SOAL-SOAL LATIHAN GAS, INTERAKSI, CAIRAN & PADATAN 1. Tangki baja mempunyai volume 438 mL dan diisi dengan 0,885 kg O2. Tangki ini ternyata mengalami kebocoran dan terlambat ditemukan dan kemudian disegel. Tekanan yang baru menunjukkan 1,37 atm. Berapa gram O2 yang masih tinggal? 5.6A.
2. Nitrogen oksida (NO 2) adalah gas berwarna coklat kemerahan yang merupakan komponen dari asap. Hitung densitasnya pada 0,950 atm dan 24 oC. Bagaimana densitas NO2 dibandingkan dengan udara kering (d = 1,13 g/L pada kondisi yang sama)? 5.8B.
3. Sebuah labu kosong mempunyai volume 149 mL beratnya 68,322 g, sebelum sampel cairan yang mudah menguap ditambahkan. Labu tersebut kemudian ditempatkan dalam air mandi panas (95 oC); tekanan barometrik adalah 740 torr. Cairan menguap dan gas mengisi labu. Setelah pendinginan, labu dan cair kental bersama-sama beratnya 68,697 g. Berapa massa molar cairan? 5.9A
4. Sebuah bohlam kaca kosong memiliki volume 350 mL dan massa 82,561 g. Ketika diisi dengan gas yang tidak diketahui pada 733 mmHg dan 22 oC, bohlam memiliki massa 82,786 g. Apakah gas tersebut, argon (Ar), metana (CH4), atau nitrogen monoksida (NO)? 5.9B.
5. Untuk mencegah adanya udara, gas mulia yang ditempatkan di atas bahan kimia yang sangat reaktif untuk bertindak sebagai "selimut" dalam gas. Seorang insinyur kimia menempatkan campuran gas mulia yang terdiri dari 5,50 g He, 1 5,0 g Ne, dan 35,0 g Kr dalam piston silinder pada STP. Hitung tekanan parsial masing-masing gas. 5.10A.
6. Trimix adalah campuran pernapasan He, O 2, dan N2 digunakan oleh penyelam laut dalam; He mengurangi kemungkinan narkosis dari N 2 dan toksisitas O 2. Sebuah tangki Trimix memiliki tekanan total 204 atm dan tekanan parsial He adalah 143 atm. Berapa persen mol He dalam campuran? 5.10B.
7. Memanaskan sampel KClO3 menghasilkan O2, yang dikumpulkan di atas air pada 20 oC. Tekanan total, setelah menyesuaikan tekanan barometrik, adalah 748 torr, dan volume gas 307 mL. Gunakan Tabel tekanan uap air pada berbagai temperatur, untuk membantu menghitung tekanan parsial dan massa dari O 2. 5.11B.
8. Padatan lithium hidroksida digunakan untuk "menyerap" CO 2 dari udara di pesawat ruang angkasa dan kapal selam; bereaksi dengan CO2 untuk menghasilkan lithium karbonat dan air. Berapa massa lithium hidroksida diperlukan untuk menghilangkan 215 L gas CO 2 pada 23 oC dan 0,942 atm? 5.12B.
9. Gas amonia dan gas hidrogen klorida bereaksi membentuk padatan ammonium klorida. Sebuah labu reaksi 10,0-L mengandung amonia pada 0,452 atm dan 22 oC, dan 155 mL gas hidrogen klorida pada 7,50 atm dan 271 K dicampurkan. Setelah reaksi terjadi dan suhu kembali ke 22 oC, berapakah tekanan di dalam labu tersebut? (Abaikan volume produk yang padatan) 5.13A.
10. Jika dibutuhkan 1,25 menit untuk mengefusikan 0,010 mol gas He, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk jumlah yang sama dari etana (C 2H6) untuk diefusikan? 5.14A.
11. Jika 7.23 mL dari gas yang tidak diketahui, diefusi dalam jumlah waktu yang sama seperti 13,8 mL argon di bawah kondisi yang sama. Berapa massa molar gas yang tidak diketahui? 5.14B.
12. Berapa persen perbedaan antara tekanan yang diperkirakan gas bersifat ideal dan gas nyata, jika 2,50 mol sampel gas CO2 yang terdapat dalam kontainer 2,00 L pada 0 °C adalah dinaikkan dengan faktor 10, menjadi 20,0 L? (Tetapan van der Waals untuk CO2 adalah a = 3,59 dan b = 0,0427) 10.13
13. Jelaskan jenis gaya antar molekul yang harus diatasi pada proses: (a) Mencairkan logam K r. (b) Propana untuk melepaskan C dan H 2. P 9.8 (a) London forces between Kr atoms must be overcome for krypton to melt. (b) The C-H covalent bonds in propane must be broken to form C and H atoms; the H atoms covalently bond to form H2. 14. Apakah jenis gaya antar molekul, selain gaya London, untuk mengatasi pe rubahan berikut ini? (a) penguapan etanol cair, CH 3CH2OH (b) dekomposisi amonia, NH3, menjadi N2 dan H2 (c) sublimasi yodium, I 2(s), (d) mendidihkan NH 3 cair. E 9. Answer (a) Hydrogen bonding and dipole forces: (b) Covalent bonds between N!H: 2 H H N#N _ 3 H9H (c) London forces between I2 molecules: London forces Temporary partial charges
(d) Hydrogen bonding and dipole forces: (a) Ethanol molecules have a hydrogen atom covalently bonded to a highly electronegative oxygen atom with a lone pair of electrons. Therefore, ethanol molecules can hydrogen bond to each other. The bent !O!H group is polar also. (b) This is not a case of overcoming an intermolecular force, but rather an intramolecular one, covalent bonds. The decomposition of ammonia involves breaking the N!H covalent bonds in the NH3 molecule. (c) Iodine is composed of nonpolar I2 molecules, which are held to each other in the solid by London forces. Therefore, these forces must be overcome for the iodine molecules in t he solid to escape from one another and become gaseous. (d) Ammonia molecules are held together in the liquid by hydrogen bonds, which must be broken for the molecules at the surface of the liquid to escape into the vapor. Because NH3 is polar, dipole-dipole forces must also be overcome . 15. Tentukan apakah jenis gaya antarmolekul yag terlibat dalam tarik menarik antara molekul. (a) N2 dan N2, (b) CO2 dan H2O, dan (c) CH3OH dan NH3. (a) London forces occur between N2 mo lecules. (b) CO2 is nonpolar, and London forces occur between it and polar water molecules. CO2 can also hydrogen bond to water (H from water and lone pair on the O of CO2). (c) London forces occur between the two molecules, but the principal intermolecular forces are the hydrogen bonds between the H on NH3 w ith the lone pairs on the OH oxygen, and the hydrogen bonds between the H on the oxygen in CH3OH and lone pair on nitrogen in NH3. 16. Gaya antar molekul apakah yang harus diatasi untuk (a) Menguapkan bensin, yang merupakan campuran hidrokarbon? (b) Konversi karbon dioksida padat (es kering) menjadi uap? (c) Menguraikan amonium nitrat, NH4NO3, menjadi N2 dan H2O? (d) Mendidihkan ClF? (e) Mengubah P 4 menjadi P2? E 9.8 Answer (a) and (b) London forces (c) Covalent bonds between N and H atoms, and O and N atoms; ionic attractions between NH4+ and NO3- ions. (d) London forces and dipole-dipole forces (e) Covalent bonds between phosphorus atoms (a) Gasoline is a mixture of hydrocarbons, which are nonpolar molecules. To evaporate, the hydrocarbon molecules must overcome London forces among them in the liquid to escape from each other and enter the gas phase. (b) Solid carbon dioxide converts to a vapor w hen the thermal energy becomes great enough to overcome some of the noncovalent forces of attraction (London forces) among the nonpolar CO2 molecules. Noncovalent forces still exist in the gaseous CO2. (c) Decomposing ammonium nitrate into N2 and H2O requires bre aking the N!H and N!O covalent bonds in the NH4 _ and NO3 _ polyatomic ions and rearranging the atoms to form nitrogen and water. These bond-breaking changes involve much greater energy (the bond enthalpy) than that needed to melt the compound, which involves overcoming ionic interactions. (d) Dipole-dipole forces, like those between BrCl molecules in Figure, attract the polar ClF molecules to each other in the liquid. London forces are also present. These collective forces must be overcome so that ClF molecules can get away from their neighbors at the surface of the liquid and enter the gaseous state. (e) Covalent bonds must be broken between phosphorus atoms in P4. 17. Yang manakah senyawa berikut ini menunjukkan adanya ikatan H? Gambarkan bentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. (a) CH 3COOH (b) CH3CH2OH (c)
.
18. Yang manakah senyawa berikut ini menunjukkan adanya ikatan H? Gambarkan bentuk ikatan H antar molekulnya. (a) H 2C=O (b) H2NOH (c) O=CHCH2OH.
19. Di masing-masing pasangan, identifikasi gaya antarmolekul yang ada untuk setiap substansi, dan memprediksi substansi yang memiliki titik didih lebih tinggi: (a) CH 3F atau CH3Br, (b) CH3CH2CH2OH atau CH3CH2OCH3, (c) C2H6 atau C3H8
20. Di masing-masing pasangan, identifikasi gaya antarmolekul yang ada untuk setiap substansi, dan memprediksi substansi yang memiliki titik didih lebih rendah: (a) CH 3CHO atau CH3CH2OH (b) CHCl3 atau CHI3
.
21. Pada diagram fasa untuk CO2 (lihat Gambar), titik yang sesuai dengan suhu _13 °C dan tekanan 7,5 atm adalah pada kurva tekanan uap dimana fasa cair dan fasa gas berada dalam kesetimbangan. Apakah fasa CO2 akan terjadi ketika tekanan tetap sama dan suhu meningkat beberapa derajat?P 11.5 The gas phase. 22. Pada 34,1 oC, tekanan uap air 40,1 torr. Berapakah tekanan uap pada 85,5 oC? ΔHvap air adalah 40,7 kJ/mol.
23. Aseton sangat penting sebagai pelarut dalam industri dan sebagai reaktan, m ulai dalam pembuatan produk yang tak terhitung jumlahnya, dari film ke serat sintetis. Pada 20,2 oC, tekanan uap aseton adalah 24,50 kPa. Jika ΔHvap adalah 30,99 kJ/mol, berapa temperatur (oC) ketika tekanan uapnya 10,00 kPa?
24. Etanol memiliki tekanan uap 44,22 mm Hg pada 20,0 ° C dan 350,8 mm Hg pada 60,0 ° C. Tentukan _ ΔHvap untuk etanol. E 11.1 Answer 42. 04 kJ/mol. Use the Clausius-Clapeyron equation in the form that c ontains the four known quantities: T 1, T 2, P1, and P2. The temperatures must be converted to kelvins. Substitute the given values into the e quation and solve for ΔHvap. 25. Untuk setiap padatan kristal berikut, tentukan jumlah atom (atau ion) per se l satuan dan bilangan koordinasinya:
26. Untuk setiap padatan kristal berikut ini, tentukan jumlah atom (atau ion) per sel satuan dan bilangan koordinasinya:
27. Kobal memiliki sel satuan kubik berpusat muka dan jari-jari atom 1 25 pm. Hitung densitas logam kobal. 12.7A.
28. Besi mengkristal dalam bentuk struktur kubus berpusat badan. Volume satu atom Fe adalah 8,38310224 cm3, dan kerapatan Fe adalah 7,874 g/cm3. Hitung nilai perkiraan untuk bilangan Avogadro.
29. Besi mengkristal dalam bentuk struktur kubus berpusat badan. Jika jari-jari atom F e adalah 126 pm, menemukan panjang tepi (dalam nm) dari sel satuan.
30. Aluminium mengkristal dalam bentuk struktur kubik terpejal. Jika panjang tepi sel satuan adalah 0,405 nm, tentukan jari-jari atom (dalam pm).
