SOAL LATIHAN CHEMISTRY OLYMPIAD CAMP 2016 (COC 2016)
Bagian I: Pilihan Ganda 1) Suatu atom yang mempunyai energi ionisasi pertama bernilai besar, memiliki sifat/kecenderungan : A. Afinitas elektron rendah B. Jari-jari atom besar C. Elektron valensi yang terikat kuat D. Bersifat logam E. Keelektronegatifan rendah 2) Gambar di bawah ini merepresentasikan keadaan untuk membuktikan salah satu hukum gas ideal, berdasarkan penjabaran dari rumus utama PV = nRT.
Apabila variabel lain dijaga konstan, akan terjadi fenomena seperti di atas. Fenomena tersebut menunjukkan eksistensi dari hukum.. A. Hukum Boyle B. Hukum Gay-Lussac C. Hukum Charles D. Hukum Avogadro E. Tidak ada dari empat jawaban di atas yang benar 3) Berikut ini manakah pernyataan yang kurang tepat berkaitan dengan teori atom klasik hingga mekanika kuantum serta struktur elektronik atom? 1
A. Berdasarkan penelitian JC Maxwell, sinar tampak terdiri atas gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang memiliki komponen medan listrik dan medan magnet dengan panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda. B. Sinar tampak sebenarnya terdiri dari beberapa komponen warna yang mana komponen warna merah memiliki frekuensi paling rendah. C. Kuantum merupakan kuantitas terkecil dari energi yang dapat diemisikan maupun diabsorbsi dalam bentuk radiasi elektromagnetik D. Efek fotoelektrik (fotolistrik) terjadi ketika elektron terlepas dari permukaan suatu logam yang diakibatkan oleh paparan sinar dengan frekuensi tertentu (threshold frequency) E. Suatu elektron dalam sebuah atom normalnya berada pada tingkat energi terendah (ground state) kemudian akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan menyerap sejumlah energi. 4) Berapakah muatan formal atom nitrogen pada struktur asam nitrat berikut ini?
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 5 5) Tekanan osmosis diartikan sebagai tekanan yang diakibatkan adanya pergerakan molekul pelarut (biasanya air) dari daerah yang mengandung molekul pelarut berkonsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi pelarut lebih rendah melalui suatu membran semipermeabel.
2
Dari larutan akua dengan komposisi solute-solvent berikut ini, perpindahan molekul air dari ruang A menuju B yang paling banyak, akan terjadi pada larutan? A. 2 g glukosa dalam 100 mL larutan B. 0,5 g NaOH dalam 25 mL larutan C. 1,0 g H2SO4 dalam 50 mL larutan D. 0,75 g NaCl dalam 30 mL larutan E. 1,25 g LiOH dalam 50 mL larutan 6) Perhatikan mekanisme berikut ini adalah reaksi antara amoniak (NH3) yang terdapat dalam pembersih kaca dan cairan pemutih yang mengandung NaOCl : Step 1 bimolekuler : NH3 + OCl- NH2Cl + OHStep 2 bimolekuler : NH2Cl + NH3 N2H5+ + ClStep 3 bimolekuler : N2H5+ + OH- N2H4 + H2O Dari percobaan ternyata diperoleh bahwa step 1 merupakan step yang paling lambat. Berdasarkan informasi tersebut, berikut ini manakah pernyataan yang SALAH : A. Reaksi keseluruhan adalah 2NH3 + OCl- N2H4 + H2O + ClB. Spesi antara (intermediet) adalah NH2Cl, OH- dan N2H5+ C. Persamaan laju reaksinya adalah r = k[NH3][OCl-] D. Reaksi keseluruhan menghasilkan NH2Cl, N2H4 dan H2O E. Tidak ada pernyataan yang salah 7) Dari reaksi A produk, data waktu dan konsentrasi adalah sebagai berikut :
3
Dari data tersebut, reaksi ini memiliki orde… A. 0 B. 1 C. 2 D. Bukan salah satu di atas E. Tak dapat ditentukan 8) Plumbum (Pb) adalah produk akhir dari serangkaian pancaran radioaktif yang mana tahap penentu lajunya adalah pancaran radioaktif dari uranium-238. Waktu paruh peluruhan uranium-238 adalah 4,5 x 109 tahun dan mengikuti hukum laju orde pertama. Berapakah umur sebuah batuan (awalnya bebas logam Pb) apabila perbandingan molar uranium terhadap plumbum saat ini adalah 1:3 ? A. 1,5 x 109 tahun B. 2,25 x 109 tahun C. 4,5 x 109 tahun D. 9,0 x 109 tahun E. 13,5 x 109 tahun 9) Pada kesetimbangan berikut ini :
Berdasarkan reaksi kesetimbangan di atas, manakah pernyataan berikut ini yang benar, apabila ke dalam sistim tersebut pH larutan dinaikkan? A. Reaksi kesetimbangan secara keseluruhan akan bergeser ke arah kiri B. Dengan menganggap volume campuran tidak berubah drastis dengan kenaikan pH, maka larutan akan semakin berwarna merah C. ion kompleks [Fe(SCN)]2+ akan semakin stabil (tidak mudah terurai) D. ion SCN- (aq) akan semakin banyak yang berada pada bentuk bebasnya E. Warna kuning tua dari larutan akan berangsur berubah menjadi merah darah
4
10) Garam yang lebih mudah larut dalam larutan asam kuat daripada di dalam akuades adalah... A. PbF2 B. PbCl2 C. PbBr2 D. PbI2 E. Tidak ada …………………………………………..soal latihan dan pembahasan pada contoh ini masih materi campuran. Soal secara lengkap dan per topik dapat diperoleh saat mengikuti kegiatan pelatihan COC 2016………………………………………….
Bagian II: Essay 1) Orbital adalah suatu ruang 3 dimensi yang menggambarkan probabilitas tempat tinggal/ditemukannya elektron. Orbital diperoleh dari bilangan kuantum kedua (azimuth). Pada gambar berikut ditampilkan bentuk orbital atom yang berada di periode tiga pada sistem periodik unsur modern.
A
B
5
C
D
E
F
G
H
I
a. Tuliskan nama orbital apa yang digambarkan pada A-I tersebut ? b. Urutkan orbital tersebut (dalam huruf A-I) sesuai dengan kenaikan tingkat energi orbital. c. Magnesium dapat membentuk spesi stabil berupa ion Mg2+. Orbital apa saja yang tidak terisi elektron pada spesi tersebut? (Nyatakan dalam huruf A-I) d. Suatu unsur X terdiri dari elektron-elektron yang mengisi beberapa orbital tersebut. Apabila orbital B, E, H terisi penuh oleh elektron, orbital I, F, C terisi oleh masing-masing dua elektron, orbital D dan G masing-masing terisi setengah penuh, maka berapakah nomor atom unsur X dan prediksi massa atom unsur X dalam satuan amu. Tentukan juga jumlah electron valensi dari unsur X. e. Pada suatu unsur Z, dimana orbital A, D, G masing-masing hanya terisi oleh satu electron, sedangkan orbital lain terisi penuh oleh electron, membentuk suatu senyawa (1) dengan suatu unsur yang bernomor atom 12. Selain itu, unsur Z juga dapat membentuk senyawa (2) dan (3) hasil kombinasi dengan unsur bernomor atom 17. Dari data ini, tentukan nama dan rumus senyawa (1), (2) dan (3), 6
tentukan jenis ikatan yang terbentuk, dan tentukan geometri molekul dari senyawa (2) dan (3) ! f. Berapa bilangan oksidasi spesi aluminium dengan sejumlah elektron yang ada dan menempati orbital B, E, C, F, I dan H yang terisi penuh (orbital lain kosong). 2) Garam kalsium oksalat (CaC2O4) dan magnesium oksalat (MgC2O4) adalah garam yang sukar larut dalam air. bila diketahui Ksp CaC2O4 = 2,3 x 10-9 dan Ksp MgC2O4 = 8,6 x 10-5 maka : a. Tentukan berapa kelarutan (dalam g/L) masing-masing garam CaC2O4 dan MgC2O4 Di dalam suatu larutan terdapat campuran ion Ca2+ dan Mg2+ yang masing-masing konsentrasinya 0,02 M. untuk memisahkan kedua ion tersebut biasanya digunakan larutan amonium oksalat. Kedua garam oksalat dari ion-ion tersebut dapat mengendap secara bergantian dengan reagen ion oksalat. b. Berapa konsentrasi ion oksalat di dalam larutan supaya dapat diendapkan ion Ca2+ maksimum tanpa terjadi pembentukan endapan MgC2O4. c. Berapa konsentrasi Ca2+ ketika Mg2+ mulai mengendap membentuk MgC2O4? d. Berapa persen Ca2+ yang telah mengendap sebagai CaC2O4? Ke dalam 100 mL larutan yang mengandung campuran ion Ca2+ dan Mg2+ masingmasing dengan konsentrasi 0,02 M, ditambahkan sebanyak 100 mL asam oksalat, H2C2O4 0,02 M. (Ka1 = 5,36 x 10-2; Ka2 = 5,30 x 10-5). e. i. Berapa pH larutan H2C2O4 0,02 M ? ii. apakah terjadi pengendapan CaC2O4 dan MgC2O4 bila kedua larutan tersebut dicampurkan? f. Bagaimana kelarutan garam CaC2O4 di dalam air dan bila dibandingkan di dalam larutan H2C2O4 0,02 M ? 3) Seorang mahasiswa Kimia UI tertarik untuk memproduksi asam asetat dengan cara mereaksikan bahan kimia yang murah. Dia memutuskan bahwa material yang murah dan
7
mudah didapatkan sebagai bahan baku adalah karbon dioksida dan air. Kedua senyawa ini normalnya menghasilkan asam karbonat sesuai reaksi : H2O (l) + CO2 (g)
ΔG0r = 8,5 kJ / mol
H2CO3 (aq)
(Reaksi 1)
Dia beralasan bahwa dengan menggunakan katalis yang tepat, asam asetat dapat diperoleh dengan biaya murah sesuai reaksi berikut : 2H2O (l) + 2CO2 (g)
CH3COOH (l) + 2O2 (g)
(Reaksi 2)
Dari reaksi 2 ini, nilai ΔH0r = 873 kJ/mol dan ΔS0r = 3 J/K.mol Tabel berikut merupakan data – data termodinamika yang berkaitan Senyawa
ΔH0f (kJ/mol)
ΔG0f (kJ/mol)
CO2 (g)
-394
-394
H2O (g)
-242
-229
CH3COOH (l)
-484
-389
H2CO3 (aq)
-700
-623
Pertanyaan : a. Di bawah kondisi standar, berapa perubahan entropi pembentukan asam asetat dari unsur – unsur nya ? b. Berapa nilai konstanta kesetimbangan termodinamika untuk reaksi 1 pada 298 K? c. Berapa nilai ΔG0f untuk H2O (l) ? d. Apakah proses dekomposisi H2O menjadi unsur – unsurnya dapat berlangsung secara spontan pada kondisi standar ? e. Tentukan besaran nilai ΔG0r untuk reaksi 2, apakah reaksi 2 berlangsung spontan atau non-spontan? Jika tidak spontan, bagaimana kondisi (temperatur berapa) yang harus dipenuhi supaya Reaksi 2 dapat berlangsung spontan ? (catatan : anggap entalpi dan entropi tidak bergantung suhu)
8
…………………………………………..soal latihan dan pembahasan pada contoh ini masih materi campuran. Soal secara lengkap dan per topik dapat diperoleh saat mengikuti kegiatan pelatihan COC 2016………………………………………….
9
