Soal ONMIPA Tahun 2019 Tahap 2 Hari kedua (27 Maret)

OLIMPIADE NASIONAL MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
TINGKAT PERGURUAN TINGGI 2014
(ONMIPA-PT)
BIDANG KIMIA
SUB BIDANG KIMIA ANORGANIK DAN KIMIA FISIK
27 Maret 2019
Waktu : 180 menit
Petunjuk Pengerjaan
1. Tes ini terdiri atas 7 soal. Keseluruhan soal dan kelengkapannya terdiri atas 7 halaman.
2. Anda diharapkan menunjukkan dengan lengkap argumen dan langkah kerja Anda.
3. Tuliskan jawaban Anda dengan menggunakan pena atau pulpen.
4. Anda diperbolehkan menggunakan kalkulator.
5. Jika kertas yang tersedia tidak mencukupi, Anda dapat menggunakan halaman di belakangnya.
6. Bekerjalah dengan cepat, tetapi cermat dan teliti.
7. Di akhir tes, kumpulkan berkas soal ini secara utuh.
h a l a ma n 1|
Nama:
PT:
1. Saat kita menghirup gas CO2 maka gas akan berdifusi menuju paru-paru. Saat dihirup
temperatur gas adalah 15oC, sedangkan saat berada dalam paru-paru adalah 37oC.
Ketergantungan kapasitas panas gas CO2 pada temperatur dinyatakan melalui persamaan
dengan a = 44,22 J mol1 K1 ; b = 8,79 x 103 J mol1 K2 dan c = 8,62 x 105 J K mol1.
a. Apa arti fisik dari Cp,m
[3]
b. Tentukan perubahan entalphi molar (H) gas CO2 pada proses tersebut.
[6]
c. Jika 1 mol gas CO2 dipanaskan pada tekanan tetap sehingga temperaturnya
meningkat dari 15 oC menjadi 25 oC, hitung perubahan entropi (S) yang dialami gas
CO2.
[6]
h a l a ma n 2|
Nama:
PT:
2. Ferosen, (C5H5)2Fe (Mr = 186), adalah senyawa organometalik yang bersifat nonelektrolit.
Karena strukturnya yang khas senyawa ini juga dikenal sebagai senyawa sandwich.
Ferosen merupakan senyawa kompleks dengan ion pusat Fe2+ dan ligan siklopentadienil
(C5H5). Larutan yang dibuat dengan menambahkan 0,255 g ferosen ke dalam 11,12 g
benzena mendidih pada 80,26°C. Cairan benzen murni mendidih pada 80,10°C dan
memiliki tetapan kenaikan titik didih molal, Kb = 2,53 °C/m.
a. Gambarkan struktur molekul ferosen.
[5]
b. Gambarkan overlap orbital yang menghasilkan ikatan antara Fe2+ dan C5H5.
[5]
c. Hitung konsentrasi larutan tersebut yang dinyatakan dalam molal (m).
[5]
d. Hitung massa molekul relatif (Mr) ferosen di dalam larutan tersebut.
[5]
e. Jelaskan apa yang terjadi pada molekul ferosen dalam larutan tersebut.
[5]
h a l a ma n 3|
Nama:
PT:
3. Konstanta laju (k) suatu reaksi hipotetik 2A  P + Q diberikan pada tabel berikut:
Temperatur T (oC)
20
−1
Konstanta laju, k (s )
2,20
a. Tentukan orde reaksi tersebut.
30
2,89
40
3,72
50
4,72
60
5,91
[5]
b. Tuliskan persamaan laju reaksi tersebut.
[5]
c. Tentukan energi pengaktifan (Ea) reaksi tersebut.
[5]
d. Hitung tetapan Arhenius (A) untuk reaksi tersebut.
[5]
4. Modus vibrasi ion SCN dapat diidentifikasi secara spektroskopi.
a. Tuliskan semua struktur resonansi ion SCN yang mungkin.
h a l a ma n 4|
Nama:
[5]
PT:
b. Tentukan jumlah derajat kebebasan vibrasi ion SCN.
[5]
c. Gambarkan beberapa (minimal 3) modus vibrasi ion SCN.
[5]
d. Spektroskopi apakah yang sesuai untuk mengukur energi modus vibrasi tersebut,
spektrometri IR atau Raman. Jelaskan mengapa demikian.
[5]
5. Pada temperatur di bawah 91 K, metana berwujud padat dengan kisi kristal kubus terjejal
atau kubus berpusat muka (fcc), dan memiliki rapat massa,  = 0,52 g/cm3.
a. Dalam fasa padat molekul metana tetap berotasi sehingga setiap molekul metana
dapat dipandang sebagai sebuah bola. Gambarkan satu unit sel kristal metana.
[5]
b. Hitung panjang rusuk kubus unit sel kristal metana (nyatakan dalam cm).
h a l a ma n 5|
Nama:
PT:
[5]
c. Hitung diameter bola yang dibentuk oleh satu molekul metana yang berotasi.
[5]
6. Afinitas proton suatu basa (B) dalam fasa gas dapat dinyatakan sebagai entalpi (H)
reaksi berikut
BH(g)  B(g) + H+(g) H = a kJ/mol,
a adalah afinitas proton
a. Untuk sembarang basa (B), H reaksi di atas selalu bernilai positif. Jelaskan mengapa
demikian.
[4]
b. Nilai a untuk anilin (An), metilamin (Ma) dan piridin (Pi) berturut-turut adalah 883,
899 dan 930. Urutkan ketiga basa tersebut berdasarkan kekuatan basanya, mulai
dari yang paling kuat.
[5]
c. Hitung H reaksi berikut ini dan tentukan reaksi manakah yang berlangsung spontan
(i)
MaH+(g) + An(g)  Ma(g) + AnH+(g)
(ii)
MaH+(g) + Pi(g)  Ma(g) + PiH+(g)
[6]
h a l a ma n 6|
Nama:
PT:
7. Reaksi substitusi ligan pada senyawa kompleks dapat terjadi melalui mekanisme disosiatif
(SN1) atau asosiatif (SN2). Reaksi substitusi
[Co(NH3)5(OH2)]3+ + X  [CoX(NH3)5]2+ + H2O
memiliki tetapan laju yang hampir sama untuk berbagai ligan X seperti Cl, Br, N3 dan
SCN.
a. Mekanisme apakah yang dilalui oleh reaksi substitusi tersebut, SN1 atau SN2?
[5]
b. Tuliskan persamaan laju reaksi tersebut.
c.
[5]
Tuliskan tahap-tahap yang dilalui oleh reaksi substitusi tersebut, dan tentukan tahap
penentu laju reaksinya.
[5]
h a l a ma n 7|
Nama:
PT: