Diktat Kimia Dasar B.docx

SOAL KIMIA DASAR-B Mata Kuliah

: Kimia Dasar

Dosen

:-

Sifat Ujian

:-

Waktu Ujian

: 90 menit

1. Berapa standar entalpi pembentukan padatan Mg(OH)2 jika diketahui 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)

∆Ho = -1203,6 kJ

Mg(OH)2(s) → MgO(s) + H2O(l)

∆Ho = +37 kJ

2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)

∆Ho = -517,7 kJ

2. Suatu reaksi yang berorder-2 : 2A → B Mempunyai data konstanta kecepatan reaksi sebagai berikut: Suhu (℃ )

k (M-1s-1)

15

0,0521

25

0,101

35

0,184

45

0,332

a. Berapa kJ/mol energi aktivasi (Ea) reaksi tersebut? b. Berapa waktu yang diperlukna untuk merubah 80% A menjadi B pada suhu 60℃? 3. Sebuah sel volta tersusun oleh dua buah setengah sel. Sel pertama menggunakan elektrolit Cd(S) yang dicelupkan ke dalam larutan 1 M Cd2+(aq). Sel yang lain menggunakan elektroda Rh(s) yang dicelupkan ke dalam larutan 1M Rh3+(aq). Potensial selnya adalah 1,2 volt, dan selama sel beroperasi, konsentrasi larutan Rh3+(aq) berkurang dan massa elektroda Rh(s) bertambah: a. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi didalam sel tersebut b. Elektorda mana yang bertindak sebagai anoda dan elektroda mana yang bertindak sebagai katoda c. Berapakah potensial reduksi standar untuk reduksi Rh3+(aq) menjadi Rh(s) d. Berapah nilai ∆G0 untuk reaksi sel volta tersebut Note E0red Cd = -0,403 volt

4. Manakah yang lebih besar volumenya antara 1 mol gas N2 dan 1 mol gas O2 pada tekanan 500 atm dan suhu 400 K jika diketahui konstanta a dan b untuk masingmasing komponen adalah sebagai berikut : Komponen

A (L2-atm/mol2)

B (L/mol)

N2

1,39

0,0391

O2

1,36

0,0318

JAWABAN QUIZ KOMNUM GANJIL 2017/2018 Mata Kuliah

: Kimia Dasar

Dosen

:-

Asisten Dosen

: Azkia Rifqi (Teknik Kimia 16)

ID Line

: azkiarifqi

1. Karena nilai ∆Hfo dari suatu unsur bernilai 0, dari reaksi 1 dan 3 akan didapat ∆Hfo dari MgO dan H2O Reaksi 1 ∆𝐻 𝑜 = 2∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔𝑂 – (2∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔 + ∆𝐻𝑓𝑜 𝑂2 ) −1203,6 = 2∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔𝑂 – 0 ∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔𝑂 = −601,8 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

Rekasi 3 ∆𝐻 𝑜 = 2∆𝐻𝑓𝑜 𝐻2 𝑂 – (2∆𝐻𝑓𝑜 𝐻2 + ∆𝐻𝑓𝑜 𝑂2 ) −577,7 = 2∆𝐻𝑓𝑜 𝐻2 𝑂 – 0 ∆𝐻𝑓𝑜 𝐻2 𝑂 = −258,8 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

Dengan memasukan nilai yang sudah didapat pada reaksi 2, didapat ∆𝐻 𝑜 = (∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔𝑂 + ∆𝐻𝑓𝑜 𝐻2 𝑂)– ∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 37,1 = (−601,8 + (−258,8)) − ∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 ∆𝐻𝑓𝑜 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 = −897,75 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

2. Penyelesaiannya bisa dengan dua cara yaitu 1. Menggunakan persamaan Arhennius a. Dengan menggunakan persamaan Arhennius untuk dua titik, akan didapat energi aktivasi 𝑙𝑛 𝑙𝑛

𝑘2 −𝐸𝑎 1 1 = ( − ) 𝑘1 𝑅 𝑇2 𝑇1

0,332 −𝐸𝑎 1 1 = ( − ) 0,0521 8,314 318 288 𝐸𝑎 = 47004,812 𝐽/𝑚𝑜𝑙 = 47,004 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

b. Harus dicari terlebih dahulu besar konstanta pada 333 K 𝑙𝑛

𝐾333𝐾 −47004,812 1 1 = ( − ) 0,0521 8,314 333 288 𝑙𝑛 𝑒

𝐾333𝐾 = 2,652 0,0521

𝐾 𝑙𝑛 333𝐾 0,0521

= 𝑒 2,652

𝐾333𝐾 = 0,739/𝑀𝑠

Menggunakan persamaan reaksi pada orde 2, akan didapat waktu yang dibutuhkan. Diketahui [A]t = 20% dan [A]o = 100% 1 1 = 𝑘𝑡 + [𝐴]𝑡 [𝐴]𝑜 1 1 = 0,739𝑡 + 0,2 1 𝑡 = 5,412 𝑠

2. Menggunakan regresi a. Dari data data yang diberikan pada table dalam soal, dapat dibuat regresi dengan menyesuaikan pada persamaan arhennius ln 𝑘 =

y

−𝐸𝑎 1 + ln 𝐴 𝑅 𝑇 b x

a

Dengan memasukan pada kalkulator nilai y yaitu ln k dan nilai x yaitu 1/T(Kelvin), maka akan didapat persamaan garis yaitu 𝑦 = −5638,34𝑥 + 16,623 −𝐸𝑎 𝑏 = −5638,34 = 𝑅 𝐸𝑎 = −46877,16 𝐽/𝑚𝑜𝑙 = 46,877 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

b. Dengan memasukan nilai x dengan 1/333 pada persamaan garis, maka akan didapat nilai y yaitu ln k 1 𝑦 = −5638,34 ( ) + 16,623 333 𝑦 = ln 𝑘 = −0,30895 𝑘 = 0,7342

Jika sudah diketahui nilai konstanta, maka penyelesainnya sama dengan yang sudah dijelaskan sebelumnya yaitu menggunakan persamaan rekasi orde-2 3. Penyelesaiannya a. Dari analisis soal dapat diketahu bahwa Rh mengalami reduksi (massa elektroda Rh bertambah) sehingga Cd mengalami sebaliknya 2𝑅ℎ3+ + 3𝐶𝑑 → 3𝐶𝑑 2+ + 2𝑅ℎ b. Katoda adalah eketroda yang mengalami reduksi dan anoda mengalami oksidasi, sehingga katoda yaitu Rh dan anoda yaitu Cd c. Menggunakan persamaan Eocell maka 0 0 0 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙 = 𝐸𝑟𝑒𝑑(𝑐𝑎𝑡ℎ𝑜𝑑𝑒) − 𝐸𝑟𝑒𝑑(𝑎𝑛𝑜𝑑𝑒) 0 1,2 = 𝐸𝑟𝑒𝑑(𝑅ℎ) − (−0,403) 0 𝐸𝑟𝑒𝑑(𝑅ℎ) = 0,797 𝑉𝑜𝑙𝑡

d. Dari reaksi yang terjadi jumlah electron yang terlibat yaitu 6, sehingga ∆𝐺 0 = −𝑛𝐹𝐸 0 ∆𝐺 0 = −6𝑥96500𝑥1,2 ∆𝐺 0 = 694800 𝐽/𝑚𝑜𝑙 4. Ditinjau dari persamaan van der Waals 𝑝=

𝑛𝑅𝑇 𝑛2 −𝑎 2 𝑉 − 𝑛𝑏 𝑉

Dengan memasukan semua data yang didapat dari soal, dan dibandingkan untuk zat N2 dan O2, didapat bahwa volume N2 > volume O2