AMALDO FIRJARAHADI TANE

Transkripsi

1 DISUSUN OLEH AMALDO FIRJARAHADI TANE PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 1

2 1. 2. MATERI: STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR Di soal diketahui bahwa unsur R memiliki nomor atom 33. Ingat, bahwa jumlah neutron suatu unsur dan ionnya bernilai sama, yang membedakannya hanyalah nomor atom (Z) atau jumlah proton atau jumlah elektron. Ion R 3- punya 36 elektron dalam bentuk anion (ion negatif) karena suatu unsur dalam bentuk ion negatif menangkap elektron sebanyak faktor valensi ion yang ditangkapnya. Ada 3 elektron yang ditangkap dari unsur R. Jadi, konfigurasi elektron ion R 3- kelebihan 3 elektron pada subkulit terakhirnya (terluar): 33 R = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 3 33 R 3- = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 JAWABAN: D MATERI: KIMIA ORGANIK Dalam senyawa organik untuk membentuk suatu orbital hibrida dibentuk oleh dua buah ikatan kimia, yaitu ikatan sigma (σ) dan ikatan pi (π). Materi ini biasanya ada di bagian stereokimia kimia organik. Ikatan sigma adalah ikatan kimia yang paling sering terdapat pada atom senyawa organik berikatan tunggal. Biasanya berbentuk tetrahedral (AX 4 ) dengan sudut 109,5. Ikatan ini terbentuk akibat tumpang tindih orbital-orbital di sekelilingnya sehingga jika ditinjau akan tergambar secara horizontal seperti pada gambar di samping. PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 2

3 Berbeda dengan ikatan pi, yaitu ikatan kimia kovalen yang dua cuping orbital atom yang berlektron tunggal bertumpang tindih dengan dua cuping orbital atom lainnya yang juga berelektron tunggal. Hanya terdapat satu bidang simpul dari orbital yang melewati dua inti atom. Pada gambar di samping, ikatan pi memiliki bidang tegak lurus dengan atom yang terikat sehingga tergambarkan secara vertikal. Struktur benzena pada gambar di samping tersusun atas 6 buah atom H (1s 1 ) dan 6 buah atom C (1s 2 2s 2 2p 2 ). Ingat, benzena memiliki struktur Kekule dan mampu mengalami resonansi sehingga ikatan rangkap pada benzena selalu berpindah-pindah, artinya setiap atom C pada benzena pasti pernah berikatan rangkap dan berikatan tunggal tidak dalam satu waktu. Pada salah satu atom C benzena terikat oleh 3 buah atom, yaitu antaratom C berikatan tunggal, atom H berikatan tunggal, dan antaratom C berikatan rangkap. Di samping ini tergambar bagaimana hibridisasi atom C pada molekul benzena, di mana nomor atom C adalah 6. Saat pada keadaan sebelum hibridisasi (pembastaran), atom C berada pada keadaan dasar dengan konfigurasi elektron biasa. Ketika berikatan dengan atom H lainnya hingga terbentuk senyawa C 6 H 6, maka akan terjadi promosi sebuah elektron dari 2s 2 ke tingkat yang lebih tinggi yaitu subkulit p z yang awalnya kosong. Karena satu atom C dalam benzena berikatan dengan 3 atom lainnya, maka warna merah menandakan berikatan antaratom C ikatan tunggal, warna biru dengan atom H ikatan tunggal, dan warna hijau antaratom C ikatan rangkap, serta warna cokelat menandakan terbentuknya ikatan rangkap setelah pembastaran. Dikarenakan pada pembastaran di atas terikat pada sebuah subkulit s dan dua buah subkulit p (yaitu p x dan p y ), maka tipe hibridisasinya adalah sp 2. JAWABAN: B PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 3

4 3. MATERI: STOIKIOMETRI Di soal diketahui dan ditanya data: [HCl] = 0,1 M Massa M 2 S 3 = 1,04 gram Massa H 2 S = 510 mg = 0,51 gram A r M =? Untuk mendapatkan nilai massa atom relatif M bisa didapatkan dari konsep mol, yaitu membagi massa M 2 S 3 yang terbentuk dengan mol M 2 S 3 yang terbentuk, lalu nanti dicari lagi dengan konsep massa molekul relatif (M r ). Nilai M r senyawa M 2 S 3 bisa kita dapatkan dengan reaksi stoikiometri setara di bawah ini, lalu membandingkan koefisiennya: M 2 S 3 (s) + 6HCl (aq) 2MCl 3 (s) + 3H 2 S (g) Mol H 2 S = 0,51 gram/34 = 0,015 mol Mol M 2 S 3 (ditanya) = koefisien M 2 S 3 (ditanya) x mol H 2 S (diketahui) koefisien H 2 S (diketahui) = 1 x 0,015 mol 3 = 0,005 mol M 2 S 3 Dalam 1,04 gram senyawa M 2 S 3 dengan jumlah mol 0,005 mol bisa dipastikan dengan konsep mol bahwa massa molekul relatif (M r ) senyawa tersebut adalah 208 sehingga nilai A r M adalah: M r M 2 S 3 = 2 (A r M) + 3 (A r S) 208 = 2 (A r M) + 96 A r M = 56 Dalam tabel periodik, unsur M yang dimaksud adalah unsur Fe. JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 4

5 4. MATERI: STOIKIOMETRI Di soal diketahui dan ditanya data: Volume Na 2 CO 3 = 50 ml [Na 2 CO 3 ] = 0,5 M Volume Ba(NO 3 ) 2 = 75 ml [Ba(NO 3 ) 2 ] = 0,2 M [Na 2 CO 3 ] akhir = M? Untuk mendapatkan konsentrasi garam natrium karbonat setelah reaksi, kita dapat menggunakan konsep MBS (Mula-mula, Bereaksi, Sisa). Nantinya pasti ada senyawa bagian reaktan yang bertindak sebagai pereaksi pembatas. Perhatikan skema reaksi berikut! n Na 2 CO 3 = 50 ml x 0,5 M = 25 mmol n Ba(NO 3 ) 2 = 75 ml x 0,2 M = 15 mmol Na 2 CO 3 (aq) + Ba(NO 3 ) 2 (aq) BaCO 3 (s) + 2NaNO 3 (aq) M 25 mmol 15 mmol - - B -15 mmol -15 mmol +15 mmol 30 mmol S 10 mmol - 15 mmol 30 mmol Tersisa sebanyak 10 mmol natrium karbonat (Na 2 CO 3 ) pada label S, sehingga banyaknya konsentrasi natrium karbonat setelah reaksi adalah konsentrasi dalam volume total reaktan yang digunakan: [Na 2 CO 3 ] akhir = n Na 2 CO 3 akhir volume reaktan = 10 mmol. ( ) ml = 0,08 M JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 5

6 5. MATERI: STOIKIOMETRI Di soal diketahui dan ditanya data: Jenis tabung = isokhorik (volume tetap) dan isotermis (suhu tetap) m H 2 = 6 gram P o = 12 atm P 1 = 40 atm Massa gas total = gram? Gas yang dimaksud di soal mungkin adalah jenis gas ideal. Berdasarkan persamaannya di bawah ini, nilai V adalah konstan sehingga bisa dihilangkan, begitu juga dengan nilai R karena sebuah tetapan, dan nilai T juga konstan karena suhu pada soal tidak berubah sehingga disebut juga kondisi isotermis. PV = nrt P = n Tekanan = jumlah mol Perbandingan tekanannya bukanlah tekanan awal dan akhir (tekanan total), tetapi perbandingan tekanan sebelum di tambah gas Ne dan saat tekanan setelah ditambah gas Ne atau dengan kata lain tekanan masing-masing gas. Tekanan total = tekanan awal + tekanan akhir 40 atm = 12 atm + tekanan akhir Tekanan akhir = tekanan gas Ne = 28 atm Cukup perbandingan antara tekanan banding mol, yang nantinya didapatkan massa gas Ne yang ditambahkan, sebagai berikut. P o gas H 2 = n H 2 P t gas Ne n Ne 12 atm = 6 gram/2 n Ne = 7 mol 28 atm n Ne Dalam 7 mol gas Ne (A r = 20) terdapat massanya 140 gram Jadi, massa gas totalnya adalah 140 gram (Ne) + 6 gram (H 2 ) atau 146 gram JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 6

7 6. MATERI: TERMOKIMIA Di soal diketahui dan ditanya data: m Mg = 1,2 gram Volume H 2 O = 400 ml ΔH c (1 mol Mg) = -600 kj ΔT = 10 C C kalorimeter = 1400 J/K = 1400 J/ C (aturan konversi satuan) c H 2 O = J/g. C? Di soal tertera bahwa kalorimeter tersebut kapasitas kalornya tidak diabaikan, artinya kalorimeter tersebut berjenis kalorimeter bom dengan kondisi isokhorik. Jenis kalorimeter ini nilai kalor kalorimeter (q kal ) tidak dianggap nol karena menyerap panas. Besarnya harga entalpi bisa ΔH h dianggap sama dengan negatif penjumlahan kalor larutan (q lar ) + kalor kalorimeter: ΔH f = - (q lar + q kal ) ΔH f = - q lar = - (m lar. c lar. ΔT + C kal. ΔT) Nilai entalpi pembakaran Mg bernilai -600 kj untul 1 mol Mg, namun kita memerlukan ΔH c Mg untuk 1,2 gram! n Mg = 1,2 gram/24 = 0,05 mol ΔH c Mg (1) = n Mg (1) ΔH c Mg (2) n Mg (2) -600 kj = 1 mol. x 0,05 mol x = -30 kj = J Cari nilai kalor jenis H 2 O! Massa larutan pada persamaan kimia di atas adalah massa air yang bisa didapatkan dari massa jenis (ρ) air: PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 7

8 7. ρ = massa air volume air 1 g/ml = massa air/400 ml m lar = 400 gram ΔH h = - q lar = - (m lar. c lar. ΔT + C kal. ΔT) J = - (400 gram. c lar. 10 C J/K. 10 C) J = (4000. c lar J) c lar = 4,0 J/g. C JAWABAN: B MATERI: LAJU & ORDE REAKSI DAN PELURUHAN RADIOAKTIF Soal ini bisa dikerjakan 2 buah cara. Pertama, dengan konsep laju dan orde reaksi satu; dengan bantuan kalkulator. Kedua, dengan konsep peluruhan radioaktif; tanpa kalkulator. Ingat, bahwa peluruhan radioaktif tergolong laju reaksi orde satu karena hanya bergantung pada jumlah nuklida radioaktif yang bereaksi. Ada hal yang menipu di soal, yaitu pemakaian kata meluruh. Ingat, dalam kimia fisika bab radioaktif, meluruh berbeda dengan tersisa. Meluruh berarti banyaknya zat total yang hilang dari zat awal atau dengan kata lain selisih antara zat awal dengan zat akhir. Sementara tersisa adalah massa akhir yang didapatkan suatu zat setelah mengalami peluruhan. Meluruh = zat awal zat akhir Sisa = zat akhir Jadi, apabila 23,30 gram massa unsur Th meluruh sebanyak 17,47 gram, artinya ada sejumlah 5,83 gram unsur Th yang tersisa setelah peluruhan berhenti. Massa Th meluruh = massa Th awal (A 0 atau N 0 ) massa Th akhir (A t atau N t ) 17,47 gram = 23,30 - N t N t = A t = 5,83 gram PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 8

9 CARA 1 (Konsep laju dan orde reaksi): 1) Dalam laju reaksi orde satu dikenal persamaan kimia yang didapatkan dari pengintegralan matematis hingga akhirnya didapatkan rumus di bawah ini. Nah, penjabaran lengkap dari mana rumus ini berasal bisa kalian cari di internet, ya. In [A] t = In [A] 0 kt (persamaan a) t 1/2 = In 2 (persamaan b) k 2) Dari persamaan (b) di atas kita sudah dapat mencari nilai waktu paruh (t 1/2 ) unsur Th, dengan mencari terlebih dahulu nilai k (tetapan laju reaksi) pada persamaan (a) sebagai berikut. (In dibaca logaritma natural) In [A] t = In [A] 0 kt kt = In [A] 0 In [A] t kt = In [A 0 /A t ] k.(44 menit) = In [23,3/5,83] 44k = In [3,99] Nilai In 3,99 sekitar 1,384 44k = 1,384 k = 0, ) Cari nilai waktu paruh unsur Th! t 1/2 = In 2 Nilai In 2 sekitar 0,693 k t 1/2 = 0,693. 0,03145 = 22 menit (pembulatan) CARA 2 (Konsep peluruhan radioaktif): 1) Persamaan kimia peluruhan radioaktif adalah sebagai berikut. (N t /N 0 ) = (1/2) t/t1/2 dengan, N t = massa zat akhir N 0 = massa zat awal t = waktu awal reaksi t 1/2 = waktu paruh 2) Cari nilai waktu paruh unsur Th! (N t /N 0 ) = (1/2) t/t1/2 JAWABAN: C (5,83/23,3) = (1/2) (1/4) = (1/2) t 1/2 = 22 menit 44 menit/t/12 44 menit/t1/2 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 9

10 8. MATERI: KESETIMBANGAN KIMIA Dalam suhu 400 K terjadi reaksi seperti pada soal dengan komposisi tekanan parsial masing-masing Br 2 dan Cl 2 adalah 1 atm sementara BrCl adalah 3 atm. Untuk mencari ke arah mana sistem kesetimbangan bergeser, kita dapat mencari data tetapan kesetimbangan kedua (Q p ). Nanti data Q p ini dibandingkan dengan data K p reaksi kesetimbangan awal, yaitu: 1) Jika Q p < K p reaksi bergeser ke arah kanan 2) Jika Q p = K p reaksi tidak bergeser 3) Jika Q p > K p reaksi bergeser ke arah kiri Cari dahulu nilai K p awal reaksi! K p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (3) 2. (1) (1) = 9 Nah, mari kita periksa seluruh obsein! a) Tidak bergeser jika tekanan parsial tiap-tiap gas bertambah 1 atm. n BrCl (penambahan) = 3 atm + 1 atm = 4 atm n Cl 2 (penambahan) = 1 atm + 1 atm = 2 atm n Br 2 (penambahan) = 1 atm + 1 atm = 2 atm Q p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (4) 2. (2) (2) = 4 Q p < K p, jadi reaksi bergeser ke kanan. (SALAH) PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 10

11 b) Bergeser ke kiri jika tekanan parsial tiap-tiap gas bertambah 1 atm. n BrCl (penambahan) = 3 atm + 1 atm = 4 atm n Cl 2 (penambahan) = 1 atm + 1 atm = 2 atm n Br 2 (penambahan) = 1 atm + 1 atm = 2 atm Q p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (4) 2. (2) (2) = 4 Q p < K p, jadi reaksi bergeser ke kanan. (SALAH) c) Bergeser ke kanan jika tekanan parsial tiap-tiap gas bertambah 2 atm. n BrCl (penambahan) = 3 atm + 2 atm = 5 atm n Cl 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm n Br 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm Q p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (5) 2. (3) (3) = 2,78 Q p < K p, jadi reaksi bergeser ke kanan. (BENAR) d) Bergeser ke kiri jika tekanan parsial tiap-tiap gas bertambah 2 atm. n BrCl (penambahan) = 3 atm + 2 atm = 5 atm n Cl 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm n Br 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm Q p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (5) 2 = 2,78. (3) (3) Q p < K p, jadi reaksi bergeser ke kanan. (SALAH) e) Tidak bergeser jika tekanan parsial tiap-tiap gas bertambah 2 atm. n BrCl (penambahan) = 3 atm + 2 atm = 5 atm n Cl 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm n Br 2 (penambahan) = 1 atm + 2 atm = 3 atm Q p = (P BrCl ) 2. (Pr Br2 ) (P Cl2 ) = (5) 2 = 2,78. (3) (3) Q p < K p, jadi reaksi bergeser ke kanan. (BENAR) JAWABAN: C PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 11

12 9. MATERI: SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Besar massa molekul relatif (M r ) senyawa XY 3 dapat dicari menggunakan persamaan kimia tekanan osmosis: Π = MRTi dengan, M = molaritas R = tetapan gas (L.atm/mol.K) T = suhu (K) i = faktor Van t Hoof Cari nilai faktor Van t Hoof! Ingat, bahwa elektrolik kuat terdisosiasi sempurna sehingga nilai derajat ionisasi (α) bernilai 1! XY 3 1X Y - (warna merah = n = banyak ion) i = 1 + (n 1)α i = 1 + (4 1)1 i = 4 Cari nilai M r XY 3! Π = MRTi Π = g R. T. i M r. V (ml) 8,2 atm = 2 gram ,082 L.atm/mol.K. ( ) K. 4 M r AX ml M r XY 3 = 80 JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 12

13 10. MATERI: LARUTAN PENYANGGA (BUFFER) Di soal diketahui dan ditanya data: K a HOBr = 1 x 10-9 ph = 10 [HOBr]/[OBr - ] =? Senyawa asam hipobromit adalah senyawa asam lemah dengan rumus kimia HOBr atau HBrO. Nah, asam lemah ini dalam larutan NaOBr atau NaBrO membentuk suatu sistem larutan penyangga (buffer) karena terdiri dari komponen asam lemah HBrO dan basa konjugasi BrO - yang bersifat basa. Besarnya perbandingan [HOBr] banding [OBr - ] bisa didapatkan dari reaksi ionisasi asam hipobromit karena konsep dasar dari nilai K a atau tetapan ionisasi asam pada larutan adalah kesetimbangan kimia. HOBr (aq) H + (aq) + OBr - (aq) ph = 10 maka, [H + ] = 1 x Ingat, dalam kesetimbangan konsentrasi (K c ) yang dimasukkan adalah zat dalam fase larutan dan gas. Pada kondisi reaksi di atas, semua zat dapat dimasukkan ke dalam persamaan tetapan ionisasi asam (K a ) sebagai berikut. K a = [H + ] [OBr - ] [HOBr] 1 x 10-9 = [1 x ] [OBr - ] [HOBr] [HOBr]/[BrO - ] = 1 x 10-1 JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 13

14 11. MATERI: KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN (K sp ) Nilai data K sp dapat memprediksi seberapa banyak maksimum jumlah zat dapat larut dalam sebuah pelarut, dengan pemisalan setiap konsentrasi zat berwujud larutan (aq) dan gas (g) adalah s. Cari besar kelarutan PbSO 4! PbSO 4 (s) 1Pb 2+ (aq) + 1SO 2-4 (aq) Kelarutannya dengan konsep kesetimbangan: K sp = [Pb 2+ ] [SO 2-4 ] 1,6 x 10-8 = [s] [s] s = 1,265 x 10-4 Kelarutannya dengan rumus cepat (banyak ion ditandai warna merah pada reaksinya): s = pangkat 10 dari nilai K sp banyak ionnya = -8 2 = -4 Cari besar kelarutan PbI 2! PbI 2 (s) 1Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) Kelarutannya dengan konsep kesetimbangan: K sp = [Pb 2+ ] [I - ] 2 7,1 x 10-9 = [s] [2s] 2 s = 1,922 x 10-3 Kelarutannya dengan rumus cepat (banyak ion ditandai warna merah pada reaksinya): s = pangkat 10 dari nilai K sp banyak ionnya = -9 = -3 3 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 14

15 Dari uraian di atas sudah dapat disimpulkan bahwa kelarutan senyawa PbI 2 lebih besar daripada senyawa PbSO 4, dipandang dari kelarutannya pada konsep kesetimbangan maupun rumus cepat. Obsein B memiliki jawaban yang salah karena kelarutan PbSO 4 lebih kecil dibanding kelarutan PbI 2, artinya PbSO 4 sukar larut sementara PbI 2 mudah larut. Jadi, tidak mungkin dong anion SO 4 2- ditambahkan lebih banyak, toh PbSO 4 sudah pasti sukar larut dan kalau ditambahkan lagi malah menjadi lebih sukar larut. Jadi, harus dibutuhkan anion I - lebih banyak agar PbI 2 yang semula mudah larut menjadi sukar larut akibat lewat batas maksimum jumlah zat terlarut PbI 2 yang ditambahkan. JAWABAN: E 12. MATERI: KIMIA ORGANIK Ingat, jika sebuah senyawa organik dioksidasi dengan KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, dan CrO 3 maka akan terjadi penambahan atom O pada bagian unsur lebih reaktif yang terikat pada senyawa tersebut. Bisa saja, ada unsur yang memiliki kereaktifan yang hampir sama (misal kereaktifan unsur A dalam wujud logam dan unsur B wujud nonlogam) kedua-duanya sama-sama mengalami oksidasi. Heksanal adalah senyawa organik bergugus fungsi aldehid ( CHO), yang strukturnya tergambar pada gambar di bawah ini: Pada struktur heksanal di atas terlihat bahwa atom C yang mengikat atom O dengan ikatan rangkap serta mengikat H dengan ikatan tunggal. Akibat adanya oksidasi oleh KMnO 4, maka ada serangan ke atom yang lebih elektrofil (suka elektron) yaitu atom H oleh atom O. Akibat penambahan tersebut gugus aldehid tadi berganti menjadi gugus asam karboksilat ( COOH). Hal ini dijelaskan pada gambar di bawah ini: PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 15

16 Hasil oksidasi heksanal adalah senyawa asam heksanoat yang bergugus fungsi asam karboksilat. JAWABAN: B 13. MATERI: REAKSI REDOKS Untuk mencari apakah sebuah reaksi termasuk reaksi redoks atau bukan, dapat dicari melalui biloks tiap-tiap unsur. 1) CH 4 + 2NO 2 N 2 + CO 2 + 2H 2 O Biloks C = -4 (CH 4 ) +4 (CO 2 ) = oksidasi Biloks N = +4 (NO 2 ) 0 (N 2 ) = reduksi Termasuk reaksi redoks. (BENAR) 2) 2NaOH + 2Al + 2H 2 O 2NaAlO 2 + 3H 2 Bilok Al = 0 (Al) +3 (NaAlO) = oksidasi Biloks H = +1 (air) 0 (H 2 O) = reduksi Merupakan reaksi redoks. (BENAR) 3) HClO 3 + HCl Cl 2 + 2ClO 2 + H 2 O Biloks Cl = +5 (ClO 3 - ) +4 (ClO 2 ) = reduksi Biloks Cl = -1 (HCl) Cl 2 (0) = oksidasi Termasuk reaksi redoks. (BENAR) 4) Na 2 CO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 O + CO 2 Biloks C = +4 (Na 2 CO 3 ) +4 (CO 2 ) = bukan reduksi atau oksidasi Biloks Cl = -1 (HCl) -1 (NaCl) = bukan reduksi atau oksidasi Bukan merupakan reaksi redoks. (SALAH) JAWABAN: A PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 16

17 14. MATERI: ELEKTROKIMIA Di soal diketahui data: Volume CuSO 4 = 100 ml [CuSO 4 ] = 0,1 M Volume AgNO 3 = 100 ml [AgNO 3 ] = 0,1 M (ralat soal) i = 1 A t = 60 detik Ingat, pada elektrolisis jumlah kuantitas yang sama adalah aliran arus listrik (i) yang digunakan sehingga jumlah elektron (e) yang dibawa tiap satuan waktu (t) bernilai sama di katode maupun anode karena dihubungkan secara seri. mol e = i x t = 1 A x 60 detik = 0, mol ,01 mol CuSO 4 serta 0,01 mol AgNO 3 di soal adalah jumlah mol total awal kedua senyawa saat dielektrolisis. Nah, di bawah ini tertera reaksi-reaksi yang terjadi di CuSO 4 dan AgNO 3 : a) CuSO 4 Reaksi ionisasi: CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2- Reaksi katode: Cu e Cu Reaksi anode: 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e Reaksi elektrolisis: 2Cu H 2 O 2Cu + 4H + + O 2 b) AgNO 3 Reaksi ionisasi: AgNO 3 Ag + + NO 3 - Reaksi katode: Ag + + e Ag Reaksi anode: 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e Reaksi elektrolisis: 4Ag + + 2H 2 O 4Ag + 4H + + O 2 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 17

18 Analisis pernyataannya satu per satu! 1) Massa Cu yang mengendap lebih besar daripada massa Ag Massa Cu yang mengendap 0,01 mol CuSO 4 yang dielektrolisis menghasilkan 0,01 mol kation Cu 2+ juga karena perbandingan koefisien keduanya 1 : 1 sesuai reaksi: CuSO 4 Cu SO 4 0,01 mol 0,01 mol Nah, dalam reaksi elektrolisis CuSO 4 di katode terbentuk padatan Cu, maka dari reaksi ini bisa didapatkan jumlah padatan Cu yang terbentuk menggunakan konsep MBS (Mula-mula, Bereaksi, Sisa). Cu e Cu M 0,01 0, B -0, , , S 0, , Terbentuk 0, mol padatan Cu (A r = 63,5) dengan massa 0,01975 gram Massa Ag yang mengendap 0,01 mol AgNO 3 yang dielektrolisis menghasilkan 0,01 mol kation Ag + juga karena perbandingan koefisien keduanya 1 : 1 sebagai berikut. AgNO 3 Ag NO 3 0,01 mol 0,01 mol Nah, dalam reaksi elektrolisis AgNO 3 di katode terbentuk padatan Ag, maka dari reaksi ini bisa didapatkan jumlah padatan Ag yang terbentuk menggunakan konsep MBS (Mula-mula, Bereaksi, Sisa). Ag + + e Ag M 0,01 0, B -0, , , S 0, , Terbentuk 0, mol padatan Ag (A r = 108) dengan massa 0, gram Jelas pernyataan ini SALAH karena massa Ag yang mengendap lebih banyak daripada massa Cu yang mengendap. 2) Jumlah atom Cu yang mengendap sama dengan jumlah atom Ag Jumlah atom Cu Dari reaksi pernyataan (1) di atas terbentuk 0, mol padatan Cu, sehingga banyaknya jumlah atom Cu adalah: N = n x L N = n x 6,02 x PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 18

19 N = 0, x 6,02 x N = 18,72 x atom Jumlah atom Ag Dari reaksi pernyataan (1) di atas terbentuk 0, mol padatan Ag, sehingga banyaknya jumlah atom Ag adalah: N = n x L N = n x 6,02 x N = 0, mol x 6,02 x N = 37,44 x atom Jelas bahwa pernyataan ini SALAH. 3) Volume gas O 2 yang dihasilkan pada bejana A lebih besar dibandingkan volume gas O 2 pada bejana B Volume gas O 2 berjana A (CuSO 4 ), misalkan pada keadaan STP Volume gas O 2 bisa didapatkan dari reaksi di anode, lalu membandingkan mol elekron (e) dengan mol O 2 sehingga didapatkan jumlah mol oksigen sebesar 0, mol karena perbandingan koefisien O 2 banding elektron adalah 1 : 4. 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e 0, , Terbentuk 0, mol oksigen jika pada keadaan STP (22,4), maka volumenya adalah 0, L Volume gas O 2 bejana B (AgNO 3 ), misalkan pada keadaan STP Sebenarnya reaksi di anode bejana B sama dengan reaksi di anode bejana A (lihat reaksi-reaksinya kembali!). Jadi, volume gas oksigen di bejana B juga bernilai 0, liter. Jelas pernyataan ini SALAH. 4) ph larutan dalam bejana A sama dengan ph larutan dalam bejana B ph bejana A (CuSO 4 ) Nilai ph dapat ditentukan oleh konsentrasi [H + ] dan [OH - ]. Nah, di bejana A ion H + maupun OH - hanya ditemukan pada reaksi di anode, yaitu kation H + atau ion proton. Jadi, besarnya mol ion proton tersebut banding mol elektron adalah 0, mol karena perbandingan koefisien keduanya adalah 4 : 4 atau 1 : 1. 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e 0, , Nilai ph dapat ditentukan sebagai berikut. ph = log [H + ] ph = log [0, mol/(0,1 L + 0,1 L)] PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 19

20 ph = log [3,11 x 10-3 ] ph = 3 log 3,11 ph = 2,51 Terbukti bahwa ph tersebut berada pada suasana asam (ph < 7) ph bejana B (AgNO 3 ) Nah, ion H + pada reaksi elektrolisis AgNO 3 juga ditemukan pada reaksi di anode. Reaksi di anode elektrolisis AgNO 3 ini sama dengan reaksi di anode elektrolisis CuSO 4 sehingga nilai ph kedua senyawa setelah elektrolisis bernilai sama, yaitu 2,51. Jelas pernyataan ini BENAR. JAWABAN: D 15. MATERI: KIMIA ORGANIK Isomer adalah molekul-molekul dengan rumus kimia yang sama (dan sering dengan jenis ikatan yang sama), namun memiliki susunan atom yang berbeda (dapat diibaratkan sebagai sebuah anagram). Isomer secara umum ada dua macam, yaitu isomer struktur dan ruang. Di soal hanya ditanyakan tentang isomer struktur, yang terbagi lagi menjadi: Isomer kerangka Rumus molekul sama Gugus fungsi ada yang sama dan beda Rantai induk (panjang rantai) yang berbeda Isomer posisi Panjang rantai induk sama Posisi gugus fungsi (contohnya, gugus fungsi alkohol, eter, dsb) berbeda Rumus molekul sama Isomer gugus fungsi Rumus molekul sama Panjang rantai induk berbeda Gugus fungsi berbeda Amida adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus karbonil ( C=O) yang mengikat sebuah gugus nitrogen (N). Bentuk lain dari amida adalah ion organik dari nitrogen, yaitu NH - 2. Struktur di soal lebih lengkap sebagai berikut. PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 20

21 Dari struktur di atas dapat kita simpulkan bahwa dimetilformamida memiliki rumus molekul C 3 H 7 NO. Nah, mari analisis jawaban! 1) CH 3 CONHCH 3 adalah senyawa amida karena mengandung gugus karbonil ( CO atau C=O) dan mengikat sebuah atom nitrogen (N). Rumus molekulnya adalah C 3 H 7 NO sehingga berisomer dengan dimetilformamida hanya saja kerangkanya berbeda. Jadi, termasuk isomer kerangka. (BENAR) 2) CH 3 CONCH 2 adalah senyawa amida karena mengandung gugus karbonil yang mengikat sebuah atom N, tetapi rumus molekulnya adalah C 3 H 5 NO dan strukturnya berbeda dari dimetilformamida sehingga tidak berisomer. (SALAH) 3) CH 3 CH 2 CONH 2 adalah senyawa amida primer karena terletak pada nomor 1 dan memilki rumus kimia C 3 H 7 NO dan berkerangka berbeda dengan dimetilformamida sehingga berisomer kerangka. (BENAR) 4) CH 3 COCH(NH 2 ) 2 bukanlah senyawa amida, melainkan senyawa amina karena atom karbonil tidak mengikat atom N. Ingat, amina bergugus fungsi ( NH 2 ). Jelas-jelas senyawa ini tidak berisomer apapun dengan dimetilformamida yang bergugus fungsi amida. (SALAH) JAWABAN: B #SBMPTN2017 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 21