stiksintcarolus.ac.id

B. Larutan

Larutan adalah campuran homogen dua zat atau lebih. Memahami konsentrasi larutan dan bagaimana sifatnya berubah ketika zat terlarut ditambahkan adalah topik penting.

• Konsentrasi Larutan:
  Konsentrasi menyatakan jumlah zat terlarut dalam sejumlah pelarut atau larutan.

  Contoh Soal 5:
  Sebanyak 5,85 gram natrium klorida ($NaCl$) dilarutkan dalam air hingga volume larutan menjadi 250 mL. Berapakah molaritas larutan tersebut? (Ar Na = 23, Cl = 35,5)

  Pembahasan:
  Langkah 1: Hitung massa molar ($Mr$) $NaCl$.
  $Mr NaCl = Ar Na + Ar Cl = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol$

  Langkah 2: Hitung jumlah mol $NaCl$.
  $Mol NaCl = frac5,85 g58,5 g/mol = 0,1 mol$

  Langkah 3: Ubah volume larutan ke liter.
  Volume = 250 mL = 0,25 L

  Langkah 4: Hitung molaritas.
  Molaritas (M) = $fracMol zat terlarutVolume larutan (L)$
  Molaritas = $frac0,1 mol0,25 L = 0,4 M$

  Jadi, molaritas larutan $NaCl$ adalah 0,4 M.

  Contoh Soal 6:
  Berapa gram urea ($CO(NH_2)_2$) yang harus dilarutkan dalam 500 gram air untuk membuat larutan dengan konsentrasi 2 molal? (Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)

  Pembahasan:
  Molalitas (m) = $fracMol zat terlarutMassa pelarut (kg)$

  Diketahui:
  Molalitas = 2 molal
  Massa pelarut (air) = 500 gram = 0,5 kg

  Hitung jumlah mol urea yang dibutuhkan:
  $Mol urea = Molalitas times Massa pelarut (kg)$
  $Mol urea = 2 molal times 0,5 kg = 1 mol$

  Hitung massa molar ($Mr$) urea ($CO(NH_2)_2$).
  $Mr CO(NH_2)_2 = Ar C + Ar O + 2 times (Ar N + 2 times Ar H)$
  $Mr CO(NH_2)_2 = 12 + 16 + 2 times (14 + 2 times 1)$
  $Mr CO(NH_2)_2 = 12 + 16 + 2 times (16)$
  $Mr CO(NH_2)_2 = 28 + 32 = 60 g/mol$

  Hitung massa urea yang dibutuhkan:
  Massa urea = $Mol urea times Mr urea$
  Massa urea = $1 mol times 60 g/mol = 60 g$

  Jadi, 60 gram urea harus dilarutkan dalam 500 gram air.

• Sifat Koligatif Larutan:
  Sifat koligatif adalah sifat fisik larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan pada jenis zat terlarut.

  Contoh Soal 7:
  Jika 18 gram glukosa ($C6H12O_6$) dilarutkan dalam 500 gram air, berapakah kenaikan titik didih larutan tersebut? (Kb air = 0,52 $^oC/m$, Ar C=12, H=1, O=16)

  Pembahasan:
  Langkah 1: Hitung massa molar ($Mr$) glukosa.
  $Mr C6H12O_6 = 6 times 12 + 12 times 1 + 6 times 16 = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol$

  Langkah 2: Hitung jumlah mol glukosa.
  $Mol glukosa = frac18 g180 g/mol = 0,1 mol$

  Langkah 3: Hitung molalitas larutan.
  Massa pelarut (air) = 500 gram = 0,5 kg
  Molalitas (m) = $fracMol glukosaMassa pelarut (kg) = frac0,1 mol0,5 kg = 0,2 m$

  Langkah 4: Hitung kenaikan titik didih ($Delta T_b$).
  Karena glukosa adalah senyawa non-elektrolit, faktor van’t Hoff (i) = 1.
  $Delta T_b = m times Kb times i$
  $Delta T_b = 0,2 m times 0,52 ^oC/m times 1$
  $Delta T_b = 0,104 ^oC$

  Jadi, kenaikan titik didih larutan glukosa adalah 0,104 $^oC$.

  Contoh Soal 8:
  Hitung penurunan titik beku larutan 10 gram urea ($CO(NH_2)_2$) dalam 200 gram air. (Kf air = 1,86 $^oC/m$, Ar C=12, O=16, N=14, H=1)

  Pembahasan:
  Langkah 1: Hitung massa molar ($Mr$) urea.
  $Mr CO(NH_2)_2 = 60 g/mol$ (dihitung pada Contoh Soal 6)

  Langkah 2: Hitung jumlah mol urea.
  $Mol urea = frac10 g60 g/mol approx 0,167 mol$

  Langkah 3: Hitung molalitas larutan.
  Massa pelarut (air) = 200 gram = 0,2 kg
  Molalitas (m) = $fracMol ureaMassa pelarut (kg) = frac0,167 mol0,2 kg approx 0,835 m$

  Langkah 4: Hitung penurunan titik beku ($Delta T_f$).
  Urea adalah senyawa non-elektrolit, jadi i = 1.
  $Delta T_f = m times Kf times i$
  $Delta T_f = 0,835 m times 1,86 ^oC/m times 1$
  $Delta T_f approx 1,55 ^oC$

  Jadi, penurunan titik beku larutan urea adalah sekitar 1,55 $^oC$.

C. Termokimia

Termokimia mempelajari tentang perubahan energi yang menyertai reaksi kimia.

• Entalpi Reaksi:
  Entalpi reaksi ($Delta H$) adalah perubahan panas yang terjadi pada tekanan konstan. Nilai $Delta H$ positif menunjukkan reaksi endotermik (menyerap panas), sedangkan nilai negatif menunjukkan reaksi eksotermik (melepas panas).

  Contoh Soal 9:
  Diketahui entalpi pembentukan standar ($ Delta H_f^o $) sebagai berikut:
  $ Delta H_f^o CO_2(g) = -393,5 kJ/mol $
  $ Delta H_f^o H_2O(l) = -285,8 kJ/mol $
  $ Delta H_f^o C_2H_5OH(l) = -277,7 kJ/mol $
  Hitung perubahan entalpi untuk reaksi pembakaran etanol ($C_2H_5OH$):
  $ C_2H_5OH(l) + 3O_2(g) rightarrow 2CO_2(g) + 3H_2O(l) $

  Pembahasan:
  Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung menggunakan rumus:
  $ Delta H^o_reaksi = sum Delta H_f^o produk – sum Delta H_f^o reaktan $

  Dalam reaksi ini:
  Produk: $2 CO_2(g)$ dan $3 H_2O(l)$
  Reaktan: $1 C_2H_5OH(l)$ dan $3 O_2(g)$

  Entalpi pembentukan standar ($ Delta H_f^o $) unsur bebas dalam keadaan standar adalah nol. Jadi, $ Delta H_f^o O_2(g) = 0 $.

  $ Delta H^o_reaksi = – $
  $ Delta H^oreaksi = – $
  $ Delta H^oreaksi = – $
  $ Delta H^oreaksi = -1644,4 kJ + 277,7 kJ$
  $ Delta H^o_reaksi = -1366,7 kJ $

  Jadi, perubahan entalpi untuk reaksi pembakaran etanol adalah -1366,7 kJ.

• Hukum Hess:
  Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi total dalam suatu reaksi kimia tidak bergantung pada tahapan reaksi, melainkan hanya pada keadaan awal dan akhir. Ini memungkinkan kita menghitung $ Delta H $ untuk reaksi yang sulit diukur secara langsung dengan menggunakan data $ Delta H $ dari reaksi lain yang diketahui.

  Contoh Soal 10:
  Diketahui data entalpi reaksi berikut:

  1. $ C(s) + O_2(g) rightarrow CO_2(g) quad Delta H = -393,5 kJ $
  2. $ 2CO(g) + O_2(g) rightarrow 2CO_2(g) quad Delta H = -566,0 kJ $
     Hitung entalpi pembentukan karbon monoksida ($CO$) dari unsur-unsurnya:
     $ C(s) + frac12O_2(g) rightarrow CO(g) $

  Pembahasan:
  Kita perlu memanipulasi persamaan reaksi yang diberikan agar sesuai dengan persamaan reaksi target.
  Persamaan target: $ C(s) + frac12O_2(g) rightarrow CO(g) $

  Dari persamaan 1: $ C(s) + O_2(g) rightarrow CO_2(g) quad Delta H_1 = -393,5 kJ $
  Persamaan ini sudah sesuai dengan reaktan $C(s)$, tetapi kita perlu $CO(g)$ sebagai produk, bukan $CO_2(g)$.

  Dari persamaan 2: $ 2CO(g) + O_2(g) rightarrow 2CO_2(g) quad Delta H_2 = -566,0 kJ $
  Kita perlu $CO(g)$ di sisi produk, jadi kita balik persamaan ini dan bagi dua.
  Jika dibalik: $ 2CO_2(g) rightarrow 2CO(g) + O_2(g) quad Delta H = +566,0 kJ $
  Jika dibagi dua: $ CO_2(g) rightarrow CO(g) + frac12O_2(g) quad Delta H = +283,0 kJ $

  Sekarang, kita jumlahkan kedua persamaan yang sudah dimanipulasi:
  Persamaan 1: $ C(s) + O_2(g) rightarrow CO_2(g) quad Delta H_1 = -393,5 kJ $
  Persamaan manipulasi 2: $ CO_2(g) rightarrow CO(g) + frac12O_2(g) quad Delta H’ = +283,0 kJ $

  Jumlahkan: $ C(s) + O_2(g) + CO_2(g) rightarrow CO_2(g) + CO(g) + frac12O_2(g) $
  Sederhanakan (eliminasi $CO_2(g)$ dan kurangi $O_2(g)$ dengan $ frac12O_2(g) $):
  $ C(s) + frac12O_2(g) rightarrow CO(g) $

  Perubahan entalpi totalnya adalah jumlah dari entalpi kedua reaksi yang dimanipulasi:
  $ Delta H_target = Delta H1 + Delta H’ $
  $ Delta Htarget = -393,5 kJ + 283,0 kJ $
  $ Delta H_target = -110,5 kJ $

  Jadi, entalpi pembentukan karbon monoksida adalah -110,5 kJ.

• Energi Ikatan:
  Energi ikatan adalah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 mol ikatan kimia dalam fase gas. Perubahan entalpi reaksi juga dapat diestimasi menggunakan data energi ikatan.

  Contoh Soal 11:
  Diketahui energi ikatan rata-rata berikut:
  $ C-H = 413 kJ/mol $
  $ O=O = 495 kJ/mol $
  $ C=O = 805 kJ/mol $
  $ O-H = 463 kJ/mol $
  Hitung perubahan entalpi untuk reaksi pembakaran metana ($CH_4$):
  $ CH_4(g) + 2O_2(g) rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g) $

  Pembahasan:
  Rumus untuk menghitung $ Delta H $ berdasarkan energi ikatan adalah:
  $ Delta H = sum text(Energi ikatan yang putus) – sum text(Energi ikatan yang terbentuk) $

  Reaktan: $CH_4$ dan $2O_2$
  $CH_4$ memiliki 4 ikatan $C-H$.
  $2O_2$ memiliki 2 ikatan $O=O$.
  Energi ikatan yang putus = $4 times (C-H) + 2 times (O=O)$
  Energi ikatan yang putus = $4 times 413 kJ/mol + 2 times 495 kJ/mol$
  Energi ikatan yang putus = $1652 kJ/mol + 990 kJ/mol = 2642 kJ/mol$

  Produk: $CO_2$ dan $2H_2O$
  $CO_2$ memiliki 2 ikatan $C=O$.
  $2H_2O$ memiliki 4 ikatan $O-H$ (masing-masing molekul $H_2O$ memiliki 2 ikatan $O-H$).
  Energi ikatan yang terbentuk = $2 times (C=O) + 4 times (O-H)$
  Energi ikatan yang terbentuk = $2 times 805 kJ/mol + 4 times 463 kJ/mol$
  Energi ikatan yang terbentuk = $1610 kJ/mol + 1852 kJ/mol = 3462 kJ/mol$

  Perubahan entalpi ($ Delta H $):
  $ Delta H = 2642 kJ/mol – 3462 kJ/mol $
  $ Delta H = -820 kJ/mol $

  Jadi, perubahan entalpi untuk reaksi pembakaran metana adalah -820 kJ/mol.

3. Tips Sukses Menghadapi PAT Kimia

Menghadapi PAT Kimia tidak perlu menakutkan jika dipersiapkan dengan baik. Berikut adalah beberapa tips yang dapat membantu:

• Pahami Konsep Dasar: Kimia adalah mata pelajaran yang saling terkait. Pastikan Anda benar-benar memahami konsep dasar seperti definisi mol, stoikiometri reaksi, berbagai satuan konsentrasi, dan prinsip-prinsip termokimia. Jangan hanya menghafal rumus, tetapi pahami bagaimana rumus tersebut diturunkan dan kapan digunakan.

• Latihan Soal Secara Rutin: Ini adalah kunci terpenting. Kerjakan berbagai macam soal, mulai dari yang mudah hingga yang menantang. Perhatikan pola soal yang sering keluar di buku latihan, LKS, atau soal-soal tahun sebelumnya. Semakin banyak Anda berlatih, semakin terbiasa Anda dengan berbagai tipe soal dan semakin cepat Anda dalam menyelesaikannya.

• Buat Catatan Rangkuman: Sederhanakan materi penting ke dalam catatan ringkas. Buat tabel untuk membandingkan konsep yang serupa, rangkum rumus-rumus penting, dan catat langkah-langkah penyelesaian soal yang sering muncul. Catatan ini akan sangat berguna saat Anda melakukan revisi di menit-menit terakhir.

• Kelola Waktu dengan Baik Saat Ujian: Saat mengerjakan soal, alokasikan waktu untuk setiap bagian atau tipe soal. Jika ada soal yang terasa sulit, jangan terlalu lama terpaku padanya. Lewati dulu dan kembali lagi nanti jika ada waktu tersisa. Prioritaskan soal yang Anda yakin bisa dikerjakan.

• Perhatikan Detail Soal: Baca soal dengan teliti. Perhatikan satuan yang digunakan (misalnya, gram atau kilogram, mL atau L), data yang diberikan (Ar, Mr, konstanta), dan apa yang ditanyakan dalam soal. Kesalahan kecil dalam membaca detail dapat berakibat fatal pada jawaban.

4. Kesimpulan

PAT Kimia kelas 10 semester 2 mencakup topik-topik fundamental yang esensial untuk pemahaman kimia lebih lanjut. Dengan menguasai konsep stoikiometri, larutan, dan termokimia, serta melatih diri dengan berbagai contoh soal seperti yang telah dibahas, siswa akan lebih siap untuk menghadapi penilaian akhir tahun. Ingatlah bahwa kunci keberhasilan terletak pada pemahaman konsep yang mendalam, latihan yang konsisten, dan strategi pengerjaan soal yang efektif. Semoga artikel ini menjadi panduan yang bermanfaat bagi Anda dalam mempersiapkan diri untuk PAT Kimia.