Soal 3 - Guru Pembaharu

Ni
40th International
Chemistry Olympiad
Soal Teori
17 Juli 2008
Budapest, Hungary
40th International Chemistry Olympiad
Soal Teori
Instruksi
 Tuliskan nama dan kode anda pada setiap halaman.
 Anda memiliki 5 jam untuk mengerjakan soal. Mulailah hanya ketika diberikan
perintah START.
 Gunakanlah hanya pena dan kalkulator yang disediakan.
 Semua hasil harus dituliskan dalam kotak yang tersedia. Semua yang dituliskan
selain dalam kotak tersebut tidak akan dinilai. Gunakan bagian belakang kertas jika
perlu untuk corat-coret.
 Tuliskan perhitungan yang relevan di dalam kotak yang tersedia jika diperlukan. Jika
anda hanya menuliskan hasil akhir yang benar untuk soal yang rumit, maka anda
tidak akan mendapatkan nilai.
 Ketika anda selesai menjawab semua soal ujian, anda harus menyimpan berkas
ujian di dalam amplop yang tersedia. Jangan merekatkan amplop tersebut.
 Anda harus segera menghentikan pekerjaan anda ketika perintah STOP diberikan.
Jika anda menunda perintah ini hingga 3 menit, maka ujian anda akan dibatalkan
(gugur).
 Jangan meninggalkan kursi anda sebelum diizinkan oleh pengawas.
 Lembar ujian ini terdiri atas 26 halaman.
 Versi Bahasa Inggris yang resmi untuk ujian ini dapat diminta hanya apabila
diperlukan untuk klarifikasi.
Official Indonesian version
2
40th International Chemistry Olympiad
Soal Teori
Tetapan dan Rumus
NA = 6,022x1023 mol–
1
Persamaan gas
Ideal:
pV = nRT
Tetapan Gas:
R = 8,314 J K–1 mol–1
Energi Gibbs:
G = H – TS
Tetapan Faraday:
F = 96485 C mol–1
o
r Go  RT ln K  nFEcell
Tetapan Planck:
h = 6,626x10–34 J s
Persamaan Nernst:
E  Eo 
Kecepatan
cahaya:
c = 3,000x108 m s–1
Energi foton:
E
Tetapan Avogadro:
RT cox
ln
zF cred
hc

I
Skala nol derajat
Hukum Lambert273,15 K
A  log 0   cl
Celsius:
Beer:
I
Pada perhitungan tetapan kesetimbangan, semua konsentrasi dianggap sebagai
konsentrasi standard, yaitu 1 M. Anggap semua gas bersifat ideal dalam semua soal ujian.
Tabel Periodik dengan massa atom relatif
1
18
1
2
H
He
1.008
2
13
14
15
16
17
4.003
3
4
5
6
7
8
9
10
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
6.94
9.01
10.81
12.01
14.01
16.00
19.00
20.18
11
12
Na Mg
13
14
15
16
17
18
Al
Si
P
S
Cl
Ar
39.95
22.99
24.30
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
26.98
28.09
30.97
32.06
35.45
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
As
Se
Br
Kr
50.94
52.00
54.94
55.85
58.93
58.69
63.55
65.38
69.72
72.64
74.92
78.96
79.90
83.80
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
K
39.10
Ca Sc
40.08 44.96 47.87
37
38
39
40
Rb
Sr
Y
Zr
85.47
87.62 88.91 91.22
55
56
Cs
Ba
132.91 137.33
87
88
Fr
Ra
-
-
5771
89103
Nb Mo
Ga Ge
92.91
95.96
-
72
73
74
75
101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
-
-
-
69
70
178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 208.98
104
105
106
107
108
109
110
111
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
-
-
-
-
-
-
-
-
60
61
62
63
57
58
59
La
Ce
Pr
Nd Pm Sm Eu
138.91 140.12 140.91 144.24
-
89
90
91
92
93
Ac
Th
Pa
U
Np
-
232.04 231.04 238.03
Official Indonesian version
-
64
65
66
67
68
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm Yb
71
Lu
150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174.97
94
95
96
97
Pu Am Cm Bk
-
-
-
-
98
Cf
-
102
103
Es Fm Md No
99
Lr
-
100
-
101
-
-
-
3
Soal 1
6% dari nilai total
1a 1b 1c 1d Soal 1
4 2 8 8 22
Label pada suatu botol yang berisi larutan asam encer rusak, hanya konsentrasi asam
saja yang terbaca. Pengukuran konsentrasi ion hidrogen dengan pH meter menunjukkan
nilai konsentrasi sama dengan yang tertera pada label.
a)
Tuliskan rumus kimia empat asam yang mungkin ada dalam larutan tersebut jika
setelah pengenceran sepuluh kali, terjadi perubahan pH sebesar 1 unit.
b)
Mungkinkah larutan tersebut adalah asam sulfat encer?
Asam sulfat: pKa2 = 1,99
Ya
Tidak
Jika Ya, hitunglah pH nya (atau coba perkirakan) dan tunjukkan pekerjaan anda.
pH:
40th International Chemistry Olympiad
c)
Soal Praktikum
Mungkinkah larutan tersebut adalah asam asetat?
Asam asetat: pKa = 4,76
Ya
Tidak
Jika Ya, hitunglah pH nya (atau perkirakanlah) dan tunjukkan pekerjaan anda.
pH:
Official Indonesian version
5
40th International Chemistry Olympiad
d)
Soal Praktikum
Mungkinkah larutan tersebut mengandung EDTA (ethylene diamino tetraacetic acid)?
Anda dapat menggunakan pendekatan yang masuk akal.
EDTA: pKa1 = 1,70
Ya
pKa2 = 2,60
pKa3 = 6,30
pKa4 = 10,60
Tidak
Jika Ya, hitunglah konsentrasinya.
cEDTA:
Official Indonesian version
6
40th International Chemistry Olympiad
Soal 2
Soal Praktikum
7% dari nilai total
Soal 2
18
Tentukan struktur senyawa A-H (stereokimianya tidak diperlukan), berdasarkan informasi
yang diberikan pada skema reaksi berikut:
A
radical
Pd
C
B
+ 5 H2
( C10H18 )
oxidation
(C10H18O)
ZnCl2
 H2O
D
1. O3
450°C
2. Zn/H+
Pd/C, 350°C
H
 H2O,  8 H
1. Pd/H2
G
2. NaBH4
F
Na2CO3, 
 H2O
E
Petunjuk:
 A adalah senyawa hidrokarbon aromatik yang sudah sangat lazim dikenal.
 Larutan C dalam heksana bereaksi dengan logam natrium (akan terbentuk gas yang
dapat teramati), tetapi C tidak bereaksi dengan asam kromat.
 Spektroskopi 13C NMR menunjukkan bahwa senyawa D dan E hanya memiliki dua
jenis gugus CH2.
 Ketika larutan E dipanaskan dengan natrium karbonat, suatu senyawa-antara
(intermediet) yang tak stabil akan terbentuk pertama kali, kemudian senyawa
tersebut mengalami proses dehidrasi dan menghasilkan senyawa F.
A
B
C
D
H
G
F
E
Official Indonesian version
7
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Soal 3
6% dari nilai total
3a 3b 3c Soal 3
4 8 2 14
Vinpocetine (Cavinton®, Calan®), adalah salah satu jenis obat-obatan asli Hungaria yang
paling laku dijual. Pembuatan obat ini menggunakan prekursor alami, yaitu (+)-vincamine
(C21H26 N2O3), yang diisolasi dari tanaman anggur, vinca minor. Transformasi (+)vincamine menjadi vinpocetine melalui dua tahap sebagai berikut:
H
N
HO
H3CO2C
N
cat. conc. H2SO4
CH2Cl2
1. NaOH
2. C2H5Br
A
C2H5OH
B (Vinpocetine)
C2H5
Vincamine
1
Semua senyawa (A - F) merupakan senyawa enansiomer murni.
 Komposisi elementer senyawa A adalah: C 74,97%, H 7,19%, N 8,33%, O 9,55%.
 B memiliki 3 stereoisomer yang lain.
a)
Usulkan struktur senyawa-antara (intermediet) A dan vinpocetine (B).
A
B
Studi metabolisme obat-obatan selalu menghasilkan suatu bagian penting dalam
dokumentasinya. Ada empat senyawa metabolit utama yang masing-masing dapat
terbentuk dari senyawa vinpocetine (B): senyawa C dan D terbentuk dari reaksi hidrolisis
atau reaksi hidrasi, sedangkan senyawa E dan F merupakan produk dari reaksi oksidasi.
Official Indonesian version
8
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Petunjuk:
 Urutan keasaman senyawa metabolit, mulai dari yang paling asam, adalah sebagai
berikut: C >> E >> D. Senyawa F tidak memiliki hidrogen yang bersifat asam.
 Senyawa C dan E masing-masing memiliki 3 stereoisomer yang lain, sedangkan
senyawa D dan F masing-masing memiliki 7 stereoisomer yang lain.
 Senyawa F adalah senyawa zwitterion pentasiklik, dan memiliki data analisis unsur
yang sama dengan senyawa E: C 72,11%, H 7,15%, N 7,64%, O 13,10%.
 Pembentukan senyawa E dari B mengikuti jalur reaksi elektrofilik.
 Pembentukan senyawa D dari B bersifat regio- dan stereoselektif.
b)
Usulkan satu struktur yang mungkin untuk tiap senyawa metabolit C, D, E dan F!
C
D
E
F
c)
Gambarkan hanya satu struktur resonansi senyawa B, yang menjelaskan
pembentukan senyawa D secara regioselektif, yang tidak memberikan alternatif
untuk pembentukan regioisomer lainnya.
Official Indonesian version
9
40th International Chemistry Olympiad
Soal 4
Soal Praktikum
6% dari nilai total
4a 4b 4c 4d 4e Soal 4
6 2 6 8 6 28
Rute transformasi utama senyawa oksiran (epoksida) adalah reaksi pembukaan cincin.
Reaksi ini dapat berlangsung melalui berbagai cara. Dengan katalisis asam, reaksi
pembukaan cincin berlangsung melalui spesi kation (mirip ion karbenium). Untuk
senyawa oksiran tersubstitusi, arah pembukaan cincin (posisi terjadinya pemutusan ikatan
C–O) bergantung pada kestabilan senyawa intermediet ion karbenium. Semakin stabil
intermediet ion karbeniumnya, maka proses pemutusan ikatan pada posisi tersebut
semakin mudah terjadi. Ion karbenium yang terbuka (dengan struktur yang planar) hanya
terbentuk apabila strukturnya tersier, benzilik atau alilik. Dengan katalisis basa,
pemutusan ikatan C–O lebih banyak terjadi pada ikatan yang kurang tersubstitusi atau
strukturnya tidak ruah. Perhatikan stereokimia setiap senyawa dalam semua soal. Untuk
menggambarkan stereokimia, gunakanlah hanya lambang ikatan berikut:
, bukan lambang yang lain.
a)
Gambarkan struktur reaktan dan produk utamanya, jika 2,2-dimetil-oksiran (1,2epoksi-2-metilpropana) bereaksi dengan metanol pada suhu rendah, dikatalisis oleh:
(i) asam sulfat; atau
(ii) NaOCH3.
2,2-dimetiloksiran
b)
H+
NaOCH3
CH3OH
CH3OH
Gambarkan struktur produk utama ketika terjadi pembukaan cincin epoksida pada
senyawa turunan leukotriena berikut oleh adanya serangan spesi tiolat (RS–).
O
COOCH 3
H3C
H3C
CH3
1. RS2. H+
Aluminosilikat berpori yang bersifat asam dapat mengkatalisis reaksi transformasi alkil
oksiran. Selain reaksi pembukaan cincin, reaksi pembentukan dimer siklik merupakan
jalur reaksi utama yang produk utamanya adalah senyawa turunan 1,4-dioksan (senyawa
cincin lingkar-enam jenuh dengan dua oksigen pada posisi 1,4).
Official Indonesian version
10
40th International Chemistry Olympiad
c)
Gambarkan semua struktur senyawa turunan 1,4-dioksan yang dapat terbentuk jika
reaktannya adalah (S)-2-metiloksiran atau (S)-1,2-epoksipropana. Gambarkan pula
struktur reaktannya.
(S)-2-metiloksiran
d)
Soal Praktikum
produk
Gambarkan semua struktur senyawa 1,4-dioksan tersubstitusi yang dapat terbentuk
jika reaktannya adalah (R)-1,2-epoksi-2-metilbutana atau (R)-2-etil-2-metiloksiran.
Gambarkan pula struktur reaktannya.
(R)-1,2-epoksi-2-metilbutana:
Produk:
e)
Gambarkan semua struktur 1,4-dioksan tersubstitusi yang terbentuk jika reaktannya
adalah senyawa rasemat 1,2-epoksi-2-metilbutana atau 2-etil-2-metiloksiran.
Official Indonesian version
11
40th International Chemistry Olympiad
Soal 5
Soal Praktikum
7% dari nilai total
5a 5b Soal 5
67 33 100
Zat A dan B adalah padatan kristal berwarna putih. Kedua zat tersebut sangat larut dalam
air dan dapat dipanaskan hingga 200 °C tanpa mengalami perubahan, tetapi keduanya
terdekomposisi pada suhu yang lebih tinggi. Jika sebanyak 20,00 g A dilarutkan dalam air
(larutannya sedikit basa, pH ≈ 8,5-9), kemudian larutan ini ditambahkan ke dalam larutan
11,52 g B dalam air (larutan ini sedikit asam, pH ≈ 4,5-5), maka terbentuklah endapan
putih C. Setelah proses penyaringan, pencucian dan pengeringan diperoleh C sebanyak
20,35 g. Filtrat dari proses penyaringan tadi bersifat netral dan akan menghasilkan warna
coklat ketika direaksikan dengan larutan KI yang diasamkan. Ketika filtrat dipanaskan,
akan menguap tanpa menghasilkan residu.
Padatan putih D dapat dibuat dengan cara memanaskan A tanpa ada udara. Reaksi
eksoterm antara D dengan air menghasilkan larutan tak berwarna. Larutan ini, jika
dibiarkan di dalam wadah terbuka di udara, maka perlahan-lahan akan terbentuk endapan
putih E dan air. Jika padatan D dibiarkan terbuka di udara pada suhu kamar, lama
kelamaan juga akan berubah menjadi E. Tetapi, pembakaran D di udara pada 500 °C
menghasilkan zat yang berbeda, yaitu padatan F berwarna putih. Padatan F ini sukar
larut dalam air dan memiliki massa hanya 85,8% dari massa E yang terbentuk dari
sejumlah D yang sama. Senyawa F menghasilkan warna coklat ketika direaksikan
dengan larutan KI dalam suasana asam.
Senyawa E dapat diubah kembali menjadi D melalui pemanasan di atas 1400 °C. Reaksi
B dan D dalam air membentuk endapan C disertai dengan produk berbau khas.
a)
b)
Tuliskan rumus kimia zat A - F
A
B
C
D
E
F
Tuliskan persamaan reaksi setara untuk semua reaksi yang disebutkan dalam
teks di atas. (persamaan reaksi dekomposisi termal B tidak diperlukan.)
Persamaan reaksi:
Official Indonesian version
12
40th International Chemistry Olympiad
Official Indonesian version
Soal Praktikum
13
40th International Chemistry Olympiad
Soal 6
Soal Praktikum
7% dari nilai total
6a 6b 6c 6d 6e 6f 6g Soal 6
3 5 3 6 6 12 10 45
Suatu endapan padat berwarna kehijauan dapat diamati ketika gas klor dimasukkan dalam
air mendekati titik bekunya. Dengan cara yang sama, gas metana atau gas mulia juga
dapat menghasilkan endapan. Material tersebut sangat menarik karena molekul besar
yang dikenal dengan nama methane-hydrates ada di alam (Jumlahnya sebanding dengan
deposit gas alam lainnya).
Semua endapan memiliki struktur yang saling berkaitan. Tepat di atas titik bekunya,
molekul air membentuk struktur berikatan hidrogen. Molekul-molekul gas dapat
menstabilkan kerangka struktur ini dengan cara mengisi rongga-rongga yang cukup besar
membentuk clathrates.
Kristal clathrates klor dan metana memiliki struktur yang sama. Karakteristik utama kedua
kristal tersebut adalah bentuk dodecahedra yang terdiri dari 20 molekul air. Dodecahedra
ini dianggap sebagai bola, dan bola–bola ini membentuk satu sel unit dengan susunan
kubus berpusat badan. Pada setiap muka kubus tersebut terdapat tambahan molekul air
yang menghubungkan dodecahedra-dodecahedra tersebut. Jadi pada setiap muka kubus
terdapat tambahan dua molekul air. Panjang rusuk kubus tersebut adalah 1,182 nm.
Pada struktur kubus berpusat badan tersebut ada dua tipe rongga: A adalah rongga
internal (di bagian dalam) dodecahedra, yang berukuran lebih kecil dari pada rongga B
(eksternal). Rongga eksternal B terletak di antara bola-bola dodecahedra. Pada satu sel
unit terdapat 6 rongga B.
a)
Berapa banyak A dalam satu sel unit kubus berpusat badan tersebut ?
b)
Berapa banyak molekul air yang menyusun satu sel unit kubus tersebut?
c)
Jika semua rongga masing-masing terisi satu molekul gas, Berapa
rasio/perbandingan jumlah air terhadap jumlah molekul gas tersebut?
d)
Methane-hydrate yang terbentuk pada temperatur 0-10 °C memiliki struktur seperti
pada c). Berapa kerapatan clathrate tersebut?
Official Indonesian version
14
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Kerapatan:
e)
Kerapatan chlorine-hydrate adalah 1,26 g/cm3. Berapa rasio/perbandingan jumlah
air terhadap molekul gas klor dalam Kristal?
Rasio:
Rongga mana yang dapat diisi oleh gas klor pada Kristal chlorine-hydrate yang
sempurna? Beri tanda pada jawaban berikut:
Sebagian A
Sebagian B
Semua A
Semua B
Radius kovalen merefleksikan radius atom ketika berikatan secara kovalen. Radius van
der Waals atau non-ikatan menggambarkan ukuran atom ketika tidak berikatan secara
kovalen. Molekul dimodelkan sebagai Bola Keras.
Atom Radius kovalen (pm) Radius van der Waals (pm)
H
37
120
C
77
185
O
73
140
Cl
99
180
Official Indonesian version
15
40th International Chemistry Olympiad
f)
Soal Praktikum
Berdasarkan model dan data radius kovalen serta van der Waals di atas, perkirakan
batas atas dan bawah radius rata-rata kedua rongga. Tunjukkan alasan anda.
< r (A) <
< r(B)
Perhatikan proses-proses berikut:
g)
H2O(l) → H2O(s)
(1)
x CH4(g) + H2O (l) → xCH4.1H2O (clathrate)
(2)
Tanda apakah yang paling tepat untuk besaran molar energetika berikut yang sesuai
dengan arah reaksi tertulis di atas pada 4 °C? Tandai dengan – , 0 atau +.
Tanda
ΔGm(1)
ΔGm(2)
ΔHm(1)
ΔHm(2)
ΔSm(1)
ΔSm(2)
ΔSm(2) – ΔSm(1)
ΔHm(2) – ΔHm(1)
Official Indonesian version
16
40th International Chemistry Olympiad
Soal 7
Soal Praktikum
8% dari nilai total
7a 7b 7c 7d 7e 7f 7g 7h Soal 7
2 1 4 2 8 5 8 12 42
Ion ditionat (S2O62) adalah ion anorganik yang agak inert. Ion ini dapat dibuat dengan
cara mengalirkan gas belerang-dioksida terus menerus ke dalam air dingin sambil
dimasukkan mangan dioksida sedikit demi sedikit. Pada keadaan ini terbentuk ion ditionat
dan ion sulfat.
a)
Tuliskan persamaan reaksi setara untuk pembentukan kedua ion tersebut.
Setelah reaksi berlangsung sempurna, Ba(OH)2 ditambahkan pada campuran tersebut
sampai ion sulfat terendapkan semuanya. Setelah itu ditambahkan Na2CO3.
b)
Tuliskan persamaan reaksi setara yang terkait dengan penambahan Na2CO3.
Selanjutnya natrium ditionat dikristalkan dengan cara menguapkan pelarutnya. Kristal
yang terbentuk dilarutkan dalam air dan ketika ditambahkan larutan BaCl2 tidak
menghasilkan endapan. Ketika padatan natrium ditionat dipanaskan pada 130 °C, terjadi
kehilangan massa sebanyak 14,88 %. Padatan putih yang terbentuk dari proses tersebut
dapat larut dalam air dan tidak menghasilkan endapan ketika ditambahkan larutan BaCl2.
Ketika padatan putih tadi dipanaskan pada 300 °C untuk beberapa jam, terjadi kehilangan
massa sebanyak 41,34 %. Padatan yang dihasilkan juga berwarna putih, larut dalam air
dan menghasilkan endapan ketika direaksikan dengan larutan BaCl2.
c)
Tuliskan rumus kimia dari Kristal yang dibuat di atas dan tuliskan persamaan reaksi
setara untuk kedua proses yang terjadi selama pemanasan.
Rumus kimia:
Persamaan reaksi (130 °C):
Persamaan reaksi (300 °C):
Official Indonesian version
17
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Walaupun secara termodinamika ion ditionat merupakan reduktor, ia tidak bereaksi
dengan oksidator dalam larutan pada temperatur ruang. Tetapi pada 75 °C, ia dapat
teroksidasi dalam larutan asam. Suatu percobaan kinetika dilakukan dengan
menggunakan brom sebagai oksidator.
d)
Tuliskan persamaan reaksi setara untuk reaksi brom dengan ion ditionat.
Laju awal (v0) reaksi ditentukan berdasarkan serangkaian percobaan pada 75 °C.
v0
[Br2]0
[Na2S2O6]0
[H+]0
3
3
3
(mmol/dm ) (mol/dm ) (mol/dm ) (nmol dm–3s1)
0,500
0,0500
0,500
640
0,500
0,0400
0,500
511
0,500
0,0300
0,500
387
0,500
0,0200
0,500
252
0,500
0,0100
0,500
129
0,400
0,0500
0,500
642
0,300
0,0500
0,500
635
0,200
0,0500
0,500
639
0,100
0,0500
0,500
641
0,500
0,0500
0,400
511
0,500
0,0500
0,300
383
0,500
0,0500
0,200
257
0,500
0,0500
0,100
128
e)
Tentukan orde reaksi terhadap Br2, H+ dan S2O62, persamaan laju reaksi, dan nilai
tetapan laju beserta satuannya.
Orde reaksi terhadap Br2:
terhadap H+:
terhadap S2O62:
Persamaan laju secara eksperimental:
k:
Official Indonesian version
18
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Dengan percobaan yang serupa, klor, ion bromat, hidrogen peroksida dan ion kromat
sudah digunakan sebagai oksidator pada 75 °C. Persamaan laju untuk proses tersebut
analog dengan yang diamati untuk brom, satuan tetapan laju untuk semua reaksi sama
dan nilainya sebagai berikut: 2,53x105 (Cl2), 2,60x105 (BrO3), 2,56x105 (H2O2), dan
2,54x105 (Cr2O72).
Percobaan juga dilakukan dengan larutan natrium ditionat dalam asam tanpa oksidator.
Ketika diamati dengan spektrofotometer UV, perlahan-lahan teramati suatu pita serapan
baru pada 275 nm. Walaupun ion hidrogen sulfat adalah produk reaksi yang dapat
dideteksi, namun ia tidak menyerap cahaya di atas 200 nm.
f)
Tuliskan rumus kimia spesi terbanyak yang menyebabkan pita serapan baru dan
tuliskan persamaan reaksi setara yang terjadi tanpa oksidator.
Spesi:
Reaksi:
Suatu percobaan dilakukan untuk mengamati serapan pada 275 nm dengan konsentrasi
awal: [Na2S2O6] = 0,0022 mol/dm3, [HClO4] = 0,70 mol/dm3, dan temperatur 75 °C. Suatu
kurva kinetika mirip reaksi orde pertama diperoleh dengan waktu paro 10 jam 45 menit.
g)
Hitung tetapan laju reaksi lengkap dengan satuannya.
k:
Usulkan persamaan reaksi setara untuk tahap penentu laju pada reaksi yang
menggunakan suatu oksidator.
Tahap penentu laju:
Dalam percobaan yang sama, ketika ion periodat (yang ada dalam larutan air sebagai
H4IO6) digunakan sebagai oksidator untuk ion ditionat, terdapat dua kurva kinetika pada
grafik dengan dua panjang gelombang berbeda, yang terdeteksi pada 75 °C. Konsentrasi
awal [H4IO6] = 5,3x104 mol/dm3, [Na2S2O6] = 0,0519 mol/dm3, [HClO4] = 0,728 mol/dm3.
Pada 465 nm, hanya I2 menyerap dan koefisien serapan molarnya 715 dm 3mol1cm1.
Pada 350 nm, hanya I3 menyerap dan koefisien serapan molarnya adalah 11000
dm3mol1cm1. Panjang sel optik = 0,874 cm.
Official Indonesian version
19
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
A
465 nm
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
350 nm
0.00
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
time (s)
h)
Tuliskan persamaan reaksi setara untuk reaksi yang terjadi pada daerah di mana
terjadi peningkatan serapan pada 465 nm, dan di daerah di mana terjadi penurunan
serapan pada 465 nm.
Peningkatan:
Penurunan:
Hitung waktu untuk serapan maksimum yang diharapkan dari kurva kinetika yang diukur
pada 465 nm, tunjukkan perhitungan anda.
tmax:
Perkirakan rasio kemiringan yang diharapkan dari daerah peningkatan dan penurunan
pada kurva kinetika yang diukur pada 465 nm
Rasio kemiringan:
Official Indonesian version
20
40th International Chemistry Olympiad
Soal 8
Soal Praktikum
7 % dari nilai total
8a 8b 8c 8d 8e 8f 8g 8h 8i Soal 8
3 3 4 3 3 2 7 3 5 32
Siswi Z sangat cerdas, tugas akhirnya mengukur kompleksasi dari semua ion lantanida(III)
dengan ligan pengkompleks baru. Suatu hari, ia memonitor serapan UV-vis Ce(III)
dengan suatu ligan pengkompleks yang buruk menggunakan suatu spektrofotometer. Ia
mencatat bahwa sesudah 12 jam percobaan, di dalam sel tertutup tersebut terbentuk
gelembung-gelembung gas. Setelah memahami bahwa ligan bukanlah sumber
pembentukan gelembung gas, kemudian ia melanjutkan percobaannya dengan larutan
CeCl3 yang diasamkan. Ternyata pembentukan gelembung gas tidak pernah terjadi bila ia
membiarkan larutan tetap ada dalam spektrofotometer tanpa proses iluminasi. Berikutnya,
Siswi Z menggunakan tabung kuarsa kecil, tempat mencelupkan elektroda selektif ion
klorida, juga dapat menarik sampel untuk pengukuran iluminasi spektrofotometri secara
teratur. Ia melakukan kalibrasi elektroda selektif ion klorida menggunakan dua larutan
NaCl dengan konsentrasi berbeda dan diperoleh hasil berikut:
cNaCl (M) E (mV)
0,1000
26,9
1,000
32,2
a)
Buatlah rumus umum untuk menghitung konsentrasi ion klorida dari suatu sampel
tak-dikenal berdasarkan pembacaan potensial elektroda (E).
[Cl] =
Siswi Z juga menentukan koefisien serapan molar untuk Ce 3+ (ε = 35,2 M1cm1) pada 295
nm, sekaligus Ce4+ ( = 3967 M1cm1) untuk digunakan bila perlu.
b)
Buatlah rumus umum untuk menghitung konsentrasi Ce3+ dari pembacaan
absorbansi (A) pada 295 nm diukur pada larutan yang mengandung CeCl3 (panjang
kuvet: 1,000 cm).
[Ce3+] =
Siswi Z membuat larutan yang mengandung 0,0100 M CeCl3 dan 0,1050 M HCl, ia
memulai percobaan, menghidupkan lampu kuarsa. HCl tidak menyerap pada 295 nm.
c)
Berapa besar pembacaan serapan awal dan potensial yang diharapkan?
A295nm=
E=
Official Indonesian version
21
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Pada awalnya, Siswi Z secara hati-hati mengumpulkan gelembung gas yang teramati
pada uraian di atas ke dalam larutan metil orange (indikator asam-basa dan redoks) yang
telah dinetralkan. Walaupun ia melihat gelembung gas masuk ke dalam larutan, ternyata
warna larutan sama sekali tidak berubah atau memucat, bahkan sesudah didiamkan
seharian.
d)
Tuliskan rumus kimia dua gas yang mengandung unsur sama seperti pada sampel
yang diiluminasi, tetapi bukan produk percobaan ini.
Selama melakukan percobaan kuantitatif, ia mencatat serapan dan potensial secara
teratur. Ketidakpastian pengukuran spektofotometri adalah ± 0,002 dan akurasi/ketepatan
pengukuran potensial adalah ± 0,3 mV.
Waktu (min)
A295 nm
E (mV)
e)
0
0,3496
19,0
120
0,3488
18,8
240
0,3504
18,8
360
480
0,3489 0,3499
19,1
19,2
Perkirakan laju rata-rata perubahan konsentrasi Ce3+, Cl, dan H+.
d[Ce3+]/dt =
d[Cl–]/dt =
d[H+]/dt =
Pada hari berikutnya, siswi Z menggunakan berkas sinar monokromatik (254 nm) dengan
intensitas 0,0500 W. Ia melewatkan sinar ini melalui fotoreaktor kuarsa yang
panjangnya 5 cm dan diisi sama seperti larutan CeCl3 asam yang digunakan sebelumnya.
Ia mengukur koefisien serapan molar untuk Ce3+ ( = 2400 M1cm1) pada 254 nm.
f)
Berapa persentase sinar yang diserap pada percobaan ini?
Peralatan fotoreaktor di atas dilengkapi dengan tabung pengering yang dapat
menghilangkan sisa uap air dan selanjutnya gas yang terbentuk dari proses iluminasi
dialirkan ke wadah tertutup yang volumenya 68 cm 3. Wadah itu dilengkapi dengan
pembakar dan manometer ketepatan-tinggi. Mula-mula wadah diisi dengan argon kering
pada tekanan 102165 Pa, kemudian ia menghidupkan lampu fotoreaktor. Dalam waktu
18,00 jam, tekanan gas menjadi 114075 Pa. Temperatur peralatan adalah 22,0 °C.
Official Indonesian version
22
40th International Chemistry Olympiad
g)
Soal Praktikum
Perkirakan berapa banyak mol gas yang terkumpul dalam wadah tersebut.
ngas:
Pada tahap ini, Siswi Z mematikan lampu dan menekan tombol pembakar. Ketika wadah
didinginkan kembali ke temperatur awal, tekanan akhir menjadi 104740 Pa.
Usulkan semua rumus kimia gas-gas hasil iluminasi yang terkumpul dalam wadah, dan
tuliskan persamaan reaksi setara untuk reaksi iluminasi tersebut.
Gas-gas:
Reaksi:
h)
Berapa tekanan akhir setelah pembakaran bila seandainya sebelum pembakaran
wadah diisi oleh gas-gas hasil iluminasi selama 24 jam?
p=
i)
Perkirakan yield kuantum dari proses yang berlangsung dalam larutan Ce(III).
Yield kuantum:
Official Indonesian version
23
40th International Chemistry Olympiad
Soal 9
Soal Praktikum
6 % dari nilai total
9a 9b 9c 9d Soal 9
12 21 15 9 57
Thallium mempunyai dua bilangan oksidasi yang berbeda: Tl+ dan Tl3+. Dalam larutan air,
ion Iodida dapat berkombinasi dengan iodium membentuk ion tri-iodida (I3–),
Potensial reduksi standar untuk reaksi terkait adalah:
Tl+(aq) + e– → Tl(s)
Eº1 = – 0,336 V
Tl3+(aq) + 3e– → Tl(s)
Eº2 = + 0,728 V
–
–
I2(s) + 2e → 2I (aq)
Eº3 = + 0,540 V
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi I2(s) + I–(aq) → I3–(aq) adalah K1 = 0,459.
Gunakan T =25 °C untuk semua soal ini.
a)
Hitunglah potensial reduksi untuk reaksi berikut:
Tl3+(aq) + 2 e– → Tl+(aq)
Eº4
I3–(aq) +2 e– →3 I–(aq)
Eº5
Eº4 =
Eº5 =
b)
Tuliskan semua kemungkinan teoritis rumus empiris untuk semua senyawa netral
yang mengandung satu ion thallium dan sejumlah tertentu ion iodida dan/atau triiodida sebagai anion-anion.
Diantara rumus empiris di atas, terdapat dua senyawa berbeda yang memiliki rumus
empiris yang sama. Tuliskan rumus empiris tersebut dan jelaskan.
Official Indonesian version
24
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Berdasarkan potensial reduksi standar, manakah diantara dua isomer yang dijelaskan di
atas yang lebih stabil pada kondisi standar? Tuliskan persamaan reaksi kimia untuk
isomerisasi dari isomer thallium iodida lainnya.
Yang lebih stabil:
Isomerisasi:
Pembentukan kompleks dapat menggeser reaksi kesetimbangan ini. Tetapan
pembentukan kompleks keseluruhan untuk reaksi:
Tl3+ + 4I– → TlI4– adalah β4 = 1035,7
c)
Tuliskan reaksi yang berlangsung ketika larutan isomer thallium iodida yang lebih
stabil ditambahkan KI berlebih. Hitunglah tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini.
Reaksi:
K2:
Bila larutan isomer yang lebih stabil tersebut direaksikan dengan suatu basa kuat,
terbentuk endapan hitam. Sesudah kandungan air dari senyawa hitam tersebut
dihilangkan, ternyata material yang tersisa mengandung 89,5% massa thallium.
d)
Tuliskan rumus empiris senyawa ini, tunjukkan perhitungan anda. Tuliskan
persamaan reaksi setara untuk pembentukannya.
Official Indonesian version
25
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Rumus empiris:
Persamaan Reaksi:
Official Indonesian version
26
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
40th International
Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
15 Juli 2008
Official Indonesian version
27
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Budapest, Hungary
Official Indonesian version
28
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Instruksi
 Ujian ini terdiri atas 10 halaman dan 5 halaman lembar jawaban (8+4 untuk Soal 1-2,
2+1 untuk Soal 3).
 Anda memiliki 3 jam untuk menyelesaikan Soal 1 dan 2. Kemudian anda harus
meninggalkan laboratorium untuk break sebentar sambil menunggu asisten
mengganti peralatan dan bahan kimia. Selanjutnya anda memiliki 2 jam untuk
mengerjakan Soal 3.
 Mulailah bekerja hanya ketika perintah START diberikan. Anda harus segera
menghentikan pekerjaan ketika perintah STOP diberikan pada setiap tahap. Apabila
Anda menunda atau terlambat sampai 3 menit, maka ujian praktikum Anda akan
dibatalkan (gugur).
 Ikutilah safety rules yang diberikan dalam peraturan IChO. Anda harus selalu
mengenakan kacamata pengaman selama di laboratorium, dan gunakan pipette
filler bulb yang telah disediakan. Gunakan sarung tangan ketika bekerja dengan
cairan organik.
 Hanya akan diberikan SATU PERINGATAN dari pengawas laboratorium jika Anda
melanggar aturan keselamatan kerja. Pada pelanggaran yang kedua anda akan
dikeluarkan dari laboratorium dengan nilai total nol untuk seluruh ujian praktikum.
 Jangan ragu untuk bertanya pada demonstrator jika anda memiliki pertanyaan
mengenai keselamatan kerja atau jika anda perlu meninggalkan ruangan.
 Gunakanlah hanya pena dan kalkulator yang disediakan.
 Tuliskan nama dan kode pada setiap lembar jawaban. Jangan lepaskan
lembaran-lembaran tersebut.
 Semua hasil harus ditulis di dalam kotak yang tersedia pada lembar jawaban.
Jawaban yang dituliskan di tempat lain tidak akan dinilai. Gunakan lembaran bagian
belakang kertas jika perlu untuk corat-coret.
 Anda akan membutuhkan pemakaian ulang beberapa peralatan gelas selama ujian.
Cuci dengan cermat di tempat yang terdekat dengan meja Anda.
 Gunakan wadah limbah berlabel di ruang asam untuk pembuangan cairan organik
dari Soal 1 dan semua cairan dari Soal 3.
 Jumlah Angka Bermakna dalam jawaban angka harus sesuai dengan aturan
mengenai evaluasi kesalahan eksperimen. Kesalahan dalam penulisan angka
bermakna akan diberikan penalti, walaupun teknik percobaan anda sempurna.
 Bahan kimia dan peralatan laboratorium tidak boleh diisi ulang atau diganti.
Apabila hal ini terjadi (selain daripada yang pertama kali) akan mendapatkan
pengurangan 1 poin dari total 40 poin nilai praktikum.
 Ketika anda telah menyelesaikan setiap tahap ujian, letakkan lembar jawaban anda
di dalam amplop yang telah disediakan. Jangan merekatkan amplop tersebut.
 Versi bahasa Inggris yang resmi untuk ujian ini dapat diminta hanya apabila
diperlukan untuk klarifikasi.
Official Indonesian version
29
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Peralatan
Untuk penggunaan bersama di laboratorium:
Pemanas (Heating block) diatur pada 70 °C di ruang asam
Aquades (H2O) dalam jerigen untuk isi ulang
Sarung tangan (minta yg khusus bila alergi pada karet)
Wadah berlabel Limbah untuk soal 1 (cairan organik) dan Soal 3 (semua cairan)
Wadah limbah pecahan kaca dan kapiler
Pada masing-masing meja:
Goggles
Heat gun/ pemanas (hair dryer)
Permanent marker/spidol
Pensil dan penggaris
Stopwatch, Tanya supervisor tentang cara penggunaannya. (boleh dibawa pulang.)
Tweezers/pinset
Spatula
Glass rod/ pengaduk kaca
Ceramic tile/tegel porselen/keramik
Paper tissue/kertas tissue
Botol semprot berisi aquades
9 Eppendorf vials (tabung) pada wadah busa/stereofoam
Plat TLC dalam kantong plastik berlabel
Syringe plastic (100 mL) dengan lempeng penyaring polypropylene
Pipette bulb
14 pipettes Pasteur berukuran, terbuat dari plastik
Petri dish berlabel kode anda
Burette
Stand and clamp
Pipette (10 mL)
2 beakers (400 mL)
Beaker dan penutup kaca arloji (watchglass) dengan lembar kertas saring untuk TLC
10 tabung kapiler
2 gelas ukur (25 mL)
3 Labu Erlenmeyer (200 mL)
Beaker/gelas kimia (250 mL)
2 beakers (100 mL)
Funnel/ corong
Labu ukur (100 mL)
30 tabung reaksi dan raknya*
Kertas Indikator dan skala pH dalam kantong plastik*
Penjepit tabung reaksi*
2 tutup tabung reaksi*
* Hanya digunakan untuk Soal 3
Official Indonesian version
30
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Bahan Kimia
Untuk 4-6 siswa
Larutan ferroin 0,025 M
Larutan 0,2 % diphenylamine, (C6H5)2NH dalam
H2SO4 pekat
Larutan K3[Fe(CN)6] 0,1 M
Pumice stone/batu didih
Pada masing-masing meja:
R phrases
52/53
23/24/25-3335-50/53
32
S phrases
ZnCl2 anhidrat 50 mg dalam tabung reaksi kecil
(berlabel kode anda dalam rak stereofoam)
β-D-glukopiranosa pentaasetat (berlabel BPAG)
100 mg
Glukosa anhidrat 3,00 g, C6H12O6, ditimbang
dalam wadah plastik/vial.
(CH3CO)2O dalam labu Erlenmeyer (12 mL)
22-34-50/53
36/37/39-2645-60-61
10-20/22-34
(CH3CO)2O dalam wadah plastik (10 mL)
10-20/22-34
CH3COOH dalam wadah plastik (15 mL)
CH3OH dalam wadah plastik (10 mL)
30 % HClO4 dalam CH3COOH dalam wadah
plastik (1 mL)
1:1 isobutil asetat – isoamil asetat dalam wadah
plastik (20 mL), berlabel ELUENT
Padatan sampel K4[Fe(CN)6].3H2O dengan kode
anda dalam labu kecil
Larutan ZnSO4 berlabel kode anda dan
konsentrasinya (200 mL)
Larutan Ce4+ 0,05136 M (80 mL)
Larutan H2SO41,0 M (200 mL)
Larutan sampel untuk Soal 3 (diberikan pada saat
percobaan ke-3 dimulai)
10-35
11-23/24/25-39
10-35
11-66
26-36/37/3945
26-36/37/3945
23-26-45
7-16-36/37-45
26-36/37/3945
16-23-25-33
32
22-24/25
52/53
61
36/38
35
1-26/27/28-3235-50/53
26-36
26-30-45
24/25-36/3961
Official Indonesian version
26-30-36/3745-60-61
31
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Risk and Safety Phrases
Indication of Particular Risks
1
Explosive when dry
10
Flammable
11
Highly Flammable
22
Harmful if swallowed
Contact with concentrated acids
liberates very toxic gas
Combination of Particular Risks
20/22
Harmful by inhalation and if
swallowed
23/24/25 Toxic by inhalation, in contact
with skin and if swallowed
33
34
35
39
Danger of cumulative effects
Causes burns
Causes severe burns
Danger of very serious irreversible
effects
36/38
Irritating to eyes and skin
50/53
Very toxic to aquatic organisms,
may cause long-term adverse
effects in the aquatic environment
Harmful to aquatic organisms, may
cause long-term adverse effects in
the aquatic environment
32
26/27/28 Very Toxic by inhalation, in
contact with skin and if
swallowed
Indication of Safety Precautions
7
Keep container tightly closed
16
Keep away from sources of
ignition - No smoking
22
Do not breathe dust
23
Do not breathe fumes/vapour
52/53
25
60
Avoid contact with eyes
26
In case of contact with eyes,
rinse immediately with plenty of
water and seek medical advice
Combination of Safety Precautions
24/25
Avoid contact with skin and eyes
36/37
30
33
36
45
61
Never add water to this product
Take precautionary measures
against static discharges
Wear suitable protective clothing
In case of accident or if you feel
unwell, seek medical advice
immediately (show label where
possible)
This material and/or its container
must be disposed of as hazardous
waste
Avoid release to the environment.
36/37/39 Wear suitable protective clothing,
gloves and eye/face protection
Wear suitable protective clothing
and gloves
Official Indonesian version
32
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Soal 1
Sintesis α-D-glukopiranosa pentaasetat
OAc
OH
O
OH
OH
O
Ac2O
HClO4
HO
OAc
Ac O
OAc
OAc
OH
Perhatian: Gunakan sarung tangan ketika bekerja dengan asam asetat dan anhidrida
asetat. Beritahukan segera ke pengawas ketika ada yang tumpah.
Tambahkan 12 mL asam asetat murni ke dalam 12 mL anhidrida asetat (telah tersedia di
dalam labu Erlenmeyer) dan campurkan, kemudian tambahkan 3,00 g glukosa (anhidrida
asam asetat yang digunakan berlebih). Tambahkan, dengan menggunakan pipet Pasteur,
sebanyak 5 tetes larutan 30% HClO4 terlarut dalam asam asetat. Setelah penambahan
katalis tersebut, larutan kemungkinan akan mulai menghangat.
Biarkan campuran dalam keadaan tertutup selama 10 menit dan sesekali guncangkan
labu secara perlahan. Tuangkan campuran reaksi ke dalam 100 mL air dalam gelas
kimia. Gores dinding bagian dalam gelas kimia dengan batang pengaduk kaca untuk
memulai kristalisasi, dan biarkan mengkristal selama 10 menit. Saring dan cuci produk
dua kali menggunakan masing-masing 10 mL air dengan syringe plastik dan lempeng
penyaring polipropilen berpori, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Penyaringan dengan syringe plastik
1
2,3
6
9
1. Tarik keluar pistonnya. Isi syringe yang diberi lempeng penyaring dengan suspensi
yang akan disaring. Syringe dapat diisi sampai dengan batas lubang. Pasang
kembali pistonnya.
2. Tutup lubang syringe dengan jari dan tekan piston sampai batas lubang.
3. Buka lubang dan tarik pistonnya perlahan, jangan sampai penyaringnya terangkat.
4. Ulangi tahap 2-3 beberapa kali untuk mengeluarkan cairan.
5. Ulangi tahap 1-4 sampai semua padatan tertinggal pada penyaring.
6. Tekan piston untuk mengeluarkan sisa cairan dari padatan pada penyaring.
7. Cuci produk dua kali dengan 10 mL air dengan mengulangi tahap 1-4.
8. Tekan piston lagi untuk mengeluarkan sisa cairan dari padatan pada penyaring.
Official Indonesian version
33
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
9. Tarik pistonnya keluar sambil menutup lubang dengan jari untuk mengeluarkan
padatan pada penyaring. (Dorong dengan ujung spatula untuk membantu proses ini).
a)
Simpan produk yang anda peroleh dalam cawan Petri terbuka yang telah diberi kode
anda. Tinggalkan di atas meja anda. Panitia akan mengeringkan, menimbang dan
memeriksa kemurnian produk tersebut.
b)
Hitung rendemen teoritis (massa) produk anda dalam satuan g. (Ar(C) = 12 g/mol,
Ar(O) = 16 g/mol, Ar(H)= 1,0 g/mol).
Sintesis α-D-glukopiranosa pentaasetat dari β-D-glukopiranosa pentaasetat
Salah satu alternatif dalam sintesis α-D-glukopiranosa pentaasetat dapat dilakukan
menggunakan senyawa β-D-glukopiranosa pentaasetat yang lebih mudah diperoleh.
Dalam percobaan ini akan dipelajari kinetika reaksi berikut dengan menggunakan
kromatografi lapis tipis (KLT atau TLC).
OAc
OAc
O
OAc
OAc
O
Ac2O
ZnCl2
Ac O
OAc
OAc
Ac O
OAc
OAc
Tambahkan 1,5 mL anhidrida asetat ke dalam 50 mg ZnCl2 anhidrat (yang telah ditimbang
dalam tabung reaksi). Tambahkan 100 mg β-D-glukopiranosa pentaasetat (BPAG) murni
dan guncangkan tabung reaksi sampai larut. Ambil tiga tetes dari campuran ini dan
masukkan ke dalam sebuah tabung Eppendorf, tambahkan 0,5 mL metanol dan simpan.
Tempatkan tabung reaksi tadi di alat pemanas di ruang asam terdekat dari meja anda.
Simpan tabung reaksi tersebut pada alat pemanas (heating block) yang suhunya telah
diatur pada 70ºC. Aduk sesekali tabung reaksi selama pemanasan. Selama reaksi
berlangsung, ambil tiga tetes sampel dari campuran yang sedang dipanaskan dengan
pipet Pasteur setelah menit ke- 2, 5, 10, dan 30. Campurkan segera tiap sampel dengan
0,5 mL metanol untuk menghentikan reaksi di dalam tabung Eppendorf.
Siapkan pelat TLC dengan menotolkan semua sampel yang terkumpul untuk mempelajari
kinetika reaksinya. Totolkan semua senyawa pembanding yang diperlukan untuk
membantu identifikasi noda-noda pada pelat. Tandai tiap noda dengan pensil, dan
lakukan elusi pelat di dalam eluen isobutil asetat/isoamil asetat (1:1). Panaskan pelat
dengan heat-gun (di ruang asam!) untuk memunculkan warna noda (warnanya stabil).
Anda dapat meminta pelat yang kedua jika diperlukan (tanpa penalti!).
c)
Gambarkan pelat TLC anda di lembar jawaban dan simpan pelat tersebut dalam
plastik yang berlabel.
d)
Interpretasikan hasil percobaan anda dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan
pada lembar jawaban.
Official Indonesian version
34
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Soal 2
Perhatikan: Pipet yang digunakan memiliki dua tanda batas. Hentikan aliran larutan
pada tanda kedua di bagian bawah pipet untuk mengukur volume yang ditentukan.
Jangan membiarkan larutan keluar melebihi tanda batas yang ke dua.
Ketika kalium hexacyanoferrate(II), K4[Fe(CN)6] ditambahkan pada larutan yang
mengandung ion zinc, segera terbentuk endapan yang tidak larut. Tugas anda adalah
mencari komposisi stioikiometri endapan tanpa air Kristal.
Reaksi pengendapan terjadi sangat cepat dan kuantitatif sehingga dapat digunakan dalam
titrasi. Titik akhir dapat ditentukan menggunakan indikasi redoks, namun konsentrasi
larutan kalium hexacyanoferrate(II) harus ditentukan terlebih dulu.
Pembuatan larutan K4[Fe(CN)6] dan penentuan konsentrasinya dengan tepat.
Larutkan padatan K4[Fe(CN)6].3H2O (Mr = 422,41 g/mol) yang ada dalam labu Erlenmeyer
kecil dan pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100,00 mL. Pipet 10,00 mL
larutan hexacyanoferrate(II) tersebut. Tambahkan 20 mL asam sulfat 1 M dan 2 tetes
larutan indikator ferroin. Titrasi larutan tersebut dengan larutan Ce4+ 0,05136 M. Ulangi
titrasi ini sampai diperoleh nilai akurat. Cerium(IV) dalam asam adalah oksidator kuat
yang dapat membentuk Ce(III).
a)
Laporkan volume larutan Ce4+ yang dipakai dalam titrasi ini.
b)
Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada titrasi ini. Berapa massa sampel
K4[Fe(CN)6].3H2O?
Reaksi antara ion zinc dengan kalium hexacyanoferrate(II)
Pipet 10,00 mL larutan hexacyanoferrate(II) dan tambahkan 20 mL asam sulfat 1 M.
Tambahkan 3 tetes larutan indikator (diphenyl amine) dan 2 tetes larutan K3[Fe(CN)6].
Indikator hanya berfungsi jika sampel mengandung ion hexacyanoferrate(III), [Fe(CN)6]3–.
Titrasi larutan ini dengan larutan zinc perlahan-lahan. Lanjutkan sampai terbentuk warna
violet kebiruan. Ulangi titrasi sampai diperoleh data akurat.
c)
Laporkan volume larutan zinc yang digunakan.
d)
Interpretasikan tirasi ini dengan menjawab soal-soal yang terdapat pada lembar
jawab.
e)
Tentukan rumus kimia endapan yang terbentuk.
Peringatan: Nilai terbaik belum tentu diperoleh dari pengukuran yang sesuai secara teoritis.
Official Indonesian version
35
40th International Chemistry Olympiad
Soal Praktikum
Soal 3
Perhatian: Perlakukan semua larutan sampel toksik dan korosif. Buang pada tempat
yang disediakan.
Pemanas (heat gun) memanaskan udara sampai 500 °C. Jangan arahkan pada zat yang
mudah terbakar secara langsung, hati-hati jangan menyentuh ujungnya (nozzle) yang
panas.
Masukkan sekeping batu didih dalam larutan sebelum dipanaskan untuk mencegah
pendidihan mendadak (bumping). Jangan mengarahkan mulut tabung reaksi pada orang
ketika memanaskan tabung reaksi.
Anda mendapat delapan larutan sampel yang belum diketahui. Setiap larutan hanya
mengandung satu senyawa. Ion yang sama mungkin terdapat dalam berbagai larutan.
Setiap senyawa umumnya mengandung satu kation dan satu anion dari daftar berikut:
Kation: H+, NH4+, Li+, Na+, Mg2+, Al3+, K+, Ca2+, Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+,
Zn2+, Sr2+, Ag+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Ba2+, Pb2+, Bi3+
Anion: OH–, CO32–, HCO3–, CH3COO–, C2O42–, NO2–, NO3–, F–, PO43–, HPO42–, H2PO4–,
SO42–, HSO4–, S2–, HS–, Cl–, ClO4–, MnO4–, Br–, I–
Disediakan tabung reaksi dan pemanas, tetapi tidak ada tambahan pereaksi selain
aquades dan kertas pH.
Identifikasikan senyawa yang terdapat dalam larutan 1 - 8. Anda dapat menggunakan
bantuan tabel kelarutan untuk anion pada halaman berikut ini. Jika tidak berhasil
mengidentifikasi ion secara tepat, upayakan ada jawaban yang sedekat mungkin
sesuai perkiraan.
Penjelasan:
Larutan sampel yang belum diketahui mungkin saja mengandung sedikit ketakmurnian
karena reaksi dengan udara. Konsentrasi semua larutan sekitar 5 % massa, diharapkan
anda dapat mengamati endapan dari komponen utama secara jelas. Dalam beberapa
kasus, endapan tidak terjadi secara instan; beberapa zat kadang-kadang ada dalam
keadaan lewat jenuh beberapa saat. Jangan tergesa-gesa memberi kesimpulan negatif,
tunggu 1-2 menit jika diperlukan. Amati semua tanda-tanda reaksi secara seksama.
Ingat: pemanasan umumnya mempercepat proses, meningkatkan kelarutan banyak zat
dan menginisiasi reaksi yang pada temperatur ruang tidak terjadi.
Official Indonesian version
36
Tabel kelarutan pada 25 °C
NH4+
Li+
Na+ Mg2+ Al3+ K+
CH3COO–
C2O42–
NO2–
3,6
↓
HR
Ca2+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+ Sr2+ Ag+ Sn2+ Sn4+ Sb3+ Ba2+ Pb2+ Bi3+
HR
1,0
↓
↓
↓
↓
↓
HR
↓
HR
↓
(Y)
↓R
↓
↓
↓
↓
↓
HR
↓
↓
1,6
↓
↓
↓
0,41 ↓ R
((Y))
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
NO3–
F–
0,13
↓
↓
0,5
SO42PO43–
1,0
↓
↓
(W) (W)
1,4
2,6
0,21
HR
HPO42–
H2PO4–
ClO4–
MnO4–
4,0
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
HR
1,0
HR
HR
HR
↓R
↓
↓
(W)
↓
↓
(W) (W)
↓
(W)
↓
(P)
↓
(P)
HR
↓
0,16
↓
↓
↓
↓
↓
↓
0,84
↓
(Y)
↓
(Y)
↓
(Y)
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
HR
↓
↓
0,91
R
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
HR
2,1
HR
R
HR
Br–
I–
↓
R
↓R
↓
((Y))
↓
1,0
(Y)
R
↓R
0,98
↓
(Y)
↓
(B)
Kosong: Larut sempurna
↓: Tidak larut/mengendap
R: Reaksi redox pada temperatur ruang
HR: Larut pada temperatur ruang. Dalam larutan panas ada efek yang dapat diamati (tidak selalu endapan).
Kelarutan dalam g (zat) / 100 g air. Nilai akurat yang ditunjukkan hanya antara 0,1 sampai 4.
Warna endapan yang secara signifikan berbeda dari ion terhidrasinya: (B) = black/hitam, (P) = purple/ungu, (W) = white/putih, ((Y)) =
kuning muda, (Y) = yellow/kuning.