138055018-03-Kunci-Jawaban-Dan-Pembahasan-KIMIA-XII.pdf

Kimia Kelas XII

1

Pendidikan karakter (*) Kreatif

Sifat koligatif larutan nonelektrolit

1.1 M e n j e l a s k a n penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan, dan tekanan osmosis termasuk sifat koligatif larutan. Ekonomi kreatif (•) Kreatif

Nilai dan Materi yang Diintegrasikan

Materi Pokok/ Pembelajaran

•

•

3. Mendeskripsikan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut.

•

Menjelaskan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut.

Menjelaskan pengertian sifat koligatif larutan nonelektrolit (hukum Raoult).

Menghitung konsentrasi suatu larutan (molaritas, molalitas, dan fraksimol).

Indikator Pencapaian Kompetensi

2. Menentukan sifat koligatif larutan nonelektrolit berdasarkan hukum Raoult.

1. Menghubungkan konsentrasi larutan dengan sifat koligatif larutan melalui perhitungan.

Kegiatan Pembelajaran

: 1. Menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan nonelektrolit dan elektrolit.

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

: .... : XII/1 : Kimia

Sekolah Kelas/Semester

Silabus

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Sebanyak 30 gram NaOH dilarutkan dalam 18 gram air. Jika diketahui tekanan uap air murni pada suhu 30°C sebesar 32 mmHg maka tekanan uap larutan pada suhu tersebut sebesar . . . mmHg. a. 8,7 d. 6,7 b. 7,8 e. 6,4 c. 7,6

Berikut ini tergolong sifat koligatif larutan, kecuali .... a. kenaikan titik didih b. penurunan titik beku c. penurunan tekanan uap jenuh d. derajat keasaman e. tekanan osmotik

What is the molality of a solution containing 35% mass of ethanol (C2H5OH) in water? (Ar: H = 1, C = 12, O = 16) a. 8,7 m d. 11,7 m b. 9,7 m e. 12,7 m c. 10,7 m

Contoh Instrumen

Penilaian

14 jp

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 1–28 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 1–16

Alokasi Alat dan Sumber Belajar Waktu

2

Silabus

Kompetensi Dasar


Nilai dan Materi yang Diintegrasikan •

•

•

•

5. Menganalisis diagram P–T untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku, dan kenaikan titik didih larutan.

6. Mengkaji literatur tentang pengertian osmosis dan tekanan osmotik serta terapannya. 7. Menghitung tekanan osmotik larutan nonelektrolit.

Menghitung tekanan osmotik larutan nonelektrolit.

Menjelaskan pengertian osmosis dan tekanan osmotik serta terapannya.

Menjelaskan diagram P–T untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku, dan kenaikan titik didih larutan.

Menghitung tekanan uap larutan nonelektrolit berdasarkan data percobaan.


4. Menentukan tekanan uap larutan nonelektrolit berdasarkan data percobaan.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Uraian

Uraian

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

T

Sebanyak 6,84 gram sukrosa dilarutkan ke dalam air hingga volumenya menjadi 2 L. Jika R = 0,082, tentukanlah tekanan osmotik larutan sukrosa (Mr = 342) pada suhu 25°C!

Sebutkan beberapa contoh tekanan osmotik dalam kehidupan sehari-hari!

Titik didih larutan urea 0,2 M dinyatakan oleh titik .... a. E d. K b. F e. L c. H

Diagram berikut menyatakan diagram P – T air, larutan urea 0,2 M.

Jika mol pelarut semua larutan tersebut dianggap sama, maka larutan yang mempunyai tekanan uap paling besar adalah . . . . a. P d. S b. Q e. T c. R

P Q R S Keterangan: O partikel zat terlarut

Perhatikan gambar beberapa larutan di bawah ini!

Contoh Instrumen

Penilaian Alokasi Alat dan Sumber Belajar Waktu

Kimia Kelas XII

3


Sifat koligatif larutan elektrolit

Kompetensi Dasar

1.2 Membandingkan antara sifat koligatif larutan nonelektrolit dengan sifat koligatif larutan elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan.


Mengamati kenaikan titik didih suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut melalui percobaan. (*)

Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dan nonelektrolit. (•)

•

3. Melakukan perhitungan ∆Tf larutan elektrolit dan nonelektrolit.

•

Mengamati penurunan titik beku suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut melalui percobaan.

•

2. Melakukan percobaan untuk menentukan penurunan titik beku larutan elektrolit dan nonelektrolit.

4. Melakukan percobaan untuk menentukan kenaikan titik didih larutan elektrolit dan nonelektrolit.

Menghitung tekanan uap larutan elektrolit menggunakan faktor Van’t Hoff berdasarkan data percobaan.

•


1. Melakukan perhitungan terhadap tekanan uap larutan elektrolit.


Pilihan ganda

Tes tertulis

Uji petik kerja prosedur


Tes unjuk kerja

Tes unjuk kerja

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Tes tertulis

Teknik

Masukkan akuades, larutan NaCl, dan larutan urea masing-masing ke dalam gelas kimia! Didihkan ketiga larutan secara bersamaan dan ukur suhu setiap larutan saat mendidih menggunakan termometer! Catat suhu larutan!

Ke dalam 200 gram air dimasukkan 7,45 gram KCl. Jika Kf air = 1,86 dan Kb air = 0,52°C/m dan diketahui bahwa KCl dalam air terurai sempurna (massa atom K = 39, Cl = 35,5), berapakah titik didih dan titik beku larutan tersebut? a. 100,52°C dan –1,86°C b. 0,52°C dan 1,86°C c. 100°C dan 1,86°C d. 100°C dan –1,86°C e. 186°C dan –0,52°C

Campurkan garam dapur kasar dengan potongan es dalam gelas kimia! Masukkan tabung reaksi yang berisi akuades ke dalam gelas kimia! Aduk akuades tersebut hingga membeku! Ukur suhu campuran!

At a coastal area, the vapor pressure of x gram of NaOH solution in 500 gram of water is 1 atmosphere at 100.2°C. If the constant boiling point of water (Kb) is 0.5°C kg/mol, what is the value of x? (Mr NaOH = 40 g/mole) a. 2 gram d. 8 gram b. 4 gram e. 10 gram c. 6 gram

Contoh Instrumen

Penilaian

1. Seperangkat alat dan bahan percobaan penurunan titik beku larutan 2. Seperangkat alat dan bahan percobaan kenaikan titik didih larutan


4

Silabus

Kompetensi Dasar



•

•

6. Melakukan perhitungan terhadap tekanan osmotik larutan elektrolit.

7. Membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit berdasarkan data percobaan.

Menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit.

Menghitung tekanan osmotik larutan elektrolit.

Menghitung kenaikan titik didih larutan elektrolit dan nonelektrolit.


5. Melakukan perhitungan ∆Tb larutan elektrolit dan nonelektrolit.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Mol Zat Terlarut 0,1 0,1 0,2 0,2 0,1

Larutan 1. 2. 3. 4. 5.

200 100 300 100 250

Volume Larutan (ml)

Tabel berikut berisi data sejumlah zat terlarut yang dilarutkan dalam air.

Tekanan osmotik darah manusia pada suhu 37°C sebesar 7,626 atm (R = 0,082 L atm mol –1 K–1). Massa NaCl yang harus dilarutkan dalam 1 L larutan sehingga pada suhu 37°C isotonik dengan darah manusia yaitu . . . gram. (Ar Na = 23, Ar Cl = 35,5) a. 8,775 b. 11,70 c. 17,55 d. 35,10 e. 175,50

Ke dalam 250 gram air dilarutkan 17,4 gram K 2 SO 4 . Jika K b air = 0,52°C/molal, kenaikan titik didih larutan tersebut adalah . . . . (Ar : K = 39, S = 32, O = 16) a. 0,208°C b. 0,312°C c. 0,416°C d. 0,624°C e. 0,832°C

Contoh Instrumen


Kimia Kelas XII

5

Kompetensi Dasar


Nilai dan Materi yang Diintegrasikan Kegiatan Pembelajaran Indikator Pencapaian Kompetensi Teknik

Bentuk Instrumen Jika R = 0,082 L atm mol–1K–1 dan pengukuran dilakukan pada suhu tetap maka larutan yang mempunyai tekanan osmotik paling besar adalah . . . . a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5

Contoh Instrumen


6

Silabus


R e a k s i Redoks

2.1 M e n e r a p k a n konsep reaksi oksidasireduksi dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri. E k o n o m i kreatif (•) Kreatif (••)P e d u l i Lingkungan

Pendidikan karakter (*) Kreatif


•

•

3. Merancang dan melakukan percobaan untuk mengamati ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan.

•

Menyimpulkan ciriciri reaksi redoks yang berlangsung secara spontan melalui percobaan.

Menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO).

Menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron).


2. Berlatih menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO).

1. Berlatih menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron).


Tes unjuk kerja

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik


Pilihan ganda

Uraian

Bentuk Instrumen

a. Campur larutan KMnO4 dengan H2SO4! Panaskan hingga suhu 60°C lalu teteskan larutan H2C2O4 hingga terjadi perubahan warna! b. Tambahkan larutan Na2S2O3 tetes demi tetes ke dalam larutan I 2 sampai terjadi perubahan warna!

Pada reaksi: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2 yang bertindak sehingga reduktor adalah . . . . a. MnO2 d. H 2 O b. HCl e. Cl2 c. MnCl2

mempunyai koefisien reaksi a, b, c, d, dan e berturut-turut adalah . . . . a. 1, 6, 1, 1, 3 b. 1, 6, 5, 1, 3 c. 2, 6, 1, 2, 3 d. 2, 6, 3, 1, 3 e. 3, 6, 5, 1, 3

Persamaan reaksi redoks: aCl2(g) + bOH–(aq) → cCl– (aq) + dClO3–(aq) + eH2O(A)

Contoh Instrumen

Penilaian

: 2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

: .... : XII/1 : Kimia


Silabus

10 jp

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 29–56 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 17–36 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan reaksi redoks 4. Seperangkat aat dan bahan percobaan sel Volta


Kimia Kelas XII

7

Kompetensi Dasar

Sel Volta dan Penerapannya



•

•

5. Menyebutkan cara energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta.

6. Menuliskan lambang sel atau diagram sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta.

•

Menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta.

Menjelaskan bagaimana listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta. (•)

Menggambarkan susunan sel Volta atau sel Galvani dan menjelaskan fungsi setiap bagiannya. (*)


4. Menganalisis gambar susunan sel Volta dan menyebutkan fungsi tiap bagiannya.


Tes tertulis

Tes lisan

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Tanya jawab

PIlihan ganda

Bentuk Instrumen

Cd H2

Zn Pb Zn

Anode

Suatu sel Volta disusun seperti pada bagian berikut.

Jelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi silikon dan reaksi redoks dalam sel volta!

a. Ag2O b. PbO2 c. MnO2 + NH4Cl d. NiO2 e. O 2

Katode

Pasangan elektrode yang digunakan pada aki timbal asam seperti gambar adalah . . . .

c. Masukkan logam Cu berbentuk spiral yang telah diampelas ke dalam larutan AgNO3! Amati yang terjadi! d. Masukkan logam Zn yang telah diampelas ke dalam larutan H2SO 4! Amati yang terjadi!

Contoh Instrumen


8

Silabus

2.2 M e n j e l a s k a n reaksi oksidasireduksi dalam sel elektrolisis.

Kompetensi Dasar

Reaksi Elektrolisis


Ekonomi kreatif (•) Kreatif

Pendidikan karakter (*) Rasa Ingin Tahu (**) P e d u l i Lingkungan


•

•

8. Menyebutkan prinsip kerja sel Volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

1. Merancang dan melakukan percobaan untuk mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis larutan kalium iodida.

•

Mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis melalui percobaan. (*)

Menjelaskan prinsip kerja sel Volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari (baterai, aki, dan lain-lain). (••)

Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar.


7. Melakukan perhitungan harga potensial sel standar berdasarkan data potensial standar.



Uraian

Tes tertulis

Tes unjuk kerja

Uraian

Tes tertulis

Teknik

Bentuk Instrumen

Lakukan elektrolisis larutan KI pada pipa U menggunakan elektrode karbon dan batu baterai 6 V! Uji larutan hasil elektrolisis dengan kertas lakmus merah dan biru pada bagian katode, serta dengan larutan amilum pada bagian anode!

Mobil umumnya menggunakan sel aki timbal asam. Mengapa mobil yang tidak digunakan dalam jangka waktu lama, sewaktu-waktu mesinnya harus dihidupkan?

Tentukan harga potensial sel yang dihasilkan oleh reaksi: Mg | Mg2+ || Ag+ | Ag

Diketahui harga potensial elektrode (E°) sebagai berikut. E° = –0,80 volt Ag/Ag+ Mg/Mg2+ E° = +2,36 volt

(Ujian Nasional 2009/2010)

Diagram sel Volta yang benar adalah . . . . a. Al(s) | Al 3+ (aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) b. Al 3+ (aq) | Al(s) || Cu(s) | Cu2+(aq) c. Cu 2+(aq) | Cu(s) || Al(s) | Al3+(aq) d. Cu(s) | Cu 2+(aq) || Al3+(aq) | Al(s) e. Al(s) | Cu 2+ (aq) || Al3+(aq) | Cu(s)

Contoh Instrumen

Penilaian

14 jp



Kimia Kelas XII

9

Kompetensi Dasar

Korosi



Menjelaskan faktorfaktor yang memengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan.

•

•

3. Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi (karat) besi.

4. Menyebutkan beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi.

Menjelaskan beberapa cara mencegah terjadinya korosi. (**)

Menuliskan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert.


•

2. Menuliskan persamaan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert.



Pilhan ganda

Tes tertulis

Pilihan ganda

Tes unjuk kerja

Tes tertulis

Teknik

Bentuk Instrumen

Salah satu cara mencegah terjadinya korosi pada besi adalah . . . . a. dibakar lalu ditempa b. dihubungkan dengan lempengan magnesium c. direndam dalam air d. diolesi dengan larutan basa e. dicelupkan pada larutan asam

Susunlah rangkaian percobaan dengan 8 buah gelas kaca, 4 buah gelas kaca dalam keadaan terbuka dan 4 buah gelas kaca dalam keadaan tertutup! Paku yang pertama dibiarkan di dalam gelas kaca, paku yang kedua dimasukkan ke dalam air dan tercelup secara keseluruhan, paku yang ketiga dimasukkan dan tercelup sebagian ke dalam air, dan paku yang keempat dimasukkan ke dalam larutan HCl dan tercelup secara keseluruhan. Amati keadaan paku setiap hari selama dua minggu!

Pada elektrolisis larutan MgCl2 dengan elektrode Pt akan terbentuk . . . . a. ion klorida di anode b. gas klorin di anode c. gas hidrogen di anode d. ion hidrogen di katode e. logam magnesium di katode

Contoh Instrumen

Penilaian

3. Seperangkat alat dan bahan percobaan reaksi elektrolisis 4. Seperangkat alat dan bahan percobaan faktor-faktor yang memengaruhi korosi


10

Silabus

2.3 M e n e r a p k a n hukum Faraday untuk elektrolisis larutan elektrolit.

Kompetensi Dasar

Hukum Faraday


Nilai dan Materi yang Diintegrasikan Menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis.

Menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam. (•)

Menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam.

•

•

•

2. Merancang dan melakukan percobaan untuk menyepuh besi dengan tembaga melalui reaksi elektrolisis.

3. Menyebutkan aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam di industri.


Menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis.

1.


Tes tertulis

Tes unjuk kerja

Tes tertulis

Teknik

Uraian


Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Gambarkan proses penyepuhan logam besi dengan perak! Berilah penjelasan beserta reaksi elektrolisisnya!

Lakukan penyepuhan paku besi dengan batang tembaga menggunakan larutan CuSO4 dan baterai 9 V! Paku besi bertindak sebagai katode (–) dan batang tembaga bertindak sebagai anode (+).

Dua liter larutan NaOH dielektrolisis dengan muatan listrik 965 coulomb. pH larutan menjadi .... a. 3 – log 5 b. 4 – log 5 c. 9 + log 5 d. 10 + log 5 e. 11 + log 5

Contoh Instrumen

Penilaian

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 57–88 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 37–54 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan penyepuhan logam besi


Kimia Kelas XII

11

Sifat-Sifat Unsur Golongan Utama

Kelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Pembuatan Unsur Golongan Utama

3.1 Mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut.

3.2 Mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titik didih, titik leleh, ke-



Pendidikan karakter (*) C i n t a Tanah Air (**) P e d u l i Lingkungan


1. Mengkaji literatur tentang sifat-sifat fisik unsur utama.

2. Mengkaji literatur tentang produkproduk yang mengandung unsurunsur golongan utama.

1. Mengkaji literatur tentang keberadaan unsur-unsur golongan utama yang ada di alam terutama di Indonesia.


•

•

•

Mengidentifikasi sifat-sifat unsur utama (titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan, dan sifat khusus lainnya).

Mengidentifikasi produk-produk yang mengandung unsur-unsur golongan utama.

Mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, aluminium, karbon, silikon, belerang, oksigen, dan nitrogen yang ada di alam terutama di Indonesia.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

K Fe Si Mg Al

1. 2. 3. 4. 5.

Sendawa Chili Hematit Kuarsa Kalkopirit Bauksit

Mineral

Senyawa logam berikut apabila dibakar akan memberikan warna nyala merah tua. Logam yang dimaksud ialah . . . . a. Sr d. Cu b. Mg e. Na c. Ba

Senyawa halogen yang digunakan sebagai pelarut dan obat bius pada pembedahan mengandung unsur . . . . a. iod d. brom b. klor e. astatin c. fluor

Pasangan data yang berhubungan secara tepat adalah . . . . a. 1 dan 2 d. 3 dan 4 b. 1 dan 5 e. 4 dan 5 c. 2 dan 5

Unsur

No.

Berikut data batuan/ mineral serta kandungan unsur.

Contoh Instrumen

Penilaian

: 3. Memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan, dan bahayanya, serta terdapatnya di alam.

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

: .... : XII/1 : Kimia


Silabus

10 jp




12

Silabus

3.3 M e n j e l a s k a n m a n f a a t, dampak, dan proses pembuatan unsurunsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari.

kerasan, warna, kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya).

Kompetensi Dasar

Kelimpahan, Manfaat, Dampak, dan Pembuatan Unsur Golongan Utama



•

4. Melakukan percobaan untuk mengamati kereaktifan logam alkali saat bereaksi dengan air. 5. Menjelaskan kereaktifan, daya pengoksidasi, dan daya pereduksi unsurunsur halogen.

•

•

Melakukan percobaan untuk menentukan kadar klorin dalam berbagai jenis pemutih (pengelantang)

3.

1. Menyebutkan manfaat dan dampak unsur-unsur golongan utama dan senyawanya dalam kehidupan seharihari dan industri. (*)

•

Melakukan percobaan untuk menyelidiki warna nyala berbagai senyawa logam alkali tanah •

Menjelaskan manfaat dan dampak unsur-unsur (seperti gas mulia, halogen, alkali, alkali tanah, aluminium, karbon, silikon, belerang, oksigen, dan nitrogen) serta senyawanya dalam kehidupan seharihari dan industri.

Mengidentifikasi kereaktifan, daya pengoksidasi, dan daya pereduksi unsur-unsur halogen.

Mengidentifikasi kereaktifan senyawa logam alkali terhadap air melalui percobaan.

Mengidentifikasi daya pengoksidasi dari halogen dan daya pereduksi halida melalui percobaan.

Mengidentifikasi sifat-sifat kimia (kereaktifan, kelarutan) melalui percobaan.


2.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes unjuk kerja

Tes unjuk kerja

Tes unjuk kerja

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda




Bentuk Instrumen

Asam halida yang digunakan untuk mengetsa (mengukir) kaca adalah . . . . a. HF d. HI b. HCl e. HClO c. HBr

Halogen yang mudah direduksi adalah . . . . a. fluorin b. klorin c. bromin d. iodin e. semua halogen tidak dapat direduksi

Amati reaksi yang terjadi saat logam Na direaksikan dengan air!

Tentukan kadar klorin dalam berbagai jenis dan merek larutan pemutih pakaian melalui metode titrasi menggunakan larutan Na2SO4!

Ujilah warna nyala api unsur alkali tanah dalam senyawa KCl, NaCl, BaCl2, dan CaCl2 menggunakan kawat nikrom yang telah dicelupkan dalam larutan HCl pekat!

Contoh Instrumen

Penilaian


3. S e p e r a n g k a t alat dan bahan percobaan kereaktifan logam alkali terhadap air 4. Seperangkat alat dan bahan percobaan nyala api unsur alkali tanah 5. Seperangkat alat dan bahan percobaan kadar klorin dalam pemutih


Kimia Kelas XII

13

Sifat-Sifat Unsur Golongan Transisi Periode Empat

Kelimpahan di Alam, Manfaat, Dampak, dan Proses Pembuatan Unsur Golongan Transisi Periode Empat

3.1 M e n g i d e n t i f i kasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut.

3.2 Mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titik didih, titik leleh, kekerasan, warna,


Kompetensi Dasar


Pendidikan karakter (*) G e m a r Membaca


1. Mengkaji literatur tentang sifat-sifat fisik unsur transisi periode empat. (*)

Mengkaji literatur tentang keberadaan unsur golongan transisi periode empat dalam bentuk mineral yang ada di Indonesia.

2. Mengkaji literatur tentang pembuatan unsur dan senyawanya di laboratorium dan industri (misalnya H2SO4, N2, Al, NH3, dan O2). (**)


•

•

•

Mengidentifikasi sifat-sifat fisik unsur transisi (titik didih, titik lebur, kekerasan, warna, dan sifat khusus lainnya).

Mengidentifikasi keberadaan unsur golongan transisi yang ada di alam terutama di Indonesia.

Menjelaskan pembuatan unsur dan senyawanya di laboratorium dan industri (misalnya H 2 SO 4 , N 2 , Al, NH3, dan O2).


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Uraian

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Mengapa titik leleh krom lebih tinggi daripada titik leleh seng?

Diketahui beberapa mineral berikut. 1) pirit 2) siderit 3) kalkosit 4) pirolusit 5) sphalerite 6) smaltit Di antara mineral-mineral tersebut yang mengandung besi ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 5) b. 1) dan 2) c. 3) dan 4) d. 3) dan 6) e. 5) dan 6)

Pernyataan yang tepat tentang pembuatan logam alkali secara elektrolisis adalah . . . . a. logam alkali yang berupa zat padat terbentuk di anode b. dibuat dari elektrolisis larutan garam kloridanya c. digunakan katode karbon dan anode dari besi d. ion logam alkali mengalami reaksi reduksi e. reduksi ion logam alkali terjadi di anode

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp




14

Silabus

Sifat-Sifat Unsur Periode Tiga

3.2 Mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titik didih, titik leleh, kekerasan, warna,

•

•

2. Mengkaji literatur tentang proses pembuatan unsur transisi periode empat dan senyawanya di industri. (*)

1. Mengamati sifatsifat oksida dari unsur-unsur periode tiga.

•

1. Mengkaji literatur tentang manfaat dan dampak unsur transisi periode empat.

•

Mengidentifikasi keteraturan sifat fisik dan sifat kimia unsur-unsur periode tiga melalui percobaan.

Menjelaskan pembuatan unsur transisi dan senyawanya di industri.

Menjelaskan manfaat dan dampak unsur-unsur transisi dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

Mengidentifikasi sifat-sifat kimia (kereaktifan dan kelarutan) unsur transisi.


Kelimpahan di Alam, Manfaat, Dampak, dan Proses pembuatan Unsur Golongan Transisi Periode Empat


3.3 Menjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalam keh i d u p a n sehari-hari.

Pendidikan karakter (*) G e m a r Membaca Ekonomi kreatif (•) Mandiri

Nilai dan Materi yang Diintegrasikan 2. Mengkaji literatur tentang sifat-sifat kimia unsur transisi periode empat.


kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya.

Kompetensi Dasar

Tes unjuk kerja

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pembuatan seng dilakukan dengan cara pemanggangan. Senyawa yang dipanggang dalam pembuatan seng adalah . . . . a. ZnO d. ZnSO 3 b. ZnCl2 e. ZnS c. ZnSO4

Unsur transisi yang digunakan untuk komponen pada lampu berintensitas tinggi yaitu . . . . a. besi b. seng c. titanium d. tembaga e. skandium

Sebagian besar unsur transisi memiliki sifat-sifat kimia yaitu . . . . a. titik didih tinggi dan bersifat keras b. titik leburnya rendah dan sangat reaktif c. bersifat diamagnetik dan mudah terkorosi d. memiliki warna menarik dan larut dalam air e. kurang reaktif dan larut dalam asam mineral encer

Contoh Instrumen

Uji petik a. Masukkan serbuk natrium oksida ke kerja dalam akuades! Tamprosedur bahkan dua tetes indikator universal dan catat pH larutan yang terbentuk! Ulangi langkah tersebut untuk magnesium oksida,

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Penilaian




Kimia Kelas XII

15

3.3 Menjelaskan manfaat, dampak, dan proses pembuatan unsurunsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari.

kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya).

Kompetensi Dasar

Unsur-Unsur Periode Tiga yang Terdapat di Alam



1. Menginformasikan ke siswa mengenai terdapatnya unsurunsur periode tiga di alam.

2. Mengkaji literatur untuk mengetahui sifat-sifat kimia unsurunsur periode tiga, seperti sifat reduktor dan oksidator atau asam-basanya. (•)


•

•

Menjelaskan manfaat dan dampak unsur-unsur (seperti Al, S) serta senyawanya dalam kehidupan seharihari dalam industri.

Menganalisis sifatsifat reduktor oksidator unsur-unsur periode tiga.


Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Salah satu kegunaan unsur magnesium adalah .... a. sebagai zat pemadam kebakaran b. sebagai desinfektan pada air PDAM dan kolam renang

Urutan daya pereduksi unsur periode ketiga dari yang kuat ke yang lemah adalah . . . . a. Na – Mg – Al b. Mg – Na – Al c. Na – Al – Mg d. Mg – Al – Na e. Al – Mg – Na

silikon(IV) oksida, dan sulfur dioksida! b. Tambahkan larutan asam nitrat ke dalam serbuk natrium oksida pada tabung pertama dan tambahkan larutan natrium hidroksida ke dalam serbuk natrium oksida pada tabung kedua! Panaskan kedua tabung reaksi perlahan-lahan! Amati kelarutan natrium oksida dalam larutan asam nitrat dan larutan natrium hidroksida! Amati yang terjadi! Ulangi langkah tersebut untuk magnesium oksida, silikon(IV) oksida, dan sulfur dioksida!

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp


3. Seperangkat alat dan bahan percobaan untuk mengamati sifat-sifat oksida dari unsur-unsur periode tiga


16

Silabus

Kompetensi Dasar



•

•

3. Menginformasikan tentang manfaat unsur-unsur atau senyawanya yang dibuat di industri. (*)

Menyebutkan kegunaan senyawa sulfat.

Menjelaskan pembuatan unsur dan senyawanya di laboratorium dan industri (misal H2SO4, Al).


2. Menjelaskan proses pembuatan unsurunsur periode ketiga seperti S dan Al.


Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Manfaat sulfat yang dapat digunakan untuk menyambung tulang patah atau retak adalah . . . a. NaHSO 4 b. CaSO4 · 2H2O c. Na2SO4 d. FeSO4 · 7H2O e. CuSO4 · 5H2O

Nama proses pembuatan atau pengolahan aluminium tersebut adalah .... a. kamar timbal b. kontak c. Haber-Bosch d. tanur tinggi e. Hall

Pengolahan aluminium secara industri dilakukan dengan cara elektrolisis lelehan Al2O3 dalam kriolit menggunakan elektrode grafit (karbon). Kriolit berfungsi menurunkan titik leleh Al 2 O 3 dari 2.000°C menjadi 1.000°C melalui reaksi berikut.

c. bahan pembeku dalam industri pengolahan makanan d. untuk memberikan rasa asam pada industri minuman ringan e. bahan untuk membuat kembang api dan lampu penerang pada fotografi

Contoh Instrumen


Kimia Kelas XII

17


Zat Radioaktif dan Peluruhan Radioaktif

Kompetensi Dasar

3.4 Mendeskripsikan unsurunsur radioaktif dari segi sifatsifat fisik dan sifat-sifat kimia, kegunaannya, dan bahayanya. Ekonomi kreatif (•) B e k e r j a Keras

Pendidikan karakter (*) P e d u l i Lingkungan


•

•

•

•

4. Menjelaskan tentang struktur inti untuk mengelompokkan suatu nuklida ke dalam isotop, isoton, dan isobar.

5. Menentukan letak isotop pada grafik pita kestabilan inti. 6. Menentukan jenis partikel yang ditembakkan atau yang dipancarkan atau jenis isotop yang digunakan pada persamaan transmutasi inti. (•)

•

2. Diskusi informasi mengenai jenis-jenis sinar radiasi berdasarkan percobaan Becquerel. 3. Menginformasikan kepada siswa tentang sifat-sifat sinar radioaktif.

•

Menuliskan persamaan reaksi inti.

Menentukan pita kestabilan inti.

Mengklarifikasikan suatu nuklida ke dalam isotop, isoton, dan isobar.

Menyebutkan sifatsifat sinar radioaktif.

Mengidentifikasi sifat-sifat sinar radioaktif.

Mendeskripsikan penemuan sinar radioaktif.


1. Mengkaji penemuan unsur-unsur radioaktif melalui literatur.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes lisan

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Uraian

Pilihan ganda

Uraian

Tanya jawab

Uraian

Bentuk Instrumen

X dan Y dalam kedua reaksi tersebut berturutturut adalah . . . . a. sinar alfa dan sinar beta b. elektron dan sinar alfa c. elektron dan positron d. elektron dan proton e. neutron dan positron

Diketahui persamaan peluruhan: 238 U → 234 Th + X 92 90 234 234 Th → Pa + Y 90 91

Manakah yang lebih stabil antara karbon 126C dan 146C?

Diketahui dua nuklida 40 40 20 Ca dan 18 Ar. Kedua nuklida tersebut merupakan . . . . a. isotop b. isobar c. isomer d. isoton e. isoelektron

Sebutkan sifat-sifat sinar radioaktif!

Bagaimanakah sifat sinar radioaktif menurut hasil percobaan Becquerel? Jelaskan!

Jelaskan penemuan sinar α, β, dan γ!

Contoh Instrumen

Penilaian

6 jp



18

Silabus

Kompetensi Dasar


Nilai dan Materi yang Diintegrasikan Mendeskripsikan kegunaan unsurunsur radioaktif.

Mendeskripsikan bahaya unsur-unsur radioaktif.

•

•

8. Mengkaji literatur untuk mengetahui dampak negatif unsur-unsur radioaktif. (*)


7. Menugasi siswa untuk mencari informasi tentang manfaat unsur-unsur radioaktif pada pembangkit listrik tenaga nuklir.


Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Salah satu dampak negatif radioisotop adalah . . . . a. memperpanjang umur manusia b. melemahkan mikroorganisme yang merugikan c. menyembuhkan tumor kulit setelah diiradiasi d. menghilangkan kelainan pada kulit dengan iradiasi e. terjadi kerontokan rambut kepala setelah diiradiasi

Radioisotop yang digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran adalah . . . . a. Xe-133 d. Ca-47 b. I-131 e. Na-24 c. Co-60

Contoh Instrumen


Kimia Kelas XII

19


Gugus Fungsi, Tata Nama, Isomer, Sifat-Sifat, Pembuatan, dan Kegunaan Berbagai Senyawa Turunan Alkana

4.1 Mendeskripsikan struktur, cara penulisan, tata nama, sifat, kegunaan, dan identifikasi senyawa karbon (halo alkana, alkanol, alkoksi alkana, alkanal, alkanon, alkanoat, dan alkil alkanoat). Ekonomi kreatif (•) Kreatif

Pendidikan karakter (*) R a s a Ingin Tahu (**) Komunikatif


2. Menuliskan rumus struktur suatu senyawa turunan alkana dan memberi nama senyawa tersebut.

1. Mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat dalam suatu senyawa karbon.


•

•

Menuliskan struktur dan nama senyawa karbon berdasarkan gugus fungsinya.

Mengidentifikasi gugus fungsi senyawa karbon.


Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

untuk CH 3 I H – C – CH2 – C – CH3 | || CH 3 O adalah . . . . a. 1,1 - dimetil - 3 - butanon b. 2 - metil - 4 - pentanon c. 4,4 - dimetil - 2 - butanon d. isopropil metil keton e. 4-metil - 2 - pentanon

Nama kimia senyawa:

e.

d.

c.

b.

Alkohol mempunyai gugus fungsi . . . . a.

Contoh Instrumen

Penilaian Bentuk Instrumen

: 4. Memahami senyawa organik dan reaksinya, benzena dan turunannya, dan makromolekul.

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

: .... : XII/2 : Kimia


Silabus

10 jp



20

Silabus

Kompetensi Dasar



•

•

4. Berdasarkan literatur siswa menuliskan sifat-sifat fisik dari senyawa turunan alkana yang meliputi alkohol, eter aldehid, keton, asam karboksilat, dan eter, serta menjelaskan perbedaan titik didih yang terjadi pada senyawa yang berisomer fungsi seperti alkohol dengan eter.

5. Menjelaskan berbagai kegunaan senyawa turunan alkana.

Mendeskripsikan kegunaan senyawa karbon. (•)

Menjelaskan sifat fisik senyawa karbon. (*)

Menentukan isomer-isomer senyawa karbon.


3. Mendeskripsikan berbagai isomer yang terjadi dalam senyawa karbon dan menentukan jenis isomernya.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Uraian

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Zat apakah yang dihasilkan dari adisi H 2 terhadap: a. propanon; b. butanon; dan c. 3-pentanon.

Suatu senyawa mempunyai sifat sebagai berikut. 1) Mempunyai titik didih relatif tinggi. 2) Bereaksi dengan natrium membebaskan H2. 3) Larut dalam air dalam semua perbandingan. 4) Bereaksi dengan HBr menghasilkan senyawa yang mengandung brom. 5) Pada oksidasi dengan asam dikromat menghasilkan asam karboksilat. Senyawa tersebut mempunyai gugus fungsi . . . . a. –O– b. –OH c. –CO– d. –CHO e. –COOH

Asam butanoat berisomer dengan . . . . a. etil asetat b. metil etil keton c. 2-metil propanal d. dietil eter e. isobutil alkohol

Contoh Instrumen


Kimia Kelas XII

21


Benzena dan turunannya

Kompetensi Dasar

4.2 Mendeskripsikan struktur, cara penulisan, tatanama, sifat, dan kegunaan benzena dan turunannya. Ekonomi kreatif (•) Pantang Menyerah



•

•

3. M e n d i s k u s i k a n posisi substituen yang terikat pada cincin benzena, yang meliputi orto, meta, dan para.

4. Mengkaji literatur untuk mengetahui sifat fisik dan kimia benzena dan turunannya.

•

•

Mendeskripsikan sifat fisik dan sifat kimia benzena dan turunannya.

Menjelaskan pengertian orto, meta, dan para.

Menjelaskan reaksi substitusi atom H pada cincin benzena.

Menuliskan struktur dan nama senyawa benzena dan turunannya.


2. Menuliskan reaksi substitusi atom H pada cincin benzena.

1. Menentukan struktur dan nama senyawa benzena dan turunan melalui diskusi.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

c.

OH

NO2

e.

d. NH2

NO2

NO2

CH3

+ HCl

Suatu senyawa memiliki sifat-sifat sebagai berikut. 1) Tidak dapat dioksidasi 2) Larutannya dalam air bersifat asam 3) Bereaksi dengan asam tetapi tidak menghasilkan ester

Posisi atom bromin relatif terhadap gugus metil dalam senyawa 3-bromo toluena yaitu . . . . a. trans d. meta b. orto e. simetri c. para

Jenis reaksi tersebut adalah . . . . a. sulfonasi b. adisi c. alkilasi d. halogenasi e. oksidasi

CH3

+ CH 3 Cl →

Berikut merupakan persamaan reaksi pembuatan turunan benzena.

NO2

CH3

b.

CH3

NO2

a.

Turunan benzena berikut ini yang disebut orto nitro toluena adalah . . . .

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp



22

Silabus

4.3 Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan makromolekul (polimer, karbohidrat, dan protein).

Kompetensi Dasar

Penggolongan, Sifat, Reaksi, dan Kegunaan Polimer



Pendidikan karakter (*) P e d u l i Lingkungan


•

•

1. Mengamati dan menentukan jenis polimer (polimer alam atau polimer sintetis) melalui diskusi.

2. Menyebutkan sifat fisik dan sifat kimia polimer.

•

Menjelaskan sifat fisik dan sifat kimia polimer.

Mengidentifikasi polimer alam dan polimer sintetis (karet, karbohidrat, protein, plastik).

Mendeskripsikan kegunaan dan bahaya senyawa benzena dan turunannya dalam kehidupan seharihari seperti fenol, anilin, butil hidroksi toluena (BHA), TNT, aspirin, dan zat warna (azo) dan lain-lain.


5. Melakukan diskusi untuk menyebutkan kegunaan dan bahaya senyawa benzena dan turunannya dalam kehidupan sehari-hari. (*)


Tes tertulis

Portofolio

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Dokumen pekerjaan

Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Diketahui beberapa sifat polimer berikut. 1) Semakin panjang rantai polimer maka semakin tinggi titik lelehnya.

Amatilah benda-benda yang terbuat dari plastik di sekitar Anda! Berdasarkan buku referensi, tentukan nama polimer yang terkandung di dalam benda tersebut! Tentukan pula jenis polimernya (polimer alam atau polimer sintetis) serta sifat fisik dan sifat kimianya! Masukkan hasilnya ke dalam tabel!

Derivat benzena yang banyak digunakan sebagai parfum pada sabun adalah . . . . a. 1,3,5-trinitro benzena b. asam benzena sulfonat c. nitro benzena d. asetil salisilat e. amino benzena

4) Bereaksi dengan NaOH menghasilkan Na-fenolat Senyawa yang mempunyai ciri-ciri seperti di atas adalah . . . . a. alkohol b. fenil alkohol c. amino benzena d. benzil alkohol e. nitro benzena

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp



Kimia Kelas XII

23

Kompetensi Dasar

Penggolongan, Sifat, dan Uji Karbohidrat



Pendidikan karakter (*) R a s a Ingin Tahu


•

•

4. Menyebutkan kegunaan polimer dan dampaknya terhadap lingkungan. (*)

5. Menentukan golongan monosakarida menjadi aldosa dan ketosa. (•)

•

Menggolongkan monos a k a r i d a menjadi aldosa dan ketosa.

Mendeskripsikan kegunaan polimer dan mewaspadai dampaknya terhadap lingkungan.

Menuliskan reaksi pembentukan polimer (adisi dan kondensasi) dari monomernya.


3. Menuliskan pembentukan polimer (adisi dan kondensasi) dari monomernya. (•)


Tes tertulis

Uraian

Monomer dari polimer adisi mempunyai rumus empiris yang sama. Mengapa pernyataan ini tidak berlaku pada polimer kondensasi? Jelaskan!

Uraian

Tes tertulis

Tes tertulis

The following compounds that can form a polymer through addition polymerization is . . . . a. C6 H5CHO b. CH3CH 3 c. CH3CH2Cl d. CH2CHC6H5 e. CH 3CHNH 2COOH

Pilihan ganda

Teknik

Berdasarkan gugus fungsional yang dikandungnya, monosakarida digolongkan menjadi aldosa dan ketosa. Apakah yang dimaksud dengan aldosa dan ketosa? Berikan contohnya!

2) Rantai polimer yang bercabang banyak mempunyai daya tegang rendah. 3) Ikatan silang antarrantai polimer mengakibatkan terbentuknya bahan yang keras. 4) Polimer yang mempunyai struktur tidak teratur mempunyai kristalinitas rendah. 5) Polimer tahan terhadap korosi. Sifat kimia polimer ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) d. 4) b. 2) e. 5) c. 3)

Bentuk Instrumen Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp



24

Silabus

Kompetensi Dasar

Protein


Ekonomi kreatif (•) P a n t a n g Menyerah

Pendidikan karakter (*) R a s a Ingin Tahu


9. Mengkaji literatur tentang gugus peptida pada protein.

•

•

•

7. Melakukan uji cermin perak (Tollens) melalui percobaan untuk membandingkan sifat glukosa dan sukrosa. (*)

8. Mengkaji literatur tentang rumus struktur asam amino esensial.

•

Menentukan gugus peptida pada protein. (*)

Menuliskan rumus struktur asam amino esensial.

Mengidentifikasi karbohidrat dengan reagen.

Menjelaskan reaksi hidrolisis disakarida dan polisakarida dengan bantuan enzim.


6. Menuliskan reaksi hidrolisis disakarida dan polisakarida dengan bantuan enzim.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes unjuk kerja

Tes tertulis

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda


Pilihan ganda

Bentuk Instrumen

Dari uji bahan makanan menggunakan pereaksi Biuret diperoleh data sebagai berikut.

Asam amino yang mengandung cincin aromatik adalah . . . . a. serin d. sistein b. glisin e. tirosin c. prolin

Buatlah pereaksi Tollens dengan mencampurkan larutan AgNO3, NH3, dan KOH! Reaksikan glukosa dengan pereaksi Tollens dalam labu alas bulat! Pasang sumbat pada mulut labu lalu kocok isi labu secara perlahan! Amati apakah terbentuk cermin di dasar labu! Ulangi langkah tersebut pada larutan sukrosa! Bandingkan kedua hasil pengamatan!

Polimer dengan gugus ulang: (– CH2 – CHCl – CH2 – CH = CH – CH2 –) dapat terbentuk dari campuran monomer . . . . a. CH 3CCl = CH 2 dan CH3CH = CH2 b. CH3 – CH2Cl dan CH3 – CH = CH – CH3 c. CH2 = CHCl dan CH2 = CH2 d. CH2 = CHCl dan CH2 = CH – CH = CH2 e. CH 2 = CCl – CH = CH2 dan CH2 = CH2

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 353–374 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, halaman 223–234 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan uji protein


Kimia Kelas XII

25

4.4 Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan lemak.

Kompetensi Dasar

Lipid


Ekonomi kreatif (•) R a s a Ingin Tahu



2. Mengkaji literatur tentang penggolongan lemak. (•)

1. Mengkaji literatur tentang struktur dan tata nama lemak dan minyak.

10. Melakukan percobaan untuk mengidentifikasi adanya protein dalam putih telur. (•)


•

•

•

Menggolongkan lemak berdasarkan kejenuhan ikatannya.

Menuliskan rumus struktur dan nama lemak dan minyak.

Menentukan gugus peptida pada protein.


Tes tertulis

Tes tertulis

Tes unjuk kerja

Teknik

Pilihan ganda

Pilihan ganda


Bentuk Instrumen

Biru muda Ungu Biru muda Ungu

L M N O

2 3 4 5

Rumus senyawa dari asam stearat adalah . . . . a. CH 3 COOH b. CH 3(CH 2) 16COOH c. CH 3(CH 2 ) 2COOH d. CH 3(CH 2 ) 4COOH e. CH 3(CH 2 ) 6COOH Contoh asam lemak tidak jenuh adalah . . . . a. asam asetat b. asam kaproat c. asam laurat d. asam oleat e. asam stearat

Lakukan percobaan uji Biuret (menambahkan larutan tembaga(II) sulfat dan larutan NaOH) serta uji Xantoprotein (menambahkan larutan asam nitrat, memanaskan, dan menambah larutan NaOH) pada larutan sari kedelai untuk menguji adanya ikatan peptida dan cincin benzena!

Bahan makanan yang mengandung ikatan peptida adalah . . . . a. K dan L b. L dan M c. L dan N d. M dan O e. N dan O

Ungu

K

1

Nomor Bahan Perubahan Percoba- MakanWarna an an

Contoh Instrumen

Penilaian

4 jp



26

Silabus

Kompetensi Dasar



•

4. Mengkaji literatur tentang kegunaan lipid.

Mendeskripsikan fungsi dan peran lemak dan minyak dalam kehidupan.

Mengamati dan menguraikan sifat fisik dan sifat kimia lemak dan minyak.


3. Menugasi siswa untuk melakukan pengamatan terhadap perbedaan sifat lemak dan minyak.


Tes tertulis

Pilihan ganda

Portofolio Dokumen pekerjaan

Teknik

Bentuk Instrumen

Berikut ini adalah fungsi lipid dalam tubuh manusia, kecuali . . . . a. sebagai unsur pembangun membran sel b. sebagai insulator listrik c. sebagai sumber energi d. untuk menjaga tubuh dari pengaruh luar e. sebagai biokatalis reaksi senyawa organik di dalam sel

Sediakan margarin dan minyak kelapa sawit! Amati perbedaan sifat margarin dan minyak kelapa sawit tersebut! Tulislah hasil pengamatan Anda dan uraikan dalam bentuk laporan singkat!

Contoh Instrumen


Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Bab III Elektrolisis Sekolah Kelas/Semester Mata Pelajaran Alokasi Waktu

: : : :

.......... XII/1 Kimia 14 × 45 menit (8 × pertemuan)

Standar Kompetensi : 2. Kompetensi Dasar

Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

: 2.2 Menjelaskan reaksi oksidasi-reduksi dalam sel elektrolisis. 2.3 Menerapkan hukum Faraday untuk elektrolisis larutan elektrolit.

Indikator Pencapaian Kompetensi • Mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis melalui percobaan. • Menuliskan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert. • Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan. • Menjelaskan beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi. • Menerapkan konsep hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. • Menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam. Tujuan Pembelajaran Peserta didik mampu: 1. melakukan percobaan untuk mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis larutan kalium iodida; 2. menuliskan persamaan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert; 3. melakukan percobaan untuk menunjukkan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi (karat) pada besi; 4. menyebutkan beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi; 5. melakukan perhitungan sel elektrolisis dengan menerapkan konsep hukum Faraday; 6. melakukan percobaan untuk menyepuh besi dengan tembaga melalui reaksi elektrolisis; serta 7. menyebutkan aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam di industri. Nilai dan Materi yang Diintegrasikan: 1. Pendidikan karakter: Rasa Ingin Tahu dan Peduli Lingkungan. 2. Ekonomi kreatif: Kreatif. Materi Pembelajaran 1. Reaksi Elektrolisis 2. Korosi 3. Hukum Faraday Metode Pembelajaran 1. Model Pembelajaran a. Cooperative Learning (CL) b. Direct Instruction (DI) 2. Metode a. Tanya jawab b. Diskusi c. Praktikum

Kimia Kelas XII

27

Langkah-Langkah Kegiatan Pertemuan Pertama 1.

Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang benda-benda di sekitar yang dihasilkan dari proses penyepuhan. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui tentang pengertian larutan elektrolit dan elektrode.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang pengertian reaksi elektrolisis yang terjadi di anode dan katode. • Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam reaksi elektrolisis dan cara merangkai alat-alat tersebut. • Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap kelompok. b. Elaborasi Siswa merancang dan melakukan praktikum reaksi elektrolisis untuk mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode.(*) (*) Pendidikan karakter (Rasa Ingin Tahu). c. Konfirmasi Guru meminta siswa membaca literatur mengenai reaksi elektrolisis dan membandingkannya dengan hasil praktikum.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa membuat laporan sementara dari hasil praktikumnya. Pertemuan Kedua

1.

Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kembali kepada siswa mengenai hasil praktikumnya tentang reaksi elektrolisis. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa telah mempelajari beberapa literatur tentang reaksi elektrolisis dan membandingkannya dengan hasil praktikum.

2.

Kegiatan Inti (1 × 35 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang reaksi yang terjadi di anode dan katode ketika melakukan percobaan reaksi elektrolisis. • Guru meminta siswa menyiapkan laporan hasil praktikum reaksi elektrolisis yang telah dibuat oleh setiap kelompok. b. Elaborasi • Setiap kelompok praktikum diwakili oleh seorang siswa untuk membacakan hasil praktikum. • Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang reaksi elektrolisis.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mempelajari reaksi elektrolisis untuk larutan atau cairan dengan elektrode aktif maupun elektrode inert. Pertemuan Ketiga

1.

28

Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang rangkaian sel elektrolisis.

Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)

b.

Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui ciri-ciri sel elektrolisis.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang rangkaian sel elektrolisis. • Guru menuliskan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert. • Guru meminta siswa berlatih mengerjakan soal-soal untuk menuliskan reaksi elektrolisis pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert. b. Elaborasi • Siswa berlatih mengerjakan soal-soal untuk menuliskan reaksi elektrolisis pada larutan atau cairan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert yang diberikan oleh guru. • Beberapa siswa mengerjakan soal di papan tulis. • Guru bersama siswa membahas soal-soal. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari pembahasan soal-soal mengenai reaksi elektrolisis.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mengerjakan soal-soal tentang reaksi elektrolisis yang terdapat di dalam buku. Pertemuan Keempat

1.

Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang benda-benda di sekitar yang mudah mengalami korosi. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui pengertian korosi.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang faktor-faktor yang memengaruhi korosi. • Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam praktikum yang bertujuan untuk mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi korosi. • Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap kelompok. b. Elaborasi • Siswa merancang alat dan melakukan praktikum untuk menunjukkan faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya korosi (karat) besi. • Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang faktor-faktor yang memengaruhi korosi.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mengumpulkan laporan sementara hasil praktikumnya.

1.

2.

Pertemuan Kelima Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang cara yang biasa dilakukan untuk mencegah korosi benda logam. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui tentang faktor-faktor yang memengaruhi timbulnya korosi. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang cara-cara pencegahan terhadap korosi besi. • Guru menjelaskan tentang cara-cara pencegahan terhadap korosi aluminium. Kimia Kelas XII

29

b.

c. 3.

1.

Elaborasi • Siswa mengerjakan soal-soal tentang faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahan terhadap korosi. (**) • Guru bersama siswa membahas soal-soal. (**) Pendidikan karakter (Peduli Lingkungan). Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan tentang cara-cara pencegahan terhadap korosi.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mempelajari materi hukum Faraday. Pertemuan Keenam Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang ilmuwan Michael faraday. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa telah membaca dan mengetahui tentang hukum Faraday.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang perumusan hukum Faraday I dan hukum Faraday II. • Guru meminta siswa mengerjakan soal-soal tentang hukum Faraday. b. Elaborasi • Siswa mengerjakan soal-soal perhitungan elektrolisis dengan menerapkan konsep hukum Faraday. • Guru bersama siswa membahas soal-soal. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan tentang konsep hukum Faraday yang diterapkan dalam perhitungan sel elektrolisis.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mengerjakan soal-soal tentang hukum Faraday sebagai pekerjaan rumah.

1.

Pertemuan Ketujuh Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang pengalamannya mengamati proses penyepuhan. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui pengertian penyepuhan.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang pengertian penyepuhan logam besi. • Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam praktikum penyepuhan logam besi. • Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap kelompok. b. Elaborasi • Siswa merancang alat dan melakukan percobaan untuk menyepuh besi dengan tembaga melalui reaksi elektrolisis. (•) • Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. (•) Ekonomi kreatif (Kreatif). c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang penyepuhan logam besi.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mengumpulkan laporan sementara hasil praktikumnya.

30


1.

Pertemuan Kedelapan Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang pengalamannya mengunjungi industri penyepuhan atau pemurnian logam. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui pengertian penyepuhan dan pemurnian logam.

2.

Kegiatan Inti (1 × 35 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan perbedaan pengertian penyepuhan dan pemurnian logam. • Guru menjelaskan tentang aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam tertentu di industri. b. Elaborasi • Siswa mengerjakan soal-soal tentang proses penyepuhan dan pemurnian logam yang diberikan oleh guru. • Guru bersama siswa membahas soal-soal. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan tentang aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam tertentu di industri.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa memperdalam materi elektrolisis melalui berbagai literatur.

Alat Sumber Belajar 1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2012 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2012 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan reaksi elektrolisis 4. Seperangkat alat dan bahan percobaan faktor-faktor yang memengaruhi korosi 5. Seperangkat alat dan bahan percobaan penyepuhan logam besi. Penilaian Hasil Belajar 1. Teknik Penilaian dan Bentuk Instrumen a. Teknik Penilaian 1) Tes tertulis 2) Tes unjuk kerja b. Bentuk Instrumen 1) Pilihan Ganda 2) Uraian 3) Uji petik kerja prosedur 2.

Contoh Instrumen a. Pilihan Ganda Proses korosi besi merupakan peristiwa elektrokimia karena . . . . a. terjadi reaksi redoks b. menghasilkan Fe2O3 c. reaksi di katode: Fe → Fe2+ + 2e– d. reaksi oksidasi: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– e. terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia b. Uraian Elektrolisis air akan menghasilkan gas hidrogen dan gas oksigen dengan perbandingan 2 : 1. Elektrolisis larutan MgSO4 juga menghasilkan gas hidrogen di katode dan gas oksigen di anode dengan perbandingan 2 : 1. Mengapa pada kedua elektrolisis tersebut menghasilkan zat yang sama? Jelaskan!

Kimia Kelas XII

31

c.

Uji Petik Kerja Prosedur Lakukan elektrolisis larutan KI pada pipa U menggunakan elektrode karbon dan batu baterai 6 V! Uji larutan hasil elektrolisis dengan kertas lakmus merah dan biru pada bagian katode, serta dengan larutan amilum pada bagian anode! Rubrik: No. 1. 2. 3. 4.

Aspek

Skor Maksimum

Kesesuaian kegiatan dengan prosedur Perolehan data Pembahasan pertanyaan Kesimpulan

15 15 15 5

Total

50

Nilai akhir =

Skor Perolehan Siswa

× 100

________, ______________ Mengetahui, Kepala SMA ______________

Guru Mata Pelajaran

........................ ___________________________ NIP _______________________

........................ ___________________________ NIP _______________________

32


Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Bab XII Protein Sekolah Kelas/Semester Mata Pelajaran Alokasi Waktu

: : : :

.......... XII/2 Kimia 3 × 45 menit (2 × pertemuan)

Standar Kompetensi : 4. Kompetensi Dasar

Memahami senyawa organik dan reaksinya, benzena dan turunannya, dan makromolekul. : 4.3 Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan makromolekul (polimer, karbohidrat, dan protein).

Indikator Pencapaian Kompetensi • Menuliskan rumus struktur asam amino esensial. • Menentukan gugus peptida pada protein. Tujuan Pembelajaran Peserta didik mampu: 1. menuliskan rumus struktur asam amino esensial; 2. menentukan gugus peptida yang terdapat pada protein; serta 3. melakukan percobaan untuk mengidentifikasi adanya protein dalam putih telur. Nilai dan Materi yang Diintegrasikan: 1. Pendidikan karakter: Rasa Ingin Tahu. 2. Ekonomi kreatif: Pantang Menyerah. Materi Pembelajaran 1. Asam Amino 2. Protein Metode Pembelajaran 1. Model Pembelajaran a. Cooperative Learning (CL) b. Direct Instruction (DI) 2. Metode a. Tanya jawab b. Diskusi c. Praktikum Langkah-Langkah Kegiatan 1.

2.

3.

Pertemuan Pertama Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa tentang salah satu zat yang dibutuhkan oleh tubuh berupa asam amino. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui tentang pengertian asam amino. Kegiatan Inti (1 × 35 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang sifat-sifat asam amino. • Guru menjelaskan tentang pengelompokan asam amino. b. Elaborasi • Siswa mengerjakan soal-soal tentang asam amino. • Guru bersama siswa membahas soal-soal tentang asam amino. c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari pembahasan soal-soal mengenai asam amino. Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa mempelajari materi tentang protein. Kimia Kelas XII

33

1.

Pertemuan Kedua Kegiatan Pendahuluan (5 menit) a. Motivasi Menanyakan kepada siswa mengenai anggota tubuh yang mengandung protein. b. Prasyarat Pengetahuan Siswa mengetahui tentang pengertian protein.

2.

Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi • Guru menjelaskan tentang pengertian, sifat-sifat, pengelompokan, identifikasi, dan denaturasi protein. (*) • Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam uji protein dengan uji Biuret dan uji Xantoprotein. • Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap kelompok. (*) Pendidikan karakter (Rasa Ingin Tahu). b. Elaborasi • Siswa melakukan percobaan untuk mengidentifikasi adanya protein dalam putih telur dengan uji Biuret dan uji Xantoprotein. (•) • Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. (•) Ekonomi kreatif (Pantang Menyerah). c. Konfirmasi Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang uji protein.

3.

Kegiatan Penutup (5 menit) Guru meminta siswa membuat laporan sementara dari hasil praktikumnya.

Alat Sumber Belajar 1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2012 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2012 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan uji protein Penilaian Hasil Belajar 1. Teknik Penilaian dan Bentuk Instrumen a. Teknik Penilaian 1) Tes tertulis 2) Tes unjuk kerja b. Bentuk Instrumen 1) Pilihan ganda 2) Uraian 3) Uji petik kerja prosedur 2.

Contoh Instrumen a. Pilihan Ganda Protein dapat terbentuk dari asam a-amino dengan membentuk ikatan peptida sebagai berikut.

Adanya ikatan peptida ditunjukkan oleh . . . . a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 34


b.

Uraian Sebutkan macam-macam protein berdasarkan fungsinya! Berilah masing-masing contohnya!

c.

Uji Petik Kerja Prosedur Ujilah keberadaan ikatan peptida dan cincin benzena dalam sari kedelai dengan uji Biuret dan Xantroprotein. Uji Biuret dilakukan dengan cara menambahkan larutan tembaga(II) sulfat dan larutan NaOH ke dalam sampel. Uji positif jika sampel memberikan warna ungu. Uji Xantoprotein dilakukan dengan menambahkan larutan asam nitrat ke dalam sampel, memanaskan sampel, dan menambahkan larutan NaOH ke dalam sampel. Uji positif jika sampel memberikan warna jingga. Rubrik: No. 1. 2. 3. 4.

Aspek

Skor Maksimum

Kesesuaian kegiatan dengan prosedur Perolehan data Pembahasan pertanyaan Kesimpulan

15 15 15 5

Total

50

Nilai akhir =

Skor Perolehan Siswa

× 100

________, ______________ Mengetahui, Kepala SMA ________________

Guru Mata Pelajaran

........................ ___________________________ NIP _______________________

........................ ___________________________ NIP _______________________

Kimia Kelas XII

35

Bab I

Kesetimbangan Kimia

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Adanya zat terlarut nonvolatil dalam suatu pelarut cair mengakibatkan penurunan tekanan uap jenuh. Semakin besar konsentrasi zat terlarut nonvolatil yang ditambahkan, semakin besar penurunan tekanan uap jenuh yang teramati atau semakin kecil tekanan uap jenuh. Jadi, urutan larutan yang mempunyai tekanan uap dari yang paling kecil hingga paling besar yaitu R, Q, T, P, dan S. 2. Jawaban: c Rumus kenaikan titik didih pada penurunan titik beku sebagai berikut. ∆Tf = m · Kf

∆Tb = m · Kb ∆Tb 0,13

∆Tf = m · Kf = 0,25 × 1,86

= m · Kb = m × 0,52

= 0,465°C = Titik beku larutan = titik beku pelarut (air) – ∆Tf = (0 – 0,465)°C = –0,465°C Jadi, larutan tersebut akan membeku pada suhu –0,465°C. m

3. Jawaban: e m=

×

= × = 0,1 m

4. Jawaban: b Massa = ρ × volume = 2,53 g/L × 0,2 L = 0,506 gram π = 720 mmHg = 0,947 atm T = 55°C + 273 = 328 K π =M·R·T π=

0,947 =

× × R × T ×

× 0,082 × 328

Mr alkana = 71,8 = 72 36

Kunci Jawaban dan Pembahasan

Rumus alkana: CnH2n + 2 CnH2n + 2 = 72 n(Ar C) + {(2n + 2)(Ar H)} = 72 12n + {(2n + 2)(1)} = 72 12n + 2n + 2 = 72 14n = 70 n=5 Jadi, rumus molekul gas alkana tersebut C5H12. 5. Jawaban: c Xmetanol =

+

= + = 0,64 Jadi, berat metanol = 0,64 × 100% = 64%. 6. Jawaban: a Diketahui: π = 2 atm T = (32 + 273) = 305 K volume larutan = 500 ml Mr C6H12O6 = 180 Fruktosa termasuk zat nonelektrolit, jadi: π= M · R · T 2 = M · 0,082 · 305

M = × = mol/L

M = ×

= × ×

= 25,01 × 2 × g = 2 × 180 ×

g = × = 7,2 gram Jadi, massa fruktosa yang terlarut (g) = 7,2 gram. 7. Jawaban: c Penurunan tekanan uap (∆P) = tekanan uap pelarut (P°) – tekanan uap larutan (P)

∆P = XZt · P° = 3,18 =

+

+

× P°

0,7872 =

12. Jawaban: c

⇒ 0,1( + 26) = ⇒

!

∆Tb =

= 2,6

×

× 2,53

= 4,5 × 103 × ×

·R·T

besar yaitu larutan yang perbandingan paling besar.

13. Jawaban: b Adanya zat terlarut pada suatu larutan memengaruhi titik didih larutan, yaitu mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya. Pelarut murni

Larutan 1; = 0,1 × = 0,5

Larutan 3; = 0,2 × = 0,67 = 0,2 ×

= 0,8

H

I

1 atm Tekanan (atm)

Larutan 2; = 0,1 × = 0,25

E

Larutan

L

Padat

Larutan 5; = 0,2 × = 0,4 Jadi, tekanan osmotik paling besar dimiliki oleh larutan 4. 9. Jawaban: e Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam pelarut yang sama, semakin tinggi konsentrasi molalnya maka titik didih larutan itu juga semakin tinggi. Dengan demikian, larutan sukrosa 0,5 m mempunyai titik didih paling tinggi. 10. Jawaban: a ρair = 1 g/ml Jika volume air = 1 L, massa air = 1.000 gram

" "

×

× Kb

0,15 = × × Kb Kb = 0,22°C/m Jadi, besarnya Kb sukrosa 0,22°C/m. 11. Jawaban: d π =M·R·T π =

F

Cair

Gas

K

∆Tb =

× Kb benzena

p = × 1.000 × 2,53 × atau

Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling

Larutan 4;

8. Jawaban: d π=M·R·T π=

" "

1,25 = ×

x = 179 gram

× × 0,082 × 3.000

Mr = 250 Jadi, massa molar senyawa tersebut adalah 250.

× 31,8

⋅ −

∆T 1

∆T 2

0°C Titik beku air

Titik beku larutan

Suhu (°C) Titik didih larutan

100°C Titik didih air

14. Jawaban: b ∆Tb = Tb larutan – Tb pelarut = 102,08°C – 100°C = 2,08°C ∆Tb =

×

2,08 = × p = 750 gram

× Kb × 0,52

Pelarut ditambah 250 gram p = (750 + 250) gram = 1.000 gram

∆Tb = × × 0,52 = 1,56°C Tb larutan = Tb pelarut + ∆Tb = 100°C + 1,56°C = 101,56°C

× × R × T Kimia Kelas XII

37

Jika larutan ditambah pelarut maka titik didih larutan mengalami penurunan. 15. Jawaban: e Tekanan osmotik (π) untuk zat nonelektrolit dirumuskan sebagai berikut.

×

32,8 = × × 0,082 × 300 Mr = 72 Jadi, massa molekul relatif zat tersebut 72 g mol–1.

π =M·R·T =

32,8 = × × R × T

×R×T

×

4. np (mol pelarut, H2O) = − = 5,56 mol

4,92 = × × 0,082 × 300 ⇒ Mr = 342

nt (mol terlarut formamid) = # $& −

B. Uraian 1. a.

b.

c.

Tekanan osmotik dalam sel darah merah. Sel darah merah manusia mempunyai tekanan osmotik yang sama dengan larutan NaCl 0,9% (isotonik dengan larutan NaCl 0,9%). Jika sel darah merah dilarutkan dalam larutan NaCl 0,9%, tidak akan terjadi aliran air bersih melalui dinding sel darah merah. Tekanan osmotik terjadi pada peristiwa mengalirnya air dan larutan lain dari dalam tanah ke pucuk pepohonan yang tinggi melalui sel-sel tumbuhan. Tekanan osmotik terjadi pada peristiwa masuknya larutan infus ke dalam tubuh melalui pembuluh darah. Tekanan osmotik larutan infus harus sama dengan sel-sel darah (isotonik).

2. ∆Tb = (100,65 – 100)°C = 0,65°C Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam 100 gram larutan: – –

Gula = × 100 gram = a gram Air = (100 – a) gram

∆Tb =

×

× Kb

0,65 = × − × 0,52

0,4275 = − 42,75 – 0,4275a = a 1,4275a = 42,75 a = 29,95 = 30 Jadi, kadar gula dalam larutan 30%. 3. g (massa zat terlarut) = 24 gram V (volume air) = 250 ml = 0,25 L T = 27 + 273 = 300 K π = 32,8 atm R = 0,082 L atm/mol K π= M · R · T

38


= # $& mol ∆P = P° – P = Xt × P° Xt =

° − °

=

' −

'

'

= 1,9 × 10–2 Xt =

+

Untuk larutan encer, harga n t sangat kecil dibandingkan np. Oleh karena itu, harga nt + np dapat dianggap sama dengan np saja sehingga Xt =

.

1,9 × 10–2 =

# $&

Mr formamid =

! × −

= = 45,45 Berat molekul formamid = 45,45 mol–1.

5. C = 42,68%; H = 2,38%; N = 16,67% O = 100% – (42,68% + 2,38% + 16,67%) = 38,27% ∆Tb = Tb larutan – Tb pelarut = 80,5°C – 80,2°C = 0,3°C

∆Tb =

*<

×

0,3 =

*<

× × 2,52

× Kb

Mr senyawa = 168 mol C : mol H : mol N : mol O =

:

:

>

:

= 3,5 : 2,38 : 1,19 : 2,39 =3:2:1:2

>

Rumus empiris = C3H2NO2 Massa rumus (C3H2NO2)n = 168 84n = 168 n=2 Jadi, rumus molekul senyawa organik tersebut adalah C6H4N2O4.

K 2 SO 4 termasuk elektrolit kuat (terionisasi sempurna, α = 1), jadi: K2SO4 → 2K+SO4–2 jadi n = 3 i = {1 + (3 – 1)1} i=3 ∆Tb = m · Kb · i

>

= ( × > ) × 0,52 × 3 = 0,624°C A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d 2K+(aq) + SO42–(aq) K2SO4(aq) n=3 K2SO4 terionisasi sempurna, berarti α = 1. ∆Tb = i(m · Kb) = {1 + (n – 1)α}(m · Kb) = {1 + (3 – 1)1} × 0,1 m × 0,52°C m–1 = 0,156°C Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C 2. Jawaban: a NaCl Na+ + Cl– n = 2, valensi 1, m = 0,4 m ∆Tf = m × Kf × {1 + (n – 1)α} 1,488= 0,4 × 1,86 × {1 + (2 – 1)α}

α = = 1 Jadi, derajat ionisasi NaCl adalah 1. 3. Jawaban: c ∆Tb = 100,175 – 100 = 0,175

0,175 = {1 + (2 – 1) }

×

× ×

× Kb × 0,5

0,175 = 1,75 × × 5 × 0,5 > × × >

π=M·R·T·i=

×

×R×T×i

Untuk elektrolit kuat α = 1 sehingga i = n. a. KBr π = (0,3) RT (2) = 0,6RT b. Na2SO4 π = (0,3) RT (3) = 0,9RT c. (NH4)SO4 π = (0,1) RT (3) = 0,3RT d. K2CrO4 π = (0,2) RT (3) = 0,6RT e. Glukosa π = (0,5) RT (1) = 0,5RT (nonelektrolit) f. H2SO4 π = (0,1) RT (3) = 0,3RT Jadi, larutan isotonik dengan larutan KBr 0,3 M adalah larutan kalium kromat 0,2 M. 6. Jawaban: a Isotonik ⇒ πdarah = πNaCl

∆Tb = {1 + (n – 1)α} ×

Mr =

5. Jawaban: c Larutan yang isotonik berarti larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama. Tekanan osmotik (π) dirumuskan sebagai berikut.

= 100

4. Jawaban: d 17,4 gram K2SO4 dilarutkan ke dalam 250 gram air (Kb air = 0,52°C/molal) Untuk larutan elektrolit berlaku rumus: ∆Tb = m · Kb · i i = {1 + (n – 1)α) m = konsentrasi molal α = derajat disosiasi i = faktor Vant Hoff

7,626 =

"?@

× 0,082 × 310 × {1 + (2 – 1)1}

mol NaCl = 0,15 Massa NaCl = mol NaCl × Mr NaCl = 0,15 × 58,5 = 8,775 gram Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan sebesar 8,775 g. 7. Jawaban: a p = 400 ml × 1 g/ml = 400 gram CH3COOH → n = 2 Mr CH3COOH = 60 ∆Tf =

"@'@WW' "@'@WW'

×

× Kf × {1 + (n – 1)α}

5,69 = × × 1,86 × {1 + (2 – 1)α} (1 + α) = 1,748 ≈ 1,75

α = 0,75

Jadi, derajat ionisasi asam asetat sebesar 0,75.

Kimia Kelas XII

39

8. Jawaban: a KCl → K+ + Cl– n KCl = 2 Mr KCl = 39 + 35,5 = 74,5 a. ∆Tb = n × m × Kb >

= {(mol KCl × iKCl) + (mol CaCl2 × iCaCl )} 2

×

 >

=2×

×

Massa NaOH = × 100 = 4 gram – Massa air = 100 – 4 = 96 gram NaOH → n = 2

× 1,86

∆Tf =

9. Jawaban: a ∆Tf = 0 – (–9,3)°C = 9,3°C

9,3 = g=

× ×

× 1,86 × {1 + (2 – 1) 0,5} = 40

Jadi, massa CH3COOH yang harus dilarutkan sebanyak 40 gram. 10. Jawaban: e Isotonik berarti memiliki tekanan osmotik sama. πBa(OH) = πurea 2

0,2 · i =

×

0,2i = 0,25 i = 1,25 n dari Ba(OH)2 = 3 {1 + (n – 1)α} = 1,25 (3 – 1)α = 1,25 – 1 2α = 0,25 α = 0,125 Jadi, besar derajat ionisasi Ba(OH)2 = 0,125.

iCaCl = {1 + (3 – 1)1} = 3 2

ρair = 1 g/ml → massa air = 500 gram

40

×

× Kf × {1 + (n – 1)α}

13. Jawaban: c NaCl → Na+ + Cl– n=2 α = 80% = 0,8 g = 12 gram Mr NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 V = 600 ml = 0,6 L T = 27°C = 300 K

= {1 + (2 – 1)0,8} × × × 0,082 × 300 = 15,14 atm 14. Jawaban: c Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat terlarut maka titik didih larutan yang terbentuk akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini disebut kenaikan titik didih (∆Tb). Untuk zat terlarut elektrolit besar kenaikan titik didih dapat dihitung sebagai berikut. ∆Tb = Kb × m × i

11. Jawaban: b iKCl = {1 + (2 – 1)1} = 2

"Y@ × "Y@

"@@ +{ "@@

∆Tb = {

×

π = {1 + (n – 1)α} × × × R × T

M·R·T·i=M·R·T M·i=M

= × ! × 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 3,88°C Tf = 0 – 3,88 = –3,88°C

× 1,86 × {1 + (2 – 1)α}

! × × × ×



–

= 1,86°C Titik beku = 0 – 1,86 = –1,86°C.

∆Tf =



12. Jawaban: d Untuk 100 gram larutan:

∆Tf = n × m × Kf > >

× Kb

  ∆Tb =  > ×  +  ×   × × 0,5    = 2,5°C Titik didih larutan = 100°C + 2,5°C = 102,5°C

= 2 × > × × 0,52 = 0,52°C Titik didih = 100 + 0,52 = 100,52°C. b.

×

Kb

×

× Kb × iCaCl }


2

i KCl }

dimana: i = {1 + (n – 1)α} n = jumlah ion α = derajat ionisasi Untuk elektrolit biner: n = 2; konsentrasi larutan = 0,5 m; ∆Tb = 1,55°C 1,55 = 1,86 × 0,5 × {1 + (2 – 1)α} ⇒ α = 0,66

15. Jawaban: b NaOH adalah elektrolit kuat (α = 1) dengan jumlah ion n = 2. Jadi, i = n.

∆Tb = Kb × × 100,2 – 100 = 0,5 0,2 = 0,5

× ×

5.

×4



 + 

Elektrolit biner tersebut mempunyai n = 2 ∆Tf = (0 – (–0,1))°C = 0,1°C ∆Tf =

   + ' W  {1  

= 93 · 

B. Uraian

·

0,1 = 0,05

·

· Kf · i · 1,86 · (1 + (2 – 1) α)

= {(2 × > ) + (3 × )} × = 1,5 Titik didih larutan = 100 + 1,5 = 101,5°C. ∆P = P° · X{1 + α(n – 1)} ∆P = 93 ·

x = = 4 gram

1.

× {1 + (n – 1)α} × × 2

× Kb × 0,5

4. ∆Tb = {(i × mol KCl) + (i × mol CaCl2) ×

  {1  

+ (2 – 1)}

+ (2 – 1)}

   

= 93 ·     = 3 mmHg     Tekanan larutan = tekanan uap air – selisih tekanan uap = (93 – 3) mmHg = 90 mmHg Jadi, larutan tersebut mempunyai tekanan sebesar 90 mmHg.

(1 + α) = 0,22 α = 0,12 Jadi, derajat ionisasi larutan sebesar 0,12. 2. NaCl → Na+ + Cl–; n = 2 π = {1 + (n – 1)α} × 17,28 = {1 + (2 – 1)0,8} ×

× × ×

R×T × 0,082 × 300

17,28 = (1,8) × × 2 × 24,6 > ×

g = × × = 11,4 gram Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak 11,4 gram.

πsenyawa elektrolit = · πCaBr 2

3.

M·R·T·i= ·M·R·T·i

×

× {1 + (n – 1)0,8} =

1,538{1 + (n – 1)0,8} =

( × · 12

× {1 + (3 – 1)1}

1,538{1 + (n – 1)0,8} = 4 {1 + (n – 1)0,8} = 2,6 0,8n – 0,8 = 2,6 – 1 0,8n = 1,6 + 0,8 0,8n = 2,4 n=3 Jadi, harga valensi (n) senyawa elektrolit tersebut sebesar 3.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Derajat keasaman merupakan tingkat keasaman suatu larutan yang disimbolkan dengan pH. Derajat keasaman bukan merupakan sifat koligatif larutan. Sifat-sifat koligatif larutan meliputi kenaikan titik didih, penurunan titik beku, penurunan tekanan uap jenuh, dan tekanan osmotik. 2. Jawaban: c Faktor-faktor yang memengaruhi besar kenaikan titik didih larutan yaitu konsentrasi molal larutan dan jenis larutan (elektrolit atau nonelektrolit). Semakin tinggi konsentrasi molalnya, maka titik didihnya semakin tinggi pula. Larutan elektrolit memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada larutan nonelektrolit. Larutan glukosa termasuk larutan nonelektrolit sehingga memiliki titik didih terendah. 3. Jawaban: b Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan yang tergantung dari banyak zat terlarut yang ada dalam larutan (molalitas), tetapi tidak tergantung pada jenis zat yang dilarutkan. 4. Jawaban: d Pelarut murni merupakan pelarut yang belum dicampur dengan zat terlarut. Suatu pelarut murni mempunyai tekanan uap jenuh lebih tinggi dari larutannya pada suhu yang sama.

Kimia Kelas XII

41

5. Jawaban: d 35% massa etanol berarti 35 gram etanol dan 65 gram air.

m= ×

= ×

7. Jawaban: c Mr glukosa = 180 g/mol Mr H2O = 18 g/mol n glukosa = !

n H2O =

+

=

+

XH

2O

= 0,1 mol = nt

= 5 mol = np

Xglukosa =

=

8. Jawaban: e ∆P = P° – P = (20 – 18) mmHg = 2 mmHg ρair = 1 g/ml Jika volume air = 810 ml maka massa air = 810 g ∆P = P° · XA

=

+

+

+ 90 = 2a + 5.400 = 20a 18a = 5.400 a = 300 gram 9. Jawaban: e Tekanan uap pelarut dipengaruhi oleh fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut. Semakin besar konsentrasi zat terlarut yang ditambahkan ke dalam zat pelarut, semakin kecil tekanan uap. Urutan tekanan uap larutan dari kecil ke besar yaitu O < M < L < K < N. Jadi, tekanan uap larutan yang paling kecil terdapat pada larutan yang jumlah zat terlarutnya terbesar, yaitu larutan O. 10. Jawaban: e n =

   \   

atm = 0,122 atm

πV = n · R · T (0,122)(0,5) =

   \   

Mr X =

× 0,082 × 298

× × ! ×

Mr X = 180 g mol–1 11. Jawaban: b ∆Tb = (102,6 – 100)°C = 2,6°C Mr Ca(OH)2 = 74 ∆Tb =

×

>

× Kb × {1 + (n – 1)α}

2,6 = > × × 0,52 × {1 + (3 – 1)α} 2,6 = 1,04 × {1 + 2α} 2,6 = 1,04 + 2,08α α = = 0,75 %α = 0,75 × 100% = 75% Jadi, derajat ionisasi basa (Ca(OH)2) sebesar 75%. 12. Jawaban: a Massa benzena = 0,72 gram/ml × 1.000 ml = 720 gram ∆Tb = titik didih larutan – titik didih benzena = 81,06°C – 81°C = 0,06°C ∆Tb = m · Kb 0,06 =

mol


"]

× > × 1,44

Mr zat = 210 π=M·R·T

= × × 0,082 × 300 = 2,46 atm 13. Jawaban: e Larutan tersebut diukur pada keadaan yang sama saat 6 gram zat X dilarutkan dalam 12 liter gas etana pada tekanan 38 cmHg. Suhu etana: π = M · R · T (etana) 38 cmHg = 380 mmHg = 0,5 atm

\

× × 0,082 × 365,85

0,5 = × × 0,082 × T T = 365,85 K Mr zat X: π = M · R · T (zat X) 19 cmHg = 190 mmHg = 0,25 atm 0,25 =

V = 500 ml = 0,5 L

42

!> >

= 0,2

= 1 – 0,2 = 0,8

2 = 20 ×

π = 92,72 mmHg =

= 11,7

6. Jawaban: b K – L: perubahan titik beku larutan K – R: proses mencair larutan T – M: proses menguap pelarut M – N: perubahan titik uap larutan T – R: perubahan titik tripel larutan

T = (25 + 273) K = 298 K

Mr zat x = 95,9 ≈ 96 Jadi, Mr zat X adalah 96 gram/mol.

14. Jawaban: d ∆Tb = m · Kb

]

∆Tb =

] −

× Kb

0,48 = Kb =

−

× Kb

°@ × × −

= 3,84°C kg mol–1 Jadi, tetapan titik didih molal kloroform Kb = 3,84°C kg mol–1. 15. Jawaban: d Tekanan osmotik (π) dihitung dengan rumus: π=M·

·R·T

Jika volume semua larutan sama, misal dianggap 1 liter dan suhu perhitungan adalah tetap maka tekanan osmotik berbanding lurus dengan jumlah mol zat terlarut. Semakin besar mol zat terlarut, tekanan osmotik semakin besar. Jadi, tekanan osmotik yang paling rendah terdapat pada gambar larutan S. 16. Jawaban: e Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40

mol NaOH = = 0,75 mol air = = 1

?W' XNaOH =

19. Jawaban: d Tekanan osmotik dirumuskan dengan π = M · R · T, di mana M =

·

atau M = , V dalam liter. Jika R = 0,082 L · atm · mol–1 K–1 dan T =

tetap maka π = .

a.

π = = 0,5 atm

b.

π = = 1 atm

c.

π = = 0,67 atm

d.

π = = 2 atm

π = = 0,4 atm Jadi, tekanan osmotik terbesar terdapat pada larutan 4, yaitu sebesar 2 atm. e.

20. Jawaban: b

>

= + > = 0,4 n NaOH = 2, α = 1 ∆P = XNaOH × P° × {1 + (n – 1)α} = 0,4 × 32 × {1 + (2 – 1)1} = 25,6 P = P° – ∆p = 32 – 25,6 = 6,4 mmHg Jadi, tekanan uap larutan NaOH sebesar 6,4 mmHg. 17. Jawaban: d Tekanan uap larutan diperoleh dari rumus P = P° – ∆P. Semakin besar jumlah partikel zat terlarut dalam jumlah mol pelarut yang sama, tekanan uap larutannya semakin kecil. Di antara pilihan jawaban tersebut larutan yang memiliki jumlah partikel zat terlarut terbanyak adalah gambar 1 sehingga tekanan uap larutan terkecil terdapat pada larutan nomor 1. Urutan tekanan uap larutan dari yang kecil ke yang besar yaitu 1 < 3 < 2 < 5 < 4. Jadi, tekanan uap larutan terbesar terdapat pada larutan nomor 4. 18. Jawaban: c ∆Tf = Kf · m · i 0,45 = 1,8 × m × i

m × i = m × i = 0,25 ∆Tb = Kb · (m · i) = 0,52 × 0,25 = 0,13°C Jadi, besar kenaikan titik didih larutan elektrolit = 0,13°C.

π = 28,044 mmHg × >

' = 36,9 atm Larutan elektrolit tersier → n = 3 Terionisasi sempurna → α = 1 T = 27°C = 300 K π=M·R·T·i 36,9 =

]

× × 0,082 × 300 × {1 + (3 – 1)1}

Mr zat = 174 Dari pilihan di atas, zat yang mempunyai Mr = 174 adalah K2SO4. 21. Jawaban: d CH3COOH H+ + CH3COO– n=2 ∆Tf = 0 – (–9,3) = 9,3°C ∆Tf =

×

× 1,86 × {1 + (n – 1)α}

9,3 =

×

× 1,86 × {1 + (2 – 1)α}

9,3 = 6,2 + 6,2α 3,1 = 6,2α α=

= 0,5

Jadi, derajat ionisasi CH3COOH sebesar 0,5.

Kimia Kelas XII

43

22. Jawaban: d Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat terlarut, maka titik didih larutan yang terbentuk akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini disebut kenaikan titik didih (∆Tb). Untuk zat terlarut elektrolit besar kenaikan titik didih dapat dihitung sebagai berikut. ∆Tb = Kb × m × i = Kb ×

×

×i

di mana: i = {1 + (n – 1)α} n = jumlah ion α = derajat ionisasi Untuk Fe2(SO4)3: n = 5, Mr = 400, dan α diketahui = 0,8

∆Tb = 0,52 × × × {1 + (5 – 1)0,8} = 0,437°C 23. Jawaban: a ∆Tb = m · Kb Jadi, kenaikan titik didih larutan (∆Tb) = Kb apabila m (molalitas larutan) = 1 molal. 24. Jawaban: a ∆P = Xzt · P° ] ] +

× P°

=

> +

× 20,1

25. Jawaban: a Larutan 1) dan 2) mempunyai titik beku yang sama karena kedua larutan merupakan larutan elektrolit yang molalitasnya sama. 26. Jawaban: c Tf = –1,55°C ∆Tf = (0 – (–1,55))°C = 1,55°C ·

· Kf

1,55 = · · Kf !

K f = 1,86

Untuk memperoleh ∆Tf = · 1,55 maka massa zat yang harus dilarutkan sebagai berikut. ∆Tf =

·

· Kf

· 1,55 = · · 1,86

>

g = 45 gram Jadi, massa yang harus dilarutkan 45 gram.

44

1,5 =

·

·

· Kb · i

· 0,52 · 3

Mr = 97,76 ≈ 98 Jadi, senyawa tersebut mempunyai n = 3 dan Mr = 98. H2SO4; n = 3 dan Mr = 98 HNO3; n = 2 dan Mr = 63 NaOH; n = 2 dan Mr = 40 CaCl2; n = 3 dan Mr = 111 Ba(OH)2; n = 3 dan Mr = 171 28. Jawaban: b Diketahui 17,1 gram sukrosa dilarutkan dalam air sampai volumenya 500 ml, T = 27°C, R = 0,082. Untuk larutan nonelektrolit berlaku rumus:

π = tekanan osmosis M = konsentrasi molar R = tetapan gas = 0,082 T = suhu (derajat Kelvin) T = 27 + 273 = 300

= × 20,1 = 0,49 cmHg

∆Tb =

π=M·R·T

=

∆Tf =

27. Jawaban: a i = 1 + (n – 1) α 3 = 1 + (n – 1) 1 n–1=2 n=3 ∆Tb = (101,5 – 100)°C = 1,5°C


π =(

×

)×R×T

>

= ( × ) × 0,082 × 300 = 2,46 atm 29. Jawaban: c Meskipun kedua larutan mempunyai molalitas yang sama, tetapi penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan garam lebih besar daripada larutan gula. Hal ini karena larutan garam merupakan larutan elektrolit kuat yang dapat terionisasi menjadi ion Na+ dan ion Cl–. NaCl(s) → Na+(aq) + Cl–(aq) Dengan demikian, dalam larutan garam terdapat 1 mol ion Na+ dan 1 mol ion Cl– atau 2 mol garam. Adapun dalam larutan gula (nonelektrolit) tidak dapat terionisasi. C12H22O11(s) → C12H22O11(aq) Dengan demikian, dalam larutan gula hanya terdapat 1 mol gula.

30. Jawaban: e Untuk larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut reaksi: NaCl Na+ + Cl– (n = 2) Penurunan titik beku: ∆Tf = m · Kf · {1 + (n – 1)α} 1,488 = 0,4 × 1,86{1 + (2 – 1)α} α=1 B. Uraian 1. V air = 200 ml, Kf air = 1,86 n glukosa = 0,4 mol, Kb air = 0,52 a. ∆Tf = m × Kf = mol × = 0,4 ×

× Kf × 1,86

= 3,72°C Jadi, penurunan titik beku larutan sebesar 3,72°C. ∆Tb = m × Kf

b.

= mol × = 0,4 ×

× Kb × 0,52

= 1,04°C Jadi, kenaikan titik didih larutan sebesar 1,04°C. 2. ∆Tb =

·

· Kb

1 = · · Kb

Kb = 1,22 °C/m 3. massa sukrosa = 6,84 gram Mr sukrosa = 342 R = 0,082 L atm mol–1K–1 Vlarutan = 2 L Tlarutan = 25 + 273 = 298 K π =M×R×T =

×

×R×T

= × × 0,082 × 298

= 0,24 atm Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa sebesar 0,24 atm.

4. ∆Tf = 0 – (–1,86)°C = 1,86°C

=

×

1,86 =

× × 1,86 × {1 + (2 – 1)1}

∆Tf

Mr =

× Kf × {1 + (n – 1)α}

× × × ×

= 40 Jadi, massa molekul relatif asam tersebut sebesar 40. 5. ∆Tb = (100,416 – 100)°C = 0,416°C Misal: massa glukosa = x gram massa urea = (27 – x) gram ∆Tb = {

+{

×

× Kb}

×

× Kb}

> −

0,416 = {( ) + ( )} × × 0,52 0,416 =

+ −

× 2,08

74,88 = –4,16x + 168,48 4,16x = 93,6 x = 22,5 gram Massa glukosa = x = 22,5 gram Massa urea = (27 – x) = 27 – 22,5 = 4,5 gram Jadi, perbandingan massa glukosa : urea = 22,5 : 4,5 = 5 : 1. 6. Larutan hipotonik merupakan larutan yang memiliki tekanan osmotik lebih rendah. Larutan H2SO4 0,3 M π = 0,3 · R · T · i = 0,3 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,9 · R · T Larutan hipotonik berarti larutan yang memiliki tekanan osmotik kurang dari 0,9 RT. a. Glukosa 0,9 M → nonelektrolit π = 0,9R · T (isotonik) b. KNO3 0,6 M → n = 2 π = 0,6 · R · T · {1 + (2 – 1)1} = 1,2R · T (hipertonik) c. urea 0,3 M → nonelektrolit π = 0,3R · T (hipotonik) d. Na2SO4 0,2 M → n = 3 π = 0,2 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,6R · T (hipotonik)

Kimia Kelas XII

45

Jadi, larutan yang bersifat hipotonik terhadap larutan H2SO4 0,3 M yaitu urea 0,3 M dan Na2SO4 0,2 M.

10. Mr sulfanilamid = 6(12) + 8(1) + 2(16) + 2(14) + 1(32) = 172 mol dalam 1 g sulfanilamid =

7. ρ

= → m = ρ · V = 1 kg/L · 12 L = 12 kg = 12.000 g

∆Tf =

·

= 5,81 × 10–3 mol 100 g aseton =

· Kf

= 12,5°C Jadi, titik beku mengalami penurunan sebesar 12,5°C atau titik bekunya menjadi –12,5°C. Jika zat yang ditambahkan berupa zerone (methyl alcohol, CH3OH) maka untuk menghasilkan produk yang titik bekunya sama dibutuhkan massa zerone sebagai berikut. ∆Tf =

·

−

= 0,172 mol

Fraksi mol aseton (sebagai pelarut):

= · · 1,86

> −

· Kf

Xp = + =

> > + × −

= 0,967 Dengan menggunakan hukum Raoult, P = Xp × P°. P = 0,967 × (4,00 × 102 mmHg) = 3,87 × 102 mmHg

12,5 = · · 1,86

Bab II

g = 2.580,6 g = 2,58 g 8.

π 0,738 0,738 M

=M·R·T = M × 0,082 × (27 + 273) = M · 0,082 · 300 = 0,03 M

ρ=

1,22 g/L = Jika m = 1,22 gram, maka volume larutannya adalah 1 L.

^

M = =

0,03 =

^

Mr = 44 Senyawa hidrokarbon yang memiliki Mr sebesar 44 adalah C3H8. 9. Larutan glukosa isotonik dengan darah π darah = π glukosa 7,65 = M · R · T 7,65 =

^

7,65 =

^

·R·T

· 0,082 · (37 + 273)

g = 108,3 gram Jadi, massa glukosa yang harus dilarutkan sebesar 108,3 gram. soa

46


Redoks dan Penerapannya

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b Bilangan oksidasi untuk oksigen dalam ion poliatom seperti NO3–, S2O32–, atau Cr2O72–, selalu –2. 2. Jawaban: a CuS + NO3– → Cu2+ + S + NO +2 –2 +5 –6

2+

0

+2 –2

Bilangan oksidasi N berubah dari +5 menjadi +2 sehingga perubahan bilangan oksidasi pada N sebesar –3. 3. Jawaban: b MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2 +4 –4

+4 –4

+2 –2

+4 –4

0

reduksi oksidasi

Reduktor mengakibatkan terjadinya reaksi oksidasi. Jadi, yang bertindak sebagai reduktor adalah HCl. 4. Jawaban: b Reaksi redoks adalah reaksi reduksi dan reaksi oksidasi. Pada reaksi (b) tidak terjadi reduksi maupun oksidasi.

5. Jawaban: c CuO + H2 → Cu + H2O +2

0

0 oksidasi reduksi

+2

Zat yang bertindak sebagai oksidator (yang mengalami reduksi) adalah CuO. 6. Jawaban: b 2NaCl + 2H2O → H2 + Cl2 + 2NaOH –1

+1

0

10. Jawaban: b Setengah reaksi reduksi: Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O Jadi, reaksi tersebut disertai dengan penangkapan 6 elektron. B. Uraian 1. a.

0

oksidasi reduksi

Oksidator = H2O Reduktor = NaCl 7. Jawaban: e Pada reaksi redoks harus ada zat-zat yang mengalami perubahan bilangan oksidasi (ada yang turun dan ada yang naik). Apabila pada reaksi redoks terdapat unsur (baik monoatomik, diatomik, ataupun poliatomik) maka dapat dipastikan reaksi tersebut adalah reaksi redoks. Pada pilihan e terdapat unsur Cl2 (diatomik) maka reaksi tersebut dapat dipastikan sebagai reaksi redoks. 8. Jawaban: e Cl2 + OH– → Cl– + ClO3– + H2O Reduksi : Cl2 + 2e– → 2Cl– × 10 Oksidasi : Cl2 + 6H2O → 2ClO3– + 12H+ + 10e× 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 12Cl2 + 12H2O → 20Cl– + 4ClO3– + 24H+ Persamaan reaksi tersebut disederhanakan dengan cara dibagi menjadi 4: 3Cl2 + 3H2O → 5Cl– + ClO3– + 6H+ Adanya OH– (reaksi pada soal) menunjukkan bahwa reaksi dalam suasana basa, sehingga untuk menyetarakan jumlah muatan ditambahkan OH– pada kedua ruas sebanyak H+. 3Cl2 + 3H2O + 6OH– → 5Cl– + ClO3– + 6H+ + 6OH– Reaksi akhirnya sebagai berikut. 3Cl2 + 6OH– → 5Cl– + ClO3– + 3H2O Jadi, koefisien reaksi a, b, c, d, dan e berturutturut 3, 6, 5, 1, 3. 9. Jawaban: b Reduksi : MnO4– → Mn2+ Oksidasi : Fe2+ → F3+ MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O × 1 Fe2+ → Fe3+ + e– ×5 MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O 5Fe2+ → 5Fe3+ + 5e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 5Fe2+ + MnO4– + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Jadi, perbandingan mol Fe2+ : MnO4– = 5 : 1.

b.

c.

d.

CrO42– (1 × biloks Cr) + (4 × biloks O) = –2 biloks Cr + (4 × (–2)) = –2 biloks Cr = +6 Fe(CN)63– (1 × biloks Fe) + (6 × biloks CN) = –3 biloks Fe + (6 × (–1)) = –3 biloks Fe = +3 – MnO4 (1 × biloks Mn) + (4 × biloks O) = –1 biloks Mn + (–8) = –1 biloks Mn = +7 2– Cr2O7 (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O) = –2 2 × biloks Cr + (–14) = –2 biloks Cr = +6

SbO43– (1 × biloks Sb) + (4 × biloks O) = –3 biloks Sb + (–8) = –3 biloks Sb = +5 Jadi, logam yang mempunyai bilangan oksidasi +5 adalah Sb pada ion SbO43– . e.

2. a.

b.

3. a.

CuO + H2 → Cu + H2O +2

0

0

+2

Bilangan oksidasi Cu berubah dari +2 menjadi 0. Bilangan oksidasi H2 berubah dari 0 menjadi +2. Zat yang bertindak sebagai reduktor adalah zat mengalami oksidasi atau kenaikan bilangan oksidasi, yaitu H2. NaI + HOCl → NaIO3 + HCl –1

+1

+5

–1

oksidasi (+6e–) reduksi (–2e–)

Setelah disilangkan, diperoleh: 2NaI + 6HOCl → 2NaIO3 + 6HCl b.

H2SO4 + Al → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O +6

0

+3

+4

reduksi (–2e–) oksidasi (+3e–)

Setelah disilangkan, diperoleh: 3H2SO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O Koefisien disetarakan: 6H2SO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Kimia Kelas XII

47

4. Penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi. a. Reduksi : MnO4– → Mn2+ Oksidasi : H2C2O4 → CO2 b. Penyetaraan jumlah atom dan jumlah muatan. MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O ×2 H2C2O4 → 2CO2 + 2H+ + 2e– ×5 c.

Jumlah kedua setengah reaksi: 2MnO4– + 16H+ + 10e– → 2Mn2+ + 8H2O 5H2C2O4 → 10CO2 + 10H+ + 10e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2MnO–4 + 6H++ 5H2C2O4 → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 Jadi, nilai a, c, e, dan f berturut-turut yaitu 2, 5, 8, dan 10.

5. Persamaan reaksi redoks: Fe2+ + Cr2O72– → Fe3+ + 2Cr3+ +2

+12

+3

+6

Ion Fe2+ menjadi Fe3+ selisih 1 ion, sehingga dikalikan 6. Sementara itu, ion Cr2O72– menjadi Cr3+ selisih 6 ion sehingga dikalikan 1. Persamaan reaksi setara: 6Fe2+ + Cr2O72– → 6Fe3+ + 2Cr3+ Dengan demikian, banyaknya ion Fe3+ yang dapat dioksidasi oleh 1 mol Cr2O72– sebanyak 6 mol. Hal ini sesuai perbandingan koefisien.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: e E° Ag+ | Ag = +0,80 volt E° Zn2+ | Zn = –0,76 volt Reaksi: Katode (reduksi) : Ag+ + e– Ag E° = +0,80 volt Anode (oksidasi) : Zn Zn2+ + 2e– E° = +0,76 volt Reaksi tersebut disetarakan agar muatannya sama. Katode (reduksi) : 2Ag+ + 2e– 2Ag E° = +0,80 volt Anode (oksidasi) : Zn Zn2+ + 2e– E° = +0,76 volt –––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks) : 2Ag+ + Zn 2Ag + Zn2+ E° = +1,56 volt Elektron mengalir dari anode (seng) ke katode (perak). Diagram sel dari reaksi tersebut yaitu Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag

48


2. Jawaban: d E°sel = E°Ag+/Ag – E°Ag2+/Fe 1,24 = (0,80) – (E°Ag2+) E°Ag2+ = 0,80 – 1,24 E°Ag2+ = –0,44 V 3. Jawaban: a Urutan logam-logam tersebut dalam deret volta: Mg – Fe – Ni – Sn – Pb – Cu. Logam pelindung harus mempunyai E° lebih kecil dari E° besi. Mg terletak di sebelah kiri Fe sehingga E°Mg < E°Fe sehingga Mg mampu melindungi besi dari korosi. 4. Jawaban: b Logam yang terletak di sebelah kiri deret volta lebih bersifat reduktor maka logam di kiri deret volta dapat mereduksi ion logam di kanannya. Pada soal, kata mereduksi sering diganti dengan kata-kata bereaksi, membebaskan, mengusir, mengendapkan, mendesak, dan sebagainya. Logam Zn bereaksi (mereduksi) dengan ion Cu2+ dan Pb2+ maka Zn terletak di kiri Cu dan Pb. Logam Pb bereaksi (mereduksi) dengan ion Cu2+ maka Pb terletak kiri Cu. Dalam deret volta semakin ke kiri sifat reduktor semakin kuat maka urutan reduktor yang menurun ialah: Zn – Pb – Cu. 5. Jawaban: a Sifat oksidator (daya pengoksidasi) semakin besar jika harga potensial elektrodenya semakin positif atau semakin besar. Harga potensial elektrode Na > K > Li. Oleh karena itu, urutan daya pengoksidasi dari yang kecil yaitu Li, K, dan Na. 6. Jawaban: e Dalam deret Volta, logam Zn berada di sebelah kiri logam Ag. Oleh karena itu, Zn bertindak sebagai reduktor sehingga mengalami oksidasi di anode. Sementara itu, Ag berada di sebelah kanan Zn sehingga Ag bertindak sebagai oksidator sehingga mengalami reaksi reduksi. Reaksi yang terjadi di elektrode sebagai berikut. 2Ag+ + 2e– → 2Ag E° = +0,80 Zn → Zn2+ + 2e– E° = +0,76 –––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag E° = +1,56 V 7. Jawaban: b Reaksi: Katode (reduksi) : Ag+ + e– → Ag E° = 0,80 volt × 2 Anode (oksidasi) : Zn → Zn2+ + 2e– E° = 0,76 volt × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks): 2Ag+ + Zn → 2Ag + Zn2+ E° = 1,56 volt

Diagram sel: Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag 8. Jawaban: b E° sel = E° reaksi: (Zn2+ + 2e– → Zn) – (Ca2+ + 2e– → Ca) = (–0,76 – (–2,84) = 2.08 volt

9. Jawaban: b Diagram (lambang) sel dituliskan berdasarkan notasi berikut. Anode (–) | ion anoda || ion katoda | katoda (+) Dengan demikian diagram/lambang untuk sel Daniel/Galvani di atas adalah Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) 10. Jawaban: c Dari nilai E° dapat ditentukan letak ketiga logam tersebut dalam deret Volta: Mg – Pb – Cu. Karena logam yang di sebelah kiri deret volta merupakan reduktor maka logam akan mengalami oksidasi, sehingga logam yang di sebelah kiri harus berbentuk unsur (bukan ion). (1) Logam di sebelah kiri deret Volta adalah Mg, maka Mg harus berbentuk unsur (bukan ion), maka reaksi tidak dapat berlangsung. (2) Logam di sebelah kiri deret Volta adalah Pb, maka Pb harus berbentuk unsur (bukan ion), maka reaksi dapat berlangsung. (3) Logam di sebelah kiri deret Volta adalah Mg, maka Mg harus berbentuk unsur (bukan ion), maka reaksi tidak dapat berlangsung. (4) Logam di sebelah kiri deret Volta adalah Mg, maka Mg harus berbentuk unsur (bukan ion), maka reaksi dapat berlangsung. B. Uraian 1. Ni2+ + 2e– → Ni E° = –0,25 volt Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,13 volt Agar reaksi dapat berlangsung, maka potensial standar sel volta (Esel) harus berharga positif. Oleh karena itu, reaksi selnya menjadi seperti berikut. Ni → Ni2+ + 2e– E° = +0,25 volt E° = –0,13 volt Pb2+ + 2e– → Pb –––––––––––––––––––––––––––––––––– + Ni + Pb2+ → Ni2+ + Pb E° sel = +0,12 V Jadi, harga potensial sel volta untuk elektrode Ni dan Pb sebesar 0,12 V. 2. a.

Ag | Ag+ || Mn2+ | Mn Reaksi yang terjadi di elektrode: Ag → Ag+ + e– E° = –0,80 V × 2 Mn2+ + 2e– → Mn E° = –1,20 V × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2Ag + Mn2+ → 2Ag+ + Mn E° = –2,00 V

b.

In | In3+ || Ag+ | Ag Reaksi yang terjadi di elektrode In → In3+ + 3e– E° = +0,34 V × 1 Ag+ + e– → Ag E° = +0,80 V × 3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + In + 3Ag+ → In3+ + 3Ag E° = +1,14 V

c.

Mn | Mn2+ || Mg2+ | Mg Reaksi yang terjadi di elektrode Mn → Mn2+ + 2e– E° = +1,20 V Mg2+ + 2e– → Mg E° = –2,37 V ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mn + Mg2+ → Mn2+ + Mg E° = –1,17 V

d.

Ag | Ag+ || In3+ | In Reaksi yang terjadi di elektrode Ag → Ag+ + e– E° = –0,80 V × 3 In3+ + 3e– → In E° = –0,34 V × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 3Ag + In3+ → 3Ag+ + In E° = –1,14 V

Mg | Mg2+ || Ag+ | Ag Reaksi yang terjadi di elektrode Mg → Mg2+ + 2e– E° = +2,37 V × 1 Ag+ + e– → Ag E° = +0,80 V × 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mg + 2Ag+ → Mg2+ + 2Ag E° = +3,17 V Jadi, diagram sel yang mempunyai perbedaan elektrode sebesar +1,14 adalah In | In3+ || Ag+ | Ag. e.

3. Pada gambar elektrode yang digunakan adalah Zn dan Cu. Karena logam Zn dalam deret Volta berada di sebelah kiri logam Cu maka Zn dapat mereduksi Cu, sehingga Cu mengalami reaksi reduksi. Reaksi yang terjadi pada kedua elektrode sebagai berikut. Katode (reduksi) : Cu2+ + 2e– → Cu Anode (oksidasi) : Zn → Zn2+ + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks : Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Berdasarkan persamaan reaksi tersebut maka diagram selnya dapat dituliskan Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu. 4. Cr2+ + 2e– → Cr E° = –0,91 volt Mn2+ + 2e– → Mn E° = –1,03 volt Reaksi selnya: Mn → Mn2+ + 2e– E° = +1,03 volt Cr2+ + 2e– → Cr E° = –0,91 volt ––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mn + Cr2+ → Mn2+ + Cr E° = 0,12 volt Jadi, potensial sel standar = 0,12 volt. 5.

Reaksi di anode mengalami oksidasi dan di katode mengalami reduksi. E° sel = E°Cu – E°Zn = +0,34 – (–0,76) = +1,10 volt E° sel bernilai positif sehingga reaksi berlangsung spontan.

Kimia Kelas XII

49

2)

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: a MnO2 →

K2MnO4

+4 –4

+2 +6 –8

2. Jawaban: a Reaksi redoks ditandai dengan reaksi reduksi dan oksidasi. 2Fe(CN)64– + Cl2 → 2Cl– + 2Fe(CN)63– +2 oksidasi

+3 0 reduksi –1

3. Jawaban: e 1) Bilangan oksidasi minimal Cl = –1, maka klor dengan biloks –1 tidak dapat direduksi lagi (biloks tidak bisa turun lagi). 2) Bilangan oksidasi maksimal Cl = +7, maka klor dengan biloks +7 tidak dapat dioksidasi lagi (biloks tidak bisa naik lagi). 3) Suatu zat dapat mengalami autoredoks jika dapat mengalami reduksi sekaligus oksidasi, dengan demikian klor dengan biloks maksimal (+7) dan minimal (–1) tidak akan dapat mengalami reaksi autoredoks. Pasangan spesi Cl –(biloks minimal) dan NaClO 4 (biloks maksimal) tidak dapat mengalami reaksi autoredoks. 4. Jawaban: b

Cr2O72– + aFe2+ + H+ → bCr3+ + cFe3+ + 7H2O ×1 Cr2O72– + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O 2+ 3+ ×6 Fe → Fe + e –––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cr2O72– + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 5. Jawaban: c NO32– →

NO

+4

+2 berkurang 2

Biloks Cl dalam HCl: H + Cl = 0 ⇒ (+1) + Cl = 0 ⇒ Cl = –1 Biloks Cl dalam Cl2 = 0 (biloks atom-atom dalam unsur = 0).

7. Jawaban: b Penyetaraan reaksi redoks dengan menggunakan metode PBO (Perubahan Bilangan Oksidasi): +4 +3 +6 +8 +3 (2) × 3 oksidasi +4 Cr2O72+ + C2O42– + H+ → 2Cr3+ + 2CO2 + H2O (6) × 1 reduksi

+6 +6

+3 +3

+12

Angka pengali 1 merupakan koefisien untuk Cr2O72– dan Cr3+, sedangkan angka pengali 3 merupakan koefisien untuk C2O42– dan CO2 sehingga persamaan reaksi menjadi: Cr2O72+ + 3C2O42– + H+ → 2Cr3+ + 6CO2 + H2O –8

+6

Karena jumlah muatan di ruas kiri (tanpa H+) lebih negatif dibandingkan dengan jumlah muatan di ruas kanan (tanpa H2O) maka untuk menyamakan jumlah muatan di ruas kiri ditambah 2H+. Reaksi menjadi: Cr2O72+(aq) + 3C 2O42–(aq) + 2H+ → 2Cr 3+(aq) + 6CO2(g) + H2O( ) 8. Jawaban: c Reaksi redoks aK2Cr2O7 + 14HCl → 2KCl + bCrCl3 + cCl2 + dH2O

H = 14 = 2d ⇔ d = = 7

K = 2a = 2 ⇔ a = = 1 Cr = 2a = b 2·1=b b=2 Cl = 14 = 2 + 3b + 2c = 2 + 3 · 2 + 2c = 2 + 6 + 2c = 8 + 2c 2c = 14 – 8 = 6

6. Jawaban: a K2Cr2O7(s) + 14HCl(aq) → 2KCl(aq) + 2CrCl3(aq) + 3Cl2(g) + 7H2O( ) Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah: Cr dan Cl. 1) Biloks Cr dalam K2Cr2O7: 2(K) + 2(Cr) + 7(O) = 0 ⇒ 2(+1) + 2(Cr) + 7(–2) = 0 ⇒ Cr = +6 Biloks Cr dalam CrCl3: Cr + 3(Cl) = 0 ⇒ Cr + 3(–1) = 0 ⇒ Cr = +3

50


+6

c= =3 Jadi, koefisien a, b, c, dan d, berturut-turut adalah 1, 2, 3, dan 7. Cara lain: Untuk menyetarakan reaksi, masukkan angka (koefisien) dengan coba-coba di depan zat kimia tersebut sampai reaksi setara. Misalkan: masukkan angka 1 mengganti a sehingga jumlah Cr dan O bisa diketahui.

Angka 2 bisa didapat untuk mengganti b, dan angka 7 mengganti d, serta angka 3 bisa didapat untuk mengganti c. 9. Jawaban: b 0

= 0,77 – 1,36 = –0,59 (tidak dapat berlangsung) Fe3+(aq) + F–(aq) → Fe2+(aq) + F2(g) ⇔ E°sel = E°red – E°oks = 0,77 – 2,87 = –2,1 (tidak dapat berlangsung)

3)

Fe3+(aq) + I–(aq) → Fe2+(aq) + I2(s) ⇔ E°sel = E°red – E°oks = 0,77 – 0,54 = +0,23 (dapat berlangsung)

+5

aBr2(aq) + bOH–(aq) → cBrO3–(aq) + dBr–(aq) + eH2O( ) 5×1 1×5

Br2(aq) + bOH–(aq) → BrO3–(aq) + 5Br–(aq) + eH2O( )

3Br2 + bOH– → BrO3– + 5Br– + eH2O( 3Br2 + 6OH– → BrO3– + 5Br– + eH2O( 3Br2 + 6OH– → BrO3– + 5Br– + 3H2O( Persamaan reaksi setara: (a = 3; b d = 5; e = 3).

) ) ) = 6; c = 1;

10. Jawaban: a Persamaan reaksi redoks yang terjadi adalah: Oksidasi: C2O42– → 2CO2 + 2e– Reduksi : MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O Dari reaksi oksidasi di atas 1 mol C2O42 (H2C2O4) melepaskan 2 elektron. 11. Jawaban: a MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O 12. Jawaban: a Penyetaraan dilakukan dengan metode setengah reaksi, maka: + + ×1 Cr2O2– 7 + 14H + 6e → 2Cr3 + 7H2O AsO33– + H2O → AsO43– + 2H+ + 2e ×3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 3– + 3– Cr2O2– 7 + 3AsO3 + 8H → 2Cr3 + 3AsO4 + 4H2O Setelah setara perbandingan mol ion Cr2O72– dengan AsO43– = 1 : 3. 13. Jawaban: a Persamaan reaksi yang sudah setara: H2SO4 + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O Dengan demikian: Bila H2SO4 = 1,5 mol, maka HI yang dapat dioksidsi

= × 1,5 = 12 mol. 14. Jawaban: e Reaksi yang terjadi pada penggunaan aki sebagai berikut. Katode : PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42–(aq) + 2e– → PbSO4(s) + 2H2O( ) Anode : Pb(s) + SO42–(aq) → PbSO4(s) + 2e–

Jadi, Pb dan PbO2 berubah menjadi PbSO4. 15. Jawaban: c 1)

2)

Fe3+(aq) + Br–(aq) → Fe2+(aq) + Br2( ) ⇔ E°sel = E°red – E°oks = 0,77 – 1,07 = –0,3 (tidak dapat berlangsung) 5) Fe3+(aq) + 2Cl–(aq) → Fe3+(aq) + Cl2(g) ⇔ E°sel = E°red – E°oks = 0,77 – 2,72 = –1,95 (tidak dapat berlangsung) Jadi, reaksi yang dapat berlangsung adalah reaksi yang hanya potensial selnya positif. 4)

16. Jawaban: d E°sel = E°reduksi – E°oksidasi Jika harga potensial sel bertanda positif maka reaksi dapat berlangsung spontan, sedangkan jika harga potensial sel negatif reaksi tidak dapat berlangsung. 1) Zn dioksidasi; Mn2+ direduksi E°sel = –1,20 – (–0,76) = –0,44 volt 2) Ag dioksidasi; In3+ direduksi E°sel = –0,34 – (0,80) = –1,14 volt 3) In dioksidasi; Mn2+ direduksi E°sel = –1,20 – (–0,34) = –0,86 volt 4) Zn dioksidasi; In3+ direduksi E°sel = –0,34 – (–0,76) = +0,42 volt 5) Ag dioksidasi; Mn2+ direduksi E°sel = –1,20 – (–0,80) = –2 volt Jadi, reaksi yang dapat berlangsung spontan adalah 3Zn(s) + 2In3+(aq) → 3Zn2+(aq) + 2In(s). 17. Jawaban: c 2Al(aq) + 3Fe2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Fe(s) E°sel = E°reduksi – E°oksidasi = E°Fe – E°Al E°sel = –0,44 – (–1,66) = +1,22 volt

Fe3+(aq) + Cl–(aq) → Fe2+(aq) + Cl2(g) ⇔ E°sel = E°red – E°oks

Kimia Kelas XII

51

18. Jawaban: d Reaksi yang terjadi pada sel Volta: Katode : Al3+(aq) + 3e– → Al(s) ×2 Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– ×3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2Al3+(aq) + 3Cu(s) → 2Al(s) + 3Cu2+ Notasi sel : Anode | ion || ion | katode : Cu(s) | Cu2+(aq) || Al3+(aq) | Al(s) 19. Jawaban: b Pada gambar sel Volta tersebut terjadi reaksi: Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Cu2+(aq) + Zn(s) → Cu(s) + Zn2+(aq) Penulisan diagram sel: Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) 20. Jawaban: c Ni2+ + 2e– → Ni E° = –0,25 V 2+ – Pb + 2e → Pb E° = –0,13 V Agar reaksi berlangsung, potensial standar sel volta (E°sel) harus berharga positif, sehingga reaksinya: Ni → Ni2+ + 2e– E° = +0,25 V Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,13 V –––––––––––––––––––––––––––––––– + Ni + Pb2+ → Ni2+ + Pb E°sel = +0,12 V 21. Jawaban: b a. Katode berupa Ag2O dan anode berupa Zn digunakan pada sel perak oksida. b. Katode berupa PbO2 dan anode berupa Pb digunakan pada sel aki timbal asam. c. Katode berupa MnO 2 dan NH 4 Cl serta anode berupa Zn digunakan pada sel kering karbon seng. d. Katode berupa NiO2 dan anode berupa Cd digunakan pada sel nikel basa atau baterai nikad. e. Katode berupa O2 dan anode berupa H2 digunakan pada sel bahan bakar. 22. Jawaban: d Anode (–) : Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e– Katode (+) : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Mg(s) + Cu2+(aq) → Mg2+(aq) + Cu(s) Diagram sel: Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu 23. Jawaban: a Berdasarkan gambar sel Volta diperoleh data: Anode (–): Cu → Cu2+ + 2e– × 1 (oksidasi) Katode (+): Ag+ + e– → Ag × 2 (reduksi) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag E°sel = E°reduksi – E°oksidasi = +0,80 – (+0,34) = +0,46 V

52


24. Jawaban: c E°sel = E°reduksi – E°oksidasi 1) E°sel = E°Br – E°Fe = +1,07 – (+0,77) = +0,3 volt 2) E°sel = E°Fe – E°Br = +0,77 – (+1,07) = –0,3 volt 3) E°sel = E°Fe – E°I = +0,77 – (+0,54) = +0,23 volt 4) E°sel = E°Br – E°I = +1,07 – (+0,54) = +0,53 volt 5) E°sel = E°cu – E°Zn = +0,34 – (–0,76) = +1,10 volt Reaksi pada pilihan b menghasilkan E°sel yang negatif. Hal ini berarti reaksi tidak berlangsung dan tidak menghasilkan potensial sel. Dengan demikian, reaksi yang menghasilkan potensial sel terkecil adalah reaksi pada pilihan c. 25. Jawaban: a E° = +0,34 volt Cu2+ + 2e– → Cu 2I– → I2 + 2e– E° = –0,54 volt –––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Cu2+ + 2I– → Cu + I2 E°sel = –0,20 volt Karena nilai potensial sel hasilnya negatif berarti reaksi redoks tersebut tidak berlangsung. 26. Jawaban: a E°sel = E°reduksi – E°oksidasi Pada reaksi: F2(g) + 2I–(aq) → I2(s) + 2F–(aq) F : mengalami reaksi reduksi I : mengalami reaksi oksidasi E°sel = E°red – E°oks = 2,87 – 0,54 = 2,33 V 27. Jawaban: d Reaksi dapat berlangsung jika E°sel berharga positif. Anode : Zn → Zn2+ + 2e– E° = +0,76 volt Katode: Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,13 volt ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2+ 2+ Zn + Pb → Zn + Pb E°sel = +0,63 vol 28. Jawaban: d Reaksi yang terjadi: × 1 Anode : Ni → Ni2+ + 2e– Katode : Ag+ + e– → Ag × 2 –––––––––––––––––––––––––––– + Ni + 2Ag+ → Ni2+ + 2Ag Diagram sel: Ni | Ni2+ || Ag+ | Ag 29. Jawaban: a ×2 Anode (–) : Al → Al3+ + 3e– Katode (+) : Ni2+ + 2e– → Ni ×3 ––––––––––––––––––––––––––——–––– Redoks : 2Al + 3Ni2+ → 2Al3+ + 3Ni Diagram sel : Al | Al3+ || Ni2+ | Ni 30. Jawaban: b Anode (–): Ni → Ni2+ + 2e– (oksidasi) Katode (+): Ag+ + e– → Ag (reduksi) ––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks: Ni + 2Ag+ → Ni2+ + 2Ag Diagram sel: Ni | Ni2+ || Ag+ | Ag

B. Uraian Amonium klorida (NH4Cl) N + 4H + Cl = 0 N+4–1 =0 N = –3 b. Dinitrogen trioksida (N2O3) 2N + 3O = 0 2N – 6 = 0 2N = +6 N = +3 c. Kalium nitrat (KNO3) K + N + 3O = 0 1+N–6 =0 N = +5 d. Asam nitrat (HNO3) H + N + 3O = 0 1+N–6 =0 N = +5 e. Urea (CO(NH2)2) CO(NH2)2 → CO2+ + NH2– N + 2H = –1 N + 2 = –1 N = –3 Jadi, senyawa yang unsur nitrogennya mempunyai bilangan oksidsi –3 adalah amonium klorida dan urea.

1. a.

2. Bilangan oksidasi Cr pada Na2Cr2O7. a. Na2Cr2O7 = 0 (2 × biloks Na) + (2 × biloks Cr) + (7 × biloks O) = 0 (+2) + (2 × biloks Cr) + (–14) = 0 biloks Cr = +6 b.

2CrCl3 = 0 (2 × biloks Cr) + (6 × biloks Cl) = 0 (2 × biloks Cr) + (–6) = 0 biloks Cr = +3 Jadi, bilangan oksidasi Cr berubah dari +6 ke +3. 3. Ruas kiri = ruas kanan Jumlah atom H 2a = d . . . (1) Jumlah atom O a+8 =4+d a = –4 + d . . . (2) Jumlah atom Cl b = 2c . . . (3) Persamaan (1) dan (2) 2a = d ×1 a = –4 + d ×2 Persamaan reaksi menjadi: 2a = d 2a = –8 + 2d –––––––––––––– – 0 = d + 8 – 2d

d=8 2a = d 2a = 8 a=4 Jumlah muatan di kiri = di kanan = 8, sehingga b=6 b = 2c 6 = 2c c=3 Jadi, a = 4, b = 6, c = 3, dan d = 8. 4. a.

Cara bilangan oksidasi: Cu + HNO3 → Cu2+ + NO melepas 2e–

0

+2 +5

mengikat 3e–

+2

3Cu + 2HNO3 → 3Cu2+ + 2NO 0

+6

Reaksi akhir: 3Cu + 2HNO3 + 6H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Cara setengah reaksi: Oksidasi : Cu → Cu2+ + 2e ×3 Reduksi : HNO3 + 3H+ + 3e → NO + 2H2O × 2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 3Cu + 2HNO3 + 6H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

b.

Cara bilangan oksidasi: Cr2O72– + C2O42– → 2Cr3+ + 2CO2 mengikat 3e– +3

+6 +3

melepas 1e–

+2

Cr2O72– + 3C2O42– → 2Cr3+ + 2CO2 –8

+6

Cr2O72– + 3C2O42– + 14H+ → 2Cr3+ +

6CO2 + 7H2O

Jadi, persamaan reaksi akhir: K2Cr2O7 + 3H2C2O4 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 6CO2 + 7H2O Cara setengah reaksi: Oksidasi : C2O42– → 2CO2 + 2e– ×3 Reduksi : Cr2O72–+ 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 3C2O42– + Cr2O72– + 14H+ → 6CO2 + 2Cr3+ + 7H2O

Masukkan kation dan anionnya hingga diperoleh persamaan reaksi akhir berikut. 3H2C2O4 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 6CO2 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4 5. Dalam deret volta, semakin ke kiri letak suatu logam, semakin kuat sifat reduktornya. Berdasarkan kekuatan sifat reduktor dalam deret volta, reaksi yang dapat berlangsung adalah reaksi a, c, d, dan f.

Kimia Kelas XII

53

6. Pada sel volta terjadi reaksi redoks, yaitu di katode (kutub +) terjadi reaksi reduksi, sedangkan di anode (kutub –) terjadi reaksi oksidasi. Logam Zn terletak di sebelah kiri logam Ag sehingga logam Zn mampu mereduksi ion Ag+ menjadi Ag. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Katode (reduksi) : Ag+ + e– → Ag ×2 Anode (oksidasi) : Zn → Zn2+ + 2e– × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Redoks 2Ag+ + Zn → 2Ag + Zn2+ Penulisan diagram sel berdasarkan reaksi reduksi oksidasi sebagai berikut. Z(s) || Zn2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) 7. Mg | Mg2+ || Ag+ | Ag Anode (oksidasi) : Mg → Mg2+ + 2e– × 1 E° = +2,36 volt Katode (reduksi) : Ag+ + e– → Ag × 2 E° = +0,80 volt –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mg + 2Ag+ → Mg2+ + 2Ag E°sel = 3,16 volt

Jadi, potensial sel yang dihasilkan sebesar 3,16 volt. 8. Diketahui: E° = –0,91 volt Cr2++ 2e– → Cr Mn2+ + 2e– → Mn E° = –1,03 volt Reaksi selnya: Mn → Mn2+ + 2e– E° = +1,03 volt Cr2++ 2e– → Cr E° = –0,91 volt –––––––––––––––––––––––––––––––– Mn + Cr2+ → Mn2++ Cr E° = 0,12 volt Jadi, potensial sel standar = 0,12 volt. 9. a.

b.

E°sel = (E° 2Ag + 2e– → 2Ag) – (E° Mg → Mg2+ + 2e–) = +0,79 – (–2,34) = +0,79 + 2,34 = +3,13 volt Reaksi selnya:

Katode (reduksi) : 2Ag+(aq) + 2e– → 2Ag(s) E° = +0,79 volt Anode (oksidasi) : Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e– E° = +2,34 volt ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mg(s) + 2Ag+(aq) → Mg2+(aq) + 2Ag(s) E° = +3,13 volt

10. E°sel = °

q` ~ q

1,24 °

– °

` ~ ° = (0,80 V) – ( ` ) ~

`

= 0,80 V – (1,24 V) = –0,44 V

Bab III Elektrolisis

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: e Di antara bahan dan alat tersebut yang merupakan elektrolit adalah asam sulfat encer. Seng dan tembaga merupakan elektrode. Kabel dan baterai digunakan untuk menghantarkan dan memberikan arus listrik. 2. Jawaban: a Pada elektrolisis leburan NaCl, di katode diperoleh logam Na dan di anode diperoleh gas Cl2. 3. Jawaban: b Katode : 2H2O + 2e → H2 + 2OH– Anode : 2Cl– → Cl2 + 2e– 4. Jawaban: b Elektrolisis larutan NiSO4 dengan elektrode Ag NiSO4 → Ni2+ + SO42– Katode : Ni2+ + 2e– → Ni Anode : Ag → Ag+ + e– (elektrode Ag tidak inert sehingga akan mengalami oksidasi) 5. Jawaban: b Reaksi elektrolisis larutan MgCl2 sebagai berikut. MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) Katode : 2H2O + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Jadi, di katode dihasilkan ion hidroksida dan gas hidrogen, sedangkan di anode dihasilkan gas klorin. 6. Jawaban: c CuSO4 → Cu2+ + SO42– Katode (–): Cu2+ + 2e– → Cu Anode (+) : Cu2+ → Cu2+ + 2e 7. Jawaban: d Elektrode inert merupakan elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi (tidak aktif). Elektrode inert yang sering digunakan yaitu platina dan grafit. 8. Jawaban: c 1) Larutan NaCl dengan elektrode platina NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2H2O( ) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Cl2(g)

Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 dan Cl2.

54


2)

Larutan KBr dengan elektrode karbon

KBr(aq) → K+(aq) + Br –(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Br –(aq) → Br2(g) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2H2O( ) + 2Br –(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Br 2(g)

Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 dan Br2. 3)

Larutan KCl dengan elektrode platina

KCl( ) → K+( ) + Cl–( ) ×2 Katode : K+( ) + e– → K(s) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– ×1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2K+( ) + 2Cl–( ) → 2K(s) + Cl2(g)

Elektrolisis tersebut menghasilkan logam alkali kalium dan gas Cl2. 4)

Leburan CaCl2 dengan elektrode karbon

CaCl2( ) → Ca2+( ) + 2Cl–( ) Katode : Ca2+( ) + 2e– → Ca(s) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : Ca2+( ) + 2Cl–( ) → Ca(s) + Cl2(g)

Elektrolisis tersebut menghasilkan logam alkali tanah kalsium dan gas Cl2. 5)

Larutan KCl dengan elektrode emas

KCl(aq) → K+(aq) + Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2H2O( ) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Cl2(g)

Elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 dan Cl2. 9. Jawaban: a Elektrolisis larutan K2SO4 dengan elektroda Pt akan menghasilkan gas H2 pada katode dan gas O2 pada anode. Karena yang bereaksi adalah airnya (H2O). Reaksi: Katode (–): 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– Anode (+) : 2H2O → O2 + 4 H– + 4e– 10. Jawaban: d Pada elektrolisis larutan NaCl, di katode diperoleh NaOH dan gas H2, sedangkan di anode diperoleh gas Cl2. 11. Jawaban: b Elektrolisis larutan klorida dari logam alkali dan alkali tanah menggunakan elektrode Pt tidak akan berhasil membentuk logam alkali dan alkali tanah. Hal ini karena zat yang mengalami reduksi yaitu H2O. H2O akan mengalami reduksi menjadi H2 dan OH– karena potensial reduksi H2O lebih besar

daripada logam-logam tersebut. Ion-ion logam tersebut akan mengalami reduksi jika dalam bentuk lelehan atau leburan. Pada anode, terbentuk H+ dan gas O2. 12. Jawaban: b (1) Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Gas hidrogen terbentuk di katode. (2) Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektrode Cu CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– Gas hidrogen tidak terbentuk. (3) Elektrolisis larutan BaCl2 dengan elektrode Pt BaCl2(aq) → Ba2+(aq) + 2Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Gas hidrogen terbentuk di katode. (4) Elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektrode Ag AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) Anode : Ag(s) → Ag+(aq) + e– Gas hidrogen tidak terbentuk. Jadi, gas hidrogen dapat terbentuk pada sel elektrolisis 1) dan 3). 13. Jawaban: a Al2O3( ) → 2Al3+( ) + 3O2–( ) Katode : Al3+( ) + 3e– → Al(s) Anode : 2O2–( ) → O2(g) + 4e– X merupakan anode (kutub positif) sehingga reaksi yang terjadi berupa 2O2–( ) → O2(g) + 4e– 14. Jawaban: a 1) KBr(aq) → K+(aq) + Br–(aq) Katode: 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Br–(aq) → Br2(g) + 2e– Gas H2 dihasilkan di katode dan gas Br2 dihasilkan di anode. 2) CuCl2(aq) → Cu2+(aq) +2Cl–(aq) Katode: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Gas Cl2 dihasilkan di anode. 3) K2SO4(aq) → 2K+(aq) + SO42–(aq) Katode: 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas H2 dihasilkan di katode dan gas O2 dihasilkan di anode. 4) AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode: Ag+(aq) + e– → Ag(s)

Kimia Kelas XII

55

Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas O2 dihasilkan di anode. 5) CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas O2 dihasilkan di anode. Jadi, larutan yang menghasilkan gas di anode dan katode yaitu KBr dan K2SO4. 15. Jawaban: d Gambar 1 NaCl( ) → Na+( ) + Cl–( ) Katode : Na+( ) + e– → Na( ) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– Gas Cl2 terbentuk di anode. Gambar 2 AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas O2 terbentuk di anode. Gambar 3 MgSO4(aq) → Mg2+(aq) + SO2– 4 (aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas H2 terbentuk di katode dan gas O2 terbentuk di anode. Gambar 4 CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– Gas tidak terbentuk di katode maupun anode. Gambar 5 KNO3(aq) → K+(aq) + NO–3(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– Gas H2 terbentuk di katode dan gas O2 terbentuk di anode. Jadi, peristiwa elektrolisis yang menghasilkan gas pada suhu kamar di kedua elektrodenya yaitu gambar 3 dan 5. B.

Uraian

1. Elektroda Pt tidak dapat teroksidasi. Dalam sel elektrolisis ini, zat-zat yang dapat mengalami redoks adalah K+(aq), NO3–(aq), dan H2O. K+ sukar tereduksi, sedangkan NO3– tidak dapat dioksidasi karena nitrogen berada pada bilangan oksidasi tertinggi (+5).

56


Reaksi yang terjadi: Katode : 2H2O( ) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e– Anode : 2 H2O( ) + 2e–(aq) → H2(g) + 2 OH–(aq) ×2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 6H2O( ) → O2(g) + 2H2(g) + 4H+(aq) + 4OH–(aq) 2H2O( ) → O2(g) + 2H2(g) anode katode

2. Elektrolisis lelehan MgCl2 dengan elektroda grafit. MgCl3( ) → Mg2+( ) + 2Cl–(aq) Pada elektrolisis lelehan senyawa ion dengan elektrode inert maka kation direduksi di katode sedangkan anion dioksidasi di anode. Katode : Mg2+( ) + 2e –(aq) → Mg(s) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e – ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : Mg2+( ) + 2Cl–( ) → Mg(s) + Cl2(g)

3.

Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) ×2 Anode : 4OH–(aq) → 2H2O( ) + 4e– + O2(g) ×1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 4H2O( ) + 4OH–(aq) → 4OH–(aq) + 2H2(g) + 2H2O( ) + O2(g) : 2H2O( ) → 2H2(g) + O2(g)

Jadi, hasil reaksi elektrolisis tersebut berupa gas H2 dan O2. 4. Reaksi pengendapan unsur Y pada katode: Yn+ + ne– → Y $×

mol e– = F = !

= ! !

= ! = 0,1 mol mol unsur Y =

q

!

= ! ^

= 0,1 mol Perbandingan mol e– dengan mol unsur Y = n : 1 = 0,1 : 0,1 = 1 : 1 Jadi, ion dari unsur Y adalah Y+. 5. Gambar rangkaian percobaan elektrolisis larutan NiCl2 dengan katode logam besi dan anode logam nikel sebagai berikut.

Anode nikel

Larutan NiCl2

Katode besi

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b Pada peristiwa korosi, logam akan mengalami oksidasi, sedangkan oksigen akan mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Rumus karat besi adalah Fe2O3.xH2O. 2. Jawaban: b Mudah dan tidaknya logam berkarat tergantung pada keaktifan logam. Semakin aktif logam, semakin negatif harga potensial elektrodenya sehingga semakin mudah berkarat. Mudah dan tidaknya logam berkarat tidak tergantung pada banyaknya air, banyaknya oksigen, suhu lingkungan, maupun tingkat kebasaan. 3. Jawaban: a Proses korosi besi merupakan peristiwa elektrokimia yang menghasilkan karat besi (Fe2O3 · xH2O) karena terjadi reaksi redoks. Reaksinya sebagai berikut. Anode (oksidasi) : Fe(s) → Fe2+ + 2e– Katode (reduksi) : O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O 4. Jawaban: e Korosi besi terjadi saat logam besi bereaksi dengan oksigen di udara dan uap air. Korosi besi mempunyai rumus kimia Fe2O3.xH2O. 5. Jawaban: c Korosi besi dipengaruhi oleh uap air atau air, oksigen, larutan elektrolit, permukaan logam yang tidak rata, serta zat terlarut yang dapat membentuk asam. Uap air atau air saja dan oksigen saja tidak dapat mengakibatkan korosi. Pada percobaan pertama dan kedua terbentuk karat karena ada oksigen dan air. Pada percobaan kedua, karat dapat lebih cepat terbentuk karena adanya asam. Pada percobaan ketiga tidak terbentuk karat karena tidak ada uap air atau air (udara kering). Pada percobaan keempat tidak terbentuk karat karena air yang sudah dididihkan akan kehilangan oksigen terlarut (tidak ada oksigen). 6. Jawaban: b Besi akan berkarat jika teroksidasi. Agar besi tidak teroksidasi besi dapat dilapisi dengan bahan yang lebih mudah teroksidasi daripada besi. Bahan yang dimaksud adalah Mg karena Mg memiliki potensial reduksi standar yang paling negatif sehingga paling mudah teroksidasi.

7. Jawaban: b Magnesium digunakan sebagai logam pelindung yang ditanam di dalam tanah untuk mencegah korosi pada pipa air, menara raksasa, dan balingbaling kapal laut. Sel Volta raksasa akan terbentuk dengan logam Mg sebagai anode. 8. Jawaban: b Pencegahan terhadap korosi dapat dilakukan dengan cara mekanis dan elektrokimia. Cara mekanis dapat dilakukan dengan cara pengecatan dan penyepuhan, sedangkan cara elektrokimia dapat dilakukan dengan menghubungkan dengan lempengan magnesium. Magnesium mempunyai E0 lebih kecil dari besi sehingga mampu melindungi besi dari korosi. 9. Jawaban: b Logam yang dapat mencegah terjadinya korosi pada besi adalah logam yang harga E0 < E0 besi, karena logam tersebut potensial elektrodenya lebih negatif. Jadi, besi tetap terlindungi karena dijadikan katode. 10. Jawaban: d Perlindungan katodik adalah perlindungan dari perkaratan dengan cara besi dihubungkan dengan logam lain yang lebih aktif (lebih mudah teroksidasi), seperti logam magnesium. Logam pelindung yang mempunyai Eo lebih kecil akan bertindak sebagai anode, sedangkan besi akan bertindak sebagai katode. B. Uraian 1. Aluminium yang berkarat akan membentuk aluminium oksida (Al2O3) dengan cepat. Setelah terbentuk lapisan oksida yang tipis perkaratan akan segera terhenti. Lapisan tersebut melekat kuat pada permukaan logam sehingga melindungi logam di bawahnya dari perkaratan lebih lanjut. 2. Proses terjadinya korosi pada sebatang besi sebagai berikut. Logam besi tersebut mempunyai permukaan besi yang berbeda kereaktifannya. Pada bagian yang lebih reaktif, besi (Fe) teroksidasi menghasilkan ion Fe2+ dan elektron (di anode). Elektron tersebut akan bergerak ke bagian logam yang kurang reaktif. Di tempat ini elektron akan dilingkupi oleh gas oksigen dan ion H+ dari udara sehingga menghasilkan air. Air yang terbentuk dengan oksigen dari udara akan kembali menyerap elektron (reaksi reduksi di katode) dan membentuk ion OH–. Ion Fe2+ akan bergabung dengan ion OH– membentuk Fe(OH)2. Selanjutnya, Fe(OH)2 yang terbentuk bergabung dengan gas oksigen dan air membentuk karat besi (Fe2O3.xH2O).

Kimia Kelas XII

57

3. Aluminium merupakan bahan yang sangat baik untuk kemasan makanan. Hal ini karena aluminium tahan korosi. Aluminium dapat terhindar dari proses korosi lebih lanjut karena saat terjadi korosi dapat segera membentuk lapisan oksida di permukaannya. Lapisan oksida ini mampu menghentikan proses korosi lebih lanjut. 4. Air yang mendidih akan kehilangan oksigen terlarut. Oksigen dan air akan mempercepat proses korosi. Dengan demikian, paku yang dimasukkan ke dalam air mendidih lebih sulit mengalami korosi daripada dimasukkan ke dalam air yang tidak dididihkan. 5. Paduan logam (aloi) adalah campuran logam yang terbentuk karena pelelehan bersama komponenkomponennya. Campuran logam tersebut dapat berupa larutan padat atau campuran tidak saling larut. Contoh stainless steel, yaitu campuran dari 18% nikel, 8% krom, dan sisanya besi.

!

= kuat arus = 5 ampere = waktu = 30 menit = 1.800 detik q

e = $ Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Elektron yang terlibat adalah 2, jadi:

= 31,75 > × × !

>

= !

= 2,96 gram 2. Jawaban: c CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Ca(s) Wcu = ⋅ $ ⋅

!

i = kuat arus = 10 ampere t = waktu = 16 × 60 = 960 detik e = mol ekuivalen

58

=

q @

$

=

= 3,1585

= 3,16 gram 3. Jawaban: e !

mol e– = ! @ ^ = 0,01 mol Reaksi elektrolisis larutan NaOH NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 4OH–(aq) → 2H2O( ) + 4e– + O2(g)

mol OH–= × mol e–

= × 0,01 mol = 0,01 mol [OH–] =

$

= 0,005 M = 5 × 10–3 M

W = ⋅$⋅

WCu =

× × ! !

4. Jawaban: c

1. Jawaban: b

eCu =

pOH = –log 5 × 10–3 = 3 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 5) = 11 + log 5

A. Pilihan ganda

i t

=


mol Ni2+ mula-mula = L × 1,0 M = 0,5 mol × $× W= !

q × $× $

mol × Ar =

!

× × × × !

mol =

= 0,11 mol

Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) Mula-mula : 0,5 mol – – Reaksi : 0,11 mol 0,22 mol 0,11 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,39 mol 0,22 mol 0,11 mol

MNi2+ = = L × 0,39 mol = 0,78 M 5. Jawaban: b

mol F2 = ^ = 0,67 mol Reaksi elektrolisis sebagai berikut.

HF–2 → HF + F2 + e– mol e– = =

× mol F2 × 0,67 mol

= 1,34 mol

mol e– = faraday

$× !

mol e– =

mol e–

×

1,34 = ! t = 6.465,5 detik

$×

mol e– = ! ×

2,5 × 10–2 = ! t = 1.930 sekon

= jam = 1,8 jam 6. Jawaban: a MSO4(aq) → M2+(aq) + SO42–(aq)

: M2+(aq) + 2e– → M(s) ×2 : 2H2O( ) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e– × 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Reaksi sel : 2M2+(aq) + 2H2O( ) → 2M(s) + O2(g) + 4H+(aq)

Katode Anode

q

mol M =

mol H+ =

9. Jawaban: d Arus listrik yang dialirkan sama maka: WAg : WCu : WAu = eAg : eCu : eAu (mol Ag × Ar Ag) : (mol Cu × Ar Cu) : (mol Au : Ar Au)

mol

"q

"@

"q "

7. Jawaban: e WAg : WX = eAg : eX q q

q \

WAg : WX = $ : $ q \

5,4 =

:

q \

q \

Ar X = 40 Jadi, logam X adalah Ca yang mempunyai massa atom relatif = 40. 8. Jawaban: a Reaksi elektrolisis larutan H2SO4 sebagai berikut. H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) Katode : 2H+(aq) + 2e– → H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) mol O2 =

W & ^

mol O2 =

× − & & ^

= 6,25 × 10–3 mol

q "@

q "q

q "q $"q q "@ $"@

=

$"@

= $"q

= mol Ag = 0,20 mol

= = 24

q "q

"q

"@

"q "

"

"

0,54 : 0,1 =

q "@

"q" × "q "q

"@" × "q "@

= 0,01 mol mol M = 0,005 mol Ar M =

q "q

= $"q : $"@ : $"q (mol Ag × Ar Ag) : (mol Cu × Ar Cu) = $"q : $"@

Pada proses penetralan: mol H+ = mol OH– ×

= × 6,25 × 10–3 mol = 2,5 × 10–2 mol =F

mol e– = × mol O2

$"@

= $"q

= mol Au = 0,067 mol Jadi, mol Ag = 0,20 mol dan mol Au = 0,067 mol. 10. Jawaban: d AgNO3(aq) → Ag +(aq) + NO3–(aq) ×4 Katode : Ag +(aq) + e– → Ag(aq) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– × 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 4Ag+(aq) + 2H2O( ) → 4Ag +(s) + 4H+(aq) + O2(g)

⋅$⋅

W

= e · F = !

e

= = 108

F

= ! = 0,02 Faraday

W

= e × F = 108 × 0,02 = 2,16 gram

!

11. Jawaban: c $⋅

W = ! × e × !

= ! × = 3,175

Kimia Kelas XII

59

12. Jawaban: e Gas oksigen dibebaskan di anode menurut reaksi: 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– $× !

Jumlah mol elektron =

mol

× ! !

=

= 0,1 mol

Jumlah mol oksigen = × 0,1 mol = 0,025 mol Volume oksigen = 0,025 × 22,4 = 0,56 liter 13. Jawaban: c W= t= = =

× ! ×$ × ! ×

× × ! ×

detik a.

b.

^

2. a.

−

CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Reaksi sel : Cu(s) → Cu(s)

mol Y = × mol e–

60

Katode Anode

mol

× 32,0 gram = 2,2 gram

Persamaan reaksi elektrolisis sel 2 sebagai berikut.

= × mol

* ^

= 0,06875 mol Volume O2 = 0,06875 mol × 22,4 L mol–1 = 1,54 L

q

× 63,5 = 8,9 gram.

Reaksi di anode 2H2O( ) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e– 2 mol ~ 1 mol ~ 4F Satu mol O2 dihasilkan jika ke dalam sel dilirkan muatan listrik sebanyak 4F (atau 4 mol e–). 0,28 F dapat menghasilkan gas O2 sebanyak

nO2 =

Gas oksigen yang dihasilkan diukur pada 0°C dan tekanan 1 atm.

\ q \

mol e– = × mol X

= 0,28 F

Reaksi di katode Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) 1 mol ~ 2F ~ 1 mol 2F atau 2 mol elektron dapat menghasilkan 1 mol Cu, maka 0,18 F dapat menghasilkan Cu

=

= mol

=

> × @ ! × @ −

sebanyak =

15. Jawaban: b Reaksi elektrolisis XSO4 dan Y2SO4 di katode sebagai berikut. XSO4 → X2+ + SO42– Katode : X2+ + 2e– → X Y2SO4 → 2Y+ + SO42– Katode : Y+ + e → Y Misal: Mr X = x Massa X = 1 gram Mr Y = y Massa Y = 4 gram

B. Uraian

>

=

=

Katode : Cu = = 0,2 mol Elektron = 2 × 0,2 = 0,4 F

=

*

= Jadi, perbandingan massa atom relatif X dan Y adalah 1 : 2.

14. Jawaban: e CuSO4 → Cu2+ +SO42– Katode (–): Cu2+ + 2e– → Cu Anode (+): 2H2O → 4H+ + O2 + 4e–

mol X =

=

1. Jumlah muatan listrik yang dilewatkan pada sel = (5 ampere)(1,5 × 60 × 60 detik) = 2,7 × 104 ampere detik = 2,7 × 104 C Karena 1 faraday (1F) terdapat 9,65 × 104 C, arus listrik yang dialirkan adalah:

×$× !

*

= × mol

= mol


b.

Persamaan reaksi elektrolisis sel 3 sebagai berikut. AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) Anode : Ag(s) → Ag+(aq) + e–

WAg = 10,8 gram eAg = = eCu =

q q $ q = 108 q @ = $ @

Wag : WCu = eAg : eCu

5. Gambar penyepuhan logam besi dengan perak sebagai berikut. e– Anode

+

WCu =

= 3,175 gram 3. MNi = 1,18 gram eCu = = eNi =

q @ $ @ q ?$ $ ?$

!

= Menurut rumus: MNi : MCu = eNi : eCu !

1,18 : MCu = : MCu

=

× !

= 1,27 gram 4. Volume Al2O3 yang dihasilkan = luas permukaan × tebal = 5,0 × 102 × 1,0 × 10–3 cm3 = 5,0 × 10–1 cm3 massa Al2O3 = ρ × V = 4,0 × 5,0 × 10–1 = 2 gram

– Katode

+

= 31,75 NO3– Ag +

10,8 : WCu = 108 : 31,75 × >

e–

–

Logam Ag Ag +

Ag +

e–

Logam besi

Ag+

NO3–

Pada penyepuhan logam besi oleh perak, besi bertindak sebagai katode, sedangkan perak bertindak sebagai anode. Larutan elektrolit yang digunakan berupa larutan AgNO3. Prinsip kerja penyepuhan yaitu mengendapkan logam perak (Ag) pada besi dalam larutan AgNO3. Pada saat arus listrik searah (DC) bertegangan rendah dialirkan ke sistem seperti gambar, maka logam perak akan melepaskan elektron dan mengalir melalui larutan AgNO3 menjadi ion Ag+. Ion Ag+ ditarik ke katode dan mengikat elektron sehingga menjadi logam Ag. Logam Ag ini melapisi logam besi. Pada anode, ion NO3– tidak akan dioksidasi dan oksidasi air juga lebih sukar daripada oksidasi Ag. Oleh karenanya, pada anode terjadi oksidasi Ag. Reaksinya sebagai berikut. Anode (oksidasi) : Ag(s) → Ag+(aq) + e– Katode (reduksi) : Ag+(aq) + e– → Ag(s) ––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : Ag(s) → Ag(s)

mol O2 = × mol Al2O3 =

×

qW qW

= × mol = 0,03 mol

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: c Logam natrium merupakan golongan IA. Ion-ion logam golongan IA, IIA, Al3+, dan Mn2+ hanya mengalami reduksi menjadi logam jika dalam bentuk lelehan atau leburan garamnya tanpa ada air.

mol e– = × mol O2

= × 0,03 mol = 0,12 mol = 0,12 F Coulomb = F × 96.500 = 0,12 × 96.500 C = 11.580 C = 1,16 × 104 C

2. Jawaban: e Di katode akan terjadi persaingan antara kation dengan pelarut (molekul air) untuk mengalami reduksi (menangkap elektron). Oleh karena kation pada NaCl merupakan yang kation golongan IA maka yang mengalami reduksi dari larutannya adalah H2O. Nilai E0 untuk H2O adalah –0,83 volt. Sementara itu, di anode terjadi reaksi oksidasi ion Cl–.

Kimia Kelas XII

61

volume Cl2 yang terbentuk = 0,25 mol × 22,4 L/mol = 5,6 L Jadi, Na mengendap pada elektrode negatif (katode).

3. Jawaban: d Elektrolisis leburan PbI2 PbI2( ) → Pb2+( ) + 2I–( ) Katode : Pb2+( ) + 2e– → Pb(s) Anode : 2I–( ) → I2(g) + 2e– 4. Jawaban: b Sel 1 AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode (B) : Ag+(aq) + e– → Ag(s) Anode (A) : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) Sel 2 CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode (D) : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode (C) : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) Sel 3 NiSO4(aq) → Ni2+(aq) + SO42–(aq) Katode (F) : Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) Anode (E) : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) Jadi, elektrode logam inert yang menghasilkan gas adalah A, C, dan E. 5. Jawaban: c Di katode yang direduksi bukan Na+ melainkan H2O menghasilkan gas H2 sesuai reaksi berikut: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH–

H = = 0,5 mol ⇒ e = × 0,5 = 1 mol (lihat perbandingan koefisien) 1 mol e ≈ 1 F. 6. Jawaban: c Reaksi yang terjadi di anode (elektrode Cu tidak inert sehingga mengalami oksidasi): Cu → Cu2+ + 2e– $⋅

F = ! =

⋅ ⋅ !

= 0,5 ⇒ 0,5 F ≈ 0,5 mol

Cu =

· 0,5 = 0,25 mol

NaCl( ) → Na+( ) + Cl–( ) )+

? q ?

→ Na(s)

= ^ = 0,5 mol

mol e– = × mol Na = 0,5 mol

mol Cl2 = × mol e– = 0,25 mol

62

9. Jawaban: a Katode : Cd2+ + 2e– → Cd Anode : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e–

Cd = = mol

e = × = mol (lihat reaksi di katode)

O2 = × = mol (lihat reaksi di anode)

e = × 22,4 = 0,2 liter 10. Jawaban: d Katode : L2+ + 2e– → L Anode : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e– Netral berarti: mol H+ = mol OH– = 50 × 0,2 × 1 = 10 mmol (dari KOH) e = 10 mmol (reaksi di anode)

L = × 10 = 5 mmol (reaksi katode)

!

⇒ Ar L = = × − = 59 . . . (1) . . . (2)

e–

×2

×1 Anode (oksidasi) : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2Na+( ) + 2Cl–( ) → 2Na(s) + Cl2(g)

mol Na =

OH– = · 0,01 = 0,01 mol ⇒ [OH–] = = 10–2 M pOH = 2 ⇒ pH = 14 – 2 = 12

Ni = ! = 0,3 mol e = 2 × 0,3 mol = 0,6 mol (lihat pers. 1)

7. Jawaban: d Katode (reduksi) :

⋅ !

>>

massa Cu = 0,25 × 63,5 ≈ 16,0 gram

Na+(

$⋅

F = ! = ! = 0,01 ≈ 0,01 mol e

11. Jawaban: b Ni2+ + 2e → Ni Cr3+ + 3e → Cr

e

8. Jawaban: e Reaksi yang terjadi di katode: 2H2O + 2e– → 2OH– + H2


Cr = × 0,6 = 0,2 mol (lihat pers. 2) = 0,2 × 52 = 10,4 gram 12. Jawaban: a MSO4(aq) → M2+(aq) + SO2– 4 (aq) 2+ – Katode : M + 2e → M(s) M1 × V1 = M1 × V1 mol1 = 0,2 M × 0,05 L = 0,01 mol Mr · M =

= = 28

13. Jawaban: b Pada proses perkaratan besi, salah satu bagian permukaan besi akan bertindak sebagai anode atau mengalami oksidasi menurut reaksi: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e– Elektron akan mengalir ke bagian permukaan besi yang bertindak sebagai katode. O2 akan mengalami reduksi menurut reaksi: O2(g) + 4H+(aq) + 4e– → 2H2O( ) O2(g) + 2H2O( ) + 4e– → 4OH–(aq) Dengan demikian, H+ (asam) atau H2O diperlukan dalam perkaratan untuk mereduksi O2 pada katode. 14. Jawaban: e Korosi dapat terjadi karena adanya uap air atau air dengan oksigen. Adanya larutan elektrolit seperti larutan garam dapur akan lebih mempercepat korosi. 15. Jawaban: c Pada proses pelapisan besi dengan seng, besi (Fe) bertindak sebagai katode, sedangkan seng (Zn) bertindak sebagai anode. Zn akan mengalami oksidasi terlebih dahulu karena harga E°-nya lebih kecil daripada Fe. Hal ini dapat mencegah korosi elektrolitik. Jika larutan elektrolitnya berupa ZnCl2, reaksinya sebagai berikut. Anode (–) : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e– Katode (+) : Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s) Dengan demikian, Fe tidak mengalami oksidasi karena terlindungi oleh Zn. 16. Jawaban: d Korosi besi dapat dicegah dengan menghubungkannya dengan logam yang lebih mudah teroksidasi, yaitu logam yang mempunyai E° lebih kecil daripada E° besi. 17. Jawaban: a Ag+(aq) + e– → Ag(s) 1 mol ~ 1 mol ~ 1 mol eAg =

q q

=

= 108

Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) 1 mol ~ 2 mol ~ 1 mol eCu =

q @

=

= 31,75

Karena jumlah listrik yang digunakan sama menurut hukum Faraday: massa Ag : massa Cu = eAg : eCu 10,8 : massa Cu = 108 : 31,75 massa Cu =

× >

= 3,175 gram

Jadi, massa tembaga yang terbentuk = 3,175 gram.

18. Jawaban: c Muatan listrik 1 faraday = muatan listrik 1 mol elektron. Reaksi yang terjadi di katode: Ag+ + e– → Ag $×

× !

F = ! : ! = 0,2 F ≡ 0,1 mol elektron Ag = 0,1 mol (lihat perbandingan koefisien Ag dan e) = 0,1 × 108 = 10,8 gram 19. Jawaban: c Reaksi yang terjadi di katode: Cu2+ + 2e– → Cu

Cu = = 0,1 mol ⇒ e = · 0,1 = 0,2 mol ≈ 0,2 F $⋅

⋅

F = ! = ! ⇒ 0,2 = ! ⇒ t = 9.650 detik 20. Jawaban: d i = 865 mA = 0,865 A t = 5 menit = 300 detik 2H+ + 2e– → H2 $⋅

mol e– = ! =

× !

= 0,0027 mol

mol H2 = × mol e– =

× 0,0027 mol = 0,00135 mol

21. Jawaban: e Reaksi elektrolisis di katode CuCl2 dan CrCl3 sebagai berikut. CuCl2(aq) → Cu2+(aq) + 2Cl–(aq) Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) CrCl3(aq) → Cr3+(aq) + 3Cl–(aq) Katode : Cr3+(aq) + 3e– → Cr(s) WCu : WCr = eCu : eCr q @

q @

WCu : 1,40 = $ : @ $ @

WCu : 1,40 =

: WCu : 1,40 = 31,75 : 17,33 WCu = 2,56 gram 22. Jawaban: a MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl– → Cl2 + 2e Pada katode terdapat ion Mg 2+ golongan IIA sehingga yang mengalami reduksi berupa air menghasilkan gas H2. Reaksi berlangsung dalam suasana basa. 23. Jawaban: d WZn= 13 gram q "

eZn = $"

Kimia Kelas XII

63

$×

= = 32,5

mol = $ × !

q "

× ×

eSn = $"

= × ! = 0,043 mol Sn2+ + 2e– → Sn mula-mula : 0,3 mol – – reaksi : 0,043 mol 0,086 mol 0,043 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– sisa : 0,257 mol 0,086 mol 0, 043 mol

!

= = 29,75 WZn : WSn = eZn : eSn 13 : WSn = 32,5 : 29,75 WSn =

× !>

= 11,9 gram

MSn2+ =

24. Jawaban: b Ketika larutan Al2O3 dielektrolisis, gas oksigen dibebaskan di anode. Al2O3 → 2Al3+ + 3O2– Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 6O2–(aq) → 3O2(g) + 12e– Berdasarkan reaksi elektrolisis tersebut, ion oksida kehilangan elektron di anode. 25. Jawaban: c WAg : WCu : WAu = eAg : eCu : eAu (mol Ag × Ar Ag) : (mol Cu × Ar Cu) : (mol Au × Ar Au) = q "q $"q

:

q "@ $"@

:

q "q $"q

mol Ag : mol Cu : mol Au

= $"q : $"@ : $"q

26. Jawaban: b Au3+(aq) + Fe(s) → Au+(aq) + Fe2+(aq) Katode : Au3+(aq) + 2e– → Au+(aq) Anode : Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e– Zat yang dihasilkan pada anode dengan arus 3A selama 1 jam yaitu: 1 jam = 3.600 detik W= =

×$× !

=

q $

×$×

!

>

= 0,514 M

×$×

W = ! =

!>

× q × × & $ !

= 1,84 gram 29. Jawaban: d i = 1,2 A t = 20 menit = 1.200 detik W = 0,179 gram ×$×

W = ! q $ × $ ×

0,179 = $ × !

× ×

0,179 = $ × ! !

Valensi = > > = 4 30. Jawaban: e Jika garam dari logam golongan IA dalam larutan dielektrolisis, gas hidrogen akan diperoleh di katode. Logam bebas tidak diperoleh di katode karena air lebih mudah direduksi daripada ion logam golongan IA dalam larutan.

× × !

= 3,13 gram 27. Jawaban: d SnSO4 → Sn2+ + SO42– Katode : Sn2+ + 2e– → Sn Anode : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e– mol mula-mula Sn2+ = 0,5 L × 0,6 M = 0,3 mol ×$×

W = !

64

=

28. Jawaban: b AuNO3(aq) → Au+(aq) + NO3–(aq) Katode : Au+ + e– → Au Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–

= : : =1: : Jadi, mol Ag > mol Cu > mol Au nAg > nCu > nAu


B. Uraian 1. Persamaan elektrode pada sel Volta dan sel elektrolisis yaitu katode merupakan tempat reaksi reduksi dan anode merupakan tempat reaksi oksidasi. Perbedaan elektrode pada sel Volta dan sel elektrolisis sebagai berikut. Pada sel Volta, katode merupakan kutub positif dan anode merupakan kutub negatif. Sementara itu, pada sel elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub positif.

2. a.

b.

Larutan HCl HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) HCl merupakan asam sehingga yang direduksi adalah H+. Ion Cl– merupakan ion halida sehingga akan dioksidasi menjadi gas Cl2. Katode : 2H+(aq) + 2e– → H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––– + 2HCl(aq) → H2(g) + Cl2(g) Larutan AgNO3 AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Ion Ag mempunyai E0 > –0,83 sehingga akan direduksi menjadi logam-logamnya. Ion NO3– bukan merupakan ion halida sehingga yang akan dioksidasi adalah H2O. Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) ×4 Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– × 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 4Ag+(aq) + 2H2O( ) → 4Ag(s) + 4H+(aq) + O2(g)

3. Elektrolisis air

Katode : 2H2O( ) + 2e– → H2(g) + 2OH–(aq) ×2 Anode : 2H2O( ) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e– ×1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 6H2O( ) → 2H2(g) + 4OH –(aq) + O2(g) + 4H+(aq)

Perbandingan H2 : O2 = 2 : 1 Elektrolisis larutan MgSO4

MgSO4(aq) → Mg2+(aq) + SO42–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) ×2 Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) ×1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 6H2O( ) → 4OH–(aq) + 2H2(g) + 4H+(aq) + O2(g)

Perbandingan H2 : O2 = 2 : 1 Kedua elektrolisis tersebut menghasilkan zat yang sama. Hal ini karena pada elektrolisis MgSO4 yang dielektrolisis berupa larutannya, sehingga yang mengalami reduksi berupa air bukan ion Mg2+. Sementara itu, ion SO42– merupakan ion sisa asam oksi sehingga yang mengalami oksidasi berupa air (H2O). Oleh karena itu, reaksi elektrolisis air dan larutan MgSO4 menghasilkan zat yang sama. 4. Reaksi elektrolisis CuSO4 CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode = Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) mol Cu = = mol e– =

@ q @ = 0,8 mol × mol Cu

= × 0,8 mol = 1,6 mol Reaksi elektrolisis H2SO4 H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq)

Katode : 2H+(aq) + 2e– → H2(g) mol e– = 1,6 mol

mol H2 = × mol e–

= × 1,6 mol = 0,8 mol volume H2 (STP) = mol H2 × 22,4 L/mol = 0,8 mol × 22,4 L/mol = 17,92 liter Jadi, volume gas H2 yang dibebaskan adalah 17,92 liter. 5. Prosedur kerja elektrolisis larutan garam dapur sebagai berikut. a. Memasukkan dua buah pensil ke dalam masing-masing lubang kertas karton. b. Memasukkan kedua pensil pada lubang kertas karton ke dalam larutan garam dapur. Dengan demikian, kertas karton menutup bibir gelas dan dapat menahan kedua pensil tetap tegak berdiri. Pensil-pensil tersebut tidak boleh saling bersentuhan. c. Memasang dua kabel listrik dengan ujung penjepit pada masing-masing pensil. Penjepit ditempelkan pada ujung-ujung pensil yang berupa grafit bukan pada bagian pensil yang berkayu. Sementara itu, ujung kabel listrik lainnya dihubungkan dengan baterai 9 volt. d. Setelah proses elektrolisis terjadi, akan terbentuk gelembung-gelembung di sekitar ujungujung pensil yang ada di dasar larutan garam dapur. Gelembung-gelembung hidrogen akan terbentuk pada elektrode negatif. Reaksinya sebagai berikut. 2NaCl(aq) → 2Na+(aq) + 2Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 2H2O( ) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Cl2(g) Hasil reaksi berupa larutan NaOH, gas H2, dan gas Cl2. NaOH terbentuk dari reaksi antara 2OH– dengan 2Na+. 6. Usaha untuk mengendalikan korosi peralatan elektronik sebagai berikut. a. Menyimpan bahan-bahan yang bersifat korosif sebaik mungkin sehingga terjadinya kebocoran, penguapan, dan pelepasan ke lingkungan dapat dihindari. Pengecekan bejana penyimpan bahan kimia yang bersifat korosif dan mudah menguap harus dilakukan secara periodik sehingga jika terjadi kebocoran dapat dikenali dan segera dilakukan tindakan agar tidak meluas. Tindakan ini dapat mengamankan peralatan elektronik dari korosi.

Kimia Kelas XII

65

b. c.

d.

e.

7. a.

Menjaga kebersihan alat-alat elektronik. Menutup alat-alat elektronik sewaktu tidak digunakan agar debu tidak masuk. Debu dapat membawa polutan korosif. Jika debu menempel pada benda elektronik, korosi dapat terjadi. Pengoperasian alat dehumidifier yaitu alat untuk menyingkirkan uap air dari udara. Alat ini dapat mengurangi kelembapan udara ruangan yang ada benda elektroniknya. Menyimpan alat-alat elektronik di ruang tertutup yang jauh dari pencemaran udara dan terlepasnya bahan-bahan korosif.

massa O2 = mol O2 × Mr O2 = 0,0075 mol × 32 gram/mol = 0,24 gram Jadi, massa gas O2 yang terbentuk di anode adalah 0,24 gram. 10. m = 30 gram i = 2,4 ampere q

eSm =

= t = 24.125 detik

CuSO4 → Cu2+(aq) + SO42–

M=

Anode (+) : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e– × 1 ×2 Katode (–) : Cu2+ + 2e– → Cu ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2H2O + 2Cu2+ → 2Cu + 4H+ + O2

b.

Cu yang terbentuk = = 0,1 mol

30 =

8. Reaksi elektrolisis larutanCuCl dan CrCl3 dengan elektrode inert. Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Cr3+(aq) + 3e– → Cr(s) @ @

=

eCu = = 32

= = 14

WCr =

@ × @ @

= × = 0,28 gram

$×

× ×

9. F = ! = ! = 0,03 F mol e– = F mol e– = 0,03 mol Reaksi elektrolisis NaNO3 dengan elektrode grafit. NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g)

mol O2 = × mol e–

= × 0,03 mol = 0,0075 mol

66

× × !

n=

! !

=3

Jadi, muatan Sm = 3+ dan simbol Sm adalah Sm3+.

Latihan Ulangan Tengah Semester 1 A. Pilihan ganda

@ @

WCu = 0,64 gram

eCr

96.500 = × ×

O2 yang terbentuk = × 0,1 mol = 0,05 mol Volume O2 yang terbentuk = 0,05 mol × 22,4 L = 1,12 L

× × !


1. Jawaban: b Mr urea = 60 P = 250 gram ∆Tf = 0,248 ∆Tf =

× ×

×

Kf

0,248 = g = 2 gram

× 1,86

2. Jawaban: b m sukrosa = 6,84 gram Mr sukrosa = 342 V larutan = 2L T larutan = 17°C = 290 K R = 0,082 L atm mol–1 K–1 π=

×

×R·T

= × × 0,082 × 290 = 0,2378

Jadi, tekanan osmotik sukrosa tersebut sebesar 0,2378 atm. 3. Jawaban: c Xmetanol =

+

=

`

= 0,64

Jadi, berat metanol 0,64 × 100% = 64%.

4. Jawaban: d Fraksi mol NaOH = 0,05. Fraksi mol H2O = 1 – 0,05 = 0,95. Mr air = 18. Fraksimo NaOH = 0,05 =

?W'

?W'

mol NaOH = 0,05 Fraksi mol air = 0,95 =

$

$

mol air = 0,95 mol Molalitas (m) = mol NaOH × = mol NaOH × =

$

$ × $

× ! ×

+

!

·2

9. Jawaban: e Tekanan uap larutan paling besar diperoleh jika jumlah mol partikel zat terlarutnya paling kecil. Berdasarkan perhitungan di atas maka tekanan uap larutan paling besar terdapat pada larutan V.

× Kf × {1 + (3 – 1)1}

0,11165 = × × 1,86 × 3 p = 500 gram Jadi, massa air dalam larutan sebesar 500 g. 6. Jawaban: b Elektrolit terner mempunyai n = 3. Jika terionisasi sempurna maka α = 1. Penurunan tekanan uap larutan: ∆P = P° × Xterlarut × i

= P° × "`" × {1 + (3 – 1)1}

∆Tf = m × Kf × i ×

?W'

= 105 · ?W' + $ · (1 + (2 – 1) · 1)

= = 10 mmHg P = P° – ∆P = (105 – 10) mmHg = 95 mmHg

5. Jawaban: c ∆Tf = Tf air – Tf larutan = (0 – (– 0,11165))°C = 0,11165°C nCaCl2 = 3 αCaCl2 = 1 massa air = . . . ?

"@@ "@@

8. Jawaban: d P = 105 mmHg NaOH 10% = 10 gram/100 gram larutan massa air = (100 – 10) gram = 90 gram ∆P = P° · XA · i

= 105 ·

= 2,92

∆Tf =

CH3COOH 0,5 M → n = 2 π = 0,5 × 2 × R × T = 1RT c) glukosa 0,8 M (nonelektrolit) π = 0,8 × R × T = 0,8RT d) Mg(NO3)2 0,2 M → n = 3 π = 0,2 × 3 × R × T = 0,6RT e) CuSO4 0,2 M → n = 2 π = 0,2 × 2 × R × T = 0,4RT Jadi, tekanan osmotik paling tinggi dimiliki oleh CH3COOH 0,5 M. b)

= P° × × 3 = p° = > p° 7. Jawaban: b π = M · R · T (nonelektrolit) π = M · R · T · i (elektrolit) Jika R dan T tetap, maka harga π tergantung pada M (jika nonelektrolit) dan i (jika elektrolit). a) Na2CO3 0,3 M → n = 3 π = 0,3 × 3 × R × T = 0,9RT

10. Jawaban: b ∆Tf = 0°C – (–2,43°C) = 2,43°C H2C2O4 → n = 3, α = 0,4 ∆Tf = m · Kf · i

2,43 =

> "$

× × 1,8 × {1 + (3 – 1)0,4}

2,43 =

> "$

× 1,25 × 1,8 × 1,8

Mr kristal = 126 H2C2O4 · XH2O = 126 (2 · Ar H) + (2 · Ar C) + (4 · Ar O) + X{(2 · Ar H) + Ar O} = 126 (2 · 1) + (2 · 12) + (4 · 16) + X{(2 · 1) + 16} = 126 X(18) = 126 – 90

X = = 2 Jadi, rumus kristal asam oksalat: H2C2O4 · 2H2O 11. Jawaban: c P° = 18 mmHg nA = 0,75 mol nB = 0,25 mol ∆P = XB · P°

Kimia Kelas XII

67

∆P =

q +

· P° =

> +

= 4,5 mmHg Jadi, penurunan tekanan uap jenuh larutan pada suhu 20°C tersebut sebesar 4,5 mmHg. 12. Jawaban: d Tekanan uap larutan (P) = P° – ∆P = P° – (P° · XA) Tekanan uap larutan dipengaruhi oleh jumlah mol zat terlarut nonvolatil. Semakin besar jumlah mol zat terlarut nonvolatil, maka tekanan uap larutan semakin kecil. Sebaliknya semakin kecil jumlah mol zat terlarut nonvolatil, maka tekanan uap larutan semakin besar. Jadi, larutan yang mempunyai tekanan uap paling besar adalah S.

0,54 = Mr

× ×

% massa CO (NH2)2 adalah =

massa HCl =

>

n HCl =

a.

× 2,7

15. Jawaban: e ∆Tf = titik beku pelarut murni (air) – titik beku larutan = 0 – (0,344) = 0,344°C n NaCl = 2 ∆Tf = i (m × Kf) 0,344°C = i (0,1 m × 1,86°C m–1)

i = × = 1,85 i = {1 + (n – 1) α} 1,85 = {1 + (2 – 1) α) α = 0,85 = 85%

= 5,50 mol

! = 49,96 mol = 0,1 + !!

massa NaOH =

×

100 = 4 gram

b. massa air = 100 – 4 = 96 gram NaOH → n = 2 ∆Tf =

×

× Kf × {1 + (n – 1) α}

= × × 1,86 × {1 + (2 – 1) 1}

Tf

!

= 3,88°C = 0 – 3,88 = –3,88°C

19. Jawaban: e Larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut reaksi: NaCl Na+ + Cl– (n = 2) Penurunan titik beku: ∆Tf = m × Kf × {1 + (n – 1) α} 1,488 = 0,4 × 1,86 × {1 + (2 – 1) α} α=1 20. Jawaban: a Pada reaksi tersebut: Al + 3Ag+ → Al3+ + 3Ag 0

+1

+3

0

oksidasi reduksi

16. Jawaban: b ×

× 1,86°C

= 3,44°C 1.860x = 21.456,6 – 206,4x

68

× 1.100 gram

18. Jawaban: b Untuk 100 gram larutan:

× Kb

× Kf 0 – (–3,44°C) = × − "

x H2O = 1 – 0,1 = 0,9

14. Jawaban: e Urea, glukosa, dan sukrosa adalah zat nonelektrolit (n = 1), NaCl adalah zat elektrolit (n = 2), Na2SO4 adalah zat elektrolit (n = 3). Oleh karena konsentrasi semua larutan sama, titik didih tertinggi dimiliki larutan elektrolit dengan n terbesar yaitu Na2SO4.

× 100% = 10%

= 200,75 gram massa H2O = (1.100 – 200,75) gram = 889,25 gram

x HCl =

= 150

∆Tf =

17. Jawaban: c Mr HCl = 36,5 g/mol massa larutan = 1.000 ml × 1,1 gram/ml = 1.100 gram

n H2O =

13. Jawaban: c P benzena = 100 gram ∆Tb = 0,54°C Massa zat X = 3 gram Kb benzena = 2,7 ∆Tb =

2.066,4 x = 21.465,6 x = 10,4 gram

× 18 mmHg


a. b. c. d.

atom Al mengalami oksidasi atom Al sebagai reduktor ion Ag+ mengalami reduksi ion Ag+ sebagai oksidator

21. Jawaban: a SnCl2 + 2HgCl2 → SnCl4 + 2 HgCl +2

+2

+4

+1

reduksi oksidasi

Zat yang bertindak sebagai reduktor (yang mengalami oksidasi) adalah SnCl2. 22. Jawaban: a Jumlah atom S : d = a + b . . . (1) H :b=c . . . (2) O : c = 2a . . . (3) Misalkan a = 1 maka c = 2a = 2 . . . (3) b=c=2 . . . (2) d=a+b=3 . . . (1) persamaan reaksi menjadi: SO2(g) + 2H2S(g) → 2H2O( ) + 3S(s) Jadi, nilai a = 1, b = 2, c = 2, dan d = 3. 23. Jawaban: b a. SO2 + H2O → H2SO3 (bukan redoks) +4–4

b.

+2–2

+2+4–6

SO2 + 2H2S → 2H2O + 3S (reaksi reduksi) +4–4

+2–2

+2–2

E°sel = E°red – E°oks E°sel = E° Cu2+ / Cu – E° Al3+ / Al = 0,34 – (–1,66) = +2,00 volt 26. Pada elektrolisis CuCl2 (Ar Cu = 63,5) dengan elektrode C menggunakan arus sebesar 5 ampere selama 30 menit menghasilkan endapan C di katode sebanyak . . . gram. a. 1,48d. 29,6 b. 2,96e. 59,2 c. 5,92 Jawaban: b e Cu =

i = 5 ampere t = 30 menit = 30 × 60 = 1.800 detik ×$×

MCu = ! =

+3

d.

reduksi oksidasi

+2 +4–6

+2 –2

2SO2 + O2 → 2SO3 (bukan redoks) +4–4

e.

+1–2+1

0

+4–4

SO2 + OH– → HSO3 (reaksi oksidasi) +4–4

–2+1

= 2,96 gram

0

0

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O (bukan redoks) +4–4

> × × !

27. Jawaban: d Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai dengan perubahan bilangan oksidasi (terjadi peristiwa reduksi dan oksidasi). Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe

reduksi

c.

= 31,75

+1+5–6

oksidasi

Zat yang bertindak sebagai pengoksidasi juga disebut oksidator. Oksidator mengakibatkan reaksi reduksi. Jadi, SO 2 yang bertindak sebagai pengoksidasi terdapat pada reaksi b. 24. Jawaban: c Ni → Ni2+ + 2e– E° = +0,25 V Pb2+ + 2e– → Pb E° = –0,13 V Agar reaksi berlangsung, potensial standar sel volta (E sel) harus berharga +, sehingga reaksinya: Ni → Ni2+ + 2e– E° = +0,25 V 2+ – Pb + 2e → Pb E° = –0,13 V ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Ni + Pb2+ → Ni2+ + Pb E° sel = +0,12 V 25. Jawaban: a E°sel berharga positif = reaksi dapat berlangsung. E°sel berharga negatif = reaksi tidak dapat berlangsung.

0

+3

28. Jawaban: d Cr2O72– + H+ + Cl– → Cr3+ + H2O + Cl2 Reduksi : Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O × 2 Oksidasi : 2Cl– → Cl2 + 2e– ×6 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– – 2Cr2O72– + 28H+ + 12Cl– → 4Cr3+ + 14H2O + 6Cl2

Persamaan reaksi disederhanakan: Cr2O72– + 14H+ + 6Cl– → 2Cr3+ + 7H2O + 3Cl2 29. Jawaban: b Pada sel Galvani (sel volta) terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. 30. Jawaban: c CuS + NO32– → Cu2– + S + NO +4

+2 berkurang 2

31. Jawaban: d KBr + KMnO4 + H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Reduksi : MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O ×2 ×5 Oksidasi : 2Br– → Br2 + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– – 2MnO4– + 16H+ + 10Br– → 2Mn2+ + 8H2O + 5Br2

Kimia Kelas XII

69

Persamaan reaksi setelah disetarakan: 10KBr + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Br2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O Jadi, harga a, b, c, dan d berturut-turut adalah 10, 8, 5, dan 6. 32. Jawaban: d Berdasarkan gambar rangkaian tersebut maka elektron mengalir dari Mg (anode) ke Cu (katode). Penulisan diagram sel dengan cara sebagai berikut. anode / ion // ion / katode Jadi, diagram sel yang tepat untuk rangkaian tersebut: Mg / Mg2+ // Cu2+ // Cu.

37. Jawaban: e Reaksi elektrolisis leburan ZnCl2 sebagai berikut. ZnCl2( ) → Zn2+( ) + 2Cl–( ) Katode (y) : Zn2+( ) + 2e– → Zn(s) Anode (x) : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– Kation (ion positif) akan mengalami reaksi reduksi di katode dengan menangkap elektron, sedangkan anion (ion negatif) akan mengalami reaksi oksidasi di anode dengan melepaskan elektron. Kation akan bergerak menuju ke katode dan anion akan bergerak menuju ke anode. 38. Jawaban: d W = 0,225 gram ×$×

33. Jawaban: b Mg(NO3)2 terion menjadi Mg2+. Ion NO3– tidak mengalami reduksi dan oksidasi, yang mengalami reduksi dan roksidasi adalah air (H2O). Katode (–) : 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– Anode (+) : 2H2O → 4H+(aq) + O2(g) + 4e–

W = !

34. Jawaban: b Harga E°Fe < E°Pb sehingga Fe cenderung mengalami oksidasi dan Pb2+ cenderung mengalami reduksi. Reaksinya sebagai berikut.

i×t=

Katode (reduksi) : Pb2+(aq) + 2e– → Pb(s) Anode (oksidasi) : Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : Pb2+(aq) + Fe(s) → Pb(s) + Fe2+(aq)

Jadi, reaksi menghasilkan Fe2+ dan Pb. 35. Jawaban: c Elektrolisis air garam (larutan garam dapur) sebagai berikut. NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– Jadi, gas yang dihasilkan di katode adalah H2 (hidrogen), sedangkan di anode adalah Cl2 (klorin). 36. Jawaban: b Elektrolisis larutan tembaga(II) sulfat dengan elektrode karbon sebagai berikut. CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42–(aq) Katode : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) Tumpukan warna kemerahan yang terbentuk pada salah satu elektrode (katode) adalah tembaga(I) oksida (Cu2O). Tembaga(I) oksida terbentuk jika endapan tembaga telah teroksidasi.

70


0,225 =

q q

$×

· ! $×

>

0,225 = × ! ! × !

= 2.412,5 coulomb 39. Jawaban: b ×$×

W = ! =

×$×

!

$×

mol = × ! $ × !

0,1 = × ! i=

× × ! !

= 10 ampere

40. Jawaban: b Besi akan berkarat jika teroksidasi. Agar besi tidak teroksidasi dapat dilapisi dengan bahan yang lebih mudah teroksidasi daripada besi. Bahan yang dimaksud adalah Mg. Mg memiliki potensial reduksi standar yang paling negatif sehingga paling mudah teroksidasi. B. Uraian 1. a.

∆Tb = m × Kb ∆Tb = =

`

× Kb

!

`

`

× 0,51°C kg mol–1

Titik didih larutan = titik didih pelarut murni (air) + ∆Tb = (100 + 0,14)°C = 100,14°C

∆Tf = m × Kf

b.

∆Tf = =

`

× Kf

!

`

`

× 1,86°C kg mol–1

= 0,51°C Titik beku larutan = titik beku pelarut murni (air) – ∆Tf = (0 – 0,51)°C = –0,51°C 2. K2SO4(aq) 2K+(aq) + SO42–(aq) n=3 K2SO4 terionisasi sempurna berarti α = 1. ∆Tb = i (m · Kb) = {1 + (n – 1) α} (m · Kb) = {1 + (3 – 1) 1} × 0,1 m × 0,52°C m–1 = 0,156°C Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C. 3. V = 200 ml = 0,2 liter T = 27°C = 27 + 273 K = 300 K π=

⋅

5. Reaksi di anode (mengalami oksidasi) Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s) E° = –0,76 V Reaksi di katode (mengalami reduksi) Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) E° = +0,34 V E° sel = E° Cu – E° Zn = +0,34 – (–0,76) = +0,34 + 0,76 E° sel = +1,10 volt E° sel bernilai positif sehingga reaksi berlangsung spontan. 6. Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Cu3+(aq) + 3e– → Cr(s) @ @

eCu = = 32

eCr = = 14 WCr = 0,28 gram 7. a.

×R·T

pelarut

larutan

−  − +  +  m =     >  0,527 = 0,391x + (0,281(16 – x)) 0,527 = 0,391x + 0,4496 – 0,281x 0,11x = 0,0774 x = 0,704 gram Massa naftalena = x = 0,704 gram Massa antrasena = 1,6 – 0,704 = 0,896 gram >

% naptalena = × 100% = 44% % antrasena = (100 – 44)% = 56%

larutan NaCl NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl+(aq) Na merupakan logam alkali sehingga yang direduksi adalah H2O. Ion Cl– merupakan ion halida sehingga akan dioksidasi menjadi gas Cl2. Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e– –––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2H2O( ) + 2Cl–(aq) → 2OH–(aq) + H2(g) + Cl2(g)

– Tf

= (5,51 – 2,81)°C = 2,7°C ∆Tf = m · Kf 2,7 = m · 5,12 m = 0,527 molal Molalitas larutan merupakan penjumlahan molalitas masing-masing penyusunnya sehingga diperoleh: m = mnaftalena + mantrasena Misal: massa naftalena = x gram massa antrasena = (1,6 – x) gram Mr naftalena = 128 Mr antrasena = 178

@ @

WCu = 0,64 gram

= × × (0,082) (300) atm = 2,46 atm 4. ∆Tf = Tf

=

b.

larutan AgNO3 AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Ion Ag mempunyai E° > –0,83 sehingga akan direduksi menjadi logam-logamnya. Ion NO3– bukan merupakan ion halida sehingga yang akan dioksidasi adalah H2O.

Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) ×4 Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e– × 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 4H+(aq) + 2H2O( ) → 4Ag(s) + 4H+(aq) + O2(g)

8.

Reduksi : Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr3– + 7H2O × 2 Oksidasi : AsO33– + H2O → AsO43– + 2H+ + 2e ×6 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2Cr2O72– + 28H+ → 4Cr3+ + 14H2O 6AsO33– + 6H2O → 6AsO43– + 12H+ –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2Cr2O72– + 6AsO33– + 16H+ → 4Cr3+ + 8H2O + 6AsO43–

Perbandingan mol ion Cr 2O72– : ion AsO 43– = perbandingan koefisiennya = 2 : 6 = 1 : 3. 9. i t

= 20 A = 2 jam = 2 × 3.600 detik

e =

q q $

=

Kimia Kelas XII

71

W =

⋅$⋅ !

=

⋅ × × !

2) = 80,58 gram

Jadi, massa perak yang digunakan untuk melapisi sendok sebanyak 80,58 g. 10. Misal: mol e– = 1 mol Reaksi sel I NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 4OH–(aq) → 2H2O( ) + 4e– + O2(g)

mol H2 = × mol e– = mol Reaksi sel II NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) + 2e–

mol Cl2 = × mol e– = mol Reaksi sel III AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) Katode : Ag+(aq) + e– → Ag(s) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g)

mol O2 = × mol e– = mol Jadi, perbandingan mol = mol H2 (sel I) : mol Cl2 (sel II) : mol O2 (sel III)

= : : = 2: 2:1

Bab IV Unsur-Unsur Golongan Utama

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: a Satu-satunya logam alkali tanah yang memiliki sifat amfoter adalah berilium (Be). Berilium dapat bereaksi dengan asam kuat maupun basa kuat. Sementara itu, logam alkali tanah yang lain (Mg, Ca, Sr, dan Ba) dapat bereaksi dengan asam kuat menghasilkan garam dan gas hidrogen. 2. Jawaban: d Reaksi logam Na dengan air sebagai berikut. Na(s) + H2O( ) → NaOH(aq) + H2(g) Pada reaksi tersebut: 1) menghasilkan larutan NaOH dan gas H2;

72


3)

adanya nyala dan letupan disebabkan logam Na bersifat reaktif; dan perubahan warna air menjadi merah disebabkan tetesan fenolftalein yang berfungsi sebagai indikator basa karena air berubah menjadi NaOH setelah bereaksi dengan Na.

3. Jawaban: c Hasil reaksi antara logam alkali dengan air berupa basa kuat dan gas hidrogen, basa kuat yang dimaksud adalah KOH. Oleh karena itu, persamaan reaksi antara logam kalium dengan air: 2K(s) + 2H2O( ) → 2KOH(aq) + H2(g) 4. Jawaban: a Golongan utama terdiri atas 8 golongan, yaitu: IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA. Barium dan magnesium termasuk golongan IIA. Natrium dan hidrogen termasuk golongan IA. Arsen termasuk golongan VA. Ni, Fe, dan Co termasuk golongan VIIIB. Oksigen termasuk golongan VIA. 5. Jawaban: a Semakin ke bawah, sifat basa unsur alkali semakin kuat. Dengan demikian urutan basa alkali yang makin kuat adalah: NaOH – KOH – RbOH – CsOH. 6. Jawaban: a Garam-garam alkali tanah dapat memancarkan spektrum emisi jika dibakar pada nyala api Bunsen. Logam Sr apabila dibakar akan memberikan warna nyala merah tua. Sementara itu, jika dibakar logam Mg memberikan warna putih keperakan, logam Ba memberikan warna hijau, logam Ca memberikan warna merah oranye, dan logam Be tidak memberikan warna. 7. Jawaban: c Unsur halogen mempunyai keelektronegatifan besar, mudah menangkap elektron sehingga mudah menjadi ion negatif, mudah berikatan dengan ion H+ membentuk asam kuat (khususnya Cl–), dan berupa unsur-unsur nonlogam. 8. Jawaban: d Kereaktifan unsur-unsur gas mulia rendah karena semua unsur gas mulia mempunyai konfigurasi elektron stabil yaitu konfigurasi elektron sesuai aturan oktet kecuali He. 9. Jawaban: e Warna nyala ion Na+ kuning, K+ ungu, Ba2+ hijau, Sr2+ merah. 10. Jawaban: c Unsur gas mulia sangat sukar bereaksi dengan unsur lain karena jumlah elektron terluarnya selalu 8 kecuali He.

11. Jawaban: b 1) Ba (alkali tanah) kurang reaktif dibanding Cs (alkali). 2) Ca (alkali tanah) lebih elektronegatif daripada K (alkali). 3) Jari-jari atom Na (alkali) lebih besar daripada Mg (alkali tanah). 4) Energi ionisasi Be (alkali tanah) lebih besar daripada Li (alkali). 5) Sifat reduktor Sr (alkali tanah) lebih kecil daripada Rb (Alkali). 12. Jawaban: a Sifat unsur golongan alkali di antaranya sebagai berikut. 1) Pada umumnya bereaksi hebat dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 2M(s) + 2H2O( ) → 2M+(aq) + 2OH–(aq) + H2(g) M = logam alkali 2) Dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrida. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 2M(s) + H2(g) → 2MH(s) 3) Terbakar dengan oksigen membentuk oksida, peroksida, atau superoksida. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 3M(s) +

O (g) 2

→ M2O(s) + MO2(s)

M = K, Rb, dan Cs 5M(s) + 4) 5)

O (g) 2

→ M2O(s) + MO2(s) + M2O2(s)

M = Li dan Na Keelektronegatifannya kecil. Energi ionisasinya kecil.

13. Jawaban: d Halogen yang berwujud cair pada T kamar harus mempunyai Tl < Tkamar < TD. Di mana suhu kamar = 25°C. 14. Jawaban: e Dari berilium ke barium, sifat basanya semakin kuat dan kelarutan garam hidroksidanya semakin besar (semakin mudah larut). Jadi, yang paling mudah larut dan mempunyai sifat basa kuat adalah Ba(OH)2. 15. Jawaban: a Berikut ini hal-hal yang berhubungan dengan gas mulia. 1) Harga energi ionisasi tinggi menunjukkan kestabilan gas mulia. 2) Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi 8, kecuali He = 2.

3) 4) 5)

Titik didih unsur rendah, hanya beberapa derajat di atas titik cairnya. Kr dan Xe sudah dapat disintesis senyawa. Argon merupakan gas mulia terbanyak di atmosfer.

16. Jawaban: b Reaksi aluminium oksida dengan asam sebagai berikut. Al2O3(s) + 6H+(aq) → 2Al3+(aq) + 3H2O( ) Jika aluminium oksida direaksikan dengan larutan HCl yaitu: Al2O3(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl3(aq) + 3H2O( ) 17. Jawaban: c Karbon mempunyai dua allotrop utama, yaitu grafit dan intan. Intan merupakan senyawa yang sangat keras dan tidak diketahui bahan lain yang mempunyai kekerasan melebihi intan. Galena merupakan nama lain senyawa timbal(II) sulfida (PbS). Cassitente merupakan nama lain senyawa timah(IV) oksida (SnO 2 ). Mika merupakan senyawa silikon yang mempunyai rumus molekul K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O. 18. Jawaban: b Reaksi pembakaran silikon yaitu: Si + O2 → SiO2 (silikon dioksida)

19. Jawaban: e Gas mulia mempunyai konfigurasi elektron yang sangat stabil (subkulit s maupun p pada kulit paling luar terisi penuh) sehingga sukar untuk melepas elektron (energi ionisasi sangat besar) ataupun menangkap elektron (keelektronegatifan = 0). Maka tidak heran apabila gas mulia di alam ditemukan dalam keadaan bebas. 20. Jawaban: d Nitrogen berwujud gas, sedangkan bismut, antimoni, arsenik, dan fosfor berwujud padat. 21. Jawaban: b Senyawa superoksida merupakan senyawa yang mengandung oksigen dengan bilangan oksida

– . Pada senyawa KO2, bilangan oksida K = +1

dan O = – . 22. Jawaban: a Unsur-unsur halogen merupakan oksidator kuat sehingga mudah direduksi atau mengalami reduksi. Dalam tabel periodik unsur, dari atas ke bawah sifat oksidator unsur halogen melemah. X2 yang di atas mampu mengoksidasi (mengalami reduksi) X– yang di bawahnya. Dengan demikian, fluorin merupakan unsur yang paling mudah direduksi.

Kimia Kelas XII

73

23. Jawaban: e Jumlah elektron unsur He = 2 sehingga konfigurasi elektron unsur He mengikuti kaidah duplet. 24. Jawaban: b Golongan alkali tanah adalah golongan IIA. Golongan suatu unsur dapat diketahui dengan melihat elektron valensinya. Konfigurasi unsur: Magnesium (12Mg) = 2 . 8 . 2. Stronsium (38Sr) = 2 . 8. 18 . 8 . 2. Unsur Mg dan Sr mempunyai elektron valensi 2 sehingga termasuk dalam golongan IIA. 25. Jawaban: c Harga kerapatan (kg/m3) dari unsur golongan gas mulia yaitu: He = 0,18 Kr = 3,75 Ne = 0,9 Xe = 5,8 Ar = 1,8 Rn = 10,00 B. Uraian 1. Sifat logam alkali berdasarkan kenaikan nomor atomnya: a. kereaktifan semakin bertambah; b. jari-jari atomnya semakin besar; c. energi ionisasinya semakin kecil; dan d. titik didihnya semakin rendah. 2. Senyawa sulfat, karbonat, kromat, oksalat, dari logam alkali tanah dari atas ke bawah semakin sukar larut atau kelarutannya semakin kecil. Sementara untuk senyawa hidroksida dengan logam alkali tanah dari atas ke bawah semakin mudah larut atau kelarutannya makin besar. 3. F2 merupakan oksidator terkuat. Semakin besar harga E° artinya semakin mudah tereduksi atau mengalami reduksi. Semakin mudah tereduksi berarti merupakan oksidator kuat. Jika dibandingkan MnO4– (MnO4– → Mn2+ E° = +1,5 volt) atau PbO2 (PbO2 → Pb2+ E° = 1,46 volt), F2 lebih bersifat oksidator. Oleh karena itu, F2 tidak dapat dioksidasi oleh oksidator mana pun. 4. Unsur halogen mempunyai 7 elektron valensi. Agar mempunyai konfigurasi elektron stabil, seperti yang dimiliki oleh golongan gas mulia, unsur-unsur halogen mudah sekali menangkap satu elektron. Oleh karena itu, di alam unsur-unsur halogen tidak ditemukan dalam keadaan bebas tetapi dalam bentuk molekul diatomik ataupun dalam bentuk senyawa.

74


5. Jari-jari atom pada golongan halogen dari atas ke bawah semakin besar, akibatnya afinitas elektron berkurang. Afinitas elektron adalah energi yang menyertai penyerapan satu elektron oleh suatu atom netral dalam wujud gas sehingga terbentuk ion bermuatan –1. Semakin negatif nilai afinitas, semakin besar kecenderungan menyerap elektron sehingga suatu unsur semakin reaktif. 6. Karena unsur-unsur halogen mudah menangkap elektron sehingga mudah mengalami reaksi reduksi dan mudah mengoksidasi unsur lain. 7. Gas mulia mempunyai konfigurasi elektron yang stabil. Hal ini mengakibatkan gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain sehingga gas mulia di alam tidak dijumpai dalam bentuk senyawa atau molekul diatomik. 8. Perbedaan sifat fosfor putih dan fosfor merah sebagai berikut. Fosfor Putih

Fosfor Merah

1. Melebur pada suhu 44°C 2. Terbakar dengan sendirinya pada titik leburnya 3. Bersinar di udara

1. Melebur pada suhu 59°C 2. Terbakar dengan sendirinya pada suhu di atas 200°C 3. Tidak bersinar di udara 4. Tidak bersifat racun 5. Tidak larut dalam CS2

4. Bersifat racun 5. Larut dalam CS2

9. Reaksi dekomposisi hidrogen peroksida dapat dipercepat dengan adanya cahaya, panas, atau katalis. Oleh karena itu, hidrogen peroksida dijual dalam wadah botol berwarna gelap agar tidak langsung menyerap cahaya. 10. Unsur-unsur golongan halogen mudah bereaksi dengan unsur golongan alkali tanah karena unsurunsur halogen mudah menangkap satu elektron di kulit terluarnya sehingga unsur-unsur halogen berubah menjadi ion negatif satu. Sementara itu, unsur-unsur alkali tanah mudah melepas dua elektron di kulit terluarnya sehingga unsur-unsur alkali tanah berubah menjadi ion positif dua. Elektron dari unsur-unsur alkali tanah ditangkap oleh dua ion halogen sehingga terbentuk senyawa ionik dengan rumus malekul AX2. A = alkali tanah X = halogen

A.

Pilihan ganda

1.

Jawaban: c Logam alkali dapat diperoleh dengan cara sintesis dengan reaksi tertentu atau elektrolisis leburan garam kloridanya. Misal Na diperoleh dari elektrolisis NaCl cair pada suhu 600°C dengan elektrode besi. Sementara itu, kalium diperoleh dengan cara mengalirkan uap natrium dalam lelehan KCl. Rb dan Cs diperoleh dengan prinsip sama seperti cara memperoleh kalium, dengan logam Ca sebagai agen pereduksi.

2. Jawaban: d Soda api mempunyai nama dagang natrium hidroksida. Sementara itu, natrium karbonat dan natrium sulfat tidak mempunyai nama dagang. Natrium bikarbonat mempunyai nama dagang soda kue. Natrium klorida mempunyai nama dagang garam dapur. 3. Jawaban: b Campuran logam litium, magnesium, dan aluminium digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang. Sementara itu, elektrode dibuat dari logam litium, pembuatan pupuk dengan KCl dan K2SO4, pembuatan peralatan gelas menggunakan LiCO 3 , sedangkan pembuatan mesiu menggunakan KNO3. 4. Jawaban: d Pembuatan logam alkali secara elektrolisis terjadi reaksi sebagai berikut. Katode : M+( ) + e– → M( ) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e– Berdasarkan reaksi di atas maka: 1) logam alkali dibuat dari elektrolisis lelehan garam kloridanya; 2) terjadi reaksi reduksi pada ion logam alkali di katode; 3) logam alkali padat terbentuk di katode. 5. Jawaban: a Hidrogen fluorida (HF) merupakan asam halida yang digunakan untuk mengukir kaca. 6. Jawaban: a Senyawa Mg(OH)2 yang bersifat basa digunakan dalam tablet obat mag untuk menetralkan kelebihan asam lambung (HCl). 7. Jawaban: d Senyawa yang digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang berupa gips

(CaSO4·2H2O). Senyawa ini mengandung unsur kalsium. Ion yang dapat mengakibatkan air bersifat sadah berupa ion Ca2+ dan Mg2+. Jadi, unsur yang dimaksud berupa kalsium yang terdapat pula dalam CaSO4 (kalsium fosfat). 8. Jawaban: e Unsur silikon dihasilkan dari kuarsa atau pasir silika (SiO2) yang direduksi dengan cara mereaksikannya dengan coke (jelaga atau C) pada pemanas listrik atau tanur listrik pada suhu sekitar 3.000°C. Reaksinya sebagai berikut. SiO2( ) + 2C(s) → Si( ) + 2CO(g) ↑↑↑

9. Jawaban: e Pernyataan yang benar mengenai magnesium sebagai berikut. 1) Magnesium tampak bercahaya ketika dibakar di udara. 2) Magnesium membentuk paduan logam dengan aluminium yang berguna sebagai bahan konstruksi pesawat terbang dan mobil. 3) Magnesium membentuk magnesium oksida ketika dibakar di udara. Reaksinya sebagai berikut. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ↑

Magnesium membentuk ion positif Mg 2+ karena kehilangan dua elektron. Magnesium menempati posisi golongan IIA (bukan IA) pada tabel periodik unsur.

4) 5)

10. Jawaban: c Proses Downs merupakan proses pembuatan klorin melalui elektrolisis leburan NaCl. 11. Jawaban: c Unsur-unsur kimia: No.

Mineral

Unsur

1.

Sendawa Chili (NaNO3)

Na

2.

Hematit (Fe2O3)

Fe

3.

Kuarsa (SiO2)

Si

4.

Kalkopirit (CuFeS2)

Cu

5.

Bauksit (Al2O3·nH2O)

Al

12. Jawaban: a Proses Hall-Herault digunakan untuk pengolahan logam aluminium. Proses Frasch digunakan untuk membuat belerang. Proses Haber-Bosh digunakan untuk membuat amonia. Proses Oswalt digunakan untuk membuat asam nitrat. Proses kontak digunakan untuk membuat asam sulfat dengan katalis V2O5.

Kimia Kelas XII

75

13. Jawaban: e Unsur Al dapat bersenyawa dengan senyawa sulfat membentuk tawas (Al·K·(SO4)2·12H2O). Senyawa ini digunakan untuk mengendapkan kotoran pada proses penjernihan air. 14. Jawaban: c Unsur yang digunakan untuk membuat tabung elektron adalah xenon (Xe). 15. Jawaban: d Senyawa yang digunakan sebagai pemutih adalah senyawa klorin. 16. Jawaban: b Senyawa halogen yang digunakan untuk obat bius dan pelarut adalah kloroform. Rumus kimia kloroform adalah CHCl 3 . Dengan demikian, kloroform mengandung unsur halogen Cl. 17. Jawaban: d CFC (kloro fluoro karbon) secara kimia tidak reaktif. Sifatnya yang lembam, CFC dapat naik ke stratosfer lalu melapuk dan melepaskan atom klorin. Atom klorin bereaksi dengan ozon menghasilkan sebuah molekul oksigen dan ion hipoklorit. Ion hipoklorit bereaksi dengan atom oksigen dan menghasilkan klorin bebas yang dapat bereaksi dan merusak molekul ozon lainnya. 18. Jawaban: b 1) Iodoform (CHl3) digunakan sebagai desinfektan untuk mengobati borok. 2) Kloroform atau trikloro metana (CHCl3) digunakan sebagai pelarut dan obat bius pada pembedahan. 3) Asam fluorida (HF) digunakan untuk mengukir (mengetsa) kaca karena dapat bereaksi dengan kaca. 4) Dibromo etana (C2H4Br2) digunakan sebagai zat untuk memperbaiki mutu bensin, yaitu untuk menghindari pengendapan Pb pada silinder. 5) Natrium bromida (NaBr) digunakan sebagai obat penenang saraf. 19. Jawaban: d Helium digunakan sebagai pengganti hidrogen dalam pengisian balon karena helium mempunyai kerapatan paling rendah setelah hidrogen dan tidak dapat terbakar. 20. Jawaban: a Campuran 80% helium dan 20% oksigen digunakan sebagai pengganti udara untuk pernapasan penyelam. B. Uraian 1. a. b.

76

Natrium iodida (NaI) untuk mencegah penyakit gondok. Iodoform (CHl3) sebagai antiseptik. Kunci Jawaban dan Pembahasan

c. d.

Perak iodida (AgI) bersamaan AgBr untuk keperluan fotografi. Larutan iodin dalam alkohol (tinktur iodin) digunakan untuk antiseptik pada luka.

2. Bahan yang digunakan dalam pembuatan kembang api adalah senyawa alkali tanah. Senyawa alkali tanah dapat memancarkan spektrum emisi jika dibakar pada nyala api. Oleh karena itu, kembang api dapat menghasilkan berbagai warna saat dibakar. 3. Logam alkali tanah memiliki harga potensial reduksi yang lebih negatif daripada air. Oleh karena itu, jika larutan garam alkali tanah dielektrolisis maka yang akan tereduksi adalah air, bukan logam alkali tanahnya. Hal ini bisa dihindari jika yang dielektrolisis adalah lelehan garamnya. 4. Dampak negatif unsur karbon yaitu mudah terbakar serta beracun jika terisap dalam bentuk debu atau serbuk halus. Dampak negatif senyawa karbon sebagai berikut. a. Karbon tetraklorida (CCl4) mempunyai dampak beracun apabila tertelan, terisap, atau terserap kulit. CCl4 juga memicu timbulnya kanker. b. Karbon disulfida (CS2) mempunyai dampak beracun apabila terserap kulit serta mudah terbakar dan meledak, terutama jika mengalami gesekan. 5. Elektrolisis lelehan NaCl: NaCl → Na+ + Cl– Katode: Na+ + e– → Na ×2 Anode: 2Cl– → Cl2 + 2e– ×1 –––––––––––––––––––– + Reaksi sel: 2Na+ + 2Cl– → 2Na + Cl2 mol Na: =

= 0,1 mol = mol e–

× mol e– = × 0,1 mol = 0,05 mol Volume Cl2 (STP) = 0,05 × 22,4 = 1,12 liter.

Jumlah mol Cl2 =

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Unsur halogen pada keadaan bebas bersifat racun. Unsur halogen mempunyai keelektronegatifan yang sangat besar sehingga sangat reaktif (mudah bereaksi dengan unsur lain), sehingga di alam ditemukan sebagai senyawanya. Senyawa halogen pada umumnya berwarna putih atau tidak berwarna. Unsur halogen jika direaksikan dengan basa kuat dapat mengalami reaksi autoredoks.

2. Jawaban: b 1) Unsur alkali mempunyai 1 elektron valensi, energi ionisasi kecil, mudah melepas satu elektron, mudah mengalami oksidasi, reduktor kuat (E° kecil), sangat reaktif (dapat bereaksi dengan air), di alam tidak ditemukan dalam keadaan bebas (selalu bersenyawa). 2) Dibuat melalui elektrolisis leburan (lelehan) garam halidanya. 3) Semua senyawa alkali larut baik dalam air. 3. Jawaban: c Harga ionisasi unsur-unsur logam dari atas ke bawah semakin kecil. Urutan unsur-unsur logam alkali dari atas ke bawah yaitu Li, Na, K, Rb, dan Cs. Urutan harga ionisasinya 510, 498, 421, 402, dan 374. Jadi, harga ionisasi kalium adalah 421 kJ/mol. 4. Jawaban: a Senyawa hidroksida alkali tanah semakin ke bawah semakin mudah larut. Dengan demikian, senyawa hidroksida alkali tanah yang paling sukar larut adalah yang paling atas, Be(OH)2. 5. Jawaban: d Obat pencahar yang digunakan untuk mencuci perut adalah MgSO4.7H2O (garam epsom atau garam inggris). KNO3 digunakan sebagai bahan peledak. NaHCO3 (soda kue) digunakan sebagai pengembang adonan kue dan untuk pemadam kebakaran. Na2CO3 digunakan untuk membuat senyawa natrium lain seperti NaOH, kaca, sabun, pulp, dan kertas serta melunakkan air sadah. CaSO4. 2H2O (gips) digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang. 6. Jawaban: c Jari-jari atom logam alkali tanah dari berilium ke barium semakin besar sehingga energi ionisasi dan keelektronegatifannya semakin berkurang sedangkan kereaktifannya semakin meningkat. 7. Jawaban: b Persamaan reaksi logam alkali tanah sebagai berikut. M(s) + 2H2O( ) → M(OH)2(aq) + H2(g) M = Ca, Sr, dan Ba Berilium tidak bereaksi dengan air. Reaksi Mg dengan air dingin atau air pada suhu kamar berjalan lambat. Reaksi tersebut akan berjalan lebih cepat jika menggunakan air panas atau air mendidih. 8. Jawaban: a a. Logam alkali dan alkali tanah bereaksi dengan air oleh karena itu disebut logam aktif. Reaksi logam alkali dengan air berlangsung sangat cepat (eksplosif) sedangkan alkali tanah relatif lebih lambat.

b.

c.

Dibandingkan logam alkali, logam alkali tanah mempunyai titik leleh relatif lebih besar karena ikatan logam antara atom-atomnya lebih kuat. Semakin ke bawah massa atom, sifat basa, sifat reduktor, dan kereaktifan semakin bertambah besar.

9. Jawaban: e Unsur gas mulia elektron valensinya mengikuti kaidah duplet dan oktet sehingga semua elektronnya sudah berpasangan. Oleh karena itu, gas mulia bersifat inert (sukar bereaksi). 10. Jawaban: e Al2O3 Na3AlF6 KAlSi3O8 Na4Al3Si3O12Cl K2SO4Al2(SO4)3.24H2O

= aluminium oksidasi = kriolit = ortoklase = sodalit = tawas

11. Jawaban: c 1) Kaporit (Ca(OCl)2) berfungsi untuk membunuh kuman dan zat pengelantang. 2) Freon (CF2 – CF2) berfungsi sebagai zat pendingin pada kulkas dan AC. 3) Garam Inggris (MgSO4) berfungsi sebagai obat pencahar atau pencuci perut. 4) Antasida (Mg(OH)2) berfungsi sebagai obat mag (menetralkan asam lambung). 5) Natrium benzoat (C6H5COONa) berfungsi sebagai pengawet. 6) Karbol (Fenol, C6H5OOH) berfungsi sebagai pembersih. 12. Jawaban: a Desinfektan pada kolam renang dan air PAM menggunakan kaporit. Rumus kimia kaporit adalah Ca(OCl2). 13. Jawaban: d Unsur halogen yang berwujud cair pada suhu kamar adalah bromin. Bromin memiliki titik didih berharga positif dan titik leleh rendah (berharga negatif). Bromin ditunjukkan oleh huruf B. 14. Jawaban: c Bismut dihasilkan dari bijih bismutinit (Bi2S3) dan bismit (Bi2O3). Kedua jenis bijih tersebut banyak terdapat di Peru, Jepang, Bolivia, dan Kanada. 15. Jawaban: d Logam alkali tanah pada umumnya diperoleh dengan mengelektrolisis lelehan garam kloridanya.

Kimia Kelas XII

77

16. Jawaban: e Urutan kekuatan basa dari logam alkali tanah dapat dilihat dari kelarutannya dalam air. Semakin mudah larut dalam air, berarti senyawa hidroksida tersebut semakin kuat sifat basanya. Senyawa hidroksida dari logam alkali yang memiliki sifat basa yang paling lemah bersifat amfoter. 17. Jawaban: a Unsur yang mudah mengalami oksidasi artinya mempunyai sifat reduktor kuat. Reduktor kuat dalam tabel periodik jika terletak di sebelah kiri dan sebelah bawah yaitu K (golongan IA dan periode 4). 18. Jawaban: b Sifat halogen: 1) daya oksidasi : F2 > Cl2 > Br2 > I2; – – – 2) daya reduksi : I– > Br > Cl > F ; 3) I = reduktor terkuat; 4) F2 = oksidator paling kuat; dan 5) F2 dapat mengoksidasi Cl– menjadi Cl2. 19. Jawaban: c Unsur halogen dalam sistem periodik terletak pada golongan VIIA. Kulit elektron valensi adalah s2p5 sehingga mempunyai elektron valensi 7. Unsurunsur pada golongan ini bereaksi dengan logam dari golongan IIA membentuk garam, contoh: 2Na + Br2 → 2NaCl Unsur halogen dengan basa kuat dapat membentuk reaksi autoredoks dan memiliki bilangan oksidasi antara –1 sampai +7. 20. Jawaban: e Reaksi antara gas klor dengan larutan KOH panas sebagai berikut. 3Cl2(g) + 6KOH(aq) → 5KCl(aq) + KClO3(aq) + 3H2O( ) Pada reaksi tersebut dihasilkan KCl, KClO3, dan H2O. 21. Jawaban: c Oksigen secara sempurna dihidrolisis dalam air membentuk OH– dan kelimpahannya di dalam air ±5%. Di dalam tabel periodik, oksigen terletak di sebelah kanan sehingga harga keelektronegatifannya besar. Oksigen merupakan oksidator yang dapat mengoksidasi logam maupun nonlogam karena sifatnya sebagai pengoksidasi yang sangat baik. Gas oksigen merupakan gas yang tidak berbau, tidak berwarna (oksigen padat atau cair atau lapisan tebal oksigen berwarna biru muda), dan tidak berasa.

78


22. Jawaban: b Unsur golongan IVA yang bersifat toksik yaitu karbon (C), germanium (Ge), dan timbal (Pb). Di antara unsur tersebut yang akan mengendap di mesin kendaraan bermotor sebagai sisa pembakaran yaitu timbal. Timbal ini berasal dari TEL (tetra ethyl lead) atau Pb(C 2 H 5 ) 4 yang ditambahkan pada bensin. 23. Jawaban: c Senyawa golongan IIIA yang mengandung unsur natrium yang berguna sebagai pengawet kayu serta sering disalahgunakan untuk campuran pembuatan bakso dan tahu yaitu boraks (Na 2B4O7.10H 2O). Formalin atau formaldehid (CH2O) berguna sebagai pengawet mayat. Karbit atau kalsium karbida (CaC2) digunakan untuk pematangan buah. Kaporit (Ca(OCl)2) digunakan sebagai desinfektan (pembunuh kuman) pada air PAM dan kolam renang. Tawas (K2SO4Al2(SO4)3.24H2O) digunakan untuk menjernihkan air. 24. Jawaban: b Etilen dibromida merupakan senyawa bromin yang ditambahkan dalam bensin bertimbal untuk mengikat timbal sehingga tidak melekat pada silinder. Sementara itu, TEL adalah zat aditif yang ditambahkan pada bensin untuk menaikkan bilangan oktan. Natrium iodida ditambahkan ke dalam garam dapur untuk mencegah penyakit gondok. Natrium bromida digunakan sebagai obat penenang di bidang kesehatan. Metil bromida digunakan sebagai pemadam kebakaran. 25. Jawaban: c Unsur yang dicampur dalam pembuatan pewter yaitu timah (Sn), tembaga (Cu), bismut (Bi), dan antimoni (Sb). Bismut dan antimoni merupakan unsur golongan VA. Timah merupakan unsur golongan IVA. Tembaga merupakan unsur golongan IB. 26. Jawaban: b Berdasarkan pengetahuan tentang sifat-sifat unsur halogen, dapat diramalkan bahwa astatin bersifat sebagai berikut. 1) Berwujud padat (At2) seperti I2, sedangkan F2 dan Cl2 berwujud gas, dan Br2 berwujud cair. 2) Berbentuk molekul beratom dua. 3) At mempunyai keelektronegatifan terkecil dibanding unsur-unsur halogen lainnya. 4) At mempunyai jari-jari atom paling besar dibanding unsur-unsur halogen lainnya.

27. Jawaban: c Karena halogen yang terletak di atas lebih bersifat oksidator, maka X2 yang di atas dapat mengoksidasi (bereaksi) dengan X– yang di bawahnya. Pada pilihan (C) Cl– (letaknya lebih atas) sehingga tidak akan bereaksi dengan Br2 (letaknya lebih bawah). 28. Jawaban: a Makin ke atas halogen makin bersifat oksidator, maka halogen yang paling mudah direduksi (oksidator paling kuat) adalah fluorin (F2). 29. Jawaban: d Dalam satu golongan makin ke atas sifat oksidator makin besar (makin mudah direduksi) ⇒ nilai E° makin ke atas makin besar. 30. Jawaban: b HF memiliki titik didih paling tinggi meskipun Mr-nya paling kecil. Hal ini karena HF mempunyai ikatan hidrogen antara partikelnya yang lebih kuat daripada gaya Van der Waals. 31. Jawaban: c Nitrogen merupakan unsur yang stabil dan sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Hal ini karena diperlukan energi yang tinggi untuk memutuskan ikatan N2. Potensial ionisasi atom nitrogen paling tinggi dibandingkan atom lainnya dalam satu golongan sehingga sulit melepas elektron. Keelektronegatifan nitrogen paling besar dibandingkan atom lainnya dalam satu golongan dan jari-jarinya paling kecil sehingga sulit untuk berikatan dengan unsur lain. Molekul nitrogen tidak mempunyai pasangan elektron bebas karena terdiri atas atom sejenis sehingga ikatan tidak bersifat polar (nonpolar). Pada suhu kamar, nitrogen berupa gas diatomik (N2). 32. Jawaban: b XeF2 + OH– → Xe + F– + O2(g) +2

–2

0

0

33. Jawaban: e Klorin digunakan untuk keperluan rumah tangga (garam dapur atau NaCl), membuat DDT, dan PVC (industri plastik). Kalsium digunakan dalam industri besi, baja, air minum, dan gula. Kalium digunakan sebagai pupuk dan pembuatan masker gas. Belerang digunakan untuk membuat asam sulfat, vulkanisasi karet, dan membasmi penyakit tanaman. Fosforus merah digunakan dalam pembuatan korek api. 34. Jawaban: d Larutan 1 : mengandung Sr 2+ (garam SrCl 2) karena dengan karbonat mengendap, dengan NaOH tidak mengendap (larut), dengan sulfat sedikit mengendap, dengan oksalat mengendap, dan dengan kromat menjadi keruh. Larutan 2 : mengandung Mg2+ (garam MgCl2) karena dengan karbonat mengendap, dengan NaOH mengendap (Mg(OH)2 sukar larut), sedangkan dengan sulfat, oksalat, dan kromat larut. Larutan 3 : mengandung Ba2+ (garam BaCl2) karena dengan karbonat mengendap, dengan NaOH (Ba(OH) 2 ) larut, sedangkan dengan sulfat, oksalat, dan kromat mengendap. Larutan 4 : mengandung Ca2+ (garam CaCl2) karena dengan karbonat mengendap, dengan NaOH (Ca(OH) 2 ) larut, dengan sulfat dan kromat juga larut, sedangkan dengan oksalat mengendap. 35. Jawaban: d Reaksi kalium dengan air sebagai berikut. 2K(s) + 2H2O( ) → 2K+(aq) + 2OH–(aq) + H2(g) 2K(s) + 2H2O( ) → 2KOH(aq) + H2(g) 36. Jawaban: d Bilangan oksidasi Xe dalam XeO4 adalah +8.

reduksi oksidasi Katode (reduksi) : Xe2+ + 2e– → Xe ×2 Anode (oksidasi) : 4OH– → O2(g) + 2H2O + 4e– ×1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2Xe2+ + 4OH– → 2Xe + O2(g) + 2H2O 2XeF2 + 4OH– → 2Xe + 4F– + O2 + 2H2O

Jadi, reaksi tersebut menjadi setara jika di sebelah kanan ditambah 2H2O.

37. Jawaban: a Boron bersifat metaloid, sedangkan talium, indium, galium, dan aluminium bersifat logam. 38. Jawaban: e Titik leleh dan titik didih berhubungan dengan gaya antarmolekul/atom yang terjadi dalam suatu zat. Gas mulia mempunyai gaya antaraksi (gaya tarik) yang sangat lemah antaratom-atomnya sehingga titik lelehnya hanya terpaut beberapa derajat di bawah titik didihnya.

Kimia Kelas XII

79

39. Jawaban: c Warna nyala biru menunjukkan adanya kandungan kation cesium. Warna nyala merah oranye menunjukkan adanya kandungan kation kalsium. Natrium memberikan warna kuning. Kalium memberikan warna lembayung. Barium memberikan warna hijau. Stronsium memberikan warna merah tua. 40. Jawaban: d Pada pembuatan besi dan bijih besi digunakan unsur karbon sebagai reduktor. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2 Karbon akan mengalami oksidasi, sedangkan ion besi akan mengalami reduksi. B. Uraian 1. a. b.

Reaksi karbon dengan halogen: C + 2F2 → CF4 Reaksi karbon dengan oksigen: C + O2 → CO2  → H CO CO + H O ←  2

2

2

3

 → H O+ + HCO – H2CO3 + H2O ←  3 3  → + – 2– HCO + H O ← H O + CO 3

2

3

3

2. Kegunaan senyawa natrium klorida di antaranya sebagai berikut. a. Bahan baku pembuatan natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium lain seperti NaOH dan Na2CO3. b. Sebagai bumbu penyedap makanan. c. Sebagai bahan pencair salju. Sementara itu, kegunaan dari natrium bikarbonat adalah sebagai bahan bakar pengembang kue dan pemadam kebakaran. 3. Senyawa-senyawa unsur kalium beserta kegunaannya sebagai berikut. a. KCl dan K2SO4, digunakan sebagai pupuk. b. K2O, digunakan sebagai topeng/masker gas. c. KNO3, digunakan untuk membuat mesiu. 4. Pembuatan asam sulfat dengan kamar timbal merupakan cara yang pertama kali dilakukan. Pada proses ini, campuran antara gas SO2 dan udara dialirkan ke dalam bilik yang dilapisi timbal (Pb) dengan menggunakan katalis NO dan NO2. Pada campuran gas-gas ini dialirkan uap air. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2SO2(g) + O2(g) + NO(g) + NO2(g) + H2O( ) → 2HNOSO4(aq) asam nitrosil 2HNOSO4(aq) + H2O( ) → 2H2SO4(aq) + NO(g) + NO2(g)

80


Proses tersebut menghasilkan asam sulfat dengan kadar 80% berat. 5. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap elektron di kulit terluar berkurang sehingga elektronnya semakin mudah ditarik oleh atom lain. Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat elektronegatif seperti fluorin dan oksigen. 6. Solder merupakan paduan logam antara timbal (Pb) dan timah (Sn). Timbal dan timah termasuk unsur golongan IVA. Solder digunakan untuk mengikat dua permukaan logam. 7. Senyawa-senyawa dari natrium: a. natron (Na2CO3.10H2O); b. kriolit (Na3AlF6); c. sendawa chili (NaNO3); d. albit (Na2O.Al2O3.3SiO2); dan e. boraks (Na2B4O7.10H2O). Senyawa-senyawa dari kalium: a. silvit (KCl); b. karnalit (KCl.MgCl2.6H2O); c. sendawa (KNO3); dan d. feldspar (K2O.Al2O3.3SiO2) 8. a.

b.

NaHCO3 dibuat melalui proses Solvay. Selain itu, NaHCO3 dapat dibuat dengan mereaksikan larutan Na2CO3, H2O, dan CO2 sehingga menghasilkan NaHCO3. Reaksinya: Na2CO3 + H2O + CO2 → 2NaHCO3 NaOH dibuat secara besar-besaran dalam industri dengan cara elektrolisis larutan garam dapur dengan diafragma. Katode yang digunakan berupa baja yang berlubang-lubang. Anode yang digunakan berupa grafit. Reaksinya:  → 2Na+ + 2Cl–  2NaCl ← K (–) : 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– A (+) : 2Cl– → Cl2 + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––– 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 NaOH yang terbentuk berada di sekitar katode, sedangkan gas klorin berada di sekitar anode. Diafragma berfungsi untuk memisahkan gas klorin yang terbentuk agar tidak bersinggungan dengan NaOH. Di dalam laboratorium, NaOH dapat dibuat dengan mereaksikan natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Reaksinya: Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)

9. a.

b.

Magnesium: magnesit (MgCO 3), dolomit (CaCO3.MgCO3), epsomit (MgSO4.7H2O), silikat, air laut, dan air asin. Kalsium: dolomit (CaCO3.MgCO3), arogonit marbel, batu kapur (CaCO3), dan silikat.

10. Gas oksigen lebih reaktif daripada gas nitrogen karena unsur oksigen lebih elektronegatif daripada unsur nitrogen (dalam tabel periodik unsur, oksigen terletak di sebelah kanan nitrogen). Selain itu, ikatan rangkap tiga pada gas nitrogen (N ≡ N) lebih kuat daripada ikatan rangkap dua pada gas oksigen (O = O).

Bab V

Unsur-Unsur Golongan Transisi Periode Empat

5. Jawaban: c Konfigurasi Co2+ = [Ar] 3d7

hj hj h

h h

3d7

Jumlah elektron tidak berpasangan = 3. 6. Jawaban: b Semua unsur transisi bersifat logam karena memiliki lebih banyak elektron yang tidak berpasangan. Akibatnya, elektron-elektronnya dapat bergerak bebas pada kisi kristalnya sehingga dapat membentuk ikatan logam yang kuat. 7. Jawaban: c Senyawa NiCl3, CuSO4, Na2Cr2O7, FePO4, dan Co(CN)2 terbentuk dari ion Ni3+, Cu2+, Cr6+, Fe3+, dan Co2+ sehingga warna yang terjadi merah– biru– jingga–jingga–merah muda. 8. Jawaban: e Mangan [Ar] 4s23d5 memiliki nomor atom = 18 + 2 + 5 = 25. Berdasarkan grafik tersebut, unsur Mn dengan nomor atom 25 memiliki bilangan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Sifat-sifat logam transisi periode keempat: 1) memiliki beberapa bilangan oksidasi 2) mempunyai titik lebur tinggi 3) paramagnetik 4) membentuk ion kompleks 5) senyawanya berwarna 2. Jawaban: b Unsur transisi pada umumnya mempunyai elektron tidak berpasangan baik pada subkulit d atau s. Karena tidak berpasangan maka elektron tersebut dapat bebas bergerak yang mengakibatkan sifat paramagnetik. Semakin banyak elektron yang tidak berpasangan, semakin kuat sifat paramagnetiknya. 3. Jawaban: b Unsur transisi periode keempat akan mempunyai konfigurasi elektron yang berakhir dengan: ns(n – 1)d → 4s 3d Angka 4 menunjukkan periode 4 (nomor kulit terbesar), sedangkan subkulit d menunjukkan bahwa unsur transisi elektron terakhirnya akan berakhir pada subkulit d → blok d. Konfigurasi elektron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 → memenuhi: ns(n – 1) d yaitu: 4s2 3d3. 4. Jawaban: c 2 1 21Sc : [Ar] 4s 3d :

hj 4s 2

Sc3+

9. Jawaban: b 1) − berwarna merah 2) − berwarna kuning 3) − berwarna cokelat-ungu 4) CO2+ berwarna merah muda 5) Zn2+ tidak berwarna 10. Jawaban: c Ion-ion berwarna terjadi jika subkulit 3d belum terisi penuh sehingga elektron-elektron pada subkulit 3d dapat menyerap energi cahaya. Akibatnya, saat elektron-elektron tersebut berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi dan kembali ke keadaan dasar akan memancarkan energi yang sesuai dengan panjang gelombang cahayanya. 11. Jawaban: c 27Co

3d1

artinya skandium melepas 2 elektron pada orbital 4s dan 1 elektron pada orbital 3d.

hj hj hj h h h

Terdapatnya 3 elektron tidak berpasangan pada orbital 3d mengakibatkan unsur Co bersifat feromagnetik (dapat ditarik oleh medan magnet dengan sangat kuat). Sementara itu, unsur yang lain hanya memiliki sedikit elektron tidak berpasangan dibanding unsur Co. Oleh karena itu, sifat unsur yang lain bukan feromagnetik. 21Sc

h

: [Ar] 4s2 3d7

: [Ar] 4s2 3d1

hj

h

Sc hanya memiliki satu elektron tidak berpasangan pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik (sedikit ditarik medan magnet). 22Ti

: [Ar] 4s2 3d2

hj

h

h Kimia Kelas XII

81

Ti hanya memiliki dua elektron tidak berpasangan pada orbital 3d sehingga bersifat paramagnetik. 1 10 29Cu : [Ar] 4s 3d

h

hj hj hj hj hj

Cu hanya memiliki satu elektron tidak berpasangan pada orbital 4s sehingga bersifat paramagnetik. 30Zn

: [Ar] 4s2 3d10

hj hj hj hj hj hj

Zn merupakan satu-satunya unsur transisi periode empat yang bersifat diamagnetik (menolak medan magnet). Hal ini karena seluruh elektron pada orbital unsur Zn telah berpasangan. 12. Jawaban: b Senyawa kompleks K[Co(NH3)4(S2O3)2] 1) Kompleks bermuatan negatif, maka atom pusat bernama kobaltat. 2) Ligan-ligannya adalah amin sebanyak 4 (tetra) dan tiosulfato sebanyak 2 (di). 3) Biloks atom pusat dapat dihitung sebagai berikut. K + Co + 4NH3 + 2S2O32– = 0 ⇒ (+1) + Co + 4(0) + 2(–2) = 0 ⇒ Co = +3 Nama senyawa kompleks tersebut: kalium tetraamin ditiosulfato kobaltat(III). 13. Jawaban: d Cara penulisan rumus senyawa kompleks atau ion kompleks: dimulai dari ion pusat, kemudian ligan netral diikuti dengan ligan yang bermuatan (ligan negatif). Cr3+ → ion pusat, biloks = +3 H2O → ligan netral Cl– → ligan negatif [Cr(H2O)5 Cl]Cl2 14. Jawaban: d Atom pusat Cr3+, ligan: 4 ion SCN– dan 2 molekul NH3. Muatan kompleks = muatan atom pusat + Σ muatan ligan = +3 + 4(–1) + 2(0) = –1 15. Jawaban: c Senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2] Cl 1) Kompleks bermuatan positif, maka atom pusat bernama kobalt. 2) Ligan-ligannya adalah amin sebanyak 4 (tetra) dan kloro sebanyak 2 (di). 3) Biloks atom pusat dapat dihitung sebagai berikut. Co + 4NH3 + 2Cl– + Cl– = 0 ⇒ Co + 4(0) + 2(– 2) + (–1) = 0 ⇒ Co = +3 Nama senyawa kompleks tersebut: tetraamin dikloro kobalt(III) klorida

82


B. Uraian 1. Warna dari beberapa senyawa unsur transisi periode keempat disebabkan karena ion-ion unsur transisi periode keempat mampu menimbulkan warna. Hal ini disebabkan tingkat energi elektron pada unsur-unsur tersebut hampir sama sehingga elektron-elektron dapat bergerak ke tingkat yang lebih tinggi dengan mengabsorpsi sinar tampak. Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna karena orbital d-nya kosong atau terisi penuh. 2. Unsur transisi mengandung lebih banyak elektron tidak berpasangan yang bergerak bebas pada kisi kristalnya daripada unsur golongan utama. Hal ini berarti bahwa ikatan logam unsur transisi lebih kuat sehingga sifatnya lebih keras, kerapatannya lebih besar, serta titik didih dan titik lelehnya lebih tinggi daripada unsur golongan utama. 3. Semua unsur transisi bersifat logam karena unsur transisi memiliki lebih banyak elektron yang tidak berpasangan. Akibatnya, elektron-elektron tersebut dapat bergerak bebas pada kisi kristalnya sehingga dapat membentuk ikatan logam yang lebih kuat dibandingkan dengan unsur utama. 4. Unsur krom memiliki jumlah elektron tidak berpasangan yang banyak, sedangkan seng tidak memiliki elektron tidak berpasangan. Semakin banyak elektron yang tidak berpasangan dalam orbital, semakin kuat ikatan logamnya. Hal ini karena elektron-elektron tidak berpasangan dalam unsur krom akan bergerak bebas pada kisi kristalnya sehingga membentuk ikatan logam yang sangat kuat dibandingkan dengan unsur seng. Dengan demikian, semakin kuat ikatan logam, semakin tinggi titik lelehnya. 5. a. b. c. d.

[Fe(CN)6]4– = ion heksasiano ferat(II) 3+ [Fe(NH3)6] = ion heksaamin ferat(III) [Ag(NH3)2] Cl = diamin perak(I) klorida K[Ag(CN)2] = kalium disiano argentat(I)

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: a Besi banyak digunakan sebagai baja pada alatalat industri karena sifatnya yang sangat keras dan kuat. 2. Jawaban: c Rutil = TiO2; pirolusit = MnO2; hematit = Fe2O3; milerit = NiS.

3. Jawaban: e Proses di atas dikenal dengan sebutan proses tanur tinggi, karena dilakukan pada suatu tanur dengan suhu tinggi (sekitar 2.000°C). Sementara itu, proses Frasch untuk memperoleh belerang, proses kontak adalah nama proses pembuatan asam sulfat, dan Hall-Herault adalah nama proses pengolahan logam aluminium. 4. Jawaban: a Pengolahan bijih tembaga melalui urutan proses reduksi, pemekatan, pemanggangan, dan elektrolisis. 5. Jawaban: d Unsur transisi berbentuk sulfida atau oksida dalam bijihnya karena sangat mudah teroksidasi dan mempunyai afinitas yang cukup besar terhadap oksigen dan belerang. Selain itu, oksigen dan belerang termasuk unsur yang sangat reaktif terhadap logam transisi. 6. Jawaban: d Proses pemurnian logam mangan secara alumino thermi dilakukan dengan mereduksi bijih mangan dengan logam aluminium seperti pembuatan logam krom. Reaksi tahap keduanya: 3Mn3O4(g) + 8Al(s) → 9Mn(s) + 4Al2O3(s) 7. Jawaban: e Mineral pirit (FeS2) mengandung besi (Fe). 8. Jawaban: a Pada bagian atas tanur Fe2O3 direduksi menjadi Fe3O4 pada suhu 500°C.

° 3Fe2O3(s) + CO(g)  → 2Fe3O4(s) + CO2(g) 9. Jawaban: b Batu kapur (CaCO3) yang dapat terurai menjadi CaO akan bereaksi dengan pengotor sehingga pengotor dapat terpisah dari bijih besi.

13. Jawaban: b Prinsip kerja pembuatan baja yaitu dengan pengurangan kadar karbon dalam besi tuang. Besi kasar diproduksi menggunakan dapur bijih besi yang berisi kokas pada lapisan paling bawah, lalu batu kapur, dan bijih besi. Kokas terbakar dan menghasilkan gas CO yang naik ke atas sambil mereduksi oksida besi. Besi yang telah tereduksi melebur dan terkumpul di bawah tanur menjadi besi kasar yang biasanya mengandung C, Si, Mn, P, dan S. Leburan besi selanjutnya dipindahkan ke tungku lain (converter) dan diembuskan gas oksigen untuk mengurangi kandungan karbon. Dengan cara tersebut dapat dihasilkan baja dari besi kasar. 14. Jawaban: e Pembuatan logam seng dilakukan dengan pemanggangan seng sulfida (ZnS). 2ZnS(s) + 3O2(g) → 2ZnO(s) + 2SO2(g) Selanjutnya, seng oksida direduksi dengan karbon pijar. ZnO(s) + C(s) → Zn(g) + CO(g) Senyawa ZnO tidak dipanggang, tetapi direduksi. Senyawa yang dipanggang dalam proses pembuatan seng adalah senyawa ZnS. 15. Jawaban: a Pirit dan siderit mengandung besi. Kalkosit mengandung tembaga. Pirolusit mengandung mangan. Sphalerite mengandung seng. Smaltit mengandung kobalt. B. Uraian

11. Jawaban: a Pada pengolahan tembaga, kalkopirit (CuFeS2) dipanggang. Selanjutnya, hasil pemanggangan dioksidasi dengan oksigen. Reaksinya: 4CuFeS2(s) + 9O2(g) → 2Cu2S(s) + 2Fe2O3(s) + 6SO2(s) 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2Cu2O(s) + 2SO2(g) 2Cu2O(s) + Cu2S(s) → 6Cu(s) + SO2(g)

1. Mineral-mineral dari: a. Titanium = rutil (TiO2), ilmenit (FeTiO3) b. Vanadium = vanadit (Pb3(VO4)2) c. Kromium = kromit (FeCr2O4) d. Mangan = pirolusit (MnO2) e. Besi = hematit (FeO3), magnetit (Fe3O4), limonit (Fe2O3 · H2O), siderit (FeCO3), dan pirit (FeS2) f. Kobalt = kobaltit (CoAsS), smaltit (CoAs2) g. Nikel = pentlandite ((FeNi)S) dan garnerit (H2(NiMg)SiO4 · 2H2O) h. Tembaga = kalkopirit (CuFeS2), malachit (Cu2(OH)2)CO3), dan kalkosit (Cu2S) i. Seng = seng blende/sphalerite (ZnS) dan calamine (ZnCO3).

12. Jawaban: c Nikrom (stainless steel) merupakan perpaduan dari 18% kromium (Cr), 8% nikel (Ni), dan 74% besi (Fe).

2. Unsur transisi dalam bijihnya terdapat dalam bentuk oksida atau sulfida karena unsur-unsur tersebut memiliki afinitas yang cukup besar terhadap oksigen dan belerang. Di samping itu, oksigen dan

10. Jawaban: b Proses elektrolisis pada pembuatan tembaga bertujuan untuk menghasilkan tembaga yang lebih murni.

Kimia Kelas XII

83

belerang merupakan unsur yang sangat reaktif terhadap logam. 3. Bahan-bahan yang dimasukkan ke dalam tanur melalui puncak tanur sebagai berikut. a. Bahan utama terdiri atas bijih besi hematit (Fe2O3) dicampur dengan pasir (SiO2) dan oksida-oksida asam lain. Bahan ini akan direduksi. b. Bahan pereduksi, yaitu kokas (karbon). c. Bahan tambahan, yaitu batu kapur (CaCO3) yang berfungsi untuk mengikat zat-zat pengotor. 4. Besi tuang bersifat keras dan rapuh. Kandungan karbonnya lebih besar daripada besi tempa. Besi tuang tidak dapat lunak jika dipanaskan sehingga sukar dibentuk. Sementara itu, besi tempa akan lunak terlebih dahulu sebelum mencair meskipun mempunyai titik lebur lebih tinggi daripada besi tuang. Oleh karena itu, besi tempa dapat dibentuk dalam keadaan pijar sehingga digunakan untuk membuat berbagai peralatan seperti cangkul. 5. Reaksi dalam proses pembuatan besi murni sebagai berikut. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 . . . (1) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 . . . (2) FeO + CO → Fe + CO2 . . . (3) Fe yang dihasilkan

= 10 kg = = 0,18 kmol FeO yang dibutuhkan (reaksi 3)

= × 0,18 kmol = 0,18 kmol Fe3O4 yang dibutuhkan (reaksi 2)

= × 0,18 kmol = 0,06 kmol Fe2O3 yang dibutuhkan (reaksi 1) =

× 0,06 kmol = 0,09 kmol

Berat Fe2O3 yang dibutuhkan = 0,09 × ((2 × 56) + (3 × 16)) = 14,4 kg Bijih besi yang dibutuhkan

= × 14,4 kg = 16 kg Jadi, bijih besi yang dibutuhkan sebesar 16 kg.

84


A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Komponen untuk lampu berintensitas tinggi menggunakan skandium, bukan vanadium. 2. Jawaban: c 1 2 3+ : [Ar] 21Sc → [Ar] 3d 4s ⇔ Sc 2 2 4+ : [Ar] 22Ti → [Ar] 3d 4s ⇔ Ti Warna senyawa dari unsur transisi berkaitan dengan adanya subkulit d yang terisi tidak penuh. Senyawa dari Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong. 3. Jawaban: b Berdasarkan asas Aufbau, pada unsur transisi periode keempat terdapat penyimpangan konfigurasi elektron dari asas Aufbau pada unsur kromium (Cr) dan tembaga (Cu). Konfigurasi elektron Cr : [Ar] 3d5 4s1 dan Cu : [Ar] 3d10 4s1. Pada kedua unsur tersebut subkulit 4s-nya belum terisi penuh elektron seperti halnya unsur-unsur lainnya. 4. Jawaban: d Na2CrO4 mengandung ion CrO42– yang memiliki konfigurasi 4s 0 3d 0 dan berwarna kuning. Sementara itu, MnO 4 2– dan VO 2+ memiliki konfigurasi 4s 0 3d 1, sedangkan Ti4+ memiliki konfigurasi 4s0 3d0 tetapi tidak berwarna. Zn2+ mempunyai konfigurasi 4s0 3d10 sehingga tidak berwarna. 5. Jawaban: e Umumnya unsur transisi memiliki sifat-sifat kimia yaitu kurang reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Selain itu, unsur transisi larut dalam asam mineral encer. 6. Jawaban: b Semakin banyak elektron yang tidak berpasangan dalam orbital berakibat semakin kuatnya ikatan logam yang terbentuk dan semakin tinggi titik leburnya. 7. Jawaban: a Unsur seng (Zn) memiliki elektron-elektron yang semuanya berpasangan dalam orbitalnya. Akibatnya, unsur tersebut tidak memiliki sifat-sifat yang dimiliki oleh unsur-unsur transisi periode keempat yang lain. Perbedaan sifat unsur tersebut adalah memiliki titik leleh yang cukup rendah, tidak bersifat paramagnetik, dan tidak membentuk ion berwarna. Hanya saja seng (Zn) masih memiliki sifat mampu membentuk ion-ion kompleks.

8. Jawaban: b Muatan ion kompleks = {muatan atom pusat + 4 (muatan ligan)} Muatan ion kompleks = {2 + 4(1–)} = 2– Jadi, muatan ion kompleks yang terjadi 2– sehingga rumus ion kompleksnya [Ni(CN)4]2–. 9. Jawaban: d amonium heptafluoro zirkonat(IV). zirkonat IV : atom pusat Zr4+. heptofluoro : ligan F sebanyak 7. Karena nama senyawa kompleks tersebut berakhiran -at dan diakhiri angka Romawi berarti ion kompleks dalam senyawa tersebut bertindak sebagai anion yaitu [ZrF7]3–. Muatan ion kompleks 3– diperoleh dari penambahan muatan atom pusat dengan muatan semua ligan. Muatan atom pusat 4+, sedangkan muatan ligan F sebanyak 1–. [ZrF7] = 3– 4 + (1–) 7 = 3– Amonium bertindak sebagai kation NH4+. Dengan demikian, NH 4+ + [ZrF 7 ] 3– menjadi (NH4)3 [ZrF7]. 10. Jawaban: d Bilangan koordinasi Cr3+ = 2 × biloks atom pusat = 2 × 3 = 6. Muatan ion kompleks = biloks atom pusat + Σ muatan ligan. 11. Jawaban: a Kekerasan baja terletak pada kadar karbon yang dikandungnya. Semakin kecil kadar karbon, baja semakin kuat. Oleh karena itu, prinsip kerja dalam pembuatan baja terletak pada proses pengurangan kadar karbon dalam besi tuang. 12. Jawaban: b Senyawa kompleks [Cr(NH3)4Cl2]Cl. 1) Kompleks bermuatan positif, maka atom pusat bernama krom. 2) Ligan-ligannya adalah amin sebanyak 4 (tetra) dan kloro sebanyak 2 (di). 3) Biloks atom pusat dapat dihitung sebagai berikut. Cr + 4NH3 + 2Cl– + Cl– = 0 ⇒ Cr + 4(0) + 2(–1) + (–1) = 0 ⇒ Cr = +3 Nama kompleks tersebut: tetraamin dikloro krom(III) klorida 13. Jawaban: b Muatan ion kompleks = muatan logam + ligan = +3 + 4(–1) = –1 Jadi, rumusnya = [Fe(CN4)]–

14. Jawaban: b Muatan ion kompleks = muatan atom pusat + muatan ligan = (+3) + (4 × 0) + (2 × (–1)) = +1 15. Jawaban: b Senyawa kompleks dengan nama diamin tetrakloro kobaltat(III) adalah [Co(NH3)2Cl4]– muatan ion = muatan Co + (2 × muatan NH3) + (4 × muatan Cl) = –1 = (+3) + (2 × 0) + (4 × (–1)) = (–1) sesuai/cocok 16. Jawaban: d Pada senyawa kompleks [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → ion kompleksnya [Cr(H2O)5Cl]2+ muatan atom Cr + (5 × muatan H2O) + muatan Cl = + 2 = (+3) + (5 × 0) + (–1) = +2 = +2 = +2 (ruas kanan = ruas kiri) 17. Jawaban: e 1) Skandium digunakan sebagai komponen pada lampu berintensitas tinggi. 2) Besi digunakan dalam industri perangkat elektronik. 3) Seng digunakan sebagai logam pelapis besi agar tahan karat. 4) Titanium digunakan dalam industri pesawat terbang. 5) Tembaga digunakan dalam paduan logam. 18. Jawaban: e Titanium bersifat amfoter, inert, putih cerah, tidak tembus cahaya, dan tidak beracun. Oleh karena itu, titanium digunakan sebagai bahan pemutih dan pengilap. 19. Jawaban: e Bubur bordeaux merupakan campuran Cu(OH)2 dan CaSO4. Bahan ini dibuat dari CuSO4 dan Ca(OH)2. CaCO 3 merupakan gamping. CaSO 4 berupa padatan putih digunakan untuk membuat cat, keramik, dan kertas. 20. Jawaban: e Semua unsur transisi periode empat memiliki elektron terakhir pada orbital 3d. Sesuai dengan aturan Aufbau, pengisian elektron ke dalam orbital dimulai dari orbital dengan tingkat energi rendah ke orbital dengan tingkat energi tinggi. Orbital 4s merupakan orbital dengan tingkat energi yang lebih rendah daripada orbital 3d. Dengan demikian, orbital 4s telah terisi terlebih dahulu daripada orbital 3d. Berdasarkan keterangan tersebut, diketahui bahwa kulit valensi yang ditempati elektron valensi terdapat pada orbital 4s dan 3d.

Kimia Kelas XII

85

21. Jawaban: a Garnerit memiliki rumus kimia H2(NiMg)SiO4·2H2O Unsur transisi periode empat yang terdapat dalam senyawa tersebut adalah nikel (Ni). Mineral garnerit banyak terdapat di Sulawesi Tenggara. 22. Jawaban: a Senyawa seng memiliki subkulit 3d yang terisi elektron penuh. Dengan demikian, ion-ionnya tidak berwarna. Elektron-elektron pada subkulit 3d tidak dapat menyerap energi cahaya. Elektron-elektron yang telah terisi penuh tidak dapat mengalami eksitasi sehingga tidak memancarkan energi sesuai dengan panjang gelombang cahayanya. 23. Jawaban: a Titik didih unsur-unsur transisi tinggi. Tidak semua unsur transisi dapat membentuk senyawa berwarna. Senyawa yang terbentuk dari unsur Sc3+, Ti4+, Cu+, dan Zn2+ tidak berwarna. Unsur-unsur transisi dapat membentuk oksida dengan rumus L2O3, contoh Cr2O3 dan Fe2O3. Potensial reduksi standar dari unsur-unsur transisi sangat rendah sehingga mudah teroksidasi. Unsur-unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi karena memiliki perbedaan energi elektron pada subkulit 4s dan 3d yang cukup kecil. Hal ini mengakibatkan elektron pada subkulit 3d juga terlepas ketika ionisasi terjadi pada elektron dalam subkulit 4s. 24. Jawaban: e Reaksi dalam proses pembuatan besi murni sebagai berikut. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 . . . (1) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 . . . (2) FeO + CO → Fe + CO2 . . . (3) 25. Jawaban: c Proses elektrolisis pada pembuatan tembaga dilakukan dengan menempatkan tembaga kokas di anode dan menggunakan CuSO4 sebagai larutan elektrolit sehingga diperoleh tembaga murni di katode. Jadi, proses elektrolisis tersebut bertujuan untuk menghasilkan tembaga yang lebih murni. 26. Jawaban: a Tembaga (Cu) merupakan bahan untuk membuat kabel listrik. 27. Jawaban: d Fungsi CaCO3 adalah untuk mengikat kotoran yang bersifat asam seperti SiO2, P4O10, atau oksida amfoter seperti Al2O3.

86


28. Jawaban: c Pada proses pengolahan besi digunakan kokas atau karbon (C) yang berfungsi sebagai reduktor. 29. Jawaban: c Sifat paramagnetik dari unsur-unsur transisi ditentukan oleh elektron tidak berpasangan (tunggal) pada orbital s dan d. Hampir semua unsur transisi periode 4 memiliki sifat paramagnetik, kecuali Zn (diamagnetik) serta Fe, Co, dan Ni (feromagnetik). 30. Jawaban: e Ligan NH3 memiliki muatan 0. Ligan Cl memiliki muatan 1–. Jika atom pusat Rh 3+, rumus kimia ion kompleks [Rh(NH3)4Cl2]+. B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Keanekaragaman bilangan oksidasi unsur-unsur transisi disebabkan tingkat energi elektron pada subkulit 4s dan 3d hanya berbeda sedikit sehingga dapat digunakan bersama-sama. 2. a.

b.

Logam nikel bersifat dapat menghantarkan panas atau listrik yang baik (konduktor). Pergerakan elektron-elektron yang tidak berpasangan pada kisi kristal nikel yang mengakibatkan logam tersebut bersifat konduktor. Jika logam nikel diberikan panas, energi kinetik elektron akan meningkat. Elektron memindahkan energinya ke elektron lain sehingga panas merambat ke seluruh bagian logam nikel. Selain itu, nikel merupakan logam yang mengilap sehingga digunakan untuk melapisi logam dengan tujuan untuk mendapatkan warna yang menarik. Monel merupakan paduan logam 60% Ni, 40% Cu, dan sedikit Fe, Mn, Si, serta C.

3. Keberadaan seng dalam suatu senyawa dapat diidentifikasi dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan yang diselidiki. Apabila terbentuk endapan putih, dapat disimpulkan bahwa larutan tersebut mengandung seng. Endapan putih yang terbentuk adalah senyawa ZnS. Reaksi yang terjadi pada proses identifikasi seng sebagai berikut. Zn2+(aq) + H2S(g) → ZnS(s) + 2H+(aq) endapan putih

4. Konfigurasi elektron unsur kromium (Cr) dan tembaga (Cu) elektronnya menyimpang dari asas Aufbau. Unsur kromium mempunyai konfigurasi elektron 3d5 4s1 (bukan 3d4 4s2) dan unsur tembaga

mempunyai konfigurasi elektron 3d10 4s1 (bukan 3d9 4s2). Hal ini terjadi karena elektron-elektron dalam orbital-orbital cenderung untuk berada dalam keadaan yang penuh atau setengah penuh karena orbital penuh atau setengah penuh lebih stabil. Namun, aturan ini hanya berlaku untuk unsur golongan transisi sedangkan unsur-unsur golongan utama tidak berlaku.

b.

platinum(IV) : atom pusat Pt4+ tetraamin : 4 ligan NH3 muatan 0 dikloro : 2 ligan Cl muatan 2(1–) muatan ion kompleks = 4 + 0 + 2(1–) = 2+ Rumus kimia: [Pt(NH3)4Cl2]2+

c.

ferrat(III) : atom pusat Fe3+ heksasiano : 6 ligan CN muatan 6(1–) muatan ion kompleks = 3 + 6(1–) = 3– Rumus kimia: [Fe(CN)6]3–

d.

aurum(III) : atom pusat Au3+ tetrapiridin : 4 ligan py muatan 0 muatan ion kompleks = 3 + 0 = 3+ Rumus kimia: [Au(py)4]3+

5. Semua unsur transisi periode empat mempunyai sifat logam. Adanya sifat logam pada unsur transisi ini mengakibatkan unsur-unsur tersebut memiliki daya hantar listrik dan daya hantar panas yang baik. 6. Semakin banyak elektron yang tidak berpasangan dalam orbital, berakibat semakin kuatnya ikatan logam yang terbentuk dan semakin tinggi titik leburnya. Pada unsur-unsur transisi periode empat jumlah elektron tidak berpasangan mengalami ketidakteraturan sehingga titik lebur yang dimilikinya juga beragam dan tidak teratur. 7. a. b. c.

Dikloro bis(etilendiamin) kobalt(II) monohidrat bilangan oksidasi atom Co = 2+. Triamin monobromo platinum(II) nitrit bilangan oksidasi atom Pt = 2+. Kalium monokarbonil pentasiano ferrat (II) bilangan oksidasi atom Fe = 2+.

8. Ferovanadium dibuat dengan mereduksi V2O5 dengan campuran silikon dan besi. Reaksinya: 2V2O5(s) + 5Si(s) + Fe(s) → 4V(+Fe)(s) + 5SiO2(s) ↑ ferovanadium

Sementara itu, feromangan dibuat dengan mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida dan karbon. Reaksinya: MnO2(s) + Fe2O3(s) + 5C(s) → 2Fe(s) + Mn(s) + 5CO(s) ↑ feromangan 9. Logam skandium sangat sulit dipisahkan dari mineralnya. Bahkan, kandungan unsur ini dalam mineral hanya 5 sampai 30 ppm saja. Oleh karena itu, logam skandium sangat jarang ditemukan. Logam skandium dibuat dengan elektrolisis cairan ScCl3 yang dicampurkan dengan klorida-klorida lain. 10. a.

aluminat(III) : atom pusat Al3+ diakuo : 2 ligan H2O muatan 0 tetrahidrokso : 4 ligan OH muatan 4(1–) muatan ion kompleks = 3 + 0 + 4(1–) = 1– Rumus kimia: [Al(H2O)2(OH)4]–

Bab VI Unsur-Unsur Periode Ketiga

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Pada periode ketiga semakin ke kanan sifat asam semakin kuat. Dengan demikian, hidroksida unsur yang paling kanan akan bersifat asam paling kuat. Dalam hal ini adalah SO2(OH)2. 2. Jawaban: b Aluminium mempunyai sifat mirip dengan berilium. Keduanya bersifat amfoter. 3. Jawaban: e Unsur yang terdapat bebas di alam adalah argon (Ar) dan belerang (S8). 4. Jawaban: b Beberapa sifat unsur-unsur periode ketiga dari natrium ke klorin sebagai berikut. 1) Sifat logam berkurang dan sifat bukan logam bertambah. 2) Sifat pereduksi (reduktor) berkurang dan sifat pengoksidasi (oksidator) bertambah. 3) Sifat basa berkurang dan sifat asam bertambah. 5. Jawaban: c Grafik antara titik didih unsur periode tiga dengan nomor atomnya digambarkan seperti grafik c. Sementara itu, grafik a menggambarkan jari-jari

Kimia Kelas XII

87

atom, grafik b menggambarkan titik leleh, grafik d menggambarkan daya hantar listrik unsur-unsur periode tiga, dan grafik e menggambarkan energi ionisasi unsur-unsur periode tiga.

Si(OH)4

6. Jawaban: a Oksida unsur-unsur periode tiga dari kiri ke kanan bersifat basa–amfoter–asam. Dengan demikian, jika oksida X bersifat asam maka unsur X dalam tabel periodik terletak paling kanan. Sementara itu, oksida Y bersifat basa sehingga Y dalam tabel periodik terletak paling kiri, sedangkan Z karena oksidanya bersifat amfoter maka Z dalam tabel periodik terletak di antara X dan Y. Jadi, urutan letak unsur X, Y, dan Z berdasarkan oksidanya adalah Y, Z, dan X.

P(OH)5

7. Jawaban: a Pengolahan aluminium dengan katode Al dengan cara mengelektrolisis leburan aluminium seperti pada reaksi di atas dinamakan proses Hall-Herault. Proses ini ditemukan oleh Charles Martin Hall. 8. Jawaban: e Unsur Al dapat dipadukan dengan unsur Mg membentuk paduan logam magnalium, yaitu paduan logam yang terdiri atas 90% Al dan 10% Mg. Kegunaan paduan logam ini untuk membuat pesawat terbang karena bersifat kuat, keras, dan tahan karat. 9. Jawaban: e Senyawa di alam yang mengandung aluminium adalah bauksit (Al2O3 · 2H2O), kriolit (Na3AlF6), dan feldsfar (K2O · Al2O3 · 3SiO2) 10. Jawaban: e Massa logam aluminium dalam zamrut (Al2F2SiO4) =

×

=

× × + × + + ×

× 920 gram × 920 gram

= 270 gram B. Uraian 1. a.

b.

Sifat basa unsur-unsur periode tiga dari natrium ke klorin semakin berkurang dan sifat asamnya semakin bertambah. Senyawa-senyawa hidroksida dari unsur-unsur periode tiga: NaOH → Natrium hidroksida Mg(OH)2 → Magnesium hidroksida Al(OH)3 → Aluminium hidroksida Al(OH)3 → HAlO2 + H2O Asam aluminat

88


→

H2SiO3 + H2O Asam silikat

P(OH)3

→

H3PO3 Asam fosfit

→

H3PO4 + H2O Asam fosfat

S(OH)4

→

H2SO3 + H2O Asam sulfit

S(OH)6

→

H2SO4 + H2O Asam sulfat

→

ClOH

HClO Asam hipoklorit

Cl(OH)3

→

HClO2 + H2O Asam klorit

Cl(OH)5

→

HClO3 + 2H2O Asam klorat

2. 2,55 kg bauksit = 2.550 gram bauksit mol bauksit (Al2O3) = =

!! × + ×

= = 25 mol mol aluminium yang dihasilkan = 2 × mol bauksit = 2 × 25 mol = 50 mol massa aluminium yang dihasilkan = 50 mol × 27 gr/mol = 1.350 gram = 1,35 kg 3. Pembuatan logam aluminium pada tahap elektrolisis merupakan kelanjutan dari tahap I yang menghasilkan Al2O3. Pada tahap elektrolisis, Al2O3 dicampur dengan Na3AlF6 kemudian dilelehkan. Fungsi Na3AlF6 adalah untuk menurunkan titik leleh Al2O3 dan sebagai pelarut lelehan campuran. Selanjutnya, larutan Al 2 O 3 dalam kriolit dielektrolisis menggunakan bejana dari besi yang dilapisi karbon. Dinding bejana bertindak sebagai katode, sedangkan anodenya berupa batang karbon yag dicelupkan ke dalam campuran. Persamaan reaksinya sebagai berikut. Katode = 2Al3+(aq) + 6e– → 2Al(s)

Anode = 3O22–(aq) → O2(g) + 6e– –––––––––––––––––––––––– +

Al2O3(aq) → 2Al(s) + O2(g)

4. Titik didih dan titik lebur mulai dari Na naik terus sampai Si kemudian turun secara drastis pada fosfor dan belerang karena perbedaan struktur kristal zat-zat tersebut. Pada unsur natrium, magnesium, dan aluminium, atom-atom saling berikatan dengan ikatan logam yang semakin kuat dengan bertambahnya jumlah elektron valensi. Unsur silikon tidak tersusun oleh ikatan logam, tetapi atom-atom silikon ini saling berikatan dengan menggunakan empat buah ikatan kovalen tunggal sehingga membentuk suatu struktur yang kokoh. Untuk memutuskan ikatan ini diperlukan energi yang cukup besar sehingga titik didih atau titik lebur mulai dari Na naik terus sampai Si. Unsur-unsur fosfor, belerang, dan klor adalah unsur-unsur nonlogam yang sangat mudah menangkap elektron membentuk ion negatif.

5. Pasangan unsur berikut dalam tabel periodik unsur terdapat dalam periode 3. Pasangan unsur yang mempunyai perbedaan titik didih paling besar yaitu .... a. silikon dan aluminium b. natrium dan aluminium c. silikon dan fosfor d. aluminium dan fosfor e. fosfor dan belerang Jawaban: c Unsur silikon dengan fosfor memiliki perbedaan titik didih sangat besar karena atom-atom silikon terikat melalui 4 ikatan kovalen dan membentuk struktur kovalen raksasa. Sementara itu, unsur fosfor terbentuk dari 4 atom fosfor melalui ikatan Van der Waals. Oleh karena itu, titik didih silikon jauh lebih tinggi dibanding fosfor.

5. Wohler mengenalkan metode untuk memperoleh fosfor putih, yaitu dengan cara mereduksi kalsium fosfat, pasir, dan batang karbon pada suhu 1.300°C dalam tungku listrik. Fosfor yang diperoleh dari proses ini kemudian didistilasi dan diembunkan dalam air agar terbentuk molekul P4. Kristal fosfor putih murni dapat diperoleh jika uap molekul P4 hasil distilasi dikondensasikan kembali.

6. Jawaban: b Urutan logam berdasarkan kenaikan nomor atom adalah K–M–L. Unsur-unsur logam dari kiri ke kanan semakin naik nomor atomnya tetapi sifat logam berkurang. Sifat basa berkurang, sifat asam bertambah, serta potensial reduksi dan keelektronegatifan juga bertambah.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: e Sifat asam unsur periode ketiga dari natrium ke klorin (Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl) semakin kuat. 2. Jawaban: a Unsur-unsur periode ketiga dari natrium ke klor memiliki sifat basa yang berkurang dan sifat asam yang bertambah. Dengan demikian, Mg(OH)2 bersifat basa yang lebih kuat daripada Si(OH)2. 3. Jawaban: d Senyawa yang mengandung aluminium adalah bauksit (Al2O3 · 2H2O), kriolit (Na3AlF6), dan feldsfar (K2O.Al2O3 · 3SiO2). 4. Jawaban: e Energi ionisasi unsur-unsur ditentukan oleh struktur elektron, selain ditentukan oleh jari-jari atom. Dalam hal ini energi ionisasi Mg lebih besar daripada Al, dan energi ionisasi P lebih besar daripada S. Penyimpangan ini disebabkan atom Mg memiliki orbital 3s penuh dan atom P memiliki orbital 3p setengah penuh sehingga Mg dan P sukar melepaskan elektron.

7. Jawaban: e Proses di atas dikenal dengan sebuah proses Hall, karena proses pengolahan logam aluminium tersebut ditemukan oleh Hall–Herault. Sementara itu, proses kamar timbal dan proses kontak adalah nama proses pembuatan asam sulfat. Haber-Bosch adalah nama proses pembuatan amonia. Proses tanur tinggi adalah proses pembuatan atau pengolahan logam besi. 8. Jawaban: b Kriolit : Na3AlF6 Bauksit : Al2O3 · xH2O Kaporit : Ca(OCl)2 Kaolin : Al2Si2O5(OH)4 Kalkopirit : CuFeS2 9. Jawaban: d Magnesium sulfat banyak dipakai dalam farmasi, misal sebagai obat pembersih perut yang dikenal dengan nama garam inggris (MgSO4 · 7H2O). KCl digunakan untuk pupuk. NaHSO 4 digunakan sebagai pembersih kamar mandi untuk melarutkan endapan dari air sadah. Na2CO3 digunakan untuk membuat NaOH, kaca, sabun, pulp, dan kertas. CaSO4 · 2H2O (gips) digunakan untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang.

Kimia Kelas XII

89

10. Jawaban: d Logam golongan IA (Li– Na – K – Rb – Cs) dan golongan IIA (Be – Mg – Ca – Sr – Ba) dibuat melalui elektrolisis lelehan garam halidanya. Misal lelehan MgCl2. 11. Jawaban: a Unsur-unsur periode ketiga meliputi: Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl – Ar. Sifat pereduksi (reduktor) semakin ke kiri semakin kuat. Dengan demikian, unsur periode ketiga dengan sifat reduktor terkuat adalah: Natrium (Na). 12. Jawaban: e Unsur-unsur periode ketiga meliputi: Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl – Ar. Argon (Ar) sangat tidak reaktif sehingga di alam ditemukan selalu dalam keadaan bebas. Belerang (S) dapat ditemukan dalam keadaan bebas di alam, meskipun sebagian ditemukan dalam keadaan bersenyawa. 13. Jawaban: e Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan oleh suatu atom untuk melepaskan elektron. Semakin sulit melepaskan elektron maka semakin besar energi ionisasi yang dibutuhkan. Semakin mudah melepaskan elektron maka semakin kecil energi ionisasi yang dibutuhkan. Jadi, unsur yang harga energi ionisasinya paling kecil adalah yang paling mudah melepaskan elektron sehingga cenderung lebih elektropositif dan sifat logamnya semakin kuat. Unsur tersebut adalah T. 14. Jawaban: b Al dapat diperoleh dari Al2O3 melalui elektrolisis lelehan (Al2O3 cair) dalam Na3AlF6 (kriolit) dengan elektrode grafit (C) yang disebut proses Hall. Reaksinya: 2Al2O3( ) → 2Al3+( ) + 3O2–( ) Katode : 2Al3+( ) + 6e– → 2Al( )

Anode : 3O2–( ) → O2(g) + 6e– –––––––––––––––––––––––––––––

: 3O2–( ) + 2Al3+( ) → 2Al( ) + O2(g) Jadi, sebagai bahan utama: Al2O3 cair, bahan tambahan: Na3AlF6, dan elektrode: karbon. Sel

15. Jawaban: a Pada periode ketiga (Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl – Ar) semakin ke kanan sifat daya pereduksi (reduktor) semakin lemah. Dengan demikian, urutan unsur dengan daya pereduksi yang semakin lemah adalah Na – Mg – Al. 16. Jawaban: a Alnico merupakan logam campuran yang terdiri atas Fe, Ni, Al, dan Co dapat digunakan untuk

90


membuat magnet yang sangat kuat. Sementara itu, duralumin merupakan logam campuran yang terdiri atas Al dan Cu merupakan logam yang sangat tahan karat, magnalium merupakan logam campuran yang terdiri atas Al dan Mg digunakan untuk membuat badan pesawat terbang, termit merupakan campuran antara serbuk aluminium dengan oksida besi digunakan untuk mengelas baja, dan kriolit merupakan mineral yang mengandung aluminium dan natrium. 17. Senyawa sulfat yang dapat digunakan untuk menyambung tulang patah atau retak adalah . . . . a. NaHSO4 b. CaSO4 · 2H2O c. Na2SO4 d. FeSO4 · 7H2O e. CuSO4 · 5H2O Jawaban: b CaSO4 · 2H2O disebut gips. Gips merupakan senyawa sulfat yang digunakan untuk menyambung tulang patah atau retak. Sementara itu, NaHSO4 digunakan untuk bahan pembersih kamar mandi, Na2SO4 sebagai obat pencahar, FeSO4 · 7H2O sebagai bahan pemutih tinta, dan CuSO4 · 5H2O sebagai fungisida. 18. Jawaban: a Pada pembuatan asam sulfat melalui proses kontak terjadi kesetimbangan: 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) Produk SO3 akan cepat terbentuk apabila dalam kesetimbangan tersebut diberi katalis V 2O 5 (vanadium(V) oksida). Oleh karena kesetimbangan cepat tercapai, maka produk juga cepat terbentuk. Sementara itu, pembuatan asam sulfat yang menggunakan uap nitrosa terjadi pada proses bilik timbal. 19. Jawaban: b a. Unsur A dengan air bereaksi menghasilkan gas hidrogen. Jadi, kemungkinan unsur A adalah Na atau Mg. b. Oksida unsur B dalam air mempunyai pH lebih kecil dari 7 atau bersifat asam sehingga kemungkinan unsur B adalah Si, P, S, atau Cl. c. Unsur C dapat bereaksi dengan asam maupun basa sehingga kemungkinan unsur C adalah Al. Jadi, susunan unsur-unsur tersebut dalam sistem periodik unsur dari kiri ke kanan adalah A, C, dan B. 20. Jawaban: e Senyawa asam dapat dinetralkan oleh basa.

21. Jawaban: e Dalam satu periode, unsur-unsur periode ketiga (Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl) harga potensial elektrode standarnya semakin bertambah (dari kiri ke kanan). Semakin mudah direduksi maka sifat oksidatornya semakin kuat dan daya pereduksinya semakin lemah. Jadi, urutan daya pereduksi unsur periode ketiga dari yang lemah ke yang kuat adalah Al – Mg – Na. 22. Jawaban: a Kriolit mempunyai rumus molekul Na3AlFe. Dengan demikian, unsur yang terkandung dalam senyawa kriolit adalah Na dan Al. 23. Jawaban: c Silikon (Si) merupakan unsur periode ke-3 yang bersifat semilogam. 24. Jawaban: b Proses Down merupakan proses yang digunakan untuk menghasilkan logam magnesium. Proses ini melibatkan grafit sebagai anode dan tabung baja sebagai katode. Proses Deacon merupakan proses yang digunakan untuk membuat klorin dengan mengoksidasi hidrogen klorida di udara pada suhu 450°C menggunakan katalis tembaga klorida. Proses kontak digunakan untuk membuat asam sulfat dengan katalis V2O5. Proses bilik timbal digunakan untuk membuat asam sulfat dengan katalis gas NO dan NO2. Proses Frasch digunakan untuk membuat belerang. 25. Jawaban: e Magnesium merupakan unsur pada periode ketiga yang menghasilkan warna-warna terang saat dibakar. Oleh karena itu, magnesium digunakan untuk membuat kembang api dan lampu blitz pada fotografi. 26. Jawaban: b Tanah liat (Al 2Si 2O 7.2H 2O) digunakan untuk membuat semen, dengan cara dicampur bersama batu kapur (CaCO3) pada suhu ±1.500°C. 27. Jawaban: e No.

Mineral

Kandungan Unsur

1. 2. 3. 4. 5.

Ortoklase Karnalit Kriolit Apatit Pirit

silikon magnesium aluminium fosfor belerang

28. Jawaban: b Asam sulfat dibuat dari belerang dioksida dengan katalis V2O5 melalui proses kontak, menghasilkan belerang trioksida yang diabsorpsikan ke dalam H2SO4. Hasil absorpsi ini berupa asam pirosulfat (H 2 S 2 O 7 ), yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan H2SO4. 29. Jawaban: d H2SO4 merupakan bahan baku pembuatan pupuk superfosfat dan amonium sulfat. Pupuk ini dikenal dengan nama ZA (zwavelzuur ammonia). 30. Jawaban: d Mr kuarsa (SiO2) = Ar Si + 2 · Ar O = 28 + (2 × 16) = 60 30 kg = 30.000 g mol SiO2 =

= 500 mol

Persamaan reaksi: SiO2(g) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g) mol Si : mol SiO2 = 1 : 1 mol Si = mol SiO2 = 500 mol massa Si = 500 × 28 = 14.000 gram = 14 kg B. Uraian 1. Grafik hubungan antara nomor atom unsur periode ketiga dengan energi ionisasinya sebagai berikut.

Ar Energi Ionisasi

Demikian juga sebaliknya, senyawa basa dapat dinetralkan oleh asam. Dengan demikian, kelebihan asam lambung dapat dinetralkan oleh magnesium hidroksida yang bersifat basa.

Cl P Mg

Si

S

Al Na 11 12 13 14 15 16 17 18 Nomor Atom

Penyimpangan besarnya energi ionisasi unsurunsur periode ketiga dapat dijelaskan berdasarkan konfigurasi elektron valensi yang dimiliki oleh tiaptiap unsur. Unsur yang memiliki elektron valensi yang mengisi orbital secara penuh atau setengah penuh akan bersifat lebih stabil (elektronnya lebih sukar dilepas) sehingga memiliki energi ionisasi yang lebih tinggi daripada unsur yang elektron valensinya mengisi orbital belum secara penuh atau setengah penuh.

Kimia Kelas XII

91

2. Unsur-unsur periode ketiga dari natrium ke klorin memiliki harga potensial reduksi standar yang semakin positif. Hal ini berarti bahwa natrium ke klorin semakin mudah mengalami reaksi reduksi, atau sifat pengoksidasinya bertambah kuat. Dengan demikian juga dapat dipastikan bahwa natrium ke klorin sulit mengalami reaksi oksidasi atau sifat pereduksinya semakin lemah. 3. Urutan sifat logam ditentukan oleh nilai energi ionisasi. Semakin kecil energi ionisasi, semakin bersifat logam. Dengan demikian, urutan sifat logam adalah: Na > Mg > Al > Si. Urutan sifat nonlogam berlawanan dengan sifat logam, sehingga urutan sifat nonlogam adalah: Cl > S > P Secara umum, dari kiri ke kanan sifat logam berkurang dan sifat asam bertambah. 4. Sifat basa unsur-unsur periode ketiga dari natrium ke klor semakin berkurang dan sifat asamnya semakin bertambah. Senyawa-senyawa hidroksida dari unsur-unsur periode ketiga sebagai berikut. NaOH = natrium hidroksida Mg(OH)2 = magnesium hidroksida Al(OH)3 = aluminium hidroksida Al(OH)3 → HAlO2 + H2O asam aluminat

Si(OH)4 → H2SiO3 + H2O asam silikat

P(OH)3 → H3PO3

6. Mineral-mineral fosfat yang menjadi sumber fosfor adalah fosforit atau kalsium fosfat (Ca3(PO4)2) yang banyak terdapat dalam tulang manusia atau hewan, dan apatit (CaF2, Ca3(PO4)2) yang terdapat dalam batu karang fosfat. Cara ekstraksi fosfor dari senyawanya sebagai berikut. Pembuatan fosfor didasarkan pada proses Wohler yaitu dengan cara memanaskan campuran fosforit, pasir, dan karbon dalam tanur listrik (± 1.300°C). Persamaan reaksinya: 2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO2(s) → 6CaSiO3(s) + P4O10(s) P4O10(s) + 10C(s) → P4(g) + 10CO(g) Uap fosfor yang terbentuk kemudian didinginkan dalam alat pengembun. Selanjutnya, fosfor cair yang terbentuk disaring dan disimpan di dalam air karena fosfor jika berada di udara mudah terbakar (akan terbakar dengan sendirinya) pada titik leburnya (± 44°C). Dua bentuk alotropi dari fosfor yaitu fosfor merah dan fosfor putih. Perbedaan antara kedua jenis alotropi tersebut sebagai berikut. Fosfor Putih Fosfor Merah – Mudah meleleh – Sukar meleleh – Bersinar dalam gelap – Tidak bersinar – Bersifat racun – Tidak beracun – Larut dalam CS2 – Tidak larut dalam CS2 – Reaktif – Kurang reaktif – Kerapatan 1,8 g/cm3 – Kerapatan 2,3 g/cm3 7. a.

asam fosfit

P(OH)5 → H3PO4 + H2O asam fosfat

S(OH)4 → H2SO3 + H2O asam sulfit

S(OH)6 → H2SO4 + H2O asam sulfat

ClOH → HClO asam hipoklorit

Cl(OH)3 → HClO2 + H2O asam klorit

Cl(OH)5 → HClO3 + H2O asam klorat

5. Sifat-sifat kimia logam natrium sebagai berikut. a. Merupakan reduktor kuat. b. Dapat membentuk natrium amalgam saat dilarutkan dalam air raksa. c. Mudah teroksidasi oleh oksigen membentuk Na2O. d. Mudah bereaksi dengan air membentuk NaOH.

92


b.

Sumber alam yang mengandung silikon berupa senyawa-senyawa silikat seperti silikon dioksida (SiO2) atau yang dikenal sebagai pasir atau kuarsa, tanah liat (Al2Si2O7 · 2H2O), asbes, dan mika. Cara pengolahan silikon: Silikon dibuat dengan cara mereduksi SiO2 dengan karbon dalam tanur listrik. Reaksinya: SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g) Silikon yang dihasilkan pada proses ini belum murni. Pemurnian dilakukan dengan menambahkan gas klorin. Reaksinya: Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(g) Selanjutnya, gas hasil reaksi direduksi dengan gas hidrogen pada suhu tinggi sehingga diperoleh silikon yang benar-benar murni. Reaksinya: SiCl4(g) + 2H2(g) → Si(s) + 4HCl(g)

8. Logam magnesium dapat diperoleh dengan cara mengelektrolisis lelehan MgCl2 menggunakan elektrode karbon. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. MgCl2( ) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq)

Katode : Mg2+(aq) + 2e– → Mg(s) Anode : 2Cl–(aq) → Cl2(g) ––––––––––––––––––––––––––––– + MgCl2( ) → Mg(s) + Cl2(g) 9. a. b. c.

Al2(SO4)3 dikenal dengan nama tawas yang digunakan untuk menjernihkan air. (NH4)2SO4 dikenal sebagai pupuk ZA (zwavel amonium) digunakan sebagai pupuk tanaman. CaSO 4 yang disebut dengan gips untuk menyambung tulang yang patah.

10. Reaksi reduksi dalam tanur listrik sebagai berikut. SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g) a. Mr SiO2 = 28 + 16(2) = 60 Berat SiO2 = 5 ton = 5 × 106 gram Mol SiO2 =

×

= 8,33 × 104

Berat Si = 1,96 × 106 Mol Si =

×

Kadar SiO2 = = b.

= 7 × 104 mol

× ×

× 100% × 100%

= 84,03% Untuk mereduksi SiO2 diperlukan karbon: 2 × 7 × 104 × 12 = 1,68 × 106 gram = 1,68 ton

Bab VII Unsur-Unsur Radioaktif

234 Th 90

4. Jawaban: e 239 U → 207 Pb + x(4 α) + y( 0β) 92 82 2 –1 x=

1. Jawaban: b 40 Antara nuklida 40 20Ca dan 18Ar mempunyai nomor massa (A) sama, tetapi nomor atom berbeda. Dengan demikian, kedua isotop tersebut merupakan isobar. 2. Jawaban: b Nuklida 137N memiliki jumlah proton = 7 dan jumlah neutron = 13 – 7 = 6. Perbandingan n : p = 6 : 7 = 0,85 : 1. Jadi, perbandingan n : p ≠ 1 : 1 sehingga nuklida tersebut terletak di bawah pita kestabilan (jumlah n < jumlah p). 3. Jawaban: a 238 U 92

4 → 234 90Th + 2α

−

=8

92 = 82 + 8 · 2 – y y = 98 – 92 = 6 Menjadi: 239 U → 207 Pb + 8 4 α + 6 0β 92 82 2 –1 5. Jawaban: a 234 Th → A X + 7 4 α + 6 0β 90 Z 2 –1 Pada reaksi inti: – jumlah nomor massa (A) ruas kiri = jumlah nomor massa (A) ruas kanan, – jumlah nomor atom (Z) ruas kiri = jumlah nomor atom (Z) ruas kanan, Dengan demikian: – 234 = A + 7(4) + 6(0) ⇒ A = 206 – 90 = Z + 7(2) + 6(–1) ⇒ Z = 82 Maka isotop stabil tersebut adalah 206 82Pb. 6. Jawaban: b 241 Pu → 8 4 α + X 94 2 X → 5 –10β + Y Nilai X dihitung sebagai berikut. nomor massa Pu = 8 (nomor massa α) + nomor massa X nomor massa X = 241 – 8(4) = 209 nomor atom X = 94 – 8(2) = 78 Jadi, unsur X adalah 209 78X. 209 X 78

A. Pilihan ganda

0 → 234 91Pa + –1β

→ 5 –10β + Y

Nilai Y dihitung sebagai berikut. nomor massa Y = 209 – 0 = 209 nomor atom Y = 78 – 5(–1) = 83 Jadi, unsur terakhir yang terbentuk = 209 83Y. Pada pilihan, unsur tersebut adalah 209 83Bi. 7. Jawaban: b 55 Pada peluruhan 55 27Co menjadi 26Fe, nomor atom (Z) Co berkurang satu, sedangkan nomor massa (A) tetap. 55 Co → 55 Fe + 0e 27 26 +1 Jadi, partikel yang dipancarkan adalah positron. 8. Jawaban: c 14 C → 0β + b X 6 a –1 b + 0 = 14 b = 14 Jadi, 147X = 147N.

a–1=6 a=7

Kimia Kelas XII

93

9. Jawaban: d Nt = 15,2 N0 = 11,6 " = 5.715

3.



#" #

a.

b.

"  "

=   

"

= log

"

"

=

"

=

#" #

c.

−

t = (0,3899)(5.715) = 2.228,5 tahun

d.

Unsur Np memiliki jumlah proton = 93. Jumlah proton tersebut > 83 sehingga unsur Np terletak di tepi atas kanan pita kestabilan inti. Semua unsur yang memiliki proton > 83 termasuk unsur radioaktif. Unsur 236 93 Np termasuk unsur radioaktif.

4. a.

Pemancaran α Partikel α tersusun dari 2 proton dan 2 neutron. Nuklida radioaktif yang melakukan peluruhan α akan kehilangan 2 proton dan 2 neutron, serta membentuk nuklida baru. Pemancaran β Partikel β tidak bermassa dan bermuatan –1. Nuklida radioaktif yang meluruh dengan memancarkan partikel β, nomor atom nuklida yang baru akan bertambah 1, sementara nomor massanya tetap. Pemancaran partikel γ Partikel γ tidak mempunyai massa dan tidak bermuatan. Oleh karena itu, nuklida radioaktif yang memancarkan partikel γ nomor massa dan nomor atomnya tidak berubah.

10. Jawaban: a Diketahui: massa awal (No) = 10 gram " = 40 hari

t = 120 hari "

  "   

#" #

=

#"

=    

 

 

Nt =   × 10 = × 10 = 1,25 gram  

b.

B. Uraian 1. Isotop 126C Mempunyai jumlah neutron (N) = 12 – 6 = 6 dan jumlah proton (Z) = 6. Sifat kestabilan:

# $

=

Sifat kestabilan:

# $

=

> 1 (tidak stabil)

Jadi, isotop yang lebih stabil adalah 126C.

5. Reaksi penembakan dengan partikel ringan dilakukan menggunakan partikel alfa, proton, neutron, dan deuteron. Contoh: 27 Al 13

2.

Reaksi Fusi – –

Hasil stabil. Energi yang dihasilkan jauh lebih besar. – Merupakan reaksi penggabungan. – Mengakibatkan pencemaran radioaktif dan radiasi kecil. Contoh: 2H + 3H → 4H + 1n + e 1 1 2 0

+ 42He →

30 P 15

+ 10n

Reaksi Fisi – –

Hasil bersifat radioaktif. Energi yang dihasilkan cukup besar. – Merupakan reaksi pembelahan. – Mengakibatkan pencemaran radioaktif dan radiasi besar. Contoh: 235 U + 1 n → 90 Kr + 144 Ba 92 0 36 56 + 210n + e

94

c.

= 1 (stabil)

Isotop 146C Mempunyai jumlah neutron (N) = 14 – 6 = 8 dan jumlah proton (Z) = 6.

Unsur P terletak di dalam pita kestabilan inti. Jumlah neutron P = 30 – 15 = 15 sama dengan jumlah proton P. Dengan demikian, unsur P stabil (bukan unsur radioaktif). Unsur O memiliki jumlah neutron = 18 – 8 = 10. Jumlah proton unsur O = 8. Jumlah n > jumlah p. Dengan demikian, unsur tersebut terletak di atas pita kestabilan inti. Unsur 188O termasuk unsur radioaktif. Unsur Sc memiliki jumlah neutron = 40 – 21 = 19. Jumlah proton unsur Sc = 21. Jumlah n < jumlah p. Dengan demikian, unsur tersebut terletak di bawah pita kestabilan inti. Unsur 40 21Sc termasuk unsur radioaktif.


Reaksi penembakan dengan partikel berat dilakukan menggunakan karbon-12 ( 12 C), nitrogen-14 (14N), dan oksigen-16 (16O). Contoh: 197 Au 79

+ 126C →

204 At 85

+ 510n

d.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Radioisotop dapat digunakan untuk pembuatan unsur-unsur baru (transuran). Ilmuwan pertama yang berhasil membuat transuran adalah Ferunl yaitu dengan cara menembaki inti atom 238 92U. 2. Jawaban: a Dalam bidang industri, radioisotop digunakan untuk mengawetkan makanan dan pengolahan lateks. Sementara itu, menentukan kebocoran bendungan digunakan dalam bidang hidrologi, sedangkan mutasi gen digunakan dalam bidang biologi. 3. Jawaban: c Xe-133 untuk mendeteksi penyakit paru-paru. Ca-47 untuk pengobatan kanker tulang. I-131 untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok. Co60 untuk pengobatan kanker dan sterilisasi alatalat kedokteran. Na-24 untuk mendeteksi gangguan peredaran darah. 4. Jawaban: d P-32 untuk mendeteksi penyakit mata. Na-24 mempelajari kecepatan aliran air sungai atau untuk mendeteksi kebocoran pipa air. Co-60 untuk terapi tumor atau kanker. I-131 untuk diagnosis fungsi kelenjar gondok. Cs-137 untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. 5. Jawaban: b Radioisotop O-18 digunakan untuk menentukan mekanisme reaksi esterifikasi. Oksigen yang terdapat pada gugus OH dalam senyawa alkohol diberi tanda R′ – *OH kemudian direaksikan dengan asam karboksilat. Jika hasil reaksi yang diperiksa merupakan ester yang bersifat radioaktif, berarti atom oksigen yang membentuk air berasal dari asam karboksilat. O O B B H+ R–C + R′– *OH → R – C +H O Z Z*OR′ 2 OH 6. Jawaban: a a. Penggunaan radioisotop dalam bidang biologi: mengetahui ATP sebagai penyimpanan energi dalam tubuh. b. Penggunaan radioisotop dalam bidang kimia: menentukan kadar suatu zat terlarut dalam suatu larutan dengan menambahkan larutan yang mengandung zat radioaktif. c. Penggunaan radioisotop dalam bidang hidrologi: menyelidiki arah pergerakan sedimen.

Penggunaan radioisotop dalam bidang kedokteran: 1) mengukur laju pembentukan sel darah merah; 2) mendeteksi kerangka tulang manusia.

7. Jawaban: c Co-60 adalah sumber radiasi gamma, sehingga dapat digunakan untuk terapi tumor dan kanker. Hal ini dikarenakan radiasi gamma mempunyai daya tembus sangat besar sehingga dapat membunuh sel-sel kanker. 8. Jawaban: a Perunut adalah alat untuk menentukan jejak. Jadi, radioisotop yang digunakan sebagai perunut adalah isotop 24Na dan 56Fe. 9. Jawaban: a 192Ir digunakan untuk menyelidiki arah pergerakan sedimen pada bidang hidrologi. 131I digunakan untuk mengetahui debit air sungai, 59Fe untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah, 99Tc untuk mendeteksi kerangka tulang manusia, dan 60Co untuk penyamakan kulit. 10. Jawaban: e Kerontokan rambut kepala yang telah diiradiasi termasuk dampak negatif radioisotop. Radiasi zat radioaktif dapat mengakibatkan kerusakan sel somatis berbentuk lokal. Sementara itu, pilihan a, b, c, dan d termasuk manfaat zat radioaktif. B. Uraian 1. Mekanisme reaksi oksidasi propena dengan menggunakan KMnO4 dalam suasana asam dan basa. Salah satu atom C yang berikatan rangkap digunakan isotop 14C yang memancarkan sinar beta. Dengan penelusuran dapat diketahui isotop 14C berada pada CH COOH atau pada CO . 3 2 Reaksi: CH3 – C = *CH2 + [O] → CH3COOH + *CO2(basa) CH3 – C = *CH2 + [O] → CH3COOH + *CO2(asam) 2. Radioisotop memiliki sifat kimia yang hampir sama dengan isotop stabil, sehingga reaksi kimia dari radioisotop hampir sama pula dengan reaksi kimia dari isotop stabilnya. Dengan demikian, radioisotop dapat diikuti geraknya karena sinar-sinar yang dipancarkan dapat ditangkap oleh alat-alat detektor. Oleh karena itu, radioisotop dapat digunakan sebagai perunut. 3. a. Mempelajari efisiensi pemanfaatan pakan untuk produksi ternak. b. 32P dan 35S untuk pengukuran jumlah dan laju sintesis protein di dalam usus besar hewan ternak.

Kimia Kelas XII

95

c.

14C

dan 3H untuk pengukuran produksi dan proporsi asam lemak mudah menguap di dalam usus besar hewan ternak.

4. Radioisotop 60Co dapat memperbaiki kualitas penyamakan kulit karena dapat menghasilkan kulit dengan daya rentang yang lebih baik jika dibandingkan dengan kulit yang disamak dengan cara biasa. 5. Zat radioaktif dapat mengakibatkan dampak negatif sebagai berikut. a. Umur manusia menjadi lebih pendek karena rusaknya jaringan sel tubuh dan menurunnya kekebalan tubuh. b. Penyakit leukemia karena mengakibatkan pembelahan sel darah putih. c. Kemandulan dan mutasi genetik pada keturunannya, apabila mengenai kelenjar kelamin. d. Kerusakan somatis berbentuk lokal dengan tanda kerusakan kulit, kerusakan sel pembentuk sel darah, kerusakan sistem saraf, ataupun kerontokan rambut.

5. Jawaban: d Nt = 8 gram t = 2.610 tahun " = 870 tahun

"

#" #

" =  

 

#

"

=

"

#"

=

#

=

log

#

−

= –0,903 10log

#

= 10log 10–0,903

#

= 0,125

N0 = 63,9 ≈ 64 6. Jawaban: b 27 Al 13

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b Pada tahun 1898 suami istri Piere dan Marie Curie berhasil mengisolasi unsur baru yang terbentuk dari peluruhan unsur radioaktif uranium. Kedua unsur tersebut adalah polonium dan radium. 2. Jawaban: a Sinar gamma mempunyai daya tembus terbesar dan daya pengion yang paling lemah di antara partikel-partikel yang dihasilkan oleh zat radioaktif.

+ 42α →

30 P 15

+ 10n

Pilihan yang lain seharusnya: 9 Be + 4 α → 12 C + 1 n 4 2 6 0 9 Be (α, n) 12 C 4 6 24 Mg 12

+ 42α → 24 Mg 12

10 B 5

+ 10n

(α, n) 27 14Si

+ 42α → 10 B (α, 5

14 N 7

27 Si 14

13 N 7

+ 10n

n) 137N

+ 42α →

17 O 9

+ 10n

14 N (α, n) 17 O 7 9

3. Jawaban: b Reaksi pada bom hidrogen adalah reaksi fusi. Reaksi fusi yaitu reaksi penggabungan inti ringan yang menghasilkan inti yang lebih berat disertai dengan sejumlah energi yang berat. Reaksi yang terjadi: 2 H + 3 H → 4 He + 1 n + energi 1 1 2 0

7. Jawaban: b Dianggap massa awal radioaktif = 100%.

4. Jawaban: d

8. Jawaban: d Persamaan reaksi transmutasi inti: 239 Pu + 4 α → yAm + 1 p + 21 n 94 2 x 1 0 y = nomor massa reaktan – nomor massa produk = (239 + 4) – (1 + 2) = 240 x = nomor atom reaktan – nomor atom produk = (94 + 2) – (1 + 0) = 95 Notasi Am = 240 95Am Jadi, harga y = 240 dan harga x = 95.

&  &

  

Nt = N0  

   

= N0   =

96

N 0


"

 "  

Nt = N0  

   

= 100%  

   

= 100%   = 100%

Jadi, sisa unsur radioaktif tersebut sebesar 0,0625 atau 6,25%.

9. Jawaban: d Jika dihasilkan inti helium maka bilangan massa berkurang 4 dan nomor atom berkurang 2. →

230 Th 90

226 Ra 88

+ 24α

10. Jawaban: b a 40 Untuk reaksi 40 19K + bX → 18Ar 40 + a = 40 a = 40 – 40 a=0 19 + b = 18 b = 18 – 19 b = –1 a ∴ bX = –10X Jadi, X adalah partikel elektron (–10e). 226 a Untuk reaksi 230 90Th → 88Ra + bY 230 = 226 + a a = 230 – 226 a=4 90 = 88 + b b = 90 – 88 b=2 ∴ abY = 24Y Jadi, Y adalah partikel alfa (24α).

11. Jawaban: c Nomor atom Sc adalah 21, dengan demikian reaksi inti yang terjadi adalah: 44 Ca + 1 p → 1 n + 44 Sc 20 1 0 21 maka x adalah proton. 12. Jawaban: e 136 Br → 136 I + 19 0e → positron 54 35 1 14 C 6

→

14 N 7

+ –10β → partikel β

31 P 15

→

30 Si 14

+ 11p → proton

40 K 19

→

40 Ca 20

235 U 92

→

+ –10β → partikel β

231 Th 90

+ 42α → partikel α

13. Jawaban: b Apabila perbandingan jumlah neutron dan proton, n : p = 1 : 1, inti atom tersebut stabil. Pada proton yang berjumlah lebih besar dengan perbandingan n : p hingga 1,5 : 1 juga dikatakan stabil.

15. Jawaban: d 31 P + 1 n → 32 P 15 0 15 Inti P bertambah 1 neutron 32 P → 32 S + 0β 15 16 –1 Bandingkan 15P dengan 32 15P Pada P, proton = 15 neutron = 16 Pada S, proton = 16 neutron = 16 Jadi, proton bertambah satu. 16. Jawaban: e Nt =

"

 

0,25 = 1·          

 "  

Nt =

·

    

 

=   

≈ = 0,125

Jadi, % Nt setelah 2 tahun sebesar 12,5%.

 

=     =2

t = 11.460 tahun 17. Jawaban: b 232 Th → 208 Pb + n 4α + m 0β 90 82 2 –1 208 + 4n = 232 4n = 24 n=6 82 + 2n – m = 90 82 + 12 – m = 90 m=4 Jumlah partikel alfa dan beta yang dipancarkan = 6α dan 4β. 18. Jawaban: a Isotop merupakan nuklida dengan jumlah proton (nomor atom) sama, tetapi jumlah neutron (nomor massa) berbeda. Contoh: 16O, 17 O, 18O 8 8 8 19. Jawaban: d "

 "  

Nt = N0  

 "

2 = 16 ·    

     

= N0  

Nt

"

"

14. Jawaban: c "

"

 " N0    

=

 "   

=

 "   

3=

"

" =

= 20 hari

Kimia Kelas XII

97

20. Jawaban: d Reaksi fisi adalah reaksi inti yang bersifat pemecahan sebuah inti berat menjadi dua atau lebih inti yang lebih ringan disertai pemancaran energi dan partikel elementer. "

 " N0     "



" 

=    

"

= 1 → t = 5 hari

22. Jawaban: a N0 = 25 gram " = 20 tahun

t

= 60 tahun "

Nt =

 " N0    

   

= N0  

   

= 25   = 3,125 gram 23. Jawaban: d C-14 digunakan untuk menentukan umur bendabenda purbakala. Radioisotop ini merupakan pemancar sinar beta dengan waktu paruh sekitar 5.730 tahun. Pengukuran umur benda purbakala dengan membandingkan secara langsung aktivitas C-14 dari sampel yang diukur dengan aktivitas equilibrium C-14 di atmosfer. Dengan demikian, umur sampel dapat ditentukan menggunakan umur paruh C-14. 24. Jawaban: c Sinar gamma mempunyai daya tembus sangat kuat sehingga mampu membunuh kuman-kuman yang ada dalam alat-alat kedokteran atau suatu bahan sehingga bahan-bahan dan peralatan kedokteran menjadi steril. 25. Jawaban: d Sinar radiasi dapat digunakan sebagai sumber radiasi. Radiasi ini bersifat merusak sehingga dapat menimbulkan perubahan metabolisme sel.

98

=

" = 10 tahun

"

=

  "   

=

    

"

=

"

=

"

     

0,01 = 0,02 ·

#" #

#" #

21. Jawaban: d Nt =

26. Jawaban: c


− −

t = 33,22 ≈ 33 tahun 27. Jawaban: a Radioisotop digunakan di bidang biologi untuk meneliti gerakan air di dalam batang, mengetahui ATP sebagai penyimpan energi dalam tubuh, dan menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis. Sementara itu, mengamati pertumbuhan dan perkembangan tanaman digunakan dalam bidang pertanian, menentukan mekanisme reaksi esterifikasi digunakan dalam bidang kimia. 28. Jawaban: c Isotop yang digunakan dalam bidang kedokteran untuk pengobatan kanker adalah Co-60. Sementara itu isotop Na-24 dan I-131 digunakan untuk mengetahui debit air sungai, C-13 untuk menentukan umur dan asal air tanah, sedangkan U-238 digunakan untuk reaktor nuklir. 29. Jawaban: e Kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis dapat dirunut dengan 14C. Sementara itu, 37C digunakan untuk mengetahui tempat pemupukan yang tepat, 45Ca dan 35S digunakan untuk mengamati pertumbuhan dan perkembangan tanaman, sedangkan 3H digunakan untuk mengukur produksi asam lemak dalam usus besar. 30. Jawaban: c Radioisotop yang dihasilkan oleh reaktor Trigamark antara lain 131I, 99mTc, 32P, 42K, 24Na, 82Br, dan 32S. B. Uraian 1. Pita kestabilan adalah tempat kedudukan isotopisotop stabil dalam peta isotop. Cara isotop radioaktif berikut ini menuju ke pita kestabilan:

a.

b.

isotop radioaktif yang terletak di tepi atas kanan pita kestabilan mencapai keadaan stabil dengan memancarkan sinar alfa; isotop radioaktif yang terletak di atas pita

c.

kestabilan (mempunyai harga ' lebih besar dari isotop stabilnya) mencapai keadaan stabil dengan memancarkan sinar beta; serta isotop radioaktif yang terletak di bawah pita

20 Na 11

2. a.

27 Al 13

+ 42α → abX + 10n

27 + 4 = a + 1 a = 30 13 + 2 = b + 0 b = 15 ∴ X = 30 15X Jadi, unsur tersebut adalah 30 15P. b.

9 Be 4

+ 42α → abX + 10n + E

9+4=a+1 a = 12 4+2=b+0 b=6 ∴ X = 126X Jadi, unsur tersebut adalah 126C. c.

2H 1

+ 31H → abX + 10n + E

2+3=a+1 a=4 1+1=b+0 b=2 ∴ X = 42X Jadi, partikel tersebut adalah alfa. d.

230 Th 90

+ 2 10n →

226 Ra 88

+ 2 abX

230 + 2 = 226 + 2a a=3 90 + 0 = 88 + 2b b=1 ∴ X = 31X Jadi, partikel tersebut adalah triton. 3. a.

b.

Isotop 219F mempunyai 9 proton dan 12 neutron 21 F 9

→

21 X 10

+ –10β

21 F 9

→

21 Ne 10

+ –10β

20 Na 11

Isotop 9 neutron 20 Na 11

→

16 X 9

mempunyai 11 proton dan + 24α

+ 24α

16 F 9

Isotop 55 27Co mempunyai 27 proton dan 28 elektron

c.

kestabilan (mempunyai harga ' lebih kecil dari isotop stabilnya) mencapai keadaan stabil dengan memancarkan positron.

→

55 Co 27

→

55 X 26

55 Co 27

→

55 Fe + 0e 26 +1

+ +10e

4. Deret peluruhan radioaktif terbagi atas 4 macam sebagai berikut. a. Deret Torium Deret ini diawali dari 232 90 Th dan berakhir dengan 208 82Pb. Kelipatan nomor massa unsur yang terbentuk A = 4n. b. Deret Uranium Deret tersebut dimulai dari 238 92U dan berakhir dengan 206 Pb. Kelipatan nomor massa unsur 82 yang terbentuk A = 4n + 2. c. Deret Aktinium Deret ini diawali dari 235 92 Ac dan berakhir dengan 207 Pb. Kelipatan nomor massa unsur 82 yang terbentuk A = 4n + 3. d. Deret Neptunium Deret ini diawali dari 237 93Np dan berakhir dengan 209 83Bi. Kelipatan nomor massa unsur yang terbentuk A = 4n + 1

λ

?@? −!−

5. " =

=

= 6,9 × 1012 s Dalam satuan tahun menjadi 2,2 × 105 tahun. 6. Nt = 12,50% = 0,125 N0 = 100% = 1 "

 "  

Nt = N0  

  "

0,125 = 1 ·          

  "

=    

3=

"

" = 120

Jadi, waktu paruh unsur radioaktif tersebut adalah 120 hari. 7. Teknik gauging merupakan pemanfaatan radiasi untuk memantau kualitas produk industri secara terus-menerus, cepat, dan tepat. Teknik ini diterapkan untuk mendeteksi isi cairan dalam kemasan kaleng minuman. Melalui teknik ini

Kimia Kelas XII

99

diperoleh volume kaleng yang seragam pada setiap kemasan secara tepat, akurat, dan cepat sehingga tidak terjadi pemborosan. 8. a.

b.

c.

Reaktor tenaga, yaitu reaktor yang digunakan sebagai sumber tenaga penggerak generator. Reaktor ini berfungsi untuk mengubah tenaga nuklir menjadi tenaga listrik. Reaktor penelitian, yaitu reaktor yang digunakan untuk memproduksi neutron sehingga dihasilkan radioisotop. Reaktor pengubah, yaitu reaktor yang digunakan untuk mengubah isotop-isotop alam menjadi bahan bakar reaktor lain.

9. Pemberantasan hama dengan cara radiasi yaitu dengan memandulkan serangga jantan, kemudian dilepas lagi ke habitatnya. Perkembangbiakan serangga akan terganggu karena serangga jantan infertil sehingga populasi hama serangga tidak akan bertambah. 10. a.

b. c.

Menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis dengan radioisotop C–14. Meneliti gerakan air dalam batang tanaman. Mengetahui ATP sebagai penyimpan energi dalam tubuh dengan 38F.

Latihan Ulangan Akhir Semester A. Pilihan ganda

=

=

∆P =

     

+ 

( ) ( )+( )

×

Mr = 342 J/mol 4. Jawaban: c ∆Tb = 100,13°C – 100°C = 0,13°C ∆Tb = m · Kb 0,13 = m × 0,52

m = = 0,25 m ∆Tf = m · Kf = 0,25 × 1,86 = 0,46 Jadi, larutan tersebut membeku pada suhu = (0 – 0,46)°C = –0,46°C. 5. Jawaban: e MgCl2; n = 3 ∆Tf = (0 – (–0,558))°C = 0,558°C

π= = 0,6

Plarutan = P0 – ∆P = 30,6 – 0,6 = 30 mmHg

2. Jawaban: e Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam pelarut yang sama, semakin tinggi kenaikan titik didihnya maka titik didih larutan itu juga semakin

100

0,026 = 0,52 ×

'

×

×

'

× Kf × i

6. Jawaban: b T = (25 + 273) K = 298 K π=M·R·T

Q!

= + =

0 Xt · P = × 30,6

0,558 = × × 1,86 × {1 + (3 – 1)α}

1 + 2α = 1,2 2α = 0,2 α = 0,1

       Q!

∆Tb = Kb ×

Q! + Q!

       

3. Jawaban: b Mula-mula dicari titik didih larutan. ∆Tb = 100,026°C – 100°C = 0,026°C

∆Tf =

1. Jawaban: c Xglukosa =

tinggi. Hal ini berarti semakin besar pula konsentrasi molal larutan.


=

?

?

×R×T

?@? −

×

× 0,082 × 298 = 0,27 atm

7. Jawaban: b Ketika seng dioksidasi, seng akan melepaskan dua elektron. Seng yang dioksidasi akan mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. 8. Jawaban: d Reduksi terjadi pada Zn2+(aq) → Zn(s). Zn2+ mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +2 menjadi 0. Jadi, Zn2+ mengalami reduksi.

9. Jawaban: c Ketika gas klorin dimasukkan ke dalam larutan KI maka akan dibebaskan gas iodin berwarna cokelat, KI mengalami oksidasi dan klorin mengalami reduksi sehingga bertindak sebagai oksidator. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2KI(aq) + Cl2(g) → 2KCl(aq) + I2(g) +1–1

0

+1–1

0

oksidasi reduksi

10. Jawaban: a Reaksi a bukan merupakan reaksi redoks karena pada reaksi tersebut tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi. 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O +1–2+1

+2+6–8

+2 +6–8

+2–2

Sementara itu, pada reaksi yang lain mengalami perubahan bilangan oksidasi. 2Mg + O2 → 2MgO 0

0

+2 –2 oksidasi reduksi

+1–1

+2 –2

0

oksidasi reduksi

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O 0

+2+6–8

+2+6–8

+4–4

+2 –2

oksidasi reduksi

2H2S + SO2 → 2H2O + 3S +2 –2

+4–4

+2 –2

13. Jawaban: c Reaksi elektrolisis larutan KNO3 dengan elektrode karbon sebagai berikut. KNO3(aq) → K+(aq) + NO3–(aq) Katode : 2H2O( ) + 2e– → 2OH–(aq) + H2(g) Anode : 2H2O( ) → 4H+(aq) + 4e– + O2(g) Jadi, pada katode terbentuk gas hidrogen dan pada anode terbentuk gas oksigen. 14. Jawaban: b Misal rumus garam: MnxOy Reaksi elektrolisis MnxOy menghasilkan mangan di katode sehingga ion mangan tidak mungkin Mn2+. Hal ini karena reaksi elektrolisis larutan yang mengandung Mn2+ pada katode yang mengalami reduksi berupa air. 2H2O + 2e– → 2OH– + H2 Jadi, garam mangan tidak mungkin MnCl2 atau MnO. Mn×Oy(aq) → xMny+(aq) + yOx–(aq) Katode: Mny+(aq) + ye– → Mn(s) 0,06 mol

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 0

2MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e– → Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O( )

0

oksidasi reduksi

11. Jawaban: b Reaksi tersebut terbentuk dari persamaan redoks berikut. Mg → Mg2+ + 2e– 2H+ + 2e– → H2 ––––––––––––––––––– + Mg + 2H+ → Mg2+ + H2 Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, Mg mengalami oksidasi karena melepaskan dua elektron. 12. Jawaban: d Dalam sel kering: a. Zn di katode mengalami oksidasi menjadi ion Zn2+ dengan melepas 2 elektron. Reaksinya: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e– b. Amonium klorida tereduksi menjadi amonia dan air di katode. Reaksi yang terjadi:

0,02 mol

Perbandingan mol e– : mol Mn = 0,06 : 0,02 = 3 : 1 3+ Jadi, y = 3(Mn ) Garam yang mengandung Mn3+ adalah MnCl3. Garam MnO2 mengandung ion Mn4+, sedangkan KMnO4 mengandung ion Mn7+. 15. Jawaban: a E° sel = E° Cu2+ | Cu – E° Al3+ | Al = 0,34 – (–1,66) = 2,00 volt 16. Jawaban: b

eZn = = 32,5 I = 5 ampere t = 10 menit = 600 detik wZn =

\"

= × ×

= 1,01 gram

17. Jawaban: b Reduksi : MnO–4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O ×1 Oksidasi : Fe2+ → Fe 3+ + e– ×5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ → Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+ 18. Jawaban: d Logam dapat mendesak logam lain berarti logam tersebut mempunyai harga potensial reduksi lebih kecil. Jadi, urutan potensial reduksi dari yang paling besar ke kecil adalah B > C > A.

Kimia Kelas XII

101

19. Jawaban: c AgNO3 → Ag+ + NO–3 Katode : Ag+ + e– → Ag Anode : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e– 20. Jawaban: d ^Q_

F =

=

= 0,1 Faraday Reaksi elektrolisis: AgNO3 → Ag+ + NO–3 Katode : Ag+ + e– → Ag Anode : 2H2O → 4H+ + 4e– + O2

H+ = × 0,1 mol = 0,1 mol [H+] =

`

= 0,1 M

[H+]

pH = –log = –log 10–1 =1 21. Jawaban: e Sel elektrolisis digunakan untuk penyepuhan (elektroplating), pemurnian logam, serta pembuatan gas oksigen dan magnesium. Pembuatan baterai menggunakan sel volta (sel elektrokimia). 22. Jawaban: c Dalam sel volta: 1) Logam yang memiliki E° lebih kecil (lebih negatif) berfungsi sebagai anode → Zn sebagai anode dan Ag sebagai katode. 2) E° sel = E° katode – E° anode = +0,80 – (–0,74) = 1,54 volt 3) Reaksinya: 2Ag+(aq) + Zn(s) → Zn2+(aq) + 2Ag(s) 23. Jawaban: d Logam alkali dari litium ke sesium memiliki jarijari atom yang semakin besar. Jadi, logam alkali yang memiliki jari-jari atom terbesar adalah sesium (Cs). 24. Jawaban: d Reaksi logam Na dengan air sebagai berikut. Na(s) + H2O( ) → NaOH(aq) + H2(g) Reaksi di atas menghasilkan larutan NaOH. 1) Gas yang ditimbulkan adalah gas H2. 2) Adanya nyala dan letupan disebabkan logam Na bersifat reaktif. 3) Perubahan warna air menjadi merah disebabkan tetesan phenolphtalein yang berfungsi sebagai indikator. 25. Jawaban: c Pembuatan logam alkali secara elektrolisis: MCl( ) → M+( ) + Cl–( ) Katode : M+( ) + e– → M( ) Anode : 2Cl–( ) → Cl2(g) + 2e–

102


Jadi, pernyataan yang tepat adalah sebagai berikut. 1) Logam alkali dibuat dari elektrolisis lelehan atau leburan garam kloridanya. 2) Terjadi reaksi reduksi pada ion logam alkali di katode. 3) Logam alkali padat terbentuk di katode. 26. Jawaban: e Bilangan oksidasi (x) halogen dalam senyawasenyawa berikut. HClO4 → (+1) + (x) + 4(–2) = 0 → x = +7 HBrO3 → (+1) + (x) + 3(–2) = 0 → x = +5 HClO2 → (+1) + (x) + 2(–2) = 0 → x = +3 27. Jawaban: c Proses Downs merupakan proses pembuatan klorin melalui elektrolisis leburan NaCl. 28. Jawaban: a Unsur-unsur dalam golongan IA dari atas ke bawah semakin reaktif dengan air, jari-jari atom semakin besar, keelektronegatifan semakin kecil, dan titik leleh semakin rendah. Logam Li hingga Rb berwujud padat, sedangkan Cs berwujud cair, tetapi massa jenisnya dari atas ke bawah semakin besar. 29. Jawaban: c Sifat-sifat unsur dalam golongan halogen sebagai berikut. (1) Semua senyawa garamnya larut dalam air. (2) Semua unsurnya berwujud gas. (3) Dari atas ke bawah titik leleh dan titik didihnya semakin besar. (4) Bereaksi dengan hidrogen menghasilkan larutan bersifat asam atau pH < 7. (5) Reaksi klorin dengan serat besi menghasilkan besi(II) klorida Cl2 + Fe → FeCl2 (6) Dari atas ke bawah sifat oksidator semakin lemah. 30. Jawaban: d Klorin, dalam suhu kamar berwujud gas, bereaksi dengan air membentuk larutan bersifat asam, keelektronegatifan Cl lebih kecil dari fluorin tetapi lebih tinggi dari bromin dan iodin, bereaksi dengan serat besi membentuk FeCl2 sesuai reaksi: Fe + Cl2 → FeCl2 Bereaksi dengan natrium hidroksida membentuk garam natrium klorida (NaCl) dan garam natrium klorat(I) atau NaClO. Cl2 + 2NaOH → 2NaCl + NaOCl + H2O

31. Jawaban: c Sifat paramagnetik dimiliki oleh atom yang mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya. Jadi, sifat paramagnetik ditentukan oleh jumlah elektron yang tidak berpasangan (elektron tunggal). Pada unsur transisi jumlah elektron tunggalnya dapat dilihat pada orbital d-nya. 32. Jawaban: d Pada umumnya unsur-unsur transisi mempunyai beragam bilangan oksidasi, kecuali Zn yang hanya mempunyai satu macam bilangan oksidasi. 33. Jawaban: b Muatan ion kompleks = muatan atom pusat + muatan ligan = (+3) + (4 × 0) + (2 × (–1)) = +1 34. Jawaban: e Senyawa kompleks jika dilarutkan dalam air maka ion kompleks akan tetap berupa satu spesies ion. Na3[Cr(NO2)6] → 3Na+ + [Cr(NO2)6]3– 35. Jawaban: d Jumlah proton menunjukkan nomor atom. Unsurunsur F, G, H menggambarkan unsur-unsur dalam periode 3, karena nomor atomnya 11, 13, dan 16. Unsur-unsur dalam periode mempunyai sifat-sifat sebagai berikut. (1) Jari-jari atom menurun dari F, G, ke H. (2) Keelektronegatifan meningkat dari F, G, ke H. (3) Massa jenis meningkat dari F ke G, kemudian ke H menurun. (4) Titik didih G > F > H. (5) Oksida H bersifat asam, oksida G bersifat amfoter, dan oksida F bersifat asam. 36. Jawaban: c Pembuatan asam sulfat dengan katalis uap nitroso, yaitu campuran gas NO dan NO2 berlangsung dalam bilik timbal, yaitu suatu tempat reaksi yang dilapisi timbal. Oleh karena itu, proses pembuatan H2SO4 ini dinamakan proses bilik timbal. 37. Jawaban: b H2SO4 adalah senyawa yang bersifat elektrolit kuat, karena dapat menghantarkan arus listrik. Hantaran arus listrik ini terjadi karena H2SO4 dapat terionisasi sempurna menjadi ion-ion penyusunnya. Oleh karena sifatnya ini, H2SO4 digunakan sebagai bahan pengisi aki sehingga aki dapat berfungsi sebagai konduktor listrik. 38. Jawaban: d Logam transisi dapat membentuk senyawa berwarna, bertindak sebagai katalis, mempunyai biloks lebih dari satu, dan membentuk ion-ion kompleks.

39. Jawaban: b Warna ion-ion logam transisi sebagai berikut. : hijau Fe2+ Cr2O72– : jingga MnO4– : ungu Co2+ : merah muda 40. Jawaban: a Unsur X memiliki dua jenis bilangan oksidasi yaitu +1 dan +2. Unsur X dengan bilangan oksidasi +1 terdapat dalam senyawa X2O, sedangkan unsur X dengan bilangan oksidasi +2 terdapat dalam senyawa XO. Unsur-unsur yang memiliki jenis bilangan oksidasi lebih dari satu merupakan salah satu ciri unsur transisi. Dengan demikian unsur X termasuk unsur transisi. B. Uraian 1. P = 80 cmHg = 1,05 atm P·V=n·R·T 1,05 · 19 = 1 · 0,082 · T T = 243,9 K Morfin termasuk nonelektrolit, sehingga: π=M·R·T

= ×

× 0,082 × 243,9 = 1 atm Jadi, tekanan osmotik larutan tersebut 1 atm. 2. NaOH adalah elektrolit kuat (α = 1) dengan jumlah ion n = 2, jadi i = n. ∆Tb = Kb · 100,2 – 100 = 0,5 0,2 = 0,5

(1 + α(n ' ~

× ×

× 2 ~ · · 4

×

– 1))

x = = 4 gram 3. Penyetaraan redoks dengan metode setengah reaksi. 1) Oksidasi: H2C2O4 → CO2 (jumlah atom C disamakan) H2C2O4 → 2CO2 Reduksi: MnO4– → Mn2+ (kanan kurang 4 atom O) 2) Oksidasi: H2C2O4 → 2CO2 + 2H+ (kanan ditambah 2H+) Reduksi: MnO4– + 8H+ → Mn2+ + 4H2O (kanan ditambah 4H2O, kiri ditambah 8H+) 3) Oksidasi: H 2 C 2 O 4 → 2CO 2 + 2H + + 2e – (muatan disamakan)

Kimia Kelas XII

103

Reduksi: MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O 4) Oksidasi: 5H2C2O4 → 10CO2 + 10H+ + 10e– (elektron disamakan) Reduksi: 2MnO4– + 16H+ + 10e– → 2Mn2+ + 8H2O ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks: 2MnO4– + 6H+ + 5H2C2O4 → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 Nilai a, b, c, d, e, dan f berturut-turut yaitu 2, 6, 5, 2, 8, dan 10. 4. E° sel = E° Pb2+/Pb – E° Ni2+/Ni = –0,13 – (–0,25) = +0,12 V E° sel = E° Ni/Ni2+ + E° Pb2+/Pb = +0,25 V + (–0,13 V) = +0,12 V 5. Reaksi I

: Al + Ni2+ → Al3+ + Ni

Katode (reduksi) : Ni2+ + 2e– → Ni E° = x V ×3 Anode (oksidasi) : Al → Al3+ + 3e– E° = y V ×2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 3Ni2+ + 2Al → 3Ni + 2Al 3+ E° = +1,41 V

Persamaan I = x + y = 1,41 Reaksi II : Ni + Br2 → Ni2+ + Br– Katode (reduksi) : Br2 + 2e– → 2Br– E° = z V E° = –x V Anode (oksidasi) : Ni → Ni2+ + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : Br2 + Ni → 2Br– + Ni2+ E° = +1,32 V

Persamaan II = z – x = 1,32 Reaksi III : Al + Br2 → + Br E° = z V ×3 Katode (reduksi) : Br2 + 2e– → 2Br– Anode (oksidasi) : Al → Al3+ + 3e– E° = y V ×2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel : 3Br2 + 2Al → 6Br– + 2Al3+ E° = (z + y) V Al3+

Persamaan I x + z = 1,41 y = 1,41 – x Persamaan II z – x = 1,32 z = 1,32 + x z + y = (1, 32 + x) + (1,41 – x) = 1,32 + 1,41 = 2,73 volt Jadi, potensial elektrode untuk rangkaian Al | Al3+ || Br2 | Br yaitu 2,73 volt.

104


6. Afinitas elektron adalah energi yang menyertai penyerapan satu elektron oleh suatu atom netral dalam wujud gas sehingga terbentuk ion bermuatan negatif satu. Semakin negatif nilai afinitas, semakin besar kecenderungan menyerap elektron, yang berarti kereaktifan bertambah. 7. Sifat-sifat keperiodikan unsur-unsur periode tiga yaitu: a. Jari-jari atom, dari kiri ke kanan semakin kecil, meskipun kulit elektron sama-sama tiga. b. Energi ionisasi, dari kiri ke kanan semakin besar. c. Keelektronegatifan, dari kiri ke kanan semakin besar. d. Titik didih dan titik leleh silikon paling tinggi di antara unsur-unsur pada periode tiga karena atom-atom Si mampu membentuk jaringan tiga dimensi menggunakan empat buah ikatan kovalen. Titik leleh fosfor paling rendah karena atomatom P tersusun secara molekular. 8. a. b. c. d.

= ion heksasiano ferat(II) [Fe(CN)6]4– [Fe(NH3)6]3+ = ion heksaamin ferat(III) [Ag(NH3)2] Cl = diamin perak(I) klorida K[Ag(CN)2] = kalium disiano argentat(I) "

9.

Nt =

 " N0     "

#" #

=

 "     "

 "

     

1 – =          

"

=

t = 3 × 8 = 24 tahun 10. Sterilisasi dingin adalah sterilisasi dengan cara radiasi. Sterilisasi dengan cara ini tidak mengakibatkan perubahan suhu yang berarti. Selain itu, diperoleh beberapa keuntungan yaitu: a. pelaksanaan dan pengawasannya mudah; b. hemat energi; c. alat atau bahan yang peka terhadap pemanasan dapat disterilkan dengan aman; d. alat atau bahan dalam kemasan dapat disterilkan tanpa membuka kemasan; dan e. alat atau bahan tidak terkontaminasi dengan zat-zat radioaktif.

Bab VIII Berbagai Senyawa Turunan Alkena

2) 3) 4)

A. Pilihan ganda

5)

1. Jawaban: c Alkohol mempunyai gugus fungsi – OH. – O – merupakan gugus fungsi eter. merupakan gugus fungsi asam karboksilat. merupakan gugus fungsi keton.

O C

H

merupakan gugus fungsi aldehid.

2. Jawaban: e Alkohol tersier, gugus fungsi –OH terikat pada atom C tersier. 3-pentanol: CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 (alkohol l sekunder) OH OH l 1,2,3,-propanatriol: CH – CH – CH (poli alkohol) l l OH OH 1-propanol: (alkohol primer)

CH3 – CH2 – CH2 – OH

2-propanol: CH3 – CH – CH3 (alkohol l sekunder) OH OH l 2-metil-2-propanol: CH3 – C – CH3 (alkohol tersier) l CH3 3. Jawaban: b Senyawa tersebut merupakan alkohol yang mempunyai gugus fungsi –OH. Sifat-sifat alkohol sebagai berikut. 1) Alkohol mempunyai titik didih relatif tinggi dan lebih tinggi daripada eter karena adanya ikatan hidrogen.

Alkohol bereaksi dengan logam natrium menghasilkan natrium alkanolat dan gas H2. Alkohol mudah larut dalam air dalam semua perbandingan. Alkohol bereaksi dengan hidrogen halida, seperti HBr dan menghasilkan senyawa haloalkana (mengandung halogen, misal brom) dan air. Pada reaksi oksidasi alkohol primer akan terbentuk aldehid dan selanjutnya terbentuk asam karboksilat.

4. Jawaban: c 1-butanol: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH alkohol mengandung gugus fungsi –OH. Gugus –OH berisomer fungsi dengan eter (–O–). Isomer yang mungkin: CH3 – CH2 – O – OH2 – CH3 atau dietil eter. 5. Jawaban: b CH3 – CH – O – CH2 – CH3 | CH3 Nama struktur di atas adalah 2-etoksi-propana (IUPAC) atau etil isopropil eter (Trivial) karena rantai induk mengandung gugus O sehingga merupakan senyawa eter (alkoksi alkana). Pada senyawa tersebut terdapat dua jenis alkana, yaitu etana dan propana. Etana mengikat gugus –O di atom C nomor 2 sehingga dinamakan 2-etoksi. Jadi, nama struktur tersebut 2-etoksi propana. 6. Jawaban: e Senyawa tersebut termasuk alkanon atau keton. Rantai terpanjang terdiri atas 5 atom karbon dengan posisi gugus keton ada pada atom C nomor 2 (2-pentanon) dan terdapat satu gugus –CH3 (metil) pada atom C nomor 4. Dengan demikian, nama senyawa tersebut adalah 4-metil2-pentanon (nama lain: isobutil metil keton). 7. Jawaban: e Senyawa tersebut termasuk alkanal. Rantai terpanjang terdiri atas 4 atom karbon (butanal). Terdapat dua gugus –CH3 (metil) pada atom C nomor 2 dan 3. Dengan demikian, nama senyawa tersebut adalah 2,3-dimetil butanal. 8. Jawaban: d Struktur 1), 2), dan 3) berisomer posisi. Demikian pula struktur 4) dan 5). Sementara itu, struktur 1), 2), dan 3) dengan struktur 4) dan 5) berisomer kerangka. Jadi, yang menunjukkan isomer kerangka adalah nomor 3) dan 4).

Kimia Kelas XII

105

9. Jawaban: a Senyawa karbon C2H6O mempunyai rumus umum CnH2n + 2O. Rumus ini dimiliki oleh alkohol atau eter. Senyawa yang dapat bereaksi dengan Na dan PCl3 adalah golongan alkohol (R – O – H).

f.

10. Jawaban: a Senyawa haloalkana yang pernah digunakan sebagai pemadam kebakaran adalah CCl4. CCl4 sulit bereaksi dengan gas oksigen dan dapat berubah menjadi uap yang dapat memadamkan api. Akan tetapi, CCl4 pada suhu tinggi diketahui dapat bereaksi dengan uap air menghasilkan gas fosgen yang beracun. Dengan demikian, penggunaan CCl4 untuk pemadam kebakaran dilarang. Reaksi pembentukan gas fosgen sebagai berikut.

3. a.

C2H5 | CH3 – CH – CH – CH – CH2 – CH3 | | C2H5 OH = 3 - etil - 5 - metil - 4 - heptanol

b.

CH3 – CH – CH2 – CH – O – C2H5 | | C2H5 CH3 = 3 - etoksi - 5 - metil heksana

c.

O B CH3 – CH2 – CH2 – CH – C V | H CH – CH3 | CH3 = 2 - isopropil pentanal O || CH3 – CH – C – CH – CH3 | | C2H5 CH3 = 2,4 - dimetil - 3 - heksanon

CCl4 + H2O → COCl2 + 2HCl CCl 4 akhirnya diganti CBr 2 ClF yang aman digunakan. CH3Cl atau klorometana digunakan sebagai bahan pendingin, pembuatan silikon, dan zat warna. CHCl3 atau kloroform digunakan sebagai pelarut dan anestesi tetapi diketahui tidak aman karena dapat merusak hati, ginjal, dan jantung. C2H3Cl atau vinil klorida merupakan monomen dalam pembuatan PVC atau plastik. C2H5Cl atau kloroetana digunakan untuk anestesi lokal atau membuat TEL.

CH3 – CH2 – C

d.

B. Uraian 1. a. b. c.

Alkohol dan eter. Aldehid dan keton. Asam karboksilat dan ester.

2. a.

butil propil keton O || CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – C – CH2 – CH2 – CH3

b.

propil alkohol CH3 – CH2 – CH2 – OH

c.

etil isopropil eter CH3 – CH – O – CH2 – CH3 | CH3

d.

e.

asetaldehid O || CH3– C – H asam valerat CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – COOH

dietil ester


OCH2 – CH3

e.

CH3 – CH2 – CH – CH – COOH | | CH3 OH = 2 - hidroksi - 3 - metil pentanoat

f.

O || CH3 – CH2 – CH2 – C – O – CH3 = metil butanoat

!! → CH3 – CH2 – CH == O 4. CH3 – CH2 – CH2– OH

1-propanol

propanal

OH O | || !! CH3 – CH – CH3→ CH3 – C – CH3 2-propanol

propanon

OH | !! CH3 – C – CH3→ tidak bereaksi | CH3 2-metil-2-propanol

106

V

O B

5. Metanal banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan damar buatan, zat warna, plastik, insektisida, germisida, dan pengawet spesimen biologi (dalam bentuk formalin). Asetaldehid banyak digunakan sebagai bahan pembuatan zat pewarna, damar, karet sintetis, asam cuka, aseton, dan etil asetat.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Golongan yang mempunyai rumus molekul sama berarti merupakan pasangan isomer fungsi, yaitu alkanol dan alkoksialkana. 2. Jawaban: a CH3 O 5 4| 3 2 1B H3C – C – CH – CH – C | | | V H H3C CH3 CH2 Gugus | CH3

5. Jawaban: e CH3 O | || H – C – CH2 – C – CH3 | CH3 4-metil-2-pentanon

6. Jawaban: b a. CH3 – CH2 – CH2 – OH = 1-propanol CH3 – CH – CH3 = 2-propanol | OH O B = butanal b. CH3 – CH2 – CH2 – C V H O || CH3 – CH2 – C – CH3 = butanon

isomer posisi

V

Isomer fungsi dengan rumus senyawa C4H8O

aldehida

c.

2-etil-3,4,4-trimetil pentanal

3. Jawaban: d Alkohol primer adalah alkohol yang gugus OH-nya terikat pada atom C primer. Contoh: C – C – C – C – OH Alkohol sekunder adalah alkohol yang gugus OHnya terikat pada atom C sekunder. Contoh: C – C – C – C | OH Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus OH-nya terikat pada atom C tersier. Contoh: C | C–C–C | OH Jadi, alkohol primer ditunjukkan oleh rumus struktur nomor 1), 3), dan 5). Sementara itu, rumus struktur nomor 2) dan 4) merupakan alkohol sekunder. 4. Jawaban: c Rumus struktur 2-etoksi propana sebagai berikut. H3C – CH – O – CH2 – CH3 | CH3 Sementara itu, struktur a bernama 2-etoksi butana, struktur b bernama 2-etoksi isobutana, struktur d bernama 2-etoksi butana, dan struktur e bernama 2-etoksi etana.

d.

e.

O ll CH3 – C – CH3 = propanon O B CH3 – CH2 – C = asam propanoat V OH CH3 – CH2 – O – CH3 = metoksi etana O ll CH3 – C – OCH3 = metil etanoat

bukan isomer

bukan isomer

O B CH3 – CH2 – CH2 – C = asam butanoat V OH O B CH3 – CH – C = asam 2-metil propanoat l V V CH3 OH isomer kerangka

7. Jawaban: e Kedua senyawa tersebut mempunyai rumus umum C4H10O. Keduanya merupakan alkohol, tetapi posisi gugus –OH berbeda, yaitu terikat pada atom C primer dan C sekunder. Jadi, kedua struktur senyawa tersebut berisomer posisi.

Kimia Kelas XII

107

8. Jawaban: e Asam 2,2-dimetil propanoat merupakan isomer dari pentanoat karena memiliki Mr yang sama. 9. Jawaban: b Alkanon (keton) berisomer fungsi dengan aldehida (alkanal). 10. Jawaban: d C4H8O2 – Sebagai asam karboksilat: asam butanoat asam 2-metil propanoat – Sebagai ester: metil propanoat etil etanoat propil metanoat isopropil metanoat 11. Jawaban: d Alkohol berisomer fungsi dengan eter. Aldehid berisomer fungsi dengan keton. Asam karboksilat berisomer fungsi dengan ester. Oleh karena CH3–CH2–O–CH2–CH2–CH3 yang mempunyai rumus molekul C5H12O merupakan eter maka akan berisomer fungsi dengan alkohol: CH3 – CH(CH3) – CH(OH) – CH3. Rumus molekul C5H12O. 12. Jawaban: a Isomer posisi adalah isomer zat-zat yang segolongan, tetapi letak gugus fungsinya berbeda. Isomer posisi dari 1-butanol adalah 2-butanol. Rumus strukturnya sebagai berikut. CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH 1-butanol

menjadi CH3 – CH2 – CH – CH3 | OH 2-butanol

13. Jawaban: b RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O mol NaOH = volume NaOH × M NaOH

=

L × 0,50 M = 0,05 mol mol RCOOH = mol NaOH mol RCOOH = 0,05 mol Mr RCOOH =

14. Jawaban: c Isopropil etanoat merupakan senyawa ester O sehingga gugus fungsinya C . O 15. Jawaban: b Atom C kuarterner adalah atom C yang mengikat 4 atom C lainnya. CH3 atom C kuarterner | CH3 – C – CH2 – CH3 | CH3 H atom C sekunder (mengikat 2 atom C lainnya) | H – C – CH2 – CH2 – CH3 | CH3 CH3 atom C tersier | C lainnya) CH3 – CH2 – C – CH3 | H H atom C sekunder lainnya) | CH3 – C – CH == CH – CH3 | H


(mengikat 3 atom

(mengikat 2 atom C

CH3 – C == CH – CH3 | atom C tersier (mengikat 3 atom C lainnya) H – C – H dengan satu ikatan berupa ikatan rangkap | dua H 16. Jawaban: d H l a. H – C – OH l C3H7 b.

!!

= = 74 Asam tersebut adalah asam propanoat (C3H6O2). Mr asam asetat (C2H4O2) = 60

108

Mr asam butanoat (C4H8O2) = 88 Mr asam pentanoat (C5H10O2) = 102 Mr asam heksanoat (C6H12O2) = 116

c.

d.

CH3 – CH – CH2 – OH l CH3 CH3 l CH3 – C – OH l CH3 CH3 – CH – OH l CH2 – CH3

e.

H3C – CH – OH l CH3 Pada sek-butil alkohol, gugus fungsi –OH terikat pada atom C sekunder, yaitu atom C yang mengikat dua atom C lain. Pada posisi ini, kedudukan atom C sekunder menjadi optis aktif (kiral) karena mengikat empat gugus atau atom yang berbeda. H l H3C – C – OH l C2H5 17. Jawaban: e H l CH3 – C – COOH l OH merupakan senyawa yang mempunyai isomer optis karena mempunyai atom C asimetris. Atom C asimetris adalah atom C yang mengikat empat gugus yang berbeda. Atom C primer adalah atom C yang mengikat satu atom C lainnya. Atom C sekunder adalah atom C yang mengikat dua atom C lainnya. Atom C tersier adalah atom C yang mengikat tiga atom C lainnya. Atom C kuarterner adalah atom C yang mengikat empat atom C lainnya. Atom C primer, sekunder, tersier, dan kuarterner belum tentu empat gugus yang diikatnya berbeda-beda. 18. Jawaban: c Diagram tersebut menunjukkan perubahan glukosa menjadi senyawa X dan kemudian menjadi senyawa Y. Pasangan senyawa yang mungkin untuk senyawa X dan senyawa Y adalah etanol dan asam etanoat. Glukosa jika difermentasi akan berubah menjadi etanol menurut reaksi berikut. → 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g) C6H12O6(aq) 

glukosa

etanol

Etanol yang berupa alkohol primer jika dioksidasi akan menghasilkan aldehid dan asam karboksilat. O ll → CH3 – C – H  → CH3 – CH2– OH  etanol

etanal

O ll CH3 – C – OH asam etanoat

Ragi berfungsi membantu proses fermentasi.

19. Jawaban: d Isomer geometris meliputi dua bentuk, yaitu cis dan trans. Senyawa yang mempunyai unsur cistrans adalah senyawa yang mempunyai ikatan rangkap pada atom C-nya. Senyawa tersebut adalah 1,2-dikloro etena. HC = CH l l isomer geometrisnya: Cl Cl H H H Cl GC = CH GC = CH Cl Cl Cl H cis 1,2-dikloro trans 1,2-dikloro etena etena 20. Jawaban: b Rumus molekul: C5H10O Aldehid a.

O B CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – C V H Nama: pentanal b. O B CH3 – CH2 – CH – C l V CH3 H Nama: 2-metil butanal c. O B CH3 – CH – CH2 – C l V CH3 H Nama: 3-metil butanal d. CH3 O l B CH3 – C – C l V CH3 H Nama: 2,2-dimetil propanal Jumlah isomer aldehid = 4. Keton a. O ll CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 Nama: 3-pentanon b. O ll CH3 – C – CH2 – CH2 – CH3 Nama: 2-pentanon O ll c. CH3 – C – CH – CH3 l CH3 Nama: 3-metil-2-butanon Jumlah isomer keton = 3.

Kimia Kelas XII

109

21. Jawaban: c Apabila suatu ester lemak direaksikan dengan basa maka akan diperoleh suatu garam lemak (sabun) dan gliserol. gliserida + NaOH → garam lemak (sabun) + gliserol

27. Jawaban: b K2Cr2O7 merupakan senyawa pengoksidasi. Jadi, reaksi dengan K2Cr2O7 merupakan reaksi oksidasi. 2-butanol merupakan alkohol sekunder jika dioksidasi akan menghasilkan metil etil keton.

22. Jawaban: a Senyawa dengan rumus C3H8O dapat berupa alkohol atau eter. Dari hasil reaksinya dengan suatu asam karboksilat yang menghasilkan senyawa ester (suatu senyawa beraroma buah-buahan) maka dapat disimpulkan bahwa senyawa tersebut adalah alkohol. Reaksi yang terjadi dikenal dengan reaksi esterifikasi.

28. Jawaban: a Reaksi antara asam etanoat dengan metanol menghasilkan ester dan air. Oleh karenanya reaksi tersebut merupakan reaksi esterifikasi.

23. Jawaban: d Suatu ester jika mengalami reaksi hidrolisis akan menghasilkan suatu asam karboksilat dan alkohol. Metil etanoat + H2O → asam etanoat (asam asetat) + metanol 24. Jawaban: a Senyawa dengan rumus molekul C 3 H 8 = CnH2n + 2O dapat berupa alkohol atau eter. Apabila kedua senyawa tersebut ditambahkan logam Na maka alkohol akan bereaksi menghasilkan gas H2, sedangkan eter tidak bereaksi. Senyawa eter jika direaksikan dengan asam halida (misal asam iodida, HI) akan membentuk alkil halida dan alkohol, sesuai reaksi berikut. R – O – R + HI → RI + ROH Seperti terlihat dalam reaksi di atas, eter mempunyai gugus fungsi (– O –). 25. Jawaban: c Reaksi antara amil alkohol dengan asam etanoat memakai katalis H+ termasuk reaksi esterifikasi. O O B B R – OH + R – C – OH → R – C – OR′ + H2O CH3 – (CH2)4 – OH + CH3COOH → amil alkohol

asam asetat

CH3COO(CH2)4CH3 26. Jawaban: b !! Alkohol primer (–CH2 – OH)  → aldehid !! (– CHO)  → asam karboksilat (– COOH) !! Alkohol sekunder (– CH – OH)  → keton (– CO –). " '" !! Alkohol tersier (– C – OH)  → Pilihan a dan e alkohol sekunder, gugus OH terikat pada – CH –. Pilihan b alkohol primer, gugus OH terikat pada – CH2 –. Pilihan c dan d alkohol tersier, gugus OH terikat pada – C –.

110


29. Jawaban: e Esterifikasi antara asam etanoat dengan metanol persamaan reaksinya: O O ll ll ' CH3 – C – OH + CH3OH → CH2 – C – OCH3 + H2O metil etanoat

30. Jawaban: c Salah satu cara pembuatan keton dengan mengoksidasi alkohol sekunder. Alkohol sekunder terdapat pada CH3CHOHCH3. CH3CH2OH → alkohol 1° CH3CH2CH2OH → alkohol 1° CH3OH → alkohol 1° CH3C(CH3)OHCH3 → alkohol 3° 31. Jawaban: a Haloalkana yang digunakan dalam bidang kedokteran sebagai antiseptik pada luka adalah CHI3 (iodoform). Iodoform merupakan kristal padat berwarna kuning dan berbau khas. CCl4 (karbon tetraklorida) digunakan untuk menghilangkan nodanoda minyak atau lemak di pakaian, serta pelarut lemak, lilin, damar, dan protein. CHCl3 (kloroform) digunakan sebagai obat bius. C2H5Cl (kloroetana) digunakan untu anestesi lokal dan membuat TEL. CCl2F2 (freon) digunakan sebagai pelarut lemak, minyak, dan damar, pendingin pada freezer dan AC, serta aerosol pada hair spray dan body spray. Akan tetapi, penggunaan freon dibatasi karena dapat merusak lapisan ozon. 32. Jawaban: b Reaksi antara asam butanoat dengan etanol dalam H2SO 4 menghasilkan etil butirat yang dapat digunakan sebagai pemberi aroma buah stroberi. 33. Jawaban: c Adanya aldehid atau alkanal dapat diidentifikasi dengan uji Tollens membentuk cermin perak (endapan Ag) menurut persamaan reaksi: O O B B R – C + 2Ag(NH3)2OH → R – C + 2Ag(s) + 4NH3 + H2O V V H H

34. Jawaban: e Asam karboksilat teridentifikasi dengan membentuk ester jika direaksikan dengan alkohol. O O B B R – C – OH + R′ – OH → R – C – OR′ + H2O 35. Jawaban: d Oksidasi alkohol sekunder menghasilkan keton ⇔ oksidasi 2-propanol membentuk aseton. H | 2CH3 – C – CH3 | OH 2-propanol

O B CH3 – C – CH3 (2-propanon) aseton

36. Jawaban: a Rumus struktur dietil eter atau etoksi etana adalah sebagai berikut. H H H H | | | | H–C–C–O–C–C–H | | | | H H H H atau CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 Dietil eter mempunyai gugus fungsi – O –. 37. Jawaban: c Endapan iodoform (CHI3) akan terbentuk jika I2 dan NaOH ditambahkan ke dalam senyawa yang

mempunyai gugus (keton) atau – OH (alkohol). Keton dengan pereaksi Fehling tidak bereaksi (tidak terbentuk endapan Cu 2 O), sedangkan aldehid dengan pereaksi Fehling menghasilkan endapan merah Cu2O. Jadi, zat tersebut adalah propanon (keton). Etanal dan propanal merupakan aldehid. Asam propanoat merupakan asam karboksilat. Metil etanoat merupakan ester. 38. Jawaban: d Senyawa alkohol yang berwujud cair, tidak berwarna, kental, berasa manis, mudah larut dalam air, titik didih relatif tinggi (197°C), dan titik beku rendah (–11,5°C) merupakan senyawa glikol (etilen glikol). Nama IUPAC-nya adalah 1,2-etanadiol. Di daerah bermusim dingin glikol digunakan sebagai bahan antibeku pada radiator mobil. Rumus strukturnya sebagai berikut.

CH2 – OH l CH2 – OH CH3 – OH = metanol CH3 – CH2 – OH = etanol CH3 l CH3 – C – CH3 = 2-metil-2-propanol l OH CH2 – OH l CH – OH = gliserol (1,2,3-propanatriol) l CH2 – OH 39. Jawaban: e metanol: CH3– OH adalah alkohol 1°, dioksidasi menghasilkan aldehid. OH l 2-propanol: CH3 – CH – CH2 adalah alkohol 2°, dioksidasi menghasilkan keton. CH3 l 2-metil-1-propanol: H3C – CH – CH2 – OH adalah alkohol 1°, dioksidasi menghasilkan aldehid. formaldehid:

, dioksidasi dengan pereaksi Fehling menghasilkan asam karboksilat dan endapan merah bata, dengan pereaksi Tollens menghasilkan asam karboksilat dan cermin perak.

aseton: CH3 – C – CH3, tidak dapat dioksidasi. ll O 40. Jawaban: e Pereaksi Lucas adalah larutan ZnCl2 dalam HCl pekat. Tes Lucas didasarkan pada reaksi alkohol dengan HCl membentuk alkil halida dengan katalisator ZnCl2. Alkohol primer tidak bereaksi, alkohol tersier bereaksi dengan cepat, dan alkohol sekunder bereaksi setelah 5 menit. Alkohol primer dioksidasi menghasilkan aldehid. Alkohol dengan eter dibedakan dengan berdasarkan reaksinya terhadap logam natrium dan fosfor pentaklorida. Aldehid dan keton dibedakan dengan reaksi Fehling dan Tollens. Alkohol sekunder dioksidasi akan menghasilkan keton.

Kimia Kelas XII

111

B. Uraian 1. a.

metil propil keton O || H3C – C – CH2 – CH2 – CH3

b.

3-metil-2-butanon O CH3 || | H3C – C – HC – CH3

c.

metil isopropil eter H3C – O – CH – CH3 | CH3

2. a.

b.

4. Senyawa yang dihasilkan berupa garam natrium propanoat. Reaksinya sebagai berikut. O B CH3 – CH2 – C + NaOH → V OH O B CH3 – CH2 – C + H2O V Na 5. a.

Rumus struktur senyawa: O B CH3 – CH2 – CH2 – C V H nama: butanal

2-propanol

b.

Rumus struktur salah satu isomernya: O B CH3 – CH2 – C V l H CH

OH 2-butanol

c.

3

Persamaan reaksi hidrogenasi sebagai berikut. O B # " CH3 – CH2 – CH2 – C + H2O → V H H l CH3 – CH2 – CH2 – C – OH l H

3. Ester dapat dibuat dengan cara mereaksikan asam karboksilat dengan alkohol memakai katalisator asam sulfat. Reaksi ini sering disebut esterifikasi. Contoh: a. Etil format dari asam format (asam metanoat) dengan etanol. O || H – C – OH + C2H5OH

b.

O || H – C – OC2H5 + H2O

Metil asetat dari asam asetat dengan metanol O B CH3 – C – OH + CH3OH

O B CH3 – C + H2O V OCH3

Reaksi adisi butanon dengan H2 O H || | CH3 – C – CH2 – CH3 + H2 → CH3 – C – CH2 – CH3 |

nama: 2-metil propanal c.

Reaksi adisi propanon dengan H2 O H || | CH3 – C – CH3 + H2 → CH3 – C – CH3 | OH

Reaksi adisi 3-pentanon dengan H2 O || CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 + H2 → H | CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 | OH 3-pentanol

6. a.

b.

Reaksi tersebut merupakan hidrolisis ester dengan basa yang menghasilkan garam dan alkohol. Nama reaksinya adalah reaksi penyabunan. Nama zat yang direaksikan adalah etil etanoat atau etil asetat. Rumus senyawa etil asetat: CH3COOC2H5 mol CH3COOC2H5 =

!!?

=

@ @ @

= @ @ @

=

= = 0,1 mol

112


b.

c.

mol CH3COONa = × mol CH3COOC2H5 = × 0,1 mol = 0,1 mol Massa CH3COONa = mol CH3COONa × Mr CH3COONa = 0,1 mol × ((2 × Ar C) + (3 × Ar H) + (2 × Ar O) + (1 × Ar Na)) gram/mol = 0,1 mol × ((2 × 12) + (3 × 1) + (2 × 16) + (1 × 23)) gram/mol = 0,1 mol × 82 gram/mol = 8,2 gram Jadi, massa garam natrium asetat yang dihasilkan adalah 8,2 gram. 7. Pereaksi Fehling merupakan larutan kompleks yang terdiri atas Fehling A dan Fehling B. Larutan Fehling A merupakan larutan CuSO4, sedangkan larutan Fehling B adalah kalium natrium tartrat dalam NaOH. Pereaksi Fehling digunakan untuk menguji aldehid. Uji positif ditandai dengan terbentuknya endapan merah bata dari Cu2O. 8. Etanol (alkohol) dan metoksi metana (eter) mempunyai rumus molekul yang sama, yaitu C2H6O. Cara membedakannya yaitu dengan mereaksikannya dengan logam natrium dan fosfor pentaklorida (PCl5). a. Reaksi dengan logam natrium CH3 – CH2 – OH + Na → CH3 – CH2 – ONa + H2(g) CH3 – O – CH3 + Na /→

b.

9. a.

Jadi, reaksi dengan logam natrium dapat membedakan etanol dengan metoksi metana. Pada etanol terbentuk gelembung gas, sedangkan pada eter tidak terjadi perubahan. Reaksi dengan PCl5 CH3 – CH2 – OH + PCl5 → menghasilkan gas HCl CH3 – O – CH3 + PCl5 → t i d a k m e n g hasilkan gas HCl Jadi, reaksi dengan fosfor pentaklorida dapat membedakan etanol dengan metoksi metana. Pada etanol terbentuk gelembung gas, sedangkan pada eter tidak terbentuk gelembung gas. Selain itu, kelarutan etanol dalam air lebih besar daripada metoksi metana. Keton suku pertama sampai kelima pada suhu kamar berwujud cair, tidak berwarna, berbau harum, dan mudah larut dalam air. Adapun suku-suku yang lebih tinggi berupa zat cair yang sukar larut dalam air dan yang lebih tinggi lagi berupa zat padat yang sukar larut dalam air.

10. a.

b. c.

Mempunyai titik didih relatif lebih tinggi daripada senyawa nonpolar. Jika dioksidasi akan menghasilkan asamasam karboksilat. Asam metanoat berguna untuk menggumpalkan lateks, penyamakan kulit, dan bahan industri kosmetik. Asam etanoat berguna untuk pembuatan rayon, parfum, cat, obat-obatan, dan fotografi. Asam stearat berguna untuk pembuatan lilin.

Bab IX Benzena dan Senyawa Turunannya

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b Kestabilan struktur cincin benzena disebabkan oleh delokalisasi pasangan-pasangan elektron pada ikatan rangkap. 2. Jawaban: c Benzena tidak dapat diadisi oleh Br2. Benzena bersifat toksik. Jika dibakar sempurna (reaksi oksidasi), benzena dapat menghasilkan gas CO2 dan H2O. Senyawa turunan benzena, seperti toluena dapat dioksidasi dengan oksidator kuat, seperti KMnO 4 . Reaksi halogenasi dapat mensubstitusi salah satu atom H dengan gas klor membentuk senyawa benzena. 3. Jawaban: a Atom-atom H pada molekul benzena mudah disubstitusi oleh atom lain sehingga benzena dapat diubah menjadi berbagai senyawa turunan benzena. 4. Jawaban: b Stirena (vinil benzena), toluena, pirena, dan antrasena merupakan senyawa-senyawa turunan benzena. Asetilena bukan merupakan senyawa turunan benzena melainkan senyawa alkuna. 5. Jawaban: b Toluena merupakan nama trivial dari metil benzena. Metil benzena terbentuk ketika gugus metil menggantikan satu atom H pada benzena. Dengan demikian, rumus struktur toluena adalah CH3.

Kimia Kelas XII

–

113

6. Jawaban: d Senyawa turunan benzena dengan satu substituen –OH mempunyai nama fenol atau sering pula disebut sebagai karbol yang digunakan sebagai zat antiseptik (pembunuh kuman). 7. Jawaban: d CH3

adalah metil benzena atau toluena. Toluena digunakan sebagai bahan dasar pembuatan bahan peledak, bahan peningkat bilangan oktan pada bahan bakar pesawat terbang, bahan dasar pembuatan asam benzoat, dan pelarut senyawasenyawa karbon. Sementara itu, pembunuh kuman

B. Uraian 1. Sifat-sifat kimia benzena sebagai berikut. a. mudah terbakar di udara menghasilkan gas CO2 dan H2O; b. tidak dapat dioksidasi oleh Br2, H2O, dan KMnO4; c. dapat diadisi oleh H2 dan Cl2 dengan katalis Ni atau sinar matahari; dan d. mudah disubstitusi dengan atom lain. 2. a.

Pemanasan kalsium benzoat dengan kalsium hidroksida. Persamaan reaksi: Ca(C6H5COO)2 + Ca(OH)2 → 2C6H6 + 2CaCO3 Pemanasan etuna dalam pipa pijar dengan katalis nikel. Persamaan reaksi:

b.

OH

atau desinfektan menggunakan fenol (

# 3C2H2 →

).

8. Jawaban: a Toluena dapat diperoleh melalui sintesis FriedelCrafts, reaksi Fittig, dan distilasi ter batu bara. Reduksi nitrobenzena, hidrolisis senyawa diazonium, dan pemanasan campuran benzena sulfonat dengan NaOH merupakan cara fenol. Pengaliran gas klorin ke dalam toluena mendidih merupakan cara memperoleh asam benzoat.

c.

SO2H

→ + H2O 

+ H2SO4

3. Rumus molekul benzena: C6H6 CH Rumus struktur benzena:

CH

HC

CH

HC CH

9. Jawaban: e Trinitro toluena (TNT) dibuat dari toluena dengan mengganti H pada inti benzena secara bertahap dan digunakan sebagai bahan peledak.

Senyawa ini cukup stabil karena adanya delokalisasi dari muatan elektron pada ikatan rangkapnya. Delokalisasi yang dimaksud adalah resonansi yang terus-menerus.

CH3

e

NO2

NO2

Hidrolisis benzena sulfonat dengan katalis HCl, melalui pemanasan. Persamaan reaksi:

e

e e

e

e

NO2

O C OH

10. Jawaban: a O || C – OH

4. adalah asam benzoat, digunakan sebagai pengawet makanan. Sementara itu, desinfektan menggunakan fenol, antioksidan menggunakan vitamin C, obat-obatan menggunakan asam salisilat, dan minyak wangi menggunakan senyawa ester.

a.

Asam benzoat: Bentuk garamnya (natrium benzoat) banyak digunakan sebagai bahan pengawet makanan. OH

b.

Asam salisilat: C

OH

1) 2)

114


O

Dengan metanol menghasilkan metil salisilat untuk bahan minyak gondopuro. Dengan asam asetat menghasilkan asetil salisilat (aspirin atau asetosal) untuk obat bius.

3) c.

Larutan asam salisilat dalam alkohol disebut salisil spiritus untuk obat panu. Asam benzena sulfonat.

pada atom C nomor 4. Oleh karena itu, senyawa turunan benzena ini dinamakan 4-kloro-3,5-dimetil fenol.

SO2NH2

4. Jawaban: d Benzena bersifat toksik (beracun) dan dapat memicu kanker (karsinogenik) sehingga penggunaannya dibatasi.

1)

Benzena sulfonamid: banyak digunakan dalam pembuatan obat-obatan sulfat, misalnya sulfaguanidin (SG), sulfadiazin (SD), dan sulfanilamid.

5. Jawaban: d 3-bromo toluena mempunyai rumus struktur CH3

O C

2)

NH

Sakarin:

Br .

SO2

Banyak digunakan sebagai pengganti gula pada penderita diabetes. 5.

a. b. c. d. e.

Bromin terikat pada atom C nomor 3 sehingga menempati posisi meta. 6. Jawaban: b Benzena dengan monosubstituen –COOH bernama asam benzoat.

toluena nitro benzena asam benzoat stirena naftalena

NH2

Anilin:

Toluena: OH OH

Fenol:

Asam salisilat: C

O OH

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: c Persamaan reaksi antara benzena dengan asam nitrat sebagai berikut. NO2

→ + HNO3 

+ H2O

Reaksi tersebut menghasilkan senyawa nitro benzena. 2. Jawaban: a Toluena diperoleh dari sintesis senyawa benzena dengan cara Friedel-Crafts. Reaksi yang terjadi: + CH3Cl → benzena

+ HCl

OH

apabila mengikat dua atom klorin

Fenol

Cl

Cl

dengan kedudukan

maka atom Cl

diberi nomor lebih tinggi daripada gugus –OH. Gugus –OH diberi nomor 1 sehingga penamaannya 3,5-dikloro fenol.

toluena

3. Jawaban: b

8. Jawaban: e

OH

CH3

7. Jawaban: e Senyawa trinitrotoluena (TNT) adalah senyawa turunan benzena dengan satu substituen –CH3 dan tiga substituen –NO2. Ketiga substituen nitro terletak pada nomor 2, 4, dan 6 (posisi nomor 1 ditempati oleh substituen metil). TNT digunakan sebagai bahan peledak dinamit.

9. Jawaban: c

OH

CH3

Rumus struktur

dapat dituliskan

CH3

Senyawa turunan benzena H3C

H C

CH3 Cl

berantai induk fenol. Fenol mengikat dua gugus – CH3 pada atom C nomor 3 dan 5, serta gugus –Cl

dengan:

H C

HC

C

CH3

HC

C

CH3

C H

C H

.

Kimia Kelas XII

115

Pada struktur tersebut diketahui jumlah atom C = 12 dan jumlah atom H = 12. Jadi, rumus molekul senyawa tersebut C12H12. 10. Jawaban: c Ikatan rangkap pada benzena selalu berputar sehingga benzena sukar mengalami reaksi adisi. Reaksi-reaksi pada benzena umumnya adalah substitusi terhadap atom-atom H tanpa mengganggu cincin aromatik. Substitusi atom H pada benzena oleh gugus alkil disebut sebagai reaksi alkilasi. 11. Jawaban: a Orto nitro toluena adalah senyawa turunan benzena dengan dua gugus substituen nitro dan metil pada posisi orto.

CH3

12. Jawaban: c Frederich August Kekule adalah seorang ilmuwan yang mengusulkan struktur molekul benzena. 13. Jawaban: a Benzena mempunyai rumus molekul C6H6. Banyak senyawa turunan benzena yang berguna baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri. Beberapa di antaranya sebagai berikut. 1) C6H5OH (fenol) digunakan sebagai bahan antiseptik yang disebut karbol. 2) C6H5CH3 (toluena) sebagai bahan dasar asam benzoat dalam industri. 3) C6H5NH2 (anilina) sebagai bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna. 4) C6H5COOH (asam benzoat) untuk bahan pengawet makanan. 5) C6H5CHO (benzaldehid) untuk minyak angin dan bahan farmasi, serta pelarut resin dan turunan selulosa. 14. Jawaban: c OH

Senyawa dengan rumus

adalah fenol. Fenol

banyak digunakan dalam pembuatan pewarna, resin, obat-obatan serta antiseptik, terutama sebagai desinfektan. 15. Jawaban: d O C --- O --- CH3

adalah metil salisilat. Metil salisilat

merupakan senyawa turunan asam salisilat.

116

16. Jawaban: b Senyawa benzena yang bersifat asam adalah OH

fenol, dengan rumus molekul

. Keasaman

fenol merupakan asam lemah. 17. Jawaban: d Metil salisilat diperoleh dengan cara esterifikasi asam salisilat dengan alkohol. Persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut. OH C --- OH + CH3OH →

OH C --- OCH3 + H2O

O

O

Sementara itu, reduksi nitro benzena, hidrolisis senyawa diazonium, penyulingan bertingkat ter batu bara, dan pemanasan campuran benzena sulfonat dengan NaOH kering merupakan reaksi yang digunakan untuk memperoleh fenol.

NO2

OH

Senyawa ini berfungsi sebagai analgesik, yaitu penghilang atau pereda rasa sakit.


18. Jawaban: b Senyawa yang mempunyai ciri-ciri tersebut adalah fenol. Fenol adalah nama lain dari fenil alkohol. 19. Jawaban: b Asam nitro benzoat adalah senyawa turunan benzena dengan dua gugus substituen. Jika benzena dengan dua gugus substituen tersebut disubstitusi akan mempunyai 3 isomer yaitu orto (o), meta (m), dan para (p). COOH

NO2

Asam-m-nitro benzoat

20. Jawaban: c Senyawa nitrofenol adalah senyawa turunan benzena dengan dua substituen –OH dan –NO2. Pada isomer para, letak dua substituen terhalang oleh dua karbon. 21. Jawaban: d Ciri khas senyawa aromatik atau benzena, di antaranya sebagai berikut. 1) Memiliki ikatan rangkap yang sulit untuk diadisi. 2) Sudut antar-C-nya sebesar 120°C. 3) Atom H yang menempel pada rantai karbon dapat disubstitusi dengan gugus lain. Dari pilihan senyawa-senyawa di atas, sikloheksana tidak memiliki ciri khas senyawa aromatik.

22. Jawaban: b

Fenantrena berstruktur

, sedangkan

27. Jawaban: d Turunan benzena yang dapat bereaksi dengan basa membentuk garam adalah fenol. Reaksi yang terjadi: + Na OH →

+ H2O

OH

pirena berstruktur

. Sementara itu,

merupakan struktur dari naftalena, dan merupakan

struktur

dari

ONa

(fenol)

(garam)

Fenol terbentuk saat atom H pada inti benzena tersubstitusi oleh gugus –OH. Oleh karena itu, fenol disebut juga fenil alkohol. 28. Jawaban: a Zat yang dapat mengawetkan makanan yaitu asam

antrasena.

COOH

benzoat,

23. Jawaban: c Hasil reaksi pada persamaan reaksi:

dengan cara mengoksidasi toluena dengan oksidator KMnO4 dalam suasana asam

H + CH3Cl berupa alkil benzena. Karena alkil halida yang direaksikan berupa metil klorida, alkil benzena yang dihasilkan adalah metil benzena CH3 dengan rumus struktur

dan senyawa

asam klorida (HCl). 24. Jawaban: c Asam asetil salisilat merupakan turunan benzena yang diperoleh dari reaksi antara asam salisilat dengan asam asetat. Asam asetil salisilat yang

COOH CH3

+ 2MnO4– + 6H+ →

30. Jawaban: e Alkena jika direaksikan dengan bromin akan mengalami reaksi adisi membentuk alkana. Misal: CH2

OH

berfungsi O C CH3

sebagai penghilang rasa sakit dan penurun panas (antipiretik). Senyawa ini dikenal dengan nama aspirin. 25. Jawaban: e Aspirin mempunyai rumus molekul C9H8O4. Nama yang sesuai IUPAC adalah asam 2-asetil benzoat. Jadi, rumus strukturnya sebagai berikut. COOH O O C CH3

.

Br

Br

Br

+ HBr

B. Uraian 1. Apabila inti benzena mengikat tiga substituen, akan terbentuk tiga macam isomer atau tiga posisi substituen. Ketiga substituen tersebut sebagai berikut. x

x

x

x

OCH3

CH2

Dikloro etana

+ Br2 →

x

26. Jawaban: b Senyawa anisol atau metoxybenzene mempunyai

CH2

Sementara itu, benzena jika direaksikan dengan bromin akan tersubstitusi.

O

rumus struktur

CH2 + Br2 → Etena

mempunyai struktur

+ 2Mn2+ + 4H2O

29. Jawaban: c Nitro benzena mempunyai bau harum buah-buahan sehingga nitro benzena digunakan sebagai pengharum sabun.

O C

. Asam benzoat diperoleh

x

x

x

x visinal (v)

asimetri (a)

simetri (s)

Kimia Kelas XII

117

2. a.

Adisi benzena oleh klorin:

6. a. Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Fenol digunakan sebagai antiseptik karena dapat membunuh bakteri. Toluena digunakan sebagai pelarut dan sebagai bahan dasar untuk membuat trinitro toluena. Trinitro toluena digunakan sebagai bahan peledak (dinamit). Asam benzoat atau garam natriumnya digunakan sebagai pengawet pada berbagai makanan olahan.

b.

+ 3Cl2 → c.

Cl Heksakloro sikloheksana

b.

HO

O S

+ H2SO4 →

O +H O 2

Alkilasi pada benzena:

CH3

+ CH3Cl → '!

+ HCl

Metil benzena

3. a. CH

7. a. b.

Orto-dimetil benzena atau orto-xilena 1,3,5-triamina benzena atau simetri-triamina benzena Asam benzena sulfonat Asam asetil salisilat

c. d.

Benzena sulfonat

c.

d.

Sulfonasi pada benzena:

CH3

CH3

8. Cara membedakan fenol dengan alkohol adalah dengan mereaksikan keduanya dengan NaOH. Jika tidak terjadi reaksi berarti larutan tersebut adalah alkohol. Namun, jika terjadi reaksi maka larutan tersebut adalah fenol. 9. Jika ikatan-ikatan tedelokalisasi akan terjadi 4 isomer, tetapi isomer yang sebenarnya hanya ada 3. Cl

b.

CH

Cl a

1-bromo-1,2-difenil etana O O C

CH3

fenil asetat 4. Senyawa benzena bersifat stabil karena adanya delokalisasi dari muatan elektron pada ikatan rangkapnya. Ikatan rangkap selalu berpindah tempat sehingga tidak dapat diadisi oleh larutan bromin.

b

Naftalena:

b.

Antrasena:

c.

Pirena:

118


Cl d

c

Isomer a dan b adalah identik. 10. Senyawa turunan benzena tersebut adalah asam tereftalat. Asam tereftalat dibuat dengan cara oksidasi orto-xilena. Reaksinya seperti di bawah ini. CH3 CH3 o-xilena

5. a.

Cl

Cl Cl

CH2

Br

c.

Cl Cl

2-fenil propana

O C  →

C

OH O OH

Asam tereftalat

Bab X

 H|  – C –– CH –  |  |  H  n

Polimer

A.

Pilihan ganda

1.

Jawaban: e Data polimer yang benar sebagai berikut. No. 1. 2. 3. 4. 5.

Polimer

Monomer

Karet alam Protein PVC Selulosa Polistirena

Isoprena Asam amino Vinil klorida Glukosa Stirena

Polimerisasi Adisi Kondensasi Adisi Kondensasi Adisi

2. Jawaban: c Karet alam merupakan polimer yang terbentuk dari monomer isoprena atau 2-metil-1,3-butadiena. CH3 CH3 | | nH2C = C – CH = CH2 → – (H2C = C – CH = CH2)n isoprena (2-metil-1,3-butadiena)

poliisoprena (karet alam)

3. Jawaban: d Polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi sintetis di antaranya polifenil etena dari stirena. Sementara itu, selulosa dan amilum dari glukosa serta protein dari asam amino terbentuk melalui polimerisasi kondensasi alami. Bakelit terbentuk dari fenol dan metanal melalui polimerisasi kondensasi sintetis. 4. Jawaban: c Polimer meliputi polimer alam dan polimer sintetis. 1) Polimer alam: selulosa, poliisoprena, protein, amilum, dan DNA. 2) Polimer sintetis: polivinil klorida, polietena, polivinil asetat, poliester, dan polistiren. 5. Jawaban: c Seluloid merupakan polimer yang dapat dicetak ulang dengan cara dipanaskan. Polimer ini digolongkan sebagai polimer termoplastik. Kebalikannya adalah polimer termoseting, yaitu polimer yang tidak dapat dilunakkan kembali meskipun dengan pemanasan. Contoh poliester, formika, epoksi, dan uretana. 6. Jawaban: d CH2CHC6H5 merupakan monomer dari polistirena. Monomer tersebut dapat membentuk polimer melalui polimerisasi adisi sebagai berikut.

7. Jawaban: a Akrilat merupakan suatu polimer adisi, monomernya mirip dengan satuan ulangan tetapi mempunyai suatu ikatan rangkap. 8. Jawaban: e Sifat kimia polimer meliputi tahan terhadap korosi (tidak mudah teroksidasi) dan tahan terhadap kerusakan akibat kondisi lingkungan yang ekstrim. Opsi 1), 2), 3), dan 4) merupakan sifat fisik polimer. 9. Jawaban: a Polikondensasi meliputi protein, polisakarida (amilum, selulosa), poliester, dan poliamida. 10. Jawaban: d Polimerisasi kondensasi terbentuk jika dua lebih monomer sejenis atau berbeda jenis bergabung membentuk molekul besar dengan melepaskan air. Berdasarkan reaksi kondensasi amida maka reaksi pembentukan poliamida terbentuk dari dua monomer yang berbeda dengan melepaskan air (H2O). Dengan demikian, kedua monomer yang dapat membentuk poliamida seperti gambar tersebut yaitu: O O H H \\ // \ / C– –C dan N– –N / \ / \ H–O O–H H H O // Gugus –OH dari – C berikatan dengan 1 atom H \ O–H dari gugus amino –NH2 membentuk 1 molekul air, (H2O) sehingga terjadi reaksi polimerisasi sebagai berikut.  O  ll – C –   

O ll –C–N– l H

O ll –N–C– l H

O ll –C–N– l H

  – N – l   H n

B. Uraian 1. Polimer adalah senyawa besar yang terbentuk dari hasil penggabungan sejumlah unit molekul kecil (monomer). a. Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup.

Kimia Kelas XII

119

b.

Contoh: pati, selulosa, protein, karet alam, dan asam nukleat. Polimer sintetis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat manusia. Contoh: pipa PVC, teflon, dan nilon.

2. Polietilena dibentuk oleh monomer-monomer etena. Pembentukan polimer ini dapat digambarkan sebagai berikut. CH2 = CH2 + CH2 = CH2 → 2 molekul monomer

– CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –

→

dimer

(–CH2 – CH2)n polimer

3. Sifat-sifat fisik polimer ditentukan oleh hal-hal berikut. a. Panjang rantai polimer Semakin panjang rantai polimer, titik leleh polimer semakin tinggi. b. Percabangan rantai polimer Rantai polimer dengan banyak cabang lebih mudah meleleh karena daya tegangnya rendah. c. Sifat kristalinitas rantai polimer Polimer dengan struktur tidak teratur akan memiliki kristalinitas rendah dan bersifat amorf. d. Ikatan silang antarrantai polimer Adanya ikatan silang antarrantai polimer mengakibatkan terbentuknya jaringan yang kaku dan membentuk bahan yang keras. 4. Pada polimer adisi, polimer dibentuk melalui reaksi adisi pada ikatan rangkap monomer-monomernya sehingga banyak atom yang terikat tidak berkurang. Jadi, rumus molekul monomer sama dengan rumus empiris molekul tersebut. Pada polimer kondensasi, monomer bergabung membentuk suatu polimer dan melepaskan molekul sederhana, misalnya air. Jadi, banyak atom yang terikat berkurang. Oleh karena itu, rumus molekul monomer tidak sama dengan rumus molekul polimer. 5. CH2 = CH – CH3)n →  – CH2 – CH –    |  CH3  n Rangkaian molekul polipropilena: – CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH – | | | CH3 C3 CH3

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: a Reaksi kondensasi adalah reaksi penggabungan rantai karbon untuk membentuk rantai yang lebih panjang. Contoh dari polimerisasi kondensasi di antaranya nilon dan dakron (poliester/polietilena tereftatlat). 2. Jawaban: b Poliisoprena (karet alam), polisakarida, protein, dan DNA termasuk polimer alami. 3. Jawaban: a Glukosa merupakan monomer dari selulosa dan amilum. Oleh karena itu, molekul glukosa tidak berupa molekul raksasa. Sementara itu, karet, PVC, teflon, dan nilon merupakan polimer yang terbentuk melalui reaksi polimerisasi sehingga berupa molekul raksasa. 4. Jawaban: d 1) Polimer alam: polimer yang terdapat di alam. Contoh: protein, amilum, selulosa, asam nukleat (DNA), dan karet alam. 2) Polimer sintetis: polimer yang dibuat di pabrik dan tidak terdapat di alam. Contoh: polietilena, PVC, nilon, polipropilena, dan teflon. 5. Jawaban: c Monomer dari karet alam adalah isoprena, sedangkan monomer dari selulosa adalah glukosa. Sementara itu, asam amino merupakan monomer dari protein. 6. Jawaban: a Polimerisasi adisi yaitu reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. n [CH2 = CH2] → [– CH2 – CH2 – ] n etena

polietena

7. Jawaban: b Pembentukan protein dari asam amino dan amilum dari glukosa melalui proses polimerisasi kondensasi. Sementara itu, pembentukan PVC dari vinilklorida, teflon dari tetrafluoroetena, dan karet alam dari isoprena melalui proses polimerisasi adisi. 8. Jawaban: e Contoh polimer jenis kopolimer yaitu tetoron, nilon, bakelit, urea metanal, dan polietilena tereftalat. Sementara itu, karet alam, selulosa, PVC, dan protein termasuk polimer jenis homopolimer.

120


9. Jawaban: d Polimerisasi adisi terjadi pada senyawa yang monomernya mempunyai ikatan rangkap pada atom C rantai induk, seperti pada struktur pilihan jawaban d. Sementara itu, pada pilihan jawaban b, c, dan e, ikatan rangkap terjadi pada gugus – C = O, sehingga tidak mengalami polimerisasi adisi. 10. Jawaban: b Proses adisi terjadi pada polimerisasi PVC dari vinilklorida, polistirena dari stirena, dan polietilena dari etena. Sementara itu, polimerisasi protein dari asam amino dan amilum dari glukosa merupakan proses kondensasi. 11. Jawaban: d Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino, sedangkan pati/amilum, selulosa, dan glikogen tersusun dari glukosa. 12. Jawaban: a Polimer yang dapat menjadi lunak jika dikenai panas dan menjadi keras kembali jika didinginkan merupakan polimer jenis termoplastik. Elastomer merupakan polimer yang elastik atau dapat mulur jika ditarik, tetapi kembali ke awal jika gaya tarik ditiadakan. Terrmosetting yaitu polimer yang bersifat kenyal atau liat jika dipanaskan dan dapat dibentuk menurut pola yang diinginkan. Kopolimer yaitu polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang berlainan jenis. Homopolimer adalah polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang sama atau sejenis. 13. Jawaban: c Polimer termosetting adalah polimer yang tidak melunak jika dipanaskan. Polimer jenis ini tidak dapat dibentuk ulang, contoh bakelit. 14. Jawaban: b Monomer yang membentuk polistirena dengan rumus: C6H5 H C6H5 H CH H  l6 5 l  l l ––– C ––– C ––– C ––– C ––– Cl ––– Cl –––   l  l l l l l   n H H H H H H melalui reaksi polimerisasi adisi adalah C6H5 H \ / C = C . Monomer ini mengalami polimerisasi / \ H H adisi sehingga ikatan rangkap pada GC = CH berubah menjadi ikatan tunggal dengan mengikat monomer yang lain.

15. Jawaban: d Karet alam terbentuk dari isoprena melalui proses adisi, protein terbentuk dari asam amino melalui proses kondensasi, PVC terbentuk dari vinil klorida melalui proses adisi, polistirena terbentuk dari stirena melalui proses adisi, dan selulosa terbentuk dari glukosa melalui proses kondensasi. 16. Jawaban: b PVC (polivinil klorida) merupakan polimer yang terbentuk dari monomer vinilklorida (H2C = CHCl). 17. Jawaban: d Polimer dengan gugus ulang (– CH2 – CHCl – CH2 – CH = CH – CH2 –) dapat terbentuk dari monomer CH2 = CHCl dan CH2 = CH – CH = CH2. 18. Jawaban: d 1) Pada polimerisasi adisi monomer-monomernya harus mempunyai ikatan rangkap. Contoh polimer adisi sebagai berikut. a) PVC dengan monomernya vinilklorida (kloroetena). b) Karet alam dengan monomernya isoprena (2-metil-1,3-butadiena). c) Teflon dengan monomernya tetrafluoroetena. d) Polietena dengan monomernya etena. 2) Pada polimerisasi kondensasi monomermonomernya harus mempunyai gugus fungsi, misalnya –COOH, –NH2, atau –OH. Contoh polimer kondensasi antara lain selulosa, asam amino, nilon, dan tetoron. 19. Jawaban: c Etilen glikol dapat berpolimerisasi kondensasi dengan asam tereftalat membentuk poli (etilena tereftalat). HO – CH2CH2 – OH + HOOCC6H4COOH → etilen glikol

O || (– C –

asam tereftalat

O || – C – OCH2CH2 – O –)n + H2O poli (etilena tereftalat)

20. Jawaban: d Polimer yang terbentuk melalui reaksi polimerisasi kondensasi yaitu amilum, nilon, protein, dan selulosa. Sementara itu, teflon terbentuk melalui polimerisasi adisi. 21. Jawaban: d Nilon merupakan polimer. Jika rumus struktur nilon O O O O ll ll ll ll –C– –C–N– –N–C– –C–N– –N– l l l l H H H H Kimia Kelas XII

121

maka rumus struktur sederhana (monomer) nilon adalah O O ll ll –N– –N–C– –C– l l H H 22. Jawaban: d Monomer berikatan tunggal dapat membentuk polimer melalui reaksi polimerisasi kondensasi. Pada proses ini, akan dihasilkan senyawasenyawa kecil seperti H2O. Oleh karena itu, 1 atom H dari monomer akan berikatan dengan 1 gugus –OH dari monomer lain sehingga pada rumus struktur polimernya tidak lagi mengandung gugus –OH. Sementara itu, monomer berikatan rangkap dapat membentuk polimer melalui reaksi adisi sehingga struktur polimernya tidak lagi mengandung ikatan rangkap. Jadi, pasangan monomer dengan polimer yang tepat adalah H H H H H H H l l l l l l l C=C dan – C – C – C – C – C – l l l l l l l Cl H Cl H Cl H Cl 23. Jawaban: d No.

Polimer

1) 2) 3) 4) 5)

Protein Karet alam Selulosa PVC Nilon

Monomer Asam amino Isoprena Glukosa Vinil klorida Asam adipat dan heksametilendiamin

Proses Pembentukan Kondensasi Adisi Kondensasi Adisi Kondensasi

28. Jawaban: c Styrofoam atau plastik busa bersifat tahan terhadap tekanan tinggi sehingga biasa digunakan sebagai pengemas makanan. Styrofoam terbuat dari polimer polistirena atau polifenil etena. 29. Jawaban: e Rayon viskosa dihasilkan dari melarutkan selulosa ke dalam natrium hidroksida (NaOH). 30. Jawaban: a n monomer → 1 polimer + (n – 1)H2O n alanin → 1 polipeptida + (n – 1)H2O 89n = 1.580 + (n – 1)18 89n – 18n = 1.580 – 18 71n = 1.562 n=

= 16

Jadi, ada 16 monomer alanin yang berkondensasi jadi polimer. B. Uraian 1. a. b.

Monomer teflon = CF2 = CF2 Monomer polistirena = – CH = CH2

2. Nilon-66 terbentuk melalui reaksi kondensasi dari dua jenis monomer, yaitu asam adipat (asam 1,6-heksanadiot) dan heksametilen-diamina (1,6-diamino heksana). Kondensasi terjadi dengan melepas molekul air yang berasal dari atom H dari gugus amino dan gugus –OH karboksilat. O O H N || || | | nHO – C – (CH2)4 – C – OH + nH – N – (CH2)6 – N – H asam adipat

heksa metilen-diamina

24. Jawaban: c Polimerisasi adisi terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan rangkap.

O O H N || || | | → (– C – (CH2)4 – C – N – (CH2)6 – N –) n + nH2O

25. Jawaban: b –CH = CH 2 merupakan monomer dari

3. Polimer kopolimer yaitu polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang berlainan jenis, tersusun secara bergantian, blok, bercabang, dan tidak beraturan. Contoh kopolimer bergantian: – M1 – M2 – M1 – M2 – M1 – Contoh kopolimer blok: – M1 – M1 – M2 – M2 – M1 – M1 – M2 – M2 Contoh kopolimer bercabang: – M1 – M1 – M1 – M1 – M1 – M1 – l l l l l l M2 M2 M2 M2 M2 M2 l l l M2 M2 M2 l M2

polistirena. 26. Jawaban: a Apabila struktur suatu polimer tidak teratur, kemampuannya untuk bergabung rendah sehingga tidak kuat dan tidak tahan terhadap bahan-bahan kimia. 27. Jawaban: e Nilon, polistirena, polietilen, dan PVC termasuk polimer sintetis.

122


nilon-66

Contoh kopolimer tidak beraturan: – M1 – M2 – M1 – M1 – M2 – M2 – M1 – M2 – M1 – M1 4. a.

b.

Dampak negatif penggunaan polimer adalah timbulnya masalah pencemaran lingkungan dan gangguan kesehatan. Kebanyakan jenis polimer tidak bisa diuraikan oleh mikroorganisme tanah sehingga dapat mencemari lingkungan. Selain itu, sebagian gugus atom pada polimer terlarut dalam makanan yang bersifat karsinogen akan masuk ke dalam tubuh manusia sehingga memicu timbulnya penyakit kanker. Upaya yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak negatif penggunaan polimer sebagai berikut. 1) Mengurangi pemakaian polimer plastik. 2) Tidak membuang plastik di sembarang tempat. 3) Mencari alternatif pemakaian alat-alat yang lebih mudah diuraikan. 4) Mengumpulkan plastik-plastik bekas untuk didaur ulang.

5. Macam-macam polimer berdasarkan bentuk susunan rantainya sebagai berikut. a. Polimer linear Polimer linear yaitu polimer yang tersusun dari unit ulang yang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer. b. Polimer bercabang Polimer bercabang yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama. c. Polimer berikatan silang Polimer berikatan silang yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya. 6. Protein terbentuk dari asam amino melalui reaksi polimerisasi kondensasi. Pada reaksi pembentukan protein ini dibebaskan molekul H2O. Rumus struktur monomer protein: NH2 – CH – COH | || R O Setelah mengalami reaksi polimerisasi terbentuk suatu protein dengan struktur sebagai berikut. H H | | – N – CH – C – N – CH – C – + (n – 1) H2O | || | || R O R O n

7. a.

Polimer semikristal yaitu polimer yang mempunyai sifat kristal dan amorf, misalnya kaca. Polimer amorf yaitu polimer yang tidak mempunyai bentuk tertentu, misalnya polipropilena, karbohidrat, PVC, protein, dan polietena. Polimer kristalin yaitu polimer yang mempunyai bentuk kristal tertentu, misalnya teflon.

b.

c.

8. Reaksi pembuatan tetoron adalah reaksi polimerisasi dari asam tereftalat dan 1,2-etanadiol. O || n HO – C –

O || – C – OH + n[HO – CH2 – CH2 – OH] →

asam tereftalat 1,2-etanadiol O O || || –O–C– – C – O – CH2 – CH2 – n + (n – 1) H2O tetoron

Tetoron digunakan untuk bahan tekstil. 9. Rayon dibedakan menjadi dua, yaitu rayon viskosa dan rayon kupromonium. Rayon viskosa dihasilkan dengan penambahan alkali seperti NaOH dan karbon disulfida pada selulosa. Rayon kupromonium dihasilkan dengan cara melarutkan selulosa ke dalam larutan senyawa kompleks Cu(NH3)4(OH)2. 10. Apabila diperhatikan keberulangan polimer di atas, polimer tersebut selalu mengulang senyawa: – H2C – CH – berarti monomernya H2C = CH | | Cl Cl

Latihan Ulangan Tengah Semester 2 A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b CH3 1

2

H3C

Br 3

4

C

CH

CH

Cl

C2H5

5

CH3

4-bromo-2-kloro-3-etil-2-metil pentana 2. Jawaban: d Senyawa yang dapat digunakan sebagai bahan pendingin pada freezer dan AC adalah Freon-12 (CCl 2 F 2 ). Namun, penggunaan freon yang berlebihan dapat merusak lapisan ozon. CHI3 (iodoform) digunakan sebagai antiseptik. CCl4 (karbon tetraklorida) digunakan untuk menghilangkan noda-noda minyak atau lemak di pakaian. CHCl3 (kloroform) digunakan untuk obat bius. CF2 = CF2 (tetrafluoro etana) digunakan untuk membuat teflon.

Kimia Kelas XII

123

3. Jawaban: c Reaksi fermentasi glukosa dengan bantuan ragi akan menghasilkan etanol dan karbon dioksida. Persamaan reaksinya sebagai berikut. ragi

C6H12O6(aq) → 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g) glukosa

etanol

karbon dioksida

4. Jawaban: b a. alkohol: R – OH b. aldehid: R – CHO c. asam karboksilat: R – COOH d. eter: R – O – R′ O // e. keton: R – C – R′ 5. Jawaban: e Alkohol sekunder adalah alkohol yang gugus – OH – nya terletak pada atom C sekunder. OH | CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 | CH3 3-metil-3-pentanol merupakan alkohol tersier karena gugus –OH terletak pada atom C tersier. 6. Jawaban: c Senyawa tersebut merupakan ester. Ester dapat terbentuk melalui reaksi antara asam karboksilat dan alkohol. Reaksi pembentukan ester tersebut sebagai berikut. H H O H | | // | H – C – C – C + HO – C – H → | | \ | H H OH H asam propanoat metanol H

H O

H

|

|

|

||

H – C – C – C – O – C – H + H2O |

|

|

H

H

H

7. Jawaban: c Hasil oksidasi alkohol primer adalah alkanal/aldehid. Pada reaksi di atas aldehid yang dihasilkan adalah propanal. Propanal (aldehid) berisomer fungsional dengan 2-propanon (keton). 8. Jawaban: b Aldehid lebih reaktif dibanding keton. Pada aldehid terdapat atom H yang terikat pada gugus karbonil, sehingga aldehid mempunyai sifat reduktif terhadap pereaksi dan dapat berpolimerisasi. Sementara itu,

124


pada keton tidak terdapat atom H yang terikat pada gugus karbonil, sehingga keton tidak mempunyai sifat reduktif terhadap pereaksi dan tidak dapat berpolimerisasi. 9. Jawaban: e CH3 O | // H – C – CH2 – C – CH3 4 3 2 1 | 5 CH3 4-metil-2-pentanon 10. Jawaban: c Asam karboksilat yang mempunyai dua gugus COOH disebut asam alkanadioat. O 1 O 2 3 4 C CH2 CH2 C HO OH asam 1,4-butanadioat 11. Jawaban: e Asam karboksilat teridentifikasi dengan membentuk ester apabila direaksikan dengan alkohol. O O R C OH + R′ – OH → R C OR′ + H2O 12. Jawaban: d Rumus umum asam karboksilat adalah CnH2nO2. Misal n = 2 maka rumus asam karboksilat menjadi C 2 H 4 O 2 . Rumus yang sama dengan rumus tersebut dapat ditentukan dengan cara berikut. a. CH2COOH → C2H3O2 b. CH2COOH → C2H3O2 c. CH4COOH → C2H5O2 d. CH3COOH → C2H4O2 e. CH4COOH → C2H5O2 13. Jawaban: c Rumus struktur senyawa: O // CH3 – C = CH – CH2 – CH2 – C = CH – C | | \ CH3 CH3 H Nama: 3,7-dimetil-2,6-oktadienal 14. Jawaban: b Rumus struktur asam propanoat sebagai berikut. O CH3

CH2

C OH

Asam propanoat merupakan asam karboksilat yang akan berisomer fungsi dengan ester. Rumus struktur ester yang berisomer fungsi dengan asam propanoat sebagai berikut.

O CH3

C OCH3

nama: metil etanoat CH3 – CH – CH3 | OH

dipropanol

O CH3

CH3 – CH2 – CH2 – OH

C OCH2

CH3

etil etanoat

O HO CH2

CH2

CH3 – C – CH3 || O

21. Jawaban: c Alkohol yang dapat menghasilkan keton jika dioksidasi adalah alkohol sekunder (atom C yang mengikat gugus –OH, mengikat 2 atom C lainnya). Misal CH3 – CH – CH3 2-propanol | OH

C H

3-hidroksi propanal

propanon

HOCH2CH2CH2OH OH | CH3 – C – CH3 | CH3

1-propanadiol (alkohol primer 1,3-propanadiol

2-metil-2-propanol (alkohol tersier)

OH fenol (senyawa turunan benzena)

15. Jawaban: c [O] Alkohol sekunder → alkanon + H2O O [O] CH3 – C – CH3 → CH3 C CH3 + H2O | OH propanon 16. Jawaban: d Eter berisomer fungsi dengan alkohol karena keduanya mempunyai rumus molekul sama, tetapi gugus fungsinya berbeda. Rumus struktur yang termasuk alkohol adalah: OH CH3 C

CH3

H 17. Jawaban: a Reaksi sintesis Williamson sebagai berikut. R – X + R′ – ONa → R′ – O – R + NaX 18. Jawaban: e Aldehid memiliki rumus molekul yang sama dengan keton yaitu CnH2nO. 19. Jawaban: b Persamaan reaksi: O Pt/Ni + H2 → R – CH2OH R C H Jadi, aldehid dapat membentuk alkohol primer jika bereaksi dengan H2 (hidrogen). 20. Jawaban: e Formaldehid merupakan bahan pembuatan formalin, yaitu bahan yang digunakan untuk mengawetkan preparat biologi.

22. Jawaban: c Ozon (O3) dapat bereaksi dengan atom klorin, yang berasal dari penguraian freon (Cl2CF2). Semakin banyak penggunaan freon, semakin banyak pula atom klorin yang akan bereaksi dengan ozon. 23. Jawaban: c Rumus struktur butil etanoat sebagai berikut. O CH3

C OC4H9

Mr CH3COOC4H9 = (6 × Ar C) + (12 × Ar H) + (2 × Ar O) = (6 × 12) + (12 × 1) + )2 × 16) = 72 + 12 + 32 = 116 g/mol I. Massa butil etanoat = mol butil etanoat × Mr butil etanoat = 0,05 mol × 116 g/mol = 5,8 gram II. Rumus molekul = C6H12O2 Rumus empiris (dibagi 2) menjadi C3H6O. III. Butil etanoat merupakan ester. Ester dapat diperoleh melalui reaksi antara asam karboksilat dan alkohol. O O // // CH3 – C + C4H9OH R CH3 – C \ \ OH OC4H9 Butil etanoat dibuat dari reaksi antara asam etanoat dengan butanol.

Kimia Kelas XII

125

IV. Jumlah molekul butil etanoat = mol butil etanoat × L =

OH adalah rumus struktur fenol.

×L

= × 6 × 1023 mol–1 = 1,2 × 1022 Jadi, pernyataan yang benar adalah I, II, dan IV saja. 24. Jawaban: b Reaksi antara senyawa alkanoat dengan senyawa alkanol akan menghasilkan senyawa ester atau alkil alkanoat. CH3

CH2

O OH + CH3 CH2 OH →

C

asam propionat

CH3

CH2

C

etanol

O O

CH2

CH3 + H2O

ester

C2H5COOC 2H5

25. Jawaban: a Etil metanoat merupakan isomer dari metil etanoat karena memiliki rumus molekul yang sama yaitu C3H6O2. 26. Jawaban: d Asam asetat dan metanol bereaksi membentuk metil asetat. CH 3

C

O OH + CH3OH

asam asetat

metanol

R CH3

C

O OCH 3 + H2O

metil asetat

asam karboksilat

alkohol

28. Jawaban: e Anilin memiliki rumus struktur

30. Jawaban: b Senyawa pada soal mempunyai nama dikloro difenil trikloro etana (DDT). DDT digunakan sebagai insektisida atau pembasmi serangga. Namun, saat ini penggunaan DDT dilarang karena DDT tidak dapat diuraikan sehingga dapat terakumulasi dalam tubuh. 31. Jawaban: a Anggota senyawa yang paling sering digunakan sebagai bahan pemberi aroma adalah ester. Hal ini karena pada suhu kamar, ester berupa zat cair yang mudah menguap dan mempunyai aroma yang sedap. Ester juga merupakan senyawa yang menghasilkan aroma khas pada buah-buahan. Sementara itu, eter, keton, alkohol, dan asam karboksilat tidak menghasilkan aroma sedap. 32. Jawaban: b Benzena mengikat dua substituen yaitu nitro (NO2) dan bromo (Br). Atom C benzena yang mengikat nitro diberi nomor 1 sedangkan atom C yang mengikat substituen bromo diberi nomor 3 atau kedua substituen menempati posisi meta. Dengan demikian nama senyawa tersebut adalah meta bromo nitro benzena. 33. Jawaban: c Asam benzoat dibuat dengan cara mengoksidasi toluena atau

27. Jawaban: c Ester mudah terhidrolisis oleh air dalam suasana asam menjadi asam karboksilat dan alkohol menurut reaksi kesetimbangan berikut. O O H2SO4 R C C + H2 → + R′ – OH ← R OR′ OH ester

29. Jawaban: a Anilin digunakan untuk industri zat warna, sedangkan fenol digunakan sebagai antiseptik.

NH2.

CH3 dengan oksidator KMnO4

dalam suasana asam. CH3 + 2MnO4– + 6H+ → C

O OH + 2Mn2+ + 4H2O

34. Jawaban: a Karbol terbentuk dari fenol (C6H5OH). 35. Jawaban: d

NO2 adalah rumus struktur nitrobenzena. CH3 adalah rumus struktur toluena. Cl adalah rumus struktur anil klorida.

126


OH merupakan rumus dari fenol yang banyak dipakai sebagai desinfektan atau antiseptik. 36. Jawaban: a Posisi berseberangan antargugus disebut p-(para). Gugus –OH lebih prioritas sehingga nama utamanya fenol. Jadi, nama dari struktur senyawa tersebut adalah p-metil fenol.

37. Jawaban: a = naftalena = antrasena = fenantrena = pirena 38. Jawaban: c Rumus struktur aspirin atau asam asetil salisilat adalah: COOH O – C – CH3 || O Jadi, X adalah –COOH dan Y adalah –CH3. 39. Jawaban: a PVC adalah polivinil klorida yaitu polimer dari vinil klorida (CH2 = CHCl). Protein merupakan polimer dari asam amino. 40. Jawaban: d Polimer sintesis (buatan) adalah polimer yang tidak terdapat di alam tetapi disintesis dari monomermonomernya. Contoh nilon dan PVC. 41. Jawaban: b Monomer dari polietena adalah etena (CH2 = CH2). Etana mempunyai rumus struktur CH3 – CH3. Etanol mempunyai rumus struktur CH3 – CH2 – OH. Propana mempunyai rumus struktur CH3 – CH2 – CH3. Etana, etanol, dan propana tidak digunakan untuk pembentukan polimer. Propena atau propilena mempunyai rumus struktur CH3 – CH = CH2 dan digunakan untuk membuat polimer polipropilena. 42. Jawaban: a n monomer → 1 polimer + (n – 1) H2O n alanin → 1 polipeptida + (n – 1) H2O n · 89 = 1.580 + (n – 1)18 89n – 18n = 1.580 – 18 71n = 1.562 n=

= 16

Jadi, ada 16 monomer alanin yang berkondensasi menjadi polimer. 43. Jawaban: e Polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari dua atau lebih monomer sejenis atau berbeda bergabung membentuk molekul besar sambil melepaskan molekul sederhana. Contoh pembentukan dakron, nilon, tetoron, protein,selulosa, dan amilum.

44. Jawaban: c Polietena untuk pembungkus makanan, teflon untuk pelapis permukaan penggorengan, nilon untuk membuat parasut dan layar perahu, PVC untuk penyekat kabel listrik, sedangkan bakelit untuk membuat sakelar. 45. Jawaban: e Nilon-6,6 terbentuk dari reaksi polimerisasi kondensasi antara 1,6 heksanadiamin dengan asam 1,6-heksanadioat Reaksinya sebagai berikut. nH – N – (CH2)6 – N – H + nHO – C – (CH2)4 – C – OH → | | || || H H O O 1,6-heksanadiamin asam 1,6-heksanadioat (– N – (CH2)6 – N – C – (CH2)4 – C –)n + nH2O | | || || H H O O nilon-6,6

Jadi, senyawa yang digunakan untuk membentuk nilon-6,6 selain 1,6-heksanadiamin adalah asam 1,6-heksanadioat dengan struktur: HO – C – (CH2)4 – C – OH || || O O 46. Jawaban: e Serat sintetis yang diproduksi dari polimerisasi kondensasi adalah poliester. Poliester terbentuk dari monomer asam 1,4-benzena dikarbosilat dan 1,2etanadiol. Reaksinya sebagai berikut. nH – OCH2CH2O – H + nHO – C – – C – OH → || || O O O O || || (–OCH2CH2 – O – C – – C –)n + nH2O

Jadi, senyawa yang dimaksud 1,2-etanadiol atau HO(CH2)2OH.

adalah

47. Jawaban: c Polimer kondensasi terbentuk dari monomer-monomer sejenis atau berbeda jenis yang bergabung membentuk molekul besar dengan melepas molekul kecil seperti H2O. Misal seperti reaksi berikut. COOH(CH2)5COOH + H2N(CH2)5NH2 → (asam dikarboksilat)

(diamina)

O O H H || || | | – (C – (CH2)5C – N – (CH2)5N –)n + H2O poliamida

Kimia Kelas XII

127

48. Jawaban: d Pasangan polimer dan unit pengulangannya yang benar sebagai berikut. Polimer a.

polipropena

H H O O | | || || – N – (CH2)6 – C – C – (CH2)4 – C –

C

O H

CH3 CH3 CH2

b.

d.

poliester

– O – CH2 – CH2 – OCO – C6H4 – CO –

e.

polikloroetena (PVC)

– CH2 – CH – | Cl

1

[–CH2 = CH – CHClCH2 –]n B. Uraian

2

3

4

3-metil-2-butanon

c.

49. Jawaban: b Polimer dengan struktur –CH 2 C(CH 3 ) 2 CH 2 C(CH 3 ) 2 CH 2 C(CH 3 ) 2 – terbentuk melalui polimerisasi adisi sehingga monomernya mempunyai ikatan rangkap. Monomer dari polimer tersebut: (CH3)2C = CH2 atau – CH2 = C – CH2 | CH3 50. Jawaban: b Karet sintetis dengan monomer CH2 = CH – C(Cl) = CH2 mempunyai rumus struktur polimer: H | [– CH2 = CH – C – CH2 –]n atau | Cl

O || H3C – C – CH2 – CH2 – CH3

metil

propil

metil propil keton 3. a.

CH3 – CH2 – OH + → CH3 – C

O + H

O → CH3 – C 2

O 2

→ CH3 – C

O + H2O H O OH

(asam etanoat)

b.

O || CO2 + CH3 – MgCl → CH3 – C – OMgCl + H2O → CH3 – C

O

+ MgOHCl

OH

(asam etanoat)

c.

C2H5Cl + KCN → C2H5 – CN + KCl → C2H5 – CN + 2H2O → O C2H5 – C + NH3 OH (asam propanoat)

O || CH3 – C – CH2 – CH3 2 3 2-butanon

4

6

7

O H2C – CH3 || | CH3 – C – CH – CH2 – CH – CH3 1 2 4 5 |3 CH2 – CH2 – CH3 5-metil-3-propil-2-heptanon 2

1

CH3 – O – CH – CH3 | 3 CH3 2-metoksi propana

128

1

CH

O CH3 || | H3C – C – HC – CH3

nilon-6,6

c.

2

CH

2-etil-3,4,4-trimetil pentanal

c.

b.

3

C

CH3

– CH2 – CH – | C6H5

1

H3C

4

– CH – CH2 – | CH3

polistirena

a.

CH3 5

Unit Pengulangan

b.

1.

2. a.


4. Isomer ruang merupakan keadaan senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, urutan sama, tetapi menunjukkan ruang yang berbeda. Isomer ruang dibedakan menjadi dua, yaitu cis dan trans. Isomer cis terjadi apabila gugus yang diikat atom C berada pada ruang sama. Sementara isomer trans gugus yang diikat berbeda ruang. Contoh: C2H2Br2. H H H Br \ / \ / C=C C=C / \ / \ Br Br Br H cis 1,2-dibromo etena

trans1,2-dibromo etena

5. Cara membedakan propanol dengan propanon sebagai berikut. Jika propanol dan propanon ditambahkan secara terpisah dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin pada suhu ruang, propanon akan memberikan endapan kuningoranye sedangkan propanol tidak menunjukkan perubahan yang tampak. O O2N || – NO2 → CH3 – C – CH3 + H2N – N – | H CH3 O2N \ C=N–N– – NO2 + H2O / | CH3 H 2,4-dinitrofenilhidrazin digunakan untuk membuktikan adanya aldehid dan keton. 6. Cara untuk membuat metil etanoat dari metanol sebagai berikut. a. Esterifikasi menggunakan asam etanoat dan metanol. Reaksinya sebagai berikut. CH3COOH + CH3OH → CH 3 COOCH 3 + H2O Asilasi menggunakan etanoil klorida. Reaksinya sebagai berikut. CH3COCl + CH3OH → CH3COOCH3 + HCl H 2 SO 4 p e k a t

b.

NO2

7. a.

b.

NO2 NO2

f. NO2 I I g. I

8. Benzena sulit diadisi karena kumpulan elektron pada ikatan rangkapnya dapat berpindah (beresonansi) ke ikatan tunggal sehingga ikatan tunggalnya berubah menjadi ikatan rangkap dan hal ini berlangsung secara terus-menerus. e

e e

←→

e

e e

9. Polimer komersial merupakan polimer yang disintesis dengan biaya murah dan diproduksi secara besar-besaran. Contoh polietilena dan polipropilena. Sebaliknya, polimer teknik merupakan polimer yang mempunyai sifat unggul dan harganya mahal. Contoh poliamida dan polikarbonat. 10. Karet sintesis digunakan sebagai bahan pembuatan ban mobil karena bersifat keras dan kuat. Proses yang digunakan dalam pembuatan ban mobil tersebut berupa proses vulkanisir yaitu terbentuknya ikatan silang antara rantai polimer SBR (stirena dan 1,3-butadiena) dengan atom belerang.

Cl

Bab XI Karbohidrat c.

CH = CH2 Br Br

d.

A. Pilihan ganda OH

e. NO2

1. Jawaban: e Jenis monosakarida meliputi glukosa, fruktosa, galaktosa, dan pentosa. Sementara itu, maltosa, laktosa, dan sukrosa tergolong oligosakarida. Selulosa termasuk polisakarida. 2. Jawaban: a Karbohidrat yang tidak mengalami hidrolisis adalah golongan monosakarida yang meliputi glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

Kimia Kelas XII

129

3. Jawaban: a Ribosa merupakan monosakarida dengan lima atom karbon. Ribosa memiliki rumus molekul: O // C–H | H – C – OH | H – C – OH | H – C – OH | CH2OH D-ribosa 4. Jawaban: b Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa, tetapi kurang manis daripada sukrosa. Maltosa terdapat secara alami di dalam tepung terigu (pati). Buah-buahan dan tebu mengandung banyak sukrosa. Susu mengandung laktosa. Adapun telur mengandung protein dan lemak. 5. Jawaban: c Suatu karbohidrat akan mengalami dehidrasi atau kehilangan air jika dipirolisis dengan panas atau dengan asam sehingga terbentuk arang atau karbon dan uap air.

10. Jawaban: e Dari kelima pilihan karbohidrat, yang memberikan endapan merah bata dengan pereaksi Fehling adalah maltosa (glukosa–glukosa) dan laktosa (glukosa–galaktosa). Jika dihidrolisis akan menghasilkan karbohidrat (monosakarida) yang berlainan. Dengan demikian, karbohidrat (disakarida) tersebut adalah laktosa karena terbentuk dari glukosa dan galaktosa. B. Uraian 1. Aldosa yaitu suatu monosakarida yang mempunyai gugus fungsi aldehid. Misalnya glukosa dan galaktosa. Ketosa yaitu suatu monosakarida yang mempunyai gugus fungsi keton. Misalnya fruktosa. 2. Sifat-sifat glikogen sebagai berikut. a. Mudah larut dalam air panas. b. Larutannya dapat mereduksi larutan Fehling. c. Bersifat optis aktif ke kanan. d. Hidrolisis dengan asam-asam encer menghasilkan glukosa. e. Hidrolisis dengan amilosa menghasilkan maltosa. 3. a.

→ nC12H22O11 2(C6H10O5)n + nH2O 

maltosa

Reaksi ini berlanjut ke reaksi berikutnya, sebagai berikut.

6. Jawaban: d Hidrolisis sempurna maltosa menghasilkan glukosa dan glukosa (2 molekul glukosa). 7. Jawaban: e Pereaksi Seliwanoff merupakan campuran antara 1,3-dihidroksi benzena (resorsinol) dengan HCl encer. Uji ini memberikan hasil positif jika warna campuran berubah menjadi merah. Uji ini digunakan untuk mengidentifikasi adanya fruktosa. 8. Jawaban: b Glukosa merupakan suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kanan. Glukosa merupakan gula pereduksi. 9. Jawaban: e Glikogen dalam tubuh berfungsi sebagai cadangan energi yang pembentukannya diatur oleh hormon insulin. Di dalam tubuh glikogen disimpan di selsel hati dan jaringan otot.

130


Reaksi hidrolisis amilum

→ 2C6H12O6 C12H22O11 + H2O 

glukosa

b.

Reaksi hidrolisis sukrosa Reaksi ini berlangsung dalam suasana asam encer.

→ C6H12O6 C12H22O11 + H2O 

glukosa + C6H12O6 fruktosa

4. Pembentukan osazon digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat karena gugus aldehid atau keton pada karbohidrat akan membentuk osazon jika dipanaskan bersama fenilhidrazin terlebih dahulu. Selain itu, pembentukan osazon juga digunakan untuk membedakan beberapa monosakarida. Misal, glukosa dan galaktosa yang terdapat dalam urine wanita yang sedang dalam masa menyusui. Reaksi antara glukosa dengan fenilhidrazin akan membentuk D-glukosa fenilhidrazon dan berlanjut membentuk D-glukosazon.

HC = NNHC6H6

HCOH

HCOH

HOCH + C6H5NHNH2 →

HOCH

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

CH2OH D-glukosa

CH2OH H

+

CH2OH D-glukosafenilhidrazon

HC = NNHC6H5 C = NNHC6H5 HOCH 2C6H5NHNH2 + H2O →HCOH HCOH CH2OH + C6H5NH2 + NH3 + 2H2O 5. Uji Molisch merupakan cara paling umum untuk menunjukkan adanya senyawa karbohidrat dalam suatu sampel. Cincin berwarna ungu menunjukkan bahwa sampel larutan mengandung karbohidrat. Pereaksi Fehling digunakan untuk menguji sifat karbohidrat sebagai gula pereduksi. Uji ini positif jika terbentuk endapan merah bata. Oleh karena itu, kemungkinan sampel larutan mengandung monosakarida (glukosa, fruktosa, atau galaktosa), maltosa, dan laktosa. Pereaksi Seliwanoff merupakan uji khusus fruktosa. Pengujian yang dilakukan terhadap sampel larutan menghasilkan warna merah. Hal ini menunjukkan bahwa sampel tersebut merupakan fruktosa.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: e Hidrolisis laktosa dilakukan dengan bantuan asam atau enzim. Hidrolisis sempurna dari laktosa menghasilkan glukosa dan galaktosa. 2. Jawaban: b Menurut rumus Haworth, struktur karbohidrat dituliskan dalam bentuk cincin furan atau piran. Jika senyawa berbentuk α, posisi gugus –OH pada atom C nomor 1 mengarah ke bawah. Dengan demikian, penulisan struktur α-D-glukosa sebagai berikut.

O

H

H OH

H

H

OH

HO

OH

← mengarah ke bawah

3. Jawaban: a Sifat-sifat fisik karbohidrat sebagai berikut. 1) Pada suhu kamar, karbohidrat dapat berupa zat padat, hablur tidak berwarna (misal sukrosa dan glukosa), zat padat amorf (misal pati), dan basa serat (misal selulosa). 2) Sebagian besar karbohidrat bersifat dapat memutar bidang polarisasi cahaya. 4. Jawaban: b Ketosa adalah monosakarida yang mempunyai gugus fungsi keton, contoh fruktosa. 5. Jawaban: b Semua karbohidrat yang dikonsumsi manusia akan dihidrolisis dan diubah menjadi glukosa. Apabila kadar glukosa dalam darah meningkat maka akan diubah menjadi glikogen. Sebaliknya, apabila kadar glukosa dalam darah menurun maka glikogen akan diuraikan kembali menjadi glukosa. 6. Jawaban: b Disakarida yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa yaitu sukrosa. Jika dihidrolisis, sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa. Laktosa terbentuk dari galaktosa dan glukosa. Selulosa merupakan polisakarida. Maltosa terbentuk dari dua molekul glukosa. Galaktosa merupakan monosakarida. 7. Jawaban: d Glukosa tergolong gula yang mengandung gugus O // aldehid (–C ). Adanya gugus aldehid ini, meng\ H akibatkan glukosa dapat mereduksi dan menghasilkan warna merah bata dari Cu2O O O // // –C + 2CuO → –C + Cu2O \ \ H OH ←

HCO

8. Jawaban: d Larutan iodin (I 2 ) digunakan untuk menguji polisakarida dalam suatu sampel. Misal amilum. Amilum terdapat dalam pati. Molekul amilum terdiri atas dua komponen, yaitu amilosa dan amilopektin. Penambahan iodin ke dalam amilum mengakibatkan terbentuknya senyawa kompleks dengan amilosa (bagian dari amilum yang larut dalam air) sehingga terbentuk warna biru. Kimia Kelas XII

131

9. Jawaban: c Polisakarida digolongkan menjadi dua jenis, yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida. Homopolisakarida mengandung satu jenis monomer, contohnya adalah pati (amilum), glikogen, dan selulosa. Sedangkan heteropolisakarida mengundang dua jenis atau lebih monomer, contohnya adalah kitin. 10. Jawaban: e Suatu senyawa membentuk endapan cermin perak. Saat bereaksi dengan pereaksi Tollens, artinya senyawa tersebut mungkin monosakarida (glukosa, fruktosa, dan galaktosa), maltosa, dan laktosa. Jika dihidrolisis, senyawa menghasilkan dua macam karbohidrat yang berlainan, maka senyawa tersebut merupakan disakarida yaitu laktosa. 11. Jawaban: b Struktur galaktosa mirip dengan glukosa. Perbedaan keduanya terdapat pada letak gugus – OH pada atom karbon nomor 4. Gugus –OH senyawa galaktosa terletak di sebelah kiri, sedangkan gugus –OH senyawa glukosa terletak di sebelah kanan. 12. Jawaban: c Hidrolisis maltosa menghasilkan dua molekul glukosa. Uji maltosa dengan larutan Fehling menghasilkan endapan merah bata, sedangkan uji dengan larutan iodin tidak menghasilkan warna biru. 13. Jawaban: c Sukrosa merupakan disakarida yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa. Dengan demikian, apabila mengalami hidrolisis akan membentuk kembali monosakarida-monosakarida pembentuknya. 14. Jawaban: d O // Fruktosa tidak memiliki gugus – C sehingga tidak \ H dapat mereduksi Fehling. Oleh karena itu, fruktosa tidak menghasilkan endapan merah bata Cu2O dan tidak dapat dihidrolisis. 15. Jawaban: a Pada atom C asimetris nomor 2, gugus –OH berada di posisi kanan dan gugus –H berada di posisi kiri. Dengan demikian, senyawa tersebut berbentuk D dengan nama D-gliseraldehid. CHO HO

C

H

= L-gliseraldehid

CH2OH

132


CHO H

C

OH

H

C

OH

= D-eritrosa

CH2OH CHO H

C

OH

HO

C

H

= L-eritrosa

CH2OH CHO HO

C

H

H

C

OH

= D-treosa

CH2OH 16. Jawaban: b Sifat-sifat glikogen sebagai berikut. 1) Dalam larutannya dapat mereduksi Fehling. 2) Pada hidrolisis dengan asam encer, glikogen membentuk glukosa. 3) Mudah larut di dalam air panas. 17. Jawaban: c Laktosa dihidrolisis menghasilkan glukosa + galaktosa. 18. Jawaban: c Amilum mengandung dua senyawa yang merupakan polimer dari glukosa, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa dapat larut di dalam air panas, sedangkan amilopektin tidak larut di dalam air panas. Oleh karenanya, tepung yang dicampur dengan air panas akan membentuk koloid. 19. Jawaban: d Belalang memiliki rangka luar berupa heteropolisakarida yaitu kitin. 20. Jawaban: d Di dalam tubuh, karbohidrat akan dihidrolisis menjadi glukosa. Kelebihan glukosa dalam tubuh diubah menjadi glikogen. Hormon insulin sangat diperlukan untuk mengubah kelebihan glukosa dalam tubuh menjadi glikogen. Pada penderita penyakit diabetes, jumlah hormon insulin sangatlah kurang sehingga kadar glukosa dalam darah akan berlebihan karena tidak diubah menjadi glikogen.

B. Uraian 1. Glukosa sering disebut sebagai dekstrosa karena di dalam air glukosa akan memutar bidang polarisasi ke arah kanan.

c. d.

6. Struktur pentosa O C

2. Reaksi peragian pati sebagai berikut. 2(C6H10O5) + nH2O → nC12H22O11

maltosa

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 maltosa

glukosa

Tidak mengalami fermentasi. Dapat mereduksi larutan Fehling.

glukosa

H

C

H OH

H

C

OH

H

C

OH

etanol

H

H

C

OH

H

C

OH

5

HOH2C

OH H

HO

C

2

1

OH

O

C

C

C

CH2OH

C

C

4

 → ← 

H

HO

C

2

H 3

OH

H

β-D-fruktofuranosa (posisi –OH ke atas)

1

CH2OH

OH

O

H

C

OH

C

OH  → CuO/Fehling

C Ag(s) endapan perak

Cu2O(s) endapan merah bata

+ H

C

OH OH

H

C

OH

H

C

OH

CH2OH

rantai terbuka (D-fruktosa)

C

C H

HO

C

2

H 3

OH

1

H

C

H OH

H

C

ZZZ X Z OH YZZ

H

C

OH

HO

4. Mutarotasi yaitu perubahan rotasi atau putaran. Jika kristal glukosa murni dilarutkan ke dalam air maka larutannya akan memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan. Namun, jika larutan itu dibiarkan beberapa waktu dan diamati putarannya, maka sudut putarannya berubah menjadi semakin kecil dan akhirnya menjadi stabil. 5. Sifat-sifat laktosa sebagai berikut. a. Bersifat optis aktif putar kanan. b. Apabila dihidrolisis menghasilkan glukosa dan galaktosa.

O OH H

H

OH

H OH

Amilopektin

No.

Amilosa

1.

Kurang larut dalam alkohol

Larut dalam alkohol

2.

Larut dalam air panas

Tidak larut dalam air panas

3.

Dengan iodin berwarna biru

Dengan iodin berwarna ungu atau merah lembayung

4.

Terdiri atas 250–300 unit glukosa

Terdiri atas lebih dari 1.000 unit glukosa

5.

Antarglukosa terikat dengan ikatan α–1,4glikosidik → rantai lurus

Antarglukosa terikat dengan ikatan α–1,4 glikosidik dan sebagian ikatan α-1,6 glikosidik → rantai bercabang

H

α-D-fruktofuranosa (posisi –OH ke bawah)

H

7. Perbedaan amilosa dan amilopektin sebagai berikut.

OH

C

H

CH2OH

C

CH2OH

4

O C

H

O

5

HOH2C

 → ← 

C

Struktur lingkar 6 dari pentosa

O

OH

H

CH2OH

CH2OH

D-fruktosa dalam struktur Haworth diperoleh dengan bentuk cincin segilima yang disebut furan. Karbohidrat yang membentuk struktur cincin segilima disebut furanosa.

3

OH

C

H

D-fruktosa

H

C

H

CH2OH

4

H

dan

AgO/Tollens H   → OH

O

C

5

H H

O C

HO

HOH2C

C

Reaksi positif terhadap Tollens dan Fehling

CHO

3.

HO

CH2OH

→ 2C2H5OH + CO2 C6H12O6 

C

O C

8. Sifat-sifat pati sebagai berikut. a. Sedikit larut dalam air dingin. b. Daya reduksinya sangat kecil. c. Mudah dihidrolisis dengan asam-asam encer.

Kimia Kelas XII

133

d.

Dengan larutan iodin akan memberikan warna biru.

9. Apabila dalam urine terdapat asam urat atau kreatinin, kedua senyawa ini dapat mereduksi pereaksi Fehling, tetapi tidak dapat mereduksi pereaksi Benedict. Apabila urine seseorang membentuk endapan merah bata setelah ditetesi pereaksi Benedict, disimpulkan bahwa di dalam urine tersebut terkandung glukosa. Hal ini mengindikasikan bahwa orang tersebut mengidap penyakit diabetes melitus. 10. Kegunaan selulosa sebagai berikut. a. Pembuatan kain katun. b. Pembuatan kertas saring. c. Pembuatan kertas pembungkus rokok.

Serin: H HO

C

CH2

COOH

NH2 Glisin: H H

C

COOH

NH2 Alanin: H CH3

C

COOH

NH2

Bab XII Protein

Sistein: H HS

CH2

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: b Asam amino dapat membentuk ion bermuatan ganda karena terjadi pelepasan proton pada gugus yang sekaligus ditangkap oleh molekul bebas pada gugus amina. Ion bermuatan ganda tersebut dikenal dengan ion zwitter. 2. Jawaban: b Asam amino esensial merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis di dalam tubuh sehingga harus disuplai dari makanan. Sebaliknya, asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh. 3. Jawaban: b Lisin merupakan asam amino yang bersifat basa. Contoh asam amino yang bersifat asam adalah asam glutamat. Contoh asam amino yang bersifat netral karena tidak bermuatan adalah sistein dan serin. Contoh asam amino yang bersifat hidrofob adalah glisin dan alanin. Asam amino asimetris terdapat pada asam amino optis aktif yaitu asam amino yang mempunyai atom C-α. 4. Jawaban: b Rumus struktur asam amino treonin adalah: O CH3 CH CH C OH OH NH2

134


C

COOH

NH2 5. Jawaban: a Asam amino esensial yang tidak terkandung dalam protein beras adalah lisin dan treonin. Lisin: H H3N

CH2 CH2 CH2

CH2 C COOH NH2

H

Treonin: CH3

CH

C COOH

OH

NH2

H CH2

C COOH = fenilalanin NH2

H3C H3C

H CH

C COOH = valin NH2

B. Uraian

H

H3C

CH2 C COOH = leusin

CH

H3C

NH2 H C COOH = isoleusin

CH3 CH2 CH

CH3 NH2

6. Jawaban: b Glisin adalah satu-satunya asam amino yang tidak bersifat optis aktif karena tidak memiliki atom C asimetris. 7. Jawaban: c Asam amino yang merupakan asam amino nonesensial yaitu alanin, asparagin, asam aspartat, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin, dan tirosin. Asam amino yang merupakan asam amino esensial di antaranya arginin, histidin, isoleusin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, lisin, dan valin. 8. Jawaban: c H

H

CH2 C COOH

CH2

HO

NH2

C COOH NH2

fenilalanin

tirosin

1. Sifat-sifat asam amino sebagai berikut. a. Asam amino bersifat amfoter yaitu dapat bersifat asam dan juga bersifat basa. Hal ini karena asam amino mempunyai gugus karboksil yang bersifat asam dan juga gugus amina yang bersifat basa. b. Asam amino dapat membentuk zwitter ion yaitu ion yang bermuatan ganda. Hal ini karena pada asam amino terjadi pelepasan H+ yang sekaligus ditangkap oleh molekul bebas pada gugus amina. Adanya zwitter ion mengakibatkan asam amino memiliki kepolaran yang tinggi, dapat larut dengan baik dalam air, dan tidak mudah menguap. c. Asam amino bersifat optis aktif karena mempunyai atom C asimetris atau atom C kiral, yaitu atom C yang mengikat empat buah gugus yang berbeda (–H, –COOH, –NH2, dan –R), kecuali glisin. 2. R merupakan alkil yaitu gugus pembeda antara asam amino yang satu dengan asam amino yang lainnya. 3. Reaksi-reaksi yang memperlihatkan sifat amfoter asam amino sebagai berikut. a. Sifat amfoter dapat membentuk ester apabila direaksikan dengan alkohol. O R

H H

COOH + H3 C

C

CH NH 2

NH2

α-alanin (asam amino)

glisin (asam amino)

H2 N

H

O

C

C

H

COOH →

H N

C

H

CH3

glisin-alanin (senyawa dipeptida)

COOH + H2O

air

10. Jawaban: c Asam amino esensial ada 8, yaitu fenilalanin, valin, lisin, isoleusin, metionin, treonin, triptofan, dan lisin. Bagi bayi, asam amino esensial ada 10, yaitu asam amino tersebut ditambah arginin dan histidin.

+

C OH

Kedua asam amino tersebut mengandung rantai benzena. 9. Jawaban: d Pada saat asam amino-asam amino berkondensasi untuk membentuk ikatan peptida, akan dilepaskan molekul air (H2O). Reaksinya sebagai berikut.

CH

R′OH → R

C OR′

NH 2

+ H2O

NH 2

Asam amino dengan air melepaskan OH–

b.

O R

O CH

CH

C

O–

+

H2O

→ R

NH 2

O CH

C

+ OH– O–

NH 3

4. Asam amino esensial tidak disintesis dalam tubuh. Sebaliknya, asam amino nonesensial dapat disintesis dalam tubuh. Contoh asam amino esensial yaitu arginin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin. Sementara itu, contoh asam amino nonesensial yaitu alanin, asparagin, sistein, serin, glisin. 5. Spesi asam amino bergantung pada pH larutan: pH = TIE = netral (sebagai ion zwitter) pH < TIE = bermuatan positif (sebagai kation) pH > TIE = bermuatan negatif (sebagai anion) +H

3N

CH

+H

COOH

CH 3 pH = 4 (kation)

3N

CH

COO –

CH 3 H2N

CH

COO –

pH = 6 (zwitter ion)

CH 3 pH = 8 (anion)

Kimia Kelas XII

135

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: a Ikatan peptida adalah ikatan yang mengaitkan dua molekul asam amino. Ikatan ini terjadi dengan melepaskan molekul air (H – OH). 2. Jawaban: d Protein merupakan suatu makromolekul yang tersusun dari beberapa jenis asam amino. 3. Jawaban: d Sifat-sifat protein: 1) ada yang larut dan ada yang tidak larut dalam air; 2) mengalami kerusakan struktur pada suhu tinggi; 3) memiliki viskositas yang lebih besar daripada air sebagai pelarutnya; 4) mengkristal jika ditambah amonium sulfat; 5) pengocokan dapat mengakibatkan denaturasi protein. 4. Jawaban: e Protein yang berfungsi sebagai pengatur reaksi dalam tubuh adalah hormon. Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Protein kontraktil adalah protein yang berfungsi menggerakkan otot. Protein transpor adalah protein yang berfungsi mengangkut O2 ke sel. Protein struktural adalah protein yang berfungsi melindungi jaringan di bawahnya. 5. Jawaban: b α-keratin termasuk protein yang terdapat pada tanduk, rambut, dan kulit. β-keratin termasuk protein yang terdapat pada kepompong ulat sutra, jaring laba-laba, paruh burung atau unggas, dan kuku. Kolagen termasuk protein pada kulit, urat, tulang, dan jaringan penghubung. Tripsin termasuk enzim, sedangkan provitamin termasuk protein globular. 6. Jawaban: e Uji Biuret digunakan untuk mengetahui ada atau tidaknya ikatan peptida dalam suatu senyawa. Caranya protein ditambah beberapa tetes CuSO4 dan NaOH sehingga dihasilkan warna merah dan ungu. Uji Tollen dan Fehling digunakan untuk membedakan aldehid dan keton pada karbohidrat. Uji iodin juga digunakan untuk menguji adanya polisakarida pada karbohidrat. Uji Bayer digunakan untuk menunjukkan kereaktifan heksana, benzena, dan sikloheksana terhadap oksidator KMnO4 yang merupakan katalis.

136


7. Jawaban: d Sampel makanan positif mengandung protein jika diuji dengan reaksi Biuret menghasilkan warna ungu. Uji xantoproteat adalah uji terhadap protein yang mengandung gugus fenil (cincin benzena). Apabila protein yang mengandung cincin benzena dipanaskan dengan asam nitrat pekat, akan terbentuk warna kuning. Warna kuning berubah menjadi jingga apabila sampel dibuat alkalis (basa) dengan ditetesi larutan NaOH. Bahan yang mengandung inti benzena adalah ikan dan putih telur. 8. Jawaban: e Kegunaan protein sebagai berikut. 1) Biokatalis (enzim). 2) Mengangkut oksigen ke sel (protein transpor). 3) Cadangan makanan (protein cadangan). 4) Menggerakkan otot (protein kontraksil). 5) Melindungi jaringan di bawahnya (protein struktural). 6) Pelindung terhadap mikroorganisme patogen (protein pelindung). 7) Mengatur reaksi dalam tubuh (hormon). Sumber energi utama bagi tubuh berupa karbohidrat. Cadangan energi bagi tubuh berasal dari lemak. Antibodi terhadap racun yang masuk ke dalam tubuh berasal dari antioksidan seperti vitamin. 9. Jawaban: d Protein mempunyai sifat: 1) tidak tahan pada suhu tinggi, 2) tidak tahan pada perubahan pH yang ekstrim, 3) memiliki ion zwitter, 4) tersusun dari beberapa asam amino. 10. Jawaban: b Denaturasi protein disebabkan oleh: 1) suhu tinggi; 2) radiasi sinar ultra violet; 3) perubahan pH yang sangat ekstrim; 4) pelarut organik; 5) zat kimia tertentu; 6) gerakan mekanik; dan 7) ion logam berat. B. Uraian 1. Para ahli biokimia menggunakan singkatan untuk menuliskan struktur polipeptida. Setiap asam amino diberi lambang dengan tiga huruf. Contoh polipeptida yang terdiri atas 10 asam amino dituliskan sebagai berikut. Gly – Phe – Cys – Ser – Ala – Gly – Asp – Ala – Lys – Asp

Keterangan: Gly = glisin Phe = fenilalanin Cys = sistein Ser = serin Ala = alanin Asp = asam aspartat Lys = lisin Dalam penulisan rangkaian asam amino tersebut, ujung amino (asam amino dengan gugus amino bebas) ditempatkan di sebelah kiri. Sementara itu, ujung karboksil di sebelah kanan. Glisin mempunyai gugus –NH2 bebas, sedangkan asam aspartat (Asp) mempunyai gugus –COOH bebas. 2. a.

b.

c.

Adanya ikatan peptida dapat diketahui dengan melakukan uji Biuret yaitu dengan menetesi sampel dengan larutan NaOH kemudian larutan tembaga(II) sulfat encer sehingga terbentuk warna ungu. Adanya cincin benzena dapat diketahui dengan menggunakan uji Xantoproteat yaitu dengan memanaskan sampel dengan asam nitrat pekat sehingga terbentuk warna kuning kemudian menjadi jingga. Adanya belerang dapat diketahui dengan memanaskan larutan protein dengan larutan NaOH pekat dan diberi beberapa tetes larutan timbal asetat sehingga terbentuk endapan hitam.

3. Berdasarkan fungsinya, protein dibedakan menjadi: a. enzim yang berfungsi sebagai biokatalis, misal tripsin, b. protein transpor berfungsi untuk mengangkut O2 ke sel, contoh hemoglobin, c. protein cadangan berfungsi sebagai makanan cadangan, contoh ovalbumin, d. protein kontraktil berfungsi untuk menggerakkan otot, contoh aktin, e. protein struktural berfungsi untuk melindungi jaringan di bawahnya, contoh keratin, f. protein pelindung berfungsi sebagai pelindung terhadap mikroorganisme patogen, contoh antibodi dan trombin, dan g. protein pengatur berfungsi mengatur reaksi dalam tubuh, contoh insulin. 4. Denaturasi protein dipengaruhi oleh hal-hal berikut. a. Pemanasan Pemanasan protein mengakibatkan terjadinya koagulasi yang hebat dan koagulasi ini tidak dapat balik, artinya terjadi kerusakan permanen pada strukturnya.

b.

c.

d.

e.

Pendinginan Pendinginan mengakibatkan protein mengalami koagulasi sementara, artinya reaksinya dapat balik. Perlakuan mekanik Perlakuan mekanik seperti irisan pisau, pengocokan, atau pengadukan merupakan perlakuan mekanik yang merusak protein hingga terjadi denaturasi. Tekanan hidrostatik Tekanan hidrostatik biasa dilakukan untuk mengawetkan makanan. Tekanan ini dapat mengakibatkan rusaknya protein dengan terjadinya denaturasi. Radiasi Makanan yang mengalami radiasi untuk kebutuhan sterilisasi, kandungan proteinnya akan rusak karena dampak radiasi yang ditimbulkan.

5. Adanya protein suatu sampel dapat diidentifikasi dengan reaksi Biuret. Protein ditambah beberapa tetes CuSO4 dan NaOH akan berwarna merah atau ungu. Uji ini dilakukan untuk mengetahui adanya ikatan peptida. Adanya ikatan peptida menunjukkan bahwa sampel tersebut mengandung protein. Selanjutnya, identifikasi adanya gugus indol dalam protein dilakukan dengan uji Hopkins-Cole. Protein dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole kemudian ditambahkan asam sulfat perlahan-lahan. Campuran tersebut akan membentuk lapisan di bawah larutan protein sehingga terbentuk cincin di antara kedua lapisan. Cincin tersebut menunjukkan adanya gugus indol.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: e Rumus struktur asam amino tersebut sebagai berikut. H serin

CH2

= HO

C COOH NH2

H glisin

= H

C COOH NH2

Kimia Kelas XII

137

prolin

= HC 2

H2C

7. Jawaban: d Ikatan peptida terjadi antara atom C dari gugus karboksil (–COOH) dengan atom N dari gugus amina (–NH2) yaitu:

CH2 CH

COOH

N H H

sistein = HS

CH2

C COOH NH2 H

tirosin = HO

CH2

C COOH NH2

Jadi, asam amino yang mengandung cincin aromatik adalah tirosin. Tirosin mengandung cincin benzena. 2. Jawaban: a Histidin merupakan asam amino esensial. Sementara itu, alanin, sistein, glisin, dan prolin merupakan asam amino nonesensial. 3. Jawaban: a Rumus struktur yang merupakan gugus ulang dari suatu protein adalah: R

H

C

C

N

O

H

R C

C

N

O

H

H

4. Jawaban: e Antarmolekul asam amino yang saling berikatan membentuk protein terdapat ikatan kovalen yang disebut sebagai ikatan peptida. Ikatan peptida ini terjadi antara atom C dari gugus karboksil (–COOH) dengan atom N dari gugus amina (–NH2) 5. Jawaban: b Protein merupakan suatu polimer dengan asam amino sebagai monomer yang dihubungkan dengan ikatan peptida. 6. Jawaban: c Adanya protein dalam makanan dapat diuji dengan reaksi Biuret. Hasil positif jika sampel berwarna ungu. Makanan berprotein yang mengandung inti benzena jika diuji dengan Xantoprotein akan berwarna kuning (jingga). Protein yang mengandung unsur belerang jika diuji dengan timbal(II) asetat akan berwarna cokelat kehitaman. Bahan makanan tersebut dijumpai pada bahan makanan K dan M.

138


8. Jawaban: d Protein berperan sebagai biokatalis untuk reaksireaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Protein dapat mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup organisme. Sistem metabolisme akan terganggu jika biokatalis yang berperan di dalamnya mengalami kerusakan. 9. Jawaban: e Asam amino mempunyai dua gugus fungsional, yaitu gugus amina (–NH2) dan gugus karboksil (–COOH). 10. Jawaban: d Denaturasi protein adalah hilangnya sifat-sifat alamiah protein karena rusaknya struktur-struktur protein selain struktur utama. Denaturasi protein mengakibatkan penggumpalan putih telur. Proses denaturasi protein terjadi akibat pemanasan. 11. Jawaban: a Enzim merupakan senyawa yang termasuk golongan protein. Contoh enzim amilase, hidrolase, dan urease. 12. Jawaban: d Mukoprotein merupakan contoh gabungan molekul protein dengan karbohidrat. Contoh gabungan molekul protein dengan senyawa bukan protein lainnya yaitu lipoprotein (protein dengan lemak) dan nukleoprotein (protein dengan asam nukleat). 13. Jawaban: e Prolamin merupakan protein tunggal Lipoprotein → asam amino + lipid Glikoprotein → asam amino + karbohidrat Fosfoprotein → asam amino + fosfor Kromoprotein → asam amino + zat warna 14. Jawaban: d Protein yang pertama kali berhasil ditentukan struktur primernya adalah insulin. Insulin merupakan hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Insulin digunakan untuk terapi bagi orang yang menderita kekurangan insulin (diabetes melitus). Miosin berperan dalam sistem kontraksi otot kerangka. Fibroin merupakan komponen utama dalam serat sutra dan jaring laba-laba. Trombin merupakan protein penggumpal darah jika sistem pembuluh terluka. Ribonuklease merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalisator (enzim).

15. Jawaban: d Uji keberadaan protein (ikatan peptida) dilakukan dengan cara mereaksikannya dengan pereaksi Biuret. Hasil positif jika memberikan warna ungu. Pada tabel tersebut, bahan makanan yang mengandung protein adalah K, M, dan O. 16. Jawaban: d Kelebihan asam amino di dalam tubuh akan diubah menjadi asam piruvat dan digunakan sebagai sumber energi karena tubuh tidak dapat menyimpan asam amino. Enzim merupakan protein. Arginin dan asam aspartat merupakan asam amino. 17. Jawaban: c Protein baru: ABCDEF, BCDEFG, CDEFGH, DEFGHI, EFGHIJ. 18. Jawaban: e Uji Biuret dilakukan untuk mengetahui adanya protein. Jadi, dari data percobaan di atas makanan yang mengandung protein adalah A, C, dan E. 19. Jawaban: b Albumin dalam telur disebut ovalbumin. Foxalbumin: albumin dalam bijih jarak. Laktalbumin: albumin dalam susu. Glutein: protein dalam tumbuh-tumbuhan dan memiliki sifat globulin. Ovoglobulin: globulin dalam telur. 20. Jawaban: b Adanya protein dalam sampel makanan dapat diuji dengan uji Biuret. Uji positif jika memberikan warna ungu. Adanya belerang dalam protein, dapat diuji dengan reaksi Pb(II) asetat. Uji positif jika memberikan warna hitam. Jadi, protein yang mengandung belerang adalah susu dan putih telur. 21. Jawaban: e CH3

CH COOH

CH2

NH2

NH2

alanin

C COOH glisin

Keduanya mengandung gugus R dan hidrogen alifatik. 22. Jawaban: d Semua asam amino bersifat optis aktif, kecuali glisin. Hal ini karena glisin tidak mempunyai atom C asimetris. 23. Jawaban: b Fenilalanin, triptofan, dan tirosin mengandung benzena. 24. Jawaban: a Rumus struktur prolin, histidin, dan triptofan sebagai berikut.

H2C Prolin:

CH2 CH COOH

H2C N H

H Histidin:

HC

C CH2 C COOH

N

NH

NH2

C H

H

Triptofan:

C N

CH2 C COOH

CH

NH2

H Ketiganya mengandung gugus R heterosiklik. 25. Jawaban: a Kristalisasi protein dilakukan dengan penambahan garam amonium sulfat atau natrium klorida. Penambahan tersebut bertujuan untuk menurunkan kelarutan protein. Pada titik isoelektrik, kelarutan protein paling kecil, sehingga mudah dikristalkan. 26. Jawaban: c Jika suatu larutan protein, misal albumin telur, dipanaskan secara perlahan-lahan hingga suhu mencapai 60°–70°C, lama-kelamaan larutan tersebut akan menjadi keruh dan akhirnya mengalami koagulasi (penggumpalan). Protein tersebut tidak dapat larut kembali pada proses pendinginan. Peristiwa tersebut dinamakan denaturasi protein. Adsorpsi merupakan penyerapan ion atau mikroorganisme oleh permukaan partikel koloid. Dialisis adalah pemurnian medium pendispersi dari ion-ion yang dapat menggumpalkan partikel koloid. Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid dalam medan listrik. Gerak Brown adalah gerakan acak dari partikel koloid akibat tabrakan dengan partikel medium pendispersinya. 27. Jawaban: a Protein kontraktil merupakan kelompok protein yang dapat berfungsi untuk menggerakkan otot. Protein pengatur merupakan hormon yang berfungsi mengatur reaksi dalam tubuh. Protein struktural berfungsi melindungi jaringan di bawahnya. Protein transpor berfungsi mengangkut O2 ke sel. Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis.

Kimia Kelas XII

139

28. Jawaban: a Fungsi protein adalah nomor 1) dan 3). Sementara itu, nomor 2) merupakan fungsi karbohidrat. Nomor 4) merupakan fungsi lemak. Nomor 5) merupakan fungsi DNA. 29. Jawaban: e Asam amino merupakan senyawa amfoter, sehingga bersifat basa dalam suasana asam kuat dan bersifat asam dalam suasana basa kuat. 30. Jawaban: d Sistein merupakan asam amino nonesensial. Sementara itu, isoleusin, metionin, triptofan, dan histidin merupakan asam amino esensial.

O c.

Sistein (Cys): H2N

CH

SH 3. Dua molekul asam amino dapat membentuk dua jenis dipeptida tergantung pada gugus yang digunakan pada kondensasi. Misal glisin dan alanin dapat membentuk dua dipeptida sebagai berikut.

H2N

H

O

C

C

OH + H2N

CH3

H2N

H

O

C

C

O

C

C

→ OH 

glisin

CH3

atau: H2N

H

H

alanin

2.

OH

CH2

B. Uraian 1. Pengelompokan asam amino berdasarkan struktur gugus R yang dikandung. a. Asam amino yang gugus R-nya alifatik. Contoh glisin dan alanin. b. Asam amino yang gugus R-nya mengandung gugus hidroksil. Contoh serin dan trionin. c. Asam amino yang gugus R-nya mengandung rantai benzena. Contoh tirosin dan fenilalanin. d. Asam amino dengan dua gugus karboksilat. Contoh asam aspartat dan asam glutamat. e. Asam amino yang mengandung belerang. Contoh sistein dan metionin. f. Asam amino dengan rantai heterosiklik. Contoh triptofan dan histidin.

C

H

O

N

C

C

H

H

H

O

C

C

H

OH + H2O

H N H

C

O C

CH3

OH

+ H2O

4. Asam amino nonesensial yang bersifat netral-polar yaitu asparagin, glisin, sistein, glutamin, serin, dan tirosin. Di antara asam-asam amino tersebut yang mengandung gugus fenil yaitu tirosin. Rumus strukturnya:

O a.

Fenilalanin (Phe): H2N

CH

C

H2N

CH

C

CH2 CH2 CH2 CH2 NH2

140


CH2

CH

COOH

5. Bahan makanan sumber protein di antaranya daging, susu, ikan, telur, tumbuhan berbiji (suku polong-polongan), dan kentang.

O Lisin (Lys):

HO

NH2

CH2

b.

OH

OH

6. Contoh protein yang bersifat racun. a. Protein yang bersifat racun dari Clostridium botulinum dapat mengakibatkan keracunan makanan. b. Protein yang bersifat racun dari ular, merupakan protein enzim. Protein ini dapat mengakibatkan terhidrolisisnya fosfogliserida yang terdapat dalam membran sel. c. Risin, yaitu protein dari beras yang dapat menimbulkan keracunan.

7. Uji ninhidrin adalah uji umum untuk protein dan asam amino. Ninhidrin dapat mengubah asam amino menjadi suatu aldehida. Uji ini dilakukan dengan menambahkan beberapa tetes larutan ninhidrin yang tidak berwarna ke dalam sampel, kemudian dipanaskan beberapa menit. Adanya protein atau asam amino ditunjukkan oleh terbentuknya warna ungu. Uji Biuret adalah uji umum untuk protein (ikatan peptida), tetapi tidak dapat menunjukkan asam amino bebas. Zat yang akan diselidiki mula-mula ditetesi larutan NaOH, kemudian larutan tembaga(II) sulfat yang encer. Jika terbentuk warna ungu berarti zat tersebut mengandung protein. 8. Protein yang mudah larut dalam air memiliki banyak asam amino dengan gugus hidrofil. Sebaliknya, protein yang sulit larut dalam air mengandung banyak asam amino dengan gugus hidrofob. 9. a. b. c. d.

fosfoprotein kromoprotein lipoprotein glikoprotein

→ → → →

asam amino + fosfor asam amino + zat warna asam amino + lipid asam amino + karbohidrat

10. Penggolongan protein berdasarkan fungsi biologisnya. a. Enzim: protein yang berfungsi sebagai biokatalis. Contoh berbagai reaksi senyawa organik dalam sel dikatalisis oleh enzim. b. Protein transpor: protein yang mengikat dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Contoh hemoglobin dan lipoprotein. c. Protein nutrien: protein yang berfungsi sebagai makanan cadangan. Contoh ovalbumin dan kasein. d. Protein kontraktil: protein yang memberikan kemampuan pada sel dan organisme untuk mengubah bentuk atau bergerak. Contoh aktin dan miosin. e. Protein struktural: protein yang berperan sebagai penyangga untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau perlindungan. Contoh kolagen, keratin, dan fibroin. f. Protein pertahanan (antibodi): protein yang melindungi organisme terhadap serangan organisme lain (penyakit). Contoh imunoglobin, fibrinogen, dan trombin. g. Protein pengatur: protein yang berfungsi mengatur aktivitas seluler atau fisiologis. Contoh hormon.

Bab XIII Lipid

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: c Sumber energi dalam tubuh diurutkan dari yang pertama kali digunakan adalah karbohidrat, protein, dan lipid (lemak). 2. Jawaban: d Asam oleat merupakan asam lemak tidak jenuh dengan rumus strukturnya sebagai berikut. CH3(CH2)7CH = CH – (CH2)7 – COOH 3. Jawaban: b Kolesterol merupakan steroid yang berperan dalam proses pengangkutan lemak dalam tubuh dan merupakan bahan baku pembuatan empedu. Dehidrokolesterol dan ergosterol berfungsi sebagai provitamin D. Estrogen merupakan hormon kelamin perempuan. Testosteron merupakan hormon kelamin laki-laki. 4. Jawaban: a Oksidasi asam lemak tidak jenuh akan menghasilkan peroksida dan pada reaksi lebih lanjut menghasilkan aldehid. Reaksi ini mengakibatkan bau dan rasa yang tidak enak atau tengik. 5. Jawaban: d Fosfolipid merupakan gliserida yang mengandung fosfor dalam bentuk ester asam fosfat. Sifat amfipatik dari fosfolipid berarti bahwa senyawa tersebut sebagian molekulnya polar dan sebagian lagi nonpolar. 6. Jawaban: a Lipid berfungsi sebagai komponen struktural membran sel, bahan bakar (sumber energi), lapisan pelindung, vitamin, dan hormon. Selain itu, lipid juga berfungsi sebagai insulator listrik serta membantu melarutkan dan mentranspor senyawasenyawa tertentu dalam aliran darah. 7. Jawaban: c Gabungan dari 3 cincin sikloheksana (fenantrena) dengan cincin siklopentana membentuk struktur dasar steroid derivat perhidrosiklopentanofenantrena. 18 12 11 19 1

2

CH3

C

A 3

16 D 15

8 B

5 4

13 14

9

10

CH3 17

7 6

inti steroid Kimia Kelas XII

141

8. Jawaban: b Karoten termasuk terpen yang memiliki struktur dasar isoprena. 9. Jawaban: b Lesitin memiliki nama lain fosfatidil kolin. Hasil hidrolisis lesitin berupa asam lemak, gliserol, fosfat, dan kolin. 10. Jawaban: a Dalam tubuh terdapat berbagai jenis lipid, seperti lemak, fosfolipid, dan steroid. Lemak dalam tubuh berfungsi sebagai sumber energi dan cadangan makanan. 11. Jawaban: b CH3COOH CH3(CH2)16COOH CH3(CH2)2COOH CH3(CH2)4COOH CH3(CH2)6COOH

CH

1. Lemak dan minyak adalah suatu trigliserida. Pada suhu kamar lemak berbentuk padat, sedangkan minyak berbentuk cair. Lipid adalah senyawa yang merupakan ester dari asam lemak dengan gliserol yang kadang-kadang mengandung gugus lain. Lipid tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik, seperti suatu hidrokarbon atau dietil eter.

O CH2

O

12. Jawaban: e

CH3

B. Uraian

2. Saat seseorang digigit ular kobra, enzim lesitinase yang terdapat dalam cairan bisa akan menguraikan lesitin dalam sel darah merah menjadi lisolesitin. Asam lemak yang terikat pada atom karbon nomor 2 dari senyawa lesitin akan terlepas. Reaksinya:

= asam asetat = asam stearat = asam butirat = asam kaproat = asam kaprilat CH3

15. Jawaban: e Lesitin dalam susu berfungsi sebagai zat pengemulsi (emulgator).

R2 C

CH3 CH2 CH2 CH2 CH

O

O

CH CH2 O

CH3

C

R1

O P

O

CH2 CH2

N+

OH

CH3 → CH3  CH3

CH3

CH2 HO

HO

kolesterol

CH

CH3 CH2 CH2 CH2 CH

CH3

7-dehidrokolesterol

O P

O

CH2 CH2

N+

CH3 CH3 CH3

3.

Pembuatan margarin dapat dilakukan melalui proses hidrogenasi. Dalam proses ini asam lemak tidak jenuh pada minyak diubah menjadi asam lemak jenuh. Proses ini dapat terjadi dengan adanya katalis Ni dan gas hidrogen. Reaksinya sebagai berikut.

4.

Jika di dalam darah terdapat kolesterol dalam konsentrasi tinggi maka kolesterol tersebut akan mengendap di pembuluh darah. Adanya endapan kolesterol mengakibatkan penyempitan pembuluh

Senyawa 7-dehidrokolesterol memiliki ikatan rangkap dua C = C antara atom C nomor 7 dan 8. Sementara itu, kolesterol tidak memilikinya. 13. Jawaban: d Lemak dan minyak dapat mengalami hidrolisis karena pengaruh asam kuat atau enzim lipase membentuk gliserol dan asam karboksilat. Misalnya hidrolisis gliseril tristearat akan menghasilkan gliserol dan asam stearat. 14. Jawaban: c Etanolamin dalam fosfatidil etanolamin terikat pada senyawa fosfat. Rumus struktur senyawa etanolamin sebagai berikut. HO – CH2 – CH2 – NH2

R

Adanya lisolesitin akan mengubah hemoglobin dalam sel darah merah menjadi bilirubin yang terkumpul dalam darah sehingga menimbulkan warna kuning pada kulit. Akibatnya, seseorang yang digigit ular kobra akan menderita anemia (kekurangan sel darah merah).

HO


C

OH

CH3

142

CH CH2 O

CH3 CH3

O

darah sehingga aliran darah terganggu. Akibatnya, jantung bekerja lebih keras untuk memompa darah. Jika hal ini berlangsung terus-menerus dapat mengakibatkan penyakit jantung. 5.

Pengambilan minyak makanan dari bahan dasarnya dapat dilakukan melalui tiga cara sebagai berikut. a. Rindering, merupakan suatu proses pengambilan lemak atau minyak dari jaringan menggunakan panas. b. Pressing, proses pengambilan minyak atau lemak pada jaringan yang mengandung minyak atau lemak sehingga jaringannya pecah dan minyak atau lemaknya akan keluar. c. Ekstraksi, merupakan pemisahan minyak atau lemak dari bahan atau jaringan menggunakan pelarut.

A. Pilihan ganda 1. Jawaban: d Berdasarkan kemiripan struktur kimia yang dimilikinya, lipid digolongkan menjadi trigliserida, fosfolipid, steroid, dan lipoprotein. 2. Jawaban: d Lilin merupakan gabungan ester asam lemak dengan alkohol. Kedua bagian tersebut memiliki rantai panjang. Misal, mirisil palmitat terbentuk dari ester asam palmitat dengan mirisil alkohol. CH3 – (CH2)14 – C – OCH2 – (CH2)28 – CH3 O mirisil palmitat

CH3 – (CH2)28 – C – O – R O ester dari asam palmitat

CH3 – (CH2)28 – CH2 – OH mirisil alkohol

3. Jawaban: a NH2 | CH3(CH2)12 – CH = CH – CH – CH – CH2OH | OH Sfingosin

4. Jawaban: c Lilin yang berasal dari kepala paus atau lumbalumba adalah setilpalmitat dengan rumus struktur sebagai berikut.

O || CH3(CH2)14 – C – O – CH2 – (CH2)14 – CH3 5. Jawaban: a Fitol merupakan hasil hidrolisis klorofil dan termasuk senyawa terpen. 6. Jawaban: b Lipopolisakarida merupakan gabungan antara lipid dengan polisakarida (karbohidrat). Berbeda dengan lipoprotein yang terdapat dalam plasma darah manusia, lipopolisakarida terdapat dalam dinding sel beberapa bakteri. Manusia dan hewan tidak memiliki dinding sel. Sementara itu, dinding sel tumbuhan tersusun dari selulosa dan dinding sel jamur tersusun dari kitin. 7. Jawaban: e Proses hidrogenasi yang digunakan untuk pembuatan margarin dapat terjadi dengan bantuan katalis Ni dan gas hidrogen. 8. Jawaban: c Titik lebur asam stearat lebih tinggi daripada titik lebur asam oleat. Hal ini terjadi karena asam stearat termasuk asam lemak jenuh, sedangkan asam oleat termasuk asam lemak tidak jenuh. Meskipun jumlah rantai karbon kedua senyawa sama (18), tetapi ikatan rangkap dua pada asam lemak tidak jenuh mengakibatkan titik lebur menjadi lebih rendah. 9. Jawaban: a Titik lebur paling tinggi dimiliki oleh asam lemak jenuh dengan jumlah karbon paling banyak. Jumlah karbon paling banyak dimiliki oleh asam arakidat dengan jumlah 20 buah. Asam arakidat juga termasuk asam lemak jenuh. Oleh karena itu, asam arakidat memiliki titik lebur paling tinggi dibanding beberapa asam lemak lain dalam tabel di atas. 10. Jawaban: c Hormon kelamin perempuan yang tergolong steroid adalah estrogen dan progesteron. Testosteron dan andosteron merupakan hormon kelamin lakilaki. Ergosterol berfungsi sebagai provitamin D. Kolesterol merupakan komponen utama empedu. 11. Jawaban: e Rumus struktur tersebut memiliki nama skualen. Senyawa tersebut diperoleh dari minyak ikan hiu. 12. Jawaban: e Fungsi lipid sebagai berikut. 1) Sebagai sumber energi. 2) Sebagai unsur pembangun membran sel. 3) Sebagai pelindung organ-organ penting. 4) Untuk menjaga tubuh dari pengaruh luar. 5) Sebagai insulator listrik. 6) Membantu melarutkan vitamin dalam darah. Kimia Kelas XII

143

13. Jawaban: d Sifat fisika asam lemak di antaranya memiliki kelarutan dalam air yang semakin berkurang seiring dengan bertambahnya rantai karbon. Asam lemak dengan rantai karbon sangat panjang tidak larut dalam air. Asam lemak tidak jenuh dengan jumlah ikatan rangkap dua yang semakin banyak memiliki titik lebur yang semakin rendah. Asam lemak jenuh dengan rantai karbon pendek mempunyai titik lebur rendah. Salah satu sifat kimia asam lemak yaitu dalam air akan terionisasi sebagian dan melepaskan ion H+. 14. Jawaban: b Hidrolisis fosfatidil kolin akan menghasilkan asam lemak, gliserol, fosfat, dan kolin. 15. Jawaban: c Rumus struktur dari kolesterol digambarkan pada pilihan jawaban c. Pilihan jawaban a merupakan rumus struktur dehidrokolesterol. Pilihan jawaban b merupakan rumus struktur estrogen. Pilihan jawaban d merupakan rumus struktur ergosterol. Pilihan jawaban e merupakan rumus struktur asam deoksikolat. 16. Jawaban: e Testosteron merupakan hormon kelamin laki-laki. Estrogen adalah steroid yang terdapat pada hormon kelamin wanita. Dehidrokolesterol dan ergosterol berfungsi sebagai provitamin D. Kolesterol merupakan komponen utama empedu.

20. Jawaban: d Asam laurat merupakan salah satu asam lemak jenuh. Asam lemak ini tidak mengandung ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. Sementara itu, asam palmitoleat, asam linolenat, asam oleat, dan asam linoleat merupakan asam lemak yang mengandung ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. B. Uraian 1. Lipid berfungsi sebagai sumber energi (bahan bakar), merupakan komponen struktural penyusun membran, dan sebagai lapisan pelindung vitamin serta hormon. 2. Asam linoleat memiliki 2 ikatan rangkap dua sedangkan asam linolenat memiliki 3 ikatan rangkap dua. Dengan demikian, titik lebur asam linolenat lebih rendah daripada asam linoleat. CH3(CH2)3(CH2CH = CH)2(CH2)7COOH asam linoleat

CH3(CH2CH = CH)3(CH2)7COOH asam linolenat

3. a.

b.

17. Jawaban: c Terpen adalah salah satu jenis lipid, sama halnya dengan steroid. Beberapa jenis steroid di antaranya: 1) kolesterol 2) 7-dehidrokolesterol 3) ergosterol 4) hormon kelamin 5) asam-asam empedu 18. Jawaban: e Reaksi oksidasi asam lemak tidak jenuh mengakibatkan terbentuknya gugus –COOH dan terputusnya ikatan rangkap dua C = C. 19. Jawaban: d Gliserol termasuk alkohol. Gliserol memiliki gugus trihidroksi alkohol pada ketiga atom karbonnya. Rumus strukturnya:

CH2

OH

CH

OH

CH2 OH

144


c.

d.

Trigliserida adalah ester yang terbentuk dari gliserol dan asam lemak. Ester biasa disebut dengan lemak atau minyak. Fosfolipid adalah trigliserida yang satu asam lemaknya digantikan oleh gugus fosfat yang mengikat gugus alkohol yang mengandung nitrogen. Rumus umumnya sebagai berikut. O || H2C – O – C – R1 O || || HC – O – C – R2 O || || H2C – O – P – O – H | OH Steroid adalah lipid yang bukan turunan ester dan tidak memiliki gugus asam lemak. Steroid merupakan molekul organik kompleks yang larut dalam lemak dan merupakan komponen utama jaringan sel. Lipoprotein adalah lipid yang terbentuk dari lipid dan asam amino.

4. Proses penyabunan terjadi apabila lemak direaksikan dengan NaOH atau KOH sehingga terbentuk gliserol dan sabun. Reaksinya sebagai berikut.

H 2C

O

HC

O

H 2C

O

O R CH2 OH O C R + 3NaOH → CH OH + 3RCOONa O CH2 OH C R C

Lemak

Natrium hidroksida (basa kuat)

Gliserol

Sabun

5. Rumus struktur kolesterol: CH3 CH CH3

CH3 CH2 CH2 CH2 CH

CH3

CH3

8. Senyawa lilin dalam lebah madu yaitu mirisilpalmitat. Rumus strukturnya: CH3(CH2)14 – C – O – CH2 – (CH2)28 – CH3 || O 9. Fosfolipid bersifat amfifilik karena dapat mengikat gugus nonpolar dan gugus polar sekaligus. 10. Dalam reaksi hidrogenasi pada lemak terjadi pemecahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. Reaksi ini memiliki arti penting karena mengubah asam lemak cair menjadi asam lemak padat. Contoh: hidrogenasi asam oleat menjadi asam stearat. Reaksi hidrogenasi melibatkan gas hidrogen atau Ni sebagai katalis. O H2COC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3 O

HO

HCOC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3 O CH3 CH CH3

CH3 CH3 CH

CH

CH

CH

O

CH3

H2COC(CH2)16CH3 O

HO

6. Makanan yang mengandung terlalu banyak lemak jenuh akan mengakibatkan timbunan asam lemak pada dinding saluran darah sehingga terjadi penyumbatan pembuluh darah. Akibat selanjutnya memicu tekanan darah tinggi, serangan jantung, dan stroke. 7. Sifat-sifat lilin: a. termasuk ester dari asam lemak; b. larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air; c. berfungsi sebagai pelindung atau penahan air; d. sulit terhidrolisis; dan e. tidak dapat diuraikan oleh enzim.

!

H2COC(CH2)7CH == CH(CH2)7CH3

CH3

Berdasarkan rumus struktur tersebut terlihat bahwa ergosterol memiliki ikatan rangkap C=C antara atom C nomor 7 dan 8 serta ikatan rangkap C=C antara atom C nomor 22 dan 23 (rantai samping). Selain itu, ergosterol juga memiliki gugus metil pada atom C nomor 24. Sementara itu, pada kolestertol tidak terdapat dua buah ikatan rangkap dua dan gugus metil.

 →

HCOC(CH2)16CH3 O H2COC(CH2)16CH3

Latihan Ujian Sekolah Pilihan ganda 1.

Jawaban: a Konfigurasi elektron unsur: 10A = 2 · 8 16D = 2 · 8 · 6 B = 2 · 8 · 1 11 17 E = 2 · 8 · 7 C = 2 · 8 · 3 13 Unsur yang paling sulit bereaksi adalah unsur yang mempunyai susunan elektron paling stabil, yaitu yang mempunyai elektron terluar = 8 (aturan oktet) yaitu unsur 10A.

2.

Jawaban: e P=2 → golongan IIA Q=2·4 → golongan IVA R=2·5 → golongan VA S = 2 · 8 · 1 → golongan IA T = 2 · 8 · 7 → golongan VIIA Ikatan ion dapat terbentuk antara golongan IA dengan VIIA.

Kimia Kelas XII

145

3. Jawaban: c Ikatan kovalen koordinat adalah ikatan kovalen dengan pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan kovalen koordinat pada struktur boron triklorida dan amonia ditunjukkan oleh nomor 3, karena pasangan elektron yang digunakan bersama hanya berasal dari boron. 4. Jawaban: c Ikatan kovalen nonpolar terbentuk sebagai akibat penggunaan bersama pasangan elektron oleh dua atom yang mempunyai elektronegativitas sama.

7. Jawaban: a mol NH3 = =

$ %& ' '

= 0,5 mol 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) 0,5 mol

~ 0,625 mol ~

0,5 mol ~

8. Jawaban: b V1M1 + V2M2 = V3M3 (150 × 0,2) + (100 × 0,3) = (150 + 100) M3 30 + 30 = 250 M3

5. Jawaban: d Reaksinya: 2Al + 3H2SO4 → AI2(SO4)3 + 3H2

"

M3 = " = 0,24 M

"#

Al untuk reaksi = = 0,4 mol

H2 yang dihasilkan = × 0,4 mol = 0,6 mol 7 gram gas N2 =

= #

0,25 mol

9. Jawaban: a pH = 4 – log 5 → [H+] = 5 × 10–4

25 × 10–8 = 2,5 × 10–5 [HA]

"

= " × 6 L

× " − × " −

[HA] =

= 14,4 L.

= 0,01 M.

6. Jawaban: c Reaksi yang terjadi antara logam aluminium (Al) dengan larutan asam sulfat encer (H2SO4) menghasilkan aluminium sulfat (Al2(SO4)3) dan gas hidrogen (H2). Persamaan reaksi yang belum setara: aAl(s) + bH2SO4(aq) → cAl2(SO4)3(aq) + dH2(g) Misal a = 1.

10. Jawaban: a Harga Kw tergantung pada suhu. Pada suhu yang sama, besarnya Kw akan selalu sama. 11. Jawaban: d ""

mol KOH = """ L × 0,1 M = 0,05 mol

Al: a = 2c → c =

""

mol HNO2 = """ L × 0,1 M = 0,05 mol

H: 2b = 2d → d = S: b = 3c

KOH + HNO 2 → KNO 2 + H 2 O Mula-mula : 0,05 mol 0,05 mol – – Reaksi : 0,05 mol 0,05 mol 0,05 mol 0,05 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– – Setimbang : – – 0,05 mol 0,05 mol

O: 4b = 12c 6=6 Persamaan reaksi setara:

Al(s) + H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + H2(g) Setelah dikalikan 2, persamaan reaksi menjadi: 2Al(s) + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)

Pada reaksi ini terbentuk larutan garam yang bersifat basa dan terhidrolisis sebagian karena berasal dari basa kuat dan asam lemah. [OH–] = =

*_


?`^

*

"−' %q%"−'

= "

146

×"− ?@^

5 × 10–4 =

Jadi, H2 yang dihasilkan

* ?@^

[H+] =

0,25 mol gas N2 ~ 6 L

b=

0,75 mol

massa NO = mol NO × Mr NO = 0,5 × 30 = 15 gram

−

q """ q "" """

= 10–6

pOH = –log [OH–] = –log 10–6 = 6 pH = 14 – pOH = 14 – 6 = 8

18. Jawaban: a Dietil eter mempunyai gugus fungsi – O –. – OH merupakan gugus fungsi alkohol,

O

12. Jawaban: c Semakin besar Ka, semakin kuat asam. Oleh karena itu, urutan kekuatan asam dari kuat ke lemah adalah HA, HB, dan HC. 13. Jawaban: c

× " − = {

BaF2

R

2 × 10–3 mol/L

2 × 10–3 mol/L

Ba2+

+

2 × 10–3 mol/L

2F– 4 × 10–3 mol/L

Ksp = [Ba2+] [F–]2 = (2 × 10–3) (4 × 10–3)2 = 3,2 × 10–8 14. Jawaban: a Elektrolit biner → n = 2 ∆Tb = 100,75 – 100 = 0,75°C ∆Tb = {1 + (n – 1) α} ·

0,75 = {1 + (2 – 1) 0,5} · 0,75 = 1,5 × 0,75 = Mr =

' ' "

O C

merupakan gugus fungsi alkanon, dan

O

""

BaF2 = = 2 × 10–3 mol [BaF2]=

C H merupakan gugus fungsi aldehid,

""" · · Kb """ · "" × 0,5

"

= 60 15. Jawaban: a Diagram P–T dari fase H 2 O menyatakan perubahan kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan penurunan tekanan uap larutan. – daerah perubahan titik didih = NN' – daerah perubahan titik beku = LL' – daerah perubahan tekanan uap larutan = kurva K' – T' – M'. 16. Jawaban: a Mentega dan asap merupakan sistem koloid. 17. Jawaban: e Angka oktan adalah angka yang menunjukkan mutu bensin. Semakin tinggi angka oktan, semakin baik mutu bensin yang ditentukan oleh banyaknya ketukan. Angka oktan bensin dapat dinaikkan dengan cara ditambahkan zat anti ketukan seperti TEL (tetraethyl lead/tetraetil timbal).

C OH merupakan gugus fungsi asam karboksilat (asam alkanoat). 19. Jawaban: b Reaksi (1) merupakan reaksi adisi karena terjadi perubahan ikatan dari ikatan rangkap tiga menjadi rangkap dua. Reaksi (2) merupakan reaksi substitusi karena pada reaksi tersebut terjadi pergantian atom H dari CH4 dengan atom Cl dari Cl2. 20. Jawaban: c Senyawa CH CH bernama 1,2-dibromo etena Br

Br

karena dua atom Br terikat pada atom C nomor 1 dan 2, dan rantai induk terdiri atas dua atom C, berikatan rangkap dua. 21. Jawaban: d Eter berisomer fungsi dengan alkohol karena keduanya mempunyai rumus molekul sama, tetapi gugus fungsinya berbeda. Di antara rumus struktur tersebut yang termasuk alkohol sebagai berikut.

22. Jawaban: c CH3

Toluena: O C H

Benzaldehida: O C OH

Asam benzoat: Benzena sulfonat: Stirena:

Kimia Kelas XII

147

23. Jawaban: a Anilin digunakan untuk industri zat warna, sedangkan fenol digunakan sebagai antiseptik. 24. Jawaban: a Polimer sintetis adalah polietena, polipropena, PVC, teflon, dakron, dan nilon. Polimer termoplastik adalah PVC, polistirena, polipropena, dan polietena. 25. Jawaban: a Maltosa dihirolisis menghasilkan 2 molekul glukosa. Glukosa dan galaktosa merupakan hasil hidrolisis dari laktosa. Glukosa dan fruktosa merupakan hasil hidrolisis dari sukrosa. 26. Jawaban: e Protein adalah polimer biologi yang tersusun dari molekul-molekul asam amino. Rentang massa molekul protein berkisar antara 6.000 sampai puluhan ribu. Oleh karenanya protein merupakan molekul yang sangat besar. 27. Jawaban: d Menurut hukum Hess: ∆Hreaksi = ∆H1 +∆H2

34. Jawaban: c

""

KBr + KMnO4 + H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Reduksi = MnO4– + 8H+ + 5e–

= 25 mol.

29. Jawaban: d Reaksi pembentukan CO 2C + 2O2 → 2CO2 ∆H = –790,4kJ 2CO2 → 2CO + O2 ∆H = +568,6kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2C + O2 → 2CO ∆H = –221,8kJ Untuk 1 mol CO −#

= –110,9 kJ 30. Jawaban: c Berdasarkan hukum aksi massa, laju reaksi dalam sistem homogen pada waktu tertentu berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi. Jadi, zat yang terlibat dalam rumus laju reaksi berupa pereaksi dipangkatkan koefisien pereaksi. v = k[A][B]2[C] 31. Jawaban: b 2A + B2 → 2AB

148


?^?^

K c = ?@^?^

= 0,33

Jadi, 25 mol C atau 500 gram arang kayu menghasilkan kalor 25 mol × 395,2 kJ/mol = 9.880 kJ.

∆H =

33. Jawaban: b Persamaan : A(g) + B(g) R C(g) + D(g) mol mula-mula : 1 2 – – mol reaksi : 0,5 0,5 0,5 0,5 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– mol setimbang : 0,5 1,5 0,5 0,5

" × "

28. Jawaban: b Arang kayu mengandung 60% karbon × 500 gram = 300 gram C =

32. Jawaban: c Reaksi ke kanan merupakan reaksi eksoterm. Jika suhu diturunkan maka reaksi bergeser ke kanan (ke arah reaksi eksoterm), sehingga spesi yang berubah yaitu H2 dan O2 berkurang dan H2O bertambah.

= " ×

∆H3 = ∆H1 +∆H2

" ""

misal v = k[A]x[B]y Orde reaksi terhadap A (data 2 dan 3) 2x = 20 → x = 0 Orde reaksi terhadap B (data 1 dan 2) 2y = 21 → y = 1 Orde reaksi total = x + y = 0 + 1 = 1

→ Mn2+ + 4H2O

×2

Oksidasi = → Br2 + 2e– ×5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + – 2+ – 2MnO4 + 16H + 10Br → 2Mn + 8H2O + 5Br2 2Br–

Persamaan reaksi setelah disetarakan: 10KBr + 2 KMNO4 + 8H2SO4 → 5Br2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O

35. Jawaban: d Anode (oks) : Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–

×1

Katode (red) : Ag+ (aq) + e– → Ag(s) ×2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Fe(s) + 2Ag+(aq) → Fe2+(aq) + 2Ag(s) Jadi, bagan sel elektrokimia tersebut adalah Fe(s) / Fe2+(aq) //Ag+(aq) / Ag(s). 36. Jawaban: a

=

& &

'

eCu = = 32 eNi

= = 29,5 #

=

WCu =

× #

= 1,28 gram

37. Jawaban: d Minyak dan zat pengering menghambat proses korosi. Air yang sudah dididihkan mengandung sedikit oksigen sehingga korosi terjadi tidak terlalu cepat. Tabung IV terisi air dan udara. Kedua hal ini merupakan faktor penyebab korosi. Pada tabung V, korosi terjadi lebih lambat dibanding tabung IV karena tabung V tidak terisi air. 38. DJawaban: c Berdasarkan data tersebut, urutan ketiga unsur dari kiri ke kanan (nomor atom naik) yaitu unsur Y – unsur Z – unsur X. Unsur Y terletak paling kiri karena bersifat basa dengan titik didih tinggi dan bereaksi hebat dengan asam. Unsur Z terletak setelah unsur Y karena bersifat amfoter. Unsur X terletak paling kanan karena bersifat asam dengan titik didih paling rendah di antara ketiga unsur. 39. Jawaban: c Fungsi kriolit untuk menurunkan titik leleh Al2O3 dari 2.000°C menjadi 1.000°C dan juga sebagai pelarut. 40. Jawaban: a Tembaga (Cu) merupakan bahan untuk membuat kabel listrik. Kobalt, besi, dan nikel digunakan untuk membuat paduan logam. Seng digunakan sebagai logam pelapis besi agar tahan karat.

Latihan Ujian Nasional Pilihan ganda 1.

Jawaban: b Sifat-sifat senyawa kovalen nonpolar sebagai berikut. 1) Mudah larut dalam air. 2) Titik didih dan titik lelehnya tinggi. 3) Dapat menghantarkan listrik dalam fase cair.

2. Jawaban: b

mol gas NH3 = ' = ' mol Volume NO yang dihasilkan: '

= ' × mol NH3 '

= ' × ' × 22,4 =6L Jadi, volume NO yang dihasilkan = 6 liter. 3. Jawaban: d Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan cara mendidihkan atau menambahkan kapur.

Dalam keadaan panas, garam-garam Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2 terurai dan ion-ion Ca2+ atau Mg2+ mengendap sebagai CaCO3 atau MgCO3. Persamaan reaksi: Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Mg(HCO3)2(aq) → MgCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

4. Jawaban: c Larutan yang bersifat elektrolit kuat ditunjukkan oleh hasil pengujian daya hanyar listrik yang dapat menyalakan lampu secara terang dan terdapat gelembung gas (larutan 1 dan 2). Pada larutan 4 dan 5 termasuk elektrolit lemah karena lampu tidak menyala tetapi terbentuk banyak gelembung gas. Sementara itu, larutan 3 merupakan larutan nonelektrolit karena tidak menyalakan lampu dan tidak menimbulkan gelembung gas. 5. Jawaban: c Konfigurasi elektron ion sama dengan konfigurasi elektron atom, tergantung pada elektron yang dilepas. Konfigurasi elektron: 2 2 6 2 4 16X = 1s 2s 2p 3s 3p 2– 2 2 6 2 X = 1s 2s 2p 3s 3p6 6. Jawaban: e Konfigurasi elektron unsur X = 2 2 6 2 6 6 2 26X = 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 1) Jumlah kulit = 4, artinya terletak pada periode 4. 2) Elektron terakhir berada pada orbital 3d64s2, artinya terletak dalam golongan VIIIB. 7. Jawaban: d Garam yang bersifat asam adalah garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah. Contoh: NH4Cl dan Al2(SO4)3. 8. Jawaban: d Tekanan uap pelarut air murni tergantung pada suhu (kurva R – S). Adanya zat terlarut yang tidak menguap mengakibatkan terjadinya pergeseran posisi kesetimbangan diagram fase. Titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarut murni air (titik K). Garis beku pelarut ditunjukkan oleh garis L – R. Titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih air murni (titik N). Kurva Q – N menunjukkan penurunan tekanan uap, M – N menunjukkan perubahan titik didih, K – L menunjukkan perubahan titik beku, K – Q menunjukkan garis beku larutan. 9. Jawaban: b Volume NaOH rata-rata =

+ ' +

= 15 ml

Kimia Kelas XII

149

V1 × M1 × valensi 1 = V2 × M2 × valensi 2 20 × M1 × 1 = 15 × 0,1 × 1 M1 = 0,075 M Jadi, konsentrasi larutan HCl = 0,075 M. 10. Jawaban: c Pembuatan koloid dengan cara kondensasi sebagai berikut. 1) Dengan reaksi pengendapan. AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq) 2) Dengan reaksi hidrolisis. FeCl3(aq) + 3H2O(A) → Fe(ON)3(s) + 3HCl(aq) 11. Jawaban: e CH3COOH = 100 ml × 0,2 M = 20 mmol = 0,02 mol NaOH = 100 ml × 0,2 M = 20 mmol = 0,02 mol CH3COOH + NaOH→ CH3COONa + H2O mula-mula: 0,02 0,02 bereaksi : 0,02 0,02 0,02 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– sisa : – – 0,02 Volume larutan = 100 ml + 100 ml = 200 ml = 0,2 L [CH3COONa] = [CH3COO–] =

"" " {

14. Jawaban: b Pada umumnya, harga pH air yang terdapat di alam berkisar 7. Tingkat keasaman air mempengaruhi pemakaian air. Air limbah yang tercemar asam akan mempunyai harga pH < 7. Jadi, air limbah yang tercemar asam adalah Q dan T. 15. Jawaban: b Larutan yang mempunyai sifat penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan pH-nya meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa, ataupun air (diencerkan). Jadi, larutan yang mempunyai sifat penyangga adalah larutan II dan III. 16. Jawaban: a 1)

COOH OH

2) 3)

= Fenol, untuk desinfektan pada pembuatan karbol. CH 3

= Toluena, untuk bahan dasar pembuatan asam benzoat dalam industri, bahan peledak, TNT, dan pelarut senyawa karbon.

= 0,1 M

(garam bersifat basa) [OH–] =

*_ *

=

"−' "−

4) × " =

12. Jawaban: e Pemanfaatan sifat adsorpsi koloid sebagai berikut. 1) Penyembuhan sakit perut yang disebabkan oleh bakteri patogen dengan serbuk karbon atau norit. 2) Penjernihan air keruh dengan tawas. 3) Pencelupan serat wol, kapas, atau sutera dalam larutan Al2(SO4)3. 4) Adsorpsi gas oleh zat padat, misalnya pada masker gas. 5) Penjernihan air tebu pada pembuatan gula tebu/gula pasir dengan tanah diatomae dan arang tulang. Sementara itu, sorot lampu mobil pada saat kabut → sifat efek tyndall. Pembentukan delta di muara sungai → sifat koagulasi. Proses cuci darah → sifat dialisis. Gelatin dalam es krim → sifat koloid pelindung. 13. Jawaban: c Semakin besar harga Ksp maka senyawa semakin mudah larut dalam air. Di antara larutan Ag2S, Ag2PO4, Ag2CrO4, AgBr, dan Ag2SO4, larutan Ag2CrO4 dan Ag2SO4 memiliki harga Ksp terbesar sehingga kedua larutan tersebut mudah larut dalam air.

150

= Anilin, untuk zat warna diazo, obat-obatan, bahan bakar roket, dan peledak.

NH 2

10–5

pOH = –log [OH–] = –log 10–5 = 5 pH= 14 – pOH = 14 – 5 = 9


= Asam benzoat, untuk pengawet makanan.

5)

O2N

CH 3

NO 2

= Trinitro toluena (TNT), untuk bahan peledak.

NO 2

17. Jawaban: d Pada peristiwa endoterm, sistem menyerap kalor dari lingkungan sehingga suhu setelah reaksi (T2) menjadi lebih kecil dari suhu sebelum reaksi (T1). Peristiwa endoterm terdapat pada reaksi 3 dan 4. Sementara itu, pada reaksi 1, 2, dan 5 sistem melepaskan kalor ke lingkungan, sehingga suhu setelah reaksi lebih besar dari suhu sebelum reaksi. Dengan demikian, reaksi 1, 2, dan 5 merupakan peristiwa eksoterm. 18. Jawaban: b 1) Reaksi (1) adalah reaksi substitusi pembentukan haloalkana. 2) Reaksi (2) adalah reaksi adisi alkena dengan asam halida. 19. Jawaban: d Isomer posisi adalah isomer zat-zat yang disebabkan oleh perbedaan letak gugus fungsi. 20. Jawaban: a Senyawa C2H4O2 atau (CH3COOH) bernama asam etanoat/asam cuka. Senyawa ini, biasa ditambahkan ke dalam makanan sebagai penambah cita

rasa. Asam etanoat merupakan senyawa asam karboksilat. Senyawa asam karboksilat dapat dibuat dari hasil oksidasi alkohol primer. Gugus fungsi senyawa tersebut adalah aldehida O // (R – C ) \ H Reaksi: R – CH2 – OH +

O 2

alkohol primer

O // → R – C + H2O \ H aldehid

O

O // // R – C + O2 → R – C \ \ H OH aldehid

asam karboksilat

21. Jawaban: e Senyawa eter banyak digunakan sebagai pelarut organik (nonpolar) dan obat bius (anestesi). 22. Jawaban: d Pada kesetimbangan heterogen yang menyangkut fase larutan, padat, dan cair, tetapan kesetimbangannya hanya ditentukan oleh komponen-komponen yang berfase larutan. Sedangkan komponenkomponen yang berfase padat atau cair dianggap tetap. Al3+(aq) + 3H2O(A) R Al(OH)3(s) + 3H+(aq) Kc =

?+ ^ ?@+ ^

23. Jawaban: b Oksidator adalah zat yang dapat mengakibatkan terjadinya peristiwa oksidasi. Dalam peristiwa oksidasi, oksidator mengalami reduksi (bilangan oksidasinya turun). 3HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O –1

+6 0 oksidasi reduksi

+4

24. Jawaban: c 1) Uji Biuret digunakan untuk mengetahui adanya ikatan peptida. Sampel yang mengandung ikatan peptida jika ditambah beberapa tetes CuSO4 dan NaOH akan berwarna merah dan ungu (sampel bahan makanan K, M, dan N). 2) Uji Xantoproteat digunakan untuk mengetahui adanya inti benzena di dalam protein. Sampel yang mengandung inti benzena jika ditambah asam nitrit pekat dan dipanaskan akan berwarna kuning. Jika ditambah basa akan berwarna jingga (sampel K dan M).

3)

Uji timbal(II) asetat digunakan untuk mengetahui adanya belerang di dalam protein. Sampel yang direaksikan dengan NaOH kemudian dipanaskan dan ditambah Pb(CH 3COOH) 2 atau Pb(NO3)2 akan terbentuk endapan hitam yang berasal dari PbS (sampel K dan M). Jadi, bahan makanan yang berprotein dan mengandung inti benzena dan unsur belerang adalah K dan M.

25. Jawaban: e aMnO4– + bH+ + cC2O42– → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 Reduksi = MnO–4 + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O × 2 → 2CO2 + 2e– × 5 Oksidasi = C2O42– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2MnO4–+ 16H+ + 5C2O42– → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 Jadi, a = 2, b = 16, c = 5 26. Jawaban: b Anoda (oksidasi) = Cu → Cu2+ + 2e– Katoda (reduksi) = Zn2+ + 2e– → Zn –––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cu + Zn2+ → Cu2+ + Zn ⇒ Cu | Cu2+ || Zn2+ | Zn 27. Jawaban: e Percobaan yang laju reaksinya hanya dipengaruhi oleh konsentrasi larutan adalah gambar nomor 4 terhadap 5, karena pada reaksi tersebut, zat yang direaksikan sama-sama berbentuk batangan, yang berbeda hanya konsentrasi larutannya. 28. Jawaban: e Orde reaksi terhadap [Q], [T] tetap, reaksi 1 dan 2.

 ?^   ?^ 

$ $

=  ?^   ?^     

$ $

=  ?^   

× "− × "−

'     

 ?^ 

 " 

=    " 

 

=    

 

=     m=2 Orde reaksi terhadap [T], [Q] tetap, reaksi 1 dan 3.

 ?^   ?^ 

$ $

=  ?^   ?^     

$ $

=  ?^   

× "− "−

#     

 ?^ 

 " 

=    " 

 

=   

 

=    m=3 Kimia Kelas XII

151

Persamaan laju reaksi v = k[Q]2[T]3 v1 = k[Q1]2[T1]3 k =

$ ?^ ?^

=

× "− ?"^ ?"^

=

× "− ⋅ "−

= 1,25 × 103

Konsentrasi [Q] dan [T] masing-masing diubah menjadi 0,5 M sehingga harga laju (v) reaksi menjadi: v = k[Q]2[T]3 = 1,25 × 103 × (0,5)2 × (0,5)3 = 1,25 × 103 × 0,25 × 0,125 = 39,0 29. Jawaban: b 6NO(g) + 4NH3(g) R 5N2(g) + 6H2O(g) ∆H = –x kJ Jika suhu diturunkan pada volume tetap, maka kesetimbangan akan bergeser ke reaksi eksoterm (kanan) sehingga konsentrasi N2 bertambah. 30. Jawaban: c Reduksi : 2Ag+ + 2e– → 2Ag Oksidasi : Sn → Sn2+ + 2e– ––––––––––––––––––––––––––––––– 2Ag+ + Sn → 2Ag + Sn2+ E° sel = E° reduksi – E° oksidasi = 0,80 – (–0,14) = 0,94 volt 31. Jawaban: a Proses pembentukan logam Al dapat dibuat melalui proses Hall-Heroult. Metode ini dilakukan dengan cara mengubah Al2O3 menjadi Al. 32. Jawaban: b Unsur yang dihasilkan dalam proses tersebut berupa aluminium. Aluminium dapat membentuk oksida amfoter (aluminium oksida dapat bereaksi dalam suasana asam dan basa). Aluminium merupakan konduktor listrik. 33. Jawaban: a ⋅⋅

W = "" =

@ &

= × =

×

× "" " × " × " ""

× " × " × " ""

34. Jawaban: d Proses korosi terjadi jika ada uap air atau oksigen. Senyawa Fe2O3 mudah membentuk kompleks dengan air menghasilkan karat besi. Rumus karat besi yaitu Fe2O3 · xH2O. Jadi, proses korosi yang berlangsung paling lambat terjadi pada gambar (4), karena wadah dalam keadaan tertutup sehingga menghalangi kontak besi dengan udara.

152


35. Jawaban: b No.

Polimer

Monomer

Proses Pembuatan

1.

Teflon

Tetra flouroetena

Adisi

2. 3.

Amilum PVC

Glukosa Vinil klorida

Kondensasi Adisi

4.

Karet alam

Adisi

5.

Protein

2-metil-1,3butadiena Asam amino

Kondensasi

Kegunaan Pelapis panci antilengket Lem Plastik pipa air Ban Cadangan makanan

36. Jawaban: c 2S(s) + 3O2(g) → 2SO2(g) + O2(g) ∆H = –593 kJ 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H = –197 kJ –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g) ∆H = –790 kJ ∆H untuk 1 mol gas SO3 =

−"

= –395 kJ 37. Jawaban: b CH2 = CH2 + HCl → CH3CH2Cl ∆H = ∑E pemutusan – ∑E penggabungan = (EC=C + 4EC–H + EH–Cl) – (5EC–H + EC–C + EC–Cl) = (609 + (4 × 412) + 426) – ((5 × 412) + 345 + 326) = (609 + 1.648 + 426) – (2.060 + 345 + 326) = 2.683 – 2.731 = –48 kJ/mol 38. Jawaban: c Wiserit (Mn4B2O5(OH, Cl)4) tidak mengandung unsur barium (Ba), seharusnya witerit (BaCO3). Selestit (SrSO 4 ) mengandung Sr. Selestit digunakan untuk bahan pembuat kembang api (pasangan data ketiganya benar). Dolomit (CaMg(CO3)2) tidak mengandung unsur kalium (K), seharusnya mengandung Ca. Pirolusit (MnO 2 ) mengandung Mn. Pirolusit merupakan zat aktif dalam baterai (pasangan data ketiganya benar). Karnalit (KMgCl 3 – 6H 2O) mengandung Mg. Namun, karnalit tidak digunakan untuk bahan pembuat antasida/obat mag. Jadi, hubungan yang benar hanya unsur dan nama mineralnya, sedangkan kegunaan mineralnya kurang tepat. Karnalit digunakan sebagai bahan pembuatan garam kalium. 39. Jawaban: d  '    

Volume rata-rata HCl = 

= 25 ml Misal larutan 1 = NaOH larutan 2 = HCl V1 × M1 × n1 = V2 × M2 × n2

ml

20 × M1 × 1 = 25 × 0,1 × 1 M1 = 0,125 M mol NaOH = M NaOH × V NaOH "

= 0,125 M × """ L = 0,03125 mol massa NaOH = mol × Mr = 0,03125 mol × 40 gram/mol = 1,25 gram Kadar NaOH dalam cuplikan =

40. Jawaban: a Apabila ke dalam suatu zat (pelarut) ditambahkan sejumlah zat lain (zat terlarut), dari keduanya akan terbentuk suatu larutan. Larutan yang terbentuk ini mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada pelarutnya dan mempunyai tekanan uap dan titik beku lebih rendah daripada pelarutnya. Dari gambar pada soal dapat dijelaskan bahwa semakin banyak zat terlarut, semakin tinggi titik didihnya serta semakin kecil tekanan uap dan titik beku larutannya.

× 100% = 62,5%

Kimia Kelas XII

153

138055018-03-Kunci-Jawaban-Dan-Pembahasan-KIMIA-XII.pdf

Recommend Documents