OLIMPIADE SAINS NASIONAL XII

HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG UNDANG

OLIMPIADE SAINS NASIONAL XII Bandung 2- 8 September 2013

SOAL UJIAN

Bidang Kimia

UjianTeori Waktu: 210 menit

Kementerian Pendidikan Nasional dan Kebudayaan Direktorat JenderalPendidikan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas 2013

OSNXII

Halaman1

Petunjuk : 1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat! 2. Ujian Teori terdiri dari 8Soal: Soal 1 =

23 poin

Soal 2 =

22 poin

Soal 3 =

23 poin

Soal 4 =

32 poin

Soal 5 =

25 poin

Soal 6=

19 poin

Soal 7 =

31 poin

Soal 8 =

27 poin

TOTAL Poin = 202

poin

3. Waktu yang disediakan: 210 menit. 4. Semua jawaban harus ditulis di dalam kotak di lembar jawaban yang tersedia. 5. Diperkenankan menggunakan kalkulator. 6. Diberikan Tabel Periodik Unsur, rumus dan tetapan yang diperlukan. 7. Mulailah bekerja ketika ada tanda “MULAI” dari Pengawas. 8. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda “BERHENTI” dari Pengawas. 9. Letakkan jawaban anda di atas meja sebelah kanan dan segera tinggalkan ruangan. 10. Anda dapat membawa pulang soal ujian !!

OSNXII

Halaman2

OSNXII

Halaman3

Tetapan dan Rumus

Bilangan Avogadro Tetapan gas universal, R

Tekanan gas

Massa Energi

NA = 6,022 x 1023 partikel.mol–1 R = 0,08205 L·atm/mol·K = 8,3145 L·kPa/mol·K = 8,3145 x107 erg/mol·K = 8,3145 J/mol·K = 1,987 kal/mol·K = 62,364 L·torr/mol·K 1 atm =760 mmHg =760 torr= 101,32 kPa =101325Pa= 1,01325 bar 1 torr = 133,322 Pa 1 bar =105 Pa 1 Pa= 1 N/m2= 1 kg/(m.s2) 1 sma = 1,6605 10-24g 1 kal = 4,182 J 1 J = 1 L·kPa PV= nRT π = M RT Kw= 1,0x10-14

✕

Persamaan gas Ideal Tekanan Osmosis pada larutan Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada 25oC Tetapan kesetimbangan dan tekanan parsial Kp = Kc(RT)∆n gas Temperatur dan Tetapan kesetimbangan

Hubungan tetapan kesetimbangan dan
Go = -RT ln K energi Gibbs Energi Gibbs pada temperatur konstan ∆G = ∆H − T ∆S Isoterm reaksi kimia ∆G = ∆G° + RT·ln Q Potensial sel dan energi Gibbs
Go =-nFEo Tetapan Faraday F = 96500 C/mol elektron Ampere (A) dan Coulomb (C) A =C/det Muatan elektron 1,6022 x 10-9 C Massa elektron 0,000549 sma= 9,110 x 10-28 g Massa proton 1,007316 sma= 1,6727 x 10-24 g Massa neutron 1,008701 sma =1,6750 x 10-24 g Kecepatan cahaya 3 x 108 m/s Reaksi orde pertama: AB

Reaksi orde kedua: AB

OSNXII

Halaman4

1. Tagog Apu [23 poin] Tagog apu (dalam bahasa Indonesia gunung kapur) adalah nama desa di Padalarang, Jawa Barat. Desa ini terkenal dengan pegunungan kapur yang telah dimanfaatkan sejak tahun 1900-an. Batu kapur umumnya mengandung mineral kalsium karbonat. Mineral karbonat lain yang sering juga ditemui adalah dolomit dengan rumus kimia MgCa(CO3)2 dan magnesit dengan rumus kimia MgCO3.

Gambar pabrik kapur di Tagog Apu, tahun 1920-an (Tropenmuseum)

a. Pengolahan batu kapur melibatkan pemanasan batu kapur menghasilkan oksidanya. Tuliskan reaksi kimia setara pada pemanasan dolomite.

[2]

b. Salah satu mineral karbonat ikutan yang dijumpai dalam jumlah kecil adalah lansfordit, yakni magnesium karbonat hidrat. Sebanyak 45,5 g lansfordit diasamkan dan dipanaskan, dan ternyata dihasilkan 5,85 L gas karbon dioksida (diukur pada 0°C, 1 atm). Tentukan rumus kimia lansfordit.

[5]

c. Kelarutan mineral-mineral karbonat dalam air sangat kecil. Tuliskan persamaan pelarutan dolomit, dan tuliskan ungkapan Ksp-nya.

[4]

d. Ion karbonat dapat berperan sebagai basa Bronsted Lowry dalam reaksinya dengan H+. Tuliskan reaksi asam basa ion karbonat dan H+.

[2]

e. Berdasarkan hasil reaksi pada soal “d” apa akibat dari hujan asam pada kelarutan dolomit di pegunungan kapur? Tuliskanlah reaksinya. f.

Gambarkan

struktur Lewis (termasuk struktur

geometri ion karbonat.

OSNXII

[3] resonansinya) dan perkirakan bentuk [5]

Halaman5

g. Jelaskan dampak pemanasan dolomit terhadap iklim di muka bumi?

[2]

2. Rumus kimia Garam sulfat [22 poin] Ada 3 siswa melakukan analisis kandungan ion logam pada suatu garam sulfat yang mengandung sejumlah air hidrat (belum tentu bilangan bulat). Analisis dilakukan dengan cara menimbang 0,1471 g sampel garam sulfat, lalu dilarutkan dalam air dan ditambahkan larutan barium klorida berlebih. Endapan yang diperoleh disaring, dicuci, dikeringkan dan ditimbang sebanyak 0,2329 g. Ketiga siswa tersebut mengambil kesimpulan yang berbeda: siswa pertama mengatakan garam itu mengandung titanium(IV), siswa kedua mengatakan garam itu mengandung ion natrium dan siswa ketiga mengatakan garam tersebut mengandung aluminium(III). a. Tuliskan persamaan reaksi larutan garam sulfat dengan barium klorida berlebih dan hitung % massa sulfat dalam sampel tersebut

[3]

b. Atas dasar % massa sulfat yang diperoleh, hitung massa molekul garam sulfat menurut masing-masing siswa tersebut

[6]

c. Tuliskan rumus kimia garam yang diperoleh masing-masing siswa tersebut dan buktikan dengan perhitungan yang mendukung temuan mereka masing-masing.

[9]

d. Sarankan minimal dua uji lanjutan yang harus dilakukan untuk membuktikan kebenaran jawaban siswa tsb?

[4]

3. Hidrogen Radioaktif [23 poin] Atmosfir bumi adalah lapisan gas yang menyelimuti Bumi dan ditarik oleh gaya gravitasinya. Lapisan yang terbawah dari atmosfir adalah rumah kehidupan, sedangkan lapisan lebih atas (stratosfir) jauh lebih ganas, karena lapisan ini secara terus menerus dibombardir oleh radiasi kosmik berupa proton dan netron berenergi tinggi, sinar gamma (γ), partikel alfa (α) dan sebagainya. Radiasi atmosfir bumi berlangsung secara konstan terus menerus dengan radio isotop unsur unsur yang berbeda. Salah satunya adalah tritium, yaitu radio isotop dari hidrogen, yang memiliki 2 neutron dan waktu paruh 12,32 tahun. Di stratosfir, tritium terbentuk bila molekul nitrogen–14 menyerap neutron berenergi tinggi. a. Lengkapi reaksi inti yang menghasilkan tritium berikut ini:

[2]

??

OSNXII

Halaman6

Peluruhan inti tritium menghasilkan isotop helium-3 yang memiliki satu neutron dalam intinya dan memancarkan partikel beta energi rendah. Sinar beta (β) yang dipancarkan pada peluruhan tritium cukup berbahaya terhadap kehidupan manusia. b. Tuliskan reaksi inti untuk peluruhan tritium.

[2]

c. Hitunglah energi yang dilepaskan pada peluruhan 1 mol tritium (massa dan massa

= 3,0160492 sma,

= 3,0160293 sma).

[4]

Secara perlahan, tritium turun ke lapisan atmosfir yang lebih rendah dan bereaksi dengan oksigen menghasilkan T2O, yang disebut air super berat. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) sudah menetapkan radioaktivitas maksimum untuk

air minum sebesar 10000 Bq/L.

( 1 Bq = 1

peluruhan per detik) d. Hitung jumlah mol T2O yang terdapat dalam 1 L air minum yang mempunyai radioaktivitas 10000 Bq. Anggaplah bahwa hanya T2O yang menjadi sumber radiasi dalam air tersebut. [4] Tritium digunakan sebagai material berfluorisensi (cahaya tanpa listrik) dalam perlengkapan seperti tanda keluar, tanda bahaya, arloji dan sebagainya. Gas tritium (T2) ditempatkan dalam suatu wadah dalam arloji, yang dilapisi dengan material yang akan berfluorisensi jika mengabsorpsi elektron. Material tersebut memancarkan 50 foton untuk setiap 100 elektron yang diserapnya. Mata manusia mengirim tanda (signal) ke otak, bila retina terpapar oleh minimum 7 foton per 100 ms (milidetik). e. Hitunglah berapa lama (dalam tahun) manusia akan dapat melihat cahaya atau foton yang dipancarkan oleh arloji yang diisi 7x1012 molekul gas tritium (T2).

[4]

Di stratosfir, radiasi UV dapat merusak lapisan ozon (O3), karena ozon terurai menjadi gas oksigen (O2). Mekanisme reaksi 2O3→3O2 adalah sebagai berikut:

f.

Turunkan persamaan laju untuk reaksi 2O3→3O2 berdasarkan mekanisme reaksi di atas. [4]

g. Bila persamaan kinetika untuk reaksi 2O3→ 3O2 menjadi untuk tetapan k?

OSNXII

, bagaimana pernyataan [3]

Halaman7

4. Reaksi Fischer-Tropsch [32 poin] Salah satu alternatif untuk mengatasi krisis energi yang disebabkan oleh menipisnya cadangan minyak bumi adalah memanfaatkan reaksi Fischer-Tropsch untuk mengubah campuran gas karbon monoksida dan hidrogen menjadi berbagai senyawa hidrokarbon. Reaksi Fischer-Tropsch adalah reaksi antara gas CO dan H2 menghasilkan campuran berbagai senyawa hidrokarbon dan air.

Campuran senyawa hidrokarbon yang dihasilkan bergantung pada jenis katalis yang

digunakan dan kondisi reaksi. Seorang peneliti melakukan reaksi Fischer-Tropsch dalam sebuah silinder dengan volume 10 L menggunakan katalis tertentu yang berwujud padat pada suhu 400 K. Mula-mula ke dalam silinder dimasukan gas CO dan H2 dengan perbandingan mol CO : H2 = 1:3 dan padatan katalis. Silinder tersebut kemudian dipanaskan sehingga suhunya mencapai 400 K dan pada saat itu tekanan gas di dalam silinder sebesar 40 atm. Campuran gas dan katalis tersebut kemudian dibiarkan bereaksi selama 3 jam pada 400 K, lalu silinder didinginkan dan dilakukan analisis untuk mengetahui senyawa hidrokarbon yang dihasilkan.

Setelah reaksi,

campuran gas di dalam silinder memberikan tekanan 12,8 atm yang diukur pada 298 K. Reaksi tersebut menghasilkan 44,74 g air dan melepaskan kalor sebesar 399,16 kJ. Analisis produk menggunakan kromatografi gas menunjukkan bahwa senyawa hidrokarbon yang terbentuk hanya metana (CH4), etena (C2H4) dan propena (C3H6). a. Hitung fraksi mol gas hidrogen di dalam silinder sebelum reaksi.

[2]

b. Tuliskan reaksi yang setara antara gas CO dan H2 yang menghasilkan (i) metana, (ii) etena dan (iii) propena.

[6]

c. Diketahui entalpi pembentukan standar (∆Hfo) CO(g), H2O(g), CH4(g), C2H4(g) dan C3H6(g) berturut-turut adalah -110,5 kJ/mol, -241,8 kJ/mol, -74,9 kJ/mol, 52,3 kJ/mol dan 20,6 kJ/mol. Hitung∆H untuk masing-masing reaksi yang Anda tuliskan pada jawaban (a). (Pada 400 K, air yang terbentuk masih dalam fasa gas).

[6]

d. Gunakan data hasil reaksi di atas untuk menghitung banyaknya (dalam mol) metana, etena dan propena yang dihasilkan pada reaksi Fischer-Tropsch tersebut. Asumsikan semua gas bersifat ideal dan R = 0,082 L atm mol−1 K−1. e. Hitung tekanan parsial gas hidrogen di dalam silinder setelah reaksi pada 298 K. f.

[12] [3]

Jika ret adalah laju reaksi pembentukan etena dan rpr adalah laju reaksi pembentukan propena dalam reaksi tersebut, hitung nilai ret / rpr.

OSNXII

[3]

Halaman8

5. Kompleks Mn(III) yang unik [25 poin] Kompleks Mn(III) dengan salen adalah senyawa yang dikenal sebagai Superoxide Dismutase(SOD) mimetic (J. Chem. Educ. 2009, 86, 1419-1421). SOD adalah suatu zat yang dapat mengkatalisa dismutasi radikal anion superoksida menjadi hidrogen peroksida dan oksigen. Radikal anion superoksida adalah spesi oksigen yang bersifat toksik, sehingga keberadaan SOD dapat melindungi sel mahluk hidup dari spesi yang bersifat toksik tersebut. Kompeks Mn(III) dengan ligan Salen-H2adalah prototype SOD yang banyak diteliti. Hasil penelitian menunjukkandismutasi radikal anion superoksida mengikuti mekanisme reaksi 2 tahap yaitu: i) Mn(III) mengoksidasi radikal anion superoksida membentuk oksigen dan Mn(II), kemudian ii) Mn(II) bereaksi dengan radikal anion superoksida dalam suasana asam membentuk kompleks Mn(III) dan hidrogen peroksida. a. Diketahui Mn adalah logam transisi yang memiliki elektron tidak berpasangan di orbital d, tuliskan konfigurasi elektron terluar pada ion Mn(III) dan hitung berapa elektron yang tidak berpasangan pada ion Mn(III).

[2]

b. Umumnya senyawa Mn(III) memiliki struktur oktahedral, hitung energi penstabilan medan kristal (CFSE) pada senyawa CsMn(SO4)2 12 H2O dan K3[Mn(CN)6], nyatakan dalam energi pembelahan orbital (∆) dan energi untuk memasangkan elektron (P).

[4]

c. Ligan Salen-H2 [N,N′-Bis(salicylidene)ethylenediamine] dengan rumus C16H16O2N2 berupa zat padat berwarna kuning, dibuat dari kondensasi reaksi 2 mol salicyl aldehyde (2 hidroksi benzaldehyde) dengan 1 mol etilendiamine(1,2-diaminoetana) dalam etanol.

Tuliskan

persamaan reaksi pembentukan ligan Salen-H2 dan lengkapi dengan gambar struktur semua senyawa tersebut.

[7]

d. Jika kompleks Mn(III)-salen klorida dalam media air memiliki struktur oktahedral, tuliskan rumus kimia kompleks kationik bermuatan +1, kompleks anionik bermuatan -1 dan kompleks non-ionik yang mungkin terbentuk.

Gambarkan pula sketsa struktur ketiga kompleks

tersebut. e. Tuliskan kedua tahap reaksi dismutase radikal anion superoksida

OSNXII

[6] [6]

Halaman9

6. Pengaruh pH dan Penambahan Ligan pada Potensial Reduksi Standar [19 poin] Potensial reduksi standar pasangan redoks Fe3+|Fe2+ dan H3AsO4|H3AsO3 dipengaruhi oleh pH larutan dan penambahan beberapa ion yang dapat bertindak sebagai ligan dapat bergeser oleh pembentukan kompleks atau oleh variasi pH. Berikut ini adalah data potensial reduksi standar untuk beberapa pasangan redoks:

Fe2+|Fe

E°1 = −0,440 V

Fe3+|Fe

E°2 = −0,036V

[Fe(CN)6]3−| [Fe(CN)6]4−

E°4 = +0,356 V

H3AsO4|H3AsO3

E°5 = +0,560 V

I3−|I−

E°6 = +0,540 V

a. Hitunglah potensial reduksi standar, E°3 dari Fe3+ + e−
Fe2+ dengan menggunakan hukum Hess untuk perubahan energi bebas Gibss, ∆Go, dari setengah reaksi Fe2+|Fe dan Fe3+|Fe [4] b. Ion Fe3+ dan Fe2+ membentuk kompleks yang sangat stabil dengan ion CN−. Hitunglah rasio tetapan pembentukan kompleks, Kf, [Fe(CN)6]3− terhadap Kf [Fe(CN)6]4−.

[5]

c. H3AsO4 dan K4Fe(CN)6 dilarutkan dalam air dengan perbandingan mol yang stoikiometrik. Hitung rasio [H3AsO4]/[H3AsO3] dalam larutan tersebut pada kesetimbangan jika pH larutan dijaga tetap = 2,00

[5]

d. Jika di dalam larutan terdapat campuran spesi H3AsO4, H3AsO3, I3− dan I− dengan konsentrasi masing-masing sebesar 0,100 M dalam keadaan kesetimbangan, hitunglah pH larutan tersebut.

OSNXII

[5]

Halaman10

7. Kandungan Senyawa dalam “Surawung” [31 poin] Bandung, Jawa Barat, terkenal akan makanan khasnya yaitu “lalab” atau lalapan dan sambal. Salah satu daun-daunan khas yang ada dalam komposisi “lalab” adalah daun “surawung” (dalam bahasa Sunda) atau daun kemangi (dalam bahasa Indonesia) dengan bahasa Latin Ocimum citriodorum.

Daun ini banyak mengandung khasiat, diantaranya adalah mengandung zat

antioksidan, menangkal radikal bebas, membantu pertumbuhan tulang, melancarkan aliran darah, meningkatkan kekebalan tubuh dan mencegah bau mulut maupun bau badan.Senyawasenyawa yang terkandung dalam daun kemangi sebagian besar tergolong minyak atsiri dan golongan fenolik. Tak hanya atsiri, daun kemangi juga mengandung sejumlah senyawa penting antara lain: senyawa 1-8-sineol, zat arigin, senyawa anetol, zat flavonoid, boron, stigmasterolnya, eugenol, betakaroten, magnesium, zat triptofan, dan masih banyak lagi lainnya. Beberapa senyawa fenolik yang bersifat antioksidan yang terkandung dalam daun kemangi ditampilkan pada gambar di bawah ini.

a. Gambarkan struktur produk hidrolisis asam rosmarinat dalam suasana asam.

[6]

b. Tuliskan reagen pereduksi yang sesuai untuk mereduksi gugus karboksilat menjadi gugus hidroksil dalam struktur asam litospermat dan gambarkan struktur produk tereduksinya tersebut.

[4]

c. Asam sinamat, asam p-kumarat dan asam ferulat memiliki kerangka struktur yang serupa.

OSNXII

Halaman11

i.

Jika ketiga senyawa tersebut mengalami reaksi substitusi elektrofilik terhadap cincin aromatik, urutkan kereaktifan senyawa terhadap reaksi tersebut mulai dari yang paling reaktif dan jelaskan!

ii.

[3]

Jika ketiga senyawa tersebut direaksikan dengan Br2 dalam kondisi adanya FeBr3, gambarkan struktur produk yang terbentuk.

[6]

d. Tuliskan skema reaksi beserta reagen dan kondisi yang menunjukkan pengubahan asam sinamat menjadi asam 3-fenilpropanoat! e. Gambarkan struktur produk X, Y dan Z dalam setiap tahap reaksi berikut.

[3] [9]

8. Tahu, Tempe dan Isoflavon [27 poin] Makanan khas Bandung lainnya adalah beragam penganan dari tahu dan tempe yang merupakan olahan dari kedelai. Tahu dan tempe mengandung: protein, lemak, karbohidrat, mineral, fosfor, vitamin B-kompleks, thiamin, riboflavin, vitamin E, vitamin B12, kalium dan kalsium. Rahasia khasiat tahu dan tempe ada pada kandungan isoflavon yang berfungsi menyerupai hormon estrogen. Selain mencegah kanker payudara, isoflavon juga memperlambat proses penuaan pada perempuan. Berikut adalah struktur isoflavon pada tahu dan tempe (genistein dan daidzein) serta struktur estrogen (17β-estradiol).

OSNXII

Halaman12

a.

Daidzein dan Genistein dapat disintesis dari reaksi kondensasi aldol silang antara senyawa turunan asetofenon dan turunan benzaldehid, yang kemudian dilanjutkan dengan reaksi siklisasi intramolekul melalui reaksi adisi Michael. Gambarkan struktur senyawa A dan B pada skema sintesis senyawa turunan isoflavon berikut.

b.

Gambarkan struktur produk yang terbentuk apabila genistein direaksikan dengan etil 4bromobutirat dalam suasana basa (t-BuOK = kalium tertier-butoksida).

c.

[6]

Gambarkan struktur senyawa K, L dan M dalam skema salah satu usulan reaksi untuk sintesis 17β-estradiol di laboratorium berikut.

OSNXII

[3]

Gambarkan mekanisme reaksi antara 17β-estradiol dengan senyawa benzoil klorida dan gambarkan produk yang terbentuk.

e.

[3]

Gambarkan struktur produk yang terbentuk apabila daidzein direaksikan dengan penta-Oasetil-β-glukopiranosa (lihat gambar di bawah ini) dalam suasana basa.

d.

[6]

[9]

Halaman13

OSNXII

Halaman14

HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG UNDANG

OLIMPIADE SAINS NASIONAL XII Bandung 2- 8 September 2013

LEMBAR JAWABAN

Bidang Kimia

UjianTeori Waktu: 210 menit

Kementerian Pendidikan Nasional dan Kebudayaan Direktorat JenderalPendidikan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas 2013

OSNXII

Halaman1

Bio data : Nama : Kelas : SMA

:

Capaian: Soal 1

Soal 2

Soal 3

Soal 4

Soal 5

Soal 6

Soal 7

Soal 8

23

22

23

32

25

19

31

27

OSNXII

Halaman2

1. Tagog Apu [23 poin] a. Tuliskan reaksi kimia setara pada pemanasan dolomite.

[2]

b. Tentukan rumus kimia lansfordit.

[5]

c. Tuliskan persamaan pelarutan dolomit, dan tuliskan ungkapan Ksp-nya.

[4]

d. Tuliskan reaksi asam basa ion karbonat dan H+.

[2]

e. Apa akibat dari hujan asam pada kelarutan dolomit di pegunungan kapur? Tuliskanlah reaksinya.

OSNXII

[3]

Halaman3

f.

Gambarkan

struktur Lewis (termasuk struktur

resonansinya) dan perkirakan bentuk

geometri ion karbonat.

g. Jelaskan dampak pemanasan dolomit terhadap iklim di muka bumi?

OSNXII

[5]

[2]

Halaman4

2. Rumus kimia Garam sulfat [22 poin] a. Tuliskan persamaan reaksi larutan garam sulfat dengan barium klorida berlebih dan hitung % massa sulfat dalam sampel tersebut

[3]

b. Atas dasar % massa sulfat yang diperoleh, hitung massa molekul garam sulfat menurut masing-masing siswa tersebut

[6]

c. Tuliskan rumus kimia garam yang diperoleh masing-masing siswa tersebut dan buktikan dengan perhitungan yang mendukung temuan mereka masing-masing.

[9]

d. Sarankan minimal dua uji lanjutan yang harus dilakukan untuk membuktikan kebenaran jawaban siswa tsb?

OSNXII

[4]

Halaman5

3. Hidrogen Radioaktif [23 poin] a. Lengkapi reaksi inti yang menghasilkan tritium

[2]

b. Tuliskan reaksi inti untuk peluruhan tritium.

[2]

c. Hitunglah energi yang dilepaskan pada peluruhan 1 mol tritium (massa dan massa

= 3,0160293 sma).

= 3,0160492 sma, [4]

d. Hitung jumlah mol T2O yang terdapat dalam 1 L air minum yang mempunyai radioaktivitas 10000 Bq. Anggaplah bahwa hanya T2O yang menjadi sumber radiasi dalam air tersebut. [4]

OSNXII

Halaman6

e. Hitunglah berapa lama (dalam tahun) manusia akan dapat melihat cahaya atau foton yang dipancarkan oleh arloji yang diisi 7x1012 molekul gas tritium (T2).

f.

[4]

Turunkan persamaan laju untuk reaksi 2O3→3O2 berdasarkan mekanisme reaksi di atas. [4]

OSNXII

Halaman7

g. Bila persamaan kinetika untuk reaksi 2O3→ 3O2 menjadi untuk tetapan k?

OSNXII

, bagaimana pernyataan [3]

Halaman8

4. Reaksi Fischer-Tropsch [32 poin] a. Hitung fraksi mol gas hidrogen di dalam silinder sebelum reaksi.

[2]

b. Tuliskan reaksi yang setara antara gas CO dan H2 yang menghasilkan (i) metana, (ii) etena dan (iii) propena.

[6]

c. Hitung∆H untuk masing-masing reaksi yang Anda tuliskan pada jawaban (a). (Pada 400 K, air yang terbentuk masih dalam fasa gas).

OSNXII

[6]

Halaman9

d. Gunakan data hasil reaksi di atas untuk menghitung banyaknya (dalam mol) metana, etena dan propena yang dihasilkan pada reaksi Fischer-Tropsch tersebut. Asumsikan semua gas bersifat ideal dan R = 0,082 L atm mol−1 K−1.

OSNXII

[12]

Halaman10

e. Hitung tekanan parsial gas hidrogen di dalam silinder setelah reaksi pada 298 K.

f.

[3]

Jika ret adalah laju reaksi pembentukan etena dan rpr adalah laju reaksi pembentukan propena dalam reaksi tersebut, hitung nilai ret / rpr.

OSNXII

[3]

Halaman11

5. Kompleks Mn(III) yang unik [25 poin] a. Tuliskan konfigurasi elektron terluar pada ion Mn(III) dan hitung berapa elektron yang tidak berpasangan pada ion Mn(III).

[2]

b. Hitung energi penstabilan medan kristal (CFSE) pada senyawa CsMn(SO4)2 12 H2O dan K3[Mn(CN)6], nyatakan dalam memasangkan elektron (P).

energi pembelahan orbital (∆) dan energi untuk [4]

c. Tuliskan persamaan reaksi pembentukan ligan Salen-H2 dan lengkapi dengan gambar struktur semua senyawa tersebut.

OSNXII

[7]

Halaman12

d. Tuliskan rumus kimia kompleks kationik bermuatan +1, kompleks anionik bermuatan -1 dan kompleks non-ionik yang mungkin terbentuk. Gambarkan pula sketsa struktur ketiga kompleks tersebut

e. Tuliskan kedua tahap reaksi dismutase radikal anion superoksida

OSNXII

[6]

[6]

Halaman13

6. Pengaruh pH dan Penambahan Ligan pada Potensial Reduksi Standar [19 poin] a. Hitunglah potensial reduksi standar, E°3 dari Fe3+ + e−
Fe2+

[4]

b. Hitunglah rasio tetapan pembentukan kompleks, Kf, [Fe(CN)6]3− terhadap Kf [Fe(CN)6]4− [5]

OSNXII

Halaman14

c. Hitung rasio [H3AsO4]/[H3AsO3] dalam larutan tersebut pada kesetimbangan jika pH larutan dijaga tetap = 2,00

[5]

d. Jika di dalam larutan terdapat campuran spesi H3AsO4, H3AsO3, I3− dan I− dengan konsentrasi masing-masing sebesar 0,100 M dalam keadaan kesetimbangan, hitunglah pH larutan tersebut.

OSNXII

[5]

Halaman15

7. Kandungan Senyawa dalam “Surawung” [31 poin] a. Gambarkan struktur produk hidrolisis asam rosmarinat dalam suasana asam.

[6]

b. Tuliskan reagen pereduksi yang sesuai untuk mereduksi gugus karboksilat menjadi gugus hidroksil dalam struktur asam litospermat dan gambarkan struktur produk tereduksinya tersebut.

[4]

c. i.

Urutkan kereaktifan senyawa terhadap reaksi tersebut mulai dari yang paling reaktif dan jelaskan!

OSNXII

[3]

Halaman16

ii.

Jika ketiga senyawa tersebut direaksikan dengan Br2 dalam kondisi adanya FeBr3, gambarkan struktur produk yang terbentuk.

OSNXII

[6]

Halaman17

d. Tuliskan skema reaksi beserta reagen dan kondisi yang menunjukkan pengubahan asam sinamat menjadi asam 3-fenilpropanoat!

e. Gambarkan struktur produk X, Y dan Z dalam setiap tahap reaksi berikut.

OSNXII

[3]

[9]

Halaman18

8. Tahu, Tempe dan Isoflavon [27 poin] a.

Gambarkan struktur senyawa A dan B pada skema sintesis senyawa turunan isoflavon

b.

Gambarkan struktur produk yang terbentuk apabila genistein direaksikan dengan etil 4bromobutirat dalam suasana basa (t-BuOK = kalium tertier-butoksida).

OSNXII

[6]

[3]

Halaman19

c.

Gambarkan struktur produk yang terbentuk apabila daidzein direaksikan dengan penta-Oasetil-β-glukopiranosa dalam suasana basa.

d.

Gambarkan mekanisme reaksi antara 17β-estradiol dengan senyawa benzoil klorida dan gambarkan produk yang terbentuk.

OSNXII

[3]

[6]

Halaman20

e.

Gambarkan struktur senyawa K, L dan M dalam skema salah satu usulan reaksi untuk sintesis 17β-estradiol di laboratorium.

OSNXII

[9]

Halaman21

HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG UNDANG

OLIMPIADE SAINS NASIONAL XII Bandung 2- 8 September 2013

KUNCI JAWABAN

Bidang Kimia

UjianTeori Waktu: 210 menit

Kementerian Pendidikan NasionaldanKebudayaan Direktorat JenderalPendidikan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas 2013

OSNXII

Halaman1

Bio data : Nama : Kelas : SMA

:

Capaian: Soal 1

Soal 2

Soal 3

Soal 4

Soal 5

Soal 6

Soal 7

Soal 8

23

22

23

32

25

19

31

27

OSNXII

Halaman2

1. TagogApu [23 poin] [2]

a. Tuliskanreaksikimiasetarapadapemanasandolomite. MgCa(CO3)2
MgO(s) + CaO(s) + 2CO2(g) b. Tentukanrumuskimialansfordit.

[2] [5]

Gas CO2 sebanyak 5,85 L setara dengan 0,261 mol

[1]

Mr lansfordit = 45,5:0,261 = 174,3

[2]

Rumus kimia lansfordit = MgCO3 5H2O.

[2] [4]

c. Tuliskanpersamaanpelarutandolomit, dantuliskanungkapanKsp-nya. MgCa(CO3)2 (s) + H2O  Mg2+ + Ca2+ + 2CO3 2− Ksp = [Mg2+] [Ca2+] [CO3 2−]2

[2] [2]

d. Tuliskanreaksiasambasa ion karbonatdan H+. H+ + CO3 2−  HCO3 −

[2] [2]

e. Apaakibatdarihujanasampadakelarutandolomit di pegunungankapur?Tuliskanlah reaksinya. [3] Gunung kapur akan terkikis (larut dalam air yang bersifat asam) MgCa(CO3)2 + H+→

f.

Mg2+ + Ca2+ + H2CO3 (CO2 + H2O)

[1] [2]

Gambarkanstruktur Lewis (termasuk strukturresonansinya) danperkirakanbentukgeometri ion karbonat.

[5]

Gambar

[3]

Segitiga datar

[2]

g. Jelaskan dampak pemanasan dolomit terhadap iklim di muka bumi?

[2]

Pemanasan dolomit dapat meningkatkan konsentrasi CO2(gas rumah kaca/ green house gas) di atmosfir yang mengakibatkan pemanasan global. [2]

OSNXII

Halaman3

2. RumuskimiaGaramsulfat [22 poin] a. Tuliskanpersamaanreaksilarutangaramsulfatdengan barium kloridaberlebihdanhitung % [3]

massasulfatdalamsampeltersebut Ba2+ + SO42−
BaSO4

[1]

% massa sulfat = 96*0,2329*100/(233*0,1471) = 65,23%

[2]

b. Atasdasar% massasulfat yang diperoleh, hitungmassamolekulgaramsulfatmenurutmasingmasingsiswatersebut

[6]

Massa molekul garam sulfat menurut siswa-1 =100*96*2/65,23 =294

[2]

Massa molekul garam sulfat menurut siswa-2 = 100*96/65,23 = 147

[2]

Massa molekul garam sulfat menurut siswa-3 = 100*96*3/65,23 = 441

[2]

c. Tuliskanrumuskimiagaram

yang

diperolehmasing-

masingsiswatersebutdanbuktikandenganperhitungan

yang

mendukungtemuanmerekamasing-masing.

[9]

Rumus kimia menurut siswa-1: Ti(SO4)2 3H2O [294-240 =54 setara dengan 3H2O]

[3]

Rumus kimia menurut siswa-2: NaSO4 0,3H2O [147-119 = 28 setara dengan 1,5H2O]

[3]

Rumus kimia menurut siswa-3: Al2(SO4)3 5,5H2O [441-342 = 99 setara dengan 5,5 H2O] [3]

d. Sarankan

minimalduaujilanjutan

yang

harusdilakukanuntukmembuktikankebenaranjawabansiswatsb? [4] Reaksi pemanasan diatas 100oC untuk mengetahui jumlah air hidrat

[2]

Pengukuran hantaran ion dengan konduktometer

[2]

OSNXII

Halaman4

3. Hidrogen Radioaktif Radioa [23 poin] [2]

a. Lengkapi reaksi inti yang menghasilkan menghasi tritium [2]

[2]

b. Tuliskan reaksi inti untuk peluruhan tritium. β)

[2]

c. Hitunglah energiyang iyang dilepaskan pada peluruhan 1 mol tritium(massa dan massa

= 3,0160492 sma, [4]

= 3,0160293 sma).

[2] 2

m2/s2 x 7

47616766668,9 J/mol = 47616766,6689 kJ/mol = 4,761 x 10 kJ/mol

= [2]

d. Hitung jumlah mol T2O yang terdapat dalam 1 L air minumyang mempunyai radioaktivitas 10000 Bq. Anggaplah nggaplah bahwa hanya T2O yang menjadi sumber radiasi dalam air tersebut. [4] (T untuk tritium.)

[2] [1]

mol

OSNXII

Halaman5

.: n(T2O)=

mol

[1]

e. Hitunglah berapa lama (dalam tahun) manusia akan dapat melihat cahaya atau foton yang dipancarkan oleh arloji yang diisi 7x1012molekul gas tritium (T2).

[4]

Manusia mampu melihat sinar bila 70 foton diemisikan setiap detiknya. Ini berarti bahwa 140 disintegrasi tritium per detiknya. (Material ber-fluorosensi fluorosensi memancarkan satu photon per 2 elektron).

[1]

[1]

[2] .: 92 tahun.

f.

Turunkan persamaan laju untuk reaksi 2O3→3O2 berdasarkan mekanisme reaksi di atas. atas [4]

[1]

[1]

OSNXII

Halaman6

[1]

[1]

g. Bila persamaan kinetika untuk reaksi 2O3→ 3O2menjadi

, bagaimana agaimana pernyataan [3]

untuk tetapan k?

[1] Bila konsentrasi ozone sangat rendah: , todėl Maka persamaan kinetika dapat disederhanakan menjadi :

[1]

[1]

OSNXII

Halaman7

4. Reaksi Fischer-Tropsch [32 poin] [2]

a. Hitung fraksi mol gas hidrogen di dalam silinder sebelum reaksi. XH2 = PH2 / Ptotal = 30 atm/40 atm = 0,75

[2]

b. Tuliskan reaksi yang setara antara gas CO dan H2 yang menghasilkan (i) metana, (ii) etena [6]

dan (iii) propena. (i) CO + 3H2→ CH4 + H2O

[2]

(ii) 2CO + 4H2→ C2H4 + 2H2O

[2]

(iii) 3CO + 6H2→ C3H6 + 3H2O

[2]

c. Hitung∆H untuk masing-masing reaksi yang Anda tuliskan pada jawaban (a). (Pada 400 K, air [6]

yang terbentuk masih dalam fasa gas).

∆Hi = ∆Hfo CH4 + ∆Hfo H2O - ∆Hfo CO = -74,9 – 241,8 – (-110,5) = -206,2 kJ

[2]

∆Hii = ∆Hfo C2H4 + 2×∆Hfo H2O - 2×∆Hfo CO = 52,3 + (-241,8 x 2)– (-110,5x2) = -210,3 kJ [2] ∆Hiii = ∆Hfo C3H6 + 3×∆Hfo H2O - 3×∆Hfo CO = 20,6 + (-241,8 x 3)– (-110,5x3) = -373,3 kJ [2]

d. Gunakan data hasil reaksi di atas untuk menghitung banyaknya (dalam mol) metana, etena dan propena yang dihasilkan pada reaksi Fischer-Tropsch tersebut. Asumsikan semua gas bersifat ideal dan R = 0,082 L atm mol−1 K−1.

[12]

Andaikan nCH4 = x, n C2H4 = y dan n C3H6 = z. Untuk memperoleh nilai x, y dan z diperlukan 3 persamaan yang mengkaitkan ketiga variable tersebut: 1 pers dari mol air yang dihasilkan, 1 pers dari kalor yang dihasilkan dan 1 pers dari tekanan setelah reaksi. mol air = 44,74/18 = x + 2y + 3z 2.49 = x + 2y + 3z

(1)

[2]

(2)

[2]

dari kalor, - 399.16 = - 206.2 x - 210.3 y – 373.3 z 399.16 = 206.2 x + 210.3 y + 373.3 z V P2 = n2 RT2⇒ n2 = V P2/RT2 n2 = nCO + nH2 + nCH4 + nC2H4 + nC3H6

OSNXII

nCO = nCO awal – nCO bereaksi = (10x10)/(0.082x400) – (x+2y+3z) = 3.05 – x – 2y – 3z [1]

Halaman8

nH2 = nH2 awal – nH2 bereaksi = (30x10)/(0.082x400) – (3x+4y+6z) = 9.15 –3 x – 4y – 6z [1] n2 = nCO + nH2 + nCH4 + nC2H4 + nC3H6 = (3.05 – x – 2y – 3z) + (9.15 –3 x – 4y – 6z) + x + y + z = 12.20 – 3x – 5y – 8z

[2]

n2 = V P2/RT2 = (10x12.8)/(0.082x298) = 5.24 sehingga: 12.20 – 3x – 5y – 8z = 5.24 3x + 5y + 8z = 6.96

(3)

[2]

Penyelesaian pers. (1), (2) dan (3) memberikan nilai x =1,21 , y=0,251 dan z=0,259 . Sehingga jumlah mol metana, etena dan propena yang terbentuk masing-masing masing adalah 1,21 mol, 0,251 mol dan 0,259 mol. [2]

[3]

e. Hitung tekanan parsial gas hidrogen di dalam silinder setelah reaksi pada 298 K. PH2 = nH2 R T/V = (9.15 – 3x – 4y – 6z) (0.082 x 298)/10 = (9.15 – 3×1.21 - 4×0.251 - 6×0.259) ×0.082× 298/10 = 7,238 atm.

f.

[2] [1]

Jika ret adalah laju reaksi pembentukan etena dan rpr adalah laju reaksi pembentukan propena dalam reaksi tersebut, hitung nilai ret / rpr.

[3]

Karena volume wadah dan waktu reaksi (t) untuk produk etena dan propena sama, maka ratio kecepatannya dapat dihitung sebagai berikut.

[3]

OSNXII

Halaman9

5. KompleksMn(III) yang unik [25 poin] a. Tuliskankonfigurasielektronterluarpada uliskankonfigurasielektronterluarpada

ion

Mn(III)

dan danhitungberapaelektron berapaelektron

yang

tidakberpasanganpada ion Mn(III). [2] Konfigurasi elektron Mn(III) = [Ar]d4ada 4 elektron tidak berpasangan

b. Hitungenergipenstabilanmedankristal itungenergipenstabilanmedankristal K3[Mn(CN)6],

(CFSE)

padasenyawaCsMn(SO4)2

nyatakandalamenergipembelahan

[2]

12

H2O

orbital

dan ( (∆)

danenergiuntukmemasangkanelektron (P). [4] senyawa CsMn(SO4)2 12 H2O = −(3*0,4)∆ +0,6∆ = −0,6∆

[2]

senyawa K3[Mn(CN)6]= −1,6∆+P −

[2]

c. Tuliskanpersamaanreaksipembentukanligan

Salen Salen-

H2danlengkapidengangambarstruktursemuasenyawatersebut. danlengkapidengangambarstruktursemuasenyawat [7] 2 hidroksi benzaldehyde +1,2-diaminoetana
+1,2 N,N′-Bis(salicylidene)ethylenediamine Bis(salicylidene)ethylenediamine

[1]

Gambar

[6]

OSNXII

Halaman10

d. Tuliskanrumuskimiakomplekskationikbermuatan dankompleks

non-ionik

yang

+1,

kompleksanionikbermuatan

mungkinterbentuk.

Gambarkan

-1 pula

sketsastrukturketigakomplekstersebut [6] Kationik [Mn(salen)(H2O)2]+

[2]

Anionik [Mn(Salen)Cl2]−

[2]

Non-ionik [Mn(salen)Cl(H2O)]

[2]

e. Tuliskankeduatahapreaksi dismutase radikal anion superoksida

[6]

Mn3+ + O2−
Mn2+ + O2

[3]

Mn2+ + 2H+ + O2−
Mn3+ + H2O2

[3]

OSNXII

Halaman11

6. Pengaruh pH dan Penambahan Ligan pada Potensial Reduksi Standar [19 poin] a. Hitunglahpotensialreduksistandar, E°3dari Fe3++ e−
Fe2+dengan menggunakan hukum Hess untuk perubahan energi bebas Gibss, ∆Go, dari setengah reaksi Fe2+|Fe dan Fe3+|Fe [4] reaksi

Potensial

∆Go= -nFEo

-3xFx(-0,036) =0,108 F Fe3++ 3e →Fe E°2 = -0,036V 2+ -2x Fx (-0,440)=0,880 F Fe + 2e →Fe E°1 = -0,440 V +3 +2 E°3= ? =-0,772 F Fe +e→ Fe o o ∆G = -nFE =-0,772F o E = -0,772F/1x F = 0,772 V E°3 = (3 E°2 – 2 E°1) = 0,772 V (dihitung menggunakan diagram Latimer) Menggunakan hukum Hess: ∆Go3 = ∆Go1 - ∆Go2 -nFEo3 = -nFEo2 –(-nFEo1) -FEo3 = -3FEo2 – (-2FEo1) Maka Eo3 = 3Eo2 – (2Eo1) = 3(-0,036) – (2(-0,440)) = -0,108 – (-0,88) = 0,772 V

[1] [2] [1]

b. Hitunglahrasiotetapanpembentukankompleks, Kf, [Fe(CN)6]3−terhadapKf [Fe(CN)6]4−[5] a. Reaksi: [Fe(CN)6]3- + e →[Fe(CN)6]4E°4 = 0,356 V ∆Goa Fe3+ +6 CN-Fe(CN)63Kf1 ∆Gob Fe2+ +6 CN-Fe(CN)64Kf2 ∆Goc Fe3+ + e → Fe2+ Eo3 = 0,772 V ∆God Hukum Hess: ∆Goa = ∆Goc + ∆God - ∆Gob -nFEo4 = -RTlnKf2 – nFEo3 –(-RTlnKf1) -nF(Eo4 – Eo3) = -RT(lnKf2- lnKf1) Eo4 – Eo3 = RT/nF ln(Kf2/Kf1) (0,356 – 0,772) = (8,314 x 298)/(1 x 96500) ln(Kf2/Kf1) - 0,416 = 0,02567 ln(Kf2/Kf1) ln(Kf2/Kf1) = - 0,06171 Kf2/Kf1 = 9,16 x 10-8 atau Kf1/Kf2 = 1,09 x 107

[2]

[3]

Atau cara lain: β6 (FeIII) = [Fe(CN)63-] / ([Fe3+].[CN-]6) β6 (FeII) = [Fe(CN)64-] / ([Fe2+].[CN-]6) E°4 = E°3 + 0,059 log (β6 (FeII) / β6 (FeIII) (β β 6 (FeII) / β 6 (FeIII) = 10-7,05 = 8,90x10-8 atau (β β 6 (FeIII) / β 6 (FeII) = 1,12 x 107

[1] [1] [2] [1]

Catatan: nilai Kf2/Kf1~ 9 x 10−8 atau Kf1/Kf2 ~ 1 x 107

OSNXII

Halaman12

c. Hitungrasio

[H3AsO4]/[H3AsO3] dalam

larutan tersebut

padakesetimbanganjika pH

larutandijaga tetap = 2,00 [5] Reaksi:

[2] +

H3AsO4 + 2H + 2e
H3AsO3 + H2O x1 Fe(CN)64-
Fe(CN)63- + e

o

E5 x2

Eo 4

H3AsO4 + 2H+ + 2 Fe(CN)64-
H3AsO3 + H2O + 2Fe(CN)63Awal a 2a Reaksi -x -2x x 2x -2 2a – 2x x 2x Setimbang a – x 10 o 3- 2 E = E – 0,059/2 log ([H3AsO3] [Fe(CN)6 ] /([H3AsO4][Fe(CN)64-]2[H+]2) Pada kesetimbangan E = 0; pH = 2,00
[H+] = 10-2 Eo = 0,059/2 log ([H3AsO3] /([H3AsO4] x ([Fe(CN)63-]2 /[Fe(CN)64-])2 x 1/ [H+]2) (Eo5 – Eo4) = 0,059/2 log ((x)/(a-x) . ((2x)/(2a-2x))2 . 1/10-4)) (0,560 – 0,356) = 0,059/2 log ((x/(a-x)) . (2x/2(a-x))2 . 1/10-4)) 0,204 = 0,0295 log ((x/(a-x))3 . 1/10-4) = 0,0295 (log (x/(a-x))3 + log 104) 0,204/0,0295 = 3 log (x/(a-x)) + 4 6,915 – 4 = 3 log (x/(a-x)) 2,915/3 = log (x/(a-x)) 0,9717 = log (x/(a-x)) x/(a-x) = 9,370 x = [H3AsO3]; (a-x) = [H3AsO4]; maka rasio [H3AsO4]/[H3AsO3] pada kesetimbangan = (a-x)/x = 1/9,370 = 0,107

[2]

[1]

Atau cara lain: Reaksi: H3AsO4 + 2H+ + 2e
H3AsO3 + H2O Fe(CN)64-
Fe(CN)63- + e

x1 x2

Eo 5 Eo 4

[2]

H3AsO4 + 2H+ + 2 Fe(CN)64-
H3AsO3 + H2O + 2Fe(CN)63Awal a 2a Reaksi -x -2x x 2x -2 Setimbang a – x 10 2a – 2x x 2x + -2 pH = 2,00
[H ] = 10 K = [H3AsO3] [Fe(CN)63-]2/([H3AsO4][Fe(CN)64-]2[H+]2 = (x)(2x)2/(a-x)(2a-2x)2(10-2)2 K = (x)(2x)2/(a-x)(2(a-x))2(10-2)2 = 4x3/4(a-x)3(10-2)2 = x3/(a-x)3 . 104 Pada kesetimbangan: ∆Go = -RTlnK = -nFEo; maka lnK = nFEo/RT = 2(96500)(Eo5-Eo4)/8,314(298) = 2(96500)(0,204)/ 8,314(298) = 15,89 sehingga K = 7,97 x 106 K = 7,97 x 106= x3/(a-x)3 . 104 7,97 x 106/104= x3/(a-x)3 797,135 = x3/(a-x)3; maka x/(a-x)= (797,135)1/3 = 9,272

OSNXII

Halaman13

x = [H3AsO3]; (a-x) = [H3AsO4]; maka rasio [H3AsO4]/[H3AsO3] pada kesetimbangan = (a-x)/x = 1/9,272 = 0,107

[3]

Atau cara lain: E = (n5E5°′ + n6E6°′) / n5 + n6[1] H3AsO4 + 2H+ + 2e- H3AsO3 + H2O E5°′ = E5° + (0,059/2) log [H3O+]2 = E5° - 0,059 pH = 0,442 V E = (2x0,442 + 0,356)/3 = 0,413 V 0,413 = 0,442 + 0,059/2 log([H3AsO4]/[H3AsO3]) [H3AsO4]/[H3AsO3] = 0,107

d. Jika

di

dalamlarutanterdapatcampuranspesi

I− dengankonsentrasimasing-masingsebesar

0,100

H3AsO4, M

[2]

[2]

H3AsO3,

I3−dan

dalamkeadaankesetimbangan,

hitunglah pH larutantersebut. [5] Reaksi: H3AsO4 + 2H+ + 2e
H3AsO3 + H2O 3I−
I3−+ 2e

[2] x1 x1

o

E5 Eo 6

H3AsO4 + 2H+ + 3I−
H3AsO3 + H2O + I3− E = Eo – RT/nF ln [H3AsO3] [I3-] /[H3AsO4][H+]2[I-]3 [2] Pada kesetimbangan E = 0; [H3AsO4] = [H3AsO3] = [I3 ] = [I ] = 0,100 M Eo = 0,059/2 log ([H3AsO3] [I3-] /[H3AsO4] [I-]3 [H+]2) (Eo5 – Eo6) = 0,0295 log ((0,100)(0,100)/(0,100)(0,100)3 . [H+]2) (0,560 – 0,540) = 0,0295 log (10-2/10-4. [H+]2) 0,02 = 0,0295 (log 102 – log [H+]2) = 0,0295 (2 – 2 log [H+]) = 0,059 - 0,059 log [H+] = 0,059 (1 + pH) pH = (0,02 – 0,059)/0,059 = - 0,66 [1] Atau cara lain: E6 = E°6 + 0,059/2 log ([I3-]/[I-]3) = 0,540 + (0,059/2)x2 = 0,599 V E5 = 0,599 V = 0,560 – 0,059 pH pH = -0,66.

OSNXII

[3] [2]

Halaman14

7. KandunganSenyawadalam “Surawung” [31 poin] [6]

a. Gambarkanstrukturprodukhidrolisisasamrosmarinatdalamsuasanaasam. Masing-masing struktur 3 poin

b. Tuliskanreagenpereduksi

yang

sesuaiuntukmereduksiguguskarboksilatmenjadigugushidroksildalamstrukturasamlitospermat dangambarkanstrukturproduktereduksinyatersebut. [4] Reagen pereduksi: LiAlH4 atau LAH atau DIBAL-H (1 poin) Struktur produk reduksi asam litospermat: (3 poin)

c. i.

Urutkankereaktifansenyawaterhadapreaksitersebutmulaidari

yang

paling [3]

reaktifdanjelaskan! Urutan kereaktifan: asam ferulat > asam p-kumarat > asam sinamat. (1 poin)

Alasan: adanya gugus pendorong elektron pada asam ferulat (-OH dan –OCH3) menjadikan cincin aromatik menjadi lebih reaktif terhadap reaksi substitusi elektrofilik dibandingkan asam p-kumarat (hanya gugus –OH) dan asam sinamat (tidak ada gugus

OSNXII

Halaman15

pendorong elektron). (2 poin)

ii.

Jikaketigasenyawatersebutdireaksikandengan gambarkanstrukturproduk yang terbentuk.

Br2dalamkondisiadanya

FeBr3, [6]

Masing-masing struktur produk2 poin Jawab:

OSNXII

Halaman16

d. Tuliskanskemareaksibesertareagendankondisi

yang

menunjukkanpengubahanasamsinamatmenjadiasam 3-fenilpropanoat! [3] Reagen dan kondisi: 1 poin Struktrur produk: 1 poin Skema reaksi: 1 poin

e. GambarkanstrukturprodukX, Y danZ dalamsetiaptahapreaksiberikut.

[9]

Masing-masing struktur produk3 poin

OSNXII

Halaman17

8. Tahu, Tempe danIsoflavon [27 poin] a.

GambarkanstruktursenyawaAdanB padaskemasintesissenyawaturunanisoflavon

[6]

Masing-masing struktur 3 poin

b.

Gambarkanstrukturproduk

yang

terbentukapabilagenisteindireaksikandenganetil

bromobutirat dalamsuasanabasa (t-BuOK = kaliumtertier-butoksida).

4[3]

3 poin

OSNXII

Halaman18

c.

Gambarkanstrukturproduk

yang

terbentukapabiladaidzeindireaksikandenganpenta-O[3]

asetil-β-glukopiranosadalamsuasanabasa. 3 poin OAc O

O

O AcO OAc

AcO AcO

OAc OAc

O O

O OAc

d.

Gambarkanmekanismereaksiantara

17β-estradiol

dengansenyawabenzoilkloridadangambarkanproduk yang terbentuk. [6] Mekanisme reaksi: 3 poin; struktur: 3 poin

OSNXII

Halaman19

e.

GambarkanstruktursenyawaK, L danM dalamskemasalahsatuusulanreaksiuntuksintesis [9]

17β-estradiol di laboratorium. Masing-masing struktur 3 poin


rsl 

OSNXII

Halaman20

Lembar Kerja 1.

Sintesis Kompleks Mn(III)-salen [25 poin]

salen-H2

Mn(CH3COO)2·4H2O

1,0 g

1,9 g

Massa

Massa Kompleks Mn(III)-salen yang kering:
0,80 – 1,10 g

20 poin


0,50 – 0,79 g

10 poin

Tempelkan produk di bawah ini:

2.

Produk kering

5 poin

Produk basah

3 poin

Pembuatan larutan asam askorbat [5 poin]

Massa asam askorbat

0,265 g

Konsentrasi asam askorbat

0,0301 M

Perhitungan: 0,265 *1000/(176,13*50)M = 0,0301 M

5 poin

Yang dinilai kemampuan menghitung

1

3.

Penentuan konsenterasi larutan Kl3 [10 poin]

Titrasi

I

II

III

Pemakaian akhir

mL

mL

mL

Pemakaian awal

mL

mL

mL

Volume penitrasi

mL

mL

mL

Volume yang dipilih

14,90 mL

Pemakaian sesuai standar + 3 % kesalahan mendapat 10 poin Pemakaian sesuai standar + 5 % kesalahan mendapat 5 poin

Persamaan Reaksi setara:
C6H6O6 + 2H+ + 2e

C6H8O6 KI3

+ 2e


3I− + K+

________________________________________________________ C6H8O6 + KI3


3I− + K+ + C6H6O6 + 2H+

Perhitungan: C6H8O6 = 5mL * 0,03 M = 0,15 mmol

KI3 =

0,15 mmol

Konsentrasi larutan Kl3 = 0,15 mmol/ 14,90 mL = 0,0100 M

2

4.

Karakterisasi sampel kompleks Mn(III)-salen [40 poin]

Massa kompleks Mn(III)-salen dalam labu 50 mL

Titrasi kompleks

0,1497 g

I

II

III

Pemakaian akhir

mL

mL

mL

Pemakaian awal

mL

mL

mL

Volume penitrasi

mL

mL

mL

Volume yang dipilih

12,xx mL

Pemakaian sesuai standar + 3 % kesalahan mendapat 10 poin Pemakaian sesuai standar + 5 % kesalahan mendapat 5 poin

Persamaan reaksi setara: 2Mn(III)-salen + C6H8O6 (berlebih)
2 Mn(II)-salen + C6H6O6 + 2H+

Kelebihan C6H8O6 + KI3
3I− + K+ + C6H6O6 + 2H+

3 poin

3 poin

Perhitungan: C6H8O6 awal =

5 mL * 0,03 M/1000 = 1,5* 10−4 mol

C6H8O6 yang bereaksi dengan KI3 = 12 mL * 0,01 M/1000 = 1,2* 10−4 mol

C6H8O6 yang bereaksi dengan kompleks =

Kompleks Mn(III)-salen =

2* 3* 10−5

3 poin

(1,5-1,2) *10−4 = 3* 10−5 mol

3 poin

= 6 * 10−5 mol

3 poin

Massa molekul kompleks Mn(III)-salen= 0,1497 g/5*6*10−5 = 499 g/mol

5 poin

Rumus molekul kompleks Mn(III)-salen=

10 poin

Li[Mn(III)-salenCl2] . 2C2H5OH

Sesuai dengan 7 +55 + 266 + (2* 35,5) + (2* 46) = 491 Yang dinilai Kemampuan menyimpulkan dan berfikir runut 3

5.

Tempelkan pelat KLT ligan salen-H2 dan kompleks Mn(III)-salen [20 poin]

Rf salen-H2

= 0,7-0,8

10 poin

= 0,6-0,7

5 poin

Rf kompleks Mn(III)-salen = 0,2-0,3 0,1-0,2

10 poin 5 poin

Pernyataan: Data percobaan di atas adalah hasil original kerja saya pada ujian ini, bukan rekayasa. Bandung, 4 September 2013 Tanda tangan:

Nama /kode siswa:

4