AMALDO FIRJARAHADI TANE

DISUSUN OLEH AMALDO FIRJARAHADI TANE PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 1

1. 2. MATERI: STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR Di soal diketahui bahwa unsur Se memiliki nomor atom 34. Ingat, bahwa jumlah neutron suatu unsur dan ionnya bernilai sama, yang membedakannya hanyalah nomor atom (Z) atau jumlah proton atau jumlah elektron. Ion Se 2- punya 36 elektron dalam bentuk anion (ion negatif) karena suatu unsur dalam bentuk ion negatif menangkap elektron sebanyak faktor valensi ion yang ditangkapnya. Ada 2 elektron yang ditangkap dari unsur Se. Jadi, konfigurasi elektron ion Se 2- kelebihan 2 elektron pada subkulit terakhirnya (terluar): 34 Se = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 4 34 Se 2- = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 JAWABAN: E 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

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. Nah, senyawa organik di soal adalah jenis nitrogen halida. Dalam kimia organik, trans melambangkan bahwa atom cabangnya berada bersebrangan. Struktur trans- N 2 F 2 dapat digambarkan pada gambar berikut. Ikatan rangkap terjadi pada kedua atom nitrogen dan ikatan tunggal terjadi antara atom nitrogen dan fluor. Nah, bentuk orbital hibrida terjadi akibat adanya promosi elektron ke energi yang lebih tinggi dalam subkulit yang sama, yang disebut hibridisasi (pembastaran). Di struktur trans-n 2 F 2 ikatan rangkap antaratom nitrogen sebenarnya gabungan dari elektron valensi nitrogen yang berikatan tunggal namun agar mencapai oktet ikatan tunggal tersebut menjadi ikatan rangkap. Hibridisasi trans-n 2 F 2 dijelaskan pada kotak konfigurasi elektron nitrogen ( 7 N) di bawah ini. Pada keadaan awal sebelum pembastaran, nitrogen memiliki konfigurasi elektron seperti biasa (belum berikatan dengan atom fluor). Nah, setelah berikatan dengan atom fluor, ternyata atom-atom nitrogen berikatan rangkap sehingga bagian elekron yang ditandai warna merah menyatakan salah satu atom fluor berikatan dengan sebuah atom nitrogen, sedangkan warna hijau menyatakan posisi ikatan rangkap nitrogen yang tergabung dari ikatan tunggal. PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 3

3. 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: D MATERI: STOIKIOMETRI Di soal diketahui dan ditanya data: Massa CO = 2,8 gram Massa MO = 21,6 gram A r M =? Untuk mendapatkan nilai massa atom relatif M bisa didapatkan dari konsep mol, yaitu membagi massa MO yang terbentuk dengan mol MO yang terbentuk, lalu nanti dicari lagi dengan konsep massa molekul relatif (M r ). Nilai M r senyawa MO bisa kita dapatkan dengan reaksi stoikiometri setara di bawah ini, lalu membandingkan koefisiennya: M 3 O 4 (s) + CO (aq) 3MO (s) + CO 2 (g) Mol CO = 2,8 gram/28 = 0,1 mol Mol MO (ditanya) = koefisien MO (ditanya) x mol CO (diketahui) koefisien CO (diketahui) = 3 x 0,1 mol 1 = 0,3 mol MO Dalam 21,6 gram senyawa MO dengan jumlah mol 0,3 mol bisa dipastikan dengan konsep mol bahwa massa molekul relatif (M r ) senyawa tersebut adalah 72 sehingga nilai A r M adalah: M r MO = A r M + A r O 72 = A r M + 16 A r M = 56 Dalam tabel periodik, unsur M yang dimaksud adalah unsur Fe. JAWABAN: C PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 4

4. MATERI: STOIKIOMETRI Di soal diketahui dan ditanya data: Volume KOH = 60 ml [KOH] = 0,2 M Volume H 2 CO 3 = 40 ml [H 2 CO 3 ] = 0,1 M [KOH] 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 KOH = 60 ml x 0,2 M = 12 mmol n H 2 CO 3 = 40 ml x 0,1 M = 4 mmol 2KOH (aq) + H 2 CO 3 (aq) K 2 CO 3 (aq) + 2H 2 O (l) M 12 mmol 4 mmol - - B -8 mmol -4 mmol +4 mmol 8 mmol S 4 mmol - 4 mmol 8 mmol Tersisa sebanyak 4 mmol KOH pada label S, sehingga banyaknya konsentrasi kalium hidroksida setelah reaksi adalah konsentrasi dalam volume total reaktan yang digunakan: [KOH] akhir = n KOH akhir. volume reaktan = 4 mmol. (60 + 40) ml = 0,04 M JAWABAN: B PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 5

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

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 = -30000 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

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) -30000 J = - (400 gram. c lar. 10 C + 1400 J/K. 10 C) 30000 J = (4000. c lar + 14000 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 96 gram massa unsur Np meluruh sebanyak 90 gram, artinya ada sejumlah 6 gram unsur Np yang tersisa setelah peluruhan berhenti. Massa Np meluruh = massa Np awal (A 0 atau N 0 ) massa Np akhir (A t atau N t ) 90 gram = 96 - N t N t = A t = 6 gram 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. PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 8

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 Np, 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.(12 hari) = In [96/6] 12k = In [16] Nilai In 16 sekitar 2,7725 12k = 2,7725 k = 0,231 3) Cari nilai waktu paruh unsur Np! t 1/2 = In 2 Nilai In 2 sekitar 0,693 k t 1/2 = 0,693. 0,2310 = 3 hari 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 Np! (N t /N 0 ) = (1/2) t/t1/2 JAWABAN: E (6/96) = (1/2) (1/16) = (1/2) t 1/2 = 3 hari 12 hari/t/12 12 hari/t1/2 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 9

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

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

9. MATERI: SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Besar massa molekul relatif (M r ) senyawa AX 2 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! AX 2 1A 2+ + 2X - (warna merah = n = banyak ion) i = 1 + (n 1)α i = 1 + (3 1)1 i = 3 Cari nilai M r AX 2! Π = MRTi Π = g. 1000. R. T. i M r. V (ml) 3 atm = 2 gram. 1000. 0,082 L.atm/mol.K. (27 + 273) K. 3 M r AX 2. 300 ml M r AX 2 = 164 JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 12

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 10-10 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 10-10 ] [OBr - ] [HOBr] [HOBr]/[BrO - ] = 1 x 10-1 JAWABAN: D PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 13

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

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 3-metilbutanol adalah senyawa alkohol primer rantai lurus (bukan siklik atau tertutup). Struktur 3-metibutanol digambarkan pada kedua struktur di bawah ini: struktur (a) adalah struktur kerennya sementara struktur (b) struktur umumnya. 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. Perhatikan struktur 3-metilbutanol di atas, skema oksidasinya sebagai berikut. 1) Saat 3-metilbutanol dioksidasi oleh CrO 3 membuat penambahan atom O pada salah satu unsur yang reaktif di strukturnya yang terletak dekat dengan gugus PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 15

fungsinya utamanya ( OH), yaitu atom H, yang ditunjukkan pada gambar berikut. 2) Senyawa pada bagian produk reaksi (1) di atas mengandung dua buah gugus alkohol ( OH) akibatnya kurang stabil. Untuk mencapai kestabilan, senyawa tersebut harus mengalami reaksi dehidrasi atau pelepasan gugus H 2 O (ditandai dengan coretan cokelat reaksi di bawah). Gambar di bawah ini menunjukkan skemanya. Mengapa atom O yang berikatan rangkap dengan C tetap berada di tempat gugus alkohol ( OH) pada senyawa awalnya dan bukan di tempat gugus alkohol satunya lagi? Hal ini dipengaruhi oleh letak gugus fungsi utama (yaitu alkohol OH) pada senyawa yang akan dioksidasi tadi. Berdasarkan skemanya, oksidasi 3-metilbutanol menghasilkan sebuah senyawa bergugus aldehid yang bernama IUAPC 3-metilbutanaldehid. JAWABAN: A 13. MATERI: REAKSI REDOKS Untuk mencari apakah sebuah reaksi termasuk reaksi redoks atau bukan, dapat dicari melalui biloks tiap-tiap unsur. 1) Na 2 O + H 2 O 2NaOH Bilok Na = +1 (Na 2 O) +1 (NaOH) = bukan reduksi atau oksidasi Bukan merupakan reaksi redoks. (SALAH) PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 16

2) 2KClO 3 2KCl + O 2 Biloks Cl = +5 (KClO 3 ) -1 (KCl) = reduksi Biloks O = -2 (KClO 3 ) 0 (O 2 ) = oksidasi Merupakan reaksi redoks. (BENAR) 3) H 2 O + NH 3 NH 4 OH Biloks N = +3 (NH 3 ) +5 (NH 4 OH) = oksidasi Bukan reaksi redoks. (SALAH) 4) 2KMnO 4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O + 5Cl 2 Biloks Mn = +7 (KMnO 4 ) +2 (MnCl 2 ) = reduksi Biloks Cl = -1 (HCl) 0 (Cl 2 ) = oksidasi Merupakan reaksi redoks. (BENAR) JAWABAN: C 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. 96500 = 1 A x 60 detik 96500 = 0,000622 mol PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 17

0,01 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+ 2- + SO 4 Reaksi katode: Cu 2+ + 2e Cu Reaksi anode: 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e Reaksi elektrolisis: 2Cu 2+ + 2H 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 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 2+ + 2- 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 2+ + 2e Cu M 0,01 0,000622 B -0,000311-0,000622 +0,000311 S 0,009689-0,000311 Terbentuk 0,000311 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 + + 2- 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). PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 18

Ag + + e Ag M 0,01 0,000622 B -0,000622-0,000622 +0,000622 S 0,009378-0,000622 Terbentuk 0,000622 mol padatan Ag (A r = 108) dengan massa 0,067176 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 0,000311 mol padatan Cu, sehingga banyaknya jumlah atom Cu adalah: N = n x L N = n x 6,02 x 10 23 N = 0,000311 x 6,02 x 10 23 N = 18,72 x 10 19 atom Jumlah atom Ag Dari reaksi pernyataan (1) di atas terbentuk 0,000622 mol padatan Ag, sehingga banyaknya jumlah atom Ag adalah: N = n x L N = n x 6,02 x 10 23 N = 0,000622 mol x 6,02 x 10 23 N = 37,44 x 10 19 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 0,0001555 mol karena perbandingan koefisien O 2 banding elektron adalah 1 : 4. 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e 0,000155 0,000622 Terbentuk 0,000155 mol oksigen jika pada keadaan STP (22,4), maka volumenya adalah 0,0034832 L Volume gas O 2 bejana B (AgNO 3 ), misalkan pada keadaan STP PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 19

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 0,0034832 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 0,000622 mol karena perbandingan koefisien keduanya adalah 4 : 4 atau 1 : 1. 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e 0,000622 0,000622 Nilai ph dapat ditentukan sebagai berikut. ph = log [H + ] ph = log [0,000622 mol/(0,1 L + 0,1 L)] 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: PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 20

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 Sikloheksilalkohol adalah senyawa siklik alkohol berantai 6 atom karbon. Nama lain senyawa ini adalah sikloheksanol atau sikloheksan-1-ol karena jenis alkohol primer. Gambar di bawah ini menunjukkan struktur sikloheksilalkohol dengan rumus molekul C 6 H 12 O. Analisis jawaban! 1) Siklobutilpropilketon adalah senyawa siklik beratom 4 karbon yang bergugus fungsi keton. Gambar di bawah ini menunjukkan strukturnya dengan rumus molekul C 8 H 14 O. Jelas bahwa senyawa ini tidak berisomer gugus fungsi dan isomer kerangka dengan sikloheksilalkohol. (SALAH) PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 21

2) Isobutilasetat adalah senyawa dengan rumus molekul C 6 H 12 O 2 yang bergugus fungsi ester ( COO ). Nama isobutilasetat adalah nama trivial. Strukturnya digambarkan pada gambar di bawah ini, dengan kata asetat dilambangkan oleh CH 3 COO. Senyawa ini berisomer kerangka dengan sikloheksilalkohol. (BENAR) 3) Sikloheksilmetilketon adalah senyawa siklik beratom 6 karbon yang bergugus fungsi keton. Gambar di bawah ini menunjukkan strukturnya dengan rumus molekul C 8 H 14 O. Jelas bahwa senyawa ini tidak berisomer gugus fungsi dan isomer kerangka dengan sikloheksilalkohol. (SALAH) 4) 2-metilpentanal adalah senyawa organik bergugus fungsi aldehid ( CHO). Gambar di bawah ini menunjukkan strukturnya dengan rumus molekul C 6 H 12 O sehingga berisomer kerangka dengan sikloheksilalkohol karena kerangkanya saja yang berbeda tetapi rumus molekulnya sama. (BENAR) JAWABAN: C #SBMPTN2017 PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA 2017 Page 22