Soal dan Pembahasan OSK kimia tahun 2007

2007

A. Soal Pilihan Ganda (Total 30 poin )

1.  Reaksi: Fe(CO)₅ + 2PF₃ + H₂ Fe(CO)₂(PF₃)₂(H)₂ + 3CO

Berapa mol CO yang dapat dihasilkan dari campuran pereaksi  5,0 mol Fe(CO)₅, 8,0 mol PF₃, dan 6,0 mol H₂?

A.            24 mol             D. 15 mol

B.            5,0 mol            E.  6,0 mol

C.           12 mol

2. Berdasarkan informasi berikut ini, hitunglah masssa atom rata-rata berat dari unsur X:

Isotop	% kelimpahan Relatif	Massa eksak (amu)
221X	74,22	220,9
220X	12,78	220,0
218X	13,00	218,1

A. 220,4 amu                          D. 218,5 amu

B. 219,7 amu                          E. 220,9

C. 204,2 amu

3. Pasangan berikut ini manakah yang merupakan isotop unsur:

A. ²²₁₁X, ⁷⁹₃₈X²⁺                                     D. ¹¹⁶₉₂X²⁺, ¹¹⁹₉₂X

B. ⁹⁶₄₅X, ¹¹⁶₉₂X                                               E. ²³³₉₉X²⁺, ¹¹⁶₉₂X⁴⁺

C. ¹¹⁶₉₂X²⁺, ¹²²₈₉X²⁺                                    

4. . Reaksi dibawah ini yang entalpi reaksinya (DH_r) merupakan entalpi pembentukan senyawa (DH_f) adalah:

A.  2Al _(s) + 3Cl_{2 (g)} ®   2AlCl_{3 (g)}                     D.  2 C _(s)   + O_{2 (g)} ®   2CO _(g)

B.  C _(s)   + O_{2 (g)} ®   CO_{2 (g)}                                   E.   2S _(s) + 3O_{2 (g)} ® 2SO_{3 (g)}

C.  N_{2 (g)} + 3H_{2 (g)} ®  2NH_{3 (g)}

5.    Dari reaksi kesetimbangan dibawah ini, manakah yang kesetimbangannya tidak dipengaruhi oleh perubahan tekanan

A.        Fe₃O4_(s) + H_2(g) D 3 FeO_(s) + H₂O_(g)    

B.        CH₃OH_(l) D CO_(g) + 2 H_2(g)       

C.       NH₄NO_2(s) D N_2(g) + 2 H₂O_(g)

D.       4 HCl_(g) + O_2(g) D2 H₂O_(l) + 2 Cl_2(g)

E.        4 NH_3(g) + O_2(g) D 2 N_2(g) + 6 H₂O_(g)

6. Pada suhu 700 K terjadi reaksi kesetimbangan:

CO_2(g) +  H_2(g) D 2 CO_(g) + H₂O_(l) dengan nilai K_c = 0,11.

Nilai K_p untuk reaksi tersebut adalah:

A. 0,99                         D. 11,0
B. 9,99                                    E. 110
C. 0,11

7. Berikut ini, manakah  yang tidak dapat bertindak sebagai basa Lewis?

A.         Cl^–                        D.        CN^–

B.         NH₃                       E.         H₂O

C.        BF₃

8.   Sebanyak  50,00 mL larutan  0,116 M HF dititrasi dengan larutan  0,120 M NaOH. Berapa  pH pada titik ekivalen? (Ka HF = 6.8×10^–4.)

A.         13,06                           D.        12,77

B.         7,00                             E.         7,97

C.        5,53

9. Apa pengaruhnya terhadap pH larutan bila kedalam 200 mL larutan  0,20 M asam asetat (HC₂H₃O₂) ditambahkan 1,0 mL larutan aqueous 0,010 M KCl? (anggap volume tetap)

A.   pH tidak berubah.

B.   pH akan naik

C.  pH akan turun.

D. pH = 7

E.   Tidak cukup informasi untuk meramalkan pengaruhnya terhadap pH

10. Senyawa yang bukan merupakan isomer dari siklopentana adalah:

A. Pentena-2                           D. 2-metil butana

B. 2-metil butena-2                 E. 1-etil siklopropana 

C. 4-metil butena-2                

11. Tentukan senyawa yang bukan merupakan derivat asam karboksilat

A. Asam butanoat                   D. Asetat anhidrid

B. Asetamida                          E. Ester.

C. Asetil klorida                      

12. Tentukan senyawa yang merupakan isomer dari aseton.

A. Propil alkohol                      D. Propion aldehid     

B. Asetaldehid                         E. Metil etil eter.         

C. Propanon               

13. Identifikasi alkena sering dilakukan dengan pereaksi

A. Br₂/CCl₄                              D. HCl

B. HBr                                     E. H₂SO₄

C. Cl₂/CCl₄                             

14. Senyawa yang termasuk hidrokarbon tak jenuh adalah:

A. Butana                                D. Siklobutana

B. Butena                                E. Butanal

C. Benzena                            

15. Senyawa dengan rumus molekul C₃H₆O mempunyai pasangan isomer .

A. Asetaldehid dan aseton                  D. Propanal dan propanol

B. Aseton dan propanon                     E. Propanol dan metoksi etana

C. Propanon dan propanal

B. Essay

Soal 1 (5 poin)

Suatu contoh fosfor putih (P₄)  dibakar di udara dan membentuk senyawa dengan formula P₄O₁₀. Bila  bila diasumsikan bahwa 0,744 gram fosfor membentuk 1,704 gram P₄O₁₀, maka berdasarkan informasi tersebut tentukan rasio massa atom fosfor terhadap oksigen. Bila massa atom oksigen adalah 16,00 amu maka:

1. Tuliskan persamaan reaksinya                       (1 poin)
2. Hitunglah massa atom fosfor                                     (4 poin)

Soal 2.                       (12 poin)

Bila kristal padat ammonium bichromat, (NH₄)₂Cr₂O₇, dipanaskan maka akan terjadi reaksi penguraian dan menghasilkan chromium (III) oksida yang berwarna hijau, uap air dan gas N₂ sesuai reaksi berikut ini:

 (NH₄)₂Cr₂O_{7 (s)} → Cr₂O_{3 (s)} + 4 H₂O _(g) + N_{2 (g)}                        ∆H_r= -315 kJ/mol

Reaksi penguraian tersebut  dikenal sebagai reaksi letusan volkano, karena reaksi penguraiannya berpijar memancarkan bunga api. Proses penguraian NH₄)₂Cr₂O₇ (252 g/mol)  mulai terjadi pada temperatur 180 ^oC dan berlangsung terus dengan sendirinya pada temperatur ~225°C.

1. Tentukan bilangan oksidasi Cr, H dan N dalam pereaksi (reaktan) dan hasil reaksi (produk).                                                                                 (2 poin)
2. Apakah reaksi tersebut eksoterm atau endoterm ?                           (1 poin)
3. Apa jenis proses reaksi penguraian tersebut?                                    (2 poin)

Bila anda memanaskan (NH₄)₂Cr₂O₇  sebanyak 15 gram maka:

4. Berapa banyak (kJ) panas yang dibebaskan dari penguraian 15 g (NH₄)₂Cr₂O₇  tersebut.                                                                         (3 poin)
5. Berapa volume gas yang dibebaskan dari penguraian 15 g (NH₄)₂Cr₂O₇  pada temperatur 180 ^oC dan tekanan 1 atmosfir? (tetapan gas universal, R = 0,082 liter.atm/ K.mol; 0 ^oC = 273 K).                                                       (4 poin)

Soal 3.            (10 poin)

Garam rangkap adalah garam yang dalam kisi kristalnya mengandung dua kation yang berbeda dengan proporsi tertentu. Garam rangkap biasanya lebih mudah membentuk kristal besar dibandingkan dengan garam garam  tunggal penyusunnya.

Contoh kristal garam rangkap adalah garam Mohr, ammonum besi(II) sulfat, (NH₄)₂(Fe)(SO₄)₂·6H₂O, Ammonium cobalt(II) sulfat, (NH₄)₂Co(SO₄)₂.6H₂O, dan ammonium nickel sulfat, (NH₄)₂Ni₂(SO₄)₄.6H₂O.

Ketiga garam rangkap tersebut dilarutkan dalam air dan dibuat larutan yang konsentrasinya masing masing 0,1M,  maka:

a.  Tuliskanlah reaksi ionisasinya dalam air                                             (3 poin)

b.    Manakah larutan yang daya hantar listriknya paling besar? Jelaskan mengapa.   (anggaplah tidak terjadi hidrolisis)                                 (2 poin).

c.    Menurut anda, bagaimana pH larutan (NH₄)₂(Fe)(SO₄)₂? Asam atau Basa? Jelaskan pendapat anda.                                                                 (2 poin).

Bila sebanyak  1 mL larutan garam    (NH₄)₂Ni₂(SO₄)₄ yang konsentrasinya 0,1 M tersebut ditambahkan kedalam  1 liter larutan BaCl₂ 0,1 M maka:

d.    Apakah terjadi pembentukan endapan  BaSO₄  (anggap volume larutan tidak berubah).  Diketahui K_sp BaSO₄= 1,1 x 10^-10.                            (3 poin).

Soal 4 (14 poin)

Gambarkan struktur dot  Lewis untuk molekul berikut ini. Tunjukkan  muatan formalnya (bila ada), pada atom yang sesuai)

a.   [HCO₃]^-

b.   SO₂

c.   N₂O

d.   [PO₄ ]^3-

Soal 5.            (7 Poin)

Asam asetat adalah asam lemah  Bronsted.  Berikut ini adalah sederetan turunan asam asetat dimana atom H pada gugus metal  digantikan oleh Cl. Dari TAbel berikut dapat dilihat bahwa kekuatan sederetan asam tersebut berbeda, tergantung banyaknya Cl didalam molekul.

Tabel

Asam	Ka
CH3COOH	1,8 x 10-5
ClCH2COOH	1.4 x 10-3
Cl2CHCOOH	3,3 x 10-2
Cl3CCOOH	2,0 x 10-1

1. Dari Tabel tersebut, bagaimana sifat asam asam tersebut dengan bertambahnya Cl dalam molekul? Jelaskan dan beri alasan mengapa demikian
2. Bila anda mempunyai ke empat larutan asam asam tersebut dengan molaritas yang sama, manakah yang pH nya paling tinggi?

Soal 6.            (7 Poin)

Suatu senyawa organik yang mengandung 40% karbon , 6,67% hidrogen dan sisanya oksigen ( Ar C= 12; H=1 ; O= 16).

a. Tentukan rumus empiris senyawa C_x H_Y O_z.                              (5 poin)

b. Jika Mr C_x H_Y O_z. = 150, tuliskan rumus molekulnya.                (2 poin)

Soal 7. ( 18 Poin)

Senyawa dengan rumus molekul C₄H₆ dan  C₅H₅N dapat dijenuhkan dengan reaksi hidrogenasi

a. Tentukan berapa jumlah ikatan rangkap dan cincin dari kedua senyawa tersebut.                                                                             (4poin)

b. Gambarkan empat struktur yang mungkin dari C₄H₆        (8 poin)

c. Gambarkan tiga struktur yang mungkin dari C₅H₅N         (6 poin)

Semoga Berhasil

 
 

KUNCI JAWABAN

JAWABAN : Tipe A, 1 poin untuk setiap Jawaban (Total 15 poin)

1.  C	6.  C	11.  A
2.  A	7.  C	12.  D
3.  D	8.  C	13.  A
4.  B	9.  A	14.  B
5.  A	10.  D	15.  C

JAWABAN Tipe ESSAY (B)  :

JAWAB No 1:

a. Reaksi pembakaran: P_{4 (s)} + 5 O_{2 (g)}  → P₄O_{10 (s)}                                   (1 poin)

b. Sebanyak 1,7,04 g P₄O₁₀ terdiri dari : 0,744 g P  dan

 O = 1,704-0,744 = 0,960  g  O;

Bila 4 unit P mempunyai massa 0,744 g,

maka setiap unit  P mempunyai massa = 0,744/4 = 0,186 g per unit P

Untuk setiap unit O  massanya = 0,960/10 = 0,0960 g per unit O.

Bila 0,0960 g O mewakili massa 16,00 amu,

maka 0,186 g harus mewakili 1 unit P.

Jadi massa P = (0,186/0,096) (16,00) =  31,0 amu.

Maka:  0,186 g P / 0,0960 g O = X amu / 16,00 amu O, X = 31,00amu.

 Massa atom P = 31,00amu.              (4 poin)

JAWAB NO 2:

1. Bilangan oksidasi dalam reaktan, (NH₄)₂Cr₂O₇ :

Cr = +6 ; H = +1 ; N = -3                                                        (1 poin)

Bilangan oksidasi dalam Produk:   Cr = +3; H = +1 ; N = 0               (1 poin)

b. Reaksi eksoterm karena  ∆H_r <0 (negatif)                                           (1 poin)

c. Reaksi reduksi-Oksidasi (redoks)

4. Entalpi reaksi (∆H) penguraian 15 g (NH₄)₂Cr₂O₇:

∆H =(15 /252) x  (-315 kJ) = -18,71 kJ

Jadi dibebaskan panas ( Q) sebanyak= 18,71 kJ                              (3 poin)

5. Jumlah mol gas (uap H₂O dan gas N₂) yang dibebaskan:

 = (4 + 1) (15/252 mol) =   0,298 mol                               ( 2 poin)

PV= nRT

V = (nRT)/P

= {(0,298 x 0,082 liter.atm/ K.mol x [(180 +273)K)}/1 atm

=    11,07 Liter                                                                  (2 poin)

JAWAB 3:

a.    (NH₄)₂(Fe)(SO₄)₂·6H₂O_(s) + H₂O_(l) →(NH₄)₂(Fe)(SO₄)_{2 (aq)}

(NH₄)₂(Fe)(SO₄)_{2 (aq)} →  2NH₄⁺ _(aq)+ Fe²⁺_(aq) + 2 SO₄⁼ _(aq)   (1 poin)

 (NH₄)₂Co(SO₄)₂.6H₂O_(s) + H₂O_(l) →(NH₄)₂Co(SO₄)_{2 (aq)}

 (NH₄)₂Co(SO₄)_{2 (aq)} → 2 NH₄⁺ _(aq)+ Co²⁺ _(aq)+ 2 SO₄⁼ _(aq)     (1 poin)

(NH₄)₂Ni₂(SO₄)₄.6H₂O_(s) + H₂O_(l) →(NH₄)₂Ni₂(SO₄)_{4 (aq)} 

(NH₄)₂Ni₂(SO₄)_{4 (aq)} →2NH₄⁺ _(aq)+ 2Ni³⁺_(aq) + 4 SO₄⁼ _(aq)        (1 poin)

b.    Daya hantar paling besar: adalah larutan (NH₄)₂Ni₂(SO₄)₄:

 (NH₄)₂Ni₂(SO₄)_{4 (aq)} →2NH₄⁺ _(aq)+ 2Ni³⁺_(aq) + 4 SO₄⁼ _(aq)

 Karena mengandung jumlah ion yang paling banyak/ besar (2 poin)

c.    pH larutan (NH₄)₂(Fe)(SO₄)₂ bersifat asam karena hidrolisis ion NH₄⁺ dan Fe²⁺

 Reaksi:     NH₄⁺ + H₂O D NH₄OH + H⁺                                                                  (1poin)

Fe²⁺ + H₂O D Fe(OH)₂ + 2H⁺                                                (1poin)

d. [SO₄⁼] = (1 x 4 x 0,1)/1000 = 0,0004 M           (1poin)

K_sp BaSO₄= 1,1 x 10^-10. 

Didalam larutan: Q= [Ba²⁺][SO₄⁼] = (0,1) (0,0004)= 4 x10^-5 >K_sp

Sehingga: BaSO₄ akan mengendap                    (2 poin)

JAWAB NO 4

Jawaban No 5:

a.            i.    Seiring dengan bertambahnya atom  H yang digantikan dengan atom Cl, maka asam nya akan semakin kuat (Ka semakin besar) Cl. Kekuatan asam ditentukan oleh stabilitas basa konyugasinya.

Dalam kasus ini,  basa konyugasi asam asetat adalah CH₃COO^-. Stabilitas basa konyugasinya ditentukan oleh  bagaimana ion dapat bertahan dengan muatan negatif.

Penggantian  H dengan Cl yang lebih besar dan lebih elektronegatif dari H, akan lebih menstabilkan muatan negatif pada basa konyugasinya. Jadi: bila Cl meningkat maka asamnya makin kuat. (5 poin)

ii.    pH larutan yang terbesar adalah larutan CH₃COOH, karena nilai Ka nya paling kecil (1,8 x 10^-5) (2 poin)

Jawab No 6: (8 poin)

 a). C=40 % atau ->mol C= 40/12= 3,33

H=6,67 % atau 6,67 ->mol H = 6,67/1=6,67

O= 100%-(40 % + 6,67 % )= 53,33 % atau  -> mol= 53,33/16= 3,33

     (C_3,33H_6,67 O_3,33)_n = 150 ,

 Jadi : Rumus empirisnya adalah  C H₂ O  = 150                        ( 6 poin)

b). Rumus molekulnya jika masa relatif  150n adalah (C H₂ O)_n =  150/30

     n=5, jadi rumus molekulnya C₅H₁₀O₅.                        ( 2 poin)

Jawab No 7  ( 18 poin):

 a). Jumlah ikatan rangkap C₄H₆   adalah:

Hidrogen jenuh dari C₄ adalah 10, maka indeks kekurangan hidrogennya adalah 4, jadi molekul C₄H₆ dapat mempunyai dua ikatan rangkap dua atau dua cincin atau satu ikatan rangkap dua dengan satu cincin. ( 2 poin)

Jumlah ikatan rangkap C₅H₅N adalah:

Untuk menentukan ikatan rangkap / cincin dari , maka C₅H₅N dianggap sama dgn C₅H₄N , sehingga jumlah indek kekurangan hidrogennya menjadi 8, berarti mempunyai 4 ikatan rangkap dua, atau 3 ikatan rangkap dua dengan satu cincin, atau 2 ikatan rangkap dua , satu ikatan rangkap 3 atau beberapa kemungkinan sehingga jumalah indek kekurangan hidrogennya 8. (2 poin)

 b). Empat struktur C₄H₆ adalah: ( masing masing struktur 2 poin), total 8 poin

     

Tiga struktur C₅H₅N adalah (masing masing struktur 2 poin), total 6 poin

1.