EbookOSNKIMIA

“1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

1


1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia Bagian 1: Kimia Anorganik – Fisik – Analitik

Bayu Ardiansah, S.Si. Departemen Kimia FMIPA Universitas Indonesia

2015 SCIENT-PUBS EDUCATION Kwarakan, RT 73, Desa Sidorejo, Kecamatan Lendah Kabupaten Kulon Progo, 55663, Yogyakarta

2


Kata Pengantar Buku ini disusun untuk membantu siswa-siswi SMA/MA yang dipersiapkan untuk mengikuti lomba ilmiah/eksakta bidang kimia seperti Olimpiade Sains Nasional (OSN), baik di tingkat Kabupaten/Kota, Provinsi, Nasional dan bahkan hingga level Internasional (IChO). Selain itu, buku ini juga cocok dipelajari sebagai persiapan menghadapi kompetisi kimia yang digelar beberapa perguruan tinggi seperti OKINES – Olimpiade Kimia Unnes (Universitas Negeri Semarang), Chemistry Fair (Universitas Indonesia), Olimpiade Kimia Nasional (UGM), NCC – National Chemistry Challenge (ITS Surabaya) dan OKTAN (Kimia ITB). Buku ini berisi soal-soal latihan dan penyelesaiannya yang disajikan secara terstruktur perkelompok topik. Tidak seperti buku lainnya, di sini akan dibahas lebih detail dan mendalam mengenai persoalan yang ada. Soal-soal yang disajikan diambil dari pengalaman mengajar penulis sebagai asisten dosen di Departemen Kimia FMIPA UI, hasil modifikasi soal OSN dan IChO serta soal-soal OSN dari tahun-tahun sebelumnya. Buku ini juga dilengkapi dengan prediksi soal OSN Kimia dari berbagai tingkatan, mulai dari Kabupaten/Kota hingga tingkat Nasional. Semoga buku ini bermanfaat dan berguna bagi siswa-siswi SMA/MA serta guru pengajar olimpiade kimia. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis hargai.

Yogyakarta, Mei 2015

Penulis

3


DAFTAR ISI

TOPIK 1: Atom, Ion, Molekul dan Stoikiometri TOPIK 2: Gas dan Energi Reaksi Kimia TOPIK 3: Struktur Elektronik Atom, Ikatan Kimia dan Geometri Molekul TOPIK 4: Sifat Koligatif Larutan dan Kinetika Kimia TOPIK 5: Kesetimbangan Kimia dan Asam Basa TOPIK 6: Kesetimbangan Kelarutan, Termodinamika dan Redoks Elektrokimia TOPIK 7: Logam Transisi, Senyawa Koordinasi dan Kimia Radiasi Prediksi Soal OSN Kimia Paket A Prediksi Soal OSN Kimia Paket B

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat setelah melakukan pemesanan………………………………………...


4


KELOMPOK TOPIK KE-2 (Gas dan Energi Reaksi Kimia/Termokimia) Bagian I : Pilihan Ganda 1) Grafik di bawah ini merepresentasikan distribusi kecepatan tiga macam gas (X, Y dan Z) pada temperatur 300 K. Apabila diketahui ketiga macam gas tersebut adalah N2 (28,02 g/mol), He (4,003 g/mol) dan Cl2 (70,90 g/mol), dan mengacu pada postulat teori kinetik gas mengenai distribusi kecepatan gas, maka gas X, Y dan Z tersebut masing-masing adalah :

A. X = N2; Y = He; Z = Cl2 B. X = N2; Y = Cl2; Z = He C. X = He; Y = Cl2; Z = N2 D. X = Cl2; Y = N2; Z = He E. X = Cl2; Y = He; Z = N2 Penyelesaian : D

5


Kecepatan distribusi suatu molekul gas dipengaruhi oleh massa molekul gas tersebut. Semakin ringan suatu gas maka kecepatannya akan semakin besar, begitu juga sebaliknya. Hal ini ditunjukkan dengan rumus kecepatan rata-rata kuadrat (vrms) yaitu vrms =

. Dengan demikian, gas X, Y dan Z

secara berurutan adalah dari yang paling berat ke paling ringan, yaitu Cl2, N2 dan He. 2) Maxwell-Boltzmann

merumuskan

sejumlah

generalisasi

perilaku gas yang dikenal dengan teori kinetik molekul gas (kinetic molecular theory of gases), yang mana gas dianggap berperilaku “ideal”. Berikut ini yang tidak termasuk dalam postulat teori kinetik gas yang diusulkan adalah : A. Gas terdiri dari molekul-molekul yang satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh jarak yang besar. Molekul-molekul dianggap merupakan “titik-titik” yang memiliki massa namun memiliki volume yang dapat diabaikan. B. Molekul gas senantiasa bergerak secara tetap dan arah yang acak yang saling bertumbukan satu dengan lainnya. C. Molekul gas dianggap tidak mengalami gaya tarik-menarik maupun gaya tolak menolak antara satu dengan lainnya D. Tumbukan antara molekul-molekul gas tidak bersifat elastis sempurna E. Energi kinetik rata-rata molekul sebanding dengan suhu gas dalam Kelvin

6


Penyelesaian : D Inti dari teori kinetik gas mencakup asumsi-asumsi pada opsi a, b, c dan e. Namun yang perlu dipahami adalah tumbukan antar molekul gas bersifat sempurna. Dengan kata lain, akibat tumbukan itu, energi dapat dipindahkan dari satu molekul ke molekul lainnya, dan energi total dari semua molekul dalam system itu tetap sama. Sehingga opsi “d” bukan merupakan satu dari postulat yang diusulkan. 3) Gambar di bawah ini merepresentasikan keadaan untuk membuktikan salah satu hukum gas ideal, berdasarkan penjabaran dari rumus utama PV = nRT.

Apabila variabel lain dijaga konstan, akan terjadi fenomena seperti di atas. Fenomena tersebut menunjukkan eksistensi dari hukum.. A. Hukum Boyle B. Hukum Gay-Lussac C. Hukum Charles D. Hukum Avogadro E. Tidak ada dari empat jawaban di atas yang benar Penyelesaian : D 7


Dari gambar di atas, dengan jelas terlihat bahwa ketika molekul gas

dikurangi

dari

sistem,

maka

volume

gas

akan

berkurang/menyusut. Sebaliknya, apabila terjadi penambahan jumlah mol gas maka volume akan bertambah. Hal ini mencerminkan keterkaitan/hubungan antara n (jumlah mol) dan V (volume) gas. Pada kondisi P dan T tetap, maka dirumuskan sebagai n1/V1 = n2/V2 yang mana hubungan tersebut merupakan implikasi dari hukum Avogadro mengenai gas ideal. 4) Reaksi fasa gas berlangsung dalam syringe pada T dan P konstan. Bila volume awal adalah 40 cm3 dan volume akhir adalah 60 cm3, reaksi manakah yang berlangsung? A. A (g) + B (g)  AB (g) B. 2 A (g) + B (g)  A2B (g) C. 2 AB2 (g)  A2 (g) + 2 B2 (g) D. 2 AB (g)  A2 (g) + B2 (g) E. 2 A2 (g) + 4 B (g)  4 AB (g) Penyelesaian : C Pada kondisi P dan T konstan, maka sesuai rumus gas ideal PV = nRT, volume gas akan sebanding dengan jumlah mol gas. Peningkatan V akan menyebabkan peningkatan n, begitu pula sebaliknya. Pada suatu kondisi reaksi volume naik dari 40 cm3 menjadi 60 cm3, maka secara logika terdapat penambahan jumlah mol gas produk, relative terhadap reaktan (Δng > 0).

8


Dari kelima reaksi di atas yang memenuhi criteria tersebut adalah opsi c, dengan nilai Δng = 1. 5) Sebanyak 200 mL sampel gas hidrokarbon mempunyai berat jenis 2,53 g/L pada 550C dan 720 mmHg. Apa rumus senyawa kimia gas tersebut ? A. C2H6 B. C4H10 C. C5H12 D. C6H6 E. C2H4 Penyelesaian : C Hubungan densitas/ berat jenis (d) dengan Mr zat, kita harus menurunkan persamaan dari rumus gas ideal. PV = nRT PV =

RT

P Mr = RT P Mr = dRT Mr = dRT/P Dalam kasus di atas, Mr = (2,53 g/L x 0,082 L atm K-1 mol-1 x 328 K) / 0,947 atm = 71,86 g/mol.

9


Gas hidrokarbon opsi a-e yang memiliki Mr mendekati nilai tersebut adalah C5H12. 6) Suatu sampel gas Z dari keadaan awal 200C dan 4 atm dipanaskan menjadi 400C pada volume konstan. Manakah pernyataan yang benar ? I.

Energi kinetik rata – rata molekul meningkat

II.

Kecepatan molekul rata – rata tidak berubah

III.

Tekanan gas meningkat menjadi 8 atm

IV.

Jumlah tumbukan per satuan waktu antarmolekul gas tidak berubah

Pernyataan benar ; A. Hanya I B. Hanya II dan III C. Hanya I dan IV D. Hanya II dan IV E. Hanya I, II, dan III Penyelesaian : A Kenaikan temperatur menyebabkan meningkatnya energi kinetik rata-rata molekul gas. Dengan meningkatnya nilai tersebut, maka kecepatan rata-rata molekul juga akan semakin besar karena kecepatan sebanding dengan akar besarnya energi kinetik (EK = ½ mv2). Naikya nilai EK tersebut memberikan makna bahwa molekul gas akan semakin sering bertumbukan antara satu dengan yang lainnya. Pada kondisi volume tetap

10


dan tidak ada penambahan jumlah mol gas, maka P akan sebanding dengan T, sehingga tekanan akhir gas semakin besar, namun nilainya bukan dua kali lipatnya (8 atm) karena kita harus mengkonversi terlebih dahulu satuan temperatur Celsius

menjadi

Kelvin,

selanjutnya

dapat

dilakukan

perhitungan melalui rumus P1/T1 = P2/T2, yang memberikan hasil P2 (atau P akhir) sama dengan 4,27 atm. Maka jawaban yang benar untuk soal di atas adalah I (opsi a). ……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat setelah melakukan pemesanan………………………………………...

Bagian II : Soal Essay 1. Gas karbon dioksida (CO2) dikenal sebagai gas rumah kaca (GRK) dan bertanggungjawab terhadap terjadinya pemanasan global. Di laut banyak tumbuh berbagai jenis terumbu karang, yang sebagian besar strukturnya terdiri dari mineral CaCO3. Eksistensi terumbu karang ini mengalami ancaman, yang salah satunya disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer karena makin intensifnya pembakaran bahan bakar fosil (batubara, gas alam, minyak bumi) dan kebakaran hutan. Seiring dengan meningkatnya konsentrasi CO2 di udara, kandungan CO2 terlarut dalam air juga akan meningkat karena gas CO2 di atmosfer dan CO2 di laut berada dalam kesetimbangan. Diperkirakan bahwa 50% CO2 yang diemisikan 11


dari hasil aktivitas manusia larut dalam air laut/ lautan. Dampaknya adalah penurunan pH air laut sehingga dapat mengganggu kehidupan biota laut, termasuk terhambatnya pertumbuhan terumbu karang. Meningkatnya CO2 terlarut mengakibatkan laju pelarutan CaCO3 meningkat sehingga total struktur terumbu karang akan rusak / hilang. a. Tuliskan reaksi kesetimbangan larutnya gas CO2 dalam air. b. Dalam air laut, mengapa semakin banyak CO2 terlarut semakin banyak pula struktur terumbu karang (CaCO3) yang rusak. Jelaskan dan tulis reaksinya. Udara di atmosfer terdiri dari molekul-molekul N2 (78%), O2 (21%), dan gas lain dalam jumlah runutan termasuk CO2. Gas CO2 lebih mudah larut dibandingkan dengan gas O2 maupun N2 yang kelarutannya pada 1 atm dan 250C adalah -

CO2

=

171 cm3/ 100 mL

-

O2

=

4,90 cm3/ 100 mL

-

N2

=

2,33 cm3/ 100 mL

Berdasarkan data tersebut maka : c. Mengapa gas CO2 lebih mudah larut dibandingkan gas O2 dan N2 ? d. Tentukan perbandingan mol kelarutan gas CO2, O2, dan N2 di dalam air. Penyelesaian : a) CO2 (g) + H2O (l)  H2CO3 (aq)

12


b) Ketika gas CO2 larut dalam air maka akan membentuk reaksi kesetimbangan sebagaimana pada jawaban poin (a). Semakin banyak CO2 terlarut maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan asam karbonat, H2CO3, yang mana merupakan asam lemah yang dapat menyumbangkan ion H+. Ion H+ yang dihasilkan akan menguraikan kalsium karbonat dari terumbu karang menjadi ion kalsium, air dan gas karbondioksida sehingga terumbu karang banyak yang hancur. H2CO3 (aq)  2H+ (aq) + CO32- (aq) K = Ka1 x Ka2 2H+ (aq) + CaCO3 (terumbu karang, s)  Ca2+ (aq) + H2O (l) + CO2 (g) c) Ketiga senyawa tersebut sama-sama memiliki nilai momen dipol sama dengan nol. Akan tetapi, kelarutan CO2 jauh lebih besar dibandingkan dua gas lain karena CO2 sebagai oksida asam memiliki reaktivitas untuk bereaksi dengan air (secara kesetimbangan) membentuk asam karbonat. Di sisi lain, gas N2 dan O2 yang merupakan gas diatomik tidak dapat bereaksi dengan air, dan hanya larut dengan mengandalkan gaya dipol terimbas. d) Dengan menggunakan persamaan gas ideal, PV = nRT, kita dapat menghuting jumlah mol gas-gas terlarut. Mol CO2 = PV/RT = (1 atm x 0,171 L) / (0,082 L atm K-1 mol-1 x 298 K) = 7 x 10-3 mol CO2 Mol O2 = PV/RT = (1 atm x 0,0049 L) / (0,082 L atm K-1 mol-1 x 298 K) = 2 x 10-4 mol O2 13


Mol N2 = (1 atm x 0,00233 L) / (0,082 L atm K-1 mol-1 x 298 K) = 9,5 x 10-5 mol N2 Maka perbandingan mol CO2 : O2 : N2 = 7 x 10-3 : 2 x 10-4 : 9,5 x 10-5 = 73,7 : 2,1 : 1  74 : 2 :1 (bilangan bulat)

2. Sebanyak 300 mL larutan NaOH 2M direaksikan dengan 400 mL larutan H2SO4 1M. a. Buatlah persamaan reaksi netralisasi antara NaOH dan H2SO4 (setarakan) b. Tentukan energi yang dihasilkan jika nilai ΔH0f NaOH (aq) = -470,114 kJ/mol, H2SO4 (aq) = -909,27 kJ/mol, Na2SO4 (aq) = -1390 kJ/mol dan H2O (l) = -285,83 kJ/mol c. Jika kedua larutan awalnya pada 250C, maka temperature akhir setelah kedua larutan direaksikan adalah? (anggap tidak ada kalor yang hilang, kalor jenis larutan (c) adalah 4,2 J/g0C dan densitas larutan 1,00 g/mL) d. Hitung jumlah mol NaOH dan H2SO4 yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi sebesar 100 kJ. Penyelesaian : a. NaOH (aq) + H2SO4 (aq)  Na2SO4 (aq) + 2H2O (l) b. Entalpi reaksi netralisasi (ΔH0rxn) dapat dihitung sebagai berikut ΔH0rxn = ΔH0f Na2SO4 (aq) + 2ΔH0f H2O (l) – 2ΔH0f NaOH – ΔH0f H2SO4

14


ΔH0rxn = -1390 + 2 (-285,83) – [2 (-470,114) + (-909,27) kJ/mol = - 112,162 kJ/mol c. Soal ini dapat diselesaikan dengan langkah-langkah sebagai berikut Step 1 : menghitung jumlah mol NaOH dan H2SO4 yang tersedia Mol NaOH = 0,3 L x 2M = 0,6 mol Mol H2SO4 = 0,4 L x 1M = 0,4 mol Step 2 : mencari pereaksi pembatas (dibagi dengan koefisien reaksi masing-masing) NaOH = 0,6 / 2 = 0,3; sedangkan untuk H2SO4 = 0,4 / 1 = 0,4 Sehingga pereaksi pembatasnya adalah NaOH (nilai hasil bagi lebih kecil) Step 3 : mencari jumlah panas (Q) yang dibebaskan untuk 0,6 mol NaOH terpakai Q = - (n ΔH) = - [0,6 mol x (-112,162 kJ/mol)] = 67,3 kJ Step 4 : mencari temperature akhir Q = m c ΔT  67300 J = 700 g x 4,18 J/g0C x ΔT  ΔT = 230C Takhir = ΔT + Tawal = 25 + 23 = 480C d. Berdasarkan koefisien persamaan reaksi dan hasil yang diperoleh pada poin (b) mengenai entalpi netralisasi, maka apabila digunakan 2 mol NaOH dan 1 mol H2SO4 maka energi yang akan dibebaskan adalah senilai 112,162 kJ. Sekarang pertanyaannya adalah berapa mol kedua zat 15


tersebut dibutuhkan apabila energi yang harus dilepaskan adalah 100 kJ? Hal ini dapat diselesaikan dengan mudah sesuai berikut Mol NaOH dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 2 mol = 1,78 mol NaOH Mol H2SO4 dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 1 mol = 0,89 mol H2SO4


16


PREDIKSI OLIMPIADE SAINS NASIONAL (OSN) BIDANG KIMIA

PAKET A

17


SELEKSI OSN KIMIA TINGKAT PROVINSI

Petunjuk : -

Soal Seleksi Tingkat Provinsi ini terdiri dari 2 Bagian Bagian 1: Pilihan Ganda 20 Soal (40 Poin) Bagian 2: Essay 7 Soal (178 Poin) Total 218 Poin

-

Estimasi waktu pengerjaan 150 menit

-

Diperkenankan menggunakan kalkulator

-

Tabel periodik unsur diberikan

Bagian 1: Pilihan Ganda 1) Densitas nitrogen cair adalah 0,807 g/mL. Andaikan seseorang secara tidak sengaja meminum 0,025 mL nitrogen cair, berapakah volume nitrogen yang akan dihasilkan di dalam tubuhnya pada kondisi 100 kPa dan 370C? A. 0,018 mL B. 0,025 mL C. 19 mL D. 23 mL E. 37 mL 2) Berikut manakah yang merupakan urutan paling benar mengenai kenaikan jari-jari ion spesi-spesi? A. Mg2+ < S2- < Cl- < K+ < Ca2+

18


B. Mg2+ < Ca2+ < K+ < Cl- < S2C. S2- < Cl- < K+ < Mg2+ < Ca2+ D. S2- < Mg2+ < Ca2+ < Cl- < K+ E. Ca2+ < Cl- < K+ < Mg2+ < S23) Wadah A dengan volume 1 L dihubungkan dengan wadah B dengan volume 2 L, dimana diantaranya diberi katup pengontrol. Wadah A berisi gas argon dengan tekanan 100 kPa sedangkan wadah B berisi gas neon dengan tekanan 150 kPa.

Ketika katup pengontrol dibuka, gas akan bercampur dan tekanan tersebut akan berubah menjadi tekanan rata-rata. Tekanan yang ada di dalam container tersebut sekarang adalah A. 100 kPa B. 125 kPa C. 133 kPa D. 150 kPa E. 250 kPa

19


4) Sebanyak 0,5755 g suatu senyawa yang mengandung sulfur dan florin, memiliki volume 255 mL pada 288 K dan 50,01 kPa. Maka rumus molekul senyawa tersebut adalah A. S2F2 B. SF2 C. SF4 D. SF6 E. S4F10 5) Suatu larutan ammonia memiliki pH = x sedangkan larutan HCl memiliki pH = y, dari eksperimen diketahui berlaku suatu persamaan x + y = 14, dimana x > 11. Seandainya dengan volume yang sama dari kedua larutan ini dicampurkan, bagaimana konsentrasi relative ion-ion di bawah ini ada dalam larutan hasil campuran? A. [NH4+] > [Cl-] > [OH-] > [H+] B. [Cl-] > [NH4+] > [H+] > [OH-] C. [NH4+] > [Cl-] > [H+] > [OH-] D. [Cl-] > [NH4+] > [OH-] > [H+] E. [Cl-] = [NH4+] = [OH-] = [H+] 6) Perhatikan reaksi siklisasi berikut ini :

Reaksi tersebut dapat terjadi apabila ditambahkan pereaksi:

20


A. HBr/peroksida B. K2Cr2O7 C. PCC D. H2SO4 pekat E. NaOCH3 dalam CH3OH 7) Reaksi multitahapan sintesis senyawa turunan benzena:

Dari reaksi tersebut, maka produk akhir C yang paling mungkin adalah A. asam p-aminobenzoat (PABA) B. p-nitrobenzaldehida C. asam o-aminobenzoat D. asam p-nitrobenzoat E. asam m-nitrobenzoat 8) Pereaksi X dan Y apakah yang tepat agar target molekul sesuai dengan yang diharapkan berikut ini?

A. Pereaksi X = NaOH; Y = H2/Pt B. Pereaksi X = H2SO4 pekat; Y = CH3OH C. Pereaksi X = H2/Ni; Y = Zn/HCl D. Pereaksi X = H2SO4 pekat; Y = H2/Ni

21


E. Pereaksi X = HCl pekat; Y = KOH dalam alkohol

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat setelah melakukan pemesanan………………………………………..

Bagian 2: Essay

1. Campuran Logam Karbonat (20 Poin) Sebuah campuran logam karbonat, MCO3 dan oksidanya, MO, dipanaskan maka akan membebaskan CO2 dan segera terkonversi menjadi oksida MO. a. Seandainya 0,6500 g sampel campuran MCO3 dan MO membentuk 0,1575 L CO2 pada 250C dan 700 mmHg, tentukan jumlah mol CO2 yang terbentuk b. Ketika 0,3891 g MO yang dihasilkan dari poin (a) dititrasi dengan HCl 0,5 M maka dibutuhkan 38,60 mL. tentukan jumlah mol MO dalam 0,3891 g c. Tentukan massa atom logam M dan berikan symbol yang sesuai d. Tentukan persen mol MCO3 dan MO dalam sampel awal e. Gas yang terbentuk pada poin (a) adalah CO2, tentukan: i)

Jenis

gaya

antarmolekul

dalam

CO2

dan

gambarkan ilustrasinya ii)

Tuliskan reaksi lengkap apabila gas tersebut larut dalam air 22


2. Kelarutan Garam Fluorida (20 Poin) Ketika padatan BaF2 ditambahkan ke dalam H2O maka akan terbentuk kesetimbangan berikut  Ba2+ (aq) + 2 F- (aq)

BaF2 (s)

Ksp = 1,5 x

10-6 pada 250C a. Hitunglah solubilitas molar BaF2 pada 250C b. Jelaskan bagaimana penambahan senyawa berikut ini mempengaruhi kelarutan BaF2 dalam air i)

0,10 M Ba(NO3)2

ii)

0,10 M HNO3

c. Di

lain

pihak,

dalam

sebuah

eksperimen

untuk

menentukan Ksp PbF2, seorang siswa memulai dengan 0,10 M Pb(NO3)2 dan 0,10 M KF dan menggunakan beberapa seri pengenceran untuk menentukan konsentrasi terendah [Pb2+] dan [F-] yang dapat membentuk endapan ketika

dicampurkan.

Seandainya

seorang

siswa

menggunakan konsentrasi dari ion-ion yang digabungkan tersebut untuk menentukan nilai Ksp, apakah Ksp yang terhitung akan terlalu besar, terlalu kecil atau mendekati benar? Jelaskan. Data Ksp untuk PbF2 adalah 4,0 x 10-8. Maka : d. Dalam sebuah larutan yang mengandung 0,01 M Ba(NO3)2 dan 0,01 M Pb(NO3)2, endapan manakah, BaF2 atau PbF2 yang akan terbentuk pertama kali ketika NaF padat ditambahkan? (asumsikan volume total tetap)

23


e. Ketika garam fluorida yang lebih mudah larut mulai mengendap, berapakah konsentrasi kation garam fluorida yang lebih sukar larut masih tersisa dalam larutan? Berapa persen pengendapannya?

3. Variasi Oksida Nitrogen (20 Poin) Nitrogen dapat membentuk banyak senyawa oksidanya, beberapa diantaranya berkontribusi dalam fenomena kabut fotokimia. Nilai ΔH0f dan ΔG0f untuk beberapa senyawa oksida nitrogen diberikan pada tabel berikut ini:

a. Hitunglah perubahan entalpi dan energy bebas Gibbs pada 200C untuk i)

Pembentukan NO2 (g) dari NO (g) dan O2 (g)

ii)

Dimerisasi NO2 (g) membentuk N2O4 (g)

b. Hitunglah konstanta kesetimbangan dimerisasi NO2 (g) pada 250C c. Untuk konsentrasi NO2 (g) dalam atmosfer adalah 30 ppb (1,2 x 10-9 M) pada awalnya, maka hitunglah konsentrasi kesetimbangan dari N2O4 pada 298 K d. Apabila

temperatur

kesetimbangan

akan

atmosfer berubah

naik

menjadi

sampai

430C,

terbentuk

kesetimbangan yang baru. Setelah kesetimbangan yang

24


baru telah tercapai, apakah konsentrasi NO2 sekarang melebihi batas aman sebesar 53 ppb (2,2 x 10 -9 M) ? jelaskan. e. Nilai ΔG0f yang bernilai positif untuk NO2 (g) mengindikasikan bahwa dekomposisi NO2 (g) menjadi O2 (g) dan N2 (g) adalah spontan. Sarankan suatu alasan mengapa secara nyata reaksi ini tidak terjadi, atau sangat sedikit peranannya dalam meminimalkan konsentrasi atmosferik NO2 (g) yang notabene merupakan gas berbahaya. 4. Insektisida Alami (38 Poin) Pyrethrin

I

merupakan

insektisida

yang

bersifat

biodegradable. Senyawa ini ditemukan pada tanaman Chrysanthemums.

Penggunaannya

meningkat

untuk

menggantikan insektisida beracun dan tidak biodegradable.

a. Berapakah IHD (index of hydrogen deficiency) atau pun DoU (degree of unsaturated) dari senyawa tersebut? b. Atom karbon asimetris/khiral adalah atom karbon yang mengikat 4 atom atau gugus atom yang berbeda. Ada berapa atom C asimetris yang terdapat pada senyawa 25


pyrethrin I? berapakah isomer optik yang mungkin eksis untuk senyawa tersebut? c. Tentukan konfigurasi R atau S pada setiap atom C asimetris d. Senyawa di atas juga memungkinkan untuk membentuk isomer

geometri.

Ada

berapa

C=C

yang

dapat

membentuk isomer geometri? Dari struktur di atas, tentukanlah konfigurasi E atau Z dari setiap C=C yang membentuk isomer geometri. e. Dengan suatu pereaksi yang khas dan selektif, senyawa pyrethrin I dapat mengalami reaksi hidrolisis. Tanpa harus menuliskan pereaksi apa yang dipakai, tentukan produk reaksi hidrolisis senyawa tersebut. f. Andaikan produk hidrolisis dari pyrethrin I adalah senyawa A dan B, dimana B memiliki jumlah ikatan rangkap lebih banyak. Tentukanlah struktur produk (senyawa

C)

apabila

B

dioksidasi

menggunakan

piridinium kloro kromat (PCC). g. Tentukan semua struktur akhir yang ada apabila dilakukan

ozonolisis

terhadap

senyawa

C,

yaitu

direaksikan dengan O3 kemudian dilanjutkan Zn/H+.


26


Agenda Pre-Order Pertama Tahun 2015 Agenda

Waktu/Periode

Pemesanan via email/SMS

4 Mei – 7 Juni 2015

Pembayaran pesanan via Bank/ATM

8 – 14 Juni 2015

Proses produksi/pencetakan buku

15 – 21 Juni 2015

Pengiriman buku pesanan

22 – 30 Juni 2015

Cara mendapatkan buku:

Tahap 1 : Mengirim email atau SMS pemesanan Pemesanan dapat dilakukan dengan mengirim SMS atau email, dengan format : Pesan Buku Nama Pemesan Jumlah Buku Pesanan Alamat Lengkap Contoh : Pesan Buku - Kevin Johan - 2 - Jalan Kasuari no.36A, kelurahan manggis, RT 09/ RW 05, kecamatan jeruk purut, kabupaten nangka, provinsi jawa barat Apabila pemesanan melalui SMS, dapat dikirim ke nomor HP : 085729-022-489 dan apabila melalui email dapat dikirim ke alamat [email protected] Anda akan segera mendapatkan konfirmasi dari kami (kurang dari 24 jam) mengenai tata cara selanjutnya dan panduan pembayaran.

Tahap 2 : Pembayaran Pesanan Pembayaran dapat dilakukan dengan transfer via ATM atau Host to Host dengan Teller Bank. Pembayaran ditujukan ke alamat Bank BNI 27


Cabang UI Depok, Nomor Rekening : 0213370673 atas nama Bayu Ardiansah. Jumlah pembayaran Rp. 130.000,- per buku (sudah termasuk ongkos kirim)

Tahap 3 : Konfirmasi Pembayaran/Transfer Apabila sudah melakukan pembayaran, maka dilanjutkan dengan mengirim pemberitahuan atau mengirim hasil scan/foto bukti pembayaran melalui email [email protected] dengan format subject/judul email : Bukti Bayar Nama Pemesan Jumlah Buku Pesanan Jumlah Pembayaran Contoh : Bukti Bayar - Kevin Johan - 2 - 260000

Tahap 4 : Pengiriman Modul Yang Dipesan Setelah proses pencetakan buku selesai, buku akan segera dikirimkan. Pengiriman modul yang dipesan dapat diproses setelah pemesan melakukan pembayaran. Modul akan dikirim via Pos Indonesia sesuai dengan alamat lengkap yang dicantumkan pemesan. Modul akan sampai ke alamat pemesan rata-rata dalam waktu 3-7 hari kerja setelah proses pengiriman bukti pembayaran (lama pengiriman modul tergantung kepada jauh/dekatnya alamat pemesan).

Informasi Buku: Judul Buku

: 1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia

Penulis

: Bayu Ardiansah, S.Si.*

28


Ukuran buku/kertas

: B5

Tebal buku

: 305 halaman

* Penulis merupakan kandidat dosen kimia organik, Departemen Kimia FMIPA UI. Saat ini sedang menempuh tesis program magister ilmu kimia di Departemen Kimia UI dan yang bersangkutan sudah aktif sebagai juri OSN Bidang Kimia (Kemdiknas) di tingkat Provinsi dan Nasional sejak tahun 2013.

29

SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015 TINGKAT PROVINSI

Waktu : 180 menit KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS TAHUN 2015

1 OSP-2015

Petunjuk : 1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat! 2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian: A. 30 soal pilihan Ganda @ 3 poin = 90 poin jawaban benar = 3 poin jawaban salah = -1 poin tidak menjawab = 0 poin B. 6 soal essay= 110 poin TOTAL Poin = 200 poin 3. Tidak ada ralat soal 4. Waktu yang disediakan : 180 menit 5. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia 6. Jawaban soal essay harus dikerjakan dalam kotak yang tersedia (jawaban tidak boleh tersebar) 7. Diberikan Tabel Periodik Unsur, Rumus, dan Tetapan yang diperlukan 8. Diperkenankan menggunakan kalkulator 9. Tidak diperbolehkan membawa Hand Phone (HP) atau peralatan Komunikasi lainnya 10. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari Pengawas 11. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas 12. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan 13. Anda dapat membawa pulang soal ujian!!

2 OSP-2015

3 OSP-2015

4 OSP-2015

5 OSP-2015

A. Pilihan Berganda: pilihlah jawaban yang paling tepat 1. Bila Cu(CN)2 dipanaskan, dihasilkan C2N2 (sianogen) dan CuCN. Massa Cu(CN)2 yang dibutuhkan untuk membuat C2N2 sebanyak 5,00 g adalah A. 20,2 g B. 22,2 g C. 24,2 g D. 26,4 g E. 28,6 g 2. Bila persen hasil reaksi: 3NO2(g) + H2O (l)  2HNO3(aq) + NO(g) Adalah 75,0%, dan dalam reaksi tersebut dikonsumsi sebanyak 45,0 g gas NO2, maka massa (dalam satuan gram) asam nitrat, HNO3(aq) yang dihasilkan adalah A. 22,5 g B. 30,8 g C. 41,1 g D. 54,8 g E. 69,3 g 3. Suatu pil sakit kepala mengandung 200 mg ibuprofen (C13H18O2) diminum dengan 0,5 L air oleh siswanya yang perutnya kosong. Bila semua pil tersebut larut, maka konsentrasi larutan (dalam satuan molal) yang terbentuk dalam perut siswa tersebut adalah A. 2,3 x 10-3 m B. 4,1 x 10-3 m C. 9,7 x 10-4 m D. 1,9 x 10-3 m E. 1,7 x 10-2 m 4. Pada tekanan 50 kPa dan 127oC, sebanyak 100 cm3 gas pada mempunyai massa 0,120 g. Massa molekul relatif gas tersebut adalah A. 1,2 B. 25 C. 80 D. 120 E. 160 5. Diketahui terdapat larutan zat dalam air sebagai berikut: KCl, CH3CH2COOH, CH3CH2CH3, CH3CH2CH2OH, dan CH3C(O)CH3 Urutan yang paling tepat untuk kelarutan zat-zat tersebut di dalam air adalah A. KCl < CH3CH2COOH < CH3CH2CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 B. KCl < CH3CH2CH2OH < CH3CH2CH3 < CH3CH2COOH < CH3C(O)CH3 C. CH3CH2CH3 < KCl < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH D. CH3CH2COOH < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH3 < KCl E. CH3CH2CH3 < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH < KCl

6 OSP-2015

6. Suatu zat padat mempunyai titik leleh yang tajam dan jelas di atas 100oC. Zat padat tersebut tidak dapat menghantarkan listrik bahkan dalam keadaan lelehan. Zat padat tersebut larut dalam pelarut hidrokarbon. Struktur yang paling tepat mengenai zat padat tersebut adalah A. Kristal atom B. Kristal ion C. Kristal molekul raksasa D. Kristal molekul E. Logam 7. Suatu sampel dari senyawa X, bila dipanaskan dengan larutan natrium hidroksida akan menghasilkan gas A. Bila X dipanaskan dalam asam sulfat pekat, akan dihasilkan gas B. Bila gas A dan B direaksikan, maka akan dihasilkan kembali senyawa X. Berdasarkan informasi tersebut maka senyawa X adalah A. CH3CO2C2H5 B. NH2CH2CO2CH3 C. NH4CI D. NH4I E. (NH4)2SO4 8. Pernyataan paling tepat yang dapat menjelaskan bahwa endapan magnesium hidroksida dapat larut dalam larutan NH4Cl(aq), tetapi tidak larut dalam larutan NaCl(aq) adalah A. Dalam air, larutan NH4Cl menghasilkan NH4OH, dan ion OH- yang terbentuk kemudian memberikan efek ion sejenis B. Ion NH4+ dalam larutan NH4Cl akan menurunkan nilai hasil kali kelarutan Mg(OH)2 C. Larutan garam NH4Cl kurang berdisosiasi sempurna dibandingkan larutan NaCl D. Ion Na+ dan ion Mg2+ adalah isoelektron (mempunyai jumlah elektron sama) E. Ion NH4+ dalam air akan menghasilkan sejumlah H3O+ 9. Alanin. H2NCH(CH3)CO2H adalah suatu asam amino dengan nilai Ka = 4,5 x 10-3 dan nilai Kb = 7,4 x 10-5. Di dalam air, spesi yang mempunyai konsentrasi paling tinggi pada pH 7 adalah A. H2NCH(CH3)CO2H B. +H3NCH(CH3)CO2H C. H2NCH(CH3)CO2D. +H3NCH(CH3)CO2E. Semua jawaban, A, B, C dan D benar 10. Pada molekul berikut ini.

Jumlah atom karbon yang mempunyai hibridisasi sp2 adalah A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 7 OSP-2015

E. 4 11. Perhatikan reaksi pembentukan glukosa (C6H12O6) berikut ini: CO2(g) + 2C2H5OH(l) + energi panas ↔ C6H12O6(aq) Di antara pernyataan berikut yang paling tepat mengenai persen hasil C6H12O6 adalah A. Persen hasil C6H12O6 bertambah besar jika tekanan parsial CO2 diturunkan B. Persen hasil C6H12O6 naik dua kali lipat jika tekanan parsial CO2 diduakalikan C. Persen hasil C6H12O6 bertambah besar jika suhu dinaikkan D. Persen hasil C6H12O6 berkurang jika suhu diturunkan E. Persen hasil C6H12O6 berkurang jika bila tekanan total sistem reaksi dinaikkan 12. Di dalam reaksi kimia perubahan senyawa X menjadi senyawa Z, melalui mekanisme reaksinya ditemukan bahwa tahap reaksinya berlangsung melalui pembentukan senyawa Y, yang dapat diisolasi. Tahap yang dilalui adalah: X --> Y , ∆H = positif Y --> Z , ∆H = negatif Berdasarkan informasi tersebut, profil reaksi yang sesuai dengan data tersebut adalah

13. Perhatikan reaksi gas pencemar NO2 dan ozon berikut ini: 2NO2(g) + O3(g)  N2O5(g) + O2(g) Reaksi tersebut diamati lajunya dan diperoleh data berikut ini: Percobaan NO2(g), M O3(g), M Laju awal, Ms-1 1 0,0015 0,0025 4,8 x 10-8 2 0,0022 0,0025 7,2 x 10-8 3 0,0022 0,0050 1,4 x 10-7 Dari percobaan tersebut, penyataan paling tepat mengenai hukum laju reaksi (r) adalah A. r = k[NO2]2[O3] B. r = k[NO2][O3]2 8 OSP-2015

C. r = k[NO2][O3] D. r = k[NO2] E. r = k[O3] 14. Reaksi berikut ini, 3ClO- (aq)  ClO3-(aq) + 2Cl-(aq) telah disusulkan berlangsung melalui mekanisme berikut ini: ClO-(aq) + ClO-(aq)  ClO2-(aq) + Cl-(aq) (lambat) ClO2-(aq) + ClO-(aq)  ClO3-(aq) + Cl-(aq) (cepat) Hukum laju yang konsisten dengan mekanisme tersebut adalah: A. Laju = k[ClO-]2 B. Laju = k[ClO-] C. Laju = k[ClO-][ClO-] D. Laju = k[ClO-][Cl-] E. Hukum laju harus ditentukan secara eksperimen, bukan dari stoikiometri 15. Reaksi kesetimbangan berikut terjadi dalam campuran asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat: HNO3(aq) + 2H2SO4(aq) ↔ NO2+(aq) + 2HSO4-(aq) + H3O+(aq) Pernyataan yang paling tepat mengenai reaksi kesetimbangan ini adalah A. Penambahan H2O akan mengurangi konsentrasi NO2+ B. HNO3 dan NO2+ adalah pasangan asam-basa konjugasi C. Asam nitrat bertindak sebagai suatu oksidator D. Asam sulfat bertindak sebagai dehidratator E. Asam sulfat bertindak sebagai suatu basa 16. Tetapan kesetimbangan reaksi berikut ini masing-masing adalah K1, K2, dan K3 HNO2(aq) + H2O(l) ↔ NO2-(aq) + H3O+(aq) 2 H2O(l) ↔ H3O+(aq) + OH-(aq) NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq) Tetapan kesetimbangan untuk reaksi di bawah ini adalah HNO2(aq) + NH3(aq) ↔ NO2-(aq) + NH4+(aq) A. K1 – K2 + K3 B. K1K3 C. K1K3/K2 D. K1K2K3 E. K2/(K1K3)

K1 K2 K3

17. Setengah reaksi yang terjadi di anoda pada reaksi setara di bawah ini 3MnO4-(aq) + 24H+(aq) + 5Fe(s) ↔ 3Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 12H2O(l) Adalah A. 2MnO4-(aq) + 12H+(aq) + 6e-  2Mn2+(aq) + 3H2O(l) B. MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e-  Mn2+(aq) + 4H2O(l) C. Fe(s)  Fe3+(aq) + 3eD. Fe2+(aq)  Fe3+(aq) + eE. Fe(s)  Fe2+(aq) + 2e-

9 OSP-2015

18. Perhatikan sel volta berikut ini

Cu2+(aq) + 2e- --> Cu(s) Potensial sel volta ini, Esel, adalah A. +0,0296 B. -0,0370 V C. +0,0592 V D. -0,399 V E. 0 V

Eo = 0,340 V

19. Bentuk geometri, bilangan oksidasi, bilangan koordinasi tembaga, untuk ion kompleks. [Cu(NH3)4(OH2)2]2+ adalah A. Tetrahedral ; +2 ; 6 B. Square planar ; -2 ; 4 C. Oktahedral ; +2 ; 6 D. Linier ; +3 ; 2 E. Trigonal Planar ; +1 ; 4 20. Mengenai garam kompleks [Co(NH3)5Cl]Cl2, pernyataan yang tidak tepat adalah A. Larut dalam air B. Dapat menghantarkan listrik C. Larutan 1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2 menghasilkan 1 mol kation dan 3 mol anion D. Dalam air, kation kompleks yang terbentuk adalah [Co(NH3)5Cl]+2 E. Mengandung ligan NH3 DAN Cl21. Berikut ini adalah asam-asam karboksilat I. CHF2CH2CH2CO2H II. CH3CF2CH2CO2H III. CH3CH2CF2CO2H IV. CH3CH2CH2CO2H Dari keempat asam karboksilat tersebut, urutan yang paling tepat berdasarkan kenaikan keasaman, mulai dari yang paling asam hingga yang paling lemah asamnya, adalah A. I > II > III > IV B. I > IV > III > II C. III > II > I > IV D. III > IV > I > II E. IV > I > II > III

10 OSP-2015

22. Di antara pernyataan mengenai senyawa berikut yang sesuai dengan aturan Huckle adalah

Naftalen A. B. C. D. E.

Pirol

Sikloheptatriena

Piridin

Stirena

Naftalen bukan senyawa monosiklik, oleh karena itu bukan suatu senyawa aromatik Pirol bukan senyawa hidrokarbon, dan bukan termasuk senyawa aromatik Sikloheptatriena bukan senyawa konjugasi sempurna, yang bukan senyawa aromatik Piridin merupakan basa lemah, dan juga bukan senyawa aromatik Stirena mempunyai 8 π elektron, dan juga bukan senyawa aromatik HBr berlebih C

CH

23. Dalam reaksi adisi berikut ini, adalah:

yang merupakan produk utama

Br

A.

CH3 Br

Br

Br

D.

B.

C CH2

CHBr Br

CHBr2

C.

E.

CH

CH2

CH2Br

24. Senyawa 2-bromobutana jika direaksikan dengan metanol, seperti pada persamaan reaksi berikut H2 C

CH3

CH3OH

CH

CH3

Br

Maka produk utama yang dihasilkan adalah H2 C

A.

CH3

CH

H3C

H2 C

D.

CH2

C H

H3C

Br H2 C

B.

CH3

CH

H3C

E.

C H3C

CH3

C

OCH3

C.

H2 C H3C

OCH3 CH3

C OCH3

11 OSP-2015

25. Urutan yang paling tepat berdasarkan kenaikan kereaktifan senyawa alkohol di bawah ini terhadap reaksi dehidrasi dalam suasana asam adalah: HO

CH3

H3C

OH

CH

H3C CH

II

I

A. B. C. D. E.

OH

CH C H2

C H2

CH3

C H2

CH3

H3C

C

H3C

CH3

III

I < II < III I < III < II II < III < I III < I < II III < II < I

26. Senyawa yang terbentuk dari reaksi kesetimbangan antara siklopentanon dengan HCN berikut O

HCN

Adalah H

CN

H

O

CN

A.

E.

C.

CN

OH

NC

CN

CN

D.

B.

27. Perhatikan rangkaian reaksi berikut ini:

H3C

O

O

C

C C H2

H2 C O

1. NaOCH2CH3 etanol CH3

2

CH2Cl

KOH, H2O panas

H30+ panas

Senyawa yang merupakan produk dari rangkaian reaksi di atas adalah :

12 OSP-2015

A.

O

O

C

C

C H2

CH3

C H2

H2 C

D.

O

C H2

O

C

CH3 C H2

O H2 C

O

B. C H2

C

E.

CH3

O

H2 C

CH3

C H2

C

O

C.

O

C

CH3

C H2

C H2

28. Persamaan reaksi berikut ini adalah perubahan dari suatu alkena menjadi alkohol H2 C

3HC

CH2

H2 C

pereaksi ?? 3HC

C H

H2 C C H2

OH

Pereaksi yang dipakai untuk reaksi perubahan tersebut adalah A. KOH B. BH3/THF kemudian H2O2, NaOH C. Hg(O2CCH3)2/ H2O lalu NaBH4 D. H2O , H2SO4 E. H2O , OH29. Produk dari reaksi Wittig di bawah ini adalah O

3(C6H5)P

CHCH2C6H5 +

A.

H3C H C6H5

D.

P(C6H5)3

OH H

B.

OH

E.

C6H5

O H

C. O P (C6H5)3

O

30. Produk utama dari reaksi di bawah ini adalah

13 OSP-2015

NH2

NaNO2 , H2SO4

CuCN

H2O , 0 celcius

Br

A. B. C. D. E.

p-cyano aniline p-cyano nitro benzene p-bromo cyano benzene 2-nitro-4-bromo cyanobenzene 2-cyano-4-bromo aniline

14 OSP-2015

B. Essay 1. Mineral dan Senyawa Mangan (20 poin) Pyrolusite adalah suatu mineral mangan dioksida yang berwarna kehitaman atau coklat yang merupakan sumber utama bijih mangan

Gambar 1 Padatan mineral Pyrolusite Carl Scheele di tahun 1774 melakukan percobaan dengan menambahkan sejumlah asam sulfat ke dalam mineral pyrolusite, ternyata dia memperoleh suatu gas A yang berupa suatu unsur. Pada temperatur ruang, gas A tersebut tidak berwarna, serta tidak mempunyai bau dan rasa. Pada percobaan berikutnya, ke dalam mineral tersebut dia menambahkan larutan asam klorida, dan menghasilkan gas B, yang juga berupa unsur berwarna kuning-kehijauan dengan bau yang kuat dan khas, serta gas tersebut dikenal luas banyak dihasilkan dalam kebanyakan zat pemutih rumah tangga. a. Tuliskan persamaan reaksi untuk eksperimen Scheele tersebut, yaitu reaksi antara mineral pyrolusite dengan asam sulfat dan dengan asam klorida, serta tuliskan nama gas A dan gas B (4 poin) b. Jelaskan jenis reaksi apakah yang terjadi Ke dalam mineral MnO2 ditambahkan campuran larutan BaCl2 dan larutan H2SO4 c. Tuliskan reaksi yang terjadi dalam campuran tersebut

(3 poin)

(3 poin)

Pyrolusite mempunyai struktur tetragonal ( Gambar 2)

Dalam sel unitnya (sel satuannya) , a = b = 4,4 Å dan c = 2,9 Å d. Hitunglah rapat massa pyrolusite (dalam g/cm3)

(5 poin)

Mangan dioksida yang terkandung dalam mineral pyrolusite dapat digunakan sebagai sumber untuk pembuatan KMnO4 berdasarkan reaksi: 2MnO2 + 2KOH + O2  2KMnO4 + H2 15 OSP-2015

Untuk membuat KMnO4 ke dalam 1 kg bubuk pyrolusite ditambahkan sejumlah larutan pekat KOH berlebih dan kemudian ke dalamnya dialirkan gas O2 yang juga berlebih. Setelah reaksi berakhir, dan kemudian produk KMnO4 diisolasi, ternyata diperoleh sebanyak 1,185 kg KMnO4 murni. Bila dianggap dalam proses tersebut hanya MnO2 dalam pyrolusite yang bereaksi, maka: e. Hitunglah persen berat MnO2 dalam pyrolusite (3 poin) f.

Hitunglah berapa liter volume gas H2 yang dapat dihasilkan reaksi tersebut (diketahui volume gas pada STP = 22,4 L/mol) (2 poin)

2. Medali Emas Hadiah Nobel (14 poin) Di tahun 1940 ketika Nazi Jerman menginvasi Denmark, ahli kimia Hungaria George de Hevesy, melarutkan medali emas dari pemegang Hadiah Nobel Max von Laue dan James Franck dalam suatu larutan asam tertentu untuk mencegah penyitaan oleh penguasa Nazi Jerman selama pendudukan Denmark. Dia menempatkan larutan kuning kebiruan tersebut di rak laboratoriumnya di Niels Bohr Institute Setelah perang selesai, de Hevesy kembali ke laboratorium, dan ternyata larutan tersebut masih berada di raknya. Untuk mendapatkan kembali, emas yang terdapat dalam larutan asam tersebut diendapkannya. Emas yang diperoleh kembali tersebut, diserahkan ke Royal Swedish Academy of Sciences Nobel Foundation kemudian membuat-ulang medali Nobel dengan menggunakan emas semula yang asli, dan pada tahun 1952 diserahkan kembali kepada Max von Laue dan James Franck. a. Jelaskan dalam pelarut apakah George de Hevesy melarutkan medali ini? Tuliskan komposisi yang tepat untuk pelarut tersebut (3 poin) b. Tuliskan persamaan reaksi untuk proses pelarutan emas dengan pelarut asam yang digunakan (4 poin) Emas sebagai salah satu logam paling mulia melarut hanya dalam pelarut ini karena energi pelarutannya yang sangat kuat c. Berikan alasan secara kualitatif, mengapa pelarut asam ini yang dipilih. (Diketahui: Eo Au/Au3+ = 1,5 V) (3 poin) Emas dalam larutan kuning kebiruan tersebut diendapkan (direduksi) dengan menggunakan larutan Na2S2O5 segar sebagai sumber ion SO32d. Tuliskan reaksi pengendapan emas tersebut. (4 poin)

3. Vanadium dan Senyawanya (20 poin) Logam Vanadium mengkristal dengan sel satuan kubus berpusat badan (bcc). Diketahui rapat massa vanadium = 6,11 g/cm3

16 OSP-2015

a. Gambarkan satu sel satuan vanadium kemudian jelaskan posisi atom-atom vanadium dalam sel satuan tersebut, dan hitung jumlah atom Vanadium dalam satu sel satuan (6 poin) b. Hitung jari-jari atom Vanadium (dalam pm)

(4 poin)

Natrium vanadat, Na3VO4 adalah salah satu senyawa yang mengandung ion vanadium. c. Tuliskan konfigurasi elektron spesi vanadium pada senyawa natrium vanadat dan tentukan bilangan oksidasi spesi vanadium tersebut. (3 poin) Ion vanadat dapat direduksi dengan penambahan logam Zn dalam suasana basa menjadi ion V3+ d. Tuliskan persamaan reaksi yang setara untuk proses tersebut

(3 poin)

e. Tuliskan orbital atom manakah pada vanadium yang menerima elektron pada reaksi reduksi tersebut (2 poin) f.

Jika sebanyak 100 mL larutan natrium vanadat 0,2 M direaksikan dengan 6,54 g Zn, tentukan konsentrasi V3+(aq) dalam larutan setelah reaksi (dalam Molar) (2 poin)

4. Senyawa Pembentuk Tulang dan Gigi (20 poin) Senyawa hidroksi apatit adalah senyawa pembentuk tulang dan gigi yang memiliki rumus kimia: Ca5(PO4)3OH. Dalam air, senyawa tersebut terionisasi menjadi 3 jenis ion (1 jenis kation dan 2 jenis anion) a. Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan dalam proses pelarutan hidroksi apatit dalam air dan tuliskan rumusan Ksp untuk pelarutan senyawa hidroksi apatit (3 poin) b. Jika diketahui Ksp untuk hidroksi apatit pada T = 25oC adalah 6,8 x 10-37, tentukan solubilitas molar (kelarutan molar) dari senyawa hidroksi apatit tersebut. (4 poin) c. Sebuah sampel gigi dengan massa 0,100 gram (diasumsikan seluruhnya terdiri dari hidroksi apatit) dimasukkan dalam 1,000 L air murni dan dibiarkan hingga mencapai keadaan setimbang. Tentukan massa sampel gigi yang tidak larut. (5 poin) d. Jelaskan mengapa jika mulut kita keasamannya meningkat, akan menyebabkan gigi berlubang? (3 poin) Untuk mencegah lubang pada gigi, pasta gigi mengandung senyawa yang dapat melepaskan ion F- dan membentuk senyawa Ca5(PO4)3F pada gigi. Reaksi pertukaran F- dengan OH- adalah sebagai berikut: Ca5(PO4)3OH + F↔ Ca5(PO4)3F + OHK=? e. Tentukan nilai tetapan kesetimbangan, K, jika diketahui Ksp untuk Ca5(PO4)3F adalah 2,0 x 10-61 (5 poin)

17 OSP-2015

5. Aspirin dan Minyak Winter (19 poin) Senyawa A (asam o-hidroksi benzoat, atau asam salisilat) merupakan prekursor (zat intermediet) untuk membuat obat analgesik (Aspirin) dan minyak winter (untuk salep) COOH

COOH

CO2CH3

I

Aspirin

OCOCH3

II

OH

OCOCH3

Minyak Winter

a. Tentukan pereaksi dan kondisi pada reaksi I dan II

(4 poin)

b. Tentukan struktur produk melalui hasil reaksi jika senyawa A direaksikan dengan: i.) Larutan natrium karbonat, Na2CO3 (2 poin) ii.) Larutan NaOH (2 poin) iii.) Asam nitrat encer (2 poin) Bila sebuah tablet Aspirin dihaluskan, ditambahkan air (dipanaskan sampai larut), kemudian dititrasi dengan 0,1 mol L-1 NaOH, maka dibutuhkan sebanyak 13,9 mL larutan alkali untuk menetralkan aspirin. c. Hitung berapa gram Aspirin yang ada dalam satu tablet Aspirin (4 poin) d. Aspirin yang mudah larut biasanya sebagai garam kalsium aspirin i.) Tuliskan reagen apa yang dipakai untuk mengubah Aspirin menjadi garam kalsium, dan tuliskan reaksinya. (3 poin) ii.) Jelaskan mengapa Aspirin kurang larut dalam air (2 poin)

6. Polimer PET (Poli Etilen Tereftalat) dan Turunannya Senyawa poli etilen tereftalat (PET) banyak diaplikasikan untuk serat sintesis, seperti Dacron, film tipis seperti Mylar dan sebagai bahan pembuat botol minuman bersoda.

*

O

O

O

C

C

O

H2 C

CH2

*

Poli Etilen Tereftalat (PET) n

18 OSP-2015

a. PET dibuat dari monomer etilen glikol (1,2-etanadiol) dan monomer lainnya. Gambarkan struktur etilen glikol dan struktur monomer lainnya tersebut. (4 poin) b. Tuliskan nama senyawa monomer penyusun PET selain etilen glikol pada soal (a) di atas (2 poin) c. Apabila senyawa monomer PET selain etilen glikol pada jawaban soal (b) di atas direaksikan dengan 1,2-etanadiamina (etilen diamina), maka akan terbentuk polimer lain. Gambarkan struktur polimer tersebut. (merujuk pada cara penggambaran PET di atas)! (3 poin)

d. Apabila etilen glikol direaksikan dengan asam 1,4-butanadioat, maka akan terbentuk polimer lain. Gambarkan struktur polimer tersebut. (merujuk pada cara penggambaran PET di atas) (3 poin) e. Etilen glikol dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi senyawa turunan aldehidnya dan kemudian mengalami oksidasi lebih lanjut menjadi turunan asam karboksilatnya. Gambarkan struktur aldehid dan asam karboksilat hasil oksidasi total etilen glikol. Tuliskan nama senyawa asam karboksilat hasil oksidasi total etilen glikol tersebut (5 poin)

SEMOGA BERHASIL

19 OSP-2015

EbookOSNKIMIA

Recommend Documents