Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu: 1. menganalisis menganalis is struktur struktur dan sifat sifat senyawa senyawa hidrokarbo hidrokarbon n berdasarkan berdasarkan pemahaman kekhasan atom karbon karbon dan dan penggolongan penggolongan senyawanya, serta menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan beserta cara mengatasinya; 2. terampil menyajika menyajikan n hasil hasil diskusi diskusi kelompok mengenai pembuatan isomer serta penamaan senyawa hidrokarb hidrokarbon. on. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa: 1. mengagumi dan mensyukuri mensyukuri keberadaan senyawa hidrokar hidrokarbon bon yang yang berguna berguna bagi kelangsung kelangsungan an hidup hidup manusia manusia kemudian kemudian memanfaatkan sebaik-bai sebaik-baiknya; knya; 2. mempunyai rasa ingin tahu tahu yang tinggi, bersikap jujur jujur,, teliti, teliti, serta serta aktif saat bekerja bekerja sama sama dalam dalam kelompok kelompok praktikum. praktikum.
Materi • • • •
Definis Defin isii Senya Senyawa wa Hidr Hidrok okarb arbon on Alkan Al kana, a, Alk Alkena ena,, dan dan Al Alkun kuna a ReaksiRea ksi-Rea Reaksi ksi pada Seny Senyawa awa Hid Hidroka rokarbon rbon Keguna Keg unaan an Seny Senyaw awa a Hidro Hidrokar karbon bon
Pembelajaran Kognitif • • • • •
Senyawa Senyaw a organ organik ik dan dan anor anorgan ganik ik.. Penggolo Peng golongan ngan seny senyawa awa hidr hidrokar okarbon. bon. Isomer Isom er,, tata tata nama, nama, sifatsifat-sifa sifat, t, dan pemb pembuatan uatan alkana, alkena, dan alkuna. Reaksi Reak si substi substitusi tusi,, eliminasi eliminasi,, adisi, adisi, dan oksi oksidasi dasi senyawa hidrokarbon. Kegunaan Kegun aan senya senyawa wa hidro hidrokarb karbon on di di berbaga berbagaii bidang. bidang.
Kegiatan Psikomotorik • •
Pengetahuan yang Dikuasai • • •
Membedakan struk Membedakan struktur tur berba berbagai gai seny senyawa awa hidro hidrokarbo karbon. n. Menyebut Meny ebutkan kan sifat sifat-sif -sifat at dan dan kekhasa kekhasan n senyaw senyawa a hidrokarbon berdasarkan penggolongannya. Menyebut Meny ebutkan kan damp dampak ak pemba pembakara karan n senyaw senyawa a hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan serta cara mengatasinya.
Melakukan Melakuka n diskusi diskusi untu untuk k membuat membuat iso isomer mer suatu suatu senyawa dan memberikan namanya. Melakuka Mela kukan n praktik praktikum um untuk untuk menye menyelidi lidiki ki kebekeberadaan unsur C dan H dalam senyawa organik.
Keterampilan yang Dikuasai • • •
Menulisk Menuli skan an ber berbag bagai ai is isome omerr seny senyaw awa a hidr hidrookarbon untuk senyawa hidrokarbon. Menye Men yebut butkan kan nam nama a seny senyaw awa a yang yang tep tepat at se sesua suaii IUPAC. Mengi Men giden dentif tifik ikasi asi sen senya yawa wa hid hidrok rokarb arbon. on.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • • •
2
Menuliskan berbagai Menuliskan berbagai struktur struktur dan menyebutkan menyebutkan sifat senyawa senyawa hidrokar hidrokarbon bon berdasarberdasarkan golongannya serta menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon. Mengagum Meng agumii dan mensyukuri mensyukuri berbagai berbagai kegunaa kegunaan n senyawa senyawa hidrokarbo hidrokarbon. n. Mempunya Memp unyaii rasa ingin ingin tahu tahu serta serta sikap proak proaktif tif yang yang tinggi. tinggi.
Senyawa Hidrokarbon
Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu: 1. menganalisis menganalis is struktur struktur dan sifat sifat senyawa senyawa hidrokarbo hidrokarbon n berdasarkan berdasarkan pemahaman kekhasan atom karbon karbon dan dan penggolongan penggolongan senyawanya, serta menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan beserta cara mengatasinya; 2. terampil menyajika menyajikan n hasil hasil diskusi diskusi kelompok mengenai pembuatan isomer serta penamaan senyawa hidrokarb hidrokarbon. on. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa: 1. mengagumi dan mensyukuri mensyukuri keberadaan senyawa hidrokar hidrokarbon bon yang yang berguna berguna bagi kelangsung kelangsungan an hidup hidup manusia manusia kemudian kemudian memanfaatkan sebaik-bai sebaik-baiknya; knya; 2. mempunyai rasa ingin tahu tahu yang tinggi, bersikap jujur jujur,, teliti, teliti, serta serta aktif saat bekerja bekerja sama sama dalam dalam kelompok kelompok praktikum. praktikum.
Materi • • • •
Definis Defin isii Senya Senyawa wa Hidr Hidrok okarb arbon on Alkan Al kana, a, Alk Alkena ena,, dan dan Al Alkun kuna a ReaksiRea ksi-Rea Reaksi ksi pada Seny Senyawa awa Hid Hidroka rokarbon rbon Keguna Keg unaan an Seny Senyaw awa a Hidro Hidrokar karbon bon
Pembelajaran Kognitif • • • • •
Senyawa Senyaw a organ organik ik dan dan anor anorgan ganik ik.. Penggolo Peng golongan ngan seny senyawa awa hidr hidrokar okarbon. bon. Isomer Isom er,, tata tata nama, nama, sifatsifat-sifa sifat, t, dan pemb pembuatan uatan alkana, alkena, dan alkuna. Reaksi Reak si substi substitusi tusi,, eliminasi eliminasi,, adisi, adisi, dan oksi oksidasi dasi senyawa hidrokarbon. Kegunaan Kegun aan senya senyawa wa hidro hidrokarb karbon on di di berbaga berbagaii bidang. bidang.
Kegiatan Psikomotorik • •
Pengetahuan yang Dikuasai • • •
Membedakan struk Membedakan struktur tur berba berbagai gai seny senyawa awa hidro hidrokarbo karbon. n. Menyebut Meny ebutkan kan sifat sifat-sif -sifat at dan dan kekhasa kekhasan n senyaw senyawa a hidrokarbon berdasarkan penggolongannya. Menyebut Meny ebutkan kan damp dampak ak pemba pembakara karan n senyaw senyawa a hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan serta cara mengatasinya.
Melakukan Melakuka n diskusi diskusi untu untuk k membuat membuat iso isomer mer suatu suatu senyawa dan memberikan namanya. Melakuka Mela kukan n praktik praktikum um untuk untuk menye menyelidi lidiki ki kebekeberadaan unsur C dan H dalam senyawa organik.
Keterampilan yang Dikuasai • • •
Menulisk Menuli skan an ber berbag bagai ai is isome omerr seny senyaw awa a hidr hidrookarbon untuk senyawa hidrokarbon. Menye Men yebut butkan kan nam nama a seny senyaw awa a yang yang tep tepat at se sesua suaii IUPAC. Mengi Men giden dentif tifik ikasi asi sen senya yawa wa hid hidrok rokarb arbon. on.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • • •
2
Menuliskan berbagai Menuliskan berbagai struktur struktur dan menyebutkan menyebutkan sifat senyawa senyawa hidrokar hidrokarbon bon berdasarberdasarkan golongannya serta menyebutkan dampak pembakaran senyawa hidrokarbon. Mengagum Meng agumii dan mensyukuri mensyukuri berbagai berbagai kegunaa kegunaan n senyawa senyawa hidrokarbo hidrokarbon. n. Mempunya Memp unyaii rasa ingin ingin tahu tahu serta serta sikap proak proaktif tif yang yang tinggi. tinggi.
Senyawa Hidrokarbon
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Senyawa organik mengandung unsur karbon (C). Sementara itu ,unsur S, N, P, P, dan K terdapat dalam senyawa anorganik. 2. Jawaban: e Pada senyawa karbon organik reaksinya berlangsung antarmolekul dan berjalan lambat. 3. Jawaban: b Adanya Ada nya H dal dalam am maka makanan nan dap dapat at dila dilakuka kukan n mel melalui alui berbagai uji hidrokarbon. Unsur tersebut dapat diidentifikasi dengan terjadinya perubahan warna pada kertas kobalt(II), yaitu dari biru menjadi merah muda. 4. Jawaban: d Unsur karbon dalam senyawa hidrokarbon dapat diketahui dengan cara memanaskan senyawa hidrokarbon. Gas yang dihasilkan dari proses ini dialirkan ke dalam air kapur. Jika air kapur berubah ber ubah menjadi keruh, berarti gas yang dihasilkan dari pemanasan senyawa hidrokarbon mengandung CO2. Larutan keruh ini merupakan H 2CO3 yang berwujud padat. Namun, jika pemanasan diteruskan, larutan akan kembali bening karena endapan H2CO3 kembali larut. 5. Jawaban: d Atom karbon mempun mempunyai yai empat empat elektron valensi. Keempat elektron valensi ini digunakan untuk membentuk ikatan antaratom karbon atau dengan atom-atom lain. Ikatan antaratom karbon dapat berupa ikatan tunggal, rangkap dua, atau rangkap tiga, serta membentuk rantai lurus atau melingkar. Dengan demikian, jumlah senyawa karbon menjadi sangat banyak. 6. Jawaban: e Pada gambar:
Atom C
Atom C Atom H
Dua atom C berikatan rangkap merupakan senyawa alifatik tidak jenuh. 7. Jawaban: c Senyawa aromatik adalah senyawa karbosiklik yang rantai lingkarnya terdiri atas enam atom karbon yang berikatan dengan ikatan benzena yaitu mempunyai ikatan rangkap dan ikatan tunggal yang letaknya berselang-seling.
8. Jawaban: c Senyawa hidrokarbon jenuh adalah senyawa yang rantai karbonnya berikatan tunggal. Bentuk rantai ikatan untuk senyawa C2H2, C2H4, C3H8, C4H6, dan C4H8 sebagai berikut. C2H2 : H – C ≡ C – H C2H4 : H H C3H8 :
(ikatan tidak jenuh)
H
G C = C H
(ikatan tidak jenuh)
H
H H H | | | H–C–C–C–H | | | H H H
(ikatan jenuh)
C4H6 :
H H | | H – C – C ≡ C – C – H(ikatan tidak jenuh) | | H H
C4H8 :
H H H | | | H – C – C = C – C – H(ikatan tidak jenuh) | | | H H H
Jadi, rumus molekul senyawa yang merupakan hidrokarbon jenuh adalah C 3H8. 9. Jawaban: b Senyawa hidrokarbon alisiklik adalah senyawa yang terdiri atas atom C dan H yang rantai C-nya tertutup dan bersifat alifatik. 10. Jawaban: d Rantai karbon terpanjang dinyatakan oleh rantai lurusnya. Rantai karbon lurus pada a dan e berjumlah 5 atom C, pada b berjumlah 6 atom C, pada c berjumlah 4 atom C, dan pada d berjumlah 7 atom C. Jadi, senyawa hidrokarbon hidrokar bon yang mempunyai rantai karbon terpanjang yaitu: | – C – l – C – l l l l – C – C – C – C – l l l l – C – l – C – | 11. Jawaban: d Atom karbo karbon n memi memiliki liki empa empatt elekt elektron ron valen valensi si yang merupakan kekhasan atom karbon. Setiap atom karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen melalui penggunaan bersama empat pasang elektron dengan atom lain. Apabila sepasang Kimia Kelas XI
3
elektron ikatan digambarkan dengan satu garis, berarti atom karbon dapat berikatan dengan atom lain menggunakan empat garis. Apabila kurang atau lebih dari empat garis, terjadi kesalahan. a. H H | | 1 2 H – C – C ≡3 C –4 C – H | | | H H H atom C nomor 2 memiliki 5 garis (salah) b.
c.
d.
e.
H H | | 2 3 1 4 H – C – C ≡ C – C – H | | | 5 HH– C–H H | H atom C nomor 2 memiliki 5 garis (salah) H | 1 2 3 H – C ≡ C – C – H | | H H atom C nomor 1 memiliki 5 garis (salah) H H | | 2 1 4 3 C≡C–C – C–H | | | 5 H H–C–HH | H semua atom C nomor 1 dan 2 memiliki 4 garis (benar) H H H H | | | | 1 2 3 4 H–C–C≡C – C–H | | | | H H H H atom C nomor 2 dan 3 masing-masing memiliki 6 garis (salah)
12. Jawaban: b Atom C primer adalah atom karbon yang terikat pada satu atom karbon yang lain. Jadi, yang termasuk atom C primer adalah atom C bernomor 1, 3, 5, 8, dan 9. Atom C nomor 7 merupakan atom C sekunder. Atom C nomor 2, 4, dan 6 merupakan atom C tersier.
meliputi nomor 3 dan 9. Atom C tersier adalah atom karbon yang terikat pada tiga atom karbon yang lain. Atom C tersier meliputi nomor 4 dan 5. Atom C nomor 2 adalah atom C kuarterner. Atom C nomor 1 dan 10 adalah atom C primer. 15. Jawaban: a Atom C tersier dalam strukturnya mengikat tiga atom C lain. CH3 l CH3 – tCH – tCH – CH3 l CH3 B. Uraian 1. Atom karbon berbeda dengan atom-atom dari unsur lain karena atom karbon mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan sesama atom karbon dan atom unsur lain membentuk suatu rantai karbon dengan jumlah tidak terbatas. 2. Ikatan dalam rantai karbon stabil karena: a. semua elektron terluar atom karbon telah berikatan kovalen dengan atom lain; b. hanya mempunyai dua lapis kulit sehingga elektron terluar cukup dekat dengan inti sehingga gaya tarik antara inti dengan elektron cukup kuat sehingga rantai tidak mudah putus. 3. Adanya unsur karbon dan hidrogen dalam senyawa hidrokarbon secara sederhana dapat diketahui dengan cara pembakaran senyawa hidrokarbon tersebut. Senyawa hidrokarbon seperti gula, kertas, kayu, lilin, atau minyak tanah jika dibakar di atas nyala api akan meninggalkan substansi yang berwarna hitam yang khas (carbon black ). Substansi yang berwarna hitam tersebut adalah unsur karbon hasil pembakaran. Untuk mengetahui adanya hidrogen, misalnya pada saat pemanasan gula dalam tabung reaksi, terbentuk titik-titik cair pada dinding tabung. Cairan tersebut dapat dibuktikan berupa air dengan cara dilakukan uji dengan kertas kobalt(II) klorida yang ditandai dengan perubahan warna dari biru menjadi merah.
13. Jawaban: d Atom C yang bertanda * merupakan atom karbon kuarterner. Atom karbon kuarterner adalah atom karbon yang terikat pada empat atom karbon lain.
4. Atom C sekunder merupakan atom C yang mengikat 2 atom C lain. Ikatan yang terjadi antara atom C tersebut dengan 2 atom lain dapat berupa ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, ataupun ikatan rangkap tiga. Jadi, pada struktur senyawa tersebut, atom C sekunder terdapat pada atom C nomor 3, 5, 6, 7, dan 9.
14. Jawaban: b Atom C sekunder adalah atom karbon yang terikat pada dua atom karbon yang lain. Atom C sekunder
5. Ikatan jenuh adalah ikatan tunggal pada rantai ikatan atom karbon. Ikatan jenuh terjadi pada alkana.
4
Senyawa Hidrokarbon
Contoh: l l l – C – C – C – l l l
l l l –C–C–C– l l l – C – l
Ikatan tidak jenuh adalah ikatan rangkap pada rantai ikatan atom karbon. Ikatan tidak jenuh terjadi pada alkena dan alkuna. Contoh: l l l l – C – C = C – – C ≡ C – C – l l
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Semakin banyak atom C (semakin panjang rantainya), semakin tinggi titik didihnya. Di antara pilihan jawaban tersebut, butana dan 2-metil butana sama-sama memiliki rantai induk terpanjang yaitu sebanyak 4. Akan tetapi, 2-metil butana juga memiliki cabang. Dengan demikian, 2-metil butana mempunyai titik didih paling tinggi. 2. Jawaban: c Alkil mempunyai rumus = CnH2n + 1, untuk C = 5, maka atom H = (2 × 5) + 1 = 11. Jadi, rumus molekul radikal alkil = C 5H11. 3. Jawaban: a Senyawa hidrokarbon tidak jenuh adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai karbon berikatan rangkap. Rantai seperti ini dimiliki oleh alkena dengan rumus umum C nH2n dan alkuna dengan rumus umum CnH2n – 2. Contoh senyawa hidrokarbon tidak jenuh yaitu C 2H4 dan C5H10 (alkena), serta C3H4 (alkuna). Sementara itu, C 3H8 dan C4H10 merupakan alkana. Alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh. 4. Jawaban: a b = 3-etil-2,2,3-trimetil pentana c = 3,3,4-trimetil heksana d = 3-etil-2,4-dimetil pentana e = 3-etil-2,3-dimetil pentana 5. Jawaban: a a.
b.
c.
CH3 – CH2 – CH – CH – CH 2 – CH3 l l CH3 – CH2 CH2 – CH3 3,4-dietil heksana (sesuai aturan) CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3 l l CH3 CH3 4-metil oktana (bukan 1,4-dimetil heptana) CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3 l l CH3 CH3 4-metil heptana (bukan 1,3-dimetil heksana)
d.
e.
CH3 l CH3 – CH2 – C – CH2 – CH2 – CH – CH3 l l CH3 CH3 2,5,5-trimetil heptana (bukan 3,3,6-trimetil heptana) CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH – CH2 – CH3 l l CH3 – CH2 CH3 4-etil-3-metil heptana (bukan 4-etil-5-metil heptana)
6. Jawaban: d Atom C tersier adalah atom C yang mengikat 3 atom C lainnya. Jadi, pada molekul tersebut atom C tersier adalah atom C nomor 5, sedangkan atom C primer adalah atom C nomor 1 dan 8, atom C sekunder adalah atom C nomor 2, 4, 6, 7, dan atom C kuarterner adalah atom C nomor 3. 7. Jawaban: e Sikloalkana = CnH2n CH2 H2C CH2 | | H2C – CH2
C5H10 (siklopentana)
8. Jawaban: b H3C – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 | CH3
(C7H16)
2-metil heksana merupakan isomer dari heptana. n-heksana: C6H14 2-metil pentana: CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 | CH3 2,2-dimetil butana: CH3 | CH3 – C – CH2 – CH3 | CH3
(C6H14)
(C6H14)
2,3-dimetil butana: Kimia Kelas XI
5
CH3 | CH3 – CH – CH – CH 3 | CH3 3-metil pentana: CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 | CH3
(C6H14)
(C6H14)
9. Jawaban: b Alkena termasuk hidrokarbon tidak jenuh dengan rumus umum CnH2n. Rumus struktur C3H6 adalah CH3 – CH = CH2. 4
5
6
CH3 – C = CH – CH2 – CH3 | 2 CH 2 | 1CH 3 3-metil-3-heksena 11. Jawaban: b n-heksana (C6H14): CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 2,2-dimetil butana (C6H14): CH3 | CH3 – C – CH2 – CH3 | CH3 Keduanya memiliki rumus kimia yang sama (C6H14) tetapi rumus strukturnya berbeda. Sementara itu, pilihan a, c, d, dan e bukan pasangan isomer karena rumus kimia antara kedua senyawa pada pasangan tersebut berbeda. Pilihan a n-butana: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 (C4H10) beda 1-butena: CH2 = CH – CH2 – CH3 (C4H8) Pilihan c 2-metil propana: CH 3 – CH – CH 3 (C4H10) | CH3 beda 2-metil propena: H2C = C – CH3 (C4H8) | CH3
Pilihan d 2,3-dimetil pentana: CH3 – CH – CH – CH 2 – CH3 | | CH3 CH3 3-metil pentana: CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 | CH3 6
Senyawa Hidrokarbon
(C6H10)
beda (C6H12)
12. Jawaban: a Jumlah atom C = 18 Jumlah atom H = 36 Jadi, C18H36 = CnH2n. 13. Jawaban: d Sifat-sifat kimia alkena yaitu pembakaran alkena menghasilkan gas CO 2 dan H2O, dapat dioksidasi oleh KMnO 4 menghasilkan glikol, mampu membentuk molekul dengan rantai yang sangat panjang, dan daya reaktivitas alkena lebih besar daripada alkana. Sementara itu, titik leleh alkena berbanding lurus dengan massa rumus alkena merupakan sifat fisika alkena.
10. Jawaban: c 3
Pilihan e 4-metil-2-pentuna: CH3 – C ≡ C – CH – CH3 | CH3 4-metil-2-pentena: CH3 – CH = CH – CH – CH 3 | CH3
(C7H16)
beda (C6H14)
14. Jawaban: a Alkena merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh dengan gugus fungsional
GC = CH
15. Jawaban: d Isomer geometri atau cis-trans hanya dimiliki oleh alkena yang kedua atom C berikatan rangkapnya masing-masing mengikat 2 gugus yang berbeda, seperti pada struktur a, b, c, dan e. 16. Jawaban: c Senyawa hidrokarbon yang sedikit larut dalam air adalah alkena dan alkuna. Senyawa 3-metil-1pentena merupakan alkena. Jadi, senyawa tersebut sedikit larut dalam air. Sementara itu, noktana, 3-metil-pentana, 2,2-dimetil-pentana, dan 4-etil-2-metil-oktana merupakan alkana. Alkana tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut nonpolar. 17. Jawaban: a Alkena dapat dibuat dengan beberapa reaksi seperti reaksi dehidrogenasi, dehidrohalogenasi, dehidrasi, dan eliminasi alkana. Reaksi dehidrogenasi ditunjukkan oleh reaksi a, reaksi dehidrohalogenasi ditunjukkan oleh reaksi b, dan reaksi dehidrasi ditunjukkan oleh reaksi c. Sementara itu, reaksi d dan e merupakan reaksi pembuatan alkana. 18. Jawaban: c Alkuna merupakan golongan alifatik tidak jenuh yang mempunyai gugus fungsi ikatan rangkap tiga. Rumus umumnya CnH2n – 2. Jadi, senyawa yang merupakan alkuna adalah C 4H6.
19. Jawaban: b
B. Uraian
– ––– –––– ––– ––– –––– ––– ––– –– – – –
2
3
6
7
– – – – –
C –– CH2 – CH3 – CH2 – – – – – – ||| | | 1 4 5 CH CH –– CH2 – – – – – – – –|– – – – – – – – – – – – CH3 4-metil-1-heptuna – – – – – – – –
– – – – – – – – – – – – –
1. a.
– – – – – –
20. Jawaban: d Senyawa di atas mempunyai rumus = C 6H10. Jadi, merupakan isomer dari heksuna (C 6H10). Rumus molekul butuna: C 4H6, pentuna: C 5H8, heptuna: C7H12, butena: C4H8.
b.
CH3 – CH = C = CH – CH3
c.
CH3 – CH – C = CH2 | | CH3 CH = CH2
2. Rumus empiris (C3H7)n; Mr = 86 a.
21. Jawaban: c Isomer C5H8 1)
CH ≡ C – CH2 – CH2 – CH3
(1-pentuna)
2)
CH3 – C ≡ C – CH2 – CH3
(2-pentuna)
3)
CH ≡ C – CH – CH3 | CH3
(3-metil-1-butuna)
Mr (C3H7)n = 3n × A r C + 7n × Ar H 86 = 36n + 7n 86 = 43n n=2 Jadi, rumus molekulnya (C3H7)2 = C6H14.
b.
Rumus strukturnya: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 (heksana)
22. Jawaban: a CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 kalsium karbida
CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3 | CH – CH3 | CH3
c.
Isomer dari C6H14 sebagai berikut. 1)
(n-heksana)
etuna (asetilena)
2)
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 | CH3 (2-metil pentana)
3)
CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 | CH3 (3-metil pentana)
4)
CH3 | CH3 – C – CH2 – CH3 | CH3 (2,2-dimetil butana)
5)
CH3 – CH – CH – CH 3 | | CH3 CH3 (2,3-dimetil butana)
23. Jawaban: d – – – – – – – – – – – – – – – – –– –
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – –
1
6
C
H2C | 5C C C C
C C CC
4
2C
| 3CH
C C
– – – – – – – – – – – – – – – – – –
– C3H7 (3-propil-1,4-sikloheksadiuna)
– – – – – – – – – – – – – – – – –
24. Jawaban: c Alkuna dapat dibuat dengan cara memanaskan campuran dihaloalkana dengan KOH melalui reaksi berikut. CH3 – CH – CH – CH3(aq) + 2KOH(aq) → | | Br Br 2,3-dibromo butana (dihaloalkana) CH3 – C ≡ C – CH3(g) + 2KBr (aq) + 2H2O( ) 2-butuna 25. Jawaban: e Mr propuna (C3H4) = 40 g/mol Mol propuna =
=
= mol × NA =
× 6,02 × 1023 molekul
Jadi, jumlah molekul pada 4 gram propuna sebanyak
× 6,02 × 1023 molekul.
3. Senyawa-senyawa alkana dapat diperoleh dengan cara-cara berikut. a. Mereaksikan aluminium karbida dengan air. Reaksi yang terjadi: Al4C3(s) + 12H2O( ) → 3CH4(g) + 4Al(OH)3(aq) b.
Mereaksikan senyawa alkena dengan gas hidrogen. Reaksi yang terjadi: CnH2n(g) + H2(g) → CnH2n + 2
c.
Melalui sintesis Dumas, yaitu memanaskan campuran garam natrium karboksilat dengan basa kuat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
mol
Jumlah molekul propuna
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
BO(aq) + NaOH(aq) → C H (g) + Na CO (aq) VNa
C3H7 – C
3
8
2
3
Alkana yang dihasilkan tergantung garam natrium karboksilat yang direaksikan. Kimia Kelas XI
7
d.
Melalui sintesis Grignard, yaitu mereaksikan suatu alkil magnesium halida dengan air. Reaksi yang terjadi C2H5MgBr (aq) + H 2O( ) → C2H6(g) + MgOHBr (aq)
e.
Melalui sintesis Wurtz, yaitu dengan cara mereaksikan alkil halida (haloalkana) dengan logam natrium. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2CH3Cl(aq) + 2Na(s) → CH3 – CH3(g) + 2NaCl(aq)
Mol alkena (STP) = = 20 mol
⇒ Mr =
6. Jawaban: a Reaksi tersebut merupakan reaksi adisi. Pada reaksi ini terjadi perubahan ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal. Apabila hasil reaksi berupa butana, zat X yang bereaksi merupakan ikatan rangkap dua (butena). Dengan demikian, reaksi yang terjadi sebagai berikut.
1. Jawaban: d Reaksi adisi etena dengan gas klor: CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 – CH2 | | etena Cl Cl dikloro etana
2. Jawaban: c Metana merupakan senyawa hidrokarbon dengan satu atom karbon. Sementara itu, senyawa alkena paling sederhana adalah etena, yaitu senyawa hidrokarbon yang terdiri atas dua atom karbon dan berikatan rangkap dua. Adisi alkena menghasilkan etana. Dengan demikian, senyawa alkana yang tidak dapat dihasilkan dari reaksi adisi alkena adalah metana karena metana hanya terdiri dari satu atom karbon. 3. Jawaban: d Reaksi eliminasi etil iodida sebagai berikut. CH3 – CH2I → CH2 = CH2 + Hl etena
asam iodida
4. Jawaban: b Reaksi 1) merupakan reaksi substitusi karena terjadi penukaran gugus –OH dengan atom Cl. Sementara itu, reaksi 2) merupakan reaksi adisi karena pada reaksi tersebut terjadi perubahan ikatan dari ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal. 5. Jawaban: c CH3 – CH – CH3 → CH3 – CH = CH2 + HBr l Br 2-bromo propana
Suku alkuna yang paling sederhana adalah etuna (C2H2). Cara pembuatannya: Etuna dibuat dengan mereaksikan kalsium karbida dengan air: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
= 70
A. Pilihan Ganda
etil iodida
5. a. b.
4. Massa = 1.400 gram Volume = 0,448 m 3 = 448 L
Mol =
Alkena = CnH2n Mr CnH2n = n · Ar C + 2n Ar H 70 = (n × 12) + (2n × 1) 70 = 14n n=5 CnH2n = C5H10 Jadi, nama alkena C 5H10 adalah pentena.
propena
asam bromida
H /Ni
2 CH3 – CH2 – CH = CH2 → CH3 – CH2 – CH2 – CH3
1-butena
7. Jawaban: e Reaksi 1) merupakan reaksi eliminasi karena terjadi perubahan ikatan, dari ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap. Reaksi 2) merupakan reaksi substitusi karena terjadi penggantian gugus atom H pada propanol dengan gugus atom Na disertai pelepasan gas H 2. 8. Jawaban: e Cl | H2C = C – CH2 – CH3 + HCl → CH3 – C – CH2 – CH3 | | C2H5 C2H5 2-etil-1-butena
Senyawa Hidrokarbon
3-kloro-3-metil pentana
9. Jawaban: c Adisi hidrogen pada CH2 = CH – CH = CH2 (1,3-butadiena) menghasilkan: CH2 = CH – CH = CH2 + H2 → CH2 = CH – CH2 – CH3 1-butena
10. Jawaban: d CH2 = CH – CH2 – CH3 + HCl 1-butena
Cl | CH3 – CH – CH2 – CH3 2-kloro butana
8
butana
→
b.
B. Uraian 1. a. b. c.
d.
Reaksi adisi karena terjadi pergantian ikatan dari ikatan rangkap dua ke tunggal. Reaksi substitusi karena terjadi pergantian gugus atom H dengan atom Cl. Reaksi adisi karena terjadi pergantian ikatan dari ikatan rangkap tiga menjadi ikatan rangkap dua. Reaksi eliminasi karena terjadi penghilangan gugus Br dari senyawa propana dan terjadi perubahan ikatan dari ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap dua.
2. Reaksi eliminasi dehidrohalogenasi adalah reaksi eliminasi yang terjadi pada senyawa alkil halida dengan melepaskan unsur H dan halogen dari alkil halidanya membentuk senyawa alkena, air, dan garam halogen. Contoh: H H H | | | H – C – C – C – Br + KOH → | | | H H H H | H – C – C = C – H + KBr + H2O | | | H H H Alkena
3. a.
Senyawa P: CH3 – CH = CH – CH3 2-butena
Senyawa Q: CH3 – CH2 – CH2 – CH3 butana
Persamaan reaksi pada proses I: CH3 – CH = CH – CH3 2-butena
H /Ni
2 →
Proses II terjadi reaksi adisi CH3 – CH = CH – CH3 + Br 2 → CH3 – CH – CH – CH3 | | Br Br 2,3-dibromo butana
2-butena
Proses III terjadi reaksi substitusi CH3 –CH2 –CH2 –CH3+Br 2 → CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –Br+HBr butana
c.
1-bromo butana
Senyawa R: CH3 – CH – CH – CH 3 | | Br Br 2,3-dibromo butana
Senyawa S: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – Br 1-bromo butana
4. a.
CH3 – CH = CH – CH 3 + HCl
→ CH3 – CH – CH 2 – CH3 | Cl
2-butena
b.
2-kloro butana
CH3 – CH = CH2 + HBr
→ CH3 – CH – CH3 | Br
5. Persamaan reaksi: 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O Perbandingan koefisien = perbandingan volume. Jumlah gas etana yang dibakar = 5 L Jumlah volume oksigen yang diperlukan pada pembakaran = =
× × 5 = 17,5 L
volume etana
Jadi, volume oksigen yang diperlukan pada pembakaran tersebut sebesar 17,5 L.
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 butana
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Kegunaan butana dan propana adalah sebagai bahan bakar dan komponen LNG. Komponen utama LPG berupa metana dan etana. Minyak pelumas mengandung hidrokarbon C 16H34 hingga C20H42. Bahan dasar plastik PVC berupa vinil klorida. 2. Jawaban: e Fungsi karbohidrat yaitu sebagai sumber energi bagi tubuh, membantu penghematan protein, mengatur metabolisme lemak, dan membantu mengeluarkan feses. Sementara itu, memelihara sel-sel tubuh dan cadangan energi merupakan fungsi protein.
3. Jawaban: b Fungsi lemak dalam tubuh di antaranya sebagai pengangkut vitamin yang larut dalam lemak dan pelindung organ-organ tubuh bagian dalam. Sementara itu, senyawa yang memberikan rasa manis pada makanan adalah fungsi dari karbohidrat. Pelarut pewarna makanan menggunakan propilena glikol, sedangkan untuk mempercepat proses pematangan buah menggunakan gas asetilena. 4. Jawaban: d Kayu merupakan senyawa karbon karena tersusun dari selulosa, lignin, dan hemiselulosa. Selulosa, lignin, dan hemiselulosa mengandung
Kimia Kelas XI
9
atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Sementara itu, protein dan lemak merupakan senyawa karbon yang terdapat di dalam makanan. Parafin merupakan senyawa karbon yang digunakan di bidang seni dan estetika. Propilena merupakan senyawa karbon yang banyak digunakan di bidang papan. 5. Jawaban: d Serat alam: wol, kapas, yute, dan kenaf. Serat buatan: rayon, poliester, akrilik, dan nilon. Sutra merupakan bahan alam bukan termasuk serat alam. 6. Jawaban: e Plastik sering digunakan sebagai pengganti kayu karena harga plastik lebih murah daripada kayu. Plastik dapat diproduksi dalam jumlah sangat banyak melalui reaksi polimerisasi. Sementara itu, kayu merupakan hasil alam yang memerlukan waktu lama untuk memperolehnya. Oleh sebab itu, sebagian besar penggunaan kayu digantikan oleh plastik. 7. Jawaban: d Getah perca merupakan senyawa trans-2-metil1,3-butadiena, yang rumus strukturnya dituliskan pada pilihan d. Pilihan c merupakan struktur karet alam. 8. Jawaban: c Protein terdapat pada makanan. Protein sangat diperlukan bagi tubuh untuk pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel. 9. Jawaban: c Senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai pelarut cat merupakan campuran dari parafin, sikloparafin, dan hidrokarbon aromatik. 10. Jawaban: a Cat interior merupakan bagian dari desain interior (bidang seni). Cat ini mengandung unsur-unsur pembentuk senyawa karbon. B. Uraian 1. a.
Sebagai bahan pembuatan gas hidrogen yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan amonia.
b. c. d.
e. f.
Sebagai bahan bakar korek api. Sebagai bahan untuk sumber energi pada bengkel-bengkel las. Sebagai bahan polimer polietilena yang digunakan untuk bahan pelapis karton pembungkus minuman, isolator kawat, tas plastik, dan botol-botol plastik. Sebagai bahan polimer polistirena yang banyak digunakan untuk bahan pelapis kabel. Sebagai bahan polimer polipropena (polipropilena) yang banyak digunakan untuk pembuatan kotak keranjang botol minuman.
2. a.
Protein disebut polimer karena terbentuk melalui reaksi polimerisasi dari monomer asam amino (R – CH(NH2)COOH).
b.
Kegunaan protein sebagai berikut. 1) Membantu pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel tubuh. 2) Membantu perubahan proses biokimia dalam tubuh. 3) Mengatur keseimbangan air dalam tubuh. 4) Membantu keseimbangan tubuh, pembentukan antibodi, mengangkut zat-zat gizi, dan sebagai sumber cadangan energi.
3. Karbohidrat digolongkan sebagai senyawa hidrokarbon karena diperoleh dari hasil fotosintesis tumbuhan hijau. Karbohidrat yang dihasilkan dari proses ini berupa glukosa dengan rumus kimia C6H12O6. Oleh karena karbohidrat tersusun dari unsur C, H, dan O maka karbohidrat digolongkan sebagai senyawa hidrokarbon. 4. Gas asetilen di industri makanan dimanfaatkan untuk membantu mempercepat proses pematangan buah. 5. Kayu mengandung senyawa karbon berupa lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Unsur karbon, hidrogen, dan oksigen terkandung di dalam senyawa-senyawa tersebut. Plastik merupakan polimer dari propilena yang mempunyai atom C 3. Plastik mengandung senyawa hidrokarbon yang terdiri atas unsur karbon dan hidrogen.
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Senyawa hidrokarbon aromatik adalah senyawa karbon yang rantai ikatannya melingkar dengan ikatan rangkap dua terkonjugasi/berselang-seling, contoh:
10
Senyawa Hidrokarbon
H C HC | HC
C H
C || C
H C
C H
CH | CH
H H | | H–C–C–H | | H H
H H H | | | dan H – C – C ––– C – H | | | H–C–HH–C–H | | H H
merupakan senyawa alifatik jenuh karena berikatan H H | | tunggal, sedangkan H – C – C ≡ C – C – H dan | | H H–C–H | H H | H H merupakan senyawa alifatik C=C–C=C | H H H
G
H
tidak jenuh karena mengandung ikatan rangkap tiga dan dua. 2. Jawaban: e Asam klorida tersusun dari unsur hidrogen dan klor sehingga asam klorida bukan termasuk senyawa organik. Senyawa organik mengandung unsur karbon seperti pada senyawa urea (CO(NH 2 ) 2), metana (CH 4 ), dan sukrosa (C12H22O11). 3. Jawaban: d Sikloalkana adalah suatu rantai melingkar yang ikatan antaratom C-nya tunggal. CH2
C Z
H2C | H2C
CH2 | CH2
Z C
C6H12
HC2
4. Jawaban: c Atom karbon karbon mempunyai mempunyai empat empat elektron elektron valensi. valensi. Kondisi ini mengakibatkan atom karbon mampu membentuk rantai yang sangat panjang. Caranya dengan mengikat atom karbon lain atau dengan atom lain. 5. Jawaban: d CH3C2H5 CH3 | | | 1 2 3 4 5 6 CH3 – C – CH – CH – CH – CH 3 | | CH3 CH3 Rantai induk pada struktur di atas terdiri atas enam atom karbon (heksana), mengikat dua gugus metil di atom C nomor 2, satu gugus etil di atom C
nomor 3, satu gugus metil di atom C nomor 4, dan satu gugus metil di atom C nomor 5. Dengan demikian nama IUPAC untuk senyawa tersebut 3-etil-2,2,4,5-tetrametil heksana. 6. Jawaban: c Pada suku-suku homolog tersebut jumlah atom C sebanyak n, sedangkan jumlah atom H sebanyak (2 × n) + 1. Dengan demikian, rumus umum homolog tersebut CnH2n + 1. CnH2n + 1merupakan alkil. 7. Jawaban: d Atom C kuarterner artinya atom C yang terikat oleh empat atom C yang lainnya. Atom C kuarterner ditunjukkan oleh nomor 4. 8. Jawaban: c Senyawa tidak jenuh mempunyai rumus = C nH2n (alkena) dan CnH2n – 2 (alkuna). C2H4, C3H6, dan C4H8 termasuk alkena. C 2H2, C3H4, dan C4H6 termasuk alkuna. 9. Jawaban: a Isomer struktur merupakan senyawa yang memiliki rumus struktur berbeda, tetapi rumus molekulnya sama. CH3 l CH3 – CH – CH2 – CH – CH3 memiliki rumus l molekul C9H20 CH3 – CH – CH3 CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH CH2 – CH2 – CH3 | CH3 Senyawa di atas juga memiliki rumus molekul C 9H20. Jadi, kedua senyawa tersebut berisomer struktur. strukt ur. Sementara itu, CH3 – C ≡ C – CH3 (C4H6) bukan isomer CH2 = CH – CH2 – CH3 (C4H8) CH3 – CH – CH3 | CH3 CH2 = C – CH3 | CH3
(C4H10) bukan isomer (C4H8)
CH2 = CH2 (C2H4) bukan isomer CH3 – CH3 (C2H6) CH2 = CH – CH = CH2 (C4H7) bukan isomer CH ≡ C – CH3 (C3H4)
10. Jawaban: e 1
2
3
4
5
6
7
H3C – CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH3 | | CH2 CH2 | | CH3 CH3 3,5-dietil heptana
Kimia Kelas XI
11
2-etil-3-etil pentana 1
2
3
4
CH3 – CH2 – CH – CH – CH 3 | | 5,6 C2H5 C2H5 Nama seharusnya 3-etil-4-metil heksana 2-isopropil-3-metil pentana CH3 – CH – CH3 | CH3 – CH2 – CH – CH – CH 3 | CH3 Nama seharusnya 2,3,4-trimetil heksana 2,4,4-tribromo pentana Br | CH3 – C – CH2 – CH – CH3 | | Br Br Nama seharusnya 2,2,4-tribromo pentana 1,3-dimetil butana CH3 – CH – CH2 – CH2 | | CH3 CH3 Nama seharusnya 2-metil butana
11. Jawaban: c Isomer adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, tetapi berbeda rumus strukturnya. Rumus molekul a, molekul a, b, d, dan d, dan e: C6H14, rumus molekul c: C6H12 merupakan senyawa hidrokarbon alisiklik sehingga bukan merupakan isomer C6H14. Jadi, yang bukan isomer C 6H14 adalah: CH3 – CH – CH – CH 2 – CH3
ZC CH2
12. Jawaban: c Reaksi adisi pada butena oleh asam klorida sebagai berikut. CH2 = CH – CH2 – CH3 + HCl →CH3 – CH – CH2 – CH3 | Cl 2-kloro butana
Gugus Cl memutuskan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal dan terikat pada atom C nomor 2. Sementara itu, atom H terikat pada atom C nomor 1 yaitu atom C berikatan rangkap yang mengikat atom H lebih banyak. 13. Jawaban: c
14. Jawaban: d Alkena yang tidak mempunya mempunyaii isomer adalah etena dan propena karena memiliki rantai paling pendek. 15. Jawaban: b H | CH3 – C – CH = CH – CH 3 + HCl → C CH H3 – CH – CH2 – CH – CH3 | | | CH3 CH3 Cl 4-metil-2-pentena
2-kloro-4-metil pentana
Pada reaksi tersebut mengalami perubahan ikatan dari ikatan rangkap dua menjadi ikatan tunggal. Dengan demikian reaksi tersebut merupakan reaksi adisi. 16. Jawaban: c Reaksi 1) terjadi penggantian gugus atom → substitusi. Reaksi 2) terjadi penggantian ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap → eliminasi. Reaksi 3) terjadi penggantian ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal → adisi. 17. Jawaban: d CH3 – CH2 – C = CH – CH – CH 2 – CH3 | | CH3 CH3 3,5-dimetil-3-heptena 18. Jawaban: c Rumus struktur: CH2BrCH2Br: H H | | H–C–C–H | | Br Br
bukan isomer geometri
CH3CH2Br: H H | | H – C – C – Br | | H H CHBrCHBr: H H C=C Br Br
G
H
bukan isomer geometri
isomer cis
BrCHCHBr: Br H C=C H Br
G
H
isomer trans
– ––––––––––––––––––– –
3
–
4
5
6
CH3 – C = CH – CH2 – CH3 | – – – – – – – – – – – – – – 2 CH2 | 1 CH3 3-metil-3-heksena – – – – – – – – – – –
– – – – – – – – – –
– – –––––
12
Senyawa Hidrokarbon
C2H5CH2OH: H H H | | | H – C – C – C – OH | | | H H H
bukan iso isom mer ge geometri
C2H5CHO: H H O | | H–C–C–C | | H H H
B V
CHBrCHBr: H H C=C Br Br
G
H
isomer cis
CH2CHBr: H H C=C
G
H
bukan isomer geometri
H
bukan isomer geometri
Br
C2H5COOCH3: H H O | | H H–C–C–C bukan isomer geometri | | | O – C – H H H |
B V
H CH3COOC2H5: H O | H H H–C–C bukan isomer geometri | | | O – C – C – H H | | H H
B V
Jadi, pasangan senyawa yang merupakan isomer geometri yaitu CHBrCHBr dan BrCHCHBr. 19. Jawaban: c Senyawa di atas mempunyai rumus C 5H8, sama dengan rumus struktur CH ≡ C – CH2 – CH2 – CH3 20. Jawaban: c Senyawa alkuna = C nH2n – 2. Untuk n ke-2, CH ≡ CH → tidak memiliki isomer Untuk n ke-3, CH ≡ C – CH3; CH3 – C → tidak memiliki isomer
≡
CH
Untuk n ke-4, CH ≡ C – CH2 – CH3; CH3 – C ≡ C – CH3 (merupakan isomer) Jadi, isomer posisi alkuna dimulai dari suku n ke-4 (butuna). 21. Jawaban: b Reaksi pada a, c, d, dan e merupakan reaksi eliminasi karena pada keempat reaksi tersebut terjadi perubahan ikatan, dari ikatan tunggal men jadi ika ikatan tan rang rangkap. kap. Seme Sementar ntar a itu, reak reaksi si b merupakan reaksi substitusi karena pada reaksi tersebut terjadi pergantian atom H dengan atom Na.
22. Jawaban: b Fungsi protein dalam tubuh yaitu membantu pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel dalam tubuh, pembentukan zat antibodi, mengangkut zat-zat gizi, dan cadangan energi. Mengatur metabolisme lemak merupakan fungsi karbohidrat. Pelindung tubuh dari perubahan cuaca, membantu pengeluaran sisa pencernaan, dan melindungi organ-organ tubuh bagian dalam merupakan fungsi lemak. 23. Jawaban: b Propilena glikol digunakan dalam industri makanan sebagai penyedap rasa, pelarut makanan, dan humektan. Asetilena dan etilena merupakan gas yang banyak digunakan untuk membantu proses pematangan buah. Sukrosa merupakan pemanis alami, digunakan untuk menambah rasa manis pada produk makanan. Sementara itu, etilen glikol digunakan sebagai zat aditif untuk menurunkan titik beku pada radiator mobil. 24. Jawaban: b CH3 – CH – CH2 – CH3 | OH Senyawa tersebut bernama 2-butanol karena gugus –OH terikat pada atom C nomor 2, sedangkan rantai utama terdiri atas empat atom karbon. CH2 = CH – CH2 – CH3 Senyawa tersebut bernama 1-butena karena terdapat ikatan rangkap dua di atom C nomor 1 dan rantai utama terdiri atas empat atom karbon. 25. Jawaban: b Isomer posisi CH2 = CH – CH2 – CH 3 (1-butena) yaitu: CH3 – CH = CH – CH 3 2-butena Jadi, 1-butena mempunyai isomer posisi sebanyak 2. 26. Jawaban: e 1) Aset Asetilen ilena a dibu dibuat at den dengan gan mere mereaksi aksikan kan karb karbit it (kalsium karbida) dengan air. CaC2(g) + 2H2O( (g) + + Ca(OH)2(aq) ) → C2H2(g) 2)
Perbandi Perban dinga ngan n mol mol air air deng dengan an mol mol gas gas asetilena adalah 2 : 1.
3)
Kegunaan Keguna an gas ase asetile tilena na ada adalah lah unt untuk uk mengelas besi.
4)
Perban Perb andi ding ngan an mo moll Ca CaC C 2 (karbit) dengan H 2O adalah 1 : 2.
27. Jawaban: b Pilihan jawaban d dan c merupakan isomer n-heksana. Pilihn jawaban a dan e merupakan isomer n-heptana.
Kimia Kelas XI
13
28. Jawaban: b 6
5
b.
4
3
2
Titik didih makin tinggi bila jumlah atom C makin banyak. c. Alkena dengan C2 –C4 terdapat dalam fase gas, C5 –C17 berfase cair, > C18 berfase padat. d. Dapat mengalami reaksi adisi (pengubahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal dengan menangkap atom lain). Contoh: CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 – CH2 | | Cl Cl e. Suku-suku alkena lebih reaktif dibanding suku-suku alkana, untuk jumlah atom C yang sama. Hal ini disebabkan alkena mempunyai jumlah atom H lebih sedikit dibanding alkana. f. Alkena dapat berpolimerisasi (penggabungan molekul-molekul sejenis sehingga menjadi molekul raksasa dengan rantai karbon yang sangat panjang). Molekul yang bergabung disebut monomer, sedangkan gabungan monomer disebut polimer.
1
CH ≡ C – CH2 – CH – C ≡ CH | CH3 3-metil-1,5-heksadiuna
29. Jawaban: a H
CH3
CH3
CH3
CH3
H
H
H
GC = CH
GC = CH
trans
cis
30. Jawaban: b Senyawa aromatik merupakan senyawa hidrokarbon yang terdiri atas enam atom C berstruktur cincin yang berikatan jenuh dan tidak jenuh secara berselang-seling. Contoh senyawa benzena. H C
(aromatik)
XX Z
HC | HC
ZZ C X
CH || CH
H Asetilena: CH ≡ CH
(alifatik)
Polipropilena: – CH2 – CH – CH2 – CH – (alifatik) | | n CH3 CH3 Polietilena: (– CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –)n (alifatik) Siklopentana:
CH2
X Z
H2C | H2C
(alisiklik)
CH2 | ––– CH2
3. Titik-titik air yang menempel pada dinding tabung reaksi hasil pembakaran senyawa organik mampu mengubah warna kertas kobalt(II) dari biru menjadi merah muda. Peristiwa ini menunjukkan bahwa titiktitik air tersebut adalah air. Air (H 2O) mengubah warna kertas kobalt(II) dari biru menjadi merah muda. Kesimpulan percobaan ini adalah pembakaran senyawa organik menghasilkan air. 4. Isomer butuna ada 2 yaitu: CH ≡ C – CH2 – CH3 = 1-butuna CH3 – C ≡ C – CH3 = 2-butuna 5. H3C
GC = CH
B. Uraian 1.
(CH2)n = 56 (1 × Ar C + 2 × Ar H)n = 56 (1 × 12 + 2 × 1)n = 56 14n = 56 n=4 a. Rumus molekul: (CH2)4 = C4H8 = butena. b. Kemungkinan struktur: CH2 = CH – CH2 – CH3: 1-butena
H
H
H3C
H
GC = CH
H 6. a.
CH3 – CH = CH – CH3: 2-butena CH2 = C – CH 3: 2-metil propena | CH3 2. a.
14
Merupakan senyawa nonpolar sehingga tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar seperti CCl4 atau eter.
Senyawa Hidrokarbon
CH3
b.
cis-2-butena
trans-2-butena
CH3
CH3 | 4 5 6 7 C ≡ C – CH2 – CH2 – C – 8CH3 3 | | CH CH 2 2 3 | CH3 1 Nama IUPAC: 7,7-dimetil-3-oktuna CH3 | CH3 – CH – CH2 – CH2 – C – C ≡ CH | | CH3 CH3 Nama IUPAC: 3,3,6-trimetil-1-heptuna
c.
CH3 – C = CH – CH = CH2 | CH3
c.
Nama IUPAC: 4-metil-1,3-pentadiena d.
3
4
5
CH2 – CH = CH2 | 2 1 CH = CH2 Nama IUPAC: 1,4-pentadiena
7. Alkadiena merupakan senyawa hidrokarbon yang dalam rantai ikatannya mengandung dua ikatan rangkap dua, contoh CH 2 = CH – CH = CH2 (1,3butadiena). Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon yang dalam rantai ikatannya mengandung ikatan rangkap tiga, contoh CH ≡ C – CH 2 – CH 3 (1-butuna). 8. a.
Pada reaksi CH3 – CH = CH2 + HBr → CH3 – CHBr – CH3 terjadi perubahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga reaksi tersebut merupakan reaksi adisi.
b.
Pada reaksi CH3 – CH2 – CH2Br + C2H5ONa → NaBr + CH3 – CH2 – CH2 – O – CH2 – CH3 terjadi pertukaran gugus –Br dengan gugus –O–CH 2 –CH 3. Dengan demikian, reaksi tersebut merupakan reaksi substitusi.
9. a.
b.
Pada reaksi CH3 – CHBr – CH3 + NaOH → NaBr + H2O + CH2 – CH = CH2 terjadi penghilangan atom H dan Br pada senyawa CH3 –CHBr–CH3 dan pembentukan ikatan rangkap pada CH2 – CH = CH2 sehingga reaksi ini merupakan reaksi eliminasi. H3C – C = CH – CH3 + H2 → | CH3 2-metil-2-butena
H3C – CH – CH2 – CH3 | CH3 2-metil butana Jenis reaksi = reaksi adisi.
10. Berat C dalam CO2 = Berat H dalam H 2O =
× 44 gr = 12 gr.
×
Perbandingan mol C : H =
36 gr = 4 gr. : =
1 : 4.
Jadi, rumus empirisnya (CH 4)n. (CH3)n = 15 12n + 3n = 15 15n = 15 n=1 Rumus alkana = (CH4)n = CH4 Jadi, alkana tersebut adalah metana.
Kimia Kelas XI
15
Setelah mempelajari bab ini, siswa: 1. mampu menjelaskan proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya; 2. mampu menyajikan hasil pemahaman tentang proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi beserta kegunaannya. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa: 1. mensyukuri kekayaan alam Indonesia berupa minyak bumi, batu bara, dan gas alam serta berbagai bahan tambang lainnya sebagai anugerah Tuhan YME dan menggunakannya untuk kemakmuran rakyat Indonesia; 2. memiliki rasa ingin tahu, disiplin, bertanggung jawab, kreatif, dan ulet untuk mencari dan menuangkan ide-ide tentang bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi.
Materi • •
Minyak Bumi dan Gas Alam Bensin dan Dampak Pembakaran Bahan Bakar
Pembelajaran Kognitif • • • • •
Kegiatan Psikomotorik
Pembentukan minyak bumi dan gas alam. Komposisi minyak bumi. Pengolahan minyak bumi. Kualitas bensin. Dampak pembakaran bahan bakar.
• •
Pengetahuan yang Dikuasai • • • • •
Menjelaskan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam. Menyebutkan komposisi minyak bumi. Menjelaskan proses pengolahan minyak bumi. Menjelaskan kualitas bensin. Menjelaskan dampak pembakaran bahan bakar.
Mengamati animasi proses pembentukan minyak bumi dan gas alam. Melakukan studi kepustakaan untuk mengetahui daerah-daerah kilang minyak di Indonesia dan bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi.
Keterampilan yang Dikuasai •
Menyajikan hasil studi kepustakaan tentang daerah kilang minyak di Indonesia dan bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • •
•
16
Minyak Bumi
Mampu menjelaskan berbagai fraksi minyak bumi dan kegunaannya serta dampak negatif pembakaran bahan bakar minyak. Memiliki rasa ingin tahu tinggi, disiplin, bertanggung jawab, kreatif, dan ulet untuk mencari dan menuangkan ide-ide tentang bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi. Mengagumi dan mensyukuri karunia Tuhan YME dan memanfaatkannya secara efisien.
A.
Pilihan Ganda
1.
Jawaban: b Sikloalkana menyusun minyak bumi sebanyak 49%. Hidrokarbon aromatik menyusun minyak bumi sebanyak 15%. Alkana menyusun minyak bumi 30%. Organologam menyusun minyak bumi sebesar 0,1%. Alkanatiol merupakan alkohol.
2.
Jawaban: b Berdasarkan komponen terbanyak dalam minyak bumi, minyak bumi dibedakan menjadi tiga golongan yaitu parafin, naftalena, dan campuran parafin-naftalena. Minyak bumi golongan naftalena digunakan untuk pengeras jalan dan pelumas. Minyak bumi golongan naftalena berupa senyawa hidrokarbon rantai siklis atau rantai tertutup.
3.
Jawaban: d Minyak bumi terbentuk dari fosil hewan dan tumbuhan laut yang terpendam jutaan tahun yang lalu, tertimbun endapan lumpur, pasir, dan zatzat lain, serta mendapat tekanan dan panas bumi secara alami. Oleh karena pengaruh suhu dan tekanan tinggi, materi organik tersebut berubah menjadi minyak setelah mengalami proses berjuta-juta tahun. Itulah sebabnya minyak bumi pada umumnya bersumber di wilayah lepas pantai hingga laut dalam.
4.
Jawaban: c Senyawa aromatik adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung gugus benzena, seperti etil benzena. Isooktana dan n-alkana merupakan senyawa golongan alkana, sedangkan metil siklo pentana dan sikloheksana merupakan senyawa golongan sikloalkana.
5.
Jawaban: a Parafin merupakan jenis minyak bumi yang mengandung senyawa hidrokarbon rantai terbuka digunakan sebagai penghasil gasolin. Naftalena adalah jenis minyak bumi yang digunakan sebagai pengeras jalan. Residu merupakan fraksi atau komponen minyak bumi yang berupa padatan.
6.
Jawaban: d Secara umum komponen minyak bumi terdiri atas lima unsur kimia yaitu 82–87% karbon, 11–15% hidrogen, 0,01–6% belerang, 0–2% oksigen, 0,01–3% nitrogen, dan sedikit organologam.
7.
Jawaban: b Fraksi minyak bumi dengan atom karbon sebanyak 10–14 dihasilkan saat suhu di kolom fraksinasi mencapai 215°C. Fraksi ini berupa kerosin dan
avtur. Fraksi minyak bumi dengan atom C sebanyak 5–7 diperoleh pada suhu 70°C. Fraksi minyak bumi dengan atom C sebanyak 17–20 diperoleh pada suhu 300°C. Fraksi minyak bumi dengan atom C sebanyak 23–33 diperoleh pada suhu 450°C. Fraksi minyak bumi dengan atom C sebanyak > 60 diperoleh pada suhu > 500°C. 8. Jawaban: e Sisa pengolahan minyak bumi yang terdapat di kolom fraksinasi berupa residu atau bitumen, yaitu aspal. Aspal digunakan sebagai pengeras jalan dan bahan pelapis antibocor pada lantai. 9. Jawaban: c Urutan fraksi minyak bumi dari yang ringan ke berat adalah bensin, nafta, dan solar. Semakin berat fraksi minyak bumi, titik didihnya semakin tinggi. 10. Jawaban: c Proses desalting dilakukan dengan cara mencampur minyak mentah dengan air. Tujuan dilakukan proses desalting yaitu menghilangkan senyawa-senyawa hidrokarbon, mencegah terjadinya korosi pada pipa minyak, mencegah terjadinya penyumbatan pada lubang-lubang di menara, dan melarutkan mineral-mineral dalam minyak mentah ke dalam air. Sementara itu, menghilangkan senyawa-senyawa nonhidrokarbon dilakukan dengan cara penambahan asam dan basa ke dalam minyak mentah. B. Uraian 1.
Minyak bumi terbentuk dari hasil akhir penguraian bahan-bahan organik yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang terdapat di darat maupun di laut. Sisa tumbuhan dan hewan tersebut tertimbun endapan lumpur, pasir, dan zatzat lain serta mendapat tekanan dan panas bumi secara alami selama berjuta-juta tahun. Suhu dan tekanan ini mengubah materi organik dalam fosil menjadi minyak bumi. Minyak bumi akan terkumpul dalam pori-pori batu kapur atau batu pasir.
2.
a.
b. c. d.
Senyawa golongan alkana paling banyak menyusun minyak bumi. Senyawa ini berupa alkana tidak bercabang seperti n-oktana, dan alkana bercabang seperti isooktana. Senyawa sikloalkana, misalnya metil siklopentana dan etil sikloheksana. Senyawa aromatik, misalnya etil benzena. Senyawa belerang, senyawa nitrogen, senyawa oksigen, dan senyawa organologam.
Kimia Kelas XI
17
3.
Karena fraksi-fraksi minyak bumi berupa campuran hidrokarbon yang mendidih pada trayek suhu tertentu. Selain itu, isomer-isomer hidrokarbon mempunyai titik didih berdekatan sehingga tidak dapat dipisahkan ke dalam komponen-komponen murni.
minyak mentah harus diolah terlebih dahulu untuk memisahkan komponen-komponen penyusun minyak bumi dari minyak bumi dan pengotorpengotornya. 5.
Cracking adalah proses pemecahan hidrokarbon suku tinggi menjadi senyawa hidrokarbon suku rendah dengan cara pemberian tekanan dan suhu tinggi.
4.
Minyak mentah (crude oil ) dari hasil pengeboran sumur eksplorasi belum dapat dimanfaatkan karena masih berupa campuran. Oleh karena itu,
A.
Pilihan Ganda
1.
Jawaban: c Bensin dengan hidrokarbon berantai lurus mengakibatkan knocking atau penyalakan tak terkendali pada mesin sehingga mesin bergetar sangat hebat dan menimbulkan panas terlalu tinggi. Kondisi ini mengakibatkan mesin cepat rusak. Oleh karena itu, bensin yang tersusun hidrokarbon berantai lurus kualitasnya kurang bagus.
2.
Jawaban: b Campuran alkana bercabang rantai pendek dan alkena akan terbakar paling sempurna karena kedua senyawa tersebut terbakar lebih sempurna daripada alkana rantai panjang dan lurus.
7.
Jawaban: b Bilangan oktan premium sekitar 86. Sementara itu, bilangan oktan antara 90–92 merupakan bilangan oktan pertamaks, sedangkan bilangan oktan 98 merupakan bilangan oktan pertamaks plus.
Jawaban: c Viskon merupakan zat aditif yang ditambahkan ke dalam bensin untuk meningkatkan bilangan oktan bensin. Viskon digunakan sebagai pengganti TEL karena lebih ramah lingkungan, mengurangi emisi gas CO, CxHy, dan NOx.
8.
Jawaban: b (C2H5)4Pb atau tetraetil timbal merupakan zat aditif yang ditambahkan ke dalam bensin untuk menaikkan bilangan oktan. Namun senyawa ini dapat menimbulkan kerugian, yaitu melepaskan partikulat timbal (Pb) ke udara pada proses pembakaran bensin. Partikulat Pb merupakan polutan yang bersifat racun. Oleh karena itu, saat ini (C2H5)4Pb dilarang ditambahkan ke dalam bensin.
9.
Jawaban: c Senyawa yang berfungsi sebagai bahan antiketukan pada mesin kendaraan bermotor adalah TEL dengan rumus molekul (CH 3CH2)4Pb atau MTBE (metil tersier butil eter). C 7H 16 (heptana) dan C 8 H 18 (oktana) merupakan senyawa alkana yang menyusun bensin. Sedangkan C 5 H 10 dan C 6 H 12 merupakan senyawa sikloalkana penyusun minyak bumi.
3.
4.
Jawaban: c Nilai oktan dari: 2-metil heksana = 44 n-pentena = 62 2-metil heptana = 23 sikloheksana = 97 Jadi, senyawa hidrokarbon yang memiliki nilai oktan tertinggi yaitu sikloheksana.
5.
Jawaban: b Isooktan memiliki nilai oktan 100 karena tidak mengakibatkan knocking . Sementara normal heptana memiliki nilai oktan 0 karena mengakibatkan knocking sangat tinggi. Dengan demikian, perbandingan isooktan dengan n-heptana adalah 97 : 3.
6.
Jawaban: a Perengkahan termal adalah proses memecah senyawa hidrokarbon rantai panjang seperti kerosin
18
Minyak Bumi
menjadi senyawa hidrokarbon rantai pendek seperti heksana dan heksena pada suhu 500°C. Senyawa heksena mampu menaikkan bilangan oktan sebesar 10 satuan. Sementara itu, distilasi bertingkat adalah proses pemisahan komponen-komponen minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih. Desulfuring adalah proses penghilangan unsur belerang pada bahan bakar. Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Cracking adalah proses pemecahan senyawa hidrokarbon berantai panjang menjadi senyawa hidrokarbon berantai pendek untuk memperoleh fraksi bensin.
d.
10. Jawaban: e Knocking atau ketukan pada mesin disebabkan oleh rantai karbon lurus atau sedikit bercabang. Contohnya n-heptana. Adapun senyawa hidrokarbon dengan banyak cabang umumnya tidak atau sedikit menimbulkan knocking .
e.
B. Uraian 1.
Cracking atau kertakan adalah proses pemutusan hidrokarbon yang mempunyai rantai panjang menjadi hidrokarbon berantai pendek. Fraksi-fraksi minyak mentah yang kurang komersial seperti solar dan kerosin dikertak menjadi fraksi bensin. Proses kertakan dilakukan pada suhu tinggi menggunakan katalis aluminium atau silikon.
2.
Perengkahan termal adalah proses pemecahan hidrokarbon rantai panjang menjadi fraksi dengan jumlah atom karbon antara C 5 – C9. Perengkahan termal dilakukan pada suhu 500°C dan tekanan 25 atm. Contoh pemecahan kerosin menjadi heksana dan heksena.
4.
Knocking atau ketukan bensin pada mesin terjadi karena bensin mempunyai bilangan oktan rendah. Ketukan ini dapat dikurangi dengan menaikkan bilangan oktan bensin. Caranya dengan menambahkan senyawa MTBE (metil tersier butil eter), metanol, etanol, viskon, atau tersier butil alkohol ke dalam bensin. Senyawa-senyawa tersebut merupakan zat aditif yang dapat menaikkan bilangan oktan bensin.
5.
Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan dan jumlah gas CO yang dihasilkan pada proses pembakaran bensin. Semakin tinggi bilangan oktan dan semakin sedikit jumlah gas CO yang dihasilkan maka kualitas bensin tersebut semakin baik. Sebaliknya, semakin rendah bilangan oktan dan semakin banyak jumlah gas CO yang dihasilkan maka kualitas bensin tersebut semakin rendah.
Contoh: C12H26( )
°
→
C6H14() dan C6H12( ) (heksana)
(heksena)
3.
Bilangan oktan dapat ditingkatkan dengan caracara berikut. a. Memperbanyak kadar isooktana dalam bensin. b. Menambahkan zat aditif dalam bensin pada proses blending, misal MTBE (metil tersier butil eter ). c. Perengkahan termal untuk menghasilkan heksena.
A.
Pilihan Ganda
1.
Jawaban: d Metana merupakan hidrokarbon terbanyak penyusun gas alam. Jumlah senyawa ini mencapai 70–90%, diikuti etana, propana, pentana, dan heksana.
2.
Jawaban: e Minyak bumi tersusun dari senyawa sikloalkana, yaitu siklopentana dan sikloheksana, contohnya metil siklopentana dan etil sikloheksana.
3.
Jawaban: c Nafta merupakan fraksi minyak bumi yang mendidih pada suhu antara 70–170°C dengan
Metode reforming , yaitu mengubah struktur senyawa hidrokarbon rantai lurus menjadi rantai bercabang pada suhu tinggi dan bantuan katalis. Polimerisasi, yaitu menggabungkan hidrokarbon rantai pendek menjadi rantai yang lebih panjang. Misal isobutana direaksikan dengan isobutena menghasilkan isooktana. CH3 – CH – CH3 + CH3 – C = CH2 → | | CH3 CH3 CH3 | CH3 – CH – CH2 – C – CH3 | | CH3 CH3
jumlah atom C antara 8–12. Fraksi minyak bumi yang memiliki atom C antara 5–7 adalah petroleum eter. Fraksi minyak bumi yang memiliki atom C antara 5–10 adalah bensin. Fraksi minyak bumi yang memiliki atom C antara 10–14 adalah kerosin dan avtur. Fraksi minyak bumi yang memiliki atom C antara 15–35 adalah solar. 4.
Jawaban: b Solar diperoleh pada suhu antara 250–340°C. Oli diperoleh pada suhu antara 350–500°C. Residu diperoleh pada suhu 7.500°C. Parafin diperoleh pada suhu 350°C. Gasolin diperoleh pada suhu 35–75°C.
Kimia Kelas XI
19
5. Jawaban: c Fraksi nomor 5 mempunyai atom C sebanyak 26–28 dan mendidih pada suhu > 350°C sehingga fraksi tersebut berupa parafin. Parafin digunakan sebagai bahan baku pembuatan lilin. Bahan bakar mesin diesel menggunakan solar yaitu fraksi minyak bumi yang mempunyai atom C sebanyak 15–25 diperoleh pada suhu 250–350°C. Bahan baku pembuatan plastik menggunakan nafta, yaitu fraksi minyak bumi yang mempunyai atom C sebanyak 8–12, diperoleh pada suhu 70–170°C. Pelarut dan dry cleaning menggunakan petroleum eter, yaitu fraksi minyak bumi yang mempunyai atom C sebanyak 5–7, diperoleh pada suhu 30–90°C. Bahan bakar kendaraan bermotor menggunakan bensin, yaitu fraksi minyak bumi yang mempunyai atom C sebanyak 5–10, diperoleh pada suhu 35–75°C. 6. Jawaban: b Titik didih lilin 350°C, bensin 35–75°C, solar 250–340°C, oli 350–500°C, aspal > 500°C, kerosin 170–250°C, dan petroleum eter 30–90°C. Jadi, kelompok fraksi minyak bumi yang disusun berdasarkan kenaikan titik didih yaitu bensin (2), kerosin (6), dan lilin (1). 7. Jawaban: c Sikloalkana merupakan senyawa yang berbentuk cincin dan bersifat jenuh, misal siklopentana. Senyawa n-alkana tidak bercabang dan bersifat jenuh, misal n- oktana. Senyaw a isoalk ana merupakan senyawa bercabang dan bersifat jenuh, misal isooktana. Senyawa organologam misalnya vanadium dan nikel. Hidrokarbon aromatik adalah senyawa berbentuk cincin berikatan rangkap, misal benzena. 8. Jawaban: c Minyak gosok dan aspal merupakan fraksi minyak mentah hasil pengolah fraksi residu. Minyak gosok diperoleh dengan cara mendistilasi residu. Pada proses distilasi ini dihasilkan uap dan residu. Uap yang dihasilkan merupakan campuran lilin dan minyak gosok. Minyak gosok dipisahkan dari lilin dengan cara ekstraksi pelarut. Sementara itu, residu yang tertinggal pada proses ini merupakan aspal. 9. Jawaban: c Proses pemecahan molekul senyawa yang panjang menjadi molekul pendek dinamakan cracking . Blending adalah proses pencampuran atau penambahan zat aditif pada bensin agar mutu bensin lebih baik. Treating adalah proses menghilangkan pengotor pada minyak supaya lebih murni. Reforming adalah mengubah bentuk struktur (isomer) dari rantai karbon lurus menjadi
20
Minyak Bumi
bercabang untuk meningkatkan mutu bensin. Polimerisasi adalah penggabungan molekulmolekul kecil menjadi molekul besar bensin yang berkualitas tinggi. 10. Jawaban: e Bensin digunakan sebagai bahan bakar mesin kendaraan. Bahan bakar industri menggunakan minyak bakar. Penatu kering menggunakan petroleum eter. Elektrode menggunakan karbon padat dari fraksi minyak kokas. Pelumas menggunakan oli. 11. Jawaban: a Bilangan oktan bensin ditentukan dari komposisi senyawa penyusunnya yang tidak mengakibatkan knocking atau ketukan, yaitu isooktana. Bensin beroktan 80, berarti mengandung isooktan sebanyak 80%. Jadi, perbandingan n-heptana dan isooktana pada bensin tersebut 20 : 80. 12. Jawaban: a Bensin terdiri atas campuran isomer-isomer heptana (C 7H 16 ) dan isomer-isomer oktana (C8H18). 2,3-dimetil butana terdiri atas 6 atom C dan 14 atom H sehingga senyawa tersebut bukan termasuk komponen bensin. 2,2-dimetil pentana terdiri atas 7 atom C dan 16 atom H, merupakan golongan heptana. 2,3-dimetil heksana, 2,2,4-trimetil pentana, dan 2,2,3,3-tetrametil butana terdiri atas 8 atom C dan 18 atom H, merupakan golongan oktana. Dengan demikian, keempat senyawa tersebut merupakan komponen bensin. 13. Jawaban: c Nilai oktan bensin ditentukan oleh perbandingan senyawa isooktana dan n-heptana yang ditambahkan. Premium beroktan 88 mempunyai komposisi 88% isooktana dan 12% n-heptana. 14. Jawaban: c Metil tersier butil eter, tersier butil alkohol, metanol, dan viskon adalah bahan kimia yang jika ditambahkan ke dalam bensin dapat menaikkan bilangan oktan. Bahan-bahan tersebut aman karena tidak menimbulkan partikulat timbal (Pb). Sementara itu, tetra etil timbal dapat menaikkan bilangan oktan tetapi menimbulkan partikulat (Pb). 15. Jawaban: d Endapan timbal pada mesin akibat penambahan zat aditif TEL dalam bensin dapat dihindari dengan menambahkan senyawa 1,2-dibromo etana (C2H4Br 2). Keberadaan senyawa ini dalam bensin mengubah PbO hasil pembakaran menjadi senyawa PbBr 2 yang mudah menguap sehingga tidak mengendap dalam mesin.
16. Jawaban: e 1-pentena lebih sedikit menimbulkan ketukan daripada n-heptana karena angka oktan 1-pentena lebih tinggi daripada bilangan oktan n-heptana sehingga 1-pentena lebih berkualitas daripada n-heptana. 17. Jawaban: e Gas CO sebagai hasil pembakaran tidak sempurna bahan bakar bersifat sangat berbahaya karena lebih mudah berikatan dengan Hb dibanding O 2. Akibatnya, tubuh menjadi kekurangan oksigen sehingga metabolisme sel-sel terganggu. Akibatnya, timbul rasa pusing, muntah, pingsan, bahkan dapat mengakibatkan kematian. Unsur yang mengendap di mesin sebagai sisa pembakaran berupa timbal. Rusaknya lapisan ozon diakibatkan oleh senyawa klorin dalam CFC yang banyak terdapat dalam bahan-bahan spray . Perkaratan logam dipercepat dengan senyawa-senyawa oksida asam yang terdapat dalam hujan asam. Penyakit paru-paru diakibatkan oleh asap rokok. 18. Jawaban: c Ketukan pada mesin kendaraan disebabkan oleh pembakaran bensin yang terlalu cepat sehingga efisiensi energi yang dihasilkan berkurang. 19. Jawaban: d Pertamaks plus memiliki nilai oktan > 95. Nilai oktan n-heptana = 0, n-heksana = 25, n-heptena = 60, sikloheksana = 97, dan 2-metil heksana = 44. Jadi, senyawa yang memiliki nilai oktan setara dengan nilai oktan pertamaks plus adalah sikloheksana. 20. Jawaban: e Penambahan TEL pada bensin menghasilkan partikulat Pb (timbal) dalam bentuk jelaga atau asap. Partikulat Pb berupa butiran-butiran halus yang jika terisap dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Menurunkan knocking dan menaikkan bilangan oktan menggunakan senyawa isooktana. Asap hitam timbul akibat pembakaran tidak sempurna. 21. Jawaban: c Gas buang penyebab hujan asam yaitu SO 2 dan NOx. Kedua gas ini dapat berikatan dengan uap air di udara membentuk asam dalam awan. Apabila awan yang mengandung asam turun menjadi hujan, air hujan tersebut bersifat asam. Sementara itu, gas CO merupakan gas beracun yang mudah berikatan dengan hemoglobin. Gas CO 2 mengakibatkan terjadinya global warming , sedangkan uap air (H2O) merupakan gas yang tidak beracun, hasil dari proses pembakaran senyawa karbon.
22. Jawaban: b Komponen bensin berasal dari isomer-isomer heptana dan oktana. Isomer-isomer heptana mempunyai jumlah atom C = 7 dan atom H = 16. Sementara itu, isomer-isomer oktana mempunyai jumlah atom C = 8 dan atom H = 18. Jadi, senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam bensin yaitu 2,3-dimetil pentana (C 7H16) dan 2,2,3,3-tetrametil butana (C8H18). 23. Jawaban: a Gas CO merupakan gas beracun sehingga keberadaannya di udara harus dibatasi. Gas CO di udara belum menimbulkan dampak negatif bagi kesehatan jika berkadar < 100 ppm. Apabila kadar CO di udara melebihi 100 ppm akan mengakibatkan cepat merasa lelah dan sakit kepala. 24. Jawaban: e Katalis konverter dipasang di knalpot mobil dengan tujuan untuk mengubah polutan yang beracun seperti sisa bensin, gas CO, dan oksida nitrogen menjadi produk yang lebih aman seperti gas N2, CO2, dan H2O. 25. Jawaban: e Peningkatan kadar CO 2 di udara mengakibatkan terjadinya global warming atau pemanasan global. Sementara itu, gangguan pernapasan diakibatkan oleh kabut asap, hujan asam diakibatkan oleh gas SO 2 dan oksida nitrogen, sedangkan gangguan fungsi hemoglobin diakibatkan oleh gas CO. 26. Jawaban: e Bensin beroktan rendah jika dibakar banyak menghasilkan jelaga. Sebaliknya, bensin beroktan tinggi menghasilkan sedikit gas karbon monoksida jelaga, dan gas karbon dioksida serta, menimbulkan sedikit ketukan pada mesin. 27. Jawaban: d CO dan partikel timah hitam merupakan bahan kimia berbahaya yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil seperti bensin. Bahan-bahan tersebut dikeluarkan dalam asap kendaraan bermotor. 28. Jawaban: e Senyawa 1,2–dibromo etana ditambahkan ke dalam bensin ber-TEL untuk mengikat timbal sisa pembakaran bensin yang mengendap di mesin menjadi senyawa PbBr 2. 29. Jawaban: e Zat antiketukan yang berupa ethyl fluid digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan bensin. Ethyl fluid terdiri atas campuran 65% TEL (tetra ethyl lead ), 25% 1,2-dibromo etana, dan 10% 1,2-dikloro etana. MTBE, etanol, metanol, dan viskon merupakan pengganti TEL. Kimia Kelas XI
21
30. Jawaban: e Gas PbBr 2 berasal dari pembakaran bensin. Gas ini mudah menguap dan menimbulkan pencemaran udara. Jika terhirup partikulat Pb-nya akan mengendap di dalam tubuh sebagai racun. B. Uraian 1.
2.
3.
4.
Proses pembentukan gas alam berasal dari sisasisa tumbuhan dan hewan yang tertimbun endapan lumpur, pasir, dan zat-zat lain selama jutaan tahun. Timbunan material ini mendapat tekanan dan panas bumi secara alami. Bersamaan dengan proses tersebut, bakteri pengurai merombak senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon tersebut terdiri atas campuran alkana berwujud gas dengan berat molekul sedang, seperti metana, etana, propana, butana, dan isobutana, serta pentana. Gas-gas ini terkumpul dalam pori-pori batu kapur dan batu pasir. Dengan adanya gaya kapilaritas, gas alam akan bergerak ke atas. Macam-macam pengolahan lebih lanjut fraksi bensin sebagai berikut. a. Reforming , yaitu mengubah bentuk struktur (isomer) rantai karbon lurus menjadi bercabang untuk meningkatkan mutu bensin. b. Polimerisasi, yaitu penggabungan molekulmolekul kecil menjadi molekul besar. Molekul besar yang dihasilkan dapat menaikkan kualitas bensin karena bilangan oktannya tinggi. c. Blending , yaitu proses pencampuran atau penambahan zat aditif pada bensin agar mutu bensin lebih baik. Misal menambahkan TEL (tetra etil lead), MTBE (metil tersier butil eter), AlCl3, H2SO4, dan 1,2-dibromo etana. Fraksi-fraksi minyak bumi diperoleh melalui proses di dalam menara distilasi. Proses ini dimulai dengan memompakan minyak mentah yang telah dipanaskan hingga suhu 350°C ke dalam menara distilasi. Di dalam menara, sebagian akan menguap setelah mencapai titik didihnya dan bergerak melalui bubble caps. Sebagian uap akan mencair dan mengalir melalui pelat sehingga terpisah dari fraksi lain. Uap yang tidak mencair akan terus naik dan lama kelamaan akan mencair sedikit demi sedikit sesuai dengan titikdidihnya pada pelat-pelat di atasnya. Selanjutnya, akan diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi. Bensin dengan nilai oktan 92 dapat dibuat dengan cara mencampurkan senyawa isooktan dan n-heptana dengan kadar 92% isooktan dan 8% n-heptana. Bilangan oktan dihitung berdasarkan jumlah kadar isooktana dalam campuran bensin tersebut.
22
Minyak Bumi
5. Viskon baik digunakan sebagai zat aditif bensin karena viskon memiliki banyak keunggulan berikut. a. Dapat menaikkan bilangan oktan bensin. b. Mengurangi konsumsi bensin. c. Mengurangi emisi gas CxHy, CO, dan NOx. d. Meningkatkan daya dorong mesin. e. Menurunkan suhu gas pembakaran. 6. Bensin bertimbal, yaitu bensin yang menggunakan zat aditif TEL. Pembakaran bensin bertimbal menghasilkan endapan hitam PbO dan tertimbun dalam mesin kendaraan. Hal ini akan menimbulkan kerak dan mengakibatkan laju kendaraan tersendat-sendat. Penambahan dibromo etana dapat mengubah PbO hasil pembakaran menjadi PbBr 2 yang mudah menguap sehingga tidak menghasilkan endapan dalam mesin. 7. Efisiensi pembakaran bensin dapat ditingkatkan dengan menambahkan senyawa yang mempunyai nilai oktan tinggi, misal senyawa isooktana. Isooktana atau 2,24-trimetil pentana merupakan alkana (hidrokarbon) bercabang yang memiliki bilangan oktan 100 sehingga pembakaran bensin berlangsung sempurna. 8. Pada knalpot sering terlihat adanya endapan berwarna hitam sebab pada mesin terjadi proses pembakaran senyawa karbon yaitu bensin. Pembakaran bensin mengakibatkan terbentuknya karbon atau jelaga pada sisa pembakaran. Endapan berwarna hitam dalam knalpot merupakan unsur karbon yang terurai dari senyawa karbon akibat proses pembakaran tidak sempurna. 9. Penggunaan bensin sebagai bahan bakar dapat menimbulkan dampak negatif karena mengakibatkan timbulnya gas CO sebagai akibat pembakaran tidak sempurna pada bensin. Gas CO dapat mengakibatkan kematian seseorang karena gas CO lebih reaktif terhadap Hb, dibandingkan dengan O2. Oleh karena itu, jika Hb hanya mengikat CO, tubuh akan kekurangan O 2. Kurangnya kadar oksigen dalam tubuh mengakibatkan terhambatnya proses metabolisme dalam tubuh. Akibatnya, tubuh akan mudah lelah dan lemas. 10. Kita harus berhemat dalam menggunakan bahan bakar fosil dan mencari bahan bakar alternatif penggantinya karena bahan bakar fosil bersifat tidak dapat diperbarui (unrenewable). Sementara itu, kebutuhan bahan bakar pada industri, kendaraan, dan masyarakat semakin meningkat. Jika kita tidak berusaha berhemat dalam menggunakan bahan bakar dapat terjadi kelangkaan bahan bakar. Bahan bakar alternatif pengganti diperlukan untuk mengantisipasi kelangkaan bahan bakar fosil sehingga aktivitas manusia tetap dapat berlangsung.
Setelah mempelajari bab ini, siswa: 1. mampu membedakan reaksi eksoterm dan endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi; 2. mampu menentukan ∆H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan; 3. terampil merancang, menyimpulkan, dan menyajikan hasil percobaan reaksi eksoterm dan endoterm. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai siswa: 1. mensyukuri ciptaan Tuhan yang ada di alam berupa energi yang dihasilkan prinsip termokimia; 2. mempunyai rasa ingin tahu dan jiwa kreatif tinggi, serta berperilaku jujur, disiplin, teliti, dan proaktif saat bekerja sama dalam kelompok praktikum.
Materi • • •
Reaksi Termokimia dan Perubahan Entalpi Macam-Macam Perubahan Entalpi Penentuan Perubahan Entalpi Reaksi
Pembelajaran Kognitif • • •
•
Rea ks i e kso te rm. Re aksi en dote rm. Perubahan entalpi reaksi pembentukan, penguraian, pembakaran, netralisasi, penguapan, peleburan, sublimasi, dan pelarutan standar. Penentuan ∆H reaksi berdasarkan data entalpi pembentukan standar, hukum Hess, dan energi ikatan.
Kegiatan Psikomotorik • •
Pengetahuan yang Dikuasai • •
•
Membedakan reaksi eksoterm dan endoterm. Membedakan reaksi pembentukan, penguraian, pembakaran, netralisasi, penguapan, peleburan, sublimasi, dan pelarutan. Menghitung nilai ∆H reaksi berdasarkan data entalpi yang disajikan.
Melakukan diskusi untuk membedakan reaksi eksoterm dan endoterm. Melakukan praktikum untuk menentukan ∆H reaksi menggunakan kalorimeter sederhana.
Keterampilan yang Dikuasai • •
Menyimpulkan jenis reaksi eksoterm dan endoterm serta penerapannya dalam kehidupan. Menyajikan laporan hasil praktikum.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • • •
Menjelaskan reaksi eksoterm, endoterm, jenis-jenis reaksi, dan nilai ∆H reaksi. Mengagumi dan mensyukuri manfaat energi yang dihasilkan dari suatu reaksi sebagai karunia Tuhan Yang Maha Esa. Mempunyai jiwa kreatif dan rasa ingin tahu yang tinggi.
Kimia Kelas XI
23
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan panas, yaitu energi berpindah dari sistem ke lingkungan sehingga lingkungan mengalami kenaikan suhu. Kondisi ini ditandai dengan tabung reaksi terasa panas. 2. Jawaban: b Reaksi eksoterm, disertai pelepasan panas dari sistem ke lingkungan ( ∆H = –), entalpi hasil < entalpi pereaksi, dan suhu lingkungan > suhu sistem. 3. Jawaban: e Reaksi kimia yang ditunjukkan oleh diagram reaksi tersebut merupakan reaksi endoterm. Entalpi zat yang bereaksi lebih kecil daripada entalpi zat hasil reaksi sehingga ∆H berharga positif. ∆H berharga positif menunjukkan reaksi endoterm. 4. Jawaban: e Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan, perubahan entalpi negatif, reaksi melepas kalor, berlangsung spontan, dan terjadi kenaikan suhu. 5. Jawaban: c Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang melepas panas. Oleh karena pada reaksi antara gas metana dengan oksigen disertai pelepasan panas, reaksi tersebut termasuk reaksi eksoterm. 6. Jawaban: a Proses endoterm merupakan proses yang membutuhkan kalor sehingga terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Suhu setelah reaksi lebih kecil daripada suhu sebelum reaksi. Proses endoterm ditunjukkan oleh gambar 1) dan 2). Sebaliknya, gambar 3) dan 4) merupakan gambar proses eksoterm. Pada reaksi ini sistem melepaskan kalor ke lingkungan. Suhu setelah reaksi lebih besar daripada suhu sebelum reaksi. 7. Jawaban: b Reaksi tersebut membebaskan atau melepaskan panas pada saat terbentuk produk. Kalor reaksi +411 kJ berarti ∆H = –411 kJ. Jadi, reaksi tersebut termasuk jenis reaksi eksoterm.
24
Termokimia
8. Jawaban: a Reaksi eksoterm ditandai dengan naiknya suhu lingkungan setelah terjadi reaksi. Reaksi ini ditunjukkan oleh nomor 1) dan 2). Reaksi eksoterm melepaskan kalor ke lingkungan sehingga suhu lingkungan naik. Pada reaksi ini suhu setelah reaksi lebih besar dari sebelum reaksi. Jadi, peristiwa yang merupakan reaksi eksoterm terjadi pada nomor 1) dan 2). 9. Jawaban: c Besarnya perubahan entalpi reaksi sama dengan kalor reaksinya dengan tanda yang berlawanan. Jadi, ∆H = –x kJ kalor reaksinya sama dengan + kJ (reaksi eksoterm). ∆H = +x kJ kalor reaksinya sama dengan –x kJ (reaksi endoterm). 10. Jawaban: d Jika suatu reaksi kimia menghasilkan panas, reaksi tersebut merupakan reaksi eksoterm. Pada reaksi eksoterm, entalpi reaksi bernilai negatif (entalpi pereaksi lebih besar daripada entalpi hasil reaksi). B. Uraian 1. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai pelepasan panas atau kalor ke lingkungan. Dalam reaksi eksoterm, entalpi hasil reaksi lebih kecil dari entalpi reaktan sehingga DH berharga negatif. Contoh: C(s) + O2(g) → CO2(g)
∆H = –393,52 kJ
C(s) + O2(g) → CO2(g) + 393,52 kJ Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai penyerapan panas atau kalor dari lingkungan. Dalam reaksi endoterm, entalpi hasil reaksi lebih besar dari entalpi reaktan sehingga ∆H berharga positif. Contoh: N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ∆H = +66,4 kJ N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) – 66,4 kJ 2. a.
Reaksi membebaskan kalor, berarti reaksi eksoterm, maka ∆H bertanda negatif atau kalor reaksi bertanda positif. Jadi, penulisan reaksi sebagai berikut. C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = –393,5 kJ atau C(s) + O2(g) → CO2(g) + 393,5 kJ
b.
Gambar diagram sebagai berikut. H C(s) + O2(g) ∆H = –393,5 kJ
4. Reaksi a dan b merupakan reaksi endoterm karena memerlukan kalor atau kalor reaksinya bertanda negatif. Sementara itu, reaksi c, d, dan e merupakan reaksi eksoterm karena melepaskan kalor atau kalor reaksinya bertanda positif . 5. a.
CO 2(g)
Reaksi eksoterm
b.
1. Jawaban: d Perubahan entalpi netralisasi standar ( ∆H°c) adalah perubahan entalpi yang dihasilkan atau diperlukan pada penetralan 1 mol zat basa oleh asam atau 1 mol asam oleh basa pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm seperti pada reaksi d. Sementara itu, reaksi c merupakan reaksi pembentukan, reaksi b merupakan reaksi fermentasi, reaksi a merupakan reaksi pembakaran, dan reaksi e merupakan reaksi hidrolisis. 2. Jawaban: c ∆H°f merupakan perubahan entalpi pembentukan standar 1 mol senyawa. Reaksi pembentukan 1 mol senyawa ditunjukkan oleh reaksi 1) dan 2). ∆H°f adalah perubahan entalpi penguraian standar 1 mol senyawa. Reaksi penguraian ditunjukkan oleh reaksi 3) dan 4). ∆H°c adalah perubahan entalpi pembakaran standar 1 mol senyawa, ditunjukkan oleh reaksi 5). Oleh karena itu, reaksi ∆ H° f , ∆ H° d, dan ∆ H° c secara berturut-turut ditunjukkan oleh nomor 1), 3), dan 5). 3. Jawaban: d Mol bahan bakar = =
= 0,05 mol Entalpi pembakaran yang dihasilkan = mol × entalpi =
× 5,460 kJ =
× 5,460 kJ
Cl (g) → AgCl(s) 2
Ag(s) +
3. Pelarutan Na2S2O3 dalam air memerlukan kalor (reaksi endoterm) sehingga panas berpindah dari lingkungan ke sistem. Jadi, gelas beker (bertindak sebagai lingkungan) akan terasa dingin karena panas dari lingkungan terserap ke dalam sistem.
A. Pilihan Ganda
Pada reaksi tersebut terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga merupakan reaksi eksoterm. Persamaan termokimia dari reaksi tersebut:
4. Jawaban: d 4Li(s) + O2(g) → 2Li2O(s) 2 mol Li 2O = –598,8 Kalor yang dilepas =
150 =
∆H = –127 kJ/mol
∆H°f = –598,8 kJ/mol
× ∆H°f Li2O
× 598,8
Mol Li2O = 0,5 mol Mol Li = 2 × mol Li2O = 2 × 0,5 = 1 mol Massa Li = mol Li × Ar Li = 1 × 7 = 7 g 5. Jawaban: c Reaksi penguraian NO sebagai berikut. Mol NO =
= + = 2 mol
Kalor yang dilepas = 2NO → N2 + O2
× 43,2 = 43,2 kkal.
∆H = –43,2 kkal
Untuk menguraikan 2 mol gas NO dilepaskan kalor 43,2 kkal 6. Jawaban: e Reaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan (hukum Laplace). C6H12(g) → C6H6(g) + 3H2(g) ∆H = +208 kJ 7. Jawaban: e CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = –802 kJ/mol
Mol CH4 = + × = 0,15 mol Kalor yang dikeluarkan = 0,15 × 802 = 120,3 kJ.
Kimia Kelas XI
25
8. Jawaban: b Perubahan entalpi pembakaran adalah perubahan entalpi yang dihasilkan pada standar pembakaran 1 mol zat dengan oksigen. C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O( ) ∆H = –1.420 kJ Reaksi a merupakan perubahan entalpi netralisasi standar. Reaksi c merupakan pembentukan entalpi hidrolisis standar. Reaksi d merupakan perubahan entalpi pembakaran bukan pada kondisi standar. Reaksi e merupakan perubahan entalpi fermentasi. 9. Jawaban: d Pada reaksi: S + O2 → SO2 ∆H = –y kJ dapat disebut 1) ∆H pembentukan SO2 = –y kJ. 2) ∆H pembakaran S = –y kJ. 3) ∆H penguraian SO 2 = +y kJ. 4) Pada pembentukan 2 mol SO 2 dibebaskan kalor sebesar 2y kJ. Pada pembakaran 16 gram S (
5)
dibebaskan kalor sebesar
mol =
mol)
3. Persamaan termokimia pembakaran 2 mol gas etuna sebagai berikut. 2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O(g)
∆H = –2.372 kJ Mol C2H2 pada kondisi standar (STP) =
=
= 0,125 mol Kalor yang dilepas pada STP =
×
=
y kJ.
10. Jawaban: b Reaksi peleburan es: 2H 2O(s) → 2H2O( ) ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 –572 = –584 + ∆H2 ∆H2 = –572 + 584 = 12 kJ Peleburan 1 mol es =
Persamaan termokimia: H 2O( ) → H2O(g) –42 kJ. Untuk menguapkan 1 mol H 2O diperlukan kalor sebesar 42 kJ. Dengan demikian, untuk menguapkan 3,5 mol H 2O diperlukan kalor sebanyak 3,5 × 42 kJ = 147 kJ. Jadi, kalor yang diperlukan untuk menguapkan 63 gram air sebanyak 147 kJ.
× (–2.372) kJ
= 148,25 kJ Jadi, kalor yang dilepaskan pada pembakaran 2,8 L C2H2 sebanyak 148,25 kJ. 4. a.
= 6 kJ/mol
P er sa ma an t er mo ki mi a p em ba ka ra n sempurna isooktana sebagai berikut. C8H18( ) + 12
b.
B. Uraian
O (g) 2 H2 =
→ H2O(g) ∆H°f = –241,8 kJ/mol
Mol
= 0,25 mol
Mol H2 ~ mol H2O ~ 0,25 mol
∆H = mol H2O × ∆H°f H2O
∆H = –5.500 kJ Persamaan reaksi:
5.500 kJ Massa C8H18 = volume × massa jenis = 1 liter × 0,684 kg/L = 684 g Mol C8H18 =
2. Diketahui: ∆Hf H2O(g) = –245 kJ –287 kJ ∆Hf H2O( ) =
= 3,5 mol
O (g) → H2O(g) 2 H2O( ) → H2(g) + O2(g)
H2(g) +
∆H = –245 kJ
∆H = +287 kJ –––––––––––––––––––––––––––––––––– + H2O( ) → H2O(g) ∆H = +42 kJ
Termokimia
= 0,25 mol × (–241,8) kJ/mol = –60,45 kJ
O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g)
H2(g) +
26
C8H18( ) + 12 O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g) +
1. Reaksi:
Mol H2O =
∆H
= ⋅ + ⋅ =
= 6 mol
Dari persamaan reaksi terbaca bahwa untuk membakar 1 mol C 8H18( ) dibebaskan kalor sebanyak 5.500 kJ. Jadi, untuk membakar 1 liter bensin (terdapat 6 mol isooktana) dibebaskan kalor sebanyak =
× 5.500 kJ = 33.000 kJ
5. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ∆H = –1.204 kJ a. Diagram reaksi dari reaksi tersebut sebagai berikut.
b.
Mol Mg =
H
=
∆H = –1.204 kJ
NaOH + HCl → NaCl + H2O Karena reaksi menghasilkan panas (terlihat bahwa suhu naik) maka ∆H = negatif (∆H) netralisasi 1 mol NaOH atau 1 mol HCl = − =
–7.140 J/mol = –7,140 kJ/mol
2. Jawaban: a Qlarutan = m × c × ∆T = 6.000 × 4,2 × (88,5 – 24,8) = 1.605.240 J = 1.605,24 kJ Qkalorimeter = C · ∆T = 2.740 · (88,5 – 24,8) = 174.538 J = 174,54 kJ Qreaksi = –(Qlarutan + Qkalorimeter ) = –(1.605,24 + 174,54) kJ = –1.779,8 kJ Mol CH4 =
−
= 2 mol
∆H°c = =
= = 0,225 mol
×
(–1.204 kJ)
= 135,45 kJ
MgO (s)
1. Jawaban: b Kalor reaksi = m × c × (t2 – t 1) = ρ × V × c × (t2 – t 1) = 1 g/cm3 × (100 + 100) cm3) × 4,2 J/g K × (310,5 – 300) K = 7.140 J Reaksi netralisasi
Kalor yang dilepaskan saat 0,225 mol Mg dibakar
2Mg(s) + O2(g)
A. Pilihan Ganda
Massa Mg = 5,4 gram
3. Jawaban: b Massa C6H4O2 = 5,4 gram Mr C6H4O2 = 108 gram/mol
n C6H4O2 = = 0,05 mol C = 7,85 kJ/°C ∆T = (30,5 – 23,5)°C = 7°C ∆H = C · ∆T = 7,85 kJ/°C · 7°C = 54,95 kJ Kalor reaksi pembakaran C 6H4O2 tiap mol =
=
1.099 kJ/mol
4. Jawaban: c Reaksi pembakaran CH4: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = –80 kJ/mol mol CH4 = =
= 0,5 mol Jika kalor pembakaran 1 mol CH4 sebesar –80 kJ/mol maka perubahan entalpi 0,25 mol CH 4: ·
(–80 kJ/mol) = –40 kJ
Jadi, perubahan entalpi pembakaran 8 gram CH 4 sebesar –40 kJ. 5. Jawaban: d Menurut hukum Hess ∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2
∆H3 = ∆H1 + ∆H2
−
= –890 kJ/mol
Kimia Kelas XI
27
6. Jawaban: d 2NO + O2 → N2O4 ∆H = a kJ NO +
O2 → NO2 ∆H = b kJ
2NO2 → N2O4
. . . (1) . . . (2)
∆H = . . . ?
Q = m · c · ∆T = 2.000 · 4,2 · 48 = 403.200 J = 403,2 kJ Mol elpiji =
Persamaan (2) dibalik dan dikalikan 2. =
2NO + O2 → N2O4 ∆H = a kJ 2NO2 → 2NO + O2 ∆H = –2b kJ –––––––––––––––––––––––––––––– + 2NO2 → N2O4 ∆H = (a – 2b) kJ 7. Jawaban: a Reaksi pembentukan kloroform dari senyawa karbon dan kloroform dapat dicari dengan persamaan 2), 3), dan 5). Sementara itu, persamaan 1) dan 4) dibalik, lalu persamaan 1) dikali dua. CS2(aq) + 3O2(g) → CO 2(g) + 2SO2(g)
∆H = –1.077 kJ/mol
2S(s) + Cl2(g) → S 2Cl2(aq)
∆H = –60,2 kJ/mol
C(s) + 2Cl 2(g) → CCl4(aq)
∆H = –135,4 kJ/mol
2SO2(g) → 2S(s) + 2O 2(g)
∆H = 539,6 kJ/mol
CO2(g) → C(s) + O 2(g) ∆H = 393,5 kJ/mol –––– –––– –––– –––– –––– ––– –––– –––– –––– –––– –––– –––– – CS2(aq) + 3Cl2(g) → CCl 4(aq) + S2Cl2(aq) ∆H = –339,5 kJ/mol
∆H = – =–
9. Jawaban: c Persamaan reaksi: 2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + AI2O3(s) diperoleh dari penggabungan kedua reaksi di atas, dengan cara membalik persamaan reaksi (1) dan menjumlahkannya dengan reaksi (2). Persamaan reaksinya menjadi sebagai berikut. 1) Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 2) 2Al(s) +
O2(g)
O2(g) → Al2O3(s)
∆H = +840 kJ
2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s) ∆H = –840 kJ
Jadi, harga perubahan entalpi untuk reaksi 2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s) sebesar –840 kJ. 10. Jawaban: a Massa larutan = volume × massa jenis air = (2 × 1.000) ml × 1 g/ml = 2.000 g ∆T = (75-27)°C = 48°C c = 4,2 J g –1 °C –1
28
Termokimia
= 1 mol
11. Jawaban: c 1) C(s) + O2(g) → CO2(g)
∆H1 = –x kJ
2) CO(g) → C(s) + O2(g) ∆H2 = y kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– CO(g) +
O2(g) → CO2(g)
∆H3 = (y – x) kJ
Jadi, z = y – x ⇔ x = y – z. 12. Jawaban: d ∆Hreaksi = ∆Hhasil – ∆Hreaktan = (3 × ∆H°f CO 2 + 4 × ∆H°f H 2O) – (∆H°f C3H8 + 5 × ∆H°f O2) = [(3 × – 394) + (4 × (– 286))] – [(–104) + (5 × 0)] = (–1.182 – 1.144) – (–104) = –2.326 + 104 = –2.222 kJ 13. Jawaban: a ∆H = ΣEpemutusan reaktan –
ΣEpenggabungan produk
∆H = {DH – H + DO = O} – {2 · DH – O + DO – O} = (436 + 499} – {2(460) + 142} = 935 – 1.062 = –127 kJ 14. Jawaban: e Perubahan entalpi pada pembakaran 1 mol propana sebesar –2.220 kJ. Persamaan reaksi: C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2 (g)+ 4H2O(g) mol CO2 =
∆H = –1.680 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
= – 403,2 kJ/mol
Kalor untuk pembentukan 2 mol kloroform = 2 mol × (–339,5 kJ/mol) = –679 kJ 8. Jawaban: c ∆H = m × c × ∆T = V × ρ × c × ∆T = (50 + 50) ml × 1,0 g cm –3 × 4,2 J g –1°C –1 × 6°C = 25,2 J
=
=
Banyak kalor untuk 3 mol CO 2 = Banyak kalor untuk
×
mol
× (–2.220) kJ
mol CO2:
× (–2.220) kJ =
× (–2.220) kJ
15. Jawaban: c Reaksi pembakaran etanol merupakan reaksi eksoterm karena ∆Hreaksi berharga negatif. ∆H reaksi diperoleh dari pengurangan ∆Hproduk dengan ∆Hreaktan. Oleh karena ∆Hreaksi berharga negatif maka ∆Hproduk < ∆Hreaktan.
Jadi, grafik persamaan reaksi pembakaran etanol sebagai berikut.
3. H2C = CH2 + Cl2 → ClH2C – CH2Cl
∆Hreaksi = {(DC = C + 4 · DC – H + DCl – Cl) – (DC – C + 2 · DC – Cl + 4 · D C – H)}
Energi
= {(612 + 4(414) + 243) – (347 + 2(331) +
C2H5OH( ) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O( )
4(414))} = –154 kJ/mol Jadi, ∆H reaksi sebesar –154 kJ/mol. 4. Persamaan termokimia reaksi fotosintesis sebagai berikut.
B. Uraian 1. KOH(aq)
+
HCl(aq)
20 ml · 0,1 M 2 mmol
→
20 ml · 0,1 M 2 mmol
KCl(aq) + H2O( ) 2 mmol
Q = m × c × ∆T = (ρ × V larutan) × c × ∆T
∆H 1 mol =
× 144 kal = 72 kal
Terjadi kenaikan suhu → reaksi eksoterm → ∆H = – Sehingga ∆Hreaksi = –72 kal 2. ∆Hreaksi = Σ∆H°f
– Σ∆H°f pereaksi
hasil
= (4 · ∆HNO + 6 · ∆HH O) – (4 · ∆HNH + 0) 2
Untuk memperoleh persamaan reaksi fotosintesis, persamaan 1) dibalik, sementara persamaan 2) dibalik dan dikalikan 2. 1)
= (1.000 g/L × (0,02 L + 0,02 L)) × 1 × 3,6 = 144 kal (untuk 2 mmol/KCl)
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 ∆H = . . . ?
2
3
–4c = (4 · ∆HNO + 6 · –a) – (4 · –b + 0) 2
2C2H5OH + 2CO2 → C6H12O6
∆H = +60 kJ
2) 4CO2 + 6H2O → 2C2H5OH + 6O2 ∆H = +2.760 kJ –––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––– 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 ∆H = 2.820 kJ
Jadi, perubahan entalpi untuk reaksi fotosintesis 2.820 kJ. 5. Berdasarkan diagram didapat persamaan: ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 (–790) = (–593) + (x) x = –790 + 593 x = –197 kJ Jadi, harga x pada diagram –197 kJ.
–4c = (4 · ∆HNO + (–6a)) – (–4b) 2
4∆HNO = 6a + 4b – 4c 2
∆HNO = 1,5a + b – c 2
Jadi, ∆Hf NO2 (1,5a + b – c) kJ.
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Dalam percobaan tersebut, yang merupakan sistem adalah larutan HCl dan KOH. Tabung reaksi merupakan lingkungan. 2. Jawaban: b Besarnya perubahan entalpi reaksi sama dengan kalor reaksinya dengan tanda berlawanan untuk reaksi endoterm. ∆H = + kkal atau kalor reaksinya (–). Sebaliknya jika reaksi eksoterm, ∆H = – kkal atau kalor reaksinya (+).
3. Jawaban: b Entalpi N2 dan O 2 > entalpi NO
∆H = Hproduk – Hreaktan
∆H = ( HN + 2
H ) O2
– HNO = (+)
Oleh karena ∆H berharga (+) maka termasuk reaksi endoterm. 4. Jawaban: b Reaksi endoterm, disertai penyerapan panas dari lingkungan ke sistem ( ∆H = +), entalpi hasil > entalpi pereaksi, serta suhu sistem > suhu lingkungan.
Kimia Kelas XI
29
5. Jawaban: b Definisi dari kalor pembakaran standar yaitu kalor yang dilepaskan atau diserap pada pembakaran 1 mol senyawa pada kondisi standar atau pada pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm. 6. Jawaban: a Persamaan termokimia pembentukan CO: C(s) +
O (g) → CO(g) 2
∆H = x kkal/mol
Persamaan termokimia pembakaran CO: CO(g) +
O (g) → CO2(g) 2
∆H = y kkal/mol
Persamaan termokimia pembentukan CO 2: C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = . . . kkal/mol Reaksi pembentukan CO 2 dapat diperoleh dari penjumlahan reaksi pembentukan CO dan pembakaran CO dengan persamaan sebagai berikut. O (g) → CO(g) 2 CO(g) + O2(g) → CO2(g)
∆H = x kkal/mol
C(s) +
∆H = y kkal/mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = (x + y) kkal/mol Jadi, kalor pembentukan CO 2 yang diserap (x + y) kkal/mol. 7. Jawaban: b ∆H = ∆Hf produk – ∆Hf reaktan = {(4 · ∆H CO2 + 2 · ∆H H2O) – (2 · ∆H C2H2 + 5 · ∆H O2) –2.600 = {(4(–395) + 2(–285)) – (2(∆H C2H2) + 5(O))} –2.600 = {(–2.150) – 2(∆H C2H2)} 2(∆H C2H2) = 450 kJ
∆Hf C2H2 =
= +225 kJ
Jadi, entalpi pembentukan C 2H2 225 kJ.
=
O2 → 2CO2 + H2O
∆H = –1.300 kJ
∆Hreaksi = Σ∆H°f hasil – Σ∆H°f pereaksi –1.300 = (2 · ∆HCO + ∆HH O) – ∆HC
+ 0)
–1.300 = (2(–395) + (–285)) – ( ∆HC
+ 0)
2H2
2
2H2
∆HC H = –790 – 285 + 1.300 2 2
= +225 kJ
30
Termokimia
∆Hr = ∆Hproduk – ∆Hreaktan =(2 · ∆H°f CO2 + 3 · ∆H°f H2O) – (∆H°f C2H6 +
∆H°f O2)
= (2 · (–393,5) + (3 · (–285,8)) – ((–84,7) +0) = (–787) + (–857,4) + 84,7 = –1.644,4 + 84,7 = –1.559,7 Jadi, banyaknya kalor yang dilepas pada pembakaran gas etana 1.559,7 kJ/mol. 11. Jawaban: e Reaksi penguapan air: H 2O( ) → H2O(g) Dengan demikian reaksi 1) pada soal dibalik. H2O( ) → H2(g) +
O (g) 2
∆H = 286 kJ/mol
H2(g) + O2(g) → H2O(g) ∆H = –242 kJ/mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + H2O( ) → H2O(g) ∆H = 44 kJ/mol
∆H > 0 berarti menyerap kalor. Jika massa air 2,25 gram, besarnya kalor yang diserap =
×
44 kJ/mol = 5,5 kJ
Jadi, besarnya kalor yang diserap pada proses penguapan 2,25 gram air dari tubuh kita adalah 5,5 kJ. 12. Jawaban: d Persamaan termokimia penguraian natrium bikarbonat sebagai berikut. 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O( ) + CO2(g) ∆H = . . . ?
= (120 + 80 + 75) – (2 · 95)
0,3 mol
2
O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) ∆H = . . . ?
– (2 · ∆H°f NaHCO3)
9. Jawaban: b Reaksi pembakaran: C2H2 +
= (∆H°f Na2CO3 + ∆H°f H2O + ∆H°f CO2)
Kalor yang dibebaskan pada pembakaran 4,8 g CH4 = 0,3 mol × 802 kJ = 240,6 kJ.
C2H6(g) +
∆Hreaksi = ∆Hproduk – ∆Hreaktan
8. Jawaban: d CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = –802 kJ/mol Mol CH4 =
10. Jawaban: d Reaksi pembakaran gas etana:
= 275 – 190 = 85 Jadi, perubahan entalpi reaksi penguraian NaHCO 3 85 kJ. 13. Jawaban: b Untuk mendapatkan reaksi: Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(g) maka reaksi 1) dibalik dan dibagi 2. Reaksi 2) tetap dan dibagi 2, keduanya menjadi:
Cu(s) +
Cl2(g) → CuCl(s)
CuCl(s) +
∆H = –137,2 kJ
Cl2(g) → CuCl2(s) ∆H = –82,9 kJ
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(s) ∆H = –220,1kJ/mol Jadi, ∆ H reaksi Cu(s) + Cl 2 (g) → CuCl 2 (s) sebe sar –220,1 kJ/mol.
Mg(s) +
∆H = –890 kJ/mol ∆H°f CO2 merupakan reaksi pembentukan CO 2
O2(g) → MgO(s)
Mol MgO = =
C(s) + O2(g) → CO2(g)
H2(g) +
−
15. Jawaban: b Persamaan reaksi fermentasi glukosa sebagai berikut. C6H12O6(s) → 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g) Perubahan entalpi untuk reaksi tersebut diperoleh dari penjumlahan kedua reaksi pembakaran tersebut. Caranya persamaan reaksi 1) dibalik dikalikan dua, sedangkan persamaan reaksi 2) tetap. 4CO2(g) + 6H2O(g) → 2C2H2OH(aq) + 6O2(g) ∆H = +2.760
2) C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(g) ∆H = –2.820 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + ∆H = –60 C6H12O6(s) → 2CO2(g) + 2C2H5OH(aq)
Jadi, perubahan entalpi pada reaksi fermentasi glukosa sebesar –60 kJ. 16. Jawaban: c Persamaan reaksi pembentukan Mg 3N2: 3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s) ∆H = –28 kJ Mol Mg =
= =
Mol Mg3N2 = =
×
∆H°f Mg3N2 =
0,125 mol
× mol Mg
0.125 = 0,0417 mol
O2(g) → H2O(g)
∆H = –285,8 kJ/mol
C(s) + 2H2(g) → CH4(g)
= –601,8 kJ/mol Jadi, ∆H°f MgO(s) sebesar –601,8 kJ/mol.
1)
Reaksi pembentukan gas metana
−
=
∆H = –393,5 kJ/mol
∆H°f H2O merupakan reaksi pembentukan air
= 0,3 mol
∆H°f MgO =
18. Jawaban: b ∆H°c CH4 merupakan reaksi pembakaran metana CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
14. Jawaban: a
17. Jawaban: c Kalor yang dihasilkan: = m × c × (T 2 – T1) = (75 + 175) g × 1 kal/g°C × (33 – 25)°C = 2.000 kal ∆H = –2,0 kkal (tanda (–) karena reaksi eksoterm)
× ∆Hr
= × (–28) = –671,5 Jadi, perubahan entalpi pada pembentukan standar Mg3N2 sebesar –671,5 kJ/mol.
∆H = . . . ?
Perubahan entalpi pembentukan gas metana dapat diperoleh dari penjumlahan reaksi pembakaran CH4, pembentukan CO2, dan pembentukan H 2O. Pada penggabungan reaksi tersebut, reaksi pembakaran metana dibalik untuk mendapatkan gas metana di ruas kanan, sedangkan reaksi pembentukan air dikalikan dua. Penggabungan reaksi-reaksi tersebut sebagai berikut. CO2(g) + 2H2O(g) → CH4(g) + 2O2(g) ∆H = 890 kJ ∆H = –393,5 kJ C(s) + O2(g) → CO2(g) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ∆H = –571,5 kJ –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C(s) + 2H2(g) → CH4(g) ∆H = –75,1 kJ
19. Jawaban: d Reaksi pembentukan CO: 2C + 2O2 → 2CO2 ∆H = –790,4 kJ 2CO2 → 2CO + O2 ∆H = +568,6 kJ –––––––––––––––––––––––––––––– + 2C + O2 → 2CO ∆H = –221,8 kJ Untuk 1 mol CO, ∆H =
= –110,9 kJ
20. Jawaban: d Sesuai dengan hukum Hess: ∆H2 + ∆H3 = ∆H1 ∆H2 = ∆H1 – ∆H3 21. Jawaban: b CH2=CH2 + HCl → CH3CH2Cl ∆H° = ∑ energi ikatan pereaksi – ∑ energi ikatan produk = {4(C – H) + (C = C) + (H – Cl)} – {5(C – H) + (C – C) + (C – Cl)} = {4(412) + (609) + (426)} – {5(412) + (345) + (326)} = 2.683 – 2.731 = –48 kJ/mol
Kimia Kelas XI
31
22. Jawaban: a N + O2 2
→ NO
∆H = Σ Epemutusan reaktan – Σ Epenggabungan produk
90 kJ/mol = {( (DN ≡ N) +
90 kJ/mol = {( (941) +
(DO = O))
– (DN = O)}
(499)) – (DN = O)}
DN = O = (720 – 90) kJ/mol = 630 kJ/mol
5 mmol
=
= (mair · cair · ∆T) + (Ckalorimeter · ∆T) 31.400 = (1.200 · 4,2 · 4,6) + (Ckalorimeter · 4,6) −
= 1.786 J°C –1 = 1,786 kJ°C –1 24. Jawaban: e mlarutan = kerapatan × volume larutan = 1 g/ml × 100 ml = 100 g Qlarutan = m · c · ∆T = 100 g · 4,2 J/g°C · 5°C = 2.100 J = 2,1 kJ Mol HCl = 50 ml × 0,1 M = 5 mmol = 0,005 mol
∆Hn = =
− − =
–420 kJ/mol
25. Jawaban: b
∆Hsol KBr =
–Q = 19,9 kJ/mol ×
= 1,254 kJ
Q = m · c · ∆T –1.254 J = (7,5 + 105)g · 4,184 J/g°C · ∆T Takhir = ∆T + Tawal = (–2,66 + 23,6)°C = 20,9°C
32
Termokimia
−
= –66.880 J/mol = –66,88 kJ/mol ≈ –67 kJ/mol 27. Jawaban: c Menurut hukum Hess, kalor reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi ditentukan oleh awal dan akhir reaksi. Harga x dari diagram pada soal: ∆H = ∆H1 + ∆H2 –792 = –198 + x x = –792 + 198 = –594 Jadi, harga x adalah –594 kJ. 28. Jawaban: e H | H – C – H + 2 O = O → O = C = O + 2 H – O – H | H ∆H = (4 · DC – H + 2 · D O = O) – (2 · DC = O + 2 × 2 · DO – H) = (4 × 413 + 2 × 489) – (2 × 799 + 4 × 463) = –820 kJ 29. Jawaban: a Gas ELPIJI mengandung 40% etana. × 200 gram = 80 gram C 2H6 =
= 2,67 mol
Reaksi pembakaran etana:
Q = –1,254 kJ = –1.254 J
∆T = –2,66°C
5 mmol
−
−
5 mmol
Kalor untuk pembentukan AgCl:
23. Jawaban: c Qreaksi = Qair + Qkalorimeter
Ckalorimeter =
26. Jawaban: a Perubahan panas yang diterima kalorimeter: Q = m × c × ∆T = 100 g × 4,18 J/g°C × (23,4 – 22,6)°C = 334,4 J Diketahui dari data bahwa suhu akhir lebih besar daripada suhu awal sehingga reaksi tersebut termasuk reaksi eksoterm. Dengan demikian, besarnya kalor –334,4 J. Reaksi yang terjadi: AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
C2H6(g) + 3
O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O( )
∆Hreaksi = (2 · ∆ H° f CO 2 + 3 · ∆ H° f H 2O) – ( ∆ H° f C 2H6 + 3
· ∆H°f O2)
= 2 × (–395,2) + 3 × (–286,9)) – (–84,8 + 3
× 0)
= (–790,4 – 860,7) + 84,8 = –1.566,3 kJ Jadi, 2,67 mol C2H6 dari pembakaran 200 gram gas elpiji menghasilkan kalor 2,67 × 1.566,3 = 4.182,02 kJ.
30. Jawaban: d Elpiji terdiri atas campuran 40% etana dan 60% butana. 1 kg gas elpiji = 400 gram C 2H6 = 13,33 mol 1 kg gas elpiji = 600 gram C 4H10 = 10,34 mol
∆Hreaksi pembakaran C 2H6 = –1.566,3 kJ 13,33 mol C2H6 = 13,33 × 1.566,3 = 20.878,78 kJ
∆Hreaksi pembakaran C 4H10 = –2.901 kJ 10,34 mol C4H10 = 10,34 × 2.901 = 29.996,34 kJ 1 kg gas elpiji menghasilkan kalor sebesar = 20.878,78 + 29.996,34 = 50.875,12 kJ Jadi, tiap rupiah menghasilkan kalor =
= 8,48 kJ
B. Uraian
∆Hreaksi = {(12 · ∆H°f CO2 + 6 · ∆H°f H2O) – (2 · ∆H°f C6H6 + 15 · ∆H°f O2)} –1.584,745 = {(12 · (∆H°f CO2) + 6 · (–285,84) – (2(–2.426,14) + 15 · (0))} 12 · ∆H°f CO2 = –4.721,985 kJ/mol
∆H°f CO2 = –393,49 kJ/mol Jadi, perubahan entalpi pembentukan standar CO 2 = –393,49 kJ/mol. 6. Proses penyubliman pada penurunan suhu berlangsung jika suatu zat berubah wujud dari gas ke padat. Perubahan wujud ini terjadi pada persamaan reaksi termokimia 1) dan 3). Persamaan reaksinya digabungkan, reaksi 1) dibalik, sedangkan reaksi 3) tetap. 1) 2AB(g) → A2(g) + B2(g) ∆H = –x kJ
1. Pelarutan CaO dalam air melepaskan kalor (reaksi eksoterm) sehingga panas berpindah dari sistem ke lingkungan. Jadi, gelas beker (bertindak sebagai lingkungan) akan terasa hangat karena panas dari sistem terserap ke dalam lingkungan.
3) A2(g) + B2(g) → 2AB(s) ∆H = z kJ –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2AB(g) → 2AB(s) ∆H = –x + z kJ
2. K oe fi si en H 2O( ) = 1 sehingga 1 mol H 2O membutuhkan 44 kJ.
AB sebesar =
×
∆H
=
×
(z – x) kJ/mol
=
(z
– x) kJ/mol
Mol H2O = Kalor untuk
=
=
mol air =
mol H2O
× 44 kJ = 11 kJ
Jadi, besarnya kalor sublimasi 1 mol senyawa AB
3. ∆H2 = ∆H3 – ∆H1 = –983 – (–206) = –777 kJ/mol Jadi, besarnya perubahan entalpi pada pembentukan ZnSO4 sebanyak –777 kJ/mol. 4. Reaksi 1) dibalik dan dibagi 2. Reaksi 2) dibagi 2. BrF(g) → Br 2(g) +
Br 2( ) + F2(g) F (g) → BrF3(g) 2
∆H = +94 kJ
Jadi, ∆H reaksi tersebut sebesar –290 kJ. 5. 2C6H6( ) + 15O2(g) → 12CO2(g) + 6H2O( )
=
∆H =
adalah
mol
−
– x) kJ/mol.
O (g) 2
→ H2O( ) ∆H = –285,85 kj mol –1
Persamaan termokimia untuk reaksi pembentukan standar H3PO4(s): H (g) + P(s) + 2O2(g) 2
→ H3PO4(s)
∆H = –1.281 kJ mol –1 Dengan demikian ∆H penguraian dari: a. 2H2O( ): 2H2O( ) → 2H2(g) + O2(g) b.
(z
7. Persamaan termokimia untuk reaksi pembentukan standar H2O( ): H2(g) +
∆H = –384 kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + BrF(g) + F2(g) → BrF3(g) ∆H = –290 kJ
Mol C6H6 =
Kalor sublimasi untuk 2 mol AB sebesar z – x kJ. Dengan demikian, kalor sublimasi untuk 1 mol
4H3PO4(s) → 6H2(g) + 4P(s) + 8O2(g)
∆H = 5.124 kJ 8. a.
Reaksi pembentukan gas NO2: N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)
∆H°c C6H6 =
−
∆H = 571,7 kJ
∆H pembentukan NO2 =
∆H = –66,4 kJ
− = –33,2 kJ/mol
= –1.584,745 kJ/mol Kimia Kelas XI
33
b.
Reaksi penguraian gas NO2: 2NO2(g) → N2(g) + 2O2(g)
∆H penguraian NO 2 =
∆H = +66,4 kJ = +33,2 kJ/mol
9. CH3 – CH = CH – CH3 + Br 2 → CH3 – CH – CH – CH3 | | Br Br ∆H = Σenergi ikatan pereaksi – Σenergi ikatan produk = {8(C–H) + 2(C–C) + (C=C) + (Br–Br)} – {8(C–H) + 3(C–C) + 2(C–Br)} = {8(415) + 2(345) + (611) + (190)} – {8(415) + 3(345) + 2(275)} = 801 – 895 = –94 kJ/mol 10. T1 = 20°C; T2 = 35°C; ∆T = (35 – 20)°C = 15°C a. Kalor reaksi total pada reaksi diperoleh dari penjumlahan kalor reaksi larutan dan kalor reaksi kalorimeter.
34
Termokimia
Kalor reaksi larutan (∆H1) ∆H1 = m × c × ∆T = v × ρ × c × ∆T = (250 + 250) ml × 1 g/ml × 1 kal/g°C × 15°C = 7.500 kal 2) Kalor reaksi kalorimeter (∆H2) ∆H2 = C × ∆T = 120 kal/g°C × 15°C = 1.800 kal Kalor reaksi total = ∆H1 + ∆H2 = (7.500 + 1.800) kal = 9.300 kal = 9,3 kkal 1 kal = 4,2 joule Kalor reaksi total = 9,3 kkal × 4,2 J = 39,06 kJ Jadi, jumlah kalor reaksi total yang diperlukan pada reaksi tersebut sebesar 39,06 kJ. Persamaan termokimia: HBr (aq) + NaOH(aq) → NaBr (aq) + H2O(aq) ∆H = 39,06 kJ/mol 1)
b.
A.
Pilihan Ganda
1. Jawaban: d Pembakaran sempurna senyawa karbon akan menghasilkan gas CO 2. Gas oksigen diperlukan dalam pembakaran. Gas karbon monoksida dihasilkan pada pembakaran tidak sempurna. Air kapur digunakan untuk menguji adanya gas CO 2 hasil pembakaran hidrokarbon, uji positif jika menghasilkan endapan kapur. 2. Jawaban: d Pemanasan gula menghasilkan H 2O. H2O saat diuji dengan kertas kobalt akan mengubah warna kertas kobalt dari biru menjadi merah muda. Terbentuknya air sekaligus membuktikan bahwa gula mengandung unsur H. Unsur H mudah teroksidasi oleh oksigen membentuk H 2O. Jadi, pemanasan gula menghasilkan H 2O. 3. Jawaban: e Kekhasan atom karbon adalah mampu berikatan dengan empat atom karbon lainnya dan atom unsur lain membentuk rantai ikatan yang sangat panjang, baik berupa ikatan jenuh maupun tidak jenuh. 4. Jawaban: d Senyawa hidrokarbon tidak jenuh adalah senyawa karbon yang mempunyai ikatan rangkap dua dan tiga. C2H2 mempunyai ikatan rangkap tiga, HC ≡ CH. 5. Jawaban: c Atom C tersier = atom C yang mengikat tiga atom C lain (nomor 3 dan 4). Atom C kuartener = atom C yang mengikat empat atom C lain (nomor 2). Atom C nomor 5 dan 6 merupakan atom C primer. 6. Jawaban: c Hidrokarbon dengan rantai karbon siklis merupakan hidrokarbon dengan struktur rantai melingkar atau tertutup, seperti pada pilihan a, b, d, dan e. Pilihan c merupakan hidrokarbon rantai lurus.
7. Jawaban: c Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun dari unsur karbon dan hidrogen, seperti CH4, C2H2, dan C3H8. Unsur-unsur yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen merupakan senyawa organik, seperti CO 2, H2O, dan C6H12O6. 8. Jawaban:
e
CH3 | CH2 – CH – C – CH3 | | | CH3 C2H5 CH3 Senyawa a dan d bernama 3-etil-2,3-dimetil pentana. Senyawa b bernama 2-etil-3,3-dimetil pentana. Senyawa c bernama 3-etil-2,4-dimetil pentana. 9. Jawaban: 5
a
4
3
2
1
CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH – CH 3 | | 6 CH2 CH3 | 7 CH3 2,5-dimetil heptana 5-metil-2-etil heksana, 2-etil-5-metil heksana, 2-metil-5-metil heksana, dan 5-etil-2-metil heksana CH3 | CH3 – CH – CH 2 – CH2 – CH – CH 3, penamaan | C2H5 tersebut salah, yang benar 2,5-dimetil heptana. 10. Jawaban: a Titik didih senyawa hidrokarbon berbanding lurus dengan massa molekul relatifnya. Semakin besar Mr senyawa, titik didih semakin tinggi. Pada jumlah Mr sama, senyawa berantai lurus lebih tinggi titik didihnya dibanding senyawa dengan banyak cabang. Rumus struktur senyawasenyawa dekana, oktana, 2-metil heptana,
Kimia Kelas XI
35
2,3-dimetil pentana, dan 2, 2, 3, 3-metil butana sebagai berikut. Dekana: CH3 – CH 2 – CH 2 – CH2 – CH 2 – CH 2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 Oktana: CH3 – CH 2 – CH 2 – CH2 – CH 2 – CH 2 – CH2 – CH3 2-metil heptana: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 | CH3 2,3-dimetil pentana: CH3 | CH2 – CH – CH – CH 2 – CH3 | CH3 2,2,3,3-trimetil butana: CH3 CH3 | | CH3 – C – C – CH3 | | CH3 CH3
Jadi, senyawa yang titik didihnya paling tinggi adalah dekana. 11. Jawaban: b n-pentana memiliki lima atom C dan 12 atom H. Isomer n-pentena juga harus memiliki jumlah atom C dan H sama. Senyawa ini terdapat 2-metil butana. Pilihan jawaban c dan d merupakan isomer n-heksana. Pilihan jawaban a dan e merupakan isomer n-heptana. 12. Jawaban: a CH3 4| 3 2 1 H3C – C – CH = CH – CH3 | 5 6 CH2 – CH3 Rantai terpanjang mengandung enam atom C, dengan satu ikatan rangkap dua pada atom C nomor 2. Dua gugus metil terikat pada atom C nomor 4, sehingga nama senyawa tersebut adalah 4,4-dimetil-2-heksena.
36
Ulangan Tengah Semester
13. Jawaban: b Isomer geometri adalah isomer ruang yang dimiliki oleh alkena. Isomer geometri terjadi jika atom C yang berikatan rangkap mengikat gugus-gugus yang berbeda. Jika gugus yang sama diikat dalam satu ruang disebut isomer cis. Jika gugus yang sama diikat dalam ruang berseberangan disebut isomer trans. 14. Jawaban: b 2-butena merupakan hasil reaksi eliminasi dari 2-kloro-butana. Reaksi yang terjadi: CH ONa
3 CH3 – CH – CH2 – CH3 → CH3 – CH = CH – CH3 | Cl + HCl
15. Jawaban: 6
5
4
b
3
2
1
CH ≡ C – CH2 – CH – C ≡ CH | CH3 Alkil (metil) terikat pada atom C nomor 3, ikatan rangkap tiga terletak pada ikatan atom C nomor 1 dan 5.
16. Jawaban: c Gas asetilena = gas etuna = C 2H2 Jadi, termasuk deret alkuna. 17. Jawaban: c Senyawa alkuna = C nH2n – 2. Untuk n ke-2, CH ≡ CH → bukan isomer. Untuk n ke-3, CH ≡ C – CH3 ⇒ CH3 – C ≡ CH3 → bukan isomer. Untuk n ke-4, CH ≡ C – CH2 – CH3 ⇒ CH3 – C ≡ C – CH3 → isomer. Jadi, isomer fungsi alkuna dimulai dari suku n ke-4. 18. Jawaban: a Gas metana dibuat dengan mereaksikan aluminium karbida dengan air. Reaksi yang terjadi: Al4C34 + 12H 3 2O → 3CH 2 1 4 + 4Al(OH)3 Sintesis Wurts digunakan untuk membuat alkana dari5 alkil halida dengan mereaksikan alkil halida tersebut dengan logam Na: 3CH3Cl + 2Na → CH3 – CH3 + 2 NaCl Sintesis Grignard digunakan untuk merupakan alkana dan reaksi senyawa Grignard dengan air. CH3MgBr + H2O → CH4 + MgOHBr Sintesis Dumas digunakan untuk membuat alkana dengan memanaskan campuran garam natrium karboksilat dengan NaOH. O // CH3 – C + NaOH → CH4 + Na2CO3 \ O – Na
19. Jawaban: b Polipropilena merupakan polimer yang berasal dari propena.
CH − CH2 − CH − CH2 | → | CH CH 3 3 Propena (monomer)
−
Polipropilena atau polipropena (Polimer)
20. Jawaban: c Alkana merupakan senyawa terbanyak penyusun minyak bumi, diikuti sikloalkana dan hidrokarbon aromatik. 21. Jawaban: b Proses pemisahan minyak bumi dilakukan dengan cara distilasi bertingkat. Proses distilasi menggunakan prinsip perbedaan titik didih. 22. Jawaban: a Komponen bensin yang paling banyak cabangnya adalah isooktana atau 2,2,4-trimetil pentana, dengan rumus molekul CH3 | CH3 – CH – CH 2 – C – CH3 | | CH3 CH3 23. Jawaban: a Persentase isoaktana dalam suatu bensin disebut bilangan oktan. Makin tinggi harga bilangan oktan suatu bensin, makin efisien bensin tersebut menghasilkan energi. Jenis bensin premium mempunyai bilangan oktan sekitar 82, sedangkan bensin super mempunyai bilangan oktan 98. 24. Jawaban: c Fraksi nomor 3 merupakan minyak tanah/kerosin. Kerosin merupakan bahan bakar kompor minyak. Fraksi nomor 1 berupa gas, digunakan sebagai bahan baku elpiji untuk bahan bakar kompor gas. Fraksi nomor 2 berupa petroleum eter, digunakan sebagai dry cleaning . Fraksi nomor 4 berupa solar, digunakan sebagai bahan baku mesin diesel. Fraksi nomor 5 berupa residu, digunakan sebagai pengeras jalan. 25. Jawaban: e Angka oktan adalah angka yang menunjukkan mutu bensin. Makin tinggi angka oktan, makin baik mutu bensin yang ditentukan oleh banyaknya ketukan. Untuk menaikkan angka. Oktan bensin ditambahkan zat anti ketukan seperti TEL (tetraethyl lead/tetraetil timbal ).
26. Jawaban: e Kalor pembentukan adalah kalor yang menyertai pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsur pembentuknya, seperti pada reaksi e. Sementara itu, reaksi pada a, c, dan d merupakan reaksi pembakaran, sedangkan reaksi b merupakan reaksi pembentukan tetapi dari ion-ionnya. 27. Jawaban: b Reaksi 6CO2(g) + 6H2O( ) → C6H12O6(aq) + 6O2(g) –3 – 2,6 · 10 kJ merupakan reaksi endoterm. Hal ini karena reaksi membutuhkan kalor sebesar 2,6 · 10–3 kJ. Persamaan reaksi tersebut juga dapat ditulis sebagai berikut. 6CO2(g) + 6H2O( ) → C6H12O6(aq) + 6O2(g) ∆H = +2,6 · 10–3 kJ 28. Jawaban: b Massa tembaga = 303 kg = 303.000 g ctembaga = 0,38 J/g K ∆t = 90°C – 25°C = 65°C = 65 K ∆Hc C4H10 = –2.475 kJ/mol Q = m · c · ∆T = (303.000 g)(0,38 J/g K)(65 K) = 7.484,1 kJ −Q
Mol butana = H C H c 4 10 −7.484,1kJ
= −2.475 kJ/mol = 3,02 mol Massa butana = mol × Mr = 3,02 mol × 58 g/mol = 175,16 gram 29. Jawaban: e n AgNO3 = 50 ml × 0,1 M = 5 mmol = 5 · 10–3 mol n HCl = 50 ml × 0,1 M = 5 mmol = 5 · 10–3 mol massa = 100 gram ∆T = 0,8°C c = 4,2 J/g°C Q = m · c · ∆T = (100 g)(4,2 J/g°C)(0,8°C) = 336 J Kalor netralisasi HCl (∆Hn) =
−Q mol
−336 J
= 5 × 10−3 mol = –67.200 J/mol = –67,2 kJ/mol
Kimia Kelas XI
37
30. Jawaban: e Reaksi CaO (s ) + H 2 O( ) → Ca(OH) 2 (s ) ∆H = –65,5 kJ merupakan reaksi eksoterm karena ∆H bernilai negatif. Reaksi melepaskan kalor sehingga terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi pelarutan CaO dalam air. Pelarutan 1 mol CaO melepaskan kalor 65,5 kJ sehingga pelarutan 2 mol CaO melepaskan kalor 131 kJ. 31. Jawaban: e ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 44,5 = 287,8 + ∆H3 ∆H3 = –243,3 32. Jawaban: c 1) Reaksi pembentukan CO2: ∆H = a kJmol–1 C(s) + O2(g) → CO2(g) 2) Reaksi pembentukan H 2O: 1
3)
H2(g) + 2 O2(g) → H2O( ) ∆H = b kJmol –1 Reaksi pembentukan C 2H4: C2H 4(g) + 3O 2(g) → 2CO 2(g) + 2H 2O( ) –1 ∆H = c kJmol
Entalpi pembentukan C 2H4 dihitung dari pen jumlahan ketiga reaksi di atas. Reaksi (1) dan (2) dikalikan dua, sedangkan reaksi (3) dibalik. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 2C(s) + 2O 2(g) → 2CO2(g)
∆H = 2a kJmol –1
2H2(g) + O2(g) → 2H2O( )
∆H = 2b kJmol –1
2CO2(g) + 2 H 2O( ) → C2H4(g) + 3O 2(g)
∆H = –c kJmol –1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2C(s) + 2H 2(g) → C2H4(g) ∆H =(2a + 2b – c) kJmol –1
33. Jawaban: a O2(g) + Cl(g) → ClO(g) + O(g)
∆H = +120 kJ
O3(g) + O(g) → 2O2(g) + O(g) ∆H = –390 kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– O3(g) + Cl(g) → ClO(g) + O2(g) ∆Hreaksi = (120 + (–390) kJ = –270 kJ 34. Jawaban: d Sublimasi es terjadi ketika wujud padat es berubah menjadi wujud gas (uap). Reaksinya: H2O(s) → H2O(g) Dengan demikian, reaksi 1) tetap dan reaksi 3) dibalik, sehingga menjadi:
38
1
1)
H2(g) + 2 O2(g) → H2O(g) ∆H = –a kJ
3)
H2O(s) → H2(g) + 2 O2(g) ∆H = –c kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––– H2O(s) → H2O( ) ∆Hsub = c – a kJ
1
Ulangan Tengah Semester
35. Jawaban: b 2C3H8(g) + 10O2(g) → 6CO2(g) + 8H2O(g) ∆H = –4.444 kJ Reaksi pembakaran 1 mol C 3H8 =
∆Hreaksi mol
=
−4.444 2
= –2.222 kJ/mol
C3H8(g ) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) ∆H = –2.222 kJ C3H8(g ) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) ∆Hreaksi = (3 · ∆H°f CO2 + 4 · ∆H°f H2O) – (∆H°f C3H8 + 5 · ∆H°f O2) –2.222 = (3 ∆H°f CO2 + 4(–286)) – (–104 + 0) –2.222 = (3 ∆H°f CO2 + (1.144)) – (–104) –2.222 = 3 ∆H°f CO2 – 104 3 ∆H°f CO2 = –1.182 ∆H°f CO2 = –394 kJ/mol 36. Jawaban: a Untuk mendapatkan reaksi tersebut, maka persamaan reaksi 1) dibalik dan dikalikan 2, sedangkan untuk persamaan 2) tetap dan dikalikan 3 sehingga menjadi: 3CO 2 (g) + 4Fe(s) → 2Fe2O3(s) + 3C(s) ∆H° = –468,2 kJ 3C(s) + 3O2(g) → 3CO 2 (g) ∆H° = –1.180,5 kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 4Fe(s) +3O2(g) → 2Fe2O3(s) ∆H° = –1.648,7 kJ 37. Jawaban: a Reaksi pembakaran sempurna propana (C 3H8): C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O( ) ∆H = . . . .? ∆Hreaksi = ∆Hproduk – ∆Hreaktan = (3 · ∆H°f CO2 + 4 · ∆H°f H2O) – ( ∆H°f C3H8 + 5 · ∆H°f O2) = (3 · (–393,5) + 4 · (–242,0)) – (–103,9 + 0) = (–1.180,5 + (–968)) + 103,9 = –2.148,5 + 103,9 = –2.044,6 kJ/mol Massa propana yang dibakar = 22 gram Mol propana =
massa Mr
=
22 g = 44 g/mol
0,5 mol
∆H = mol × ∆Hreaksi 0,5
= 1 × (–2.044,6)kJ = –1.022,3 kJ 38. Jawaban: c Reaksi adisi etena oleh hidrogen klorida sebagai berikut. H H H H \ / | | C = C + H – Cl → H – C – C – Cl / \ | | H H H H
∆H = (Σ energi reaktan) – (Σ energi hasil reaksi) = (DC – C + 4DC – H + DH – Cl) – (DC – C + 5DC – H + DC – Cl) = (609 + 4(417) + 431) – (349,5 + (5(417) + 338) = 2.708 – 2.772,5 = –64,5 kJ/mol Massa C2H4 = 56 gram 56 g = 28 g/mol
mol C2H4 =
CH3 – CH2 – CH – CH – CH 3 | | CH3 CH3 | CH3
d.
CH3 – CH2 – CH – CH – CH 2 – CH3 | | CH3 CH3 | CH3
2 mol
Kalor yang dilepaskan untuk reaksi adisi 2 mol gas etena: = 2 × (–64,5 kJ/mol) = –129 kJ 39. Jawaban:
c.
a
7
C2H6(g) + 2 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O( ) ∆H°c = –1.559,877 kJ/mol ∆Hreaksi = {2 · ∆H°f CO2 + 3 · ∆H°f H2O} 7
– {∆H°f C2H6 + 2 · ∆H°f O2} –1.559,877 kJ = {2(–393,512) + 3 · ∆H°f H2O)} 7
– {(–84,667) + 2 (0)} 3 · ∆H°f H2O = –857,52 ∆H°f H2O = –285,84 kJ/mol Jadi, ∆H°f untuk H2O sebesar –285,84 kJ/mol. 40. Jawaban: b Reaksi penguraian H 2O: 1
H2O( ) → H2(g) + 2 O2(g) ∆H = 285 kkal/mol Ikatan dalam H2O: H – O – H Terdapat 2 ikatan H – O sehingga energi ikatan rata-rata H – O sebesar= 285 : 2 = 142, 5 kkal/mol.
3. Isomer butena ada 3, yaitu: a. CH2 = CH – CH2 – CH3 = 1-butena b. CH3 – CH = CH – CH3 = 2-butena c. CH2 = C – CH3 = 2-metil-1-propena | CH3 4. Fraksi bensin selain diperoleh dari distilasi bertingkat minyak mentah, juga dapat diolah dengan berbagai cara guna menambah jumlah bensin agar memenuhi kebutuhan bahan bakar. Cara yang digunakan adalah cracking atau perengkahan dan polimerisasi. Cracking adalah proses pemutusan hidrokarbon berantai panjang sehingga dihasilkan fraksi bensin berantai pendek. Sementara itu, polimerisasi adalah kebalikan dari proses cracking yaitu proses menggabungkan hidrokarbon berantai pendek menjadi fraksi bensin berantai lebih panjang. 5. Persamaan reaksi: C8H18(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) a.
2C8H18(g) + 25O2(g) → 16CO2(g) + 18H2O(g) V
Mol C8H18 = 22,4 0,1
B.
= 22,4 = 4,46 × 10–3 mol
Uraian
1. Pada pembakaran senyawa hidrokarbon akan menghasilkan gas CO 2. Hal ini dibuktikan dengan mengalirkan gas hasil pembakaran ke air kapur jernih atau telah disaring. Gas CO2 akan mengeruhkan air karena terjadi reaksi Ca(OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O 2. a.
b.
CH3 – CH2 – CH – CH3 | CH3 CH3 – CH2 – CH – CH3 | CH2 | CH3
Mol O2 =
25 2
× 4,46 × 10–3
= 0,056 mol Volum O2 = n × 22,4 = 0,056 × 22,4 = 1,254 L b.
2C8H18(g) + 25O2(g) → 16CO2(g) + 18H2O(g) m
570 gram C8H18 = M = r Mol H2O =
18 2
570 114
= 5 mol
× 5
= 45 mol Massa H2O = n × Mr = 45 × 18 = 810 gram
Kimia Kelas XI
39
Mol CO2 =
16 2
Jadi, ∆Hf 1 mol gas SO3 = –395 kJ/mol.
× 5
= 40 mol Massa CO2 = n × Mr = 40 × 44 = 1.760 gram c. Pada mesin mobil terjadi proses pembakaran senyawa karbon yaitu bensin (C 8H18) yang mengakibatkan terbentuknya arang atau jelaga pada sisa pembakaran. Endapan berwarna hitam dalam knalpot mobil adalah unsur karbon yang terurai dari senyawa karbon akibat proses pembakaran. d. Pada mesin mobil dalam keadaan hidup terjadi proses pembakaran senyawa karbon yang tidak sempurna menghasilkan gas CO, seperti pada reaksi: 2C8H18(g) + 17O2(g) → 16CO(g) + 18H2O(g) Ruangan yang luasnya terbatas, misalnya garasi yang tertutup memungkinkan gas CO terakumulasi sehingga kadar CO dalam garasi meningkat. Gas CO merupakan racun bagi hewan atau manusia, karena gas ini membentuk kompleks dengan hemoglobin dalam darah. Kompleks yang terbentuk disebut karboksi hemoglobin. Afinitas Hb terhadap CO lebih besar daripada terhadap oksigen. Hal ini mengakibatkan CO sukar terlepas dari Hb, akibatnya fungsi Hb sebagai pembawa oksigen tidak berjalan lancar dan tubuh kekurangan oksigen dan dapat menyebabkan kematian. 6. Massa air = 2 L × 1 kg/L = 2 kg cair = 1 kkal/kg°C Suhu awal = 25°C Suhu akhir = 45°C ∆T = 45°C – 25°C = 20°C ∆H C = 80 kkal/mol Q = m · c · ∆T = (2 kg)(1 kkal/kg°C)(20°C) = 40 kkal Q = n · ∆Hf° C 40 kkal = n · 80 kkal/mol n=
1 2
mol
Massa karbon (x) = n × Ar C =
1 2
mol × 12 g/mol = 6 gram
Jadi, massa karbon yang dibakar 6 gram. 7. ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 = –593 kJ + (–197 kJ) = –790 kJ Perubahan entalpi pembentukan 1 mol gas SO 3 −790 kJ
= 2 mol = –395 kJ/mol. 40
Ulangan Tengah Semester
8. Diketahui: Massa gelas kimia + air = 1.000 g Massa jenis air = 1 g/cm 3 Kalor jenis air + kaca = 4,2 J/g°C ∆T = (33 –25)°C = 8°C Ditanyakan: ∆H pembakaran etanol . . . ? Jawab: Kalor yang dilepas etanol = kalor yang diterima air dan kaca Kalor yang diterima air + kaca = m × c × ∆T = 1.000 g × 4,2 J/g°C × 8°C = 33.600 J = 33.6 kJ/mol Kalor yang dilepas = 33,6 kJ/mol Jadi, ∆H pembakaran etanol = –33,6 kJ/mol. 9. Mencairkan es → berarti reaksi peleburan H2O(s) → H2O( ) ∆Hreaksi = ∆Hf° H2O( ) – ∆Hf° H2O(s) = –287,28 – (–293,16) kJ/mol = 5,88 kJ/mol 1 mol peleburan es menyerap 5,88 kJ. 1.440 g
Kalor untuk 1.440 gram es = 18 g/mol × 5,88 kJ/mol = 470,4 kJ (diserap) Jadi, kalor yang diserap untuk mencairkan es 470,4 kJ. 10. C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O H H H O H H | | | // \ / H – C – C – OH + O = O → H – C – C + O | | | \ H H H O–H ∆Hreaksi = (Σenergi ikatan pereaksi) – (Σenergi ikatan hasil reaksi) = (5DC – H + DC – C + DC – O + DO – H + DO = O) – (3DC – H + DC – C + DC = O + DC – O + 3DO = H) = (5(417) + 357 + 465 + 500,6) – (3(417) + 726,6 + 357 + 3(465)) = (2.085 + 357 + 465 + 500,6) – (1.251 + 726,6 + 357 + 1.395) = 3.407,6 – 3.729,6 = –322 kJ Reaksi pembentukan 1 mol asam asetat dari 1 mol etanol melepaskan 322 kJ. Kalor yang dilepaskan 27,6 gram etanol 27,6 g
= 46 gram/mol × (–322 kJ/mol) = –193,2 kJ Jadi, kalor yang dilepaskan untuk mengubah 27,6 gram etanol menjadi asam asetat sebesar 193,2 kJ.
Setelah mempelajari bab ini, siswa: 1. mampu menentukan persamaan laju dan orde reaksi berdasarkan data hasil percobaan; 2. mampu memahami teori tumbukan (tabrakan) untuk menjelaskan reaksi kimia; 3. terampil merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa: 1. menyadari adanya keteraturan dari sifat laju reaksi dan mensyukurinya sebagai wujud kebesaran Tuhan Yang Maha Esa serta memanfaatkannya dengan penuh tanggung jawab; 2. mempunyai rasa ingin tahu dan jiwa kreatif tinggi, serta berperilaku jujur, disiplin, teliti, dan proaktif saat bekerja sama dalam kelompok praktikum.
Materi • •
Kemolaran dan Pengertian Laju Reaksi Teori Tumbukan dan Faktor-Faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi
Pembelajaran Kognitif • • • • • •
Kegiatan Psikomotorik
Kemolaran. Pengertian laju reaksi. Persamaan laju reaksi dan orde reaksi. Faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi. Peranan katalis dalam makhluk hidup dan industri. Penafsiran grafik faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi.
Pengetahuan yang Dikuasai • •
Menjelaskan terjadinya suatu reaksi kimia berdasarkan teori tumbukan (tabrakan). Menjelaskan cara menentukan persamaan laju dan orde reaksi berdasarkan data hasil percobaan yang telah diketahui.
Melakukan praktikum untuk mengamati pengaruh faktor-faktor laju reaksi.
Keterampilan yang Dikuasai Menyajikan laporan hasil pengamatan faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi berdasarkan hasil percobaan.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • • •
Menjelaskan teori tumbukan dan pengaruh faktor-faktor laju reaksi pada suatu reaksi kimia. Mempunyai jiwa kreatif dan rasa ingin tahu yang tinggi. Menentukan persamaan laju dan orde reaksi suatu reaksi kimia.
Kimia Kelas XI
41
A.
Laju penguraian NO2 = laju pembentukan NO = 1,4 × 10–3 M menit–1 Jadi, laju pembentukan gas NO adalah 1,4 × 10–3 M menit–1.
Pilihan Ganda
1. Jawaban: a Massa = ρ × volume Misal, volume H2SO4 = x ml. Volume larutan = 500 ml Mr H2SO4 = 98 ρ × volume 1.000 [H2SO4] = × M
6. Jawaban: b Reaksi penguraian NH3: 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) Laju reaksi terbentuknya N2
V
r
0,1 =
1g/ml × volume 98
0,1 =
x 98
× 2
x=
9,8 2
ml = 4,9 ml
×
1.000 ml 500 ml
d[N2 ] dt
=
0,5 mol/ 5 liter 5s
= 0,02 mol L–1 s–1
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 adalah 0,02 mol L–1 s–1. 7. Jawaban: b
Jadi, H2SO4 yang harus dilarutkan sebanyak 4,9 ml. 2. Jawaban: c V1 × M 1 = V 2 × M 2
5,4 gram Al =
vAl =
10 0,01
5,4 27
= 0,2 mol
Volume larutan = 2 liter 0,2 = 2
[Al] =
100 ml × 0,1 M = V2 × 0,01 M V2 =
=
d[Al] dt
=
0,1 mol L–1 0,1mol. L−1 = 20 s
0,005 mol L–1 s–1
vHCl : vAl = 6 : 2 vHCl = 3 · vAl = 3 · 0,005 = 0,015 mol L–1 s–1
= 1.000 ml Volume pelarut yang ditambahkan:
vAlCl : vAl = 2 : 2
(1.000 – 100) ml = 900 ml
vAlCl = vAl = 0,005 mol L–1 s–1
Jadi, volume pelarut yang ditambahkan sebanyak 900 ml. 3. Jawaban: d Mr HCl = 1 + 35,5 = 36,5 8 gram
Mol HCl = 36,5 = 0,2 mol 0,2 mol 0,1liter
Molaritas HCl =
= 2 mol/liter
Jadi, konsentrasi larutan HCl yang terjadi 2 mol/L. 4. Jawaban: b Mol NaOH =
4 40
mol
Molaritas NaOH =
4 40
×
1.000 400
= 0,25 M
Jadi, konsentrasi NaOH adalah 0,25 M. 5. Jawaban: a Reaksinya: NO2 → NO +
1 2
O2
Laju berkurangnya (penguraian) NO2 : laju pembentukan NO = 1 : 1 (sesuai dengan perbandingan koefisiennya).
42
Laju Reaksi
3 3
8. Jawaban: e ∆[P] = 2 – 1,8 = 0,2 M ∆t = 2 menit = 2 × 60 detik = 120 detik
∆[P] 0,2 ∆t = – 120 = –0,00167 M/detik Laju pengurangan P sebesar 0,00167 M/detik. v S = 2 × vP = 2 × 0,00167 M/detik = 0,00334 M/detik Jadi, laju bertambahnya S sebesar 0,00334 M/detik. vP = –
9. Jawaban: b Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berkurangnya konsentrasi pereaksi (A dan B) per satuan waktu atau bertambahnya konsentrasi hasil reaksi (C dan D) per satuan waktu. 10. Jawaban: e Persamaan reaksi 2X + Y → X2Y dapat dinyatakan sebagai bertambahnya konsentrasi X2Y setiap satuan waktu serta berkurangnya konsentrasi X dan Y setiap satuan waktu.
11. Jawaban: b Proses pembentukan fosil memerlukan waktu jutaan tahun sehingga reaksi ini berlangsung sangat lambat. 12. Jawaban: d v = k[A]2 [B] =
1 2
2 = (2)n (2)1 = (2)n
1 k(4)2 (4) 2
n=1
= (16)(2)
Orde reaksi total = m + n = 1 + 1 = 2
= 32 Jadi, laju reaksi akan meningkat 32 kali. 13. Jawaban: c Laju reaksi N2 : laju reaksi H2 = Laju reaksi N2 = vN =
1 3
1 3
1 2
:
3 2
· laju reaksi H2
· v H d[N2O4 ] dt (4 − 2) mol/10 liter 10 s
Laju reaksi penguraian N2O4 = =
= 0,02 M s–1 Laju reaksi penguraian N2 O 4 : laju reaksi pembentukan NO2 = 1 : 2 (sesuai perbandingan koefisien). Laju reaksi pembentukan NO2 = 2 × laju reaksi penguraian N2O4 = 2 × 0,02 M s–1 = 0,04 M s–1 Jadi, laju reaksi pembentukan NO2 adalah 0,04 M s–1. 15. Jawaban: a Perbandingan laju reaksi dinyatakan dengan perbandingan koefisien zat-zat yang terlibat dalam raksi. Dengan demikian, vA : vB : vC : vD = 2 : 3 : 2 : 1. 16. Jawaban: b Persamaan laju reaksi: v = k[P]m[Q]n. Orde reaksi total merupakan jumlah orde reaksi P dan Q. Orde reaksi P dihitung dari percobaan 2) dan 3).
3,5 × 10 −2 7,0 × 10 −2
1 2 1
m
=
k [P]2 k [P]3
6,0 × 10−3
n
[Q]2 [Q] 3 m
1,6 × 10−2
n
= 1,2 × 10−2 1,6 × 10−2 1
Jadi, orde reaksi total reaksi tersebut adalah 2. 17. Jawaban: b 2A + B → C Mula-mula : 10 4 Reaksi : 6 3 3 –––––––––––––––––––––––––– Sisa : 4 1 3 Dalam volume 1 L, [A] = 4 M, [B] = 1 M, dan [C] = 3 M.
14. Jawaban: b
v2 v3
Orde reaksi Q dihitung dari percobaan 1) dan 3). m n v1 k [P]1 [Q]1 v 3 = k [P]3 [Q]3 m 1,2 × 10−2 3,2 × 10−2 n 1, 4 × 10−1 = −2 −2 7,0 ×10−2 1,2 × 10 1,6 × 10
m
= 2 m
1 1 2 = 2 m=1
Jika v = k[A][B] maka v =
1 4
(4)(1) = 1 M/s.
Jadi, laju reaksi 2A(g) + B(g) → C(g) sebesar 1 M/s. 18. Jawaban: a Berdasarkan data, rumus laju reaksi: ∆T
v t = (∆ v) 15 v o ∆T
v t = (3) 15 v o 40
X = (3)
− 25
15
0,005
15
X = (3)15 · 0,005 X = (3)1 · 0,005 = 0,015 M/s Jadi, laju reaksi pada suhu 40°C sebesar 0,015 M/s. 19. Jawaban: a v = k[P]x[Q]y Jika konsentrasi awal P diperbesar menjadi dua kali, pada konsentrasi Q tetap, kecepatan reaksi menjadi dua kali lebih cepat. v1 = k [2P]x [Q]y = 2k [P]x [Q]y 2x [P] x = 2 [P]x 2x = 2 x=1 Jika konsentrasi awal P dan Q diperbesar dua kali, kecepatan reaksi menjadi delapan kali lebih cepat. v2 = k [2P]x [2Q]y = 8k [P]x [Q] y (2x [P] x) (2 y [Q] y) = 8[P]x [Q] y 21 2y = 8 2y = 4 2y = 22 y=2 Jadi, orde reaksi total pada reaksi tersebut adalah 1 + 2 = 3. Kimia Kelas XI
43
20. Jawaban: d
c. A + 2B → C 1 1 –
Mula-mula :
1
1
1
vO = 0,006 M s–1
Reaksi : 4 2 4 –––––––––––––––––––––––––– Sisa
3 4
:
v = k [A] [B]2 = k [
1 2 3 4
2
4. Massa Fe yang bereaksi = (10 – 4,4) g = 5,6 g
1 4 1 2
] [ ]2 = k [
Jadi, laju reaksi saat A tinggal
Mol Fe = 3 1 3 ][ ]= k 4 4 16 3 mol/L sebesar 4
a.
5 0,01
Perc.
[P] M
[Q] M
v (M/s)
1)
1,2 × 10–2
3,2 × 10–2
1,4 × 10–1
2)
6,0 × 10–3
1,6 × 10–2
3,5 × 10–2
3)
1,2 × 10–2
1,6 × 10–2
7,0 × 10–2
vFe O = – 2 3
d[Fe2O3 ] dan vCO = dt
d[Fe] dt
c.
vFe =
d.
vFe O = 2 3
dan vCO = 2
–
2
2)
3
2
44
Laju Reaksi
0,6 5
= 0,012 M
0,12 = 20
0,006 M s–1
Laju reaksi pembentukan gas H2
d[CO] dt
vH = 2
3 1
× 0,6 = 1,8 mol
d[H2 ] dt
=
1,8 5
0,36 20
= 0,36 M = 0,018 M s–1
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 sebesar 0,006 M s –1 , sedangkan laju reaksi pembentukan H2 = 0,018 M s–1.
d[CO2 ] dt
b.
Laju penguraian NH3 Mol NH3 =
0,6 mol/liter 4
2 1
× 0,6 = 1,2 mol
Molaritas NH3 =
d[SO3 ] dt
2SO2 ~ 2SO3 2 2 0,012 0,012 vSO = 0,012
=
Molaritas H2 =
vNH = – 3
0,15 − 0 = 12,5 − 0 = 0,012 mol L–1 s–1
b.
d[N2 ] dt
Mol H2 =
= 0,15 mol/liter vSO =
= –0,00133 M/detik
Laju reaksi pembentukan gas N2 dan gas H2 1) Laju reaksi pembentukan gas N2 Mol N2 = 0,6 mol
vN =
1 1 1 v = vFe = vCO 3 CO 2 3 2
Konsentrasi gas SO3 =
0,4 300
Molaritas N2 =
3. Persamaan reaksi: 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) a.
= –
5. 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)
= 500 ml Volume pelarut yang harus ditambahkan (500 – 100) ml = 400 ml Jadi, volume pelarut yang harus ditambahkan sebesar 400 ml.
b.
d[Fe] dt
Jadi, laju berkurangnya Fe sebesar 0,0013 M/detik.
100 ml × 0,05 M = V2 × 0,01 M V2 =
0,1 mol 0,1
vFe = –
B. Uraian 1. V1 × M 1 = V2 × M2
5,6 = 56
Molaritas Fe = 0,25 = 0,4 M dt = 5 menit = 5 × 60 = 300 detik
3 k. 16
2. a.
2SO2 ~ 1O2 2 1 0,012 0,006
=–
1,2 5
= 0,24 M
d[NH3 ] dt 0,24 20
= –0,012 M s–1
Jadi, laju reaksi penguraian NH3 = 0,012 M s–1. 6.
7
C6H6(g) + 2 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) Mula-mula : 5 – – – Reaksi : 2 7 4 6 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 3 4 6
Laju C2H6 = –
Laju O2
=–
2 mol/2L 30detik
=–
∆(mol/volume) ∆(waktu)
=–
7 mol/2 L 30 detik
4 mol/2L 30detik
=+
= –0,033 M/detik
6 mol/2 L 30detik
=+
3
9. Persamaan laju reaksi diperoleh setelah mengetahui orde reaksi setiap reaktan. Misal, persamaan laju reaksi: v = k[F2]m [ClO2]n. a. Orde reaksi F2 dihitung dari percobaan 1) dan 2) m n v1 k [F2 ]1 [ClO2 ]1 v =
= +0,067 M/detik
1, 2 × 10−3 4,8 × 10 −3
1 4
b.
v1 v3
=
8 detik
= 0,0075 M
2H2 +
O2
2
→
0,0075
2
2
Persamaan laju reaksi: v = k[F2]m[ClO2]n
Laju reaksi pembentukan N2 Mol N2 = 0,3 mol
vN = 2
0,3 = 5 0,06 = 6
d[N2 ] dt
=
= k[F2]1[ClO2]1 = k[F2][ClO2]
0,06 M 0,01 M
det–1
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 = 0,01 M det–1. b.
n
n=1
2
Molaritas N2 =
Laju reaksi pembentukan H2 Mol H2 =
3 1
m
1 1 2 = 2
vH O= 0,0075 M s–1
8. 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) a.
n
[ClO2 ]1 [ClO2 ]2
0,01 0,1 n = 0,01 0,2
1
vH = 0,0075 M s–1; vO = 0,00375 M s–1 c.
=
n
2
0,00375
m
k [F2 ]1 k [F2 ]3
1 = 2
1 2
2H2O
1
0,0075
1, 2 × 10−3 2,4 × 10 −3
s–1
m
Orde reaksi ClO2 dihitung dari percobaan 1) dan 3)
0,15
0,15 mol 2,5 L
n
m
1 1 4 = 4 m=1
liter
= 2,5 = 0,06 mol/liter. Laju reaksi pembentukan uap air
[ClO2 ] 2
0,01 0,1 = 0,04 0,1 m 1 = 4
1
= 0,03 mol/liter. 2 Mol H2O ~ 2 mol H2 0,15 mol H2O ~ 0,15 mol H2 Jadi, konsentrasi gas H2
b.
k [F2 ]2
2
= +0,1 M/detik
Jadi, konsentrasi gas O2 =
M det–1
Jadi, laju reaksi penguraian NH3 = 0,02 M det–1.
= –0,1167 M/detik
0,075 mol 2,5
× 0,3 = 0,6 mol
0,6 = 0,12 M 5 d[NH3 ] 0,12 – = – = –0,02 dt 6
vNH =
Persamaan reaksi: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) 2 mol H2O ~ 1 mol O2 0,15 mol H2O ~ 0,075 mol
2 1
Molaritas NH3 =
∆(mol/volume) ∆(waktu)
Laju H2O = +
Laju reaksi penguraian NH3 Mol NH3 =
∆(mol/volume) ∆(waktu)
Laju CO2 = +
7. a.
c.
∆(mol/volume) ∆(waktu)
× 0,3 = 0,9 mol
0,9 Molaritas H2 = = 0,18 M 5 d[H2 ] 0,18 vH = = = 0,03 M det–1 6 dt 2
Jadi, laju reaksi pembentukan H2 = 0,03 M det–1.
10. a = 10°C n=2 T1 = 25°C T2 = 35°C
∆T = (35 – 25)°C = 10°C
v1 = 0,040 v2 = n v2 = 2
∆T a 10 10
· v1 · 0,040
21 ·
v2 = 0,040 v2 = 0,080 M/det Jadi, laju reaksi saat suhu 35°C adalah 0,080 M/det.
Kimia Kelas XI
45
A.
Pilihan Ganda
1. Jawaban: d Reaksi kimia terjadi apabila reaktannya mengalami tumbukan efektif. Tumbukan efektif terjadi apabila tumbukan antarpartikel pereaksi berlangsung sempurna dan menghasilkan produk reaksi, serta mempunyai energi minimum di atas energi ratarata molekul. 2. Jawaban: e Energi minimal yang harus dimiliki atau diberikan kepada partikel agar tumbukannya menghasilkan reaksi dinamakan energi aktivasi. Pada grafik tersebut, energi aktivasi ditunjukkan oleh E3– E2. Sementara itu, E1 merupakan energi zat hasil. E2 merupakan energi reaktan-reaktan. E2 –E 1 merupakan energi yang dibebaskan. 3. Jawaban: b
i g r e n E
X = Ea Pereaksi
Y = ∆H Hasil reaksi
Koordinat Reaksi
Grafik tersebut menjelaskan bahwa reaksi terjadi dengan melepaskan kalor. Energi hasil reaksi lebih kecil daripada energi pereaksi sehingga ∆ H berharga negatif (∆ H = –). Reaksi tersebut merupakan reaksi eksoterm. Y merupakan harga perubahan entalpi (energi yang dibebaskan). X merupakan energi aktivasi. Reaksi berlangsung jika energi aktivasi dapat terlampaui. Jika energi aktivasi rendah, pada suhu rendah reaksi sudah dapat berlangsung. Namun, jika energi aktivasi tinggi, reaksi hanya dapat berlangsung jika suhu juga tinggi. 4. Jawaban: a Perhatikan data! Percobaan 1): 1 gram serbuk Luas permukaan Percobaan 4): 1 gram larutan larutan > serbuk Percobaan 1): 1 M Konsentrasi larutan > konsentrasi Percobaan 4): 2 M serbuk Jadi, laju reaksi pada percobaan dipengaruhi oleh luas permukaan dan konsentrasi.
46
Laju Reaksi
5. Jawaban: d Kenaikan suhu akan memperbesar energi kinetik molekul zat yang bereaksi (pereaksi). Energi kinetik yang tinggi mengakibatkan gerakan antarmolekul semakin cepat sehingga frekuensi tumbukan semakin besar. Adanya tumbukan ini memungkinkan terjadinya tumbukan efektif semakin banyak sehingga reaksi semakin cepat berlangsung. 6. Jawaban: e Perbedaan pada percobaan 1) dan 3) adalah bentuk zat P (konsentrasi dan suhu tetap). Pada percobaan 1) zat P berbentuk serbuk, sedangkan percobaan 3) berbentuk kepingan. Hal ini berarti faktor yang memengaruhi laju reaksi adalah luas permukaan. 7. Jawaban: a Kenaikan suhu mengakibatkan energi kinetik molekul-molekul pereaksi bertambah. Kondisi ini memungkinkan pereaksi untuk lebih banyak bertumbukan sehingga reaksi dapat terjadi lebih cepat. 8. Jawaban: c Reaksi antara HCl dengan Na2S2O3 menghasilkan endapan belerang dengan reaksi sebagai berikut. Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + S(s) + SO2(g) + H2O( ) Pembentukan belerang semakin cepat jika reaksi berlangsung cepat. Reaksi berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi besar (volume larutan kecil) dan reaksi berlangsung pada suhu tinggi. Penambahan air pada reaktan akan memperkecil konsentrasi sehingga kecepatan reaksi berkurang. Jadi, pada reaksi di atas, endapan belerang akan cepat terbentuk pada 10 ml HCl 2 M + 10 ml Na2S2O3 1 M pada suhu 45°C. 9. Jawaban: c a =2 60°C − 20°C n = = 4 10°C v = a n · v 0 → v = 24 · v 0 = 16v0 10. Jawaban: d Katalis berfungsi membantu mempercepat terbentuknya molekul kompleks teraktivasi dengan cara mengefektifkan tumbukan antarpereaksi. Akibatnya, tahap-tahap reaksi akan bertambah dan energi aktivasi turun.
11. Jawaban: c Katalis adalah zat yang berfungsi mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan tetap dalam reaksi tersebut. Zat yang berfungsi sebagai katalis akan terbentuk kembali dengan jumlah yang sama pada akhir reaksi seperti zat C. 12. Jawaban: e V2O5 digunakan sebagai katalis pembuatan asam sulfat pada proses kontak dari SO2 dan O2. Ni digunakan sebagai katalis pada industri margarin dari minyak kelapa. Fe digunakan sebagai katalis pada sintesis amonia pada proses Haber. MnO2 digunakan sebagai katalis pada penguraian KClO3. CuCl2 digunakan sebagai katalis pada reaksi oksidasi HCl.
2. Semakin luas permukaan sentuh pereaksi akan semakin mempercepat laju reaksi. Hal ini karena semakin halus partikel pereaksi maka frekuensi tumbukan antarpartikel semakin efektif sehingga reaksi berlangsung semakin cepat. Contoh sebagai berikut. a. Pembuatan gas asetilen dari reaksi antara kalsium karbida dengan air. b. Proses vulkanisasi menggunakan serbuk belerang dan karbon. 3. a.
13. Jawaban: d Dalam dunia industri, penggunaan katalis untuk mempercepat proses kesetimbangan reaksi. Jika kesetimbangan cepat tercapai, produk semakin mudah terbentuk sehingga lebih menguntungkan. 14. Jawaban: e Pengaruh luas permukaan bidang sentuh untuk mempercepat laju reaksi hanya berlaku pada zat padat. Kalsium karbida adalah zat padat yang jika direaksikan dengan air akan menghasilkan gas asetilen. Semakin kecil ukuran kalsium karbida, semakin cepat terbentuk gas asetilen. 15. Jawaban: e Laju reaksi akan berjalan lambat jika konsentrasi larutan kecil dan logam seng berbentuk lempeng. Bentuk lempeng berarti luas permukaan kecil. Dengan demikian, percobaan yang berlangsung paling lambat adalah percobaan 1). Laju reaksi akan berjalan cepat jika konsentrasi larutan besar dan logam seng berbentuk serbuk. Bentuk serbuk berarti luas permukaan besar. Dengan demikian, percobaan yang berlangsung paling cepat adalah percobaan 5). B.
b.
4. a. b.
c.
d.
Uraian
1. Bentuk padatan reaktan berpengaruh terhadap laju reaksi karena bentuk padatan reaktan berhubungan dengan luas permukaan. Padatan berbentuk serbuk permukaan bidang sentuhnya lebih luas dibanding dengan padatan berbentuk kepingan/ bongkahan. Semakin luas permukaan bidang sentuh reaktan, semakin banyak frekuensi tumbukan sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif juga semakin banyak. Dengan demikian, semakin kecil ukuran partikel reaktan, laju reaksi semakin cepat.
e. 5. a.
b.
Zat-zat dapat bereaksi jika tiap-tiap zat mempunyai sejumlah kalor yang cukup untuk mengatasi energi potensial tiap-tiap zat. Pemberian kalor dengan cara pemanasan atau pembakaran (menaikkan suhu), berarti memberikan sejumlah kalor untuk mengatasi energi potensial zat. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika suhu dinaikkan. Hal ini karena semakin tinggi suhu, v (mol·L –1·s –1) Percobaan Kekecepatan bertambah sehingga tumbukan 2) 0,32 antarpartikel akan semakin efektif untuk 3) 0,64 menghasilkan reaksi (zat baru). 4) 5)
1,28 5,12
Besi oksidasi (FeO) digunakan sebagai katalis dalam industri pembuatan amonia. Vanadium pentaoksida (V2O5) digunakan sebagai katalis dalam industri pembuatan asam sulfat. Gas NO dan NO 2 digunakan untuk mempercepat reaksi pada pembuatan asam sulfat dengan cara bilik timbal. Larutan kobalt(II) klorida (CoCl2) dan larutan besi(III) klorida (FeCl3) digunakan untuk mempercepat reaksi pada penguraian hidrogen peroksida. Batu kawi (Mn O2 ) digunakan untuk mempercepat reaksi penguraian kalium klorat. Grafik yang menggunakan katalis adalah grafik a karena pada grafik tersebut terbentuk kompleks teraktivasi. Katalis dapat mempercepat laju reaksi dengan membentuk molekul-molekul kompleks teraktivasi sehingga tahap-tahap reaksi bertambah dan energi aktivasi rendah. E1 dan E2 adalah energi pengaktifan, yaitu energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi.
Kimia Kelas XI
47
A.
5. Jawaban: d Persamaan reaksi:
Pilihan Ganda
1. Jawaban: c Mol NaOH =
massa Mr
10 g = 40 g/mol
=
0,25 mol
MNaOH =
=
0,25 2
1 O (g) 2 2
vN O = 2,5 × 10–5 mol L–1 detik–1 2 5
Volume akuades = 2 L mol volume
N2O5(g) 2NO2(g) +
= 0,125 M
Laju pembentukan gas O2 =
1 × 2
vN
=
1 × 2
(2,5 × 10–5)
Jadi, molaritas larutan NaOH sebesar 0,125 M. 2. Jawaban: c ρmadu = 1,4 gram/cm3 = 1,4 gram/1 ml = 1,4 gram/10–3 L = 1.400 gram/L Dalam 1 liter larutan madu terdapat 1.400 gram madu. Massa glukosa =
35 100
=
35 100
× massa madu × 1.400
= 490 gram Mol glukosa =
massa glukosa Mr glukosa
490 gram
= 180 gram /mol = 2,72 mol ≈ 2,7 mol mol glukosa
Mglukosa = volume larutan =
2,7 mol 1L
= 2,7 M Jadi, molaritas glukosa dalam madu 2,7 M. 3. Jawaban: b M = mol × = 0,1 ×
1.000 V 1.000 200
= 0,5 M Jadi, konsentrasi larutan Ca(OH)2 sebesar 0,5 M. 4. Jawaban: d Laju reaksi merupakan pengurangan konsentrasi pereaksi atau mol pereaksi tiap liter tiap satuan waktu. Dapat juga diartikan sebagai penambahan konsentrasi produk atau mol produk tiap liter tiap satuan waktu.
48
Laju Reaksi
2O5
= 1,25 × 10–5 Jadi, laju pembentukan gas O 2 sebesar 1,25 × 10–5 mol L–1 detik–1. 6. Jawaban: b v1 = k[A][B]2 Konsentrasi B diperbesar 2 kali semula. v2 = k[A][2B]2 maka
v2 v1
=
k[A][2B]2 k[A][B]2
=
[2B]2 [B]2
= 4
v2 = 4v 1 = 4 kali 7. Jawaban: b 2A + B2 → 2AB Misal v = k[A]x[B]y Orde reaksi terhadap A (data 2) dan 3)) 2x = 2 0 → x = 0 Orde reaksi terhadap B (data 1) dan 2)) 2y = 2 1 → y = 1 Orde reaksi total = x + y = 0 + 1 = 1 8. Jawaban: a v = k[NO]2[O2] = 125(2 × 10–3)2(3 × 10–3) = 15 × 10–6 M/detik Jadi, laju reaksi 15 × 10–6 M/detik. 9. Jawaban: c Misalkan persamaan laju reaksinya v = k[A]x[B]y. Menentukan orde reaksi terhadap [A] = x dicari saat [B] tetap (nomor 1) dan 2)). s 4s 1 4 1 2
2
=
( a)x (b)y (2a)x (b)y
1 = 2 1
x
x
= 2 x=2 Menentukan orde reaksi terhadap [B] = y dicari saat [A] tetap (nomor 2) dan 4)).
4s 12s
=
x
y
(2a) (3b)
1 = 3
y
1 = 1
y
1 3
Orde reaksi P: m v1 k [P]1 v 2 = k [P] 3
(2a)x (b)y
1
3
c 72 c
3
y=1 Jadi, persamaan laju reaksinya adalah v = k[A]2[B]. 10. Jawaban: b Misal persamaan laju reaksi v = k[A]m[B]n. Orde reaksi A, [B] tetap → percobaan 1) dan 5). v1 v5
=
k k
6 54
m
0,2 = 0,6 m
0,2
0,2 0,2
1
n
1
m
1
2
1
m
11. Jawaban: b Misal persamaan orde reaksi v = k[P]m[Q]n. Orde reaksi P dihitung dari percobaan 1) dan 3) setelah orde reaksi Q diketahui. Orde reaksi Q dihitung dari percobaan 1) dan 2):
c 16 c 1 16 2
m
[P]1 [Q] 1 [P] [Q] 2 2 m
1 =
36 72
1 = 2
m
2
n
1 = 4
1 = 1 4 4 n=2 Orde reaksi Q = 2.
n
2
1 36
m
2
m=1 Orde reaksi P = 1. 12. Jawaban: b Rumus laju reaksi: v = k [A]2 k=
v
[A ]
=
2
5,0 × 10 −7 mol L−1 det −1
(0,2 mol L−1 )
2
= 125 × 10–7 mol–1 L det–1 = 1,25 × 10–5 mol–1 L det–1 13. Jawaban: a Misal, persamaan laju reaksi v = k[NO]x[H2]y. Orde reaksi terhadap NO, perhatikan data percobaan 3) dan 4). [NO] 3
k k
x
[H2 ] 3
y
[NO] [H ] 2 4 4 y −3 x 6 × 10 −3 k 4 × 10 = k −3 3 − 2 × 10 6 × 10 =
v4
128 × 10 −7 32 × 10 −7
4 = (2)x (2)2 = (2)x x =2 Orde reaksi terhadap H2 , perhatikan data percobaan 1) dan 2). v1
[NO]1
k k
x
[H2 ] 1
y
[NO] [H ] 2 2 2 x y −3 1,5 × 10 −3 4 10 × k = k −3 3 × 10 −3 4 10 × =
v2
32 × 10 −7 64 × 10 −7
n
(b) (a) = (a) (4 b )
n
1 72
v3
6
=
1 1 = 2 6
2
6 = k · 0,04 · 0,2 → k = 0,008 = 750 Pecobaan 4) v = k[A]2[B] = 750(0,4)2(0,2) = 750(0,16)(0,2) = 24 M/s Jadi, harga x = 24.
v2
m
1 72
2
m
Pecobaan 1) v = k[A]2[B] 6 = k(0,2)2(0,2)
k k
=
(b) (6 b )
n
1 1 = 1
= → = → = 9 0,6 3 3 3 m=2 Orde reaksi B, [A] tetap → percobaan 1) dan 2). m 0,2 0,2 n v1 k v 2 = k = 0,2 0,4 n n 1 n 6 1 0,2 1 1 1 = = → = → 12 2 2 2 2 0,4 n=1 Persamaan laju reaksi: v = k[A]2[B]
v1
m
(a) (2a)
[Q] 1 [Q] 3
1 2 1
1
y
= 2 y
1 = 1 2 2 y=1 Jadi, rumus reaksinya adalah v = k[NO]2[H2].
Kimia Kelas XI
49
14. Jawaban: b Misal persamaan orde reaksi: v = k[CO]m[O2]n. Menentukan rumus laju reaksi: Orde reaksi [CO], [O2] tetap v1 v3 x 4x
x 4x
=
=
m
k k
[CO]1 [CO] 3
k k
(0,2) (0,4)
m
= n
(0,1)
(0,1)
x 3x
=
m
2
(0,2) (0,2 )
=
k k
=
0,1 0,3
n
m
0,1 0,3
n
n
1 = 1 3
3
n=1 Jadi, rumus laju reaksi yaitu v = k[CO]2[O2]. Jika [CO] = 0,3 M dan [O2] = 0,2 M, v = k(0,3)2(0,2). 15. Jawaban: a Laju reaksi pembakaran logam magnesium di udara dipengaruhi oleh suhu udara, bentuk magnesium, dan konsentrasi oksigen. 16. Jawaban: e Laju reaksi yang hanya dipengaruhi oleh konsentrasi terdapat pada gambar nomor 5) terhadap 1). Laju reaksi pada gambar 1) terhadap 2) dipengaruhi oleh luas permukaan. Laju reaksi pada gambar 2) terhadap 3) dipengaruhi oleh konsentrasi, luas permukaan, dan pengadukan. Laju reaksi pada gambar 3) terhadap 4) dipengaruhi pengadukan. Laju reaksi pada gambar 3) dan 5) dipengaruhi oleh pengadukan. 17. Jawaban: b a = 10°C, n = 2 T1 = 40°C → v1 = x mol–1 L–1 det–1 T2 = 10°C → v2 = . . .? T3 = 80°C → v3 = . . .?
50
x mol–1 L–1 det–1 · v1
a
80 − 40 10
· x
Laju Reaksi
80°C mempunyai laju reaksi
1 8
x mol–1 L –1 det –1
dan 16x mol–1 L–1 det–1. 18. Jawaban: d v = k[H2][I2] 4,06 × 10–4 = k(0,27)(0,35)
2 2
n
1
· x
= 24x = 16x mol–1 L–1 det–1 Jadi, reaksi yang berlangsung pada suhu 10°C dan
[CO]1 [O 2 ]1 [CO] [O ]
k k
10 − 40 10
∆T
=2
m
2
1 8
v3 = n
m
0, 2 = 0, 4
a
= 2–3 x
n
1 = 1 2 2 m=2 Orde reaksi [O2], [CO] tetap
x 3x
=2
[O 2 ]1 [O ] 2 3
m 1 1 = 4 2
v1 v2
∆T
v2 = n
k=
4,06 × 10 −4 = (0,27)(0,35)
4,3 × 10–3
Jadi, tetapan laju reaksinya 4,3 × 10–3 M/detik. 19. Jawaban: c Misal persamaan orde reaksi: v = k[NO]x[H2]y. Orde reaksi terhadap NO dicari dari percobaan (1) dan (2). v1
[NO]1
k k
x
[H2 ] 1
y
[NO] [H ] 2 2 2 −3 −3 x k 2 × 10 2 × 10 = k 4 × 10 −3 2 × 10 −3 =
v2
4 × 10 −6 8 × 10 −6 4 8
2
y
x
= 4 x
1
1 = 1 2 2 x=1 Orde reaksi terhadap H2 dicari dari percobaan (4) dan (5). x y v4 k [NO] 4 [H 2 ] v 5 = k [NO] 5 [H 2 ] x −3 −3 y k 4 × 10 6 × 10 24 × 10 −6 = k 4 × 10 −3 8 × 10 −3 32 × 10 −6 24 32 1
6 = 8
y
y
3 = 3 4 4 y=1 Jadi, orde reaksi total = x + y = 1 + 1 = 2.
20. Jawaban: b Laju reaksi dapat ditentukan dengan mudah melalui pengukuran laju pembentukan CO2. Gas CO2 yang terbentuk ditampung pada alat buret yang mempunyai ukuran volume sehingga volume gas CO2 dapat ditentukan. Percobaan dapat dilakukan dengan rangkaian alat seperti gambar berikut. Gas CO2 Statif Buret Gelas beker
HCl Air Batu pualam
Terbentuknya gas CO2 akan menekan air sehingga air turun. Volume gas CO2 dapat teramati melalui angka yang tertera pada buret. 21. Jawaban: e Jika pada suatu reaksi kimia suhu dinaikkan maka kenaikan suhu tersebut akan mengakibatkan energi kinetik zat-zat pereaksi, frekuensi tumbukan zatzat pereaksi, dan frekuensi tumbukan efektif meningkat. Dengan demikian, produk akan semakin cepat terbentuk. Energi aktivasi akan menurun jika ada katalis dalam reaksi. Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan 2), 3), dan 4). 22. Jawaban: b Proses kontak adalah reaksi antara belerang dioksida dengan oksigen menggunakan katalis platina atau vanadium pentaoksida. Katalis vanadium pentaoksida lebih umum digunakan karena katalis platina mudah diracuni oleh zat-zat pengotor dalam belerang dioksida. Ni digunakan untuk mengkatalis proses hidrolisis pada lemak dalam pembuatan margarin. MnO2 digunakan untuk mengkatalis penguraian KClO3 menjadi KCl dan O2. CuCl2 digunakan untuk mengkatalis reaksi oksidasi HCl oleh O2 dari udara pada proses pembuatan gas klor menurut cara Deacon. Fe2O3 dan ZnO digunakan untuk mengkatalis reaksi N2 dan H2 pada pembuatan gas NH3 menurut proses Haber-Bosch. 23. Jawaban: d Reaksi pada grafik merupakan reaksi eksoterm karena entalpi produk lebih kecil dari entalpi reaktan dengan perubahan entalpi sebesar 15 kJ. Energi aktivasi reaksi sebesar 35 kJ. 24. Jawaban: e Volume H2SO4 = 19,6 ml Vlarutan = 200 ml ρH SO = 1,225 g/ml 2
4
Mr H2SO4 = 98 g/mol [H2SO4] = =
g Mr
×
1.000 V
19,6 × 1,225 98
1.000 200
×
= 0,245 × 5 = 1,225 M ≈ 1,23 Jadi, konsentrasi larutan H2SO4 sebesar 1,23 M. 25. Jawaban: a Laju reaksi akan semakin cepat apabila zat-zat yang terlibat reaksi (reaktan) mempunyai partikel berbentuk serbuk dan reaksi berlangsung pada suhu tinggi. Partikel berbentuk serbuk mempunyai permukaan bidang sentuh lebih luas sehingga mudah terjadi tumbukan efektif. Kenaikan suhu mengakibatkan energi molekul-molekul meningkat sehingga semakin banyak molekul yang mencapai energi pengaktifan. Dengan demikian, reaksi berlangsung lebih cepat. 26. Jawaban: c Gas H 2 dihasilkan terbanyak jika Zn yang digunakan berbentuk serbuk dan konsentrasi H2SO4 paling besar. Bentuk serbuk mempunyai luas permukaan lebih besar daripada bentuk kepingan. Dengan demikian, kemungkinan tumbukan yang dihasilkan berupa tumbukan efektif lebih besar. Konsentrasi H2SO4 yang paling besar juga memungkinkan tumbukan yang dihasilkan berupa tumbukan efektif lebih besar daripada H2SO4 yang konsentrasinya lebih kecil. Reaksi yang akan menghasilkan gas H2 terbanyak pada 10 detik pertama adalah 2 g Zn (berbentuk serbuk) dengan 30 ml H2SO4 0,5 M. 27. Jawaban: e Alasan yang benar tentang kenaikan laju reaksi ketika luas permukaan reaktan dinaikkan adalah penambahan luas permukaan molekul reaktan akan menaikkan jumlah tumbukan antarpartikel reaktan. 28. Jawaban: b Misal persamaan laju reaksi: v = [NO]m[Br2]n. Orde reaksi terhadap [NO], [Br2] tetap. v2 v3
12 24
=
k k
[NO]2 m [Br2 ]2 n [NO] 3 [Br2 ]3
=
k k
m 0,1 0,2
n
0,10 0,10
m 1 1 2 = 2 1
1 2
1 m = 2
m =1 Kimia Kelas XI
51
Orde reaksi terhadap [Br2], [NO] tetap. m k [NO]1 = k [NO]2
v1 v2
6 12 =
k k
m
0,1 0,1
B.
Uraian ρ × 10 × % 1, 3 g/ml × 10 × 63 1. M = = Mr 63 g/mol
[Br2 ]1 n [Br ] 2 2
= 13 mol/ml = 13 M Jadi, molaritas asam nitrat pekat sebesar 13 M.
0,05 n 0,10
2. NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) a.
1 1 n 2 = 2 1 n 1 = 2 2 n =1 Persamaan laju reaksi: v =k [NO] [Br2] Dari percobaan 1 diperoleh k sebagai berikut. v = k [NO] [Br2] 6 = k (0,1) (0,05) k = 1.200 jika konsentrasi gas NO = 0,01 M dan gas Br2 = 0,03 M maka: v = 1.200 (0,01) (0,03) = 0,36 M/detik Jadi, harga laju reaksi 0,36 M/detik.
30. Jawaban: c Misal persamaan laju reaksi: v = k[H2]m[NO]n. Orde reaksi terhadap H2 → percobaan 3) dan 4). v3 v4
m
=
n 0,15 m 0,2 0,30 0,2 ⇒
k k
1
k k
= 1
n
= 2
0,1 = 0,2
0,15 m 0,1 n 0,15 0,2 ⇒
⇒ 21
2
b.
0,06 6
=
= 0,01 M det–1
Laju reaksi pembentukan H2 Mol H2 =
3 1
× 0,3 = 0,9 mol 0,9 = 5
Molaritas H2 = vH = 2
d[H2 ] dt
0,18 = 6
=
0,18 M 0,03 M det–1
Jadi, laju reaksi pembentukan H2 = 0,03 M det–1. c.
Laju penguraian NH3 Mol NH3 =
2 1
× 0,3 = 0,6 mol
Molaritas NH3 = vNH = – 3
d[NH3 ] dt
0,6 = 5
= –
0,12 M
0,12 = 6
3. a.
Endoterm
m
1
n
= 2
Produk
Ea
2
0,025 = 0,1
Reaktan Jalannya reaksi
b.
Eksoterm E
n
1 2
⇒n=2
–0,02 M det–1
Jadi, laju reaksi penguraian NH 3 = 0,02 M det–1.
1
Jadi, rumus laju reaksinya adalah v = k[H2][NO]2.
Laju Reaksi
d[N2 ] dt
Jadi, laju reaksi pembentukan N2 = 0,01 M det–1.
m
1
0,025 0,1
52
2
0,06 M
E
= ⇒ m = 1 2 2 Orde reaksi terhadap NO → percobaan 2) dan 3). m n k [H2 ]2 [NO]2 v2 = k [H ] [NO] v3 3 2 3
1 4
vN =
k [H ] [NO] = k [H2 ]3 [NO]3 2 4 4
0,1 0, 2 1
n
0,3 = 5
Molaritas N2 =
1
29. Jawaban: a Katalis pada suatu reaksi berfungsi untuk mempercepat reaksi. Reaksi berlangsung cepat ditandai dengan banyaknya gelembung gas. Reaksi ini terjadi pada percobaan (2) dan (4) karena penambahan MnO2 dan CoCl2. Dengan demikian, zat yang berfungsi sebagai katalis adalah ion Mn4+ dan ion Co2+.
Laju reaksi pembantukan N2 Mol N2 = 0,3 mol
Ea Reaktan
Produk
Jalannya reaksi
4. Misal: v = k [A]m [B] n 1) [A] = tetap, [B] = 2x → v = 4x 4v = k [A]m [2B]n 4(k [A]m [B] n) = k [A]m [2B]n 4(k [A]m [B]n) = k [A]m · 2 n [B]n 4 = 2n 22 = 2n n=2 2) [A] = 3x, [B] = 3x → v = 27x 27v = k [3A]m [3B]n 27(k [A]m [B]n) = k 3m [A]m · 3 n [B]n 27 = 3m · 32 27 = 3m · 9 3 = 3m m=1 Jadi, persamaan laju reaksinya v = k [A] [B]2. 3) [A] = 0,3 M, [B] = 0,2 M → v = 1,2 × 10–1 M/det 1,2 × 10–1 = k (0,3) (0,2)2 1,2 × 10–1 = k (0,3) (0,04) k= 10 Jadi, harga tetapan laju reaksinya adalah 10 mol–2 L2 det–1. 5. Faktor yang memengaruhi laju reaksi antara percobaan 1) dan 3) adalah luas permukaan bidang sentuh zat pereaksi. Reaksi pada percobaan 1) berlangsung lebih cepat daripada percobaan 3) karena bentuk zat yang berupa serbuk mempunyai luas permukaan yang lebih besar daripada bentuk bongkahan. Faktor yang memengaruhi laju reaksi antara percobaan 2) dan 4) adalah konsentrasi pereaksi (HCl). Semakin besar konsentrasi maka laju reaksi semakin cepat. Faktor yang memengaruhi laju reaksi antara percobaan 3) dan 4) adalah luas permukaan bidang sentuh dan konsentrasi zat peraksi. Bentuk butiran dan konsentrasi yang lebih besar pada percobaan 4) mengakibatkan laju reaksi yang lebih cepat daripada percobaan 3). Faktor yang memengaruhi laju reaksi antara percobaan 3) dan 5) adalah luas permukaan bidang sentuh pereaksi dan suhu. Percobaan 5) dengan pereaksi berbentuk butiran dan suhu lebih tinggi mengakibatkan laju reaksi lebih cepat daripada percobaan 3). 6.
N2O4(g) NO2(g) Mula-mula : 1 – Reaksi : 0,3 0,6 –––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,7 0,6
Laju pembentukan NO2 = + =+ =+
d[NO2 ] dt 0,6 mol 10 L
12 detik
0,06 M 12
= +0,005 M/detik Jadi, laju pembentukan gas NO 2 sebesar 0,005 M/detik. 7. n = 3 T1 = 30°C → t1 = 9 menit T2 = 90°C → t2 =
∆T = T2 – T1
1 menit 3
= (90 – 30)°C = 60°C 1 T2 1 1 3
3
∆T
= n a × =3 =3
27 = 3 33 = 3 60 x
x
60 x
60 x
1 T1
×
1 9
×
1 9
60 x 60 x
= 3 =
60 3
= 20°C
Jadi, laju reaksi akan menjadi 3 kali lebih cepat dari semula untuk setiap kenaikan 20°C. 8. Katalis homogen yaitu katalis yang mempunyai fase sama dengan fase pereaksi atau katalis yang dapat bercampur dengan pereaksi secara homogen. Contoh: a. Gas NO dan NO2, berfungsi mempercepat reaksi pada pembuatan asam sulfat dengan cara bilik timbal. b. Larutan kobalt(II) klorida (CoCl2) dan larutan besi(III) klorida (FeCl3), berfungsi mempercepat reaksi pada penguraian hidrogen peroksida. Katalis heterogen yaitu katalis yang mempunyai fase berbeda dengan fase pereaksi. Contoh: a. Besi, berfungsi mempercepat reaksi pembuatan amonia melalui proses Haber. b. Batu kawi (MnO2), berfungsi mempercepat reaksi penguraian kalium klorat. c. Vanadium pentaoksida (V2O5), berfungsi mempercepat reaksi pembuatan asam sulfat melalui proses kontak.
Kimia Kelas XI
53
9. a.
Rumus umum: v = k[NO]x[Br2]y y ditentukan berdasarkan percobaan (1) dan (2). v1 v2
6 12
x
y
=
k k
[NO] [Br2 ] [NO] [Br ] 2
=
k k
(0,1) (0,05) y (0,1) (0,10)
1
=
1)
1 2
[Br–] 2×
y
Data 1)
0,001
y
2)
0,002
1 10
24 54
=
24 54
2 = 3
4 9
= 3
2 3
k k k k
=
2)
y
[NO] [Br2 ] [NO] [Br ] 2 y x (0,2) (0,5 ) (0,3) (0,5 )
2
2
x
2 3
Untuk menentukan orde [BrO3–] dipilih [Br–] dan [H+] tetap, dari data 1) dan 3).
Data 1)
c.
1 t
0,005
1 20
2×
2)
3)
x
0,010
Untuk menentukan orde [H+] dipilih [Br–] dan [BrO3–] tetap, dari data 1) dan 4).
Data 1)
= 12.000 mol–1 L s–1
[H+]
1 t
0,010
1 20 2×
Ambil salah satu data hasil percobaan, misalnya percobaan 1). v = k[NO]2[Br2] 6 = k(0,1)2(0,05) 6 0,0005
2)
0,020
1 5
(2x)2 b. c.
= 4× [H+]2, orde 2
Rumus laju reaksi v = k[Br–][BrO3–]0[H+]2 Orde reaksi total = 1 + 0 + 2 =3
Laju Reaksi
4×
(2x) . . . = 4×
v = k[Br–][H+]2
54
1×
1 20
(2x) . . . = 1× (2x)0 = 1 × [BrO3–]0, orde 0
x
Orde reaksi terhadap NO = 2, orde reaksi pertama terhadap Br2 = 1, dan orde reaksi total = 2 + 1 = 3.
k =
[BrO3–]
x
x =2 b.
2×
(2x) = 2x ⇒ (2x)1 = 2x [Br–]1, orde 1
x ditentukan berdasarkan percobaan 4) dan 5). =
1 t 1 20
y =1
v4 v5
1 . waktu
Laju reaksi =
x
1 1 = 2 2 1 2
10. Untuk menentukan orde [Br–] dipilih data yang [BrO3–] dan [H+] tetap, dari data 1) dan 4). a. Orde reaksi tiap-tiap reaktan:
Setelah mempelajari bab ini, siswa: 1. mampu menganalisis faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran arah kesetimbangan yang diterapkan dalam industri; 2. mampu menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan; 3. mampu merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan; 4. mampu memecahkan masalah terkait hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, siswa: 1. mensyukuri dan mengagumi keteraturan dan keseimbangan alam di sekitar; 2. memiliki rasa ingin tahu yang tinggi, jujur, terampil, dan proaktif saat melakukan dan menyajikan hasil percobaan faktorfaktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan.
Materi • • •
Reaksi Kimia, Kesetimbangan Kimia, dan Tetapan Kesetimbangan Pergeseran Kesetimbangan dan Faktor-Faktor yang Memengaruhinya Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dan Hasil Reaksi
Pembelajaran Kognitif • • • • • •
Reaksi kimia, kesetimbangan kimia, dan tetapan kesetimbangan. Azas Le Chatelier. Reaksi kesetimbangan dalam industri. Reaksi kesetimbangan dalam tubuh manusia. Reaksi kesetimbangan dalam kehidupan sehari-hari. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc) dan tekanan parsial (Kp).
Kegiatan Psikomotorik •
•
Merancang dan melakukan percobaan tentang faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan. Mendemonstrasikan mengenai reaksi kesetimbangan kimia.
Keterampilan yang Dikuasai Pengetahuan yang Dikuasai • • • • •
Menjelaskan kesetimbangan dinamis, kesetimbangan homogen dan heterogen, serta tetapan kesetimbangan. Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia. Menyebutkan berbagai reaksi kesetimbangan dalam industri, tubuh manusia, dan kehidupan sehari-hari. Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Menghitung harga Kc, Kp, dan hubungan antara Kc dan Kp.
• •
Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan. Menyajikan laporan hasil percobaan pengaruh perubahan konsentrasi, tekanan, volume, suhu, dan katalis terhadap pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan.
Kemampuan dan Sikap yang Dimiliki • • •
Menerapkan konsep kesetimbangan kimia untuk mempelajari berbagai peristiwa di sekitar. Memiliki rasa ingin tahu tinggi, terampil, jujur, dan proaktif dalam berbagai kegiatan. Mensyukuri dan mengagumi konsep kesetimbangan untuk menjaga kesetimbangan alam. Kimia Kelas XI
55
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Reaksi kesetimbangan kimia adalah reaksi kimia yang berlangsung ke kanan (terbentuknya produk) dan ke kiri (terbentuknya pereaksi) dengan kecepatan yang sama. 2. Jawaban: c Pada kesetimbangan homogen, komponenkomponen di dalamnya mempunyai wujud atau fase sama. Pada reaksi Fe 3+(aq) + SCN(aq) FeSCN2+(aq), semua komponennya memiliki fase sama yaitu larutan (aq). 3. Jawaban: e Suatu reaksi dikatakan mencapai kesetimbangan jika laju pembentukan reaktan sama dengan laju pembentukan produk. 4. Jawaban: b Persamaan reaksi setelah disetarakan: Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g)
Dengan demikian, tetapan kesetimbangannya ditentukan dari zat yang berwujud larutan. Kc =
9. Jawaban: a Persamaan reaksi setara dari reaksi kesetimbangan tersebut: 2Na2CO3(aq) + 2SO2(g) + O2(g) 2Na2SO4(aq) + 2CO2(g) Spesi kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan berasal dari spesi kimia yang ada dalam fase gas atau dalam fase larutan. Dengan demikian, tetapan kesetimbangan reaksi pada soal sebagai berikut. Kc =
10. Jawaban: b Pada reaksi irreversible (tidak dapat balik), zatzat hasil reaksi tidak dapat bereaksi kembali membentuk pereaksi.
Tetapan kesetimbangan ditentukan dari zat berfase gas sehingga harga K c =
5. Jawaban: c Suatu reaksi dikatakan setimbang jika laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri. 6. Jawaban: a Kesetimbangan heterogen adalah suatu kesetimbangan kimia dengan zat-zat yang berada dalam keadaan setimbang mempunyai fase atau wujud zat yang berbeda (dua fase atau lebih) seperti pada reaksi b, c, d, dan e. Reaksi a merupakan reaksi kesetimbangan homogen karena zat-zat yang terlibat dalam reaksi mempunyai fase sama yaitu gas (g). 7. Jawaban: e Kesetimbangan 4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl 2(g) merupakan kesetimbangan homogen berwujud gas. Persamaan tetapan kesetimbangan reaksi berasal dari semua zat yang terlibat dalam reaksi. Kc =
8. Jawaban: b Kesetimbangan Al 3+(aq) + 3H2O( ) Al(OH3)(s) + 3H +(aq) merupakan kesetimbangan heterogen berbagai wujud yaitu padat, cair, dan larutan.
56
Reaksi Kesetimbangan
B. Uraian
1. Reaksi dapat balik (reversible) adalah reaksi kimia yang berlangsung dua arah. Pereaksi membentuk produk, selanjutnya produk bereaksi kembali membentuk pereaksi. Contoh: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Reaksi tidak dapat balik (irreversible) adalah reaksi yang berlangsung satu arah, produk tidak dapat saling bereaksi kembali membentuk pereaksi. Contoh: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O( ) 2. a. b.
Kc =
Kc = [H +][OH –] − +
c.
Kc =
d.
Kc = [CO2]
e.
Kc = [Ag+][Cl –]
3. Kesetimbangan homogen karena zat-zat yang berada dalam reaksi kesetimbangan mempunyai fase atau wujud zat sama. 4. Kesetimbangan dinamis yaitu reaksi setimbang yang secara makroskopis tidak terjadi perubahan, tetapi secara mikroskopis reaksi berlangsung terus-menerus secara bolak-balik.
Contoh kesetimbangan ozon dan oksigen yang terjadi di lapisan stratosfer menyangkut reaksi pembentukan dan penguraian dengan laju yang sama. 2O3(g) 3O2(g)
5. i s k a e R u j a L
A2 + B2 → 2AB v1 = v2
A2 + B2 2AB
2AB → A2 + B2
Waktu
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Jika volume diperbesar, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang jumlah koefisiennya lebih besar. Jika koefisien di kedua ruas sama, kesetimbangan tidak akan bergeser. 2. Jawaban: d 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, sedangkan H2O bertambah. 3. Jawaban: a Reaksi ke kanan endoterm (membutuhkan kalor) sedangkan reaksi ke kiri eksoterm (membebaskan kalor). Agar kesetimbangan bergeser ke kiri, suhu harus diturunkan. 4. Jawaban: b Reaksi kesetimbangan: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
∆H < 0
Produk SO3 akan meningkat apabila tekanan dinaikkan sehingga kesetimbangan bergeser ke jumlah koefisien kecil. Suhu diturunkan agar kesetimbangan bergeser ke arah eksoterm (ke arah produk). Jika pada kesetimbangan volume diperbesar kesetimbangan justru bergeser ke kiri atau produk terurai kembali menjadi SO 2 dan O 2. Sementara itu, katalis akan mempercepat laju reaksi ke arah produk sehingga produksi belerang trioksida meningkat. Namun, katalis tidak memengaruhi pergeseran kesetimbangan. Katalis hanya mempercepat terjadinya kesetimbangan. 5. Jawaban: d Pada sistem kesetimbangan, apabila suhu dinaikkan kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm (ke kanan).
6. Jawaban: e Suhu diturunkan akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan (eksoterm). 7. Jawaban: e Katalis tidak berpengaruh terhadap sistem kesetimbangan kimia. Katalis hanya berfungsi mempercepat terjadinya keadaan setimbang. 8. Jawaban: d Kesetimbangan 6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) + 6H2O(g) merupakan kesetimbangan homogen berwujud gas. Perubahan tekanan akan memengaruhi pergeseran kesetimbangan. Jika tekanan pada sistem tersebut diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang memiliki jumlah koefisien lebih kecil. Pada kesetimbangan tersebut jumlah koefisien produk lebih besar dari jumlah koefisien reaktan sehingga kesetimbangan bergeser ke kiri atau ke arah reaktan (NO dan NH3). 9. Jawaban: a Pada kesetimbangan NH 4Cl(g) NH3(g) + HCl(g) jumlah koefisien produk lebih besar dari jumlah koefisien reaktan. Konsentrasi NH 3 akan berkurang jika pada kesetimbangan uap NH4Cl dikurangi, gas HCl ditambah, volume diperkecil, dan tekanan diperbesar. 10. Jawaban: c Jika konsentrasi CO dikurangi, kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Fe3O4(s) + 4CO(g) 3Fe(s) + 4CO2(g) Dengan demikian, gambar partikel hasil reaksi (CO2) berkurang dan gambar partikel pereaksi (CO) bertambah. Gambar partikel tidak berubah karena Fe berwujud padat. Dengan demikian, hanya gambar partikel saja yang berkurang. Gambar c merupakan gambar partikel hasil reaksi yang berkurang. Sementara itu, gambar a
Kimia Kelas XI
57
merupakan gambar partikel pereaksi yang bertambah (gambar partikel CO bertambah, gambar partikel Fe3O4 tetap karena Fe3O4 berwujud padat). 11. Jawaban: d Dari ilustrasi gambar pada soal, setelah diberikan perlakuan jumlah CH 4 bertambah sedang jumlah C dan H 2 berkurang (reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan). Jadi, perlakuan terhadap kesetimbangan tersebut adalah suhu diturunkan dan tekanan diperbesar atau volume diperkecil. 12. Jawaban: e Menambah air pada kesetimbangan Fe 3+(aq) + SCN –(aq) FeSCN2+(aq) berarti menambah volume sistem. Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang jumlah koefisiennya lebih besar, yaitu ke arah reaktan atau Fe 3+ dan SCN –. Dengan demikian, konsentrasi ion Fe3+ dan ion SCN – akan bertambah, sedangkan harga K c tetap karena pada reaksi kesetimbangan berlangsung pada suhu tetap. 13. Jawaban: d Kesetimbangan sistem akan bergeser ke kiri apabila: 1) tekanan diperkecil dan volume diperbesar karena mol zat di sebelah kiri lebih besar; 2) suhu diturunkan (∆H positif berarti reaksi ke kanan endoterm dan ke kiri eksoterm); 3) pereaksi dikurangi. 14. Jawaban: c Agar kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan O (ke kanan) tekanan diperbesar karena jika tekanan diperbesar kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang jumlah koefisiennya lebih kecil. 15. Jawaban: d Pada suatu sistem kesetimbangan, jika suhu diturunkan kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang melepaskan panas (reaksi eksoterm). Jadi, untuk sistem kesetimbangan 2SO 3(g) 2SO2(g) + O2(g) ∆H = +380 kJ·mol –1, jika suhu diturunkan kesetimbangan bergeser ke kiri. Kondisi ini mengakibatkan konsentrasi SO 3 bertambah, sedangkan konsentrasi SO 2 dan O2 berkurang.
2. Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g) ∆H = +30 kJ Reaksi ke kanan bersifat endoterm, sedangkan reaksi ke kiri bersifat eksoterm. a. Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke kanan (endoterm) sehingga Fe dan CO 2 bertambah sedangkan Fe 2O 3 serta CO berkurang. b. Jika volume diperkecil, kesetimbangan bergeser ke jumlah koefisien zat gas kecil. Contoh: Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g)
58
Reaksi Kesetimbangan
3
3
Kesetimbangan tidak bergeser (tetap), sebab jumlah molekul gas pereaksi sama dengan jumlah molekul gas hasil reaksi. 3. a.
Menyiapkan SO2 dengan membakar belerang di udara atau dengan pemanggangan pirit (FeS), dengan reaksi sebagai berikut. S + O 2 → SO2 atau 4FeS + 7O2 → 2FeO3 + 4SO2 Gas SO2 dialirkan melalui pipa katalis pada suhu 400°C menurut reaksi sebagai berikut. 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H = –197 kJ ← H2SO4 + SO3 → H2SO7 H2S2O7 + H2O → 2H2SO4
b.
Kondisi optimum yang diperlukan adalah suhu rendah, tekanan tinggi, konsentrasi SO 2 atau O2 dibuat berlebih, dan digunakan katalis V2O5.
4. a.
Jika jumlah gas amonia dikurangi, kesetimbangan akan bergeser ke arah produk sehingga hasil yang diperoleh maksimal. b. Jika konsentrasi gas nitrogen dikurangi, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaktan sehingga jumlah produk berkurang. c. Jika pada sistem tekanan diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang jumlah koefisiennya lebih banyak, yaitu ke arah reaktan. Kondisi ini dapat mengurangi produk.
5. Pada reaksi kesetimbangan: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) a.
B. Uraian 1. Pada sistem kesetimbangan homogen, jika tekanan diperbesar (volume diperkecil), kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang mempunyai jumlah koefisien lebih kecil yaitu ke kanan. Hal ini berarti NO2 bertambah, sedangkan NO dan O 2 berkurang.
b.
Jika volume sistem diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang jumlah koefisiennya lebih kecil, yaitu ke arah produk SO3. Dengan demikian, 1)
jumlah gas SO3 akan bertambah;
2)
jumlah gas SO2 berkurang karena reaksi berjalan ke arah produk.
J ik a k on se nt ra si g as SO 2 diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke kanan, ke arah produk. Dengan demikian, konsentrasi gas SO3 akan bertambah.
A. Pilihan Ganda
⇔
1. Jawaban: a Kesetimbangan BiCl 3(aq) + H2O( ) BiOCl(s) + 2HCl(aq) merupakan kesetimbangan heterogen yang melibatkan berbagai fase, yaitu padat (s), cair ( ), dan larutan (aq). Dengan demikian, harga tetapan kesetimbangannya hanya berasal dari zat yang berfase larutan (aq). Oleh karena itu, persamaan tetapan kesetimbangannya sebagai berikut.
x = = 1,6 mol
5. Jawaban: b Reaksi: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Kp = 54 Kp
=
54 =
Kc =
PN2 =
2. Jawaban: d
Kc =
= 0,4 M = 0,7 M
= 0,6 M
=
Kc =
CO + H2O CO2 + H2 a a – –
Mol mula-mula :
a
a
a
a
a
a
a
a
Mol terurai : ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang:
=
=
4. Jawaban: d Reaksi kesetimbangan: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Konsentrasi gas pada saat kesetimbangan [SO2] = 0,4 mol/5 liter = 0,08 mol/L [O2] = x mol/5 liter = x/5 mol/L [SO3] = 0,8 mol/5 liter = 0,16 mol/L Kc =
⇔
12,5 =
⇔
12,5 =
Harga tetapan kesetimbangan reaksi tersebut berasal dari zat-zat berfase gas saja.
3. Jawaban: e
Kc =
2Al(s) + 3H2O(g) Al2O3(s) + 3H2(g) Mol awal :1 1 Mol bereaksi : 0,4 0,6 0,2 0,6 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang: 0,6 0,4 0,2 0,6
[SO2] =
[SO3] =
6. Jawaban: a
Konsentrasi =
[O2] =
=
( ) ( )
=
=
3,375
Jadi, harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut 3,375. 7. Jawaban: b A(g) + B(g) C(g) + D(g) Mol mula-mula : 1 2 – – Mol terurai : 0,5 0,5 0,5 0,5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 0,5 1,5 0,5 0,5 Kc =
=
= 0,33
8. Jawaban: c Reaksi 1): 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) K1 = K
Reaksi 2): SO3(g) SO2(g) + O2(g) K2 = . . . ? Reaksi 2) merupakan kebalikan reaksi 1), koefisien reaksi 2) adalah
koefisien reaksi 1) sehingga K
reaksi 2) adalah kebalikan K reaksi 1) di akar pangkat 2. K2 =
.
Kimia Kelas XI
59
9. Jawaban: d Reaksi kesetimbangan: NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)
14. Jawaban: b Kc =
Harga Kp diperoleh dari zat berfase gas sehingga Kp = (PNH )(PHCl) 3
Kp = a PNH = PHCl, karena koefisiennya sama maka: 3
2
a = (PNH ) 3
PNH = PHCl =
15. Jawaban: c Misalkan jumlah gas CO yang harus ditambahkan = x mol/L. CO(g) +
Ptotal = P NH + PHCl
=2 10. Jawaban: c Reaksi kesetimbangan: 2X(g) 3Y(g) Kp =
=
−
⇔
0,8 =
−
⇔
0,8 =
−
⇔
x –4=
B. Uraian N2(g) +
3H2(g)
2NH3(g)
Mol mula-mula : 0,3 mol 0,9 mol Mol bereaksi : 0,2 mol 0,6 mol 0,4 mol –––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang : 0,1 mol 0,3 mol 0,4 mol
12. Jawaban: c Volume = 1.000 ml = 1 L
2SO3(g)
Mol mula-mula : 0,5 mol 0,3 mol Mol bereaksi : 0,4 mol 0,2 mol 0,4 mol –––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang : 0,1 mol 0,1 mol 0,4 mol
=
= 16
13. Jawaban: e Volume larutan: 1 L P + Q → R + S Mol mula-mula : 1 mol 1 mol Mol bereaksi : 0,8 mol 0,8 mol 0,8 mol 0,8 mol –––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang : 0,2 mol 0,2 mol 0,8 mol 0,8 mol
Pada saat setimbang: [P] = 0,2 mol/1 liter = 0,2 mol/L [Q] = 0,2 mol/1 liter = 0,2 mol/L [R] = 0,8 mol/1 liter = 0,8 mol/L [S] = 0,8 mol/1 liter = 0,8 mol/L
=
1. Pada saat kesetimbangan: [PCl3] =
=
0,004 mol/L
[PCl5] =
=
0,004 mol/L
[Cl2] =
2SO2(g) + O2(g)
x = 10 + 4
Jadi, jumlah gas CO yang harus ditambahkan 14 mol/L.
11. Jawaban: d
= 14 mol/L
PY = 2 atm
60
0,8 =
⇔
PY3 = 8
Kc =
⇔
PY3 = 82 ×
Kc=
Kc =
3
+
H2O(g) CO2(g) + H2O(g)
Mol mula-mula : x mol/L 6 mol/L Mol bereaksi : 4 mol/L 4 mol/L 4 mol/L 4 mol/L ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : (x – 4) mol/L 2 mol/L 4 mol/L 4 mol/L
3
=
=
= 4 × 4 = 16
Reaksi Kesetimbangan
Kc =
=
0,02 mol/L
=
=
50
Jadi, harga Kc reaksi PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) sebesar 50. 2. Reaksi kesetimbangan disosiasi: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) a(1 – α)
aα
aα
mol NH3 : mol H2 = 4 : 3 a(1 – α) :
a
(1 – α) :
α=4:3
α=4:3 6α = 3 – 3 α 9α = 3 α=
Jadi, derajat disosiasi NH3 adalah
.
3. Reaksi kesetimbangan disosiasi: A2B2(g) Mol mula-mula
: n
2A(g)
Kc =
+ 2B(g)
–
–
Mol terurai : m m m ––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang
: n–
m
Konsentrasi pada − saat setimbang : [A2B2] =
α =
α =
×
=
m
[A] =
Kp = =
× − × − × −
= 4,56 × 10 –3
b.
Kp = Kc(RT)∆n
∆n = Σ mol zat produk – Σ mol zat reaktan
=
Jadi, derajat disosiasi gas A 2B2 adalah 4.
[B] =
= = 16
Jadi, harga tetapan kesetimbangan reaksi tersebut 16. 5. a.
m
.
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) Mol awal : 1 1 Mol reaksi : 0,8 0,8 0,8 0,8 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 0,2 0,2 0,8 0,8
Kesetimbangan tersebut merupakan kesetimbangan homogen berwujud gas sehingga K c berasal dari semua zat yang terlibat dalam reaksi.
= 2 – (2) = 0 R = 0,082 L atm K –1mol –1 T = 490 + 273 = 763 K Kp = Kc(RT)0 → (RT)0 = 1 4,56 × 10 –3 = Kc Jadi, harga Kp = Kc = 4,56 × 10 –3.
Kimia Kelas XI
61
= (0,1 atm)3 × (0,1 atm) 3 = 1 × 10 –6 atm6
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Kesetimbangan akan cepat tercapai apabila dalam reaksi tersebut digunakan katalis. Katalis mempercepat terjadinya kesetimbangan tanpa ikut bereaksi. 2. Jawaban: a Kesetimbangan 2BaO(s) + O2(g) 2BaO2(s) merupakan kesetimbangan heterogen. Tetapan kesetimbangan reaksi tersebut berasal dari zat
yang berfase gas sehingga K c =
.
3. Jawaban: d Kc =
∆
=
− +
=
−
= Kp(RT)2
= 2,9 × 10 –3 × (0,0821 × (178 + 273)) 2 = 3,97 = 4 4. Jawaban: a Volume = 1 L mol AB pada keadaan mula-mula adalah 1 mol. Jadi, AB yang bereaksi: ×
1 mol = 0,4 mol AB
A
+
B
Mol mula-mula : 1 mol Mol bereaksi : 0,4 mol 0,4 mol 0,4 mol –––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang : 0,6 mol 0,4 mol 0,4 mol
Kc =
=
= 0,27
5. Jawaban: b Misalkan La2(C2O4)3 yang bereaksi = x La2(C2O4)3(s) La2O3(s) + 3CO(g) + 3CO2(g) Mol mula-mula : 0,1 mol Mol bereaksi : x mol x mol 3x mol 3x mol –––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– ––––– Mol setimbang : (0,1 – x) x 3x 3x mol mol mol mol
Tekanan parsial pada saat setimbang hanya ditentukan oleh zat berfase gas. P total = 0,2 atm ntotal pada saat setimbang = nCO + nCO 2 = (3x + 3x) mol = 6x mol pCO = pCO = 2
× 0,2 atm = 0,1 atm × 0,2 atm = 0,1 atm
Kp = (pCO)3 × (pCO )3 2
62
Reaksi Kesetimbangan
6. Jawaban: d Kc = 0,5 R = 0,082 L atm mol –1 K –1 T = 27°C = 300 K CH3OH(g) → CO(g) + 2H2(g) ∆n = 3 – 1 = 2 Kp = Kc (RT)∆n = 0,5 × (0,082 × 300) 2 7. Jawaban: e Reaksi kesetimbangan: 2CO(g) C(s) + CO2(g) Saat setimbang =
a
a(1 – α)
α
a
α
Jumlah mol gas CO sisa: pV = nRT 2 atm × 5 liter = n × 0,0821 L atm mol –1K –1 n=
= 0,27 mol
α)
Jumlah mol gas CO sisa = a(1 – 0,27 = 0,4(1 – α) 0,27 = 0,4 – 0,4α 0,4α = 0,13
α=
= 0,325
8. Jawaban: b Reaksi kesetimbangan: 2AB(g) 2A(s) + B2(g) Pada saat setimbang:
a(1 – α)
aα
Jumlah mol B 2 yang terjadi: PV = nRT 1 × 2 = n × 0,0821 × (120 + 273) n=
= 0,062 mol Jumlah mol B2 yang terjadi = 0,062 = a=
× a
× 0,8
= 0,155 mol 9. Jawaban: b Kp = Kc(RT)∆n = Kc(RT)(2 + 1) – 2 = Kc(RT)1 = Kc(RT)
a
α
a
α
10. Jawaban: d Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke arah zat yang jumlah koefisiennya kecil. Oleh karena itu jika diinginkan produk bertambah maka jumlah koefisien produk harus lebih kecil dari jumlah koefisien reaktan. Reaksi ini terdapat pada reaksi nomor (2) dan (4). 11. Jawaban: c Reaksi kesetimbangan 2NO(g) + O2(g) N2O4(g) ∆H = –x kkal merupakan reaksi eksoterm. Jika pada kesetimbangan suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm atau ke arah reaktan. Kondisi ini mengakibatkan jumlah gas NO dan gas O2 bertambah, sedangkan jumlah N 2O4 semakin berkurang. 12. Jawaban: b 2HBr (g) H2(g) + Br 2(g) ∆H = 72 kJ Kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri jika: 1) konsentrasi HBr dikurangi; 2) suhu diturunkan; 3) konsentrasi H2 atau Br 2 ditambah. 13. Jawaban: c Jika ditambahkan 0,5 mol NH 3 (produk), kesetimbangan akan bergeser ke kiri (pereaksi). 14. Jawaban: d Untuk memperoleh zat hasil (XY 2) sebanyakbanyaknya, reaksi harus bergeser ke kanan. Koefisien reaksi di kiri = 1 +
=
1
Koefisien reaksi di kanan = 2 Agar reaksi bergeser ke kanan tekanan harus diperkecil (rendah). Reaksi ke kanan adalah reaksi endoterm. Dengan demikian, agar reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan, suhu sistem dinaikkan (tinggi). 15. Jawaban: a Pada sistem kesetimbangan heterogen yang menyangkut fase gas dan padat, sistem kesetimbangan hanya dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi dan tekanan zat yang berwujud gas. 16. Jawaban: a Kp = Kc(nRT)∆n = Kc(RT)2 – (1 + 1) = Kc(RT)0 = 1,8 × (0,0821 × (212 + 273)) 0 = 1,8 × 1 = 1,8 17. Jawaban: c Misal volume larutan mula-mula: V 1 Reaksi: A2(g) + B2(g) 2AB(g) Kc =
=
V2 = 2V1 Kc = =
=
18. Jawaban: a Persamaan : N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) Mol awal : 1 3 Mol reaksi : 0,5 1,5 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 0,5 1,5 1 Ptotal = 3 atm mol total = 3 PNH = 3
× 3 atm = 1 atm
PN =
×
PH =
2
2
Kp =
3 atm = 0,5 atm
× 3 atm = 1,5 atm
=
=
= 0,59
Jadi, harga tetapan kesetimbangan parsial (K p) reaksi tersebut adalah 0,59. 19. Jawaban: c Reaksi A + AC 2 2AC diperoleh dari penggabungan kedua reaksi kesetimbangan. Reaksi pertama tetap, reaksi kedua dikali dua. 1) A + 2BC AC2 + 2B K = 0,5 2) 2B + 2AC2 2BC + 2AC K = 16 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– A + AC2 2AC K = (0,5 × 16) =8 20. Jawaban: d Perubahan tekanan tidak akan memengaruhi pergeseran kesetimbangan pada reaksi kesetimbangan yang jumlah koefisien antara produk dan reaktan sama. Reaksi kesetimbangan tersebut dimiliki oleh persamaan reaksi d. Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan pada reaksi a dan b akan bergeser ke kiri, sedangkan pada reaksi c dan e akan bergeser ke kanan. 21. Jawaban: a Persamaan reaksi : 2HBr (g) H2(g) + Br 2(g) Mol awal : 0,1 Mol reaksi : 0,05 0,025 0,025 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 0,05 0,025 0,025
Kimia Kelas XI
63
Harga tetapan kesetimbangan (K c ) untuk kesetimbangan tersebut: Kc = = =
α= α = 0,5 atau α = 50% Jadi, banyak mol PCl5 yang terurai 50%.
25. Jawaban: c
×
α = 0,5 → α =
−
× −
0,5 =
= 2,5 × 10 –1 Jadi, harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut sebesar 2,5 × 10 –1. 22. Jawaban: b Volume = 1 L CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) Setimbang:
R
Q
P
[CO] =
N2O4(g) 2NO2(g) Mol mula-mula : 4 – Mol terurai : 2 4 ––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 2 4
Σ mol = 2 + 4 = 6 mol 2
PN
O
=
2 4
1,2 =
mol terurai = 2 mol
PNO =
Kc =
Kp =
× ×
3 atm = 2 atm 3 atm = 1 atm
=
23. Jawaban: c 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1 = 16 NO2(g) NO(g) +
O (g) 2
K2 = ?
= 4
26. Jawaban: b Untuk kesetimbangan: N2O4(g) 2NO2(g)
–
x
x
Mol mula-mula : 1 x
Reaksi kedua merupakan kebalikan reaksi ke-1 × reaksi ke-1 sehingga besarnya K 2 = dengan berasal dari kebalikan dan
dan juga
berasal dari K2 =
=
kali =
(pangkat
)
0,25
24. Jawaban: b Reaksi : PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) Mol awal : 0,1 Mol reaksi : 0,1α 0,1α 0,1α –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mol setimbang : (0,1 – 0,1α) 0,1α 0,1α Kc =
0,05 =
α − α
=
− ⋅ α − α
α2 + 0,5α – 0,5 = 0 – ) –
(α + 1)(α
=0
α
=0
Mol terurai
––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : x x
α=
Reaksi Kesetimbangan
=
=
27. Jawaban: d Reaksi 1): 2X + 2Y 4Z Reaksi 2): 2Z X + Y
K1 = 0,04 K2 = . . . ?
Reaksi 2) merupakan kebalikan reaksi 1), koefisien reaksi 2) adalah
koefisien
reaksi 1) sehingga
harga K reaksi 2) adalah kebalikan K reaksi 1) di akar pangkat 2. K2 =
=
=
= 5
28. Jawaban: e Reaksi kesetimbangan: H 2(g) + I2(g) 2HI(g) [H2] =
64
:
mol/liter
= 0,04 mol/liter
mol/liter
[I2] = [HI] =
mol/liter
2HI(g)
= 0,05 mol/liter
=
Kc =
Reaksi:
= 0,06 mol/liter
=
=
1,042
Jadi, harga tetapan kesetimbangan (K c) adalah 1,042. 29. Jawaban: a Reaksi kesetimbangan disosiasi 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) a(1 – α)
a
aα
α
Konsentrasi pada saat setimbang: (mol/L)
×
⇔ ⇔
= =
=
= 6,9 × 10 –4
3. a.
[CO2] =
b.
mol/L mol/L
= 0,02 mol/L = 0,001 mol/L
=
= 5 × 10 –5
∆n = 2 – 1 = 1 Kp = Kc(RT)∆n = 5 × 10 –5 × (0,0821 × 546) 1 = 2,24 × 10 –3
4. 2MgO2(s) 2MgO(s) + O2(g) a(1 – α)
−
Kp = Kc(RT)0 = Kc = 6,9 × 10 –4
−
0,00025
∆n = 2 – 2 = 0
0,00025
Pada reaksi: 2HI(g) H2(g) + I2(g)
Kc =
∆
b.
30. Jawaban: d Kc =
[CO] =
= 0,75 Jadi, derajat disosiasi SO 3 adalah 0,75 atau 75%.
Kc =
0,4α = 0,3
α=
a.
0,8α = 0,3
⇔
I2(g)
0,0095
Jumlah mol O 2 yang terjadi:
α = 0,3 mol
+
Mol mula-mula : 0,02 Mol terurai : 0,001 0,0005 0,0005 ––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––– –––––– Mol setimbang : 0,019 0,0005 0,0005
Mol SO3 mula-mula (a) = 0,8 mol a
H2(g)
aα
aα
76 cmHg = 1 atm
= Kp(RT)2
= 2,9 × 10 –3 × (0,0821 × (178 + 273)) 2 = 3,97 ≈ 4
82 cmHg =
= 1,08 atm
Jumlah mol O 2 yang terjadi: PV = nRT 1,08 atm × 3 L = n × 0,0821 L atm mol –1 K –1 × (125 + 273) K
3,24 = n × 32,68
B. Uraian
n= 1. a.
Kp =
b.
Kp =
c.
Kp = (PNH )(PHCl)
d.
×
3
Kp =
2. Reaksi titrasi: I2(g) + 2Na2S2O3(aq) 2NaI(g) + Na2S4O6(aq) 1 mol I2 ~ 2 mol Na2S2O3 1 mol =
×
0,1 mol
Jumlah mol O 2 yang terjadi =
=
0,001 = 0,0005
Jadi, dalam kesetimbangan dihasilkan 0,0005 mol I 2.
a
α = 0,1 mol
α = 0,1 0,3α = 0,1
0,6 ×
α=
=
0,33
Jadi, derajat disosiasi MgO 2 adalah 0,33. 5. Reaksi: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
∆H = –22 kkal
merupakan reaksi eksoterm. Perlakuan yang dapat mengoptimalkan produksi amonia sebagai berikut. a. Mengatur suhu agar tidak terlalu tinggi, karena jika suhu tinggi produk akan terurai menjadi reaktan kembali.
Kimia Kelas XI
65
b.
c. d.
e.
Menaikkan tekanan, karena jumlah koefisien produk lebih kecil dari koefisien reaktan sehingga kesetimbangan akan bergeser ke arah produk. Memisahkan gas amonia yang terbentuk agar reaksi berjalan ke arah produk. Menambah konsentrasi gas hidrogen dan nitrogen agar kesetimbangan bergeser ke arah produk. Menggunakan katalis agar kesetimbangan cepat tercapai.
6. Mol SO3 =
T = (277 + 273)K = 550K 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) aα
aα
Mol SO3 : O2 = 2 : 3
Mol awal : 5 Mol reaksi : y 2y ––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 5–y 2y Pada kondisi setimbang mol N 2O4 = mol NO2, maka: 5 – y = 2y –2y – y = –5 3y = 5 y =
Reaksi
: N2O4(g) 2NO2(g)
Mol awal
:
5
Mol setimbang :
a.
Derajat disosiasi (α) =
(1 – α) : α= 2 : 3
1 – α :
=
α=2:3
− α
α
=
b.
b.
α =
reaksi = 1)
[N2O4] =
2)
[NO2] = =
Mol zat terurai = 0,15 mol Kesetimbangan: 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) Mol mula-mula : 0,2 Mol terurai : 0,15 0,15 0,075 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 0,05 0,15 0,075
=
= 0,675 c.
∆n
Kp = Kc(RT)
= 0,675(0,082 × 550) 1 = 30,4
66
Reaksi Kesetimbangan
=
=
Kc =
=
.
=
.
Konsentrasi setiap zat yang terlibat dalam
4α = 3
Jadi, derajat disosiasinya
Jadi, α untuk reaksi tersebut sebesar
3 – 3α = α
α=
2NO2(g)
Mol reaksi : –––––––––––––––––––––––––––––– +
Kesetimbangan disosiasi:
Mol setimbang: a(1 – α)
: N2O4(g)
Dengan demikian, persamaan reaksinya menjadi:
= 0,2 mol = a
Volume = 1L a.
7. Persamaan reaksi
c.
Kc =
=
d.
Kp = Kc(RT)∆n
=
=
=
T = 27°C = 300 K
∆n = 2 – 1 = 1 Kp =
= 82
M
R = 0,082 L atm/mol K Kc =
(0,082 × 300)1
M
8. A + B C 2A + D C
Kc = 4
. . . (1)
Kc = 8
. . . (2)
C + D 2B Kc = ? . . . (3) Reaksi (3) dapat diperoleh dari penjumlahan kebalikan reaksi (1) dikali dua dan reaksi (2) sebagai berikut. (1) + 2B Kc = =
10. Reaksi kesetimbangan: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) Mol mula-mula : 2 2 – – Mol bereaksi : x x x x ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang :2–x 2–x x x Konsentrasi pada saat setimbang
Kc =
(2) + D Kc = 8 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + (3) C + D 2B
= adalah .
Kc = 8 ×
Jadi, Kc untuk reaksi C + D 2B
9. Reaksi : N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) Mol mula-mula : 4 3 Mol reaksi : 0,5 1,5 1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol setimbang : 3,5 1,5 1 PNH = 3
×
3 atm = 0,5 atm
PN = 2
×
3 atm = 1,75 atm
PH =
×
3 atm = 0,75 atm
2
Kp =
=
:
−
−
− −
⇔
4=
⇔
4= −
⇔
22 = −
⇔
2 = − 4 – 2x = x 3x = 4
⇔ ⇔ ⇔
x=
mol
Jadi, jumlah mol uap air dalam kesetimbangan 2–
= mol.
= 0,338
Jadi, harga tetapan kesetimbangan parsial (K p) reaksi tersebut sebesar 0,338.
Kimia Kelas XI
67
A.
Pilihan Ganda
1.
Jawaban: c Senyawa tidak jenuh adalah senyawa yang memiliki ikatan rangkap atau ikatan rangkap tiga, seperti alkana dan alkuna. Senyawa tidak jenuh mempunyai rumus: CnH2n (alkena), contoh C2H4, C3H6, dan C4H8 serta CnH2n – 2 (alkuna), contoh C2H2, C3H4, dan C3H6)
2.
3.
4.
Jawaban: e Senyawa hidrokarbon alifatik tidak jenuh berupa rantai karbon terbuka dengan ikatan rangkap seperti pilihan jawaban e. Pilihan jawaban b merupakan senyawa hidrokarbon alisiklik yaitu senyawa hidrokarbon yang rantai C-nya tertutup (melingkar) dan bersifat alifatik. Pilihan c dan d merupakan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh. Jawaban: c 1) Perubahan warna kertas kobalt(II) dari biru menjadi merah muda menunjukkan adanya uap air. 2) Gas yang dapat mengeruhkan air kapur adalah CO2 (ada unsur C dan O). 3) Terjadi jelaga menunjukkan adanya karbon. Jawaban: b -------------------CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH3 -
5
b, c, d, dan e merupakan isomer heptana karena memiliki rumus molekul sama yaitu C 7H 16 , sedangkan senyawa a bukan isomer dari heptana. CH3 | H3C – C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 | CH3 2,2-dimetil heksana merupakan isomer dari oktana. 6.
-
7.
8.
-
-
-
-
-
5.
Jawaban: a Isomer adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama (jumlah atom C dan H-nya sama), tetapi rumus molekul berbeda. Senyawa
68
Ulangan Akhir Semester
Etuna (asetilena)
Jawaban: e Komponen bensin adalah isomer-isomer dari heptana dan oktana. Di antara senyawa di atas yang bukan merupakan isomer heptana dan oktana adalah: CH3 – CH – CH – CH3 | | CH3 CH3 2,3 dimetil butana
3-etil-2,2-dimetil pentana
Cabang etil pada C nomor 3 dan dua metil pada C nomor 2. Secara alfabetis etil ditulis terlebih dahulu daripada metil. Apabila terdapat 2 cabang yang sama diberi awalan di- (dimetil) sehingga namanya 3-etil-2,2-dimetil pentana.
Jawaban: a CaC2(s) + 2H2O( ) → Ca(OH)2(aq) + C2H2(g) Kalsium karbida
-
-
Jadi, alkena yang dimaksud adalah propena.
----------------- | 2 CH3 – C – CH3 | 1 CH3 ----- -
⇔ 0,1 =
14n = 42 ⇔ n = 3 Rumus alkena = C 3H6
-
-
-
3
= 0,1 mol, mol =
Mr = = 42 Mr CnH2n = 42 ⇔ (n × 12) + (2n × 1) = 42
-
4
Jawaban: d Pada keadaan STP, jumlah mol alkena adalah
2,3-dimetil butana merupakan isomer heksana. 9.
Jawaban: d Bensin yang tersusun oleh hidrokarbon berantai lurus mempunyai kualitas kurang baik karena bensin tersebut dapat mengakibatkan penyalakan tak terkendali (knocking atau ketukan) pada mesin sehingga mesin bergetar dengan hebat dan menimbulkan panas yang terlalu tinggi. Akibatnya mesin menjadi cepat rusak.
10. Jawaban: a Zat aditif yang ditambahkan dalam bensin sebagai pengganti TEL adalah metil tersier butil eter (MTBE). 11. Jawaban: e Entalpi N2 dan O2 > entalpi NO
∆H =
( ·
∆H N2 +
·
∆H O2) – ∆H NO
12. Jawaban: d ∆Hreaksi = ∆Hhasil – ∆Hreaktan
= (c + 2 · d) – (a + 2 · b)
∆H°f AgNO3 = –x (∆H pembentukan standar AgNO3) Reaksi pembentukan standar ( ∆ H f °) adalah reaksi pembentukan 1 mol senyawa dari unsurunsurnya.
Reaksi pembentukan harus dari unsur-unsurnya. N (g) + 1 O2(g) → AgNO3(s) ∆H = –x kJ 2
Dari unsur-unsurnya
1 mol
14. Jawaban: b Entalpi pembentukan adalah perubahan entalpi pembentukan standar pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya.
2NO2(g) → N2O4(g)
∆Hreaksi = ∆Hhasil – ∆Hreaktan = (∆H°CO f 2 + 2 · ∆H° f H2O) – (∆H°f CH4 + 2 · ∆H°f O2)
E ) O=O
–
(EC – C + EC = O + EC – O + 3EC – H + EO – H)
13. Jawaban: c
→ NO2(g)
17. Jawaban: a Reaksi pembakaran metana:
= (EC – C + EC = O + 4EC – H +
= [(c + 2d) – (a + 2b)] kJ
O(g)
= –110,9 kJ
18. Jawaban: c ∆Hreaksi = Σ Epemutusan – ΣEpenggabungan
– (∆Hf CH4 + 2 · ∆Hf O2)
(2) NO(g) +
= (–94,1 – 136,6) kkal – (–17,9 – 0) kkal = –212,8 kkal
= (∆Hf CO2 + 2 · ∆Hf H2O)
15. Jawaban: d (1) 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g)
−
CH4(g) + 2O 2(g) → CO2(g) + 2H 2O( )
= (+) reaksi endoterm
Ag(s) +
Untuk 1 mol CO ∆H =
∆H = a ∆H = b ∆H = . . . ?
= (349 + 726,6 + 4 × 417 +
×
506) –
(349 + 726,6 + 357 + 3 × 417 + 465) = 2996,6 – 3.148,6 = –152 kJ 22 gram C2H3OH =
= 0,5 mol
Jadi, perubahan entalpi pada oksidasi 22 gram asetaldehida adalah 0,5 × (–152) = –76 kJ. 19. Jawaban: a Reaksi pembakaran tidak sempurna C 3H8. C3H8(g) + 3
O (g) 2
→ 3CO(g) + 4H 2O( )
∆Hreaksi = (3 · ∆H°f CO + 4 · ∆H°f H2O) – (∆H°f C3H8
+ 3 · ∆H°f O2)
∆Hreaksi = (3 × –26,4 + 4 × –57,8) – (–24,8 + 3 × 0) = (–79,2 – 231,2) + 24,8 = –285,6 kkal
Persamaan (2) dibalik dan dikalikan 2: 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g) ∆H = a
50 gram C3H8 =
2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g) ∆H = –2b ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2NO2(g) → N2O4(g) ∆H = (a – 2b) kJ
Jadi, kalor yang dihasilkan pada pembakaran tidak sempurna 50 gr propana 1,14 × 285,6 = 325,58 kkal.
16. Jawaban: d (1) 2C(s) + 2O 2(g) → 2CO2(g) ∆H = –790,4 kJ (2) 2CO(g) + O 2(g) → 2CO2(g) ∆H = –568,6 kJ Persamaan reaksi (2) dibalik: 2C(s) + 2O2(g) → 2CO2(g)
∆H = –790,4 kJ → 2CO(g) + O2(g) ∆H = +568,6 kJ
2CO2(g) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2C(s) + O 2(g) → 2CO(g) ∆H = –221,8 kJ
= 1,14 mol
20. Jawaban: d ∆H = m × c × (T2 – T1) Dengan demikian, perubahan entalpi yang ditentukan dengan eksperimen dipengaruhi oleh berat zat, kalor jenis, dan perubahan suhu sebelum dan sesudah reaksi. Jadi, perubahan suhu pada tekanan konstan tidak mempengaruhi penyimpangan ∆H reaksi.
Kimia Kelas XI
69
21. Jawaban: c Laju reaksi N2 : laju reaksi H 2 = · laju v H
Laju reaksi N 2 = vN =
28. Jawaban: e Orde reaksi nol terhadap CO berarti bahwa laju reaksi sebanding dengan besarnya konsentrasi CO berpangkat nol sehingga berapa pun besarnya konsentrasi CO tidak akan berpengaruh terhadap laju reaksi.
:
reaksi H 2
22. Jawaban: a 5,4 gram Al =
29. Jawaban: b Reaksi penguraian NH 3: 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)
= 0,2 mol
Volume larutan = 2 liter 0,2 mol Al = v Al =
=
= 0,1 mol L –1 ⋅ − = 0,005
Laju reaksi terbentuknya N 2: mol L –1 s –1
vHCl : v Al = 6 : 2 ⇔ vHCl = 3 · v Al v AlCl3 : v Al = 2 : 2 v AlCl3 = v Al = 0,005 mol L –1 s –1 23. Jawaban: e Dimisalkan laju reaksinya: v = k[A]x[B]y =
II.
=
⇔ ( ) = ( )x → x = 1
⇔ ( ) = ( )x( )y
⇔ ( ) = ( )x · ( )y ⇔ ( ) = ( )y
⇔ ( )2 = ( )y → y = 2 Sehingga persamaan laju reaksinya v = k[A][B] 2. 24. Jawaban: b Rumus laju reaksi yang sesungguhnya dari suatu reaksi kimia dapat ditentukan melalui percobaan dan penafsiran data hasil percobaan. 25. Jawaban: e Penerapan prinsip pengaruh luas permukaan bidang sentuh untuk mempercepat laju reaksi hanya berlaku pada zat padat. Kalsium karbida adalah zat padat yang dapat dihaluskan untuk mempercepat reaksinya dengan air untuk membentuk gas asetilen. 26. Jawaban: c Katalis adalah zat yang berfungsi mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan tetap dalam reaksi tersebut. Zat yang berfungsi sebagai katalis akan terbentuk kembali dengan jumlah yang sama pada akhir reaksi. 27. Jawaban: a v = k[NO]2[O2] = 133 × (4 × 10 –3)2 × (1,5 × 10 –3) = 3,192 × 10 –6 mol L –1 s –1
70
Ulangan Akhir Semester
=
=
0,02 mol L –1 s –1.
30. Jawaban: c Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berkurangnya konsentrasi pereaksi (A dan B) per satuan waktu atau bertambahnya konsentrasi hasil reaksi (C dan D) per satuan waktu.
= 3 · 0,005 = 0,015 mol L –1 s –1
I.
31. Jawaban: c Reaksi ke kanan endoterm (membutuhkan kalor), sedangkan reaksi ke kiri eksoterm (membebaskan kalor) agar kesetimbangan bergeser ke kiri, suhu ruang harus diturunkan. 32. Jawaban: b N2 diperoleh melalui proses penyulingan bertingkat udara cair. Sedangkan H 2 diperoleh dengan mereaksikan gas metana dengan oksigen. CH4(g) + O 2(g) → CO2(g) + 2H 2(g) 33. Jawaban: d Reaksi ke kanan merupakan reaksi eksoterm. Jika suhu diturunkan maka reaksi bergeser ke kanan (ke arah reaksi eksoterm) sehingga spesi yang berubah H2 dan O2 berkurang dan H2O bertambah. 34. Jawaban: b Kesetimbangan sistem akan bergeser ke kiri jika: 1) tekanan diperkecil karena mol zat di sebelah kiri lebih besar, n = 3; 2) suhu diturunkan (∆H positif berarti reaksi ke kanan endoterm dan ke kiri eksoterm); 3) pereaksi dikurangi. 35. Jawaban: c Agar kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan O (ke kanan) maka tekanan harus diperbesar karena jika tekanan diperbesar, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Jika temperatur dinaikkan, jumlah O ditambah, volume diperbesar, dan N dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
36. Jawaban: d Tetapan kesetimbangan K c sama dengan K p jika harga ∆n = 0, seperti pada reaksi 3) dan 5).
2.
37. Jawaban: e CO(g) + H 2O(g) CO2(g) + H 2(g) Mula-mula : a a – –
a
a
a
a
Kc =
=
× ×
=
39. Jawaban: d Volume = 1.000 mL = 1 L 2SO2(g) + O2(g)
= + × = 1 mol
H2O =
= × + = 2 mol
Kc =
=
(
(
)
)(
)
4.
a.
2SO3(g)
= 80 b.
40. Jawaban: d Volume larutan = 1 liter 2HBr (g) H2(g) + Br 2(g) Mula-mula : 0,1 mol Terurai : 0,03 mol 0,015 mol 0,015 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,07 mol 0,015 mol 0,015 mol Konsentrasi zat-zat yang ada dalam kesetimbangan sebagai berikut. [HBr] = 0,07 mol/1 liter = 0,07 mol/L [H2] = 0,015 mol/1 liter = 0,015 mol/L [Br 2] = 0,015 mol/1 liter = 0,015 mol/L Kc =
=
a. b. c. d. e.
5.
a.
Minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan atau pembusukan tumbuhan dan hewan yang tertimbun atau mengendap selama berjuta-juta tahun yang lampau. Sisa tumbuhan dan hewan yang tertimbun endapan lumpur, pasir, dan zat-zat lainnya selama jutaan tahun mendapat tekanan dan panas bumi secara alami. Bersamaan dengan proses tersebut, bakteri pengurai merombak senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa hidrokarbon. Karena pengaruh suhu dan tekanan tinggi, materi organik itu berubah menjadi minyak setelah mengalami proses berjuta-juta tahun. Minyak bumi merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Oleh karena itu, diperlukan kesadaran dan upaya penghematan dalam penggunaan minyak bumi dan gas alam. Selain itu, juga diperlukan upaya pengadaan sumber energi alternatif pengganti minyak bumi, misalnya batu bara, energi surya, energi panas bumi, dan biogas. Pada reaksi 2 mol HCl dengan 1 mol Ba(OH)2 menghasilkan 1 mol BaCl 2 dan 2 mol H 2O melepaskan panas = 208 kJ. Untuk menghasilkan 1 mol H 2O =
= 4,6 × 10 –2
B. Uraian 1.
Minyak mentah dipanaskan sampai suhu 350°C lalu dipompa ke dalam menara distilasi. Sebagian minyak akan menguap dan bergerak melalui bubble caps, sebagian uap akan mencair dan mengalir melalui pelat sehingga terpisah dari fraksi lain. Uap yang tidak mencair akan terus naik dan akan mencair sebagian (sesuai titik didihnya) pada pelat-pelat di atasnya.
Mula-mula : 0,5 mol 0,3 mol Bereaksi : 0,4 mol 0,2 mol 0,4 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 0,1 mol 0,1 mol 0,4 mol
3.
38. Jawaban: a Pada reaksi kesetimbangan apabila suhu dinaikkan reaksi bergeser ke arah reaksi endoterm (ke kanan), sedangkan harga K c tetap. Harga Kc tidak dipengaruhi oleh pergeseran kesetimbangan, tetapi dipengaruhi oleh konsentrasi dan koefisien zat-zat yang terlibat dalam reaksi.
CO2 =
Perbandingan mol CO 2 : mol H2O yang terbentuk = perbandingan koefisien CO 2 : H2O, maka reaksi menjadi C nH2n + 2 + O 2 → 1CO2 + 2H 2O. Alkana tersebut adalah CH 4 (metana).
Terurai : a a a a –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang:
CnH2n + 2 + O2 → CO2 + H2O
1-butuna 1,3-pentadiuna 2-heptuna 3-3-4-trimetil-1-pentuna 4-metil-1-heksuna
= 104 kJ b.
Jika Ba(OH)2 yang bereaksi 1 mol menghasilkan panas = 208 kJ, maka untuk menghasilkan panas sebesar 41,6 kJ diperlukan Ba(OH)2 sebanyak = =
mol × Mr Ba(OH)2 mol × 171 gram/mol = 34,2 gram
Kimia Kelas XI
71
6.
a.
Massa etana dalam LPG =
×
2.000 gram = 800 gram =
Mol etana (C2H6) = ×
26,67 mol
Orde terhadap Q2
2.000 gram = 1.200 gram
Mol butana (C4H10) =
= 20,69 mol
Pembakaran etana (C 2H6) C2H6(g) +
O (g) 2
→ 2CO2(g) + 3H 2O(g) ·
– (∆H°f C4H10 +
·
8.
9.
+
N2(g) + 3H2(g) → ← 2NH3(g) ∆H = –92 kJ Dalam praktik, pembuatan amonia dilakukan dengan tekanan kurang lebih 250 atm dan suhu 400–500°C. Campuran NH 3, N2, dan H2 didinginkan sehingga NH 3 terpisah.
1 kg gas LPG menghasilkan kalor 50.540,55 kJ
72
=
=
b.
Kondisi optimum yang diperlukan adalah suhu rendah, tekanan tinggi, konsentrasi N 2 atau H 2 dibuat berlebih, dan digunakan katalis Fe + K 2O.
c.
Amonia digunakan sebagai bahan baku pupuk, obat-obatan, bahan peledak, zat warna, garam nitrat, senyawa nitrogen, dan pelarut.
11,23 kJ
Rumus umum: v = [P2]x[Q2]y Orde terhadap P 2
Ulangan Akhir Semester
= 80.000 mol –1 · L · s –1
Menyiapkan gas N2 yang diperoleh melalui penyulingan bertingkat udara cair. Gas H 2 diperoleh dengan mengoksidasi gas metana dengan oksigen. Amonia dibuat menurut proses Haber-Bosch dengan reaksi:
Jadi, tiap rupiah menghasilkan kalor
a.
× −
a.
= 20,69 × 2.866,5 = 59.307,89 kJ Jadi, pada pembakaran 2 kg gas LPG dihasilkan kalor 41.773,22 + 59.307,89 = 101.081,11 kJ
7.
Katalis heterogen adalah katalis yang mempunyai fase berbeda dengan fase pereaksi. Contoh: Fe (besi), batu kawi (MnO 2), dan vanadium pentaoksida (V 2O5).
–2.866,5 kJ/mol 20,69 mol C4H10 menghasilkan kalor
=
b.
= 26,67 × 1.566,3 = 41.773,22 kJ
=
Ada dua jenis katalis. a. Katalis homogen adalah katalis yang mempunyai fase sama dengan fase pereaksi. Contoh: gas NO dan NO 2, larutan kobalt(II) klorida (CoCl2), atau larutan besi(III) klorida (F2Cl3).
–1.566,3 kJ/mol 26,67 mol C2H6 menghasilkan kalor
=
Pilih salah satu data hasil percobaan (misalnya Percobaan ke-3):
k=
∆H reaksi pembakaran 1 mol C 2 H 6 =
=
= ( )y → ( )2 = ( )y → y = 2
128 = k(0,2)2(0,2)2
= (4 × (–395,2) + 5 × (286)) – (–144,3 + 0) = (–1.580,8 – 1.430) + 144,3 = –2.866,5 kJ
b.
v = k[P2]2[Q2]2
∆H°f O2)
∆H reaksi pembakaran 1 mol C 4H 10 =
=
c.
→ 4CO2(g) + 5H2O(g)
∆H = (4 · ∆H°f CO2 + 5 · ∆H°f H2O)
Orde reaksi terhadap P2 = 2 Orde reaksi terhadap Q 2 = 2 Orde total = 2 + 2 = 4
Pembakaran butana (C 4H10) O2(g)
=
b.
∆H°f O2)
= (2 × (–395,2) + 3 × (286)) – (–84,8 + 0) = (–790,4 – 860,7) + 84,8 = –1.566,3 kJ
C4H10(g) +
Jadi, rumus laju reaksnya v = k[P2]2[Q2]2.
∆H = (2 · ∆H°f CO2 + 3 · ∆H°f H2O) – (∆H°f C2H6 +
= ( )x → x = 2
Massa butana dalam LPG =
= ( )x → ( )2
10. Reaksi kesetimbangan: +
+ + + = − − = − −
H2(g) + Cl2(g) → ← 2HCl(g)
KII =
Pada kesetimbangan I:
Karena suhu tidak berubah, harga K tetap
[Cl2] =
[HCl] =
[H2] =
KI = =
(KI = KII) ⇔
= 0,0833 mol/liter
⇔ 3,6 + 24x + 40x 2 = 4,5 – 13,5x + 9x 2 ⇔ 31x2 + 37,5x – 0,9 = 0
= 0,1 mol/liter
Nilai x dapat ditentukan dengan rumus abc:
= = 0,9
Ke dalam sistem kesetimbangan I ditambahkan 0,2 mol gas hidrogen, kesetimbangan bergeser ke kanan. Misalkan: H2 yang bereaksi lagi = x mol Cl2 yang bereaksi lagi = x mol HCl yang terbentuk = 2x mol Sehingga susunan kesetimbangan yang baru (II): H2 yang baru = (0,8 + 0,2) – x = 1 – x mol Cl2 yang baru = 0,5 – x mol HCl yang baru = 0,6 + 2x mol Pada kesetimbangan yang baru (II): [H2] = [Cl2] = [HCl] =
+ + = − −
= 0,1333 mol/liter
x1,2 =
− ± −
⇔ x1 = 0,023 ⇔ x2 = –1,23
=
− ± +
(Tidak mungkin, karena lebih kecil dari 1 dan 0,5)
Jadi, susunan kesetimbangan yang baru (III): H2 = 1 – x = 1 – 0,023 = 0,97 mol Cl2 = 0,5 – x = 0,5 – 0,023 = 0,47 mol HCl = 0,6 + 2x = 0,6 + (2 × 0,023) = 0,65 mol Keterangan: Untuk pengaruh volume, tekanan, dan suhu terhadap sistem kesetimbangan kimia dapat dilakukan perhitungan seperti contoh di atas.
− mol/liter − mol/liter + mol/liter
Kimia Kelas XI
73
akrilik
: bahan yang terbuat dari polimer ester poliakrilat
alifatik
: senyawa yang mempunyai susunan atom karbon rantai terbuka, bukan lingkar tertutup
alisiklik
: senyawa yang mempunyai atom karbon lingkar tertutup namun mempunyai sifat alifatik
anestesis
: hilangnya rasa pada tubuh atau mati rasa
antibodi
: zat yang dibentuk dalam darah untuk memusnahkan atau melawan toksin yang dihasilkan bakteri atau virus
antiklinal
: punggung lipatan kulit bumi yang berlapis-lapis
biokimia
: senyawa atau proses kimia yang terdapat pada sel makhluk hidup
briket
: bata yang terbuat dari arang digunakan untuk pemanggangan
ekstraksi
: pemisahan suatu bahan dari campurannya
email
: zat yang melapisi dan melindungi bagian dentin mahkota gigi
entalpi
: energi kalor yang terkandung dalam suatu zat
fraksi
: pecahan atau komponen suatu campuran
haloalkana : suatu senyawa karbon yang mempunyai gugus halogen humektan
: pelembab
jelaga
: butiran arang berwarna hitam yang sangat lunak terjadi dari asap kendaraan
kalor
: tenaga panas yang dapat diterima dan diteruskan oleh suatu benda ke benda lain
kalorimeter : alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibutuhkan atau dikeluarkan suatu benda dalam proses reaksi katalis
: zat yang dapat mempercepat laju reaksi
korosif
: bahan yang menyebabkan pengikisan
lignin
: polimer pembentuk kayu
lipid
: zat lemak
nomenklatur : tata nama yang digunakan dalam suatu bidang ilmu pengetahuan tertentu olefin
: nama kelompok hidrokarbon alifatik tak jenuh
orde
: bilangan pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi reagen dengan laju reaksi
parsial
: bagian
partikel
: material benda yang sangat kecil
penyulingan : proses mendidihkan zat cair dan mengembunkan uap serta menampung embun di dalam wadah lain petroleum
: minyak bumi
pirolisis
: perubahan secara kimiawi yang terjadi karena panas
polimer
: senyawa yang dihasilkan dengan cara polimerisasi suatu molekul yang sangat banyak dengan satuan struktur berantai panjang
sungkup
: barang yang berongga di dalamnya, dipakai untuk menutup dengan jalan ditelungkupkan
surfaktan
: zat aktif permukaan yang mempunyai sifat suka air dan suka minyak pada kedua ujungnya, seperti sabun
ultraviolet
: gelombang cahaya yang mempunyai panjang gelombang 10–380 nm
74
Ulangan Akhir Semester
Kimia Kelas XI
74
Anwar, Budiman. 2005. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan Kimia untuk SMA/MA . Bandung: Yrama Widya. ______. 2008. Panduan Jitu Meraih Juara Olimpiade Kimia untuk tingkat SMA/MA . Bandung: Yrama Widya. Anonim. 1988. Chemistry A New Approach. Third Edition. Hong Kong: Macmillan Publishers. ______. 2000. Chemistry In Context . United Kingdom: Graham Hill and John Holman. Basset, John. 2006. Seri Kegiatan Sains Lingkungan Kita. Bandung: Pakar Raya. Brown, T.L., H.Eugene Le May, Ir., Bruce E.Bursten. 2000. Chemistry The Central Science. Eighth Edition. New Jersey: Prentice Hall International, Inc. Chan, Kim Fatt, Eric YK Lam, Lam Peng Kwan, dan Loo Poh Lim. 2003. Federal Science Adventure For Secondary 1. Singapore: Times Media Private Limited. Chew, Charles dan Cheng, Leong See. 1994. Comprehensive Physics for ’O’ Level . Singapore: Arico Printers Pte Ltd. C.P, See. 2004. O-level Classified Science (Chemistry). Singapore. Web Publication Pte Ltd. Daintith, Colin. 2006. Seri Kegiatan Sains Di Dalam Materi . Bandung: Pakar Raya. Departemen Pendidikan Nasional. 2013. Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 69 Tahun 2013 tentang Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Atas/ Madrasah Aliyah. Jakarta: Pusat Kurikulum dan Perbukuan Balitbang Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Leng, Loh Wai and Tan On Tin. 2006. Exploring Chemistry form ICSS 4. Selangor: Oxford Fajar. Bhd. Leng, Loh Wai and Anne Looi. 2010. Effective Practice ICSS form 4. Selangor: Oxford Fajar. Bhd. Magloff, Lisa. 2006. Seri Kegiatan Sains Kimia Sehari-hari . Bandung: Pakar Raya. Pudjaatmaka, A. Hadyana, dan Meity Taqdir Qodratillah. 2004. Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka. S. Alastair, Philip C., dan Corrinne H. 2006. Pustaka Sains Tersambung-Internet Material . Alih bahasa: Athanasius A.N. Bandung: Pakar Raya. Setyawati, A.A. 2007. Kimia Mengkaji Fenomena Alam untuk Kelas XI SMA/MA . Klaten: Cempaka Putih. Sudiono, S, Sri Juari Santosa, dan Deni Pranowo. 2007. Kimia Kelas XI untuk SMA dan MA. Klaten: Intan Pariwara. Tin, Tan On. 2010. Achievel! SPM Chemistry Model Test Papers. Selangor: Oxford Fajar. Bhd. Too, Tan Yin, Loh Wai Leng, and Tan On Tin. 2010. Success Chemistry SPM. Selangor: Oxford Fajar. Bhd. Tim Penyusun. 2013. Detik-Detik UN Kimia untuk SMA/MA Program IPA. Klaten: Intan Pariwara. Too, Tan Yin, Loh Wai Leng, and Kathirasan Muniandy. 2010. Ace Ahead STPM Text Chemistry Volume1 second edition. Kuala Lumpur: Oxford Fajar Sdn. Bhd. Tim Penyusun. 2004. Buku Pegangan Guru Kimia Kelas 2 SMA Semester 1 . Klaten: Intan Pariwara. Yunita. 2007. Panduan Demonstrasi dan Percobaan Permainan Kimia Jilid 2 untuk SD, SMP, SMA, dan yang Sederajad . Bandung: Pudak Scientific.
75
Daftar Pustaka
Kimia Kelas XI
75
r a j a l e B r e b m u S
r l i e r g y a c r ) I e n e k u I t + k l g k a a s ( s p a n a i m o n b l u g d a u a t a i b f b s t n t u i a k t u k l r n n k a t e m m r l i b a b r t a e a p r e o i a a u e r e p l e A S T r s b E P s S S m S K k . . . . . . . . . 4 5 6 7 8 9 0 1 2 1 1 1
i s t u a k k o a l A W n
n a i a l i n e P
n a r a j a l e b m e P
n
n
a a a p r k a j a k a u j k a g k n r i l S e n l a a e g u e t n b a n m s e a g m m t e n p t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e P • • •
n
n
n
a j r e a K j
a a a p r k a j a k a u j k a g k n r i l S e n l a a e g u e t n b a n m s e a g m m t e n p t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e • • P •
a d r n e k r a t u K i s i l G k e d k n n P e i u t u s r a j a i r h b i r a n i o u e l j r T i P U U U P R
- t - - i . n e a e a u a s s s l a h e u n m s t u u n a i b a d r a o n e k a t a k a i a s n i m r k n u k o j a a i d g b i a a b g l s n w t a g a r e y l a a n u M n a c f
i . - n , , n . r , , , , - i s n e o m r i a n a . i o i s d s a n e i e r o k b l o a n a b a d n k t a a j g b m m i r b . s r i f r i a a k a a a r n n k o o a o n u l u e e h e a s k d i m u p l s a b a l n s k i d k a r k r t a o a o r o t k n u n a n g w m r i a n d g g d n t e a f s e r n a n a a i i , g i t n a , p a n k a n o k k h n u g i , n a t a y n h k l o s a e n r a s a e a s l k t u d u y n a d a i a g , b i e . a a f d w l a s p w l l i w e a e s s n e a g a h a j e s i e a a a j s j o d h t y n u t k n y a b n y n a n y n e n k n e k r n e g f r a d r a n k e e n e a e e e u i a l e e e e a a M s M b d s M k s s M g s d a M r p k
s s e e T • • T •
•
, n t , , i - n n n n r n o a r e t a . b a o a e a f u a b s d a s d m a i g i r , s n a n a n i h o , u i s u u k a t r i s s a a a l k k g o p e , b n e r s a m m a a i w , d g n a n r e i m e m a k i n a l y a p a t n e n n h n n . a p a n a a i , e a d n n a a u k s s k k i a a k p b s i t s a b , i k d d i u e a w g t u a a s . l . t m t l n s , a n e a n , a n e e i j m a o d e t n e p j s i b n y a d e n a e n n n t u s r n l n n f l e i k e a e i t k a e e a a a M s a M d M s o k M s d s d •
•
•
•
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
, n n h e n i a p a l a r d p d i e s , y n l i f a a d i n t , t e r a o k i u j a m g s . u o j r e n p p g k a m u n a k a i k i j a m , t i t r s i t n l a e k r a e l a a g r e B t p d n p •
r a s a D i s n e t e p m o K
246
- p i d a k g i n s a y i m a s l u a k d s i . i d r n r e a a h b k i d r a u a t j r u h e e s w s
Silabus
t i . n a s r g a e n a t a a k s t r n n o u n e a t k a u s a l t e r e p e n r l a p a o m s n t d n a p e t p k a . a u a p a i k p s s k k i i u s a k s l a r r d n s e e e a i i a d B m B h l
•
•
- a n - a a t a e y j n g r i a e n m k c , u d r k u n e a g m k r a b l n a l e i l a i r l m i o l d e t u u p , d t s n n e a n a u p m a k t n e k k n t a a h u s j a d n , i a u a a t a f . n m m r n m e a a e a l a M s d s m a 2 . 2
• - a - n s t e a e e r k k k r e d t h u s j u a a f u k i u c a t w e b l k i r a i m m e o a e e p r g m a n p b m n a n e a k a s n d k d a a . u j , n u h n a a f a p l n i u s s a s n n k m s t u a a a e o j u i M p b m m p 3 . 2
•
•
. n n n n a a o a a y d b d r m n r a a n a u k h o w t a o a b k r r y u i d m a n r k t h e e s s p m n a s o i w n t s a a a a i g l y k a n r n n o a n e a l a s s s o a a g g t h g n a d r k e i f e e n e M s b k p 1 . 3
•
•
•
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W
n a i a l i n e P
a d n a s i l G n u n t a a r i h i a e l r i T P U
s e T • •
n a r o p a l o i l n a o l f u o p t r m o u P K
n a r o p a l o i l n a o l f u o p t r m o u P K
k a p - a a w a e r p a d k a a n c m y h a n r a a . e d s t e d t r a n n n n e y n a a o a s i k r s g s a b a n t a k r a a l a n a t u e b k j o k a g n m r h n e e i d g n e e M p h i l s m
l . - i i i n n o s s a t a n r o a k r d e i b h i o r f d h i a p i a t t n k l a n a a e r o a d i d d n a w a n n i a b h o y a a i k c n k a j r e . i j a w a e s n a b a y p i o y o y l n i s b c n r s a r e e e n a k a e M p s M h i f k
- - n n a a o a t r g v m g e n e e b r l p a n s e i u s k k k n m a o g a k r a t h d n u p i a t n i h l h n . a m e u p a k a i j d n a s e a y a d a n k y i y i r a a n s k a s r n a e a a h a p t e d u b t M l u a
n a r a j a l e b m e P
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
- - g , a o n g t e n r a n s u i d d a e g i d n e h k b n a a a d n n , a s i a w l n k a a t y u d , e b n n n s a , e e y s o g n a . b n n p a e n r a a a i k M a k p p t •
r a s a D i s n e t e p m o K
• - - n a o a r m r a e d g c p i n u a k h k t a r p a g n e i m w l s a a . d y p a n a a i n d s e a t y a a s h h i n u r e s l e s a a n t v a e t a e r n k g g a o n k b n n e e a r a a M b k d m 3 . 3
•
•
s a n m n i a o a s i t l w a k r a g a y n n n a n l o a e s a g s a s o n t d a g e a r h g f e k n m i b e e n s k p . a n n n n a y d a o a a n h d b r m d a a r a a l u k h n w o t a o a o y g k r b n u r m d e a n r i e t e M s h p k s 1 . 4
• i - n a s o a y a r g a d u i l n p a h u u v n k a . a e a g t r n r y l l e i n i a i s k p s s a a a n a h b d a t a a t n m a g h n a e r h k p e e e i j k t s m a a n e y p o k k n m u b n t e a r a a n M d k d u 3 . 4
Kimia Kelas XI
247
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W
n a i a l i n e P
s r g a e n g b e t u p n n a n a p r a a k a j k j a a k i l u r e k e S b a g l n m g e n a e t p n m n e a t u a m s t t t m a g a a a a a n a m a a S a S g S l
n e P •
•
•
s r g a e n g b e t u p n n a n a p r a a k a j k j a a k i l u r e k e S b a g l n m g e n a e n n t p u m e a m a t s t t t m a g a a a a a n a m a a S a S g S l
a d n a s G i l n u n t a a i r h i a e l r i T P U
a d n a s G i l n u n t a a i r h i a e l r i T P U
f i t k a o r p n a d f i s . n i o s u p k s s e i r d p r a e k i b t s r a e a B s
- n i . n i s k s a a a k m a i s y y e d h a r i o l n n p i a f n p o i s m a u s m g k m a e b s o n n n a o k k e f r a u r p h g p a y n . a e n l i i n a n n i a o k a m a m . k k t m a u k u t g k u b s b u n t r s n m b e a a a a e k l k b p e l s l e k e a y l i e u a y a j j n y n y n i n t s m n s n e i n e e e a e i a u M b g M m M m M h b
i k r n i n i a a k a a m a a g i g p a h a u t r a . a b b b b n m e b i e s a n g e s s k n s n d a i a n f e n e h y e i p a b a j t i n . a t s n b n k a n n m m t a n i a o l a r i a k a k e t l k r t t s n a u s n a a . u l a k a k b a a s l a l k e r g a e a e g n j j a n b a a g g y y r n n n k n n a m n u e e l i e i k a e a e M b u M p m M b p d
- a d n t s t u a a r j e u r e u k b s w h u a m k f i c e a t e l k i i r a a m m e o g e p r a m n p b a n a n e n d . k a s a k d a u h n u n p a a j s , a m l u n i f s a a t u s k n n a m s u p e o j i e a e M p b k m k 3 . 2
- - k a . m e a e p y i p k n y i m n s n i n e k s a e k a s t n a o r u r n f g p a i s e i d k k a r a m n f a a t r h k n e a s a u h t a i m s m e n e i u M b m b 2 . 3
n e P •
•
•
s e T • •
s e T • •
k o p m o l e k n a d i r i d o n i l a o f m o s t r a o g u P T
k o p m o l e k n a d i r i d o n i l a o f m o s t r a o g u P T
s g a i l n t r u a e t l s r i e k e t b n h i a a s r a r o e e p a n a d o l d n n i I a a i k . i n d a j a e k y y g a l n i n n y n e e i s a M m m h
i , s m a a t . f n l i t e a a s s a n e r g r e , t p i l n m a a u r h b a a k k b a a y b n i n n a a k m i j g h a n a y a b n t n e n a e d M t
- - - k . a m m e a y a e p y n n h p k i a i m n a m s n i a e e k s n e k u p s t a l i o r g e r s p n f - k i a a s h d k t a g a n n f r r e a a n k t a n s i j n k a e a e u h b y t t i n n a s m e n e i u M a b m b 2 . 4
i - n a s o a y a r g a u d i n p l a h u u v n k a . e a g t a n r y r l l e n i a i s k p s i a a a n s a h b d a t t a a m n e h a g a r h n k p t e e e i j k s a a n e m y p o k k n m u b n t e a r a a n M d k d u 3 . 4
n a r a j a l e b m e P
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
a t a g n a m i n n k u i . a c k s r s a u k p g n k i a l s a a k . j i i b l r k i u d n e o s d k p n e n a e m a p e h b l a o k n m b e k u a t j k u a k n d a i p u a a s p m m a n m m l a a e a n a M d M d a d •
r a s a D i s n e t e p m o K
•
- a n - a a t a e y j n g r i a e n m k c , u d u n k m r g a e k a n l b a r l e i l i l a m r o l i d e t u u p , d t s n e a n a u p m n a k t n e k k a n t a h u s d j a n , i a u a a t a f . n m m r n m e a a e a l a M s d s m a 2 . 2
•
•
•
•
•
•
- - n a r m o r a g a e d p i n c u a k h k t a r p a g n e i m w l s a a d y p . a n a a i n d s e a t y a a s h h i n u r e s l e s a a n t v a e t a e r n k g g a o n n k b n r e a a a e M b k d m 3 . 3
•
Kimia Kelas XI
249
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W n
n a i a l i n e P
n a r a j a l e b m e P
n
n
a a r p a k a k a j a u j k a k r i l g n e n l a a e S b g t e a n n m u s a e g m m e t p n t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e P • • •
n
n
n
a a r p a k a k a j a u j k a k r i l g n e n l a a e S b g t e a n n m u s a e g m m e t p n t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e P • • •
a a d j r n e a K s G i l n k u n t u a j a i r h n e i l a r i T P U U
s s e e T • • T
- s . n - n s n h n n k r i o n l a a m h a h u l a a t a h a a a e i . t u g n a g a r d a b a k n a h b i n a g i d b r b a u k a u n n r u n e i t o r s n o e e a t o u s a b d k r e k e c p d h c g e y u a p p a r r r i r n n a y m n i e g n n e s e a . e e a i n m b r n a a r k i p e a d p i l a p k a d g o r a e r d a l g e m e u e s p n i g t m , i n a r r l a p a d n k n p i n n n g l u i a i e e a a r a e h d e t a r n i h a n p t a j t k n o a k l i u i t a e a e t n r n i u a k t i i u i p s . n t m u e a l r k h k m b g r , e s l e a n i p h e e g g c r a a k r e l e u n k a n l n m n t o u l o n v n y l a t e d e a e e n e n e e n n a e e a a o M s k m r e M a m M u a k M m k d k •
•
•
•
k o k o P i r e t a M
a t a k m a a a s r s k p a o n j r p a e k k m o a e l b e n k a s u k . p m l m a a m u a l a e i k M d m t
r o t a k i d n I
•
r a s a D i s n e t e p m o K
i s m u a k l s a i d d r e n b a . i a k r t a r d h e j u i s u r a n w h i a a d e s b o g p c a r n k e a i p y s
m a r a a l a c d e s f i t m u k k a i t . o k r k p a r o p p p m a n a o k i t l e a k s r i r e g e e B k b
- a n - a - a - n t s t a t a e y j r e a a n g r i e u a r e k k b e c n m d s d h k , u u u a m u n k m r k f i j u c e e k a a t a b r g l k w e l i a n l l e i a r a i m m i r o l i d m e o a e t l u g e p r u p , d t s p a m n a n b n n e a n a n e d . u p a t a k s k n n m a n k d a n k a a e k a h a u u s d h t j n j u a a , a p l s n f u n , i a a t s u a a t a f . u i s n m m r n m n n k m s u a a a p e a a e a l a e o i j e M s d s m a M p b m m k 2 3 . . 2 2
, - n - i - u - - - - i r s n a m a t h a k m s r o n k u m r d e g u a u d a d a n e a p e a b d i m u a b g l e n e t e t e n s c p a m . n u e , i l r b b s s a u r o e r e , l r e n m r a e i b a e s i e e u m a r n p a m p r p s e i p k s t p m t a r a m a e d p a i k t e n e a e , m n i a g a o n i a m n a . n n n i m r a p i a l a a k e d k e k s r t i i k i u , a l . a o k i n n n s t . s k s p a d m k g p s s b r a a i a l s m . l s n l a a n u n e e i a k n n a u t l a l a i l r t i m a e t a b u a r s e s a j u e a n j e e e e p . s j j s u e r k a g m s o n n g n t k n c e n r , k n r g a s k n m n , l a a a r e e a n e e e a e l n e e k n n n n a e n e u i e e e M t k M a d t M j r M a e r M m a M a a b p a p •
•
- t a a o m s r b e o k k t g e o c n i i d r t e s p k n e l a i i m s e r s a a r k n a h g a a e n i k r a d a k r d n e a a n . a i b d s g a d r d m m e e r r e n n e b M t a e 4 . 3
•
•
•
•
k n u a t n h a u b a r u r a e c p i . s n n k a a a k k s t u e r a n i l e p j e l n n t a e e n M m e • - i a k r t g e a t u r b d n e i , e n s b e k s s a a e m t e a e H r p d i p n H m l a a ∆ u t k n d n u e , r a h k n n a u a a d t h n . n k a a n e r b t a n a u s t s e a r a e n k M d p a i 5 . 3
Kimia Kelas XI
251
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W
n a i a l i n e P
n m a u d k i i t r i k d a r n a k p m o o p n a i r l s a m o o o g l f u e p a o t T k L
a j r e K r k u i t d k e e i r P s b i o j r u U P R •
r o P •
•
•
n i a t k d i a r r i p d n a k n o m o a i r l s p o o a m o p m f g l o u e a u t r T k L k
o P •
•
n a r a j a l e b m e P
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
i i i i . s m g r - r s H n r a n a k r a k e m ∆ k d o a a u r a l k e p a r d e k e e a i p n b a . r u a a n r n i k l n a s a H h e a p n r H n i n a t l k s ∆ n a u n r ∆ a a g p u d h g r i g a n n k n t a p i n n m l k a a e a n r a d e b e p k n t u b t u a d n s m u i u e i s t g . h i n t . a n n s h a n e r a s a s n b r a r g d e g e g k h a a k a m a n r s t n n t n a t a k a e e e e a e b a c a e e e k e d M m m M e r d M b H i M u b s i t •
•
•
•
•
i , s n e n k a m a a k b a u a o e r k t r c n a r l e e a e s p d m n l m a i s r , k e a t l g h o . n u s a p n k m c m a e r i e n y k i t i s o a r n j k d a e e y a n M m n e r e 4 . 4
r a s a D i s n e t e p m o K
252
•
i r i - k - k n i n s s e s . g u a m o g u r k e k a a k r t e t t n d e n r a d r p a r e a e n p a n e t a t n o o e e c u b c u n e r e r i r e p p o m r i m n n a n n a a n e s . l n i l p i a a a l p r a a r r a p k m r a n l o b l a l a r e a o n n a t n . a a t d o a n b a i t n b k n e a b n a a a a o k s o k o a o u e k n k c r e k c k i k i m t u r i k i e j j d a c c r j r t a j r n n n p n n n a e h e a e n a p t r a l a e y l . y e e a a y p e e u a g e y i r g h t o p i n n n n n n a n d e s n n s s m e e r e n e n n e n b e e a e e a a k e M a m a d M h e t M a m u d s M h n d
Silabus
• . n n i s a e a k d m a a , e n a b o r a t k r c u r u e t a k s e p u a l s l e n a i s H m k , l a ∆ g u h n n p n a a m u c i a t n y k i n a e r n j n e e a y e M m n p 5 . 4
•
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W n
n a i a l i n e P
n a r a j a l e b m e P
n
n
a a a p r k a k a j a u j k l a k r i g n e n l a a e S b g t e a n n m u s e a m g m t e p n t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e P • • •
n
n
n
a a a p r k a k a j a u j k l a k r i g n e n l a a e S b g t e a n n m u s e a m g m t e p n t a m s a t a a g t a m a l n a a a r e a e a g u g S b S p S t n e P • • •
a j r e K a
a d n a s i l G n u n t a a i r h e i l a r i T P U
a d j r n e k a i t r K s G i e u l k k n P d u n e i t u r a a s b r h i j n a i o e i l r j r u i T P U U U P R
s e T • •
s s e e T • • T •
•
. n h i . n h j u n h p n h i s a u s a a u a u a u a r r r r k k l d a a a a a a a a a a b a b g p b g h g e b g e o n a o n r o n r o n r e e e e u c e j c c c r p d r p t r p j r p u a a i h i i l i l e t e t e e t a t p a r p a n p a p a p a e t m m a m p m a k a a n a d i n a n a a . n g d u i s g g a a a g n h a s a n a k r k n k n r e t e m r k k e h e t r u m n . u m e a u m e u m e i t k k k i p e s s k r a k u a k l a k e a k l k l u s u s u l t u h l t u t a n a e t e t e e j n o e n a n u n a u a M u k r M u l l M u s M u k •
•
•
•
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
, - n n t a n i a o r a r a i e . k k g k k n p e n u n b a i i s d b a m a e p o r a r a b a e d l s e k t , a n u m n a a s d r e b e i t f i m r m g n p a i e k . a r t i t u e i a l i i k k s , p p d k o i u a s m u a m n k r t e h k u i a k e m s e i a s m a B d m M t f d •
r a s a D i s n e t e p m o K
254
•
n i s p a u a k k k i u s s k i d a r m l a e l e b a d m a t n a n r e k a s . d d u i r n j u a g a a i w h n b r a o d i c c g a n r n h a e a e r p y s
Silabus
i t n l u a a d m h e e a p h b n p a a n k k i a a s d n u n n g a a g k g n p n e a r u m . e k m a i n g l e n a m a i i M l d k
. m m a u l a k t d i f i k t a k r a p o r n p a u k k a a n l a i r s e k a p r l e e B m
. - - - . i - - i - s , p i r s a e s r n a u a d e n k o e i . a a e . e k g l t u h d a m m m a k m j s n g a s k n a n e a e k e , u a r a u e a n r n t s i e i b u r a r f m a p s s h . t o u e r p i e e d e n k r m m j e s i r n a a , t r p i a n k n k u l d l g t s r a g a n n a a i t n u . s i a k k n n j r o i a i n k e k s r a a k a a n t s a s r s k u l a l k k l s e u a a k s o e t y t i u k o l a a e t i a n a j u l s r a b i a a t h m r h l o u k . l u k e e e e e k e l a j r t n j g i j r u j u y o u e i a t r m a n s n n a u n l n n t a n r n u r n k h e a e n e e e e e j m n e a a y u i a a g u e r M i M t t M n n M k M a n M f n M r p d l
a t a n - a j r n a e y i g e a k c n m , u d u n k m r k a g a e a r i n l b l e l i a m r l i d o l e t u u p , d t s n n e a n a u p a k t n m k n e k t a h u a j a s d n , i a u a a t a f . n m m r n m e a a e a l a M s d s m a 2 . 2
- a d n s t e r u a k e r e j u k h t s u w a a u k f i i c t a l k a e b i r a g m m e o a e e p r b m m n p e a n s n n a k a a a d u k d . n p u h n j , a m a a n f l i s u s k a a s n n a m s t u e o j i e a u M p b k m p 3 . 2
n a s a k l u e b j n m e u t m . i r k i u a o t e n i m t i u k ) i m s a n a k a h k a a e r r m n e b a a t M ( k 6 . 3
•
•
•
•
•
r u e a o j d t t a r a k l o d a f n i r h a n k o u u a t r k k a t r . a g n e a f n n n s a a s e e a i d s m r b i l m o e c a e n a b r n m e i a d p s l g g i s k n n k i e a a a s e a M y e r r h 7 . 3
•
•
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W n a d i r i d n a k m o p o i l s a m o o l f g u e o t T k
n a i a l i n e P
r o P •
n m a u d k i i t r i k d a r n a k p o m n o p a i l s m r o a o o g l p f u e a o T k L t
r o P •
•
n a r a j a l e b m e P
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
- h u n i r j a t m u s a e r n u l a a m g p r d n e i n n a p a e d n m d p a a a l n i k h k a a f r e s d k a r i r t . a l s g r i s . f e l i a a s j o k n t a i n t a t e a i m e u k a a e M k k M b f r •
r a s a D i s n e t e p m o K
•
r e k e u . t m b i s n i m a u k a r s t u o k n e p s a r u a i g j l d n a l u n i l a s b n u a k i j a h g a h i a n y e n s d n i e l e n u g M t n a
, r n p a e n e a d p s a a n n o k h u r a e r k t o h m r i s p u l e a a r l a p t g a . n n s k a e a n i s k p u a k i j l a a n , d y a i , e r u n a s h u e b j u o a r s l a M c t
- n m a s a a k l e h u j a b n m m e u e t p i m . l r k a i u i s o t e a t n i m h p u k n a ) i a d n s k i a a k j a a h r k a e r y t e r n b n e n a a M a t ( k 6 . 4
i . - n i r i a j o h s t d a y k u r k , n a a a n e f g e r a k m n n e u t a a e d k r a m r a e b e o l e s o c r m n m n a a e g d , k g l p n i n u l a s a p i y k c m s a a r e n i h y o r a r n n t u e e a k j a l a M m k f 7 . 4
Kimia Kelas XI
255
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W n
n a i a l i n e P
n a r a j a l e b m e P
n
n
a a r p a k a k a j a u j k l a k r i g n e n l a a e S b g t e n n m u s m a e a e m m t p g a a t n a t g t s m a l r a n a a a a e a e a g u g S b S p S t n e • • P •
n
n
n
a a r p a k a k a j a u j k l a k r i g n e n l a a e S b g t e n n m u s m a e a e m m t p g a a t n a t g t s m a l r a n a a a a e a e a g u g S b S p S t n e • • P •
a j r e K a
a j r e K a
a d j r n e k a i t r K s G i e u l k k n P d u n e i t u r a a s b r h i j n a i o e i l r j r u i T P U U U P R
s s e e T • • T •
a d j r n e k a i t r K s G i e u l k k n P d u n e i t u r a a s b r h i j n a i o e i l r j r u i T P U U U P R
s s e e T • • T •
•
•
l i i t , n - - b n n a - i - i n k g i n h n r d s e s g g e e e e a a y m s e h s a e i u a r u a a n e e a n n a o e r s a a s k n d t p r t a s s i d p s m e w d d n u a u m a e i e m u r k m a n y h b o n s k g k r t b b i , k n t k r n a e n u l e n . f p a o Z w o p s m u a t i n o u o u i a f e n a k e p b k s n r a n m a m a d i a c h e n t h n p i m p p h a r y k a i a o a k r r l o d t e n u d h d a C F g r s i e n h i e a k i k k i a i r a i u p e k Z s a s a a s s p a k h n r r s k v s a 8 d a a e d . n l e j / a e a i a b a u t g e g n , h r a i a / i i ) l i k t e n s l k t g r k a d t p p a n a n r n a d g g d s l n n n . n e s r a . i t g a e n K K . p r a e a k e a u . e a a a k g k t a e a d t n a n a n n i y p b a e n o o h r n a p i r s l u m a i , s g e a k n t n a m p a o o a a , p a a e p i m p l . t l m n s h e a d d g t n r n s g u e n s a g a i g g / g r e n b i a h a u e l a p r r n g a n / t d a e a n e c c a p a e n k m e i / l n / g u g d g t a a a a o : k e : a s a g . n n b a m n t r e n i m o j m c g b l t u n t , K ( K p m s b n p t s t n t b ) e t e n a e n e n r e d a e e k a e i e y t t g e e p e a i m e n o a e i m e g i m m α n n a a n M r p t M u k k g t M n t h h m d n M m I m m M f n k m o M z t ( a a
•
•
•
•
•
•
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
. - t a t a a k a a n n n g a j a r n m a a r n a w a n p i k e d a h a o a e a k c a r p j u d y b s t r , s m k a n e n . f n u n l a u e k a s a m i e t j n e g b s a r i a p l e k u n n . s a i e l l b k d n i r l u a i r o e i s a o n e n o d t m u t n a a a p p t a a k n a a u d , e s r s t d a l r p k s e m a n i n i n e . r k o a a d u n l c s a t a b l a b n k a g s r a n a e l a p a n n n e s n e k a d d a p p m u s u i a f a u m j d g d f , a i e n , i d k i i i t k g a m a i a t k r u a a m s s a a n i i u u s g t a n a m r r m l u r e i m r s e a n e m r g a a a i k e o o e u B h a M s d d t B p t M k t s
•
r a s a D i s n e t e p m o K
•
a t a n - a j r n a e y e i g m a k c n d , u n u m r k a k g a e a r i n l b l i e l a r l i o l d m e t u p , u d t s n n e a n a u p a k t n m k n e k t a a h u j s d a n , i a u a a t a f . n m m r n m e a a e a l a M s d s m a 2 . 2
•
•
- a d n s t e r u a k e k r e j u h t s u w a a u k f i i c t a l k a e b i r a g m m e o a e e p r b m m n p e a n s n n a k a a a d u k d . n p u h j , a n a n f m a l s s u i k a a u n s n a m s t j e o i e a u M p b k m p 3 . 2
i i - n i r - i i n n r i s n s s s t o r n e a a t a t a k i k k s k e . p k g g n k p g a d a u a o u d n n e e e a n , r m n . i d n r f i a i a a e r g i a a i a r i b b s o i r h b r i a a l i o s r a p d i g a u h d p d m r t o u i a a m m c r e t a d t i t k a t i a p n i n m i i e t b e r n a r o e r . s e e a g e . i t a m n f h e a m k i c n e s s b h a n m k a k e n n n a . k g e n r g n n g n k a a e k n n h e s a k n a n a a n a d k m a a n a a u k u h s a k g k b b n s t k a k , a b s s b s s n s e n t u a a n a d u a n t a m a b a p l i m a i e l b u l i a m l m l i , g i r e b u d e . e e t i e t j n t j e m o j g e a y j j r d e t a i e g e m i a n n m n n s n i n s s n s h n s t n m e e e i m e e u h o e a e i e e u a a e e e M k M d h M y g k M k d k M m b y k M s
•
•
r - o r g m t e l a k p n a a a b f d i m r h i o u t n t e a k r k a s a e p f g k a n s e h r i e t s a i i l m r d a e a . n m n g i r n t a a r a g g y s n n e u e a s e n d n M y g a i 8 . 3
•
•
•
• i n i s r a k a g g a d n a n e i b u r s m e b p k t i u a h a e e r r s e a l k t i n n s i a a a s k k f i h a u t t a n e r n t i e t a u g n t n n a . e a u e u n M k d s a 9 . 3
Kimia Kelas XI
257
r a j a l e B r e b m u S i s t u a k k o a l A W
n a i a l i n e P
t m n a u a k d m i a t i r g k i a d n r n e p a k p o M n o n a s p i r r l a o a m o o o p g l p f a n a u e o L a L T k t
r o P •
a j r e K a
a d j r n e k a i t r K s G i e u l k n k P d u n e i t u r a a s b r h i j n a i o e i l r j u r i T P U U U P R
s s e e T • • T •
• •
•
n a r a j a l e b m e P
k o k o P i r e t a M
r o t a k i d n I
l - i r i n i s h n r r r u l n o h a n l s u a a g e g t e e r n n u g r a a r e t e b p p a h k a s o e o p a r a s l g n v k a n h b f p n o , g a e n i a m n n a r r i b e s a a n g o n a t r g a l a t p k n a a e k e i m . a r e s h n n s a . i n n d p n t n b k m s a a e s n i a a a e , o a k k c f e s a r u p b n l k a a l h k . i r a j a a e h e e a n d m a t u a i m n a e n k k r b n s a d r a t p m a b a y l t g r e o g i e , s a a a e a u i e b h c n a r s n r s , h s s b n a g r s e r e e n r e e a e a e a m a r e e o r m e k M g a p M p t t d c M h a y a p
•
r a s a D i s n e t e p m o K
258
•
n n - h a e a e a d m a m r , e a n a b o m n a t k r c a r u e g r k s e e n p a a s . l l y e n e n i a g m r a k s g a r o , l h e n g u t p k a p n a i b a m n f c i a - h i m r u t n y k i o r e j t a n r a s e e a y k e a g M m n f n k 8 . 4
Silabus
•
, c n - - n o e a K a p k d d m g i . a c o m s g r K k a n a i a a n l b s h a n a m o g g . p a d i s n n t k i u t e u u K d t t s t i n n a h b z u a a n e j g h g n i a a a r n , n e i s d e e p e M s a d M K d
•
•
l i i i r f t s s e a t t a k i h a h t n e a n a r l g u a a u n t s k e a a . m n d i u s s n a n a k a g a i g k n e r a n a h u r d e b b a c u p i i m e h r a s t k t t m a a e s e i a n e e M k a r k 9 . 4
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Mata Pelajaran Satuan Pendidikan Kelas/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu A.
: : : : :
Kimia SMA/MA XI/1 Minyak Bumi 4 × 45 menit (2 kali pertemuan)
Kompetensi Dasar dan Indikator 1.2 Mensyukuri kekayaan alam Indonesia berupa minyak bumi, batu bara dan gas alam serta berbagai bahan tambang lainnya sebagai anugerah Tuhan YME dan dapat dipergunakan untuk kemakmuran rakyat Indonesia. Indikator: Bersyukur kepada Tuhan YME yang menganugerahkan kekayaan alam berupa minyak bumi dan gas alam dengan memanfaatkan secara bijak dan hemat. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. Indikator: Berperilaku teliti, objektif, dan kritis dalam mengamati proses pembentukan minyak bumi. • Mampu membedakan fakta dan opini saat menanggapi masalah. • Bersikap disiplin dan bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas. 2.2 Menunjukkan perilaku kerja sama, santun, toleran, cinta damai, dan peduli lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam. Indikator: • Mampu bekerja sama dalam kelompok. • Menunjukkan sikap cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar. 2.3 Menunjukkan perilaku responsif, dan proaktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan. Indikator: Bersikap responsif dan proaktif saat berdiskusi. 3.2 Memahami proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya. Indikator: • Menjelaskan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam. • Menyebutkan komposisi minyak bumi. • Menjelaskan pengolahan minyak bumi. • Menyebutkan fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi serta kegunaannya. 3.3 Mengevaluasi dampak pembakaran senyawa hidrokarbon terhadap lingkungan dan kesehatan serta cara mengatasinya. Indikator: • Menjelaskan pengertian bilangan oktan sebagai ukuran kualitas bensin. • Menjelaskan dampak pembakaran bahan bakar minyak. • Menyebutkan jenis bahan bakar alternatif sebagai pengganti minyak bumi dan gas alam.
B.
4.2 Menyajikan hasil pemahaman tentang proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi beserta kegunaannya. Indikator: Menyajikan bahan presentasi tentang pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi. 4.3 Menyajikan laporan tertulis mengenai daerah kilang minyak di Indonesia beserta hasilnya. Indikator: Menyajikan bahan presentasi tentang minyak bumi, gas alam, dan bahan bakar alternatif. Tujuan Pembelajaran 1. Siswa mampu menjelaskan proses pembentukan minyak bumi dan gas alam. 2. Siswa mampu menyebutkan komposisi minyak bumi. 3. Siswa mampu menjelaskan proses pengolahan minyak bumi. 4. Siswa mampu menyebutkan fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi serta kegunaannya. Kimia Kelas XI
259
5. 6. 7. C.
Siswa mampu menjelaskan pengertian bilangan oktan sebagai ukuran kualitas bensin. Siswa mampu menjelaskan dampak pembakaran bahan bakar minyak. Siswa mampu menyebutkan jenis bahan bakar alternatif sebagai pengganti minyak bumi dan gas alam.
Materi Pembelajaran • Minyak bumi dan gas alam • Bensin dan dampak pembakaran bahan bakar
D. Metode Pembelajaran Pendekatan : Pendekatan ilmiah (Scientific Approach ) Mode : Siklus Belajar (Learning Cycle ) Metode : Discovery dan Diskusi E.
Media, Alat, dan Sumber Pembelajaran 1. Media Power point 2. Alat dan Bahan a. Komputer atau Laptop b. LCD 3.
F.
Sumber Belajar a. Buku PR Peminatan IPA Kimia SMA/MA Kelas XI Semester I , PT Intan Pariwara. b. Buku PG Peminatan IPA Kimia SMA/MA Kelas XI Semester I , PT Intan Pariwara. c . Internet: http://goo.gl/l3W5h, http://goo.gl/hrB7f dan http://goo.gl/NGa7Al .
Kegiatan Pembelajaran Pertemuan I ( 2× 45 menit) 1.
Pendahuluan (10 menit) a. Pemusatan perhatian: diskusi mengenai elpiji yang merupakan salah satu jenis bahan bakar yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. b. Apersepsi: 1) Bagaimana cara memperoleh elpiji? 2) Senyawa-senyawa apa saja yang terdapat dalam elpiji? c. Guru menjelaskan tujuan pembelajaran yaitu memberikan pemahaman kepada siswa mengenai proses pembentukan, komposisi, pengolahan, dan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru menjelaskan bahwa minyak bumi dan gas alam merupakan kekayaan alam di Indonesia yang tidak dapat diperbarui. b. Guru kemudian membagi siswa menjadi beberapa kelompok untuk mengerjakanTantangan Berpikir. c. Siswa melaksanakan kegiatan Tantangan Berpikir. mengenai proses pembentukan minyak bumi dan gas alam dengan mengamati video proses pembentukan minyak dan gas alam di alamathttp:/ /goo.gl/l3W5h . d. Siswa mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan dalamTantangan Berpikir. secara berkelompok. e. Guru menanyakan hasil diskusi siswa dan menunjuk beberapa siswa untuk menjelaskan hasil pengamatan siswa. Guru kemudian membahas hasil diskusi siswa dan menjelaskan tentang proses pembentukan minyak bumi dan dampak eksploitasi bagi bahan bakar tersebut pada masa yang akan datang. f. Guru menjelaskan komposisi minyak bumi dan proses penggolahan minyak bumi. g. Guru menganjurkan siswa untuk mengunjungi alamat web http://goo.gl/hrB7f, dan http://goo.gl/ NGa7Al , kemudian membuat rangkuman isi web tersebut. h. Guru menugasi siswa untuk mendiskusikan tentang fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi, kemudian menunjuk beberapa kelompok untuk mempresentasikannya. Selanjutnya guru menjelaskan fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi. i. Guru mengingatkan siswa untuk mengaplikasikan ilmu yang diperoleh sesuai dengan pembiasaan pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara .
3.
Kegiatan penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Tugas dengan teman sebangkunya. Guru memberikan waktu dua minggu untuk mengerjakan tugas tersebut.
260
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
c.
Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Latihan 1 yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . Pertemuan II (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru mengingatkan siswa secara sekilas mengenai fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi. b. Guru menunjuk beberapa siswa untuk menjelaskan fraksi-fraksi hasil pengolahan minyak bumi berdasarkan kenaikan titik didihnya.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru menjelaskan salah satu contoh bahan bakar yang digunakan di dalam kehidupan sehari-hari yaitu bensin. b. Guru kemudian membagi siswa menjadi beberapa kelompok untuk mengerjakanTantangan Berpikir. c. Siswa melaksanakan kegiatan Tantangan Berpikir untuk mencermati artikel yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara. d. Siswa mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan dalamTantangan Berpikir secara berkelompok. Guru menunjuk beberapa siswa untuk mempresentasikan hasil diskusinya. e. Guru menjelaskan tentang bensin dan dampak pembakaran bahan bakar. f. Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok yang terdiri dari 4–6 siswa, kemudian menugasi setiap kelompok untuk mengerjakan Tugas Kelompok . Siswa diberi waktu selama dua minggu untuk mengerjakan tugas dan diminta mempresentasikan dan mengumpulkannya.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru meminta siswa mengerjakan Latihan 2 yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara .
G. Penilaian 1.
Teknik dan Bentuk Instrumen Teknik
2.
Bentuk Instrumen
Pengamatan Sikap
Lembar Pengamatan Sikap dan Rubrik
Tes Unjuk Kerja
Uji Petik Kerja Prosedur
Tes Tertulis
Pilihan Ganda dan Uraian
Portofolio
Kumpulan Laporan dan Tugas Kelompok
Contoh Instrumen a.
Lembar Penilaian Sikap No.
Aspek yang Dinilai
1.
Bersyukur kepada Tuhan menganugerahkan kekayaan minyak bumi dan gas alam manfaatkan secara bijak dan
2.
Berperilaku teliti, objektif, dan kritis dalam mengamati proses pembentukan minyak bumi.
3.
Mampu membedakan fakta dan opini saat menanggapi masalah.
4.
Bersikap disiplin dan bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas.
5.
Mampu bekerja sama dalam kelompok.
6.
Menunjukkan sikap cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar.
7.
Bersikap responsif dan proaktif saat berdiskusi.
3
2
1
Keterangan
YME yang alam berupa dengan mehemat.
Kimia Kelas XI
261
b.
Rubrik Penilaian Sikap No.
262
Aspek yang Dinilai
1.
Bersyukur kepada Tuhan menganugerahkan kekayaan minyak bumi dan gas alam manfaatkan secara bijak dan
YME yang alam berupa dengan mehemat.
2.
Berperilaku teliti, objektif, dan kritis dalam mengamati pembentukan minyak bumi.
3.
Mampu membedakan fakta dan opini saat menanggapi masalah.
4.
Bersikap disiplin dan bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
3
2
1
Keterangan 3 : Menunjukkan sikap bersyukur kepada Tuhan YME yang menganugerahkan kekayaan alam berupa minyak bumi dan gas alam dengan memanfaatkan secara bijak dan hemat. 2 : Menunjukkan sikap bersyukur kepada Tuhan YME yang menganugerahkan kekayaan alam berupa minyak bumi dan gas alam namun bersikap boros dalam pemanfaatannya. 1 : Belum menunjukkan sikap bersyukur kepada Tuhan YME yang menganugerahkan kekayaan alam berupa minyak bumi dan gas alam serta dalam pemanfaatannya bersikap boros. 3: Menunjukkan perilaku teliti, objektif, dan kritis dalam mengamati pembentukan minyak bumi, misal sering bertanya mengenai pembentukan minyak bumi. 2: Menunjukkan perilaku teliti, subjektif, dan kurang kritis dalam mengamati pembentukan minyak bumi, misal jar ang bert any a men gen ai pem bentukan minyak bumi. 1 : Menunjukkan perilaku tidak teliti, subjektif, dan kurang kritis dalam mengamati pembentukan minyak bumi, misal tidak pernah bertanya mengenai pembentukan minyak bumi. 3 : Menunjukkan sikap mampu membedakan fakta dan opini saat menanggapi masalah, misal mampu menjawab pertanyaan berdasarkan fakta yang ada dengan jelas. 2 : Menunjukkan sikap mampu membedakan fakta dan opini namun tidak mampu menanggapi masalah, misal mampu menjawab pertanyaan namun tidak dapat menjelaskan fakta-fakta yang mendukung. 1 : Menunjukkan sikap kurang mampu membedakan fakta dan opini saat menanggapi masalah, misal tidak mampu menjawab pertanyaan dan menjelaskan fakta-fakta yang mendukung. 3 : Menunjukkan sikap disiplin dan bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas, misalnya mengerjakan tugas dengan sungguh-sungguh dan tepat waktu. 2 : Menunjukkan sikap kurang sikap disiplin namun bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas, misalnya mengerjakan tugas namun selesainya tidak tepat waktu. 1 : Menunjukkan kurang sikap disiplin dan kurang bertanggung jawab dalam mengerjakan tugas, misalnya mengerjakan tugas seenaknya sendiri dan tidak tepat waktu.
No.
Aspek yang Dinilai
3
2
1
Keterangan
5.
Mampu bekerja sama dalam kelompok.
3 : Mampu berkerja sama dalam kelompok dengan cara mengerjakan bagian tugasnya dengan sungguh-sungguh. 2 : Kurang mampu bekerja sama dalam kelompok, misalnya mengerjakan tugasnya dalam kelompok dengan seenaknya sendiri. 1 : Tidak mampu berkerja sama dalam kelompok, misalnya tidak mau mengerjakan tugasnya dalam kelompok.
6.
Menunjukkan sikap cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar.
3 : Menunjukkan sikap cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar, misalnya menghargai perbedaan pendapat pada saat diskusi. 2 : Menunjukkan sikap yang kurang cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar, misalnya bersikap acuh tak acuh terhadap perbedaan pendapat pada saat diskusi. 1 : Menunjukkan sikap yang tidak cinta damai dan peduli lingkungan saat mendiskusikan dampak bahan bakar, misalnya bersikap tertutup dan mudah tersinggung jika terjadi perbedaan pendapat pada saat diskusi.
7.
Bersikap responsif dan proaktif saat berdiskusi.
3 : Menunjukkan sikap responsif dan proaktif dalam diskusi, misal sering bertanya maupun menjawab, serta memberikan penjelasan yang mudah dimengerti. 2 : Menunjukkan sikap responsif dan proaktif dalam diskusi tetapi belum maksimal, misal memberikan penjelasan yang sulit dimengerti. 1 : Tidak bersungguh-sungguh dalam berdiskusi, misal bersikap pasif dan tidak berusaha mencari jawaban dari pertanyaan.
Mengetahui Kepala SMA/MA . . .
Guru Mata Pelajaran
......................... NIP_________________________
......................... NIP_________________________
Kimia Kelas XI
263
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Mata Pelajaran Satuan Pendidikan Kelas/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu A.
: : : : :
Kimia SMA/MA XI/1 Reaksi Kesetimbangan 16 × 45 menit (8 kali pertemuan)
Kompetensi Dasar dan Indikator 1.1 Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon, termokimia, laju reaksi, kesetimbangan kimia, larutan dan koloid sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang adanya keteraturan tersebut sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif. Indikator: Mensyukuri dengan mengagumi keteraturan dan keseimbangan. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. Indikator: • Mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu yang tinggi dalam mengkaji reaksi kesetimbangan. • Bersikap jujur, disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum. 2.2 Menunjukkan perilaku kerja sama, santun, toleran, cinta damai, dan peduli lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam. Indikator: • Bersikap santun dan menghargai perbedaan pendapat antarteman. • Menunjukkan perilaku kerja sama, santun, toleran, cinta damai, dan peduli sesama dalam melaksanakan praktikum di laboratorium. 2.3 Menunjukkan perilaku responsif dan proaktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan. Indikator: • Bersikap responsif dan proaktif dalam mengerjakan tugas dan berdiskusi. • Menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan. 3.8 Menganalisis faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran arah kesetimbangan yang diterapkan dalam industri. Indikator: • Menjelaskan ciri-ciri reaksi kesetimbangan dinamis, kesetimbangan homogen, dan heterogen. • Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia. • Menyebutkan berbagai reaksi kesetimbangan dalam industri, tubuh manusia, dan kehidupan seharihari. • Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. 3.9 Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan. Indikator: Menjelaskan tetapan kesetimbangan. 4.8 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran arah kesetimbangan. Indikator: • Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan. • Menganalisis pengaruh perubahan konsentrasi, tekanan, volume, suhu, dan katalis terhadap pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan. • Menyajikan laporan hasil percobaan pengamatan faktor-faktor yang memengaruhi arah pergeseran kesetimbangan.
264
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
4.9 Memecahkan masalah terkait hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan. Indikator: • Menentukan komposisi zat dalam keadaan setimbang dan derajat ionisasi. • Menghitung harga Kc, Kp, dan hubungan antara Kc dan Kp. B.
Tujuan Pembelajaran 1. Siswa mampu menjelaskan ciri-ciri reaksi kesetimbangan dinamis, kesetimbangan homogen, dan heterogen. 2. Siswa mampu menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia. 3. Siswa mampu menyebutkan berbagai reaksi kesetimbangan dalam industri tubuh manusia dan kehidupan sehari-hari. 4. Siswa mampu menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. 5. Siswa mampu menjelaskan tetapan kesetimbangan. 6. Siswa mampu meramalkan arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan. 7. Siswa mampu menganalisis pengaruh perubahan konsentrasi, tekanan, volume, suhu, dan katalis terhadap pergeseran kesetimbangan berdasarkan hasil percobaan. 8. Siswa mampu menyajikan laporan hasil percobaan pengamatan faktor-faktor yang memengaruhi arah pergeseran kesetimbangan. 9. Siswa mampu menentukan komposisi zat dalam keadaan setimbang dan derajat ionisasi. 10. Siswa mampu menghitung harga Kc, Kp, dan hubungan antara Kc dan Kp.
C.
Materi Pembelajaran • Kesetimbangan dinamis • Pergeseran arah kesetimbangan • Tetapan kesetimbangan (Kc dan Kp)
D. Metode Pembelajaran Pendekatan : Pendekatan ilmiah (Scientific Approach ) Model : Discovery dan Diskusi E.
Media, Alat, dan Sumber Pembelajaran 1.
Media Power point
2.
Alat dan Bahan a. Komputer atau laptop b. LCD c. Tabung reaksi d. Pipet tetes e. Kristal PbSO4 f . Larutan KI 1M g. Larutan K2SO4 1M h. Timbangan pegas i. Tanah j. Alat tulis
3.
Sumber Belajar a. Buku PR Peminatan IPA Kimia SMA/MA Kelas XI Semester I , PT Intan Pariwara b. Buku PG Peminatan IPA Kimia SMA/MA Kelas XI Semester I , PT Intan Pariwara c . Internet: http://goo.gl/8ZCbw dan http://goo.gl/dFykZ
Kimia Kelas XI
265
F.
Kegiatan Pembelajaran Pertemuan I ( 2× 45 menit) 1.
Pendahuluan (10 menit) a. Pemusatan perhatian: diskusi kelas mengenai papan jungkat-jungkit yang berada di taman dihubungkan dengan reaksi kesetimbangan. b. Apersepsi: 1) Apa yang dimaksud dengan reaksi kesetimbangan? 2) Faktor-faktor apa saja yang memengaruhi kesetimbangan? c. Guru menjelaskan tujuan pembelajaran yaitu memberikan pemahaman kepada siswa mengenai reaksi kimia, reaksi kesetimbangan, dan tetapan kesetimbangan.
2.
Kegiatan Inti (70 menit) a. Guru menjelaskan bahwa reaksi yang terjadi pada pembakaran kayu adalah reaksi searah. b. Guru kemudian membagi siswa menjadi beberapa kelompok untuk mengerjakanTantangan Berpikir. c. Siswa melaksanakan kegiatan Tantangan Berpikir mengenai demontrasi suatu reaksi kesetimbangan. d. Siswa mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan dalamTantangan Berpikir secara berkelompok. e. Guru menanyakan hasil diskusi siswa dan menunjuk beberapa siswa untuk menjelaskan hasil pengamatan siswa. Guru kemudian membahas hasil diskusi siswa dan menjelaskan tentang reaksi kimia. f. Guru menjelaskan kesetimbangan kimia dan tetapan kesetimbangan.
3.
Kegiatan penutup (10 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Latihan 1 yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . Pertemuan II (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru meminta siswa untuk mengumpulkan tugas. b. Guru mengingatkan siswa secara sekilas mengenai kesetimbangan kimia. c. Guru menunjuk beberapa siswa untuk menjelaskan ciri-ciri kesetimbangan kimia.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru menjelaskan kesetimbangan kimia dapat mengalami pergeseran kesetimbangan. b. Guru kemudian membagi siswa menjadi beberapa kelompok untuk mengerjakan tantangan berpikir. c. Siswa melaksanakan kegiatan tantangan berpikir yang terdapat pada bukuPR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara. d. Siswa mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan dalamTantangan Berpikir secara berkelompok. e. Guru menjelaskan azas Le Chatelier secara singkat. f. Guru membagi siswa menjadi 6 kelompok yang terdiri dari 4–5 siswa, kemudian menugasi kelompok I dan II untuk mengerjakan Tugas Kelompok mengenai faktor konsentrasi, kelompok III dan IV mengerjakan Tugas Kelompok mengenai faktor suhu, dan kelompok kelompok V dan VI mengerjakan Tugas Kelompok mengenai faktor katalis. g. Beberapa kelompok (kelompok konsentrasi, suhu, dan katalis) mempresentasikan tugas kelompoknya dan mengumpulkannya kepada guru.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru meminta siswa untuk membawa jas praktikum pada pertemuan selanjutnya. Pertemuan III (2 × 45 menit)
1.
266
Pendahuluan (10 menit) a. Guru mengingatkan siswa secara sekilas mengenai azas Le Chatelier. b. Guru menunjuk beberapa siswa untuk menyebutkan faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru meminta siswa untuk berkelompok sesuai kelompok pada pertemuan sebelumnya. b. Guru kemudian menjelaskan secara garis besar langkah kerja praktikum yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara. c. Siswa melaksanakan kegiatan praktikum sesuai buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semes- ter I, PT Intan Pariwara. d. Siswa mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan dalam kegiatan praktikum dan membuat laporan praktikum. e. Guru meminta beberapa kelompok untuk mempresentasikan hasil praktikumnya. f. Guru menganjurkan siswa untuk mengunjungi alamat web http://goo.gl/8ZCbw dan http://goo.gl/ dFykZ , kemudian membandingkan hasil praktikumnya dengan hasil praktikum diwebsite tersebut.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi hasil praktikum pada pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mencari informasi mengenai pabrik pupuk di Indonesia. Pertemuan IV (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru menjelaskan bahwa di dalam kehidupan sehari-hari banyak terdapat reaksi kesetimbangan, misalnya pada industri kimia. b. Guru menunjuk beberapa siswa untuk menyebutkan contoh peristiwa di dalam kehidupan seharihari yang menggunakan prinsip kesetimbangan kimia.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru meminta siswa untuk mempresentasikan dan mengumpulkan tugas mengenai pabrik pupuk di Indonesia. b. Guru menjelaskan reaksi kesetimbangan dalam industri, dalam tubuh manusia, dan kehidupan sehari-hari, kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. c. Guru mengingatkan siswa untuk mengaplikasikan ilmu yang diperoleh sesuai dengan pembiasaan pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara .
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Latihan 2 yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . Pertemuan V (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru meminta siswa mengumpulkan tugas. b. Guru menjelaskan bahwa pada saat setimbang konsentrasi zat-zat relatif tetap dan memiliki tetapan kesetimbangan.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok untuk mengerjakanTantangan Berpikir. b. Siswa melaksanakan kegiatan Tantangan Berpikir mengenai tetapan kesetimbangan. c. Guru menjelaskan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc) pada kesetimbangan homogen dan heterogen serta hubungan Kc pada beberapa reaksi. d. Guru meminta siswa untuk mengerjakan soal di papan tulis.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Latihan 3 yang berhubungan dengan Kc yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . Pertemuan VI (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru mengingatkan siswa mengenai Kc b. Guru menjelaskan bahwa tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dengan Kp.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru menjelaskan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan (Kp) pada kesetimbangan homogen dan heterogen serta hubungan Kc dan Kp. b. Guru meminta beberapa siswa untuk mengerjakan soal di papan tulis. Kimia Kelas XI
267
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakanLatihan 3 yang berhubungan dengan Kp serta hubungan Kc dengan Kp yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . Pertemuan VII (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru mengingatkan siswa mengenai Kc dan Kp. b. Guru menjelaskan bahwa kesetimbangan kimia dapat terjadi pada reaksi penguraian.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru menjelaskan tetapan kesetimbangan pada reaksi penguraian dan derajat disosiasi. b. Guru meminta beberapa siswa untuk mengerjakan soal di papan tulis.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) a. Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini. b. Guru menugasi siswa untuk mengerjakan Latihan 3 yang berhubungan dengan kesetimbangan disosiasi dan derajat disosiasi yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semes- ter I, PT Intan Pariwara . Pertemuan VIII (2 × 45 menit)
1.
Pendahuluan (10 menit) a. Guru mengingatkan siswa materi kesetimbangan kimia. b. Guru menunjuk beberapa siswa untuk menyebutkan ciri-ciri reaksi kesetimbangan, tetapan kesetimbangan, Kc, Kp, dan kesetimbangan disosiasi.
2.
Kegiatan Inti (75 menit) a. Guru meminta siswa untuk mengerjakanUlangan Harian yang terdapat pada buku PR Peminatan IPA Kimia Kelas XI Semester I, PT Intan Pariwara . b. Guru meminta beberapa siswa untuk mengerjakannya di papan tulis.
3.
Kegiatan Penutup (5 menit) Guru melakukan refleksi pembelajaran hari ini.
G. Penilaian 1.
2.
268
Teknik dan Bentuk Instrumen Teknik Bentuk Instrumen Pengamatan Sikap
Lembar Pengamatan Sikap dan Rubrik
Tes Unjuk Kerja
Uji Petik Kerja Prosedur dan Rubrik
Tes Tertulis
Pilihan Ganda dan Uraian
Portofolio
Kumpulan Laporan dan Tugas Kelompok
Contoh Instrumen a. Lembar Penilaian Sikap No.
Aspek yang Dinilai
1.
Mensyukuri dengan mengagumi keteraturan dan keseimbangan.
2.
Mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu yang tinggi dalam mengkaji reaksi kesetimbangan.
3.
Bersikap jujur, disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum.
4.
Bersikap santun dan menghargai perbedaan pendapat antarteman.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
3
2
1
Keterangan
b.
No.
Aspek yang Dinilai
5.
Menunjukkan perilaku kerja sama, santun, toleran, cinta damai, dan peduli sesama dalam melaksanakan praktikum di laboratorium.
6.
Bersikap responsif dan proaktif dalam mengerjakan tugas dan berdiskusi.
7.
Menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan.
3
2
1
Keterangan
3
2
1
Keterangan
Rubrik Penilaian Sikap No.
Aspek yang Dinilai
1.
Mensyukuri dengan mengagumi keteraturan dan keseimbangan.
3 : Menunjukkan sikap bersyukur dan mengagumi keteraturan dan keseimbangan dengan cara berperan aktif dalam men ja ga ke as ri an li ng ku ng an sekitar, misalnya ikut melaksanakan kegiatan bersihbersih. 2 : Kurang menunjukkan sikap bersyukur dan mengagumi keteraturan dan keseimbangan. 1 : Tidak menunjukkan sikap bersyukur dan mengagumi keteraturan dan keseimbangan.
2.
Mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu yang tinggi dalam mengkaji reaksi kesetimbangan.
3 : Menunjukkan sikap mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu yang tinggi dalam mengkaji reaksi kesetimbangan misalnya memperhatikan dan sering bertanya kepada guru di saat pelajaran. 2 : Kurang menunjukkan sikap mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu dalam mengkaji reaksi kesetimbangan misalnya memperhatikan tetapi jarang bertanya kepada guru di saat pelajaran. 1 : Tidak menunjukkan sikap mempunyai motivasi internal dan rasa ingin tahu dalam mengkaji reaksi kesetimbangan misalnya tidak memperhatikan dan tidak pernah bertanya kepada guru di saat pelajaran.
3.
Bersikap jujur, disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum.
3 : Bersikap jujur, disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum, misalnya melakukan praktikum sesuai dengan langkah kerjanya dan memakai jas saat praktikum. 2 : Bersikap jujur, namun kurang disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum, misalnya melakukan praktikum sesuai dengan langkah kerjanya namun tidak memakai jas praktikum.
Kimia Kelas XI
269
No.
Aspek yang Dinilai
3
2
1
Keterangan 1 : Bersikap jujur, namun tidak disiplin, teliti, dan proaktif dalam merancang dan melakukan praktikum, misalnya tidak ikut melakukan praktikum sesuai dengan langkah kerjanya dan tidak memakai jas praktikum.
270
4.
Bersikap santun dan menghargai perbedaan pendapat antarteman.
3 : Menggunakan bahasa yang baik saat bertanya maupun menjawab pertanyaan, serta memberikan kesempatan kepada teman untuk mengeluarkan pendapatnya. 2 : Menggunakan bahasa yang baik, tetapi bersikap biasa saja terhadap pendapat teman. 1 : Selalu menyanggah pendapat teman yang tidak sesuai dengan pendapatnya.
5.
Menunjukkan perilaku kerja sama, santun, toleran, cinta damai, dan peduli sesama dalam melaksanakan praktikum di laboratorium.
3 : Mampu bekerja sama dengan kelompok dalam praktikum dengan cara mengerjakan bagian tugasnya saat praktikum dengan sungguhsungguh. 2 : Kurang mampu bekerja sama dengan kelompok dalam praktikum, misalnya mengerjakan tugasnya saat praktikum dengan seenaknya sendiri. 1 : Tidak mampu bekerja sama dengan kelompok dalam praktikum, misalnya bersikap pasif saat praktikum.
6.
Bersikap responsif dan proaktif dalam mengerjakan tugas dan berdiskusi.
3 : Menunjukkan sikap responsif dan proaktif dalam diskusi, misal sering bertanya maupun menjawab, serta memberikan penjelasan yang mudah dimengerti. 2 : Menunjukkan sikap responsif dan proaktif dalam diskusi tetapi belum maksimal, misal memberikan penjelasan yang sulit dimengerti. 1 : Tidak bersungguh-sungguh dalam berdiskusi, misal bersikap pasif dan tidak berusaha mencari jawaban dari pertanyaan.
7.
Menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan.
3 : Menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan, misalnya mengambil bahan kimia yang dibutuhkan secukupnya. 2 : Kurang menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan, misalnya mengambil bahan kimia yang dibutuhkan secara berlebihan.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
No.
Aspek yang Dinilai
3
2
1
Keterangan 1 : Menggunakan senyawa kimia dan alat-alat laboratorium secara tidak bijaksana sesuai fungsi dan kebutuhan, misalnya mengambil bahan kimia yang tidak dibutuhkan secara berlebihan.
c.
Lembar Penilaian Psikomotorik Skor No.
Keterangan
Aspek yang Dinilai 3
2
1
Pengaruh Konsentrasi 1.
Cara mengukur volume larutan.
2.
Cara memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi.
3.
Cara mengamati perubahan warna larutan.
Pengaruh Suhu 1.
Cara mengukur volume larutan.
2.
Cara memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi.
3.
Cara mengamati perubahan warna larutan.
Pengaruh Katalis
d.
1.
Cara mengukur volume larutan.
2.
Cara memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi.
3.
Cara memasukkan lidi ke dalam tabung reaksi.
Rubrik Penilaian Psikomotorik Skor No.
Keterangan
Aspek yang Dinilai 3
2
1
1.
Cara mengukur volume larutan.
3 : Jika cara mengukur larutan sangat tepat yaitu tepat pada skala yang diinginkan dengan posisi mata tegak lurus pada saat melihat skala, jika kekurangan atau kelebihan maka ditambah/dikurangi dengan pipet tetes. 2 : Jika cara mengukur larutan tepat, yaitu tepat pada skala yang diinginkan. 1 : Jika cara mengukur larutan tidak tepat yaitu kurang dari skala yang diinginkan atau kelebihan.
2.
Cara memasukkan larutan ke dalam tabung reaksi.
3 : Jika cara memasukkan zat/ larutan tepat, tangan kiri memegang tabung reaksi sementara tangan kanan memasukkan zat/larutan ke dalamnya sehingga tidak ada yang tumpah (masuk semua ke dalamnya).
Kimia Kelas XI
271
