Soal UNBK dan Pembahasan tentang Hukum Dasar Kimia dan Stoikiometri

Soal 1 : Menentukan rumus emppiris suatu senyawa
Suatu senyawa karbon emiliki massa 23 gram dibakar menghasilkan 44 gram gas karbon dioksida dan 27 gram air. Jika Ar C = 12, O = 16 dan H = 1, rumus empiris senyawa tersebut adalah . . . .
A. C2H6O3
B. C2H6O
C. CH3O
D. CH2O
E. CH4

Pembahasan :
Kita pakai cara yang mudah saja.
Misalkan senyawa karbon tersebut adalah CxHyOz. Ketika dibakar artinya kita mereaksikan senyawa karbon tersebut dengan O2 dan akan selalu menghasilkan CO2 dan H2O. Massa C yang ada dalam CO2 dan massa H yang ada dalam H2O adalah berasal dari senyawa karon CxHyOz itu sendiri, sementara O, bisa berasal dari senyawa karbon atau dari O2, sehingga akan sulit dicari terlebih dahulu.

Kita cari dulu massa C dalam CO2 dan massa H dalam H2O

Massa C dalam CO2
    



    = 12 gram

Massa H dalam H2O




= 3 gram

Setelah mendapatkan massa C dan H, maka massa O daro senyawa karbon dapat dicari menggunakan rumus :

Massa CxHyOz = Massa C + Massa H + Massa O
            Massa O = Massa CxHyOz - (Massa C + Massa H)
                           = 23 gram - (12 + 3) gram
                           = 23 - 15
                           = 8 gram

Untuk mencari rumus empiris, kita harus cari perbandingan mol unsur penyusunnya.
n C = gr/Ar = 12/12 = 1 mol
n H = gr/Ar = 3/1 = 3 mol
n O = gr/Ar = 8/16 = 0.5 mol

Perbandingan mol unsur penyusun dalam senyawa CxHyOz
= mol C : mol H : mol O
= 1 : 3 : 0,5
= 2 : 6 : 1

Maka rumus empiris senyawa tersebut adalah = C2H6O

Jawaban : B

Soal 2 : Soal Hukum Dalton / Perbandingan Berganda
Belerang dan oksigen menghasilkan dua jenis senyawa. Persen massa belerang pda senyawa A adalah 50%, sedangkan pasa senyawa B 40%. Jika massa belerang pada kedua senyawa itu dibuat sama, massa oksigen pada kedua senyawa tersebut memiliki perbandingan tertentu. Berdasarkan keadaan tersebut, hukum dasar kimia yang berlaku adalah . . . .
A. Hukum perbandingan berganda
B. Hukum perbandingan volume
C. Hukum perbandingan tetap
D. Hukum kekekalan massa
E. Hukum avogadro

Pembahasan :
Nah kalian harus bisa menelaah soal yang berkaitian dengan hukum dasar kimia karena tentu konsepnya berbeda beda. Berikut saya sajika ciri ciri soal dan termasuk hukum dasar yang mana.

1. Hukum Kekealan Massa (Lavoisier) => bisanya dalam soal ada kata kata sistem tertutup atau wadah tertutup, karena hukum ini hanya dapat dibuktikan jika sistemnya tertutup.

2. Hukum Perbandingan tetap (Hukum Proust) => ciri ciri soal hukum ini adalah diketahui dua unsur  yang hanya membentuk satu senyawa.

3. Hukum perbandingan berganda (9Hukum dalton) => ciri ciri soal ini adalah diketahui dua buah unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa.

4. Hukum perbandingan volume (Gay - Lussac) => ciri cirinya adalah jika dalam soal diketahui data volume, maka perbandingan volume akan sama dengan perbandingan koefisien rekasi yang setara

5. Hukum avogadro = ciri cirinya adalah jika didalam soal diketahui molnya, maka perbandingan mol akan sama dengan perbandingan volume.

Nah soal diatas, diketahui dua unsur yaitu S dan O dapat mementuk lebih dari satu senyawa yaitu senyawa A dan B, maka sudah dipastikan bahwa soal ini adalah penerapan hukum perbandingan berganda oleh Dalton. Untuk memastikannya marilah kita buktikan.

Misalkan saja sua unsur itu adalah 1 dan 2 yang akan membentuk senyawa A dan B

           S           O
A       50%      50% x 4
B       40%      60% x 5

Misalkan perbandingan belerang senyawa A dan B kita buat sama dengan mengali dengan faktor 4 untuk senyawa A dan 5 untuk senyawa B. Maka hasilnya adalah sebagai berikut :

            S           O
A       200%      200%
B       200%      300%

Pada perbandingan S pada kedua senyawa diatas sudah kita buat sama, maka perbandingan O pada senyawa A dan B adalah :
OA   :   Ob = 200% : 300% = 2 : 3

Terlihat bahwa perbandingan O pada senyawa A dan B adalah bilangan bulat dan sederhana.

Jawaban : A

Soal 3 : Mencari massa zat jika diketahu volume zat lain dalam suatu persamaan reaksi
Logam alumunium direkasikan dengan larutan asam klorida menghasilkan 4,48 L gas hidrogen yang diukur pada keadaan standar menurut persamaan reksi sebagai berikut:
Al(s) + HCl(aq) ==> AlCl3(aq) + H2(g) (belum setara)
Massa logam alumunium yang direaksikan sebanyak . . . .gram(Ar :Al = 27, H = 1, Cl = 35,5)
A. 3,51
B. 5,42
C. 8,12
D. 35,1
E. 54,2

Pembahasan:
Sebelum kita menjawab soal ini ada beberapa konsep yang harus kalian pahami dengan baik.
1. Jika pada soal terdapat persamaan reaksi, maka kalian harus mengecek terlebih dahulu apakah rekasinya sudah setara atau belum.

2. Jika pada soal hanya satu data zat yang diketahui (bisa massa (gr) atau volume (L)) maka pada reaksi tersebut ada zat yang habis bereaksi sehingga mol zat yang bereaksi itu sebanding dengan koefisien reaksi. Tetapi jika ada dua data zat yang diketahui, maka kalian wajib membuat dan menentukan pereaksi pembatasnya melalui stikiometri reaksi mula mula, bereaksi dan sisa.

3. Jika zatnya ada dalam wujud gas, maka akan ada dua keadaan gas tersebut. Yang pertama adalah keadaan standar (STP = 25 derajat Celsius dan 1 atm) dimana 1 mol zat volumenya adalah 22,4 L. Sedangkan jika gas diluar keadaan itu, maka rumus yang digunakan untuk mencari mol adalah rumus persamaan gas ideal.

STP


Keadaan lain


Dengan :
P = Tekanan (atm)
V = Volume (L)
n = mol
R = 0,082 L atm/mol K
T = Suhu (K)

Kembali pada soal diatas, karenareaksi belum setara maka kita setarakan terlebih dahulu. Hasilnya adalah sebagai berikut :
2Al(s) + 6HCl(aq) ==> 2AlCl3(aq) + 3H2(g)

V H2 yang dihasilkan = 4,48 L
n H2 = V/22,4 = 4,48/22,4 = 0,2 mol

Ingat, pada reaksi  yang setara, perbandingan mol maka sama dengan perbandingan koefisien. Karena yang ditanya adalah massa Al yang harus direaksikan, maka tentu kita harus tahu molnya terlebih dahulu.

mol Al : mol H2 = Koef Al : Koef H2
mol Al = (kof Al : koef H2) x mol H2

Atau kita bisa menulisnya seperti ini :

Mol zat ditanya = (koef zat ditanya /Koef zat diketahui) x mol zat yang diketahui
                          = (2/3) x 0,2
                          = 0,13 mol mol

Massa Al = mol Al x Ar
                = 0,13 x 27
                = 3,51 gram

Jawaban : A

Soal 4 :Mencari volume zat jika diketahui massa zat lain dalam suatu persamaan reaksi
Belerang dapat diperoleh dari gas alam dengan cara mengoksidasi gas alam sulfida sesuai dengan persamaan reaksi berikut.
H2S(g) + O2(g) ==> S(s) + H2O(l)
Jika belerang yang dihasilkan adalah 320 gram, volume gas asam sulfida yang dioksidasi pada kedaan STP sebanyak . . . .L(Ar S = 32)
A. 336
B. 224
C. 112
D. 56
E. 28

Pembahasan
Reaksi yang diketahui diatas sudah setara ya.
H2S(g) + O2(g) ==> S(s) + H2O(l)

mol S yang dihasilkan = gr/Ar = 320/32 = 10 mol
mol H2S yang dibutuhkan = (koef H2S/koefs) x mol S
                                           = 1/1 x 10 mol
                                           = 10 mol
(nantinya jika koefisiennya sama maka mol nya juga akan sama)

Volume H2S yang dibutuhkan pada saat STP = n x 22,4 L = 10 x 22,4 L = 224 L

Jawaban : B

Soal 5: Menentukan rumus molekul senyawa
Suatu senyawa mengandung 14% hidrogen dan 86% karbon. Jika Mr senyawa = 56, rumus empiris dan rumus molekulsenyawa tersebut adalah . . . .(Ar C = 12, H = 1, O =16)
A. CH4 dan CH4
B. CH2 dan C2H4
C. C3H4 dan C3H4
D. CH2 dan C4H8
E. C2H5 dan C4H10

Pembahasn :
Misalkan saja masa senyawa yang mengadung H dan C adalah 100 gram. Maka dalam 100 gram senyawa tersebut akan terdapat :

H = 14 % x massa senyawa = 14 % x 100 gram = 14 gram
C = 86% x massa senyawa = 86 % x 100 gram = 86 gram

Kita cari terlebih dahulu rumus empirisnya dengan mencari perbandingan mol H dan O.
n H = gr/Ar = 14/1 = 14 mol
n C = gr/Ar = 86/16 = 7,2 mol

Perbandingan mol C : H = 7,2 : 14 = 1 : 2

Maka rumus empiris dari senyawa tersebut adalah CH2.

Untuk menentukan rumus molekul, maka ada hubungan dengan Mr nya. Mr rumus molekul adalah n kali  Mr rumus rumus empiris, sehingga dengan membagi Mr rumus molekul dengan rumus empiris kita bisa mendapatkan harga n.

n = (Mr rumus molekul / Mr rumus empiris)
   = (56 / 14)
   = 4

Maka rumus molekul senyawa adalah = (CH2)n = (CH2)4 =C4H8

Jawaban : B

Soal 6 : Mencari rumus senyawa hidrat
Jika kristal barium klorida (Mr = 208) mengandung 26% air (Mr = 18), rumus kristal tersebut adalah . . . .
A. BaCl2 . H2O
B. BaCl2 .2H2O
C. BaCl2 .3H2O
D. BaCl2 .4H2O
E. BaCl2 . 5H2O

Pembahasan :
Kristal barium klorida yang dimaksud di soal adalah kristal hidrat yang mengandung air, misalnya kita misalkan saja rumusnya adalah BaCl2 . xH2O. x itulah yang akan kita cari.

Cara mencarinya cukup mudah tinggal bandingkan saja mol BaCl2 anhidrat dengan mol H2O nya. Kristal BaCl2 anhidrat biasanya didapatkan dengan memanaskan kristal hidatnya sehingga airnya menguap keudara.

Pada soal diatas kita misalkan saja massa BaCl2 . xH2O = 100 gram
Air = 26%
BaCl2 = 100 % - 26 % = 74 %

Massa BaCl2 dalam 100 gram BaCl2 . xH2O
= 74 % x massa BaCl2 . xH2O
= 74 % x 100 gram
= 74 gram

Massa air dalam 100 gram BaCl2 . xH2O
= 26 % x massa BaCl2 . xH2O
= 26 % x 100 gram
= 26 gram

Untuk mencari nilai x maka kita bandingakan saja mol BaCl2 dengan air.
mol BaCl2 : mol Air
      74/208 : 26/18
          0,36 : 1,44
               1 : 4

Artinya 1 molekul BaCl2 akan bereaksi dengan 4 buah molekul air membentuk senyawa hidrat dengan rumus molekul BaCl2 . 5H2O.

Jawaban : D

Soal 7 :
Sebanyak x gram FeS (Mr = 88) direaksikan dengan asam sulfat menurut persaaan reaksi :
FeS(s) + H2SO4(aq) ==> FeSO4(aq) + H2S(g)
Pada akhir reaksi diperoleh 16 liter gas H2S. Jika pada keadaan tersebut 1 mol H2S bervolume 20 Liter, nilai x adalah . . . . gr
A. 17,6
B. 35,2
C. 70,4
D. 88
E. 105,6

Pembahasan
Pada soal disebutkan bahwa setelah reaksi terjadi dihasilkan 16 L gas H2S dimana pada keadaan tersebut 1 mol H2S bervolume 20 L.

mol 16 L H2S = V/20 L = 16 L / 20 L = 0,8 mol

Maka mol FeS yang bereksi
= (Koef FeS : Koef H2S) x mol H2S
= (1/1) x 0,8 mol
= 0,8 mol

Massa FeS yang harus bereaksi = n x Mr = 0,8 x 88 = 70,4 gram

Jawaban :  C

Soal 8 :
Kapur tulis dibuat dari kalsium karbonat dan kalsium sulfat dengan sedikit pengotor, seperti SiO2. Hanya CaCO3 yang dapat bereaksi dengan HCl encer. Jika smpel kapur tulis sebanyak 8 gram direaksikan dengan HCl dihasilkan 2,2 gram gas CO2, pernyataan berikut yang tepat adalah. . . .
(Ar Ca= 40, C = 12, O = 16, H= 1 dan Cl = 35,5)
A. Reaksi menghsilkan reaksi samping kalsium hidroksida
B. Perbandingan koefisien CaCO3 dan HCl adalah = 2 : 1
C. Persen CaCO3 dalam kapur tulis adalah 62,5 %
D. Massa CaCO3 adalah 2 gram
E. Mol CaCO3 adalah 0,1 mol

Pembahasan :
Pertama kita buat reaksi nya terlebih dahulu. Ingat pada soal yang dapat bereaksi dari zat zat penyusun kapur tulis hanyalah CaCO3.

CaCO3 + 2HCl ==> CaCl2 + CO2 + H2O

Option A jelas salah karena tidak dihasilkan kalsium hidroksida pada reaksi tersebut.

Jika 8 gram kapur tulis direaksikan, dan dihasilkan 2,2 gram gas CO2, maka massa CaCO3 yang dapat bereaksi dapat dicari sebagai berikut :
mol CO2 = gr/Mr = 2,2/44 = 0,05 mol

Maka mol CaCO3 yang bereaski adalah = 0,05 mol (karena koefisiennya sama dengan CO2)

Massa CaCO3 yang bereaksi = n x Mr = 0,05 x 100 = 5 gram

Artinya dalam 8 gram kapur tulis terdapat 5 gram CaCO3 dan 3 gram sisanya adalah zat lain.
Persen mass CaCO3 dalam kapur tulis adalah :
= (Massa CaCO3 / Massa Kapur tulis) x 100 %
= ( 5/8) x 100 %
= 62,5 %

Jawaban : C

Soal 9 : Pereaksi Pembatas
Sebanyak 30 gram gas etana dibakar dengan 11,2 gram gas oksigen. Jumlah molekul H2O yang terbentuk adalah . . . .(Ar C = 12, O = 16 , H = 1 dan L = 6,02 x 10^23)
A. 1,8 x 10^22
B. 6,0 x 10^22
C. 1,8 x 10^23
D. 3,0 x 10^23
E. 6,0 x 10^23

Pembahasan :
Nah pada soal diatas diketahi ada dua data zat yang bereaksi, maka soal ini termasuk konsep pereaksi pembatas.

Etana = C2H6
Oksigen = O2

mol C2H6 mula mula = gr/Mr = 30/30 = 1 mol
mol O2 mula mula = gr/Mr = 11,2/32 = 0,35 mol

Reaksi :
                 2C2H6      + 7O2           ==> 4CO2    + 6H2O
Mula2      1 mol            0,35 mol            -                 -
Rx            0,1 mol         0,35 mol            0,2 mol     0,3 mol  
Sisa

Pereaksi pembatas pada reaksi diatas adalah O2 karena hasil bagi mol dengan koefisiennya paling kecil maka seluruh mol mula mulanya akan habis bereaksi.

Mol C2H6 yang bereaksi = 2/7 x mol O2 = 2/7 x 0,35 = 0,1 mol
Mol H2O yang dibentuk = 6/7 x mol O2 = 6/7 x 0,35 = 0,2 mol

Jumlah molekul H2O yang dibentuk = mol x L
                                                           = 0,3 mol x 6,02 x 10^23
                                                           = 1,8 x 10^23

Jawaban : C