OLIMPIADE SAINS NASIONAL Tingkat Provinsi. Bidang Kimia. Ujian Teori. Waktu: menit JAWAB. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Transkripsi

1 ak ipta Dilindungi Undang-undang OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 Tingkat Provinsi Bidang Kimia Ujian Teori Waktu: menit JAWAB Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas 2016

2 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 3 poin = 90 poin jawaban benar = 3 poin jawaban salah = -1 poin tidak menjawab = 0 poin B. 6 Nomor soal essay = 132 poin TOTAL Poin = 222 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 dalam kotak yang tersedia (jawaban tidak boleh tersebar) 7. Diberikan Tabel periodik Unsur, formula dan tetapan yang diperlukan 8. Diperkenankan menggunakan kalkulator. 9. Tidak diperbolehkan membawa and Phone (P) 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-2015 ii

3 Tetapan dan rumus berguna Tetapan (bilangan) Avogadro Tetapan gas universal, R N A = partikel.mol 1 R = 8,314 J.K -1.mol -1 = 8,314 x10 7 erg. Mol -1.K -1 = 1,987 cal.mol -1.K -1 = 0, L.atm.mol -1.K -1 1 Pa = 1 N/m 2 = 1 kg/(m.s 2 ) Tekanan gas 1 atm. = 760 mmg = 760 torr = Pa = 1,01325 bar 1 mol gas (STP) 22,4 L Persamaan gas Ideal 1 bar = 10 5 Pa PV = nrt Tekanan Osmosa pada larutan = M RT Tetapan Kesetimbangan air (K w ) pada 25 o K w = 1,0x10-14 Konstanta kesetimbangan dan tekanan parsial gas K p = K c (RT) n Temperatur dan konstanta kesetimbangan ubungan tetapan kesetimbangan dan energi Gibbs G o = -RT ln K Energi Gibbs pada temperatur konstan G T S Kerja maksimum, w w = nrt Isotherm reaksi kimia G = G + RT ln Q Potensial sel dan energi Gibbs G o = - nfe o Konstanta Faraday F = /mol elektron Persamaan Nerst Muatan elektron Ampere (A) dan oulomb () Atau 1,6022 x A = /det Reaksi orde pertama: AB Reaksi orde kedua: AB Tetapan laju dan temperatur OSP-2015 iii

4 OSP-2015 iv

5 LEMBAR JAWABAN Bagian A (90 poin) Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Yang Anda Pilih No Jawaban No Jawaban 1 A B D E 16 A B D E 2 A B D E 17 A B D E 3 A B D E 18 A B D E 4 A B D E 19 A B D E 5 A B D E 20 A B D E 6 A B D E 21 A B D E 7 A B D E 22 A B D E 8 A B D E 23 A B D E 9 A B D E 24 A B D E 10 A B D E 25 A B D E 11 A B D E 26 A B D E 12 A B D E 27 A B D E 13 A B D E 28 A B D E 14 A B D E 29 A B D E 15 A B D E 30 A B D E OSP2016 Page 5

6 A. Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat 1. Suatu oksida logam Pb mengandung persen berat 90,65% Pb. Formula empiris oksida Pb tersebut adalah: A. Pb 2 O B. PbO. Pb 3 O 4 D. Pb 2 O 3 E. PbO 2 2. Dalam suatu wadah tertutup yang mengandung campuran 90,0 g gas 4 dan 10,0 g gas argon (Ar), pada kondisi temperatur dan volume yang konstan, mempunyai tekanan sebesar 250 torr. Tekanan parsial gas 4 adalah: A. 143 torr B. 100 torr torr D. 239 torr E torr 3. Berapa g air yang terkandung di dalam 75,0 g larutan yang mengandung 6,10% K 3 PO 4 (aq)? A. 75,0 g B. 73,2 g. 70,4 g D. 68,1 g E. 62,8 g 4. Perhatikan reaksi berikut ini: 2 SO 3 (aq)n+sn +4 (aq) + 2 O(l) Sn +2 (aq) +SO 4 - (aq) (aq) Pernyataan yang benar adalah: A. 2 SO 3 adalah reduktor karena cenderung reduksi B. 2 SO 3 adalah reduktor karena cenderung oksidasi. Sn +4 adalah reduktor karena cenderung oksidasi D. Sn +4 adalah reduktor karena cenderung oksidasi E. 2 SO 3 adalah oksidator dan reduktor 5. Spesi yang mempunyai jumlah elektron yang sama dengan molekul air adalah: A. 2 S B. B 3. O - D. Be 2 E. Ne Ion ion berikut ini adalah isoelektronik. Dari ion ion tersebut, manakah yang mempunyai radius paling kecil? A. Br - B. Sr +2. Rb + D. Se -2 E. Semua spesi tersebut mempunyai radius yang sama karena mempunyai jumlah elektron yang sama. OSP2016 Page 6

7 7. Dari senyawa berikut: 4, As 3, 3 N 2, 2 Te, F, senyawa yang menunjukkan adanya ikatan hidrogen adalah: A. As 3, 2 Te B. As 3, 3 N 2. 4, As 3, 2 Te D. 3 N 2, F E. F, 2 Te 8. Perhatikan pasangan cairan berikut ini: i. benzena, 6 6, dan heksana, 6 12 ii. Air dan metanol, 3 O iii. Air dan heksana Berikut ini, manakah pasangan yang dapat saling melarutkan (miscible)? A. anya pasangan (i) B. anya pasangan (ii). anya pasangan (i) dan (ii) D. Pasangan (i), (ii) dan (iii) E. anya pasangan (ii) dan (iii) 9. Struktur Lewis untuk molekul hidrogen sianida (N) menunjukkan: A. 2 ikatan ganda dua dan 2 pasang elektron bebas pada atom N. B. 1 ikatan -, 1 ikatan =N, 1 pasang elektron bebas pada atom dan 1 pasang elektron bebas pada atom N.. 1 iikatan -, 1 ikatan -N, 2 pasang elektron bebas pada atom dan 3 pasang elektron pada atom N. D. 1 ikatan ganda tiga antara dan N, 1 ikatan N- dan 2 pasang elektron bebas pada atom. E. 1 ikatan ganda tiga antara dan N, 1 ikatan - dan 1 -pasang elektron bebas pada atom N. 10. Bentuk geometri pasangan elektron untuk molekul yang atom pusatnya masing masing mempunyai pasangan elektron berturut turut sebanyak 4 pasang, 3 pasang dan 2 pasang adalah: A. tetrahedral, trigonal planar, linear B. tetrahedral, trigonal pyramidal, linear. tetrahedral, trigonal planar, bengkok (bent) D. pyramidal, trigonal planar, linear. E. tidak ada jawaban yang benar 11. Pernyataan yang benar mengenai metana ( 4 ) dan ion ammonium (N 4 + ) adalah: A. Secara kimia, 4 dan N 4 + tidak dapat dibedakan satu dengan lainnya B. Geometri 4 adalah tetrahedral, sedangkan + N 4 adalah bidang segiempat datar. Keduanya mempunyai sifat fisik yang sama D. 4 dan N 4 + adalah isoelektronik E. Pada temperatur kamar, 4 dan N 4 + adalah gas OSP2016 Page 7

8 12. Perubahan entalpi,, untuk reaksi: 4 Br (g) + O 2 (g) 2 2 O(g) + 2 Br 2 (g) adalah -276 kj untuk per mol O 2. Bila campuran reaksi berada dalam keadaan kesetimbangan, maka perlakuan yang akan menggeser reaksi kearah kanan adalah: A. Penambahan katalis B. Memindahkan campuran reaksi ke wadah yang volumenya lebih besar. Menurunkan tekanan luar D. Mengeluarkan sebagian Br 2 (g) E. Menaikkan temperatur. 13. Suatu larutan mempunyai konsentrasi ion hirogen 0,001 M. Pernyataan berikut ini: i. Larutan mempunyai p =3 ii. Larutan bersifat asam iii. Konsentrasi ion hidroksida adalah 1,0 x (Diketahui: Kw = ) Mengenai ketiga pernyataan larutan tersebut, pernyatan yang benar adalah: A. Semua pernyataan benar. B. anya (i). anya (i) dan (ii) D. anya (iii) E. Semua pernyataan salah 14. Dalam pelarut air, manakah anion yang merupakan basa paling kuat? A. SO 4 - B. l O 2 - (ion asetat) D. NO 3 - E. Semua adalah basa konyugasi dari asam kuat dan mempunyai kekuatan basa yang sama 15. Dari rentang p perubahan warna indikator berikut ini, maka indikator yang dapat digunakan untuk titrasi larutan N 3 (aq) dengan larutan l adalah: Indikator Warna rentang asam p perubahan warna Warna rentang basa A. pink 1,2 2,8 kuning B. biru 3,4 4,6 kuning. kuning 6,5 7,8 ungu D. Tak berwarna 8,3 9,9 merah E. Bukan A, B, dan D - - OSP2016 Page 8

9 16. Untuk membuat larutan buffer, yang dapat ditambahkan kedalam larutan asam asetat adalah: A. anya natrium asetat. B. Natrium asetat atau natrium hidroksida. anya asam nitrat D. Asam hidrofluorat atau asam nitrat E. anya natrium hidroksida 17. Warna hijau pada tumbuhan disebabkan oleh pigmen klorofil yang terdapat di dalam kloroplas. Pigmen ini berfungsi sebagai penangkap cahaya matahari dalam proses fotosintesis. Reaksi fotosintesis merupakan reaksi orde ke nol. Perbandingan laju berkurangnya molekul air, 2 O dan laju pembentukan glukosa 6 12 O 6 dalam reaksi tersebut adalah: A. 1:2 B. 2:1. 6:1 D. 1:6 E. 1:1 18. Berikut ini adalah profil energi reaksi A B Nilai yang akan berubah bila ditambahkan katalis adalah: A. anya I B. anya II. anya III D. anya II dan III E. I, II dan III 19. Reaksi berikut ini: 2gl 2 + [ 2 O 4-2 ] 2l - + 2O 2 + g 2 l 2 Untuk menentukan laju awal reaksi, reaksi dilakukan dengan menggunakan variasi konsentrasi dua pereaksi. asilnya diperoleh seperti data pada tabel berikut ini: Percobaan [gl 2 ] M [ 2 O -2 4 ] M Laju awal (M/det) 1 0,05 0,15 8,75 x ,05 0,30 3,25 x ,10 0,15 1,75 x ,10 0,30 7,00 x 10-5 OSP2016 Page 9

10 Persamaan laju awal reaksi tersebut adalah: A. Laju =r = k[gl 2 ] [ 2 O 4-2 ] B. Laju =r = k[gl 2 ] 2 [ 2 O 4-2 ] 2. Laju =r = k[gl 2 ] [ 2 O 4-2 ] 2 D. Laju =r = k[gl 2 ] 2 [ 2 O 4-2 ] E. Laju =r = k[gl 2 ] [ 2 O 4-2 ] Perhatikan diagram sel elektrokimia berikut ini. Bila anda mengamati reaksi didalam sel tersebut berlangsung, ternyata elektroda timah putih (Sn) nampak semakin kecil sedangkan elektroda perak (Ag) terbentuk endapan (deposit). Pernyataan yang benar adalah: A. Elektroda perak adalah katoda dan elektroda timah putih adalah anoda. B. Elektron mengalir dari elektroda perak ke elektroda timah putih.. Ion nitrat mengalir melalui jembatan garam ke larutan perak nitrat D. Setengah reaksi yang terjadi di elektroda timah putih adalah Sn e - Sn +2 E. Elektroda perak adalah anoda dan elektroda timah putih adalah katoda 21. Perhatikan sel volta dengan notasi berikut ini: Pb Pb(NO 3 ) 2 (1,0 M) AgNO 3 (1,0 M) Ag Bila sel tersebut bekerja, massa lempeng Ag semakin berat dan konsentrasi ion Ag+ dalam larutan disekeliling lempeng Ag semakin menurun, sedangkan lempengan Pb massanya semakin berkurang dan konsentrasi ion Pb +2 dalam larutan disekeliling lempeng Pb naik. Dari pernyatan berikut, manakah yang menyatakan reaksi pada elektroda negatif dari sel tersebut diatas? A. Pb e - Pb B. Pb Pb e -. Ag + + e - Ag D. Ag Ag + + e - E. Jawaban A, B, dan D salah semua. 22. Reaksi reaksi berikut ini, manakah yang entropi sistemnya meningkat: A. Ag + + l - (aq) Agl(s) B. (s) + O 2 (g) 2 O. 2 (g) + l 2 (g) 2l(g) D. N 2 (g) (g) 2N 3 (g) E. 2 O(l) 2 O(s) OSP2016 Page 10

11 23. Berikut ini diberikan tabel data termodinamika: Senyawa f (kj/mol) S o (J/mol.K) Pl 3 (g) -288,07 311,7 Pl 3 (l) -319,6 217 Berdasarkan data tersebut diatas, penguapan Pl 3 (l) adalah: A. Tidak spontan pada temperatur rendah, dan spontan pada temperatur tinggi B. Spontan pada temperatur rendah, dan non-spontan pada temperatur tinggi. Spontan pada semua temperatur D. Non-spontan pada semua temperatur E. Tidak cukup informasi untuk menarik kesimpulan 24. Nama dari senyawa yang diilustrasikan berikut ini: adalah: A. disasetamida B. formil asetamida. dimetil asetat D. N,N-dimetillformamida E. dimetilamine 25. ubungan antara kedua struktur berikut ini adalah: A. Isomer struktur B. Isomer geometri. Struktur konformasi. D. Struktur identik. E. Isomer optik 26. Alkohol yang bila dioksidasi akan menghasilkan keton adalah: A. 1-propanol B. metanol. 2-metil-2-propanol D. 2-propanol E. Semuanya membentuk keton bila dioksidasi OSP2016 Page 11

12 27. Manakah yang dengan etuna akan menghasilkan 2 Br-Brl? A. l, kemudian Br B. l, kemudian Br 2. l 2, kemudian Br D. l 2, kemudian Br 2 E. 2, kemudian Br Tentukan produk utama yang dihasilkan dari reaksi adisi antara satu equivalen l dengan 1-fenil-1,3-butadiena 2 l? 1-fenil-1,3-butadiena 2 2 l l 3-kloro-4-fenil-1-butena 1-kloro-4-fenil-2-butena ( A ). ( B ) 3 l 1-kloro-1-fenil-2-butena 2 2 l 4-kloro-4-fenil-1-butena 3 l 3-kloro-1-fenil-1-butena ( D ) ( E ) ( ) Jawab: E 29. Tentukan ke posisi nomor berapakah gugus nitro (NO 2 ) akan masuk, jika senyawa 1- hidroksi naftalen (1-naftol) dinitrasi dengan reagen [NO 3, 2 SO 4 ] seperti pada persamaan reaksi berikut: O + NO 3 2 SO 4, 0 o 7 8 O Naphtol 5 4 Nitro Naphtol maka gugus nitro akan menempati posisi: A. 3 dan 6 B. 3 dan 4. 6 dan 8 D. 7 dan 5 E. 2 dan 4 OSP2016 Page 12

13 30. Sifat kebasaan turunan ammonia dipengaruhi oleh adanya substituent dan struktur molekulnya, maka urutan kebasaan mulai dari yang paling basa sampai yang kurang basa dari senyawa berikut di bawah ini adalah: NO 2 N N N 2 A. II > III > I > IV B. II > IV > III > I. I > II > III > IV D. I > III > IV > II E. IV > II > I > III N 2 I II III IV OSP2016 Page 13

14 B. Essay Soal 1. Gas dalam Tambang Batu Bara (22 poin) Di suatu tambang batu bara, sebanyak 100 cm 3 sampel gas diambil dari bongkahan batuan. Sebanyak 10 cm 3 dari sampel tersebut dilakukan analisis spektrometri yang hasilnya menunjukkan bahwa sampel tersebut mengandung gas O 2, O 2, O, 4, 2, dan N 2. Untuk menetukan persen komposisi campuran gas, dilakukan percobaan sebagai berikut: i) Sebanyak 90 cm 3 sampel gas dialirkan ke dalam larutan KO. ii) Sebanyak 82 cm 3 gas yang tersisa kemudian dilewatkan ke dalam larutan benzen- 1,2,3-triol ( 6 6 O 3, larutan ini mengandung medium basa), yang hanya bereaksi dengan oksigen. iii) Sebanyak 76 cm 3 gas yang tersisa kemudian dilewatkan ke dalam larutan tembaga(i) amin-klorida (%(u) = 47,7) yang telah dijenuhkan oleh larutan ammonia, dimana larutan tersebut mengikat semua oksida netral. iv) Dari 64 cm 3 campuran gas yang tersisa, sebanyak 18 cm 3 sampel gas dicampurkan dengan 62 cm 3 udara. Setelah pembakaran sempurna campuran gas tersebut dan kondensasi air, volume campuran gas berkurang sebanyak 9,0 cm 3. Selama pembakaran campuran gas tersebut dihasilkan 3,0 cm 3 gas O 2. Diketahui semua volume gas berada dalam kondisi normal (tekanan 1 atmosfer). a. Tuliskan persamaan reaksi pada tahap i) dan iv). (@ 2 poin) b. Gambarkan struktur benzen-1,2,3-triol. (2 poin) c. Tentukan rumus molekul senyawa kompleks tembaga yang terbentuk pada tahap iii) (%(u) = 35,7). (6 poin) d. Tentukan komposisi (dalam % volume) gas-gas yang terdapat dalam sampel campuran gas awal. Jelaskan apakah campuran gas tersebut aman untuk dihirup oleh manusia. (10 poin) Jawab: a. 2KO + O 2 = K 2 O O 4 + 2O 2 = O O O 2 = 2 2 O O O b. O OSP2016 Page 14

15 c. Reagen [u(n 3 ) x ]l. 63,55 Mr(reagen) 132,9 63,55 x 17,03 35,45 0,478 x 2 [u(n 3 ) 2 ]l Produk [u(n 3 ) x (O) y ]l. 63,55 Mr(produk) 178,0 63,55 x 17,03 y 28,01 35,45 0,357 x 3 dan y 1. Rumus molekul senyawa kompleks: [u(n 3 ) 3 O]l d. Volume gas O 2, O 2, O: 3 3 O 90 82cm 8 cm V cm ,8 % 90 cm vol O 2 = O 82 76cm 6 cm V cm ,6 % 90 cm vol O 2 = V O 76 64cm 12 cm 3 12 cm ,3 % 90 cm vol O = 13 Volume gas 4, 2 V 3 VO 3 cm V O 0 N V const 2 O O O V V V V V V V V lõpp alg O 2 O 0,5 V V V V 2V O 0,5V V 2V O 1,5 V V 2 V 2V O 2 :1, cm :1,5 2 cm 3 3 OSP2016 Page 15

16 64 cm V, sampel 3 cm 10,7 cm 18 cm ,7 cm % vol 4 = ,9 90 cm V 64 cm, proov 2 cm 7,11 cm 18 cm ,11 cm % vol 2 = 7, cm V N ,7 7,11 cm 46,2 cm ,2 cm % vol N 2 = ,3 90 cm 3 3 Kesimpulan: tidak mungkin bernapas dengan kondisi keberadaan campuran gas tersebut. OSP2016 Page 16

17 Soal 2. Entalpi pembakaran dalam Kalorimeter Bom. (20 poin) Penentuan entalpi pembakaran suatu bahan bakar dapat dilakukan menggunakan kalorimeter bom (pada volume tetap). Penentuan entalpi pembakaran metanol ( 3 O) dengan reaksi: 3 O(l) O 2 (g) O 2 (g) O(l) dilakukan sebagai berikut: 1,535 g metanol dimasukkan ke dalam kalorimeter bom berbahan tembaga dengan kapasitas kalorimeter 1,75 kj. o -1. Sebanyak 1000 g air ditambahkan ke dalam wadah tempat kalorimeter tersebut. Ketika metanol dibakar sempurna, terjadi kenaikan suhu air sebesar 5,3 o. Diketahui: kalor jenis air= 4,2 J.g -1. o -1 ; f o O 2 (g) = 393,5 kj mol -1 dan f o 2 O(l) = 285,9 kj mol 1. a. itung kalor reaksi, q, pembakaran metanol ( 3 O) dalam kj berdasarkan percobaan di atas. (4 poin) b. itung perubahan energi dalam, E, metanol ( 3 O) dalam kjmol -1 berdasarkan percobaan di atas. (4 poin) c. itung entalpi pembakaran, c, metanol pada 298 K dalam kjmol -1 berdasarkan percobaan di atas. (4 poin) d. itung entalpi pembentukan standar, 0 f, metanol dalam kjmol -1 berdasarkan data entalpi pembakaran, c, metanol pada soal c. (4 poin) e. itung energi ikatan O (dalam kj.mol -1 ) jika data entalpi pembakaran, c, metanol ( 3 O) pada fasa gas (lihat persamaan reaksi dibawah) adalah 680 kj/mol dan data energi ikatan rata-rata pada tabel di bawah sesuai reaksi berikut: (4 poin) Ikatan Energi ikatan rata-rata (kjmol -1 ) O 459 O 799 OO 494 Solusi: a. q kalorimeter + q air = - q sistem = kalorimeter t + m air s air t= (1,75 kj. o 1 x 5,3 o ) + (1000 g x 4,2 J.g 1. o 1 x 5,3 o ) (2 poin) q = 9,275 kj J = (9, ,26) kj = 31,54kJ (1 poin) q sistem = - q v = 31,54kJ (1 poin) b. Jumlah mol metanol yang dibakar = 1,535 g/32 g/mol = 0,048 mol (2 poin) OSP2016 Page 17

18 E = q v /n = 31,54kJ/0,048 mol = 657,08kJ mol -1 (2 poin) c. = E + n R T= 657,08 kj mol -1 + (( 0,5) mol x (0, kj K -1.mol -1 ) x 298 K) = 658,32kJ mol -1 Benar = 4 poin, jika salah hitung dikurangi 1 poin d. c = 658,32 kj mol -1 = Δ f o (O 2 (g))+ 2 Δ f o ( 2 O(l))) (Δ f o ( 3 O(l))+ 3/2 Δ f o (O 2 (g))) (2 poin) 658,32 kj mol -1 = (393,5+(2(249,8)) (Δ f o ( 3 O(l))+ 3/2 (0)) (1 poin) Δ f o ( 3 O(l) = ((393,5+(2(249,8)) + 658,32) kj/mol = 234,78kJ mol -1 (1 poin) e. c = ((3D - + D -O + D O- ) + 3/2D O=O ) (2D =O + 4D O- ) (2 poin) 658,32 kj mol -1 = (3(411)+ D -O /2(494)) (2(799) + 4(459)) (1 poin) D -O = 658, = 342,68 kj mol -1 (1 poin) OSP2016 Page 18

19 Soal 3. p larutan asam organik (37 poin) Diketahui data yang berhubungan dengan tiga asam karboksilat pada tabel berikut: Nama Asam Rumus Molekul Tetapan disosiasi asam, K a Asam metanoat O 2 1,6 x 10-4 Asam kloroetanoat 2 lo 2 1,3 x 10-3 Asam propanoat 3 2 O 2 1,3 x 10-5 Gunakan data pada tabel tersebut untuk menjawab soal-soal berikut: a. Gambarkan struktur ketiga asam karboksilat pada tabel di atas! (3 poin) b. Urutkan keasaman dari ketiga asam karboksilat tersebut, mulai dari yang paling asam. (2 poin) c. Tuliskan persamaan reaksi disosiasi asam kloroetanoat dan tuliskan ungkapan tetapan kesetimbangan disosiasi asam K a untuk asam kloroetanoat tersebut. (3 poin) d. Tentukan p dalam larutan asam propanoat 0,05 M dan dalam larutan NaO 0,05 M. (4 poin) e. Tentukan p larutan ketika 10 ml larutan NaO 0,05 M ditambahkan ke dalam 25 ml larutan asam propanoat 0,05 M. (3 poin) f. Tentukan p larutan ketika 25 ml larutan NaO 0,05 M ditambahkan ke dalam 25 ml larutan asam propanoat 0,05 M. (3 poin) g. Tentukan p larutan ketika 25 ml larutan NaO 0,05 M ditambahkan ke dalam 40 ml larutan asam propanoat 0,05 M. (3 poin) h. Gambarkan sketsa kurva titrasi larutan asam propanoat 0,05 M dalam soal (b-e) yang dititrasi oleh larutan NaO 0,05 M! (4 poin) i. Berikut adalah nama dan trayek p indikator titrasi asam-basa. Di antara indikatorindikator tersebut, tuliskan indikator yang paling sesuai untuk titrasi pada soal (b-f) di atas! (2 poin) Nama Indikator Trayek p Bromofenol biru 2,8 4,6 Bromotimol biru 6,0 7,6 Fenolftalein 8,2 10,0 j. Asam metanoat bereaksi dengan natrium karbonat akan melepaskan gas karbon dioksida. Tuliskan persamaan reaksi yang setara untuk reaksi tersebut! (2 poin) k. Tuliskan produk reaksi antara asam metanoat dengan ammonia. Gambarkan struktur produk senyawa organik yang terbentuk beserta nama IUPA (4 poin) l. Tuliskan reaksi antara asam kloroetanoat bereaksi dengan metanol. Gambarkan struktur produk senyawa organik yang terbentuk beserta nama IUPA. (4 poin) OSP2016 Page 19

20 Jawab: a. b. 2 lo 2 > O 2 > 3 2 O 2 c. 2 lo 2 (aq) + 2 O(l) 2 lo 2 (aq) + 3 O + (aq) atau 2 lo 2 (aq) 2 lo 2 (aq) + + (aq) + + l 2O l2o 3O K = atau K = a a l O l O d. p asam kloroasetat 0,05 M = 3,09 8, 06x ,3 x 10 0,05 Ka l2o2 p=-log 3, 09 p NaO 0,05 M = 12,7 [O - ] = 5 x 10-2 p = 14 po = 12,7. e. f. + 32O K a = O O 1,3 x 10 1,25/ 35 O 0,50 / 35 + Ka ,25x p log 4, K 32O 2 O 10 O w K b = K - -5 a 1,25/ O 2 1,3 x O 7,69 x 10 1,25/ 50 4,38x10 p 14 po 14 5,36 8, g. Kelebihan NaO setelah titrasi = (0,05 M x 40 ml) (0,05 M x 25 ml) = 0,75 mmol. [O - ] = 0,75 mmol/65 ml = 0,0115 M, maka p = 14 po = 14 1,94 = 12,06. OSP2016 Page 20

21 h. i. Indikator yang paling sesuai untuk titrasi asam propanoat oleh larutan NaO adalah fenolftalein karena trayek p-nya meliputi daerah titik ekivalensi titrasi tersebut yaitu pada p 8,64. j. 2O 2 (aq) + Na 2 O 3 (aq) 2O 2 Na(aq) + 2 O(l) + O 2 (g) k. Reaksi: N 3 + -OO O 2 -N O Atau N 3 + -OON 2 O l. Reaksi: 3 O + l 2 OO -l 2 OO O OSP2016 Page 21

22 Soal 4. Turbin proton dalam bakteri (12 poin) Suatu turbin proton, yaitu motor molekul yang merupakan tenaga penggerak beberapa jenis bakteri yang dijalankan oleh aliran ion + yang dilepaskan. Turbin proton menghasilkan energi sebesar 20 kj per 1 mol proton kepada suatu sel bakteri dalam kondisi fisiologisnya. a. Sebanyak 10 9 unit koloni bakteri hidup dalam saluran pencernaan manusia. itung energi yang dihasilkan dari gerakan koloni bakteri tersebut selama satu menit jika setiap bakteri melepaskan 10 7 proton selama kurun waktu tersebut ( 1 menit). (2 poin) b. itung perubahan p jika semua proton yang dilepaskan sama-sama terdispersi dalam volume tubuh manusia (70 dm 3 ) dengan asumsi p awal = 7 dan sistem buffer tidak berfungsi. (5 poin) c. Jika manusia dapat mengubah energi turbin proton menjadi kerja, berapa menit lamanya lampu bohlam 100 W akan menyala jika menggunakan 1 dm 3 asam sulfat pekat (17,5 M) sebagai bahan bakarnya? (1 J = 1 W.1s) (5 poin) Jawab: a mol J 4 10 bakteri 23 Q 3 10 J/menit 6,02 10 bakteri 1menit 1mol 1mol 1 c( ) 10 bakteri M 1, M ,02 10 bakteri 70 dm 7 1,00210 M b Δp log(1,00210 ) mol J 1 s 1 menit c. t 1 dm 120 menit dm 1 mol 100 J 60 s 3 OSP2016 Page 22

23 Soal 5. Sel Galvani (13 poin) Berikut ini adalah diagram sel Volta pada 25 o dan tekanan 1 atm: Bila sel volta tersebut bekerja, paladium bertindak sebagai kutub positif (+), dengan potensial yang dihasilkan sebesar +0,609 V. Bila diketahui potensial reduksi: u e - u E = +0,340 V Maka: a. Tuliskan setengah reaksi pada anoda dan katoda (reduksi), serta reaksi redoks nya (3 poin) Jawab: Pd = kutub (+), maka elektroda Pd adalah katoda dan u adalah anoda Anoda: u u e - Katoda : Pd e - Pd u + Pd +2 u +2 + Pd b. itung potensial reduksi dari Pd +2 (2 poin) Jawab: E o sel = E o katoda-e o anoda= E o Pd2+,Pd -E o u2+,u+ +0,609 V = E o Pd+2 Pd 0,340 V E o Pd+2 Pd = +0,609 V + 0,340 V = +0,949 V c. itung nilai tetapan kesetimbangan (K eq ) reaksi tersebut. (5 poin) Jawab: Nerst: Kesetimbangan: E sel = 0 K eq = e 47,44 = 4 x OSP2016 Page 23

24 d. itung nilai energi bebas Gibbs (G) reaksi tersebut (3 poin) Jawab: G = - nfe G = - 2 x x 0,609 = j = 117,537 kj OSP2016 Page 24

25 Soal 6 Daun herbal dan kandungannya (28 poin) Senyawa hidrokarbon β-osimena yang terkandung dalam daun herbal, misalnya daun kemangi (Ocinum Bassilum;Ferina itratum), mempunyai aroma dan cita rasa yang menarik. Senyawa ini mempunyai rumus molekul dan mengabsorpsi pada daerah UV dengan λ max = 232 nm. Dengan menggunakan katalis Pd, hidrogenasi senyawa β-osimena menghasilkan 2,6-dimetiloktana. Ozonolisis β-osimena, diikuti dengan Zn dan asam asetat dapat menghasilkan empat fragmen yang terdiri dari : aseton, formaldehida, pyruvalaldehida dan malonaldehida O O O O O O Aseton Formaldehida Pyruvaldehida Malonaldehida Isomer dari β-osimena adalah Myrsena yang banyak diperoleh dari daun Salam. Senyawa mirsena mempunyai λ max = 226 nm, dan jika diozonolisis menghasilkan formaldehida, aseton dan 2-oksopentanadial dengan struktur berikut:. O O O oksopentanadial a. Tentukan ada berapa ikatan rangkap dua yang terdapat pada kedua senyawa β- Osimena dan Myrsena (4 poin) b. Jelaskan apakah kedua senyawa tersebut ikatan rangkapnya terkonyugasi atau terisolasi? (4 poin) c. Tentukan dan gambarkan struktur β-osimena dan Myrsena (12 poin) d. Tunjukkan reaksi-reaksinya dan produk reaksinya yang berhubungan dengan reaksireaksi dalam rangka menentukan struktur kedua senyawa tersebut (pada soal c). (8 poin) Jawab: a. Rumus jenuh dari kedua senyawa adalah sehingga keduanya mempunyai 3 derajat ketidak jenuhan ( tiga ikatan rangkap dua ). b. Keduanya mengabsorbsi pada daerah UV sehingga keduanya mempunyai ikatan rangkap yang terkonyugasi. OSP2016 Page 25

26 c. Kerangka karbon kedua senyawa ditentukan oleh hidrogenasi dengan Pd, kerangkanya adalah sebagai berikut: d. Reaksi-reaksi dan produk reaksinya ,6-Dimetiloktana ,6-Dimetiloktana 3 2 /Pd beta-osimena 3 3 Ozonolisis 1. O 3 2. Zn, 3 O + Formaldehida 3 O O O O O + Pyruvaldehida Malonaldehida O 3 3 Aseton ,6-Dimetiloktana 3 2 /Pd Myrsena 2 3 O 3 Ozonolisis 2 2 O + O O 1. O O Zn, 3 O + Formaldehida 2-oksopentanadial Aseton Semoga Berhasil OSP2016 Page 26