Ujian Praktikum. "Bonding the World with Chemistry" 49 th INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD Nakhon Pathom, THAILAND

Kode Siswa

IDN-1

Ujian Praktikum

"Bonding the World with Chemistry" 49th INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD Nakhon Pathom, THAILAND

Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

1

Kode Siswa

IDN-1

Instruksi Umum  Halaman: Ujian Praktikum ini terdiri dari 36 halaman (termasuk lembar jawaban). Total terdapat 3 Soal—Soal 1A, Soal 1B, dan Soal 2.  Membaca Soal Ujian: Siswa diberikan waktu 15 menit untuk membaca soal sebelum memulai eksperimen. Versi bahasa Inggris dari ujian ini tersedia hanya bila diminta untuk klarifikasi.  Waktu Ujian: Siswa mempunyai total waktu 5 jam untuk menyelesaikan semua soal ujian praktikum. Perhatikan urutan tahap pengerjaan soal, karena beberapa tahap percobaan ada yang memerlukan waktu tunggu 20-30 menit.  Start/Stop: Siswa harus memulai segera seiring diberikan “Perintah Start” dan harus berhenti bekerja bila ada “Perintah Stop”. • • •

Pengawas akan memberikan pemberitahuan 30 menit sebelum “Perintah Stop”. Bila anda tidak berhenti bekerja lebih dari 1 menit sesudah “Perintah Stop” diberikan, maka ujian praktikum anda dianggap gugur. Sesudah “Perintah Stop” diberikan, masukkan kertas ujian anda ke dalam amplop dan tunggulah di meja kerja anda. Pengawas ujian akan mengambil dan mengumpulkan lembar kertas ujian, jangan lupa periksa kembali meja kerja anda.

 Keselamatan dan Keamanan: Anda harus mematuhi aturan keselamatan yang terdapat dalam peraturan IChO. Selama berada di laboratorium, anda harus memakai kaca mata pelindung. Pemakaian kacamata pelindung pribadi boleh digunakan dengan persetujuan pengawas. Gunakan sarung tangan yang tersedia ketika menangani bahan kimia. •

• • •

Bila anda melanggar peraturan IChO yang sudah diberikan, maka anda akan menerima hanya SATU PERINGATAN dari Pengawas Laboratorium. Setiap pelanggaran aturan keselamatan yang dilakukan sesudah satu peringatan di awal akan mengakibatkan anda dikeluarkan dari laboratorium dan diberikan nilai NOL untuk keseluruhan ujian praktikum. Dilarang makan dan minum di laboratorium. Keselamatan dan Keamanan: Dilarang keras memipet dengan mulut. Jangan ragu-ragu bertanya kepada asisten atau pengawas lab bila mempunyai pertanyaan mengenai keselamatan kerja. Beritahukan pengawas lab jika hendak meninggalkan laboratorium untuk ke toilet atau makan makanan ringan.

 Meja Kerja: Anda hanya boleh bekerja di meja kerja anda. Anda harus membersihkan tempat dan peralatan yang digunakan bersama, setelah anda menggunakan tempat atau peralatan tersebut.


2

Kode Siswa

IDN-1

 Isi Ulang/Penggantian Bahan Kimia: Bahan kimia dan peralatan laboratorium, kecuali sudah diberi informasi sebelumnya, tidak dapat diisi ulang atau diganti. Bahan kimia atau peralatan lab dapat diisi ulang atau diganti tanpa pinalti hanya untuk kecelakaan pertama. Setiap kecelakaan berikutnya, nilai anda akan dikurangi 1 poin dari total 40 poin nilai ujian praktikum anda.  Pembuangan: Tinggalkan semua bahan kimia dan peralatan lab di meja kerja anda. Limbah Kimia harus dibuang pada botol yang tersedia untuk setiap percobaan.  Lembar Jawaban: Semua Hasil dan Jawaban harus ditulis dengan jelas pada tempat yang sudah disediakan untuk penilaian. Hanya jawaban yang ditulis dengan pena yang akan dinilai. • • •

•

Tuliskan Kode Siswa pada setiap halaman. Gunakan hanya pena yang disediakan untuk anda. Setiap jawaban yang ditulis di luar tempat yang sudah disediakan dalam lembar jawaban tidak akan dinilai. Anda dapat menggunakan bagian belakang lembar jawaban sebagai kertas buram Untuk perhitungan, gunakan hanya kalkulator yang sudah disediakan

 Jaga diri anda selama ujian praktikum jangan sampai mengalami dehidrasi dan kehausan. Minuman dan makanan tersedia di luar laboratorium.  Spektrofotometer UV dipakai berdua dengan siswa lain. Dalam 2 jam pertama, anda bebas menggunakan alat ini kapan saja. Namun anda harus menunggu hingga siswa lain selesai bekerja. Anda tidak diperbolehkan untuk menggunakan alat ini lebih dari 1 jam. (Bila lebih dari 1 jam, anda akan disuruh berhenti oleh pengawas agar alat tersebut dapat digunakan oleh siswa lainnya) Anda dapat kembali menggunakan alat spektrofotometer lagi bila sudah tidak digunakan oleh siswa lain. Aturlah pekerjaan anda sehingga tidak membuang waktu hanya untuk menunggu. Waktu 09.00-10.00 Slot Bebas

10.00-11.00 Bebas

11.00-12.00 L

12.00-13.00 R

13.00-14.00 Bebas

L = siswa di sisi sebelah Kiri spektrofotometer R = siswa di sisi sebelah Kanan spektrofotometer

Anda bebas mengerjakan soal mana pun tanpa perlu berurutan


3

Kode Siswa

IDN-1

Ujian Praktikum Soal 1A


4

Kode Siswa

IDN-1

Bahan kimia dan Peralatan (Soal 1A). I. Bahan kimia dan material (label yang tertera ditandai dengan cetak tebal) Hazard Statementsa Instrument check solution, 80 cm3 dalam botol plastik H301 2.00  10-4 mol dm-3 Methyl orange indicator solution, 30 cm3 dalam botol gelas bermulut lebar 1.00  10-3 mol dm-3 Bromothymol blue indicator solution, 30 cm3 dalam botol gelas bermulut lebar Methyl red indicator solution, 10 cm3 dalam botol gelas bermulut lebar 1 mol dm-3 HCl, 30 cm3 dalam botol plastik 1 mol dm-3 NaOH, 30 cm3 dalam botol plastik buffer solution A, 110 cm3 dalam botol plastik Unknown solution X, 50 cm3 dalam botol plastik Unknown solution Y, 50 cm3 dalam botol plastik Unknown solution Z, 50 cm3 dalam botol plastik alihat halaman 35 untuk definisi Health Statements II. Peralatan pribadi dan peralatan bersama Peralatan Bersama Spektrofotometer UV-Visible Peralatan Pribadi Gelas kimia, 25 cm3 Labu ukur, 25.00 cm3 Pipet ukur, 2.00 cm3 Gelas ukur, 10.0 cm3 Pipet Pasteur (pipet tetes) Prop karet untuk pipet Pasteur Filler bulb (3-way) pipet Tray (baki plastik putih) untuk tempat pipet Tabung reaksi (13 x 100 mm) Rak tabung reaksi Kuvet plastik, optical path length = 1.00 cm Botol pencuci, 1 dm3 Stiker label dalam kantong plastik tertutup

H225-H319-H371 H290-H314-H335 H290-H314

Jumlah 1 per 2 siswa Jumlah 2 9 2 3 6 6 1 1 6 1 1 1 1


5

IDN-1

Kode Siswa

Soal 1A 13% Total Nilai

a a1 12

b a2 2

b1 6

b2 1

c b3 1

c1 2

Total c2 2

26

Bobot nilai 13% dari Nilai Total Soal 1A: Indikator Asam-basa dan aplikasinya untuk pengukuran pH Indikator asam-basa adalah asam (atau basa) lemah yang memberikan warna berbeda ketika ada dalam larutan, baik dalam bentuk asamnya (HIn, warna 1) atau dalam bentuk basanya (In, warna 2). Dalam larutan encer, keduanya berada dalam reaksi sebagai berikut: HIn

H+ + In

Ketika pH larutan yang mengandung indikator berubah, kesetimbangan di atas dapat bergeser ke arah reaktan (HIn), atau ke arah produk (In) sehingga warna larutan berubah bergantung pada konsentrasi masing-masing spesi yang ada. Dalam larutan asam kuat, umumnya indikator ada dalam bentuk HIn (warna 1) dan dalam larutan basa, ada dalam bentuk In (warna 2). Pada pH di antara keduanya, warna larutan merupakan campuran warna 1 (serapan pada panjang gelombang 1) dan warna 2 (serapan pada panjang gelombang 2), bergantung pada jumlah relatif HIn dan In yang ada dalam larutan tersebut. Dengan monitoring nilai serapan (absorbansi) pada dua panjang gelombang, konsentrasi HIn dan In dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: Aλ1total

= Aλ1HIn + Aλ1In =  λ1HIn b[HIn] +  λ1In-b[In]

Aλ2total

= Aλ2 HIn + Aλ2In =  λ2HIn b[HIn] +  λ2In-b[In]

Dengan b adalah ketebalan larutan dan  adalah absortivitas molar. Pada pH tertentu, jumlah relatif HIn dan In dalam larutan, berkaitan dengan tetapan disosiasi asam (Ka) dari indikator, yang ditunjukkan dalam persamaan berikut: Ka = [H+][In] [HIn]

sehingga, pada pH tertentu, tetapan disosiasi asam (Ka) untuk indikator tersebut dapat dihitung jika diketahui jumlah relatif HIn dan In dalam larutan.


6

Kode Siswa

IDN-1

Cara penggunaan alat Instruksi penggunaan spektrofotometer 1. Gunakan spektrofotometer untuk mengukur serapan (absorbansi) pada panjang gelombang yang diinginkan sesuai prosedur yang tertera pada diagram. 2. Lap bagian luar kuvet yang berisi aquades dan masukkan kuvet tersebut pada wadah kuvet yang ada dalam alat. 3. Atur pembacaan titik nol absorbansi untuk air. 4. Keluarkan kuvet, ganti air di dalam kuvet dengan larutan sampel yang akan dianalisis. Yakinkan tidak ada udara dalam larutan dan lap bagian luar kuvet sebelum diletakkan pada wadah kuvet. 5. Baca nilai absorbansi sampel. Catatan: Jika pengukuran dilakukan pada panjang gelombang berbeda, atur kembali titik nol absorbansi menggunakan “aquades”.


7

Kode Siswa

IDN-1

Langkah 1: Tekan 1

Press [1] 1 pada keypad untuk memilih mode Photometric Tekan angka [1] 1 1 Press

22

Press [1] icon on the touchscreen to select Cacatan: Jika display main menu to yang terlihat seperti pada gambar di samping Press [1] icon on the touchscreen select Photometric mode kiri ini mode tidak nampak pada layar, tekan [return] pada keypad. Photometric

1 Press Note [1] : If the main menu as shown in the left picture is not displayed

2

Note : If the main menu as shown in the left picture is not displayed on the screen, press [return] on the keypad. Presson[1] on the touchscreen select theicon screen, press [return] ontothe keypad. Photometric mode

Press [1] on the touchscreen to single wavelength mode

Note : If the main menu as shown in the left picture is not displayed on the screen, press [return] on the keypad.

2

elect

Press [1]

P si

Press Langkah[1] 2: Tekan 1

PressTekan [1] onangka the touchscreen to select 1 pada keypad untukPhotometric memilih mode Photometric single wavelength mode

dengan panjang gelombang tunggal.

e is not displayed

Setthe thewavelength wavelength 3 3 Set

3 Set the wavelength

4

Press [GOTO WL] on the keypad to set the

[GOTO WL] on panjang the to set the PressPress [GOTO WL] on the to setkeypad the gelombang Langkah 3:keypad Atur wavelength wavelength wavelength

Get the Abso

Rinse with water 1 - 2 me Rinse with water 1 - 2 me

Rinse with water 1 - 2 me

cuvette conta Fill the solu Place on around ¾ Tekan [GO TO WL] pada keypad untuk mengatur panjang Fill the solu on around ¾ theesolu onsample ¾compartme cuve height &around Wipe with paper of cuve e height & Wipe with paper of Fill of cuve e height & Wipe withZERO] paper on t [AUTO Press number onnumber the keypad gelombang Press on the keypad

Press number on the keypad

Note : For example, if the desired wavelength is 432 nm,

Place cuvette conta solution in the sam measure the absor

Note : For example, if the desired wavelength is 432 nm, if the pada desiredkeypad wavelength is 432 nm, Tekan angkan press 4 3 2 on the keypad. press 4 3 2 on the keypad.

the Absorbance value 4 Get [1] 2 Press

press 4Note 3 2 on: the keypad. For example,

enset to the select

Catatan: Contoh, jika diinginkan panjang gelombang 432, tekan 4 3 2 pada

2

Rinse with water 1 - 2 me

ftselect picture is not displayed d.

Press [ENTER] theon keypad Presson[1] the touchscreen to select Photometric

keypad. PressPress [1] single[ENTER] wavelength mode the keypad Place on cuvette containing water in the

on keypad Fill the solu on around ¾ Note : Press If the Abs is[ENTER] not displayed on the the screen, press [F1] on the sample compartment [1] on the touchscreen to select Photometricand of cuve e height & Wipe withPress paper keypad to switch between %T & Abs.　

press Repeat Step 3-4 to measure the absorbance at ZERO] on the keypad another wavelength If the Abs is not displayed on the screen, press [F1] on the

Tekan [ENTER] pada keypad

single wavelength mode[AUTO

Note : Note : [GO If the Abs isWL] not displayed the[ENTER] screen, press [F1] on the  4%T 3 2&oncontaining  keypad to TO switch between Abs. 　 Place cuvette sample keypad to switch between %T & Abs.　

re is not displayed

Repeat Step 3-4 to measure Repeat Step 3-4 to measure another wavelength solution in the sample compartment to Catatan: Jika Abs tidak nampak di layar, tekan [F1] pada keypad untuk wavelength another

s 432 nm,

measure the absorbance mengubah antara %T dan Abs

4

press [F1] on the

pad to set the

to set the

Get the Absorbance value

Repeat Step 3-4 to measure the absorbance at Rinse withwavelength DI water Langkah 4: Pengukuran nilai absorbansi Rinse with water 1 - 2 me another Rinse with water 1 - 2 me Place cuvette containing water in the Fill the solu on around ¾ Fill the solution around ¾ of the cuvette height and wipe with paper

Fill the solu around ¾ of on cuve e height & Wipe with paper of cuve e height & Wipe with paper

elength is 432 nm, is 432 nm,

4

Get the Absorbance value

Place cuvette containing water in the sample compartment andair press Letakkan kuvet berisi dalam sample compartment and press ZERO] on the keypad [AUTO ZERO] [AUTO on the keypad

wadah kuvet dan tekan [AUTO ZERO] pada keypad.

Place cuvette Place cuvette containing samplecontaining sample solution in the sample compartment to solution in the sample compartment to Letakkan kuvet berisi larutan sampel dalam measure the absorbance measure the absorbance

wadah

sampel untuk mengukur absorbansi

d

n, press [F1] on the

screen, press [F1] on theRepeat

Step 3-4 to measure3-4 the untuk absorbance at Ulangi langkah mengukur absorbansi pada panjang gelombang lainnya. Step 3-4 to measure the absorbance at another Repeat wavelength

another wavelength


8

Kode Siswa

IDN-1

Informasi umum Dalam HCl 0.1 mol dm-3, indikator ada hanya dalam bentuk asam (HIn). Dalam NaOH 0.1 mol dm-3, indikator ada hanya dalam bentuk basa (In).

Pada percobaan ini tidak ada nilai untuk jawaban dalam kotak yang tersedia. Catatan:

Disarankan setiap siswa harus memeriksa kondisi spektrofotometer sebelum digunakan. Pemeriksaan dilakukan dengan mengukur serapan larutan “Instrument check solution” pada dua panjang gelombang berbeda, yaitu pada 430 dan 620 nm. Spektrofotometer No. ________ akan digunakan pada seluruh percobaaan.

Catat nilai absorbansi larutan Instrument check solution A (pada 430 nm) Nilai terukur Guided value

A (pada 620 nm)

________________ ________________ 0.220 – 0.260

0.450 – 0.510

Jika nilai terukur berada pada rentang “guided values”, siswa dapat lanjut ke percobaan berikutnya. Jika tidak, tanyakan pada petugas lab.

Bagian a Pengukuran Absorbansi indikator asam – basa (methyl orange) dalam asam kuat dan basa kuat 1. Pipet 1.50 cm3 larutan indikator methyl orange 2.00  10-4 mol dm-3, masukkan ke dalam labu ukur 25.00-cm3, tambahkan 2.5 cm3 HCl 1 mol dm-3 ke dalam labu ukur tersebut dan encerkan dengan aquades sampai tanda batas. Ukur absorbansnya pada 470 dan 520 nm. 2. Pipet 2.00 cm3 larutan indikator methyl orange 2.00  10-4 mol dm-3 ke dalam labu ukur 25.00-cm3, tambahkan 2.5 cm3 larutan NaOH 1 mol dm-3 ke dalam labu ukur tersebut dan encerkan dengan aquades sampai tanda batas. Ukur absorbansinya pada 470 dan 520 nm. 3. Hitung absortivitas molar indikator methyl orange bentuk asam dan bentuk basa pada 470 dan 520 nm. Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

9

Kode Siswa

IDN-1

a1) Tuliskan nilai absorbansi methyl orange dalam larutan asam dan basa (Anda tidak perlu mengisi keseluruhan Tabel di bawah ini.) methyl orange dalam bentuk asam Pembacaan 1 Pembacaan 2 Pembacaan 3 Nilai yang dipilih (3 angka di belakang koma)

methyl orange dalam bentuk basa Pembacaan 1 Pembacaan 2 Pembacaan 3 Nilai yang dipilih (3 angka di belakang koma)

A (pada 470 nm)

_____________

A (pada 470 nm)

_____________

A (pada 520 nm)

_____________

A (pada 520 nm)

_____________

a2) Hitung absorptivitas molar methyl orange bentuk asam dan bentuk basa (satuan, dm3 mol1 cm-1) Area kosong untuk perhitungan


10

Kode Siswa

IDN-1

Absorptivitas molar methyl orange adalah: (satuan, dm3 mol-1 cm-1) Bentuk asam (HIn) 470HIn 520HIn

methyl orange

____________

Bentuk basa (In) 470In520In-

____________ ____________ ____________

Bagian b Pengukuran Absorbansi indikator asam-basa (bromothymol blue) dalam larutan buffer Bromothymol blue adalah indikator asam-basa yang menunjukkan warna kuning ketika ia ada sebagai bentuk asamnya (HIn) dan menunjukkan warna biru ketika ia ada dalam bentuk basanya (In). Serapan maksimum bromothymol blue dalam bentuk asamnya terjadi pada 430 nm dan dalam bentuk basanya terjadi pada 620 nm. Absorptivitas molar bromothymol blue dalam bentuk asam adalah 16,600 dm3 mol-1 cm-1 pada 430 nm dan 0 dm3 mol-1 cm-1 pada 620 nm. Absorptivitas molar bromothymol blue dalam bentuk basa adalah 3,460 dm3 mol-1 cm-1 pada 430 nm dan 38,000 dm3 mol-1 cm-1 pada 620 nm.

1. Pipet 1.00 cm3 larutan indikator bromothymol blue 1.00 × 10-3 mol dm-3 ke dalam labu ukur 25.00-cm3, tambahkan larutan A sampai tanda batas. (Catatan: larutan A adalah larutan buffer pH = 7.00) 2. Catat absorbansi pada 430 dan 620 nm. 3. Hitung konsentrasi indikator bromothymol blue dalam bentuk asam dan dalam bentuk basanya yang ada dalam labu ukur tersebut. 4. Hitung tetapan disosiasi asam indikator bromothymol blue.

b1) Tuliskan nilai absorbansi larutan bromothymol blue dalam larutan buffer. (Anda tidak perlu mengisi keseluruhan tabel.) bromothymol blue dalam larutan buffer Pembacaan 1 Pembacaan 2 Pembacaan 3 Nilai yang dipilih (3 angka di belakang koma)

A (pada 430 nm)

A (pada 620 nm)

_____________

_____________


11

Kode Siswa

IDN-1

b2) Hitung konsentrasi indikator bromothymol blue dalam bentuk asam dan dalam bentuk basa pada larutan yang dihasilkan. Area kosong untuk perhitungan

Konsentrasi bromothymol blue dalam bentuk asam dan dalam bentuk basa dalam larutan yang dihasilkan, adalah: [HIn], mol dm-3

[In], mol dm-3

___________________

___________________

(3 angka bearti)

(3 angka berarti)

b3) Hitung tetapan disosiasi asam bromothymol blue dari percobaan ini. Area kosong untuk perhitungan

Tetapan disosiasi asam bromothymol blue dari percobaan ini adalah:

Tetapan disosiasi asam bromothymol blue =

__________________________(3 angka berarti)


12

Kode Siswa

IDN-1

Bagian c Penentuan pH larutan dengan menggunakan indikator asam-basa (methyl red) Methyl red adalah indikator asam-basa yang menunjukkan warna pink-kemerahan ketika ia ada dalam bentuk asamnya (HIn) dan berwarna kuning ketika ia ada sebagai bentuk basanya (In). Absorptivitas molar methyl red dalam bentuk asam adalah 9,810 dm3 mol-1 cm-1 pada 470 nm dan 21,500 dm3 mol-1 cm-1 pada 520 nm. Absorptivitas molar methyl red dalam bentuk basa adalah 12,500 dm3 mol-1 cm-1 pada 470 nm dan 1,330 dm3 mol-1 cm-1 pada 520 nm. Nilai pKa methyl red adalah 4.95. Catatan: Tidak perlu mengukur volume secara akurat pada bagian ini, karena tidak berpengaruh pada ketelitian hasil yang diperoleh.

1. Isilah kira-kira seperempat bagian tabung reaksi dengan sampel solution X yang belum diketahui pH-nya. Tambahkan tiga tetes methyl red ke dalam larutan tersebut dan kocok supaya homogen. Catat warnanya. 2. Isilah kira-kira seperempat bagian tabung reaksi dengan sampel solution Y yang belum diketahui pH-nya. Tambahkan tiga tetes methyl red ke dalam larutan tersebut dan kocok supaya homogen. Catat warnanya. 3. Isilah kira-kira seperempat bagian tabung reaksi dengan sampel solution Z yang belum diketahui pH-nya. Tambahkan tiga tetes methyl red ke dalam larutan tersebut dan kocok supaya homogen. Catat warnanya. Catat perubahan warna indikator dalam larutan sample (tidak dinilai) indikator dalam sampel X

Warna yang diamati dalam sampel Y dalam sampel Z

Methyl red c1) Pilih satu larutan dari ketiga larutan sampel tersebut yang akan ditentukan pH-nya secara spektrofotometri menggunakan indikator methyl red.

 Sampel X

 Sampel Y

 Sampel Z

4. Dengan menggunakan gelas ukur, pindahkan 10 cm3 larutan sampel yang anda pilih, ke dalam gelas kimia. Tambahkan tiga tetes indikator methyl red ke dalam larutan tersebut, kocok sampai homogen. Catat nilai absorbansi pada 470 dan 520 nm. 5. Hitung rasio konsentrasi larutan methyl red dalam bentuk basa dan dalam bentuk asam. 6. Hitung pH larutan sampel yang anda pilih.


13

Kode Siswa

IDN-1

Tuliskan nilai absorbansi larutan sampel yang anda pilih Larutan sampel

A (pada 470 nm)

A (pada 520 nm)

c2) Hitung rasio konsentrasi indikator methyl red dalam bentuk basa dan dalam bentuk asam dalam larutan sampel dan hitung nilai pH larutan sampel yang anda pilih. Area kosong untuk perhitungan

Rasio konsentrasi indikator methyl red dalam bentuk basa dan dalam bentuk asam dari larutan sampel dan nilai pH larutan sampel: sampel

[In] / [HIn] _________________ (2 angka di belakang koma)

pH _____________ (2 angka di belakang koma)


14

Kode Siswa

IDN-1

Ujian Praktikum Soal 1B


15

Kode Siswa

IDN-1

Bahan kimia dan Peralatan (Soal 1B) I. Bahan kimia dan material (label yang tertera ditandai dengan cetak tebal) Health Statementsa Solution A (KIO3 10.7042 g in 5.00 dm3), 60 cm3 H272-H315-H319-H335 dalam botol plastik Solution B (Larutan jenuh Ca(IO3)2), 50 cm3 dalam H272-H315-H319-H335 botol plastik Solution C (Larutan jenuh Ca(IO3)2 dalam larutan H272-H315-H319-H335 3 encer unknown KIO3), 50 cm dalam botol plastik Larutan Na2S2O3 200 cm3 dalam botol plastik KI 10% (w/v), 100 cm3 dalam botol plastik H300+H330-H312-H315-H319H335 HCl 1 mol dm-3, 100 cm3 dalam botol plastik H290-H314-H335 3 Starch solution 0.1% (w/v), kanji 30 cm dalam botol tetes Distilled water, 500 cm3 dalam botol pencuci (botol semprot) Distilled water, 1000 cm3 dalam gallon plastik aLihat halaman 35 untuk definisi Risk and Safety Phrases II. Equipment and labwares Peralatan Pribadi Gelas kimia, 100 cm3 Gelas kimia, 250 cm3 Labu Erlenmeyer, 125 cm3 Transfer pipet, 5.00 cm3 Transfer pipet, 10.00 cm3 Gelas ukur, 10.0 cm3 Gelas ukur, 25.0 cm3 Pipet Pasteur (pipet tetes) Prop karet untuk pipet Pasteur Corong kaca, diameter 7.5 cm Corong plastik, diameter 5.5 cm Kertas saring di dalam plastik tertutup Buret, 50.0 cm3 Statif dan klem buret Klem cincin-O dengan bosshead

Jumlah 2 1 9 2 1 1 2 1 1 2 1 3 1 1 2


16

IDN-1

Kode Siswa

Soal 1B Total Nilai

A a1 1

a2 5

b a3 1

b1 6

b2 1

c b3 2

c1 6

c2 1

Total c3 3

26

Bobot nilai 13% dari Nilai Total Soal 1B: Calcium iodate Calcium iodate adalah garam anorganik yang terdiri dari ion calcium dan ion iodate. Ca(IO3)2 larut sebagian dalam air. Adanya garam yang tidak larut dan larutan jenuh dinyatakan pada kesetimbangan berikut: Ca(IO3)2 (s)

Ca2+(aq) + 2 IO3- (aq)

Data titrasi akan digunakan untuk menentukan konsentrasi ion iodate dalam larutan jenuh Ca(IO3)2 dan kemudian nilai Ksp untuk Ca(IO3)2 dapat ditentukan. Konsentrasi ion iodate dapat ditentukan dengan cara titrasi menggunakan larutan standar sodium thiosulfate (Na2S2O3), dengan adanya potassium iodide (KI). Kanji digunakan sebagai indikator. Bagian a terkait dengan standarisasi larutan Na2S2O3. Bagian b adalah penentuan Ksp untuk Ca(IO3)2. Pada Bagian c, padatan Ca(IO3)2 dilarutkan dalam larutan encer KIO3 yang belum diketahui konsentrasinya. Setelah dibiarkan selama 3 hari, terjadi kesetimbangan antara garam yang tidak larut dengan larutan jenuhnya. Konsentarsi ion iodate akan ditentukan dengan cara titrasi, dan selanjutnya akan digunakan untuk menghitung konsentrasi larutan encer KIO3.

Bagian a Standarisasi Na2S2O3

1. Isilah buret dengan larutan Na2S2O3. 2. Pipet larutan standar KIO3 10.00 cm3 (tersedia sebagai Solution A, 10.7042 g KIO3 dalam 5.00 dm3) lalu masukkan ke dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 10 cm3 larutan KI 10% (w/v) dan 10 cm3 larutan HCl 1 mol dm-3 ke dalam labu tersebut. Larutan ini berwarna coklat gelap karena terbentuk I2. 3. Titrasi dengan larutan Na2S2O3 sampai terjadi perubahan warna menjadi kuning muda. Tambahkan 2 cm3 larutan kanji 0.1% (w/v). Larutan berubah menjadi biru tua. Titrasi secara hati-hati sampai warna biru tepat hilang yang menunjukkan titik akhir titrasi. Catat volume larutan Na2S2O3.


17

Kode Siswa

IDN-1

a1) Setarakan persamaan-persamaan reaksi yang relevan.

 ____ IO3 (aq)

+ ____ I(aq) + ____H3O+ (aq)  ____ I2(aq) + ____ H2O(l)

___I2 (aq) + ____ S2O32(aq)  ____ I(aq) + ____ S4O62(aq)

a2) Catat volume larutan Na2S2O3. (Anda tidak perlu mengisi keseluruhan tabel) Titrasi no. 1

2

3

Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 awal, cm3 Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 akhir, cm3 Volume larutan Na2S2O3 yang digunakan, cm3 Volume yang dipilih, cm3; V1 = __________________

a3) Perhitungan konsentrasi larutan Na2S2O3.

Konsentrasi Na2S2O3 , mol dm-3: ___________ (Jawaban dengan 4 angka dibelakang koma)

(Jika anda tidak berhasil mendapatkan konsentrasi Na2S2O3, gunakan nilai konsentrasi sebesar 0.0700 mol dm-3 untuk perhitungan lebih lanjut.)


18

Kode Siswa

IDN-1

Bagian b Penentuan Ksp untuk Ca(IO3)2

1. Tersedia filtrat hasil penyaringan larutan jenuh Ca(IO3)2 (Solution B). 2. Pipet 5.00 cm3 filtrat (Solution B) tersebut dan masukkan ke dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 10 cm3 KI 10% (w/v) dan 10 cm3 HCl 1 mol dm-3 ke dalam labu tersebut. 3. Titrasi dengan larutan Na2S2O3 sampai warna larutan menjadi kuning muda. Tambahkan 2 cm3 larutan kanji 0.1% (w/v). Warna larutan harus menjadi biru tua. Titrasi secara hati-hati sampai tercapai titik akhir titrasi yaitu warna biru tepat hilang. Catat volume larutan Na2S2O3.

b1) Tuliskan volume larutan Na2S2O3. (Anda tidak perlu mengisi keseluruhan tabel) Titrasi no. 1

2

3

Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 awal, cm3 Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 akhir, cm3 Volume larutan Na2S2O3 yang digunakan, cm3 Volume yang dipilih, cm3; V2 =____________________ __________________

b2) Hitung konsentrasi larutan IO3 dalam Solution B.

Konsentrasi IO3, mol dm-3: _____________________(Jawaban 4 angka di belakang koma) Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

19

Kode Siswa

IDN-1

b3) Hitung nilai Ksp Ca(IO3)2.

Ksp Ca(IO3)2 = __________________________________(Jawab dengan 3 angka berarti)

(Jika anda tidak berhasil mendapatkan Ksp, gunakan nilai 710-7 untuk perhitungan lebih lanjut)

Bagian c Penentuan konsentrasi sampel larutan encer KIO3

1. Tersedia filtrat dari penyaringan larutan jenuh Ca(IO3)2 yang dilarutkan dalam sampel larutan encer KIO3 (Solution C). 2. Pipet 5.00 cm3 larutan filtrat (Solution C) ke dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 10 cm3 larutan KI 10% (w/v) dan 10 cm3 HCl 1 mol dm-3 ke dalam labu tersebut. 3. Titrasi dengan larutan Na2S2O3 sampai warna larutan menjadi kuning muda. Tambahkan 2 cm3 larutan kanji 0.1% (w/v). Warna larutan menjadi biru tua. Titrasi secara hati-hati sampai warna biru tepat hilang yang menandakan titik akhir titrasi. Catat volume larutan Na2S2O3.


20

Kode Siswa

IDN-1

c1) Tuliskan volume larutan Na2S2O3 (Anda tidak perlu mengisi keseluruhan table) Titrasi no. 1

2

3

Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 awal, cm3 Pembacaan buret berisi larutan Na2S2O3 akhir, cm3 Volume larutan Na2S2O3 yang digunakan, cm3 Volume yang dipilih, cm3; V3 = _________________

c2) Hitung konsentrasi IO3dalam Solution C.

Konsentrasi IO3, mol dm-3: ________________(Jawab dengan 4 angka di belakang koma) Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

21

Kode Siswa

IDN-1

c3) Hitung konsentrasi sampel larutan encer KIO3.

Konsentrasi KIO3 , mol dm-3: _______________ (Jawab dengan 4 angka di belakang koma)


22

Kode Siswa

IDN-1

Ujian Praktikum Soal 2


23

Kode Siswa

IDN-1

Bahan Kimia dan Peralatan (Soal 2) I. Bahan kimia dan material Bahan Kimia 3-Pentanone (MW 86.13), ~0.86 gb di dalam vial p-chlorobenzaldehyde (MW140.57), ~3.5 gc di dalam vial Ethanol, 200 cm3 dalam botol pencuci 2 mol dm-3 larutan NaOH dalam air (diberi label: 2N NaOH), 25 cm3 dalam botol

Diberi Label

Health Statements a

A

H225-H319-H335-H336

B

H302-H315-H319-H335

Ethanol

H225-H319

2N NaOH

H290-H314

a

Lihat halaman 34 untuk definisi Health Statements Anda harus menimbang vial berisi 3-pentanone sebelum digunakan. Nilai massa yang tepat dapat dihitung berdasarkan informasi yang tertulis pada label. c Nilai massa yang tepat tertulis pada label. b


24

IDN-1

Kode Siswa

II. Peralatan dan Alat Gelas Peralatan Bersama

Jumlah

Neraca analitis

12 per ruangan

Aspirator air

2 per meja praktikum

Wadah styrofoam berisi es

1 per baris (dapat diminta untuk isi ulang)

Peralatan Pribadi Hotplate stirrer yang dilengkapi dengan batang pengatur temperatur Statif

Jumlah 1 1

Klem

2

Labu bundar 100-cm

3

1

Gelas ukur, 25 cm3

1

3

1

Gelas ukur, 50 cm Kondensor Udara

1

Cawan rekristalisasi, 250 cm3 Labu Erlenmeyer 125-cm

1

3

2

Labu isap, 250 cm3 Corong Buchner, 25 cm

1 3

1

Kaca arloji

1

Pipet Pasteur (pipet tetes)

5

Prop karet untuk pipet Pasteur

2

Karet labu isap untuk penyaringan vakum

1

Karet penyangga labu bundar

1

Batang magnet

1

Kertas saring Spatula

3 (dikemas dalam 1 kantong plastik tertutup) 1

Batang pengaduk

1

Pinset penjepit

1

Klip plastik untuk penyangga joint

1

Botol pencuci (berisi EtOH) Sarung tangan Nitrile

1 (dapat diisi ulang) 2 (ukurannya dapat ditukar jika perlu)

Handuk kecil

2

Klip kertas

1

Botol kaca berlabel “Waste Task 2”, 500 cm3-

1

Vial berlabel “Kode siswa” untuk mengumpulkan produk Goggles (kaca mata pelindung)

1


1 25

IDN-1

Kode Siswa

Soal 2 Total Nilai

a1 2

a a2 2

a3 2

b b1 18

Total 24

Bobot 14% dari Nilai Total

Soal 2: Mengelaborasi Kerangka Karbon Struktur inti molekul organik sebagian besar didasarkan pada kerangka karbon-karbon. Pembentukan ikatan karbon-karbon memiliki peranan penting dalam membangun kerangka struktur yang lebih kompleks dari senyawa-senyawa prekursor yang strukturnya lebih kecil. Oleh Karena itu, transformasi secara sintesis untuk memperoleh pembentukan ikatan karbonkarbon yang lebih efisien telah banyak dilakukan. Dalam percobaan ini, anda diminta untuk mereaksikan senyawa p-chlorobenzaldehyde dan 3-pentanone untuk menghasilkan struktur yang lebih rumit. Catatan Penting: •

Ethanol dapat diisi ulang tanpa ada penalti.

•

Semua proses penimbangan harus dilakukan dengan sepengetahuan Pengawas lab. Pengawas lab harus menandatangani lembar kerja siswa untuk penilaian. Nilai yang tidak diverifikasi oleh Pengawas lab tidak akan dinilai.

•

Nilai total 18 poin dari nilai ujian ini didasarkan pada kualitas dan kuantitas produk yang diserahkan. Jika produk tidak diserahkan di akhir praktikum, maka Soal 2 ini seluruhnya tidak akan dinilai.

•

Pengukuran 1H-NMR dan titik leleh akan digunakan oleh penilai untuk verifikasi kualitas produk yang dihasilkan.

Bagian a 1. Ambil vial berisi 3-pentanone (A) (Kode Axxx, misalnya: A305), lalu buka lapisan parafilm-nya. Timbang vial beserta tutupnya. Catat hasil penimbangan di lembar jawaban pada bagian pertanyaan a1. 2. Siapkan penangas air dengan mengisi cawan rekristalisasi ukuran 250 cm3 lalu panaskan hingga 55±2°C. Masukkan klip kertas ke dalam penangas air dan nyalakan pengaduk pada pemanas listrik agar pemanasan menjadi merata. 3. Pastikan batang magnet berada di dalam labu bundar 100-cm3. Pindahkan secara sempurna 3-pentanone (diberi label A) yang sudah ditimbang dan pUjian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

26

Kode Siswa

IDN-1

chlorobenzaldehyde (diberi label B) ke dalam labu bundar. Tambahkan 50 cm3 ethanol ke dalamnya lalu lakukan pengadukan agar campuran reaksi terlarut sempurna. 4. Ukur 15 cm3 larutan NaOH 2 mol dm-3 (diberi label 2N NaOH) menggunakan gelas ukur dan tambahkan ke dalam campuran reaksi. Hati-hati: jangan sampai bagian joint labu terbasahi oleh larutan NaOH! 5. Rangkai peralatan seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Letakkan labu reaksi di dalam

penangas air bertemperatur 55±2°C. Pasang kondensor udara pada labu bundar dengan klip plastik penyangga joint. Panaskan campuran reaksi dalam labu bundar menggunakan penangas air sambil diaduk selama 30 menit.

Gambar 1: rangkaian alat untuk pemanasan campuran reaksi menggunakan penangas air 6. Setelah reaksi selesai, angkat labu reaksi dari penangas air. (Hati-hati! Labu reaksi

pasti panas) Letakkan labu reaksi pada karet penyangga labu bundar. 7. (Penting!) Angkat batang pengatur temperatur dari hotplate/stirrer untuk menghindari over-heating pada hotplate selama proses rekristalisasi. Setelah anda mengangkat batang tersebut, laporkan pada Pengawas lab untuk dicek dan serahkan batang tersebut kepada Pengawas lab. 8. Siapkan penangas es dengan cara mengganti air hangat dalam cawan rekristalisasi

ukuran 250 cm3 dengan es dan tambahkan sedikit air. Masukkan labu reaksi ke dalam penangas es untuk mendinginkan reaksi. Padatan seharusnya sudah terbentuk. (Saran: jika anda tidak mengamati adanya padatan dalam waktu 5 menit, gunakan batang pengaduk kaca untuk menggores sisi bagian dalam labu untuk menginduksi pengendapan). 9. Biarkan campuran reaksi dalam penangas es selama 20 menit untuk penyempurnaan

pengendapan. 10. Rangkai perangkat penyaringan vakum (Gambar 2). Hubungkan labu isap dengan aspirator air. Letakkan corong Buchner di atas karet pada labu isap. Letakkan kertas saring tepat di tengah corong. Saring endapan dengan penyaringan vakum dan cuci Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

27

Kode Siswa

IDN-1

dengan sesedikit mungkin ethanol dingin. Biarkan proses penyaringan vakum berlangsung selama 2 – 3 menit untuk mengeringkan produk.

Gambar 2: Rangkaian alat penyaringan vakum

11. Lepaskan karet penghubung alat penyaring vakum (sebelum mematikan aspirator air). Bawa semua peralatan anda kembali ke meja anda agar tempat umum tersebut kembali bersih dan rapi. Kumpulkan endapan kasar dari kertas saring dengan hati-hati dan pindahkan ke dalam labu Erlenmeyer. Hati-hati jangan sampai kertas saring ikut tergerus saat memindahkan padatan karena akan menjadi kontaminan. Siswa bisa menggunakan Ethanol untuk membilas corong Buchner. 12. Masukkan ethanol ke dalam labu Erlenmeyer yang lain dan panaskan perlahan di atas hotplate (Siswa bisa menyetel temperature pada 100-120°C). Sebelum pemanasan, pastikan batang pengatur temperatur sudah dilepaskan dari hotplate. 13. Lakukan rekristalisasi produk menggunakan ethanol panas dengan mengikuti prosedur berikut. Tambahkan sedikit-demi sedikit etanol panas ke dalam labu berisi padatan kasar sambil diaduk dengan menggoyang labu. Lakukan penambahan ethanol panas (goyangkan labu setiap kali penambahan) sampai semua padatan larut. Selama proses pelarutan, pastikan labu selalu dalam keadaan panas dengan meletakkannya di atas hotplate. Hati-hati karena labunya pasti panas! Gunakan tissue kertas atau handuk untuk memegang labu saat labu digoyang. Ketika proses pelarutan telah sempurna, letakkan labu berisi larutan tersebut di atas meja dan dinginkan hingga temperatur kamar tanpa diganggu. Produk kristal seharusnya sudah muncul. Jika belum muncul, gesek bagian sisi dalam labu untuk menginduksi kristalisasi. Letakkan labu di dalam penangas es untuk menyempurnakan kristalisasi. 14. Saring produk hasil rekristalisasi dengan penyaringan vakum (lihat tahap no. 10 untuk protokol penyaringan vakum) dan cuci produk dengan sesedikit mungkin ethanol dingin. Biarkan proses penyaringan vakum berlangsung selama 2 – 3 menit. Lepaskan Ujian Praktikum (official Indonesian version), 49th IChO 2017, Thailand

28

Kode Siswa

IDN-1

karet penghubung penyaring vakum. Biarkan produk murni dikeringkan di udara di atas meja anda selama minimal 15 menit. 15. Timbang vial berlabel kode siswa anda (tanpa tutup) yang sudah disediakan. Tulis data penimbangan pada lembar jawaban di bagian pertanyaan a1. 16. Pindahkan semua produk rekristalisasi ke dalam vial (tanpa tutup) yang sudah ditimbang. Tentukan dan catat massa produk murni pada lembar jawaban di bagaian pertanyaan a1. 17. Isilah semua informasi pada label vial berisi produk anda. Letakkan vial berisi produk di atas meja anda. Pengawas lab akan mengambil vial anda dan menandatangani lembar jawaban anda di bagian pertanyaan b setelah “Perintah Stop” diberikan. Siswa juga harus menandatangani pada lembar jawaban di bagian pertanyaan b untuk penilaian lebih lanjut. Setelah Pengawas lab dan anda menandatangani lembar jawaban, masukkan vial ke dalam plastik berperekat dan kumpulkan kepada Pengawas lab untuk dinilai.

Berikut adalah item yang harus ditinggalkan di meja kerja anda: • Berkas Ujian/Jawaban Praktikum (buklet ini) yang dimasukkan ke dalam amplop berkas ujian. • Vial berlabel “Kode Siswa” yang sudah diisi informasi yang diperlukan.


29

Kode Siswa

IDN-1

Pengawas lab akan menempelkan label di sini Ketika secara acak membagikan senyawa:

Axxx (misalnya: A567) = Di-tare-kan (dengan tutup): Bxxx (misalnya: B567) = Net:

Kode vial berisi 3-pentanone Massa (vial + label + tutup) sebelum penambahan 3pentanone Kode vial berisi p-chlorobenzaldehyde Massa p-chlorobenzaldehyde

a1) Gunakan informasi yang tertulis pada label serta data percobaan anda untuk melakukan perhitungan. Tuliskan semua hasilnya pada Tabel berikut ini.

Massa 3-pentanone dan vial yang diberikan (harus ditimbang dengan tutupnya) = ________________ *Tanda tangan Pengawas diperlukan untuk penilaian

Massa pentan-3-one = _____________________________ Massa p-chlorobenzaldehyde (salin dari label):_________________________

Massa vial kosong (tanpa tutup) untuk produk:____________________________ *Tanda tangan Pengawas diperlukan untuk penilaian

Massa vial (tanpa tutup) berisi produk hasil rekristalisasi:_______________________ * Tanda tangan Pengawas diperlukan untuk penilaian

Massa produk hasil rekristalisasi:_____________________


30

Kode Siswa

IDN-1

a2) Gambarkan struktur 4 senyawa aromatik yang mungkin terbentuk dalam reaksi ini. Stereoisomer tiap senyawa dikeluarkan dari daftar kemungkinan senyawa yang terbentuk.


31

IDN-1

Kode Siswa

a3) Berikut adalah spektrum 1H-NMR produk (400MHz, dalam CDCl3), gambarkan struktur produk berdasarkan spektrum tersebut.

Frekuensi

H2O

CHCl3

Integrasi

8

TMS

2 2

2 2

6 2

Integrasi mewakili jumlah proton yang terdapat dalam molekul.


32

Kode Siswa

IDN-1

Bagian b

b1) Produk yang anda kumpulkan akan dikarakterisasi dan dinilai berdasarkan % yield dan kemurniannya. Isilah pada kotak dengan ceklis informasi yang sesuai dengan produk yang anda kumpulkan.

Status:

Solid

Liquid

Tanda tangan Pengawas: _________________________(ditandatangani saat dikumpulkan)

Tanda tangan Siswa: _____________________________ (ditandatangani saat dikumpulkan)


33

Kode Siswa

IDN-1

Health Statements

H225

Cairan mudah menguap dan sangat mudah terbakar

H272

Meningkatkan kecepatan pembakaran; oksidator

H290

korosif terhadap logam

H300

Fatal jika tertelan

H301

Toksik jika tertelan

H302

Berbahaya jika tertelan

H314

Menyebabkan luka bakar parah dan kerusakan mata

H315

Menyebabkan iritasi kulit

H319

Menyebabkan iritasi mata yang serius

H330

Fatal jika terhirup

H335

Menyebabkan iritasi organ respirasi

H336

Menyebabkan kantuk dan pusing

H371

Menyebabkan kerusakan organ tubuh


34

Kode Siswa

IDN-1

Karakteristik Geseran Kimia pada 1H NMR Jenis Hidrogen (R=Alkil, Ar=Aril) (CH3)4Si RCH3

Geseran Kimia (ppm)

Jenis Hidrogen (R=Alkil, Ar=Aril)

Geseran Kimia (ppm)

0 (by definition) 0.9

RCH=O

9.5-10.1

RCH2R

1.2-1.4

RCOOH'

10-13

R3CH

1.4-1.7

RCOCH3

2.1-2.3

RCH2I

3.2-3.3

RCOCH2R

2.2-2.6

RCH2Br

3.4-3.5

RCOOCH3

3.7-3.9

RCH2Cl

3.6-3.8

RCOOCH2R

4.1-4.7

RCH2F

4.4-4.5

R2C=CRCHR2

1.6-2.6

RCH2NH2

2.3-2.9

R2C=CH2

4.6-5.0

RCH2OH

3.4-4.0

R2C=CHR

5.0-5.7

RCH2OR

3.3-4.0

RC≡CH

2.0-3.0

RCH2CH2OR

1.5-1.6

ArCH3

2.2-2.5

R2NH

0.5-5.0

ArCH2R

2.3-2.8

ROH

0.5-6.0

ArH

6.5-8.5


35

Kode Siswa

IDN-1

Tabel Periodik Unsur


36

Ujian Praktikum. "Bonding the World with Chemistry" 49 th INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD Nakhon Pathom, THAILAND

Recommend Documents