OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014
Bidang Kimia JAWAB UjianTeori Waktu: 180 menit
Kementerian Pendidikan Nasional dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas
2014
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 = 90 poin jawaban benar = 3 poin jawaban salah
= -1 poin
tidak menjawab = 0 poin
B. 7 Nomor soal essay = TOTAL Poin =
161 poin 251 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 secara berurutan (jawaban tidak boleh tersebar) 7. Diberikan Tabel periodik Unsur, formula 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 !!
OSP-2014
ii
Tetapan dan rumus berguna Tetapan (bilangan) Avogadro
23
–1
-1
7
NA = 6.022∙10 partikel.mol -1
-1
-1
-1
-1
R= 8,314 J.K .mol = 8,314 x10 erg. Mol .K Tetapan gas universal, R
-1
-1
=1,987 cal.mol .K = 0,082054 L.atm.mol .K 2
2
1 Pa= 1 N/m = 1 kg/(m.s ) 1 atm. =760 mmHg =760 torr Tekanan gas
= 101325Pa= 1,01325 bar 5
1 bar =10 Pa 1 mol gas (STP)
22,4 L
Persamaan gas Ideal
PV= nRT
Tekanan Osmosa pada larutan oC Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada 25 Konstanta kesetimbangan dan tekanan parsial gas
= M RT -14 Kw= 1,0x10 Kp = Kc(RT)
Temperatur dan konstanta kesetimbangan Hubungan tetapan kesetimbangan dan energi Gibbs Energi Gibbs pada temperatur konstan Kerja maksimum, w Isotherm reaksi kimia Potensial sel dan energi Gibbs Konstanta Faraday Muatan elektron Ampere (A) dan Coulomb (C)
o
∆n
ln = ܭ
G = -RT ln K
− ∆ ܪ 1 ൬ ൰+ ݇ܽݐ݊ܽݐݏ݊ ܴ ܶ
G H T S
w = nRT G = G + RT∙ln Q o o G =- nFE F = 96500 C/mol elektron -19 1,6022 x 10 C A =C/det
Reaksi orde pertama: AB
Reaksi orde kedua: AB
Tetapan laju dan temperatur
OSP-2014
ࡱࢇ ൬ ൰ = ( − ) ࡾ ࢀ ࢀ
iii
OSP-2014
iv
LEMBAR JAWABAN Bagian A Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Yang Anda Pilih No
Jawaban
No
Jawaban
1
A
B
C
D
E
16
A
B
C
D
E
2
A
B
C
D
E
17
A
B
C
D
E
3
A
B
C
D
E
18
A
B
C
D
E
4
A
B
C
D
E
19
A
B
C
D
E
5
A
B
C
D
E
20
A
B
C
D
E
6
A
B
C
D
E
21
A
B
C
D
E
7
A
B
C
D
E
22
A
B
C
D
E
8
A
B
C
D
E
23
A
B
C
D
E
9
A
B
C
D
E
24
A
B
C
D
E
10
A
B
C
D
E
25
A
B
C
D
E
11
A
B
C
D
E
26
A
B
C
D
E
12
A
B
C
D
E
27
A
B
C
D
E
13
A
B
C
D
E
28
A
B
C
D
E
14
A
B
C
D
E
29
A
B
C
D
E
15
A
B
C
D
E
30
A
B
C
D
E
OSP-2014
v
A. Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat 1. Spesi anion 37Cl- mempunyai: A. 17 proton, 17 neutron, dan 16 elektron. B. 17 proton, 20 neutron, dan 18 elektron. C. 16 proton, 21 neutron, dan 17 elektron. D. 17 proton, 17 neutron, dan 20 elektron. E. 17 proton, 17 neutron, dan 18 elektron. 2. Sebanyak 3,82 g kalsium sulfit, CaSO3 direaksikan dengan larutan HCl berlebih. Berapa volume (mL) gas sulfur dioksida, SO2 yang dapat dihasilkan bila tekanan akhir SO2 adalah 827 mmHg pada temperatur 44,0 °C? A. 7,39 × 10-4 B. 578 C. 1,00 × 10-3 D. 0,106 E. 761 3. Diberikan data berikut ini pada 25°C, 2 NOCl(g) → 2 NO(g) +Cl2g) ΔH0 = +75,56 kJ 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) ΔH0 = –113,05 kJ 2 NO2(g) → N2O4(g) ΔH0 = –58,03 kJ Hitunglah ΔH0 pada 25°C untuk reaksi berikut ini: N2O4(g) + Cl2(g) → 2 NOCl(g) + O2(g) A. +95,52 kJ B. –85,52 kJ C. +299 kJ D. –246,65 kJ E. –186,8 kJ
4. Anggaplah bahwa setiap gas bersifat ideal. Hitunglah berapa kerja yang dilakukan, dalam joule, untuk perubahan 1,00 mole Ni menjadi Ni(CO)4 pada 75°C pada reaksi dibawah ini. Nilai R adalah 8,314 J/mol•K. Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) A. 8,68 × 103 J B. -8,68 × 103 J C. 1,80 × 103 J D. -1,80 × 103 J E. - 494 J
5. Darah manusia memberikan tekanan osmosis sebesar 7,25 atm pada temperatur tubuh 370C. Berapa molaritas larutan glukosa intravena (larutan untuk infus) yang dapat memberikan tekanan osmosis yang sama seperti tekanan darah manusia? A. 0,285 mol/L B. 0,339 mol/L C. 0,512 mol/L D. 2,467 mol/L E. 3,704 ml /L OSP-2014
1
6. Muatan formal atom C, O dan Cl yang diberi tanda dari struktur Lewis berikut ini berturut turut adalah:
A. 0, 0, 0 B. 0, -1, -1 C. +1, -1, 0 D. -1, +1, 0 E. 0, +1, 0
7. Dalam molekul metanol berikut ini, berturut turut, apa jenis orbital hibrida digunakan untuk atom karbon dan oksigen?
A. sp3 ; dsp2 B. sp2 ; sp3 C. dsp2 ; sp2 D. sp3 ; sp3 E. sp2 ; sp3 8. Dari senyawa berikut ini: I. II. III. IV.
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2NH2 CH3CH2F
Urutkanlah (dari yang paling lemah ke yang paling kuat) berdasarkan kekuatan interaksi antar-molekulnya. A. IV < III < II< I B. III < IV < I < II C. II < III < IV< II D. I < II < IV< III E. I < III < II< IV 9. Untuk reaksi :
Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2(g)
Pada 298 K nilai Kp = 3,1610-3 atm dan pada 500 K Nilai Kp = 1,48x10-3 atm. Pilihlah pernyataan yang paling benar mengenai reaksi tersebut: A. ∆H reaksi dapat diabaikan B. Hasil CO2 bertambah bila tekanan sistem dinaikkan C. Hasil CO2 tidak tergantung temperatur D. Reaksi tersebut adalah endoterm E. Nilai Kp ditentukan dari jumlah Ag2CO3 yang digunakan. OSP-2014
2
10. Garam garam berikut ini, bila dilarutkan dalam air manakah yang memberikan larutan dengan pH paling tinggi? A. KI B. KBr C. KCl D. KF E. Semua garam diatas
11. Berikut ini manakah reaksi Asam Basa menurut teori Bronsted-Lowry?
A. I, III B. II, III C. I, II, III D. I, III, IV E. I, II, III, IV
12. Reaksi hidrolisis 2-bromo-2-methylpropana [ (CH3)3CBr] dalam suasana alkali: (CH3)3C-Br + OH− (CH3)3C-OH + Br− Berlangsung 2 tahapan reaksi: (CH3)3C-Br (CH3)3C+ + Br(CH3)3C+ + OH- (CH3)3C-OH
(lambat) (cepat )
Persamaan laju reaksi (r) yang sesuai dengan tahapan reaksi diatas adalah: A. r = k [OH-] B. r = k [(CH3)3C-Br] C. r= k [(CH3)3C-Br]2 D. r = k k [(CH3)3C-Br] [OH-] E. r= k [(CH3)3C+][OH-]
OSP-2014
3
13. Reaksi redoks berikut ini: Tl+ + 2Ce4+
Mnn+ Tl3+ + 2Ce3+
Melalui eksperimen, ternyata persamaan hukum lajunya adalah:: Laju= r = k[Ce4+][Mn2+] Berikut ini adalah usulan mekanisme yang melibatkan ion mangan: Langkah 1:
Ce4+ + Mn2+ Ce3+ + Mn3+
Langkah 2:
Ce4+ + Mn3+ Ce3+ + Mn4+
Langkah 3:
Tl+ + Mn4+ Tl3+ + Mn2+
Manakah Ion mangan yang berperan sebagai katalis dari informasi diatas? A. Mn4+ B. Mn3+ C. Mn2+ D. Semua ion Mangan diatas. E. Tidak cukup informasi untuk menjawab pertanyaan tersebut 14. Dari diagram energi reaksi berikut ini (energi bebas Gibbs), manakah yang nilai tetapan kesetimbangan, K, sama dengan SATU?
A. hanya I B. hanya II C. hanya III D. I dan III E. Semua jawaban benar 15. Sejumlah arus yang sama dialirkan melalui KCl cair dan Al2O3 cair. Dalam sel yang mengandung KCl, dihasilkan 7,8 g K. Berapakah berat Al yang dihasilkan pada sel yang lain ( Al = 27 ; K = 39 ) A. 5,4 g B. 3,6 g C. 2,7 g D. 1,8 g E. 2 g
OSP-2014
4
16. Reaksi berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada sel volta: 3MnO4-(aq) + 24H+(aq) + 5Fe(s) 3Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 12H2O(l) Setengah reaksi yang terjadi di katoda adalah: A. B. C. D. E.
MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- Mn2+(aq) + 4H2O(l) 2MnO4-(aq) + 12H+(aq) + 6e- 2Mn2+(aq) + 3H2O(l) Fe(s) Fe3+(aq) + 3eFe(s) Fe2+(aq) + 2eFe2+(aq) Fe3+(aq) + e-
17. Potensial elektroda standar untuk logam X dan Y masing-masing adalah: X2+(aq) / X(s) ; E = + 0,30 V Y2+(aq) / Y(s) ; E = - 0,40 V Ke dalam masing masing larutan ionnya dicelupkan elektroda masing-masing logam, X dan Y. Manakah yang benar mengenai deskripsi berikut ini ? Elektroda positif dimana ion-ion masuk ke dalam larutan A. B. C. D. E.
X X X Y Y
E/V 0,10 0,70 0,75 0,10 0,70
18. Dalam ion kompleks [Cr(H2O)4Cl2]+ apakah ligannya dan berapa bilangan koordinasinya? A. B. C. D. E.
Ligand = Cl-, bilangan koordinasi = 2 Ligand = H2O, bilangan koordinasi = 4 Ligand = H2O dan Cl- , bilangan koordinasi = 6 Ligand = H2O dan Cl- , bilangan koordinasi = 8 Ligand = H2O, bilangan koordinasi = 12
19. Senyawa kompleks koordinasi berikut ini, manakah yang diharapkan tidak berwarna? A. [Fe(H2O)6]+3 B. [Co(NH3)6]2+ C. [Mn(CN)6]-3 D. [CrCl3(SCN)3]-3 E. [Ag(NO2)2]20. Bila sederetan peluruhan
222
Rn terjadi dalam 5-langkah, produk akhir adalah banyak partikel alfa dan beta yang diemisikan dalam sederetan peluruhan ini? A. 2α dan 3β B. 3α dan 2β C. 4α dan 1β D. 1α dan 4β E. keduanya, B dan C
OSP-2014
210
Pb. Berapa
5
21. Perhatikan ion organik dibawah ini.
Berikut ini, manakah struktur resonansi yang TIDAK mewakili struktur resonansi yang tepat? Jawab.D
22. Dari resonansi senyawa di bawah ini, tentukan manakah yang bersifat aromatik dan non-aromatik
A. V dan VI non-aromatik, VII dan VIII aromatik B. I dan II aromatik, III dan IV non-aromatik C. I dan II non-aromatik, III dan IV aromatik D. V dan VI aromatik, VII dan VIII not-aromatik E. I dan V non-aromatik, II dan VI aromatik
OSP-2014
6
23. Dari reaksi perpanjangan rantai senyawa hidrokarbon berikut ini, lengkapi pereaksi perekasi yang dibutuhkan:
A. Basa X = NaNH2, NH3 Y = H2O B. Basa X = NaHH2,NH3, Y = KOH C. Basa X = NaNH2,NH3, Y = KOH/alk D. Basa X = CH3CH2O-, KOH Y = H2O E. Basa X = NaOCH3 CH3OH Y = KOH
Z = Tautomerisasi keto-enol Z = Isomerisasi Z = Resonansi Z = Keto-enol tautomerisasi Z = Tautomerisasi keto-enol
24. Jika Senyawa 3-fenil-1-propena di bawah ini direaksikan dengan Cl2,UV maka akan menghasilkan produk utamanya adalah :
Jawaban : (D)
OSP-2014
7
25. Pereaksi apa yang harus ditambahkan agar senyawa 1-phenil -1-propena menghasilkan produk utamanya adalah 1-phenil-1-kloro propana. H C
C H
CH3
?
H C
H2 C
CH3
Cl
A. HCl, peroksida B. Cl2, H2 . Pt C. (C). Cl2, UV D. Cl2, AlCl3 E. (E). HCl, tanpa peroksida
26. Gambarkan senyawa 1,2,4-trimetil sikloheksana berikut dalam konformasi kursi atau perahu. Tentukan konformasi manakah yang paling stabil ? H CH3 1 4
H3C
H
2
CH3
H
Jawab: ( C )
27. Tentukan urutan kenaikan keasaman dari senyawa berikut: 1. CH2F-CH2-CH2-COOH 2. CH3-CHF-CH2-COOH 3. CH3-CH2-CHF-COOH 4. CH3-CH2CH2-COOH OSP-2014
8
A. 4 > 1 > 2 > 3 B. 1 > 2 > 3 > 4 C. 4 > 3 > 1 > 2 D. 3 > 2 > > 1 > 4 E. 2 > 3 > 4 > 1 28. Tentukan urutan berdasarkan kecepatan reaksi pembentukan senyawa ester n-propil asetat berikut : 1. CH3CONH2
+
n-CH3CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH3 + NH3
2. CH3COOH + n - CH3CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH3 + H2O
3. (CH3CO)2O + n - CH3CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH3 + CH3COO-
4. CH3COCl + n - CH3CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH3 + Cl-
A. 1 > 3 > 2 > 4 B. 3 > 1 > 3 > 4 C. 4 > 2 > 3 > 1 D. 4 > 3 > 2 > 1 E. 1 > 2 > 3 > 4 29. Dari hasil analisa asam amino suatu tetrapeptida dihasilkan asam amino dari alanin (a), glysin (G), phenilalanin (F) dan valin (V) dalam jumlah yang sama . Berapa kombinasi yang dapat dihasilkan dari keempat asam amino (A, G, F dan V) tersebut ? A. 16 B. 20 C. 24 D. 28 E. 30 30. Di bawah ini merupakan reaksi Hell-Volhard-Zelinsky, yang banyak dipakai untuk menghasilkan asam amino. produk reaksi ini adalah:
Jawab: (B).
OSP-2014
9
II. Jawablah soal soal berikut dengan singkat dan jelas
Soal 1. Senyawa Senyawa yang mengandung atom H , N dan O
(25 poin)
Atom H, N dan O dapat membentuk 5 senyawa A, B, C, D dan E. Data yang dikumpulkan mengenai kelima senyawa itu adalah: a. Semua senyawa A, B, C, D dan E tersebut bila dilarutkan dalam air bersifat elektrolit, walaupun tidak semua merupakan elektrolit kuat. Senyawa C dan D adalah senyawa ionik tetapi senyawa B adalah kovalen b. Nitrogen dengan tingkat oksidasi tertinggi terdapat pada senyawa A dan C, sedangkan nitrogen dengan tingkat oksidasi terendah terdapat pada senyawa C, D dan E. Muatan formal dua atom nitrogen pada senyawa C adalah +1 tetapi muatan formal atom nitrogen pada senyawa B = 0 c. Pada temperatur ruang, senyawa A dan E ada dalam larutan, dan kedua larutan tersebut dapat mengeluarkan gas-gas, Konsentrasi larutan A paling pekat 16 M sedangkan larutan E paling pekat 15 M. d. Senyawa D mengandung nitrogen 43,7% massa dan oksigen 50% massa. Dalam kondisi STP, senyawa D merupakan kristal padat dan bila dipanaskan akan terdekomposisi membentuk gas. e. Senyawa C mengandung satu atom O lebih banyak dari D. Larutan C bersifat asam lemah, larutan A adalah asam kuat. Larutan B dan E bersifat basa f.
Titrasi 0,726g senyawa B membutuhkan HCl 1M sebanyak 21,98 mL untuk menetralkannya.
Tentukan rumus kimia 5 senyawa tersebut dan jelaskan cara mendapatkannya. (A – E, @ 5 poin)
SOLUSI: (masing-masing 5 poin) A= HNO3 B= NH2OH C= NH4NO3 D = NH4NO2 E = NH3.H2O
OSP-2014
10
Soal 2. Senyawa karbonat (12 poin) Anda mempunyai suatu garam karbonat yang kationnya tidak diketahui secara pasti. Tetapi anda ketahui pasti, kation tersebut mempunyai muatan +2. Jadi, garam tersebut mempunyai formula umum MCO3. Sebanyak 4,56 g senyawa ini dimasukkan kedalam air, ternyata tidak larut. Penambahan asam kuat (HCl) berlebih, dan sebagaimana diharapkan, larutan mengeluarkan gelembung gelembung gas dan senyawa tersebut menjadi larut. Massa yang hilang akibat bebasnya gas CO2 adalah 1,164 g. Selanjutnya, kedalam larutan tersebut ditambahkan natrium fosfat,dan terbentuk endapan baru. a. Apa kation dalam garam karbonat tersebut? (6 poin) b. Bagaimana formula endapan baru setelah penambahan natrium fosfat? (3 poin) c. Berapa massa endapan baru tersebut? (3 poin) Jawab: a. MCO3 + 2 H+ M+2 + CO2 + H2O CO2 = 1,164 g = 1,164/44 = 0,02645 mol CO2 mol MCO3 = mol CO2 = 0,02645 mol Massa molar MCO3 = 4,56 g/0,2645 mol = 172.4 g/mol Massa molar CO3= = 60 Massa molar M =172,4-60 =112, 4 g/mollihat Tabel periodik M = Cd b. Formula endapan baru = Cd3(PO4)2 c. Massa Cd3(PO4)2 3 Cd+2 + 2 PO4-3 Cd3(PO4)2 Massa Cd3(PO4)2 = 0,02645 mol Cd x 1/3 x (527,18 g Cd3(PO4)2)/mol = 4,6479 = 4,65 g Cd3(PO4)2
OSP-2014
11
Soal 3. Mineral fluorospar
(22 poin)
Sumber utama fluorin adalah mineral fluorospar (juga disebut fluorite) yang kandungan utamanya adalah kalsium fluoride, CaF2. a. Susunlah siklus Born-Haber untuk pembentukan CaF2 dari unsur-unsurnya. (10 poin) b. Gunakan siklus ini untuk menghitung energi kisi CaF2(s), dihubungkan dengan data berikut dan data yang lain. (4 poin) H atomisasi (Ca) = +178 kJ.mol-1; F(g) F-(g), H = -328 kJ.mol-1(ini afinitas elektron fluorin); Hf (CaF2) = -1220 kJ.mol-1; H atomisasi F2 = 158 kJ.mol-1; Energi ionisasi ke 1 dan ke 2 dari Ca = 590 dan 1150 kJ.mol -1 . c. Tahap pertama pembebasan fluorin dari CaF2 adalah menghaluskan senyawa ini dan kemudian mereaksikannya dengan asam sulfat pekat. Hasil reaksi ini adalah hidrogen fluorida dan kalsium sulfat, CaSO4. Tuliskan persamaan setara dan fasa reaktan dan produk untuk reaksi ini. (2 poin) d. Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi ini, dengan menggunakan data berikut melengkapi data di atas : Hf(H2SO4) = -814 kJ.mol-1; Hf(HF) = -271 kJ.mol-1; Hf(CaSO4) = -1434 kJ.mol-1. (3 poin) e. Haruskah reaksi ini dipanaskan atau didinginkan? Berikan alasan atas jawaban anda. (3 poin)
Solusi : a.
b. Hf(CaF2(s)) = Hat(Ca) + BE(F-F) + IE1(Ca) + IE2(Ca) + 2xEA1(F) + LE(CaF2) -1220 = +178 + 158 + 590 + 1150 + 2(-328) + LE(CaF2) LE(CaF2) = -2640 kJ mol-1. c. CaF2(s) + H2SO4(aq) 2HF(g) + CaSO4(s) OSP-2014
12
d. CaF2(s)
+ HfCaF2(s)
H2SO4(aq) --Hr Hf(H2SO4)
2HF(g) + 2xHf(HF)
CaSO4(s) Hf(CaSO4)
[Ca(s) + F2(g)] + [H2(g) + 1/8S8(s) + 2O2(g)][H2(g) + F2(g)] + [Ca(s) + 1/8S8(s) + 2O2(g)] Hf = -HfCaF2(s) -Hf(H2SO4) + 2xHf(HF) + Hf(CaSO4) = -(-1220) –(-814) + 2(-271) + (-1434) = +58 kJ.mol-1. e. Karena reaksi ke kanan adalah endotermik, pemanasan sistem membantu mendorong reaksi ke kanan mengikuti prinsip Le Chatelier di mana kalor diserap.
Soal 4. Aditif dalam detergent, natrium tripolyfosfat, (23poin) Senyawa natrium tripolyfosfat, Na5P3O10 , dihasilkan dari proses pemanasan stoikiometri dinatriumfosfat, Na2HPO4, dan mononatriumfosfat , NaH2PO4, dibawah kondisi yang terkendali. Senyawa ini digunakan sebagai aditif dalam deterjen untuk mengikat ion Ca2+ dan Mg2+ dalam air sadah sehingga dapat mencegah pengendapan garam asam lemak pada pakaian yang dicuci. a. Tuliskanlah reaksi setara pemanasan antara dinatriumfosfat, Na2HPO4, dan mononatriumfosfat, NaH2PO4. (2 poin) b. Gambarkan struktur Lewis spesi ion (P3O10)-5dan (P3O9)-3 dengan asumsi tidak terbentuk ikatan P – P. (@4poin) (8 poin) c. Dengan asumsi terbentuk koordinasi oktahedral dengan ion Mg 2+, gambarkan ion (Mg(P3O10)(H2O)n)-3 dan tunjukkan pula berapakah nilai n. (struktur 4 poin; penjelasan: 2 poin) (6 poin) d. Tuliskan reaksi kesetimbangan antara ion Ca2+ dengan Na5P3O10 ketika terjadi pengikatan oleh deterjen dalam air sadah, dengan asumsi perbandingan aditif Na5P3O10 terhadap ion Ca2+ adalah 1:1. (2 poin) e. Hitung berapa gram Na5P3O10 yang dibutuhkan untuk ditambahkan ke dalam mesin cuci berisi 20 L air untuk mengurangi ion Ca2+ dalam air ledeng (0,225 g/L) menjadi 0,02 g/L. Pengaruh pH, pengendapan Ca(OH)2 dan efek lainnya akibat ion positif lainnya dapat diabaikan. (5 poin)
Ca 2 P3O105 Diketahui: K1 1, 0.106 ; Mr Na5P3O10 = 368 dan Ar Ca = 40 3 CaP3O10 Solusi: a. 2 Na2HPO4 + NaH2PO4 → Na5P3O10 + 2 H2O
OSP-2014
13
b. O O
-
O
O
O
P O
-
O
P
O
P
O
P
O
O
O
O P
O
O
P3O105-
O
P
O
O
P 3 O9
O 3-
c. Nilai n = 1, karena hanya ada 1 molekul H2O yang dapat membentuk ikatan koordinasi dengan ion Mg2+ berdasarkan struktur tersebut
d. Ca2+(aq) + Na5P3O10(aq) ⇌ CaP3O10(aq) + Na+(aq) Ca 2 CaP3O 103 0, 225 / 40 mol/L; Ca 2 0, 02 / 40 mol/L 3 maka CaP3O 10 0, 205 / 40 mol/L 5 3 e. P3O10 K1 CaP3O 10 Ca 2 1, 025.105 mol/L CaP3O 103 P3O105 5,135.103 mol/L 37,6 g Na 3 P3O10 dalam 20 L H 2 O
OSP-2014
14
Kelat ion logam dengan trifosfat
Soal 5. Kinetika azometana
(13 poin)
Gas azometana, CH3N=NCH3, pada 300 °C terdekomposisi menjadi etana, C2H6, dan nirogen, N2. Berdasarkan eksperimen, telah ditentukan bahwa dekomposisi tersebut adalah order pertama. Waktu paruh untuk dekomposisi azometan adalah 1,02 detik pada 300 °C. Sebanyak 45,0 mg sample azometana ditempatkan dalam 300 mL wadah tertutup dan dipanaskan pada 300 °C a.
Tuliskan persamaan reaksi dekomposisi azometana (2 poin)
CH3N=NCH3 (g) N2 (g) + C2H6 (g) b. Tuliskan pernyataan hukum laju dekomposisi azometana. (3 poin) ݀[ܪܥଷܰܰܪܥଷ] Laju = r = − = ݇[ܪܥଷܰܰܪܥଷ] ݀ݐ c. Berapa massa (dalam milligram) azomethane yang tersisa setelah 3,0 detik? (4 poin) ܣ ln 2 ܣ ln 2 ݈݊൬ ൰ = ݇= ݇ ݀݊ܽݐ ⇒ ݈݊൬ ൰ = − ݐ ܣ ݐଵ/ଶ ܣ ݐଵ/ଶ 45.0 ݉ ݃ ln 2 ݈݊ ൬ ൰= × 3.0 ݏ ܣ 1.02 ݏ 45.0 ݉ ݃ ݈݊ ൬ ൰= 2.0 ܣ ସହ. ቀ ቁ
݁ = ݁ଶ. 45.0 ݉ ݃ = 7.68 ܣ = ܣ5.86 ݉ ݃
d. Tentukan tekanan parsial gas detik.
nitrogen dalam waadah setelah (4 poin)
3,0
45,0 mg – 5,86 mg = 39,14 mg yang terdekomposisi OSP-2014
15
39.14 ݉ ݃ ܪܥଷܰܰܪܥଷ × 0.106 ܽ݉ݐ
ଵ ுయே ேுయ ହ଼.଼଼ ுయே ே ுయ
×
ಽ ೌ
ቀ.଼ଶଵ ቁ(ଷାଶଷ) ଵ ே మ ಼ × ଵ ுయே ே ுయ ଷ
Soal 6. Hidrokarbon tak jenuh dengan Halogen
=
(22 poin)
Suatu hidrokarbon tidak jenuh A dapat bereaksi dengan halogen B membentuk produk senyawa C. Senyawa C ternyata masih dapat bereaksi dengan halogen B membentuk senyawa D yang jenuh. Senyawa C mengandung mol A sama dengan mol B sedangkan senyawa D mengandung mol B sama dengan dua kali mol A. Jika awalnya 6,5 g A direaksikan dengan 64 g B dan massa molekul relatif B adalah 6,153 kali massa molekul relatif A.
a) Tentukan rumus kimia senyawa A dan B, kemudian gambarkan struktur kedua senyawa tersebut
(6 poin)
b) Tentukan rumus kimia senyawa C dan D dan gambarkan strukturnya (6 poin) c) Hitung pula massa setiap zat dalam satuan yang ada saat akhir reaksi. (10 poin) JAWAB: a.
Senyawa A adalah etuna (HC=CH) dan senyawa B adalah Brom (Br2)
b. Senyawa C adalah C2H2Br2 dan senyawa D adalah C2H2 Br4 H C Br
H
Br C
C
C
Br H
Br C H
Br
D
Br
c. Senyawa C2H2Br2 = 18,6 g dan senyawa C2H2 Br4 = 51,9 g
OSP-2014
16
Soal 7. Reaksi reaksi organik
(24 poin)
Senyawa dari A sampai dengan F diperoleh dari gas hidrokarbon A melalui rangkaian seperti terlihat dalam skema berikut.
A
O2/Ag
B 1. H+/H2O
HCl
C
E 2. CuO
Mg/eter
F
NaOC2H5
G
D
A dapat menghilangkan warna brom dalam air, spectrum H1 -NMR dan C13 –NMR dari A berupa puncak singlet. Reaksi pembakaran A akan menghasilkan CO 2 dan 2H2O. a. b. c. d.
Tentukan senyawa A. (4 poin) Tentukan senyawa B sampai dengan F (10 poin) Bagaimana mekanisme reaksi dari F menjadi G (6 poin) Apa nama produk yang dihasilkan jika senyawa G di panaskan dalam suasana asam. (4 poin)
Jawab: a. A dapat menghilangkan warna brom /air menunjukkan adanya ikatan rangkap dua. Reaksi pembakaran menunjukkan A merupakan senyawa C2H4 . (diperkuat adanya sepektrum singlet dari H1 -NMR dan C13 –NMR). b. A dengan O2/ Ag menghasilkan B merupakan senyawa epoksi , lihat reaksi berikutnya di bawah ini.
H2C
A
CH2 O2/Ag
O
B
H3C
H2 C
C
Mg/eter Cl
H3C
H2 C MgCl
D
E
H
H2 C
C C H2
F
O
H5 2 OC Na
1. H+/H2O CH3CH2CH2CH2OMgCl 2. CuO H3C
H2 C
H
H C
H3C C O H H2 C C H3C C OH H2
G
OSP-2014
17
c. Mekanisme Mekanisme reaksi Aldol H
H2 C H3C
C CH
O
H H2 H C C H3C C O
Na+ - OC2H5
H
F
H
H2 C H3C
H H2 H C C H3C C O H H2 C C H3C C OH2
C C H2
O
H+ H H2 H C C H3C C O H H2 C C H3C C OH H2
3-hidroksi -2-etil pentanaldehida
d. Pemanasan suasana asam senyawa G
OH H2 C H3C
H
CH C H2
C CH CH2
O
H
H2 C
+
H3C
C H2
H3C
G
H
H C
C C
O CH2
H3C
2-etil-2-pentenaldehida
SEMOGA BERHASIL
OSP-2014
18
