tidak sedap.
b. Korosi, korosi dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan pada alat-alat pengolahan
pada kilang minyak, terutama pada alat-alat
yang bekerja pada suhu tinggi.
m
v
m = 1 g mL–1 × 200 mL
= 200 gram
Q = m · c · ∆t
= 200 gram · 4,2 J g–1K–1 · 5°C
= 4.200 J
= 4,2 kJ
Cl
|
CH3 – C – CH2 – C2H5
|
CH3
c.
Mol H2SO4 = 100 mL × 1 M = 100 mmol = 0,1 mol
Mol Ba(OH)2 = 100 mL × 1 M = 100 mmol = 0,1 mol
kJ
Jadi, persamaan termokimia reaksi tersebut
adalah
H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaSO4(aq) + 2H2O(A) ∆H = –42 kJ
6.
a.
Massa etana dalam LPG
40
= 100 × 2.000 gram = 800 gram
Mol etana (C2H6) =
800 g
30 g mol−1
= 26,67 mol
Massa butana dalam LPG
60
= 100 × 2.000 gram = 1.200 gram
Mol butana (C4H10) =
1.200 g
58 g mol−1
= 20,69 mol
Pembakaran etana (C2H6)
7
C2H6(g) + 2 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)
∆H = (2 · ∆H°f CO2 + 3 · ∆H°f H2O)
7
– (∆H°f C2H6 + 2 · ∆H°f O2)
= ((2 × (–395,2)) + (3 × (–286,9)))
– (–84,8 + 0)
= (–790,4 – 860,7) + 84,8
= –1.566,3 kJ
Pembakaran butana (C4H10)
13
C4H10(g) + 2 O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g)
∆H = (4 · ∆H°f CO2 + 5 · ∆H°f H2O)
13
– (∆H°f C4H10 + 2 · ∆H°f O2)
= (4 × (–395,2) + 5 × (286,9)) – (–144,3 + 0)
= (–1.580,8 – 1.434,5) + 144,3
= –2.871 kJ
∆H reaksi pembakaran 1 mol C 2 H 6 =
–1.566,3 kJ/mol
26,67 mol C2H6 menghasilkan kalor
= 26,67 × 1.566,3 = 41.773,22 kJ
∆H reaksi pembakaran 1 mol C 4 H 10 =
–2.871 kJ/mol
20,69 mol C4H10 menghasilkan kalor
= 20,69 × 2.871 = 59.400,99 kJ
Jadi, pada pembakaran 2 kg gas LPG
dihasilkan kalor 41.773,22 kJ + 59.400,99 kJ
= 101.174,21 kJ
b.
=
=
k ⎛ [CO]3 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [CO]4 ⎠
8
x
=
k ⎛ 0,2 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,3 ⎠
8
x
=
⎛ 2 ⎞ ⎛ 1⎞
⎜3⎟ ⎜9⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
8
x
8.
Energi pengaktifan (Ea) adalah adalah energi
minimum yang diperlukan untuk melangsungkan
terjadinya suatu reaksi. Grafik energi pengaktifan
pada reaksi endoterm dan eksoterm sebagai
berikut.
Reaksi Endoterm (menyerap kalor)
∆H (hasil reaksi – pereaksi = + (positif)
= 50.587,105 kJ
a.
Energi
= 11,24 kJ
Misal laju reaksi: v = k[CO]m[O2]n
Orde reaksi CO ditentukan saat [O2] tetap,
yaitu data percobaan 1) dan 3).
m
=
k ⎛ [CO]1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [CO]3 ⎠
4
8
=
k ⎛ 0,1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,2 ⎠
1
2
=
⎛ 1⎞
⎜2⎟
⎝ ⎠
v1
v3
m
⎛ [O 2 ]1 ⎞
⎜
⎟
⎝ [O 2 ]3 ⎠
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,1 ⎟
⎝
⎠
Kalor yang
diserap
selama
reaksi
Produk/hasil reaksi
Proses reaksi
n
Reaksi Eksoterm (melepas kalor)
n
∆H (hasil reaksi – pereaksi = – (negatif)
m
m=1
Orde reaksi O2 ditentukan saat [CO] tetap,
yaitu data percobaan 1) dan 2).
m
=
k ⎛ [CO]1 ⎞
⎜
⎟
k ⎝ [CO]2 ⎠
4
16
=
k ⎛ 0,1⎞
⎜
⎟
k ⎝ 0,1⎠
1
4
⎛ 1⎞
⎜2⎟
⎝ ⎠
n
=
⎛ 1⎞
⎜2⎟
⎝ ⎠
n
=
v1
v2
⎛ 1⎞
⎜2⎟
⎝ ⎠
b.
c.
Energi
pengaktifan (Ea)
Reaktan/pereaksi
Energi
7.
50.587,105
4.500
n
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,3 ⎟
⎝
⎠
2
Jadi, tiap rupiah menghasilkan kalor
=
m
n
⎛ [O2 ]3 ⎞
⎜
⎟
⎝ [O2 ]4 ⎠
= 27
2x = 216
x = 108
Jadi, nilai x sebesar 108 Ms–1.
1 kg gas LPG menghasilkan kalor
101.174,21
2
m
v3
v4
m
2
Energi
pengaktifan (Ea)
Reaktan/
pereaksi
Kalor yang
dihasilkan
selama
reaksi
n
⎛ [O2 ]1 ⎞
⎜
⎟
⎝ [O2 ]2 ⎠
Proses reaksi
n
⎛ 0,1 ⎞
⎜ 0,2 ⎟
⎝
⎠
n=2
Jadi, persamaan laju reaksinya v = k[CO][O2]2.
Orde reaksi total = m + n = 1 + 2 = 3
Nilai x dapat diperoleh dengan cara membandingkan data 3) dan 4).
Produk/hasil reaksi
9.
Jawaban:
NH4NO2(g) U N2(g) + 2H2O(g)
Mol mula-mula :
2
–
–
Mol terurai
:
x
x
2x
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Mol setimbang : 2 – x
x
2x
Perbandingan mol NH4NO2 : N2 = 1 : 2
= (2 – x) : x
Kimia Kelas XI
95
2(2 – x)mol = x mol
4 – 2x = x
4 = 3x
Sehingga susunan kesetimbangan yang baru (II):
H2 yang baru = (0,8 + 0,2) – x = 1 – x mol
Cl2 yang baru = 0,5 – x mol
HCl yang baru = 0,6 + 2x mol
Pada kesetimbangan yang baru (II):
4
x= 3
α=
=
mol bereaksi
mol mula-mula
4
3
2
[H2] =
4
= 6
[Cl2] =
4
[HCl] =
Jadi, derajat disosiasi (α) adalah 6 .
10. Reaksi kesetimbangan:
KII =
Fe + K 2O
ZZZZZZX 2HCl(g)
H2(g) + Cl2(g) YZZZZZZ
[H2] =
[Cl2] =
[HCl] =
[HCl]2
KI = [H ][Cl ] =
2
2
= 0,0833 mol L–1
= 0,1 mol L–1
Ulangan Akhir Semester
⎡ 0,6 + 2x ⎤
⎣ 6 ⎦
⎡ 1 − x ⎤ ⎡ 0,5 − x ⎤
⎣ 6 ⎦⎣ 6 ⎦
=
0,36 + 2,4x + 4x 2
0,5 − 1,5x + x 2
=
0,01
0,0111
0,36 + 2,4x + 4x 2
(KI = KII) ⇔ 10 = 0,5 − 1,5x + x2
⇔ 3,6 + 24x + 40x2 = 4,5 – 13,5x + 9x2
⇔ 31x2 + 37,5x – 0,9 = 0
Nilai x dapat ditentukan dengan rumus abc:
= 0,9
Ke dalam sistem kesetimbangan I ditambahkan
0,2 mol gas hidrogen, kesetimbangan bergeser
ke kanan.
Misalkan:
H2 yang bereaksi lagi = x mol
Cl2 yang bereaksi lagi = x mol
HCl yang terbentuk
= 2x mol
96
2
=
9
= 0,1333 mol L–1
(0,1)2
(0,1333)(0,0833)
[HCl]2
[H2 ][Cl2 ]
Karena suhu tidak berubah, harga K tetap
Pada kesetimbangan I:
0,8 mol
6L
0,5 mol
6L
0,6 mol
6L
1 − x mol
mol L–1
6L
0,5 − x mol
mol L–1
6L
0,6 + 2x mol
mol L–1
6L
x1,2 =
−b ± b2 − 4ac
2a
⇔ x1 = 0,023
⇔ x2 = –1,23
=
−37,5 ± 1.406,25 + 111,6
62
(Tidak mungkin, karena lebih kecil dari
1 dan 0,5)
Jadi, susunan kesetimbangan yang baru (III):
H2 = 1 – x = 1 – 0,023 = 0,97 mol
Cl2 = 0,5 – x = 0,5 – 0,023 = 0,47 mol
HCl = 0,6 + 2x = 0,6 + (2 × 0,023) = 0,65 mol