Soal Olimpiade Sains Nasional tingkat nasional Bidang Kimia tahun 2009

Soal 1. Asal mula dari Atmosfir (18 poin) 
Pada awal mula kehidupan dimuka bumi, komposisi atmosfir sangat berbeda dengan keadaan sekarang ini. Pada saat itu, gas A, metana, ammonia, dan gas gas lain kandungannya sangat tinggi, sedangkan gas sederhana B keberadaannya hampir tidak ada sama sekali. Karena proses kimia di dalam organisme, jumlah gas A mulai berkurang sedangkan jumlah gas B jumlahnya mulai meningkat.
Sekarang ini, keberadaan dan kandungan gas B di atmosfir bumi dihasilkan melalui proses fotosintesis yaitu nA + nH2O → nB + (CH2O)n. Pada mulanya, B mulai terakumulasi (terkumpul) di atmosfir dapat menyebabkan kandungan Fe2+ yang terdapat di dalam air laut teroksidasi menjadi Fe3+. Lapisan gas di atmosfir yang melindungi bumidari radiasi sinarultra violet (UV) terbuat dari C, yang merupakan allotropi dai B. Semua perubahan ini membantu meningkatkan keanekaragaman hayati di permukaan bumi.
Dalam kondisi tertentu, senyawa D menghasilkan radikal, yang dapat menimbulkan penuaan. Zat D hanya mengandung hindrogen dan oksigen serta mempunyai sifat mereduksi ataupun mengoksidasi.
a) Tuliskan formula A-D, dan sebutkan nama zat tersebut   (4 poin)
b) Tuliskan persamaan reaksi setara dari perubahan berikut ini.  (4 poin)
     i. nA + nH2O → nB + (CH2O)n
     ii. D → B
     iii. Fe(OH)2 + B + H2O →
     iv. B ↔ C
c) Berdasarkan sifat reduksi –oksidasi dari D, tuliskan persamaan reaksi keseluruhan, setengah reaksi     reduksi dan setengah reaksi oksidasi, kemudian tunjukkan pada reaksi mana D sebagai reduktor           dan D sebagai oksidator   (10 poin)
i. D + KI + H2SO4 →
ii. D + K2Cr2O7 +H2SO4 →  

Soal 2. Struktur Molekul (22 poin) 
Penentuan struktur molekul bermanfaat untuk mengetahui berbagai sifat fisik maupun kimia suatu senyawa. Misalnya sifat kepolaran suatu senyawa ditentukan oleh konfigurasi elektron dan orientasi atom-atom penyusunnya dalam ruang. Berikut ini adalah contoh senyawa yang menunjukkan hubungan antara struktur molekul dengan sifat fisik dan kimianya, yaitu : SO2 , HBF2 , CH2Cl2 , NF3.
a) Tentukan atom-atom pusat (beri tanda garis bawahnya) dari keempat senyawa tersebut.        (2 poin)
b) Tentukan Jumlah total elektron valensi dalam  masing masing senyawa tersebut          (2 poin)
c) Gambarkan struktur lewis keempat senyawa tersebut   (8 poin)
d) Perkirakan sudut ikatan pada tiap senyawa    (2 poin)
e) Tentukan Jenis hibridisasi pada atom pusat dari setiap senyawa  (4 poin)
f) Tentukan apakah semua senyawa itu polar, atau nonpolar  (2 poin) g) Sebutkan nama geometri struktur molekul tersebut   (2 poin)  

Soal 3. Gas NOCl (15 poin)
Nitrosil klorida, NOCl adalah gas berwarna kuning yang sangat beracun dan dapat mengiritasi paru-paru, mata dan kulit. Gas ini sering digunakan untuk sintesis produk farmasi dan dapat dihasilkan campuran asam klorida dan asam nitrat pekat. Senyawa NOCl dapat mengurai menjadi radikal NO dan Cl melalui proses fotosintesis, dan pembentukan radikal ini berbahaya bagi lingkungan.
a) Tuliskan persamaan reaksi pembentukan nitrosil klorida sesuai wacana di atas          (1 poin)
b) Tuliskan reaksi fotolisis NOCl tersebut     (1 poin) Sejumlah gas NOCl murni dimasukkan ke dalam suatu wadah yang volumenya 1,00 L dan kemudian dipanaskan hingga 240 oC, sehingga membentuk produk berupa gas NO dan gas klor hingga tercapai kesetimbangan. Dalam keadaan setimbang ternyata tekanan totalnya adalah 1,00 atm dan tekanan parsial NOCl adaah 0,70 atm.
 c) Tuliskan reaksi kesetimbangan tersebut     (1 poin)
d) Tuliskan pernyataan Kp untuk keseimbangan tersebut   (2 poin)
e) Hitunglah tekanan parsial gas NO dan gas klor pada kesetimbangan (4 poin)
f) Hitunglah nilai Kp untuk proses tersebut pada 240 oC   (2 poin)
g) Diketahui entali pembentukan standart, ∆H◦f(NOCl(g))= 51,7 kJ mol-1 dan ∆H◦f(NO(g))= 90,4 kJ mol-1, tunjukan dengan perhitungan apakah reaksi kesetimbangan di atas eksoterm atau endoterm.      (4 poin)  

Soal 4. Garam Natrium dan Larutannya (27 poin)
Garam Natrium adalah termasuk garam yang paling banyak ditemukan dalam mineral di bumi. Berbagai variasi anion dapat bergabung dengan kation natrium menghasilkan garam dengan keasaman yang berbeda bila dilarutkan dalam air. Diketahui beberapa garam natrium berikut NaCN, CH3COONa, NaF, NaCl, dan NaOCl. Jika kosentrasi setiap larutan garam  natrium tersebut dalam air adalah 0,1 M dan diketahui Ka HCN = 6,2 x 10-10, Ka CH3COOH=1,8 x 10-5, Ka HF=7,2 x 10-4, Ka HOCl =4,0 x 10-8, maka:
a) Susunlah urutan mulai dari yang paling asam hingga yang paling basa dari larutan 0,1 M garam tersebut. Berikan alasannya berdasarkan teori asam basa Bronsted Lowry         (5 poin)
Suatu garam natrium tak dikenal kemungkinananya adalah salah satu dari kelima garam di atas. Bila 0,100 mol gara tersebut dilarutkan dalam air hingga volumenya 1,00 L, diperoleh larutan yang pH-nya 8,07.
b) Tentukan rumus kimia gara tersebut dan buktikan dengan perhitungan. (5 poin)
Garam natrium hipoklorit (NaOCl) adalah bahan aktif dalam cairan pakaian, umumnya konsentrasinya  sebagai bahan aktif adalahh 5,0 %
c) Hitung konsentrasi garam NaOCl dalam pemutih dengan satuan molaritas          (3 poin)
d) Hitunglah pH bila 100 mL larutan pemutih ini dititrasi dengan 50,00 mL larutan HNO3(aq) 0,67 M        (3 poin)
Anda mempunyai senyawa padatan FA1, larutan FA2, larutan FA3 serta larutan FA4. Padatan FA1 merupakan campuran natrium klorida dan natrium hidrogen karbonat. Larutan FA22 mengandung FA1 sebanyak 20,00 g per liter. Larutan FA3 mengandung asam klorida sebanyak 0,20 ml per liter. Larutan FA4 mengandung natrium hidroksida sebanyak 5,00 g per liter. Pada suatu eksperimen, sebanyak 25,00 mL larutan FA2 direaksikan dengan 50,00 mL larutan FA3. Kemudian, kelebihan asam dititrasi dengan larutan FA4 sebanyak 48,00 mL
e) Tuliskan persamaan reaksi larutan FA2 dengan larutan FA3  (1 poin)
f) Tuliskan pula persamaan reaksi larutan FA3 dengan larutan FA4  (1 poin)
g) Hitung konsentrasi FA4, nyatakan dalam M(mol/L)   (2 poin)
h) Hitung volume FA3 yang bereaksi dengan FA4 sebanyak 48,00 mL (2 poin)
i) Hitung volume FA3 yang bereaksi dengan FA2 sebanyak 25,00 mL (2 poin)
j) Hitung persen natrium karbonat dalam FA1    (3 poin)
  
Soal 5. Hidrolisis Sukrosa dalam larutan asam (17 poin) 
Di dalam larutan asam klorida, skurosa (C12H22O11) bereaksi membentuk gula sederhana sesuai reaksi:
sukrosa→ glukosa + fruktosa
pada 23◦C, sukrosa dengan konsentrasi awal 0,316 M dalam larutan HCL 0,5 M diamati laju hilangnya sukrosa dan dikumpulkan data yang kemudian di plot dan diperoleh grafik seperti gambar 1. Selanjurnya data ini ditransformasi dan diperoleh grafik seperti gambar 2.        
Gambar 1.        
Gambar 2.  
Waktu (min)
Sukrosa (M)
ln [Sukrosa]
Waktu (min)

Berdasarkan grafik yang diperoleh jawablah pertanyan berikut ini.
a) Bila reaksi terhadap HCL adalah oreder nol, tentukan hukum laju reaksinya.          (2poin)
b) Berapa nilai konstanta laju reaksinya (k)?    (3 poin)
c) Hitunglah waktu paruhnya      (3 poin)
d) Berapa konsentrasi sukrosa yang tersisa setelah 255 menit?  (3 poin)
e) Bila konsentrasi HCL yang digunakan adalah 1M, bagaimana laju reaksinya          (2 poin) Pada pengukuranlaju reaksi pada temperatur yang berbeda, ternyata pada 35◦C laju reaksinya 4,1 lebih cepat dibandingkan pada 25◦C.
f) Hitunglah berapa energi aktivasi reaksi hidrolisis tersebut  (4 poin)  

Soal 6. Sel Edison (21 poin) 
Sel sekunder adalah suatu baterai yang dapat diidi ulang. Baterai timbal dalam asam sulfat yang sering dipakai di kendaraan bermotor adalah salah satu contoh dari sel sekunder, mirip dengan baterai timbal, baterai yang menggunakan besi dan nikel dalam suasana basa dinamakan sel edison ketika bekerja, di anoda terjadi oksidasi besi menjadi FeO dan di katoda terjadi reduksi Ni2O3(s) menjadi NiO(s).                      
Wadah porselin Tutup porselin
Pelat besi
Basa Pelat nikel oksida

a) Tuliskan setengah reaksi di anoda dan katoda, serta reaksi sel-nya (3 poin)
b) Bila suatu sel edison berukuran x cm3, memberika potensial 1,2 V dan energi sebesar 115,8 kJ. Bila ukuran sel dilipatkan dua (masa katoda da anodanya dilipatkan 2), maka: (2 poin)
   (i) Potensial selnya akan: Menjadi dua kali Menjadi setengahnya tetap
   (ii) Energi yang dihasilkan sel: Menjadi dua kali Menjadi setenganya  tetap
c) Energi yang dihasilkan oleh suatu baterai dapat merupakan hasil kali jumlah mol elektron yang diserah terimakan, muatan 1 mol elektron dan potensial baterai.
   (i) Tentukan muatan satu mol elektron dalam Coulomb (C)  (2 poin)
   (ii) Tentukan jumlah mol elektron yang diserah terimakan dalam sel berukuran x cm3 seperti dinyatakan pada soal di atas   (3 poin)
   (iii) Bila baterai ditarik sebanyak 0,05 C/detik, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mereduksi  0,5 mol NI2O3(s)    (3 poin)
d) Tetapan keseimbangan reaksi yang berlangsung dalam sel dapat dihitung dengan persamaan K = e (nFE◦/RT). Hitung tetapan kesetimbangan reaksi yang berlangsung dalam sel Edison, pada suhu ruang (298 K)     (4 poin)
e) Tuliskan reaksi yang berlangsung saat sel Edison diisi ulang  (2 poin)
f) Berapa potensial minimal yang harus diberikan pada sel saat pengisian ulang?          (2 poin)
 
Soal 7. Asam Benzoat (18 poin) 
Asam benzoat C6H5COOH, diapakai sebagai pengawet dalam makanan dan beberapa produk buah-buahan dalam kaleng. Asam benzoat tidak terlalu berbahaya bagi manusia jika dikonsumsi dalam jumlah sedikit, sebab dapat disekresi melalui urin sebagai asam hipurat (D).    
(D) Asam Hipurat
a) Sebutkan gugus fungsi apa saja dalam senyawa (D).   (1 poin)
b) Tentukan dua rumus senyawa yang dapat bereaksi dalam laboratorium untuk menghasilkan (D).       (2 poin)
c) Sebutkan peraksi dan kondisi yang dibuthkan untuk membuat asam benzoat dari senyawa (D).        (2 poin)
d) Jika senyawa (d) direaksikan dengan gas klor dengan kaatalis FeCl3, gambarkan  struktur produk yang terbentuk.      (3 poin)
Metilbenzen jauh kurang bersifat racun dibandingkan dengan benzena, sebab tubuh dapat merubah metilbensena menjadi asam benzoat.
e) Termasuk jenis reaksi apa perubahan dari metilbenzena menjadi asam benzoat dan tuliskan pereaksi untuk menghasilkan asam benzoat tersebut.  (2 poin)
f) Sarankan skema pembuatan asam benzoat di laboratorium.  (4 poin)
g) Berapa berat maksimum asam hipurat, jika 1,0 g metilbenzen tertelan ke dalam tubuh?         (4 poin)  

Soal 8. Tripeptida (22 poin) 
Tripeptida adalah suatu senyawa yang tersusun dari tiga jenis asam amino. Biasanya tripeptida dan oligomer peptida rantai pendek tergantung dalam mahluk hidup famili Mollusca yang fungsinya untuk penyangga bagian vital tubuh mahluk tersebut. Pada reaksi hidrolisis suatu tripeptida dihasilkan asam amino dengan jumlah yang sama sebagai berikut:  
     B          C     D          
a) Lingkari dan beri nama gugus-gugus fungsi yang terdapat pada ketiga asam amino tersebut!        (3 poin)
b) Ada beberapa kemungkinan ketiga asam amino tersebut berikatan menjadi suatu tripeptida?        (1 poin)
c) Gambarkan salah satu struktur molekul dari tripeptida tersebut.  (2 poin)
d) Tunjukkan apa yang terjadi jika tripeptida tersebut direaksikan dengan pereaksi di bawah ini tetapi tidak terjadi hidrolisis     (6 poin)
    (i) Ditambahkan dengan NaOH
    (ii) Ditambahkan dengan HCl
e) Tunjukkan manakah di antara ketiga asam amino tersebut yang paling bersifat basa         (1 poin)
f) Jika asam amino C direaksi dengan asam nitrat pekat dalam suasana asam sulfat pekat, gambarkan produk yang terbentuk.     (3 poin)
g) Jika asam amino B dioksidasi dengan suatu oksidator kuat, gambarkan produk yang terbentuk.        (3 poin)
h) Jika asam amino D bereaksi dengan tionil klorida ( SOCl2), kemudian produk yang terbentuk direaksikan dengan etil amina, gambarkan produk yang terbentuk          (3 poin)

Read More

Soal Olimpiade Sains Nasional tingkat provinsi bidang Kimia tahun 2009

Soal 1.  Gas Nitrogen dan Senyawanya (12 poin)  
Lengkapi  isian berikut dengan jawaban yang paling tepat.
Nitrogen adalah unsur yang paling banyak terdapat di udara.  Pada tekanan udara 1 atm dan tempertatur 25oC, nitrogen berbentuk gas dengan rumus kimia (a)………... Di atmosfer, kadar gas nitrogen terdapat kurang lebih sebanyak (b)………% v/v.   Struktur Lewis gas nitrogen digambarkan sebagai (c)……………..  
Gas nitrogen bereaksi dengan gas hidrogen pada temperatur dan tekanan tinggi membentuk senyawa  berupa gas berbau menusuk, dengan rumus kimia (d)………..  Produksi senyawa gas bau menusuk tersebut disebut proses (e)……….. dimana unsur (f)………digunakan sebagai katalis.  Senyawa gas (d) tersebut mudah larut dalam air menghasilkan larutan dengan (g) pH………….. Senyawa (d) tersebut juga bereaksi dengan asam nitrat membentuk padatan putih dengan rumus kimia (h)……………. yang merupakan bahan peledak.  Senyawa (d) tersebut juga bereaksi dengan asam sulfat membentuk padatan putih dengan rumus kimia (i)………………yang digunakan sebagai pupuk.
Gas nitrogen bereaksi dengan oksigen pada temperatur tinggi dalam mesin-motor/mobil membentuk senyawa dengan rumus kimia (j)……….. yang berbahaya bagi lingkungan.  Dalam rangka mengurangi polusi gas buang kendaraan bermotor, diperlukan katalis (k)…………..untuk mengubah gas-gas berbahaya seperti (l)…….. dan (m)…………. menjadi gas tidak berbahaya yaitu (n)………….dan (o)…………………..  

Soal 2.   Orbital atom. (14 poin)  
Orbital adalah suatu ruang yang menggambarkan kebolehjadian menemukan elektron.  Orbital diperoleh dari bilangan kuantum ke dua (azimuth).  Pada gambar berikut, ditampilkan bentuk orbital atom yang berada di perioda dua pada sistim Periodik modern.
Seleksi Olimpiade Sains Provinsi 2009 6
a. Tuliskan nama orbital apa yang digambarkan pada A, B, C , D dan E tersebut?             (5 poin)
b. Atom Berilium terletak pada golongan 2 dan periode-2 Sistim Periodik Modern.  Orbital apa saja       yang tidak terisi elektron pada atom berilium tersebut? (nyatakan dengan A,B,C,D,E)        (3 poin)
c. Pada suatu unsur X, orbital A dan C terisi elektron secara penuh, tetapi orbital B dan E terisi               setengah penuh, sedangkan orbital D tidak terisi elektron.  Tentukan jumlah proton pada atom X         dan perkirakan massa unsur X    (4 poin)
d. Berapa bilangan oksidasi  ion karbon yang memiliki elektron pada orbital A dan C secara penuh?        (2 poin)    

Soal 3.  Mineral Erevanite (15 poin)
Erevanite adalah mineral  alkali karbonat silikat yang formula umumnya adalah M2CO3.xSiO2. Mineral ini dapat digunakan sebagai  bahan dasar pembuatan gelas transparan. Bila sejumlah erevanite  dengan berat yang sama dipanaskan, ternyata akan menghasilkan jenis dan jumlah gas yang sama bila erevanite direaksikan dengan larutan asam (HCl dan HF). Dari pengamatan, diperoleh data sbb: Perlakuan  terhadap erevanit (a gram) Berat endapan yang diperoleh Berat Residu Volume gas (STP) Penguraian dengan pemanasan (900oC) - 7,32 g 1,35 L Penambahan  larutan HCl 3,61 g - 1,35 L Penambahan larutan HF 10,6 g - 1,35 L
Bila mineral erevanite hanya mengandung satu jenis logam alkali, maka:
a. Tentukanlah jenis dan jumlah gas yang dibebaskan pada proses perlakuan diatas          (3 poin)
b. Tentukanlah logam M dan x dalam komposisi erevanite (dengan perhitungan).         (6 poin)
c. Tuliskanlah persamaan reaksi dengan proses perlakuan di atas (lengkap dengan fasanya).       (6            poin)  

Soal 4.   Bahan Pemutih  (14 poin)  
Natrium hipoklorit, NaOCl banyak digunakan sebagai bahan pemutih dan zat antiseptik. Suatu larutan antiseptik dibuat dengan melarutkan 0,745 g NaOCl di dalam air sampai volume  tepat 100 mL.   Tetapan ionisasi (Ka) asam hipoklorit, HOCl = 10 -8.
a. Tuliskan reaksi pengionan NaOCl dan reaksi hidrolisis yang terjadi.  (2 poin)
b. Tuliskan pasangan asam–basa konjugasi yang terlibat   (2 poin)
c. Hitung konsentrasi Na+, OCl-, HOCl, dan OH- di dalam larutan tersebut setelah tercapai                     kesetimbangan, nyatakan dengan Mol/L.     (4 poin)
Larutan antiseptik dengan pH tertentu dapat dihasilkan dengan mencampurkan larutan HOCl dengan larutan NaOH. d. Hitung pH larutan antiseptik yang dihasilkan dari pencampuran 100 mL larutan HOCl 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M.   (3 poin)
e. Larutan  d ditambahkan 1 mmol HCl dengan meneteskan beberapa tetes larutan HCl pekat (volume     larutan HCl dapat diabaikan). Hitung pH larutan setelah penambahan HCl.       (3 poin)  

Soal 5.  Reaksi Redoks (15 poin)
Senyawa K3[Mn(C2O4)3]·xH2O dapat berfungsi sebagai oksidator.  Sebanyak 200 mg sampel K3[Mn(C2O4)3]·xH2O  dilarutkan dengan 25 mL air dalam Erlenmeyer 250 mL, kemudian di tambahkan 1 g KI dan 10 mL HCl 4M, dan  iodium yang dihasilkan bereaksi sempurna dengan larutan natrium tiosulfat, (Na2S2O3) 0,025 M sebanyak 16,32 mL.
a.  Tuliskan bilangan oksidasi ion logam dalam senyawa K3[Mn(C2O4)3]·xH2O             (2 poin)
b. Ion mana pada K3[Mn(C2O4)3]·xH2O  yang bertindak sebagai oksidator?, tuliskan setengah               reaksi reduksinya.                 (3 poin)
c. Tuliskan setengah reaksi oksidasi KI menjadi iodium   (2 poin)
d. Tuliskan persamaan  reaksi iodium dengan ion tiosulfat.  (3 poin)
e. Berapa mili-ekivalen ion tiosulfat yang bereaksi dengan iodium? (2 poin)
f. Hitung nilai x        (3 poin)  

Soal 6.  Gas pencemar dan beracun CO  (9 poin)  
Gas  karbon monoksida CO adalah gas beracun yang sangat berbahaya karena dapat bereaksi dengan hemoglobin (Hb) menggantikan O2. Laju reaksi antara  hemoglobin (Hb) dan karbon monoksida (CO) dipelajari pada  20°C. Dari hasil observasi, diperoleh data berikut ini:
Ekperimen  [Hb]0 (mol/L)
[CO]0 (mol/L)
Laju awal (mol/L·s)
1 2,21 1,00 0,619
2 4,42 1,00 1,24
3 4,42 3,00 3,71
dengan 2,21 x 10-6 mol/L.

a. Tentukan order reaksi  terhadap Hb dan CO.    (3 poin)
b. Tentukanlah hukum laju reaksinya       (1 poin)
c. Hitunglah nilai konstanta laju reaksinya.      (2 poin)
d. Berapa laju awal untuk eksperimen dengan [Hb]0 = 3,36 mol/L dan [CO]0 = 2,40 mol/L?              (3 poin)
Dalam gas buang dari knalpot kendaraan bermotor, gas beracun karbon monoksida dapat terbentuk melalui reaksi antara karbon (jelaga) dengan karbon dioksida:
  C(s) +CO2(g)  2CO(g)
Bila tekanan total pada kesetimbangan tersebut adalah 1,0 atm dan tetapan kesetimbangan Kp untuk reaksi di atas pada 900C adalah 1,0.
e. Hitunglah tekanan parsial CO pada kesetimbangan
 
Soal 7.  Kelarutan garam perak asetat. (14 poin)
Perak asetat, Ag(O2CCH3), adalah garam yang sedikit larut dalam air. Pada temperatur 20 C, 100 g air dapat melarutkan 1,04 gram kristal perak asetat, dan densitas larutan yang diperoleh adalah 1,01 g/cm3. Diketahui Ka CH3CO2H = 1,75x10-5 ; 1 mol CH3CO2H = 60 g ;  1 mol Ag(O2CCH3) =167 g
a. Hitunglah konsentrasi molar larutan jenuh perak asetat pada 20 C, jika densitas larutan adalah           1,01 g/cm3.       (3 poin)
b. Hitunglah tetapan hasil kali kelarutan untuk perak asetat.   (2 poin)
c. Bila dibandingkan dengan kelarutannya dalam air murni, bagaimana kelarutan perak asetat dalam:          i. larutan yang mengandung asam asetat?     (2 poin)
       ii. larutan asam nitrat 0,1 M ?       (2 poin) Berikan alasannya
d. Ion Ag+ dalam air mengalami hidrolisis dan tetapan hidrolisis, Kh = 2,0 x 10-12
         i. Tuliskan reaksi hidrolisis ion Ag+       (2 poin)
         ii. Bagaimana pH larutan jenuh Ag(O2CCH3), asam atau basa? Jelaskan (3 poin)

Soal 8.  Proses pelapisan logam (elektroplating)   ( 12 poin)
Proses elektroplating (pelapisan logam) adalah salah satu cara melindungi besi dari korosi (pembentukan karat). Benda dari besi permukaannya dilapisi dengan logam yang relatif kurang reaktif dibandingkan besi, misalnya zinc (Zn).  Selembar lempeng besi hendak dilapisi dengan  zinc dengan cara elektrolisis (proses electroplating). Sebagai sumber listrik yang digunakan untuk elektrolisis adalah baterei.
a.  Identifikasi (tunjukkan)   elektroda mana yang dihubungkan dengan kutub negatif dan mana  dihubungkan dengan kutub positif baterei, dan jelaskan.  (3 poin)
b.  i. Identifikasi apa yang akan bertindak sebagai elektroda dalam proses tersebut             (2 poin)
     ii. setengah reaksi pada setiap elektroda, serta reaksi keseluruhan  (3 poin)
c.    i. Elektrolit yang digunakan untuk proses elektrolisis    (2 poin)
      ii. konsentrasi elektrolit sesudah             proses elektrolisis     (2 poin)  

Soal 9.  Reaksi Gas Isobutilena (12 poin)
Gas isobutilena dilarutkan dalam H2SO4 63% menghasilkan suatu padatan berwarna putih A.  Ketika dipanaskan dalam air, padatan A berubah menjadi zat cair B dengan titik didih 83oC.
 a. Gambarkan struktur A dan B.        (6 poin)
 b. Tuliskan skema reaksi yang terjadi dan nama senyawa A dan B.               (6 poin)

Soal 10.   Pemanis buatan (14 poin)  
Sakarin adalah pemanis buatan yang banyak dipakai dalam minuman ringan (soft-drink). Di industri, sakarin dibuat dengan menggunakan  bahan dasar  metilbenzena melalui tahapan reaksi seperti berikut:        
a.  i. Reaksi tahap I , II dan III termasuk jenis reaksi apa ?    (6 poin)
 ii. Reagen apa yang dipakai pada tahap reaksi II dan III ?   (4 poin)
Jika metilbenzen dinitrasi dengan campuran asam nitrat dan asam sulfat pekat, produknya merupakan isomer dengan rumus molekul C7H7NO2.
b.  Tentukan struktur isomer dari C7H7NO2.      (4 poin)  

Read More

Soal Olimpiade Sains Nasional Bidang Kimia tahun 2009 Tingkat Kabupaten

A. Soal Pilihan Ganda

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)}

B.  C _(s)   + O_{2 (g)} ®   CO_{2 (g)}

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

D.  2 C _(s)   + O_{2 (g)} ®   2CO _(g)

E.   2S _(s) + 3O_{2 (g)} ® 2SO_{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 Cl₂

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 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  50.50 mL larutan  0,116 M HF dititrasi dengan larutan  0,1200 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.        1,23

9. Apa pengaruhnya terhadap pH larutan bila kedalam 200 mL larutan  0,20 M asam asetat (HC₂H₃O₂) ditambahkan 10 mL larutan aqueous 0,010 M KCl?

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

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)

c.    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 kissi 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:

b.    Tuliskanlah reaksi ionisasinya dalam air                                            (3 poin)

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

d.    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)₃ yang konsntrasinya 0,1 M tersebut ditambahkan kedalam  1 liter larutan BaCl₂ 0,1 M maka:

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

a.         [HCO₃]^-

b.         SO₂

c.         N₂O

d.         [PO₄ ]^3-

Soal 5.

 Air hujan yang normal bersifat sedikit asam karena mengandung gas karbon dioksida yang terlarut. Karbon dioksida yang larut dalam air membuat larutan bersifat asam:

CO_2(aq) + H₂O_(l) D H⁺ _(aq) + HCO₃^- _(aq)            K_a = 4,3 x 10^-7

Dilain pihak, hujan asam adalah problem utama  dibanyak bagian permukaan bumi. . Hujan asqam mengandung sejumlah asam kuat seperti H₂SO₄ dan  HNO₃. Asam asam ini terutama dihasilkan dari pembakaran bahan fossil (batubara, minyak bumi dan gas alam) yang mengandung sulfur. Pembakaran tersebut menghasilkan sulfur dioksida yang selanjutnya bereaksi dengan oksigen  di atmosfir membentuk  sulfur trioksida. Sulfur trioksida larut dalam air dan membentuk asam sulfat: Akibatnya keasaman air hujan meningkat , yang akan merusak pepohonan, kehidupan air korosi terhadap logam dan mengikis batuan atau bagunan.

a. Tuliskan lah reaksi reaksi yang terjadi, mulai dari Sulfur membentuk sulfur dioksida, sulfur trioksida dan asqam sulfat.  

b.  pH in dapat menjadi  3 atau bahkan lebih rendah untuk daerah yang terpolusi berat.

Hitunglah konsnentrasi  [H⁺] dan [OH^-] pada pH 3,30 dan 25^oC.

c. Bila sulfur dioksida  (SO₂) larut dalam air, akan terbentuk asam sulfit (H₂SO₃, K_a1=1,7 x 10^-2, K_a2=6,4 x 10^-8). Didalam air, asam sulfit akan menyumbangkan proton ke molekul air. 

i.    Tuliskan reaksi kesetimbangan kimianya, dan tunjukkan mana yang merupakan asam dan basa kuat Bronsted-Lowry yang lebih kuat dari persamaan reaksi  tersebut. (berikan hanya untuk reaksi proton yang pertama dari H₂SO₃)

ii.    Bila ionisasi dari HSO₃^- selanjutnya diabaikan (karena K_a2<<K_a1), hitunglah pH larutan bila konsentrasi awal H₂SO₃ adalah  4,0 x 10^-4M.

d.    Bila   pada awalnya SO₂ dari soal (c) dioksidasi menjadi  SO₃, maka konsentrasi  H₂SO₄ adalah juga 4,0 x 10^-4M.

Dalam kasus ini, hitunglah  pH larutan H₂SO₄. (H₂SO₄, K_a1 sangat besar, dan terionisasi sempurna,  dan K_a2 = 1.2 x 10^-2).

e.  Alam mempunyai cara sendiri untuk memerngi hujan asam. Danau juga membunyai kapasitas buffeer, khususnya untuk daerah yang banyak mengandung batu kapur yang akan meningkatkan  jumlah kasium karbonat terlarut. Tuliskan persamaan reaksi untuk air hujan yang mengandung sedikit asam sulfat yang jatuh ke danau yangn mengandung sejumlah ion karbonat (CO₃^2-). Jelaskan mengapa danau tersebut dapat menahan perubahan  pH. Apa yang akan terjadi bila  sejumlah air hujan asam jatuh kedanau secara berlebihan dan terdeposisi di danau?

Soal 7.

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.

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. 8

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.

b. Jika Mr C_x H_Y O_z. = 150, tuliskan rumus molekulnya.

Soal 9.

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

a. Tentukan berapa jumlah ikatan rangkap dan cincin dari kedua senyawa tersebut.

b. Gambarkan empat struktur yang mungkin dari C₄H₆

c. Gambarkan tiga struktur yang mungkin dari C₅H₅N

Read More

Soal Olimpiade Sains Nasional Bidang Kimia tahun 2008 tingkat Nasional

1. Gas berikut ini, manakah yang mempunyai densitas terbesar pada kondisi  STP?

A. CO₂                        D. N₂

B. Ar                      E. O₂

C. CH₄

2. Perhatikan manometer raksa berikut ini. Bila tekanan atmosfir adalah  0,925 atm,  berapa tekanan gas dalam syringe?

A. 703 mm Hg                                 D. 696 mm Hg

B. 9,5 x 10 ^-3 atm                             E. 7,2 mm Hg

C. 710 mm Hg

3. Berikut ini, grafik mana yang tidak mewakili sifat gas  ideal?

A. i, ii, dan iii                         D. iii dan iv

B. ii dan iii                             E. iv

C. i, ii dan iv.

4. Pasangan pernyataan berikut ini, manakah yang setara (sepadan) /cocok?

A. Tekanan uap tinggi -   nilai DH_penguapan tinggi

B. Nilai DH_penguapan tinggi- titik didih rendah

C. Tekanan uap rendah- titik didih tinggi

D. Titik didih rendah -  kecepatan penguapan lambat

E. Tekanan uap tinggi - Titik didih tinggi.

5. Dari kelompok senyawa berikut ini, manakah yang tidak mematuhi aturan oktet:

A. NH₃, PH₃, SO₃                                     D. NO₂^-, SO₃^2-, SCN^-

B. H₂O, CH₂Cl₂, CO₂                             E. HOCl, Cl₂CO, N₂H₄

C. BF₃, SF₄, ICl₃^-

6.  Struktur molekul berikut ini:

Hibridisasi atom C₂ , O dan N  berturut turut adalah:

A.    sp², sp² dan sp³                                      D. sp, sp² dan sp³

B.    sp³, sp³ dan sp³                                      E. sp², sp² dan sp²

C.   sp³, sp² dan sp

7. Berikut ini senyawa manakah yang mempunyai sudut ikatan sekitar 109,5º?

A. SO₃                                                D. PCl₃

B. NO₃^-                                                               E. IF₃

C. BF₃

8. Berikut ini pernyataan mengenai  etanol, CH­₃CH₂OH

I. Etanol mengandung ikatan O-H polar  sehingga dapat bercampur baik dengan air.

II. Etanol membentuk ikatan hidrogen dengan air.

III.Titik didih didih etanol lebih tinggi dibandingkan hidrokarbon dengan jumlah atom karbon yang sama.

IV.  Pada temperatur sama, tekanan uap jenuh etanol lebih rendah dari air

Manakah pernyataan yang BENAR:

A. Hanya pernyataan I                        D. Pernyataan I, II, dan IV

B. Pernyataan I dan  II                        E. Semua pernyataan BENAR

C. Pernyataan I, II, dan III

9.    Jari-jari dan muatan masing-masing dari enam ion ditunjukkan dalam tabel ini :

Ion                   J⁺          L⁺         M²⁺      X^-         Y^-          Z^2-

Jari-jari /nm      0,14     0,18     0,15    0,14    0,18      0,15

Bila padatan ionik JX, LY dan MZ mempunyai tipe kisi yang sama, berikut ini, manakah urutan energi kisi yang benar ( dari nilai tertinggi ke terendah)?

A. JX > LY > MZ                                  D. MZ > JX > LY        

B. JX > MZ > LY                                  E. MZ > LY > JX        

C. LY > MZ > JX

             

10.  Larutan dengan komposisi 5 mol acetone (P^o = 324 mm Hg) dan 5 mol

chloroform (P^o = 274 mm Hg) mempunyai tekanan uap 236 mm Hg.  Berikut ini, manakah pernyataan yang benar  mengenai larutan tersebut?

A.  Larutan bersifat ideal dan mematuhi hukum Raoult.

B. Larutan menunjukkan deviasi positif dari hukum Raoult.

C. Larutan menunjukkan deviasi negatif dari hukum Raoult.dan mempunyai DH_pencampuran > 0.

D. Larutan menunjukkan deviasi negatif dari hukum Raoult.dan mempunyai DH_pencampuran < 0.

E. Proses pencampuran kedua cairan murni tersebut adalah exothermis karena gaya antar molekul tidak sejenis lebih lemah dibandingkan dengan molekul sejenis.

11. Pada temperatur 900 K reaksi:

2 SO₂ (g) + O₂ (g) D 2 SO₃ (g)

mempunyai nilai  Kp = 0,345.  Dalam keadaan kesetimbangan  dari ketiga campuran gas tersebut, tekanan parsial SO₂ dan O₂  masing masing adalah 0,215 atm dan  0,679.  Berapa tekanan parsial gas SO₃ dalam keadaan kesetimbangan tersebut?

A. 0,0504 atm                         D. 0,302 atm

B. 0,104 atm                           E. 0,0910 atm

C. 0,0108 atm

12. Dua diagram dibawah ini adalah representasi sebagian kecil reaksi order pertama perubahan molekul A menjadi molekul B (A ® B):

 

Berikut ini, manakah diagram yang merupakan representasi sistem pada t =  3 min?

Jawab:A

13. Dari grafik berikut ini, berapa energi aktifasi pembentukan ozone?

A. 14 kJ                                               D.798 kJ

B. 392 kJ                                             E. Bukan A, B, C atau D

C. 406 kJ

14. Berikut ini, manakah yang mempunyai basa konyugasi paling kuat?

A. H₂SO₄                                D. HF

B. HCl                                     E. HClO₄

C.  HI

15. Kurva titrasi berikut ini adalah titrasi asam lemah dengan basa kuat

Titik mana yang menunjukkan bahwa larutan bersifat buffer?

A.                     B.                     C.                    D.                    E.

16. Reaksi berikut ini berlangsung dalam air:

Berikut ini manakah pernyataan yang tidak benar:

A.            Bilangan oksidasi Cu dalam reaktan = +2

B.            Bilangan oksidasi Cu dalam produk =  +1

C.           Bilangan koordinasi Cu berubah dari +4 menjadi +2

D.           Sebagian ion sianida, CN^-, mengalami reduksi

E.            Merupakan reaksi auto-redoks

17. Bila arus yang cukup besar dialirkan melalui larutan akua CuSO₄ yang diasamkan, secara serentak dibebaskan di katoda, x mol Cu dan y Liter hidrogen (diukur pada s.t.p.). Berapa mol elektron dialirkan ke larutan?

A. x + y/22,4                 D. 2x + y/11,2

B. x + y/11,2                 E. 2x + y/22,

C. x + y/5,6                              

18. Perhatikan diagram berikut ini:

Berdasarkan diagram diatas, berikut ini manakah yang menjelaskan apa yang akan terjadi terhadap konsentrasi Ni²⁺, Cl₂ dan Cl^-, serta massa elektroda  Ni dan Pt seiring dengan digunakannya sel sebagai pembangkit arus listrik spontan pada 25 ^oC?

	Konsentrasi  Ni2+	Konsentrasi Cl2	Konsentrasi Cl-	massa elektroda Ni	Massa elektroda  Pt
A	berkurang	bertambah	berkurang	berkurang	Tak-berubah
B	berkurang	bertambah	bertambah	bertambah	berkurang
C	bertambah	berkurang	bertambah	berkurang	bertambah
D	berkurang	tetap	tetap	bertambah	tetap
E	bertambah	berkurang	bertambah	berkurang	tetap

19.  Dengan memperhatikan kinetika reaksi, berikut ini manakah pernyataan yang benar: 

I. Penambahan katalis tidak merubah termodinamika reaksi

II. Penambahan katalis mempercepat reaksi untuk mencapai kesetimbangan.

III. Perubahan  temperatur reaksi akan mempengaruhi konstanta laju reaksi, k.

A.  Hanya I                                          D. Hanya  I dan II

B.  Hanya  II                                        E. Semua benar

C.  Hanya III

20. Berikut ini, manakah senyawa yang mempunyai entropi paling tinggi: .

A. Hg(l)                                                D. C₂H₅OH(l)

B. H₂O(l)                                             E. CCl₄(l)

C. Pb(s)

21. Dari data termodinamika berikut ini, hitunglah ΔG°reaksi untuk reaksi:

4 NH₃ (g) + 5 O₂ (g) ª 4 NO (g) + 6 H₂O (g)

ΔG_f° (NH₃) = – 17 kJ/mol; ΔG_f° (NO) = + 87 kJ/mol; ΔG_f° (H₂O) = – 230 kJ/mol;

A.  – 1100 kJ/mol                                D.  + 964 kJ/mol

B.  – 964 kJ/mol                                  E. + 1796 kJ/mol

C.  – 126 kJ/mol

22. Dari diagram energi reaksi berikut ini (energi bebas Gibbs),  manakah yang nilai tetapan kesetimbangannya sama dengan SATU?

A. hanya I                                            D. I dan  III

B. hanya II                                           E. Semua jawaban benar

C. hanya III

23. Suatu polimer mempunyai  formula (–CH₂CCl₂CH₂CCl₂–)n. Berikut ini, yang  manakah  monomer dari polimer tersebut?

A.  HC-CCl                                          D. Cl₂C=CH₂

B. ClC-CCl                                          E. H₂C=CHCl

C. ClHC=CHCl

24.  Manakah gugus fungsi yang merupakan petunjuk orto, para dan mendeaktifkan cincin benzena?

A. C₂H₅                                   D. Halogen

B. OH                                      E. NH₂.

C.  COCH₃

25. Apa nama senyawa (C) dari hasil reaksi  berikut

A. m-bromo benzamida                                  D. Asam benzoat

B. p-bromo anilin                                             E. Anilin 

C. N-bromo benzamida

26. Asetaldehida dengan adanya basa kuat seperti NaOH atau etoksida dapat menghasilkan senyawa:

A.. Asam asetat                                              D. Etanaldecid

B. Etil alcohol                                                  E. α-hidroksi butanal

C. β-hidroksi butanal

27. Asam karboksilat di bawah ini yang memiliki sifat derajat keasaman paling tinggi adalah ?

A. Asam formiat                                              D. Asam floro asetat

B. Asam asetat                                               E. Asam propionat.

C. Asam kloro asetat

28.  Manakah pernyataan berikut yang tidak benar dari sifat ion karbonium ?

A. Ion karbonium dapat bergabung dengan ion negatif.

B. Tidak dapat menarik ion hidrida dari alkana.

C. Mengeleminasi ion hidrogen membentuk suatu ikatan rangkap.

D. Mengalkilasi cincin aromatis

E.  Melakukan penataan ulang menjadi ion karbonium yang lebih stabil

29.  Propena jika direaksikan dengan kalium permanganat akan menghasilkan produk utamanya yaitu?

A. Etanaldehida dan formaldehida                 D. Propanal

B.  Propanon                                                   E. Propana karboksilat                      

C. 1,2-propana diol

30.  Jika  fenil asetaldehid direaksikan dengan pereaksi seperti di bawah ini, reaksi manakah yang tidak berlangsung ?

A. Reaksi 1 dan 2                                     D. Reaksi 3

B. Reaksi 3 dan 4                                     E. Semua reaksi dapat berlangsung.

C. Reaksi 1 dan 3

Bagian II. Selesaikanlah soal berikut ini.

Soal 1.  Zat Padat               (14 pon)

Kayu adalah suatu zat padat dengan densitas lebih kecil dari air.  Suatu sampel kayu berbentuk heksagon berlubang seperti tampak pada gambar berikut: 

 

 Massa kayu tsb 58,35 gram, panjang sisi 5,00 cm, tebal 1,25 cm dan diameter lubang 2,50 cm.   Kayu ini dimasukkan dalam campuran larutan heksana (densitas = 0,667g/mL) dan dekana (densitas = 0,845g/mL) dengan perbandingan tertentu.  Asumsikan densitas campuran larutan tsb berbanding lurus  dengan persen volum komposisi larutan.

a.        Bentuk heksagon dapat dipotong menjadi 6 segitiga (lihat gambar), hitung berapakah luas satu segitiga tersebut.                                                   (2 poin)

b.        Hitung berapakah volum heksagon (tanpa lubang) tersebut                   (2 poin)

c.        Hitung pula volum silinder, lubang yang ada di tengah kayu tersebut.    (2 poin)

d.Berapakah volume kayu berbentuk heksagon yang berlubang ditengahnya?

                                                                                                                           (2 poin)

e.        Hitung densitas kayu tersebut                                                                  (2 poin)

f. Hitung persen volum heksana dalam campuran agar kayu terapung dalam                        larutan campuran tsb.                                                                         (4 poin)

 

Soal 2. NIKEL dan Mineralnya                (26 poin)

Di web site PT INCO (http://www.pt-inco.co.id/) tertulis antara lain:

Endapan nikel laterit di Soroako terbentuk karena proses pelapukan dari batuan ultramafik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari 120 km x 60 km.  Sejumlah endapan lainnya tersebar di provinsi Sulawesi Tengah dan Tenggara.

Pabrik pengolahan PT Inco di Soroako mempunyai kapasitas produksi 72.500 ton nikel setahun.  Proses pengolahan dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu produk dengan kadar nikel di atas 75 persen.

Tahap-tahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:

Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran +25 mm dan – 25 mm.

Kalsinasi dan Reduksi di Tanur Pereduksi untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi.

Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak.

Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen.

Granulasi dan Pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.

1. Mineral laterit kandungan utamanya adalah besi, sedangkan nikel hanyalah minor saja. Namun dengan proses pelapukan mineral laterit, akan dapat terbentuk garnierit, suatu mineral yang kaya akan kandungan nikel.  Mr garnierit = 691,8 dan kandungan Ni, Mg, Si dan O berturut-turut adalah 33,94 %; 7,026%; 16,23%; 41,62%; sisanya adalah H.  Bila diketahui ada 8 H per rumus ‘molekul’ garnierit, tentukan rumus kimia mineral garnielit.                                                          (6 poin)
2. Jika Nikel matte dianggap terdiri atas nikel dan nikel oksida, dan kadar nikel pada nikel matte adalah 80%,  tentukan persen nikel oksida pada nikel matte tersebut.                                                                                                                                 (3 poin)

Untuk berbagai aplikasi, diperlukan nikel yang lebih murni.  Walaupun, tidak dilakukan di INCO, proses pemurnian ini dapat dilakukan dengan proses karbon monoksida (Mond). Dalam proses ini, nikel dipanaskan dalam aliran karbon monoksida untuk membentuk senyawa kompleks mudah menguap Ni(CO)₄ pada suhu 50 °C.  Uap Ni(CO)₄ kemudian didekomposisikan pada suhu 200 °C menghasilkan nikel murni.

c.    Tuliskan reaksi pembentukan dan dekomposisi Ni(CO)₄ lengkap dengan wujud pereaksi dan hasil reaksinya.                                                                   (3 poin)

4. Tentukan bilangan koordinasi, geometri dan hibridisasi atom pusat dalam kompleks Ni(CO)₄.                                                                                           (3 poin)

Kespontanan reaksi dan posisi kesetimbangan dapat ditentukan dengan menggunakan besaran energi bebas (G), yang untuk suatu reaksi tertentu perubahan energi bebasnya dinyatakan dengan persamaan: DG°=DH°-TDS°; dan DG°= -RT ln K (reaksi spontan ditandai penurunan energi bebas).  Dari data-data termodinamika Ni, CO dan Ni(CO)₄ pada suhu 50 °C

e.    Tentukan DG° dan K untuk reaksi pembentukan Ni(CO)₄.  Dengan demikian tunjukkan bahwa memang pada 50 °C terbentuk Ni(CO)₄.                               (4 poin)

Zat	Ni(s)	CO(g)	Ni(CO)4(g)
DHf°(kJ/mol)	0	-110,52	-602,9
S298°(J/K/mol)	29,87	197,56	410,6

                                                                                   

f. Perkirakan nilai DG dan K pembentukan Ni(CO)₄ pada 473 K.                       (2 poin)

g.  Apa efek CO pada pernafasan.                                                                      (2 poin)

Gas Karbon monoksida  (CO), dapat diperoleh melalui reduksi gas karbon dioksida (CO₂) dengan grafit (C)  berlebih :

                        CO₂(g) + C(s) D 2CO(g)

Untuk reaksi pada 700°C, nilai tetapan kesetimbangan dengan tekanan total 1,0 atm adalah K_p = 1,0.

h. Hitunglah tekanan parsial CO dalam keadaan  kesetimbangan.                     (3 poin)

Soal 3. Gas rumah kaca CO₂ dan Kimia kelautan                  (14 poin)

Karbon dioksida (CO₂) dikenal sebagai gas rumah kaca dan dipercaya bertanggung jawab terhadap  terjadinya pemanasan global.  Di laut sekitar Makassar banyak tumbuh berbagai jenis terumbu karang,  yang sebagian besar strukturnya terbentuk dari mineral  CaCO₃.  Pertumbuhan terumbu karang ini mengalami ancaman, yang salah satunya disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO₂) di atmosfir akibat meningkatnya pembakaran  bahan bakar fossil (batubara, minyak bumi dan gas alam) dan kebakaran hutan.

Seiring dengan meningkatnya konsentrasi CO₂ di udara, kandungan CO₂  terlarut dalam air lautan juga akan meningkat karena gas CO₂  di atmosfir dan CO₂ di air laut berada dalam kesetimbangan.  Diperkirakan bahwa 50 % CO₂ yang diemisikan dari hasil aktifitas manusia larut dalam air laut/lautan.  Dampaknya adalah turunnya pH air laut sehingga dapat mengganggu kehidupan biota laut, termasuk terhambatnya pertumbuhan terumbu karang.  Meningkatnya CO₂ terlarut mengakibatkan   laju pelarutan CaCO₃ meningkat sehingga total struktur terumbu karang rusak atau hilang.

a. Tuliskanlah reaksi kesetimbangan larutnya gas CO₂ dalam air, dan jelaskan mengapa pH air laut turun  bila CO₂ larut dalam air.                                              (3 poin)

b.  Dalam air laut, mengapa semakin banyak CO₂ terlarut  semakin banyak pula struktur terumbu karang (CaCO₃) yang larut.   Jelaskan dan tuliskan reaksinya.

                                                                                                                              (2 poin)

Udara di atmosfir terdiri dari  molekul molekul Nitrogen (N₂, 21 %) dan Oksigen (O₂,78 %), dan gas lain dalam jumlah runutan, termasuk CO₂.  Gas CO₂ lebih mudah larut  dibandingkan dengan gas O₂  dan N₂,  yang kelarutannya pada 1 atm dan 25 ^oC adalah:

–   CO₂ :             171 cm³/100mL

–      O₂   :             4,9 cm³/100mL

–      N₂    :            2,33 cm³/100mL

Berdasarkan data tersebut, maka:

c.    Mengapa gas CO₂ kelarutannya jauh lebih besar dibandingkan gas O₂ dan N₂                                                                                                                                  (2 poin)

d.    Tentukanlah perbandingan mol  kelarutan gas CO₂, O₂ dan N₂ dalam air.    (3 poin)

e.    Berdasarkan kelarutan gas CO₂, hitunglah molaritas dan pH larutan yang jenuh dengan CO₂. (H₂CO₃ : pKa₁ = 6,35; pKa₂ =10,33) (Ka₁ H₂CO₃= 4,47 x 10^-7 ; Ka₂ = 4,68 x 10^-11)                                                                                           (4 poin)

Soal 4. Emisi gas rumah kaca CO₂ dari industri semen  (10 poin)

DEPARTEMEN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL (2006) melaporkan bahwa di Sulawesi Selatan emisi gas CO₂ yang  bersumber dari industri semen (Tonasa dan Bosowa) adalah 4,12 juta ton CO₂/tahun.  Penyumbang terbesar emisi gas CO₂ pada proses pembuatan semen terutama bersumber dari kalsinasi (dekomposisi pemanasan temperatur tinggi) mineral kalsit  (CaCO₃) menjadi CaO, sesuai reaksi:

CaCO_{3  (s)} D CaO_(s)  + CO_{2 (g)}

1. Bila intensitas rata rata emisi CO₂ produksi semen adalah 222 kg C/ton semen, hitunglah:

         i. Berapa ton CaCO₃  yang dikalsinasi sesetiap tahunnya.              (3 poin)

ii.  Berapa ton semen yang diproduksi pertahunnya.                       (2 poin)

Dekomposisi CaCO₃ sesuai reaksi:

CaCO_{3  (s)} D CaO_(s)  + CO_{2 (g)}

dapat berlangsung pada temperatur tertentu.  Dengan menggunakan data termodinamika pada 298 K berikut ini:

ZAT	DH°f(kJ/mol)	S°298 (J/K.mol)
CaCO3 (s)	-1206,1	92,9
CaO(s)	-635,09	39,75
CO­2 (g)	-393,51	213,74

2. Apakah CaCO₃ dapat terdekomposisi spontan pada temperatur dan tekanan standard (298K, 1atm).                                                                                    (3 poin)

3. Berapa temperatur minimum dimana dekomposisi CaCO₃  dapat berlangsung spontan.  Anggaplah bahwa D_tH° dan S°_m tidak bergantung pada temperatur.                                                                                                                              (2 poin)

Soal 5. Gas CO₂ sebagai katalis penguraian ozon                            (21 poin)

Gas CO₂ bukan hanya sebagai gas rumah kaca yang mengakibatkan pemanasan global. Hasil penelitian menunjukkan bahwa di atmosfir, keberadaan gas CO_2­ juga berfungsi sebagai katalis penguraian ozon (O₃) menjadi O₂ melalui pembentukan molekul CO₃.  Diperkirakan Mekanisme reaksi melalui pembentukan molekul CO₃ yaitu:

CO₂ + O₃žCO₃ + O₂

CO₃ + O₃ ž CO₂ + O₂

a. Tuliskanlah reaksi total perubahan O₃ menjadi O₂, dan jelaskan mengapa CO­₂ adalah katalis.                                                                                                        (3 poin)

b. Gambarkanlah kemungkinan struktur dot elektron molekul O₃ dan  CO₃      (6 poin)

Karbon dioksida adalah salah satu katalis untuk dekomposisi (penguraian) ozone menjadi oksigen :

                        Kinetika dekomposisi: 2 O₃(g) à 3 O₂(g)

Reaksi penguraian tersebut dipelajari dengan pengukuran tekanan campuran reaksi pada 50°C, dan dilakukan dengan dua konsentrasi katalis CO₂ yang berbeda.  Pada titik awal reaksi, campuran terdiri dari O₃ dan CO₂, dan  pada titik akhir reaksi O₃  terdekomposisi sempurna menjadi O₂.

Data pengamatan eksperimen berikut ini :

Set data (1) :   [CO_2(g)]= 0,01 mol/L

Waktu, menit.	0	30	60	¥
Ptotal (x105)Pa	0,533	0,599	0,633	0,666

Set data (2)     [CO_2(g)] = 0,005 mol/L

Waktu, menit.	0	30	60	120	¥
Ptotal (x105)Pa	0,399	0,440	0,466	0,500	0,533

3. Berdasarkan pada set data eksperimen pertama, tentukan orde reaksi terhadap ozone dan hitunglah tetapan laju, k’                                                             (6 poin)

4. Hitunglah nilai orde a dan b, dan juga tetapan laju, k, untuk  persamaan laju deferensial:

                                                                                   (6 poin)

Soal 6. Elektroanalisis                  (14 poin)

Elektrolisis larutan Na₂SO₄ dilakukan dalam dua setengah-reaksi yang dihubungkan dengan jembatan garam. Logam Pt digunakan sebagai elektroda inert pada kedua setengah-reaksi tersebut.

Pada suatu percobaan, selama elektrolisis berlangsung larutan di dalam ruang anoda menjadi semakin asam dan larutan di ruang katoda menjadi semakin basa.

a. Tuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan di katoda pada elektrolisis tersebut.                                                                                                                                               (3 poin)

Ketika elektrolisis dihentikan larutan hasil elektrolisis dari ruang anoda dicampurkan dengan larutan dari ruang katoda. 

b. Tentukan pH larutan hasil pencampuran tersebut.                                          (2 poin)

Pada percobaan kedua menggunakan sel elektrolisis seperti yang dijelaskan di atas, 10 mL larutan H₂SO₄ yang konsentrasinya tidak diketahui dan beberapa tetes fenolftalin ditambahkan ke dalam larutan Na₂SO₄ di ruang katoda.  Elektrolisis kemudian dilakukan dengan mengalirkan arus sebesar 21,5 A sampai larutan di katoda berubah warna menjadi pink.  Larutan di katoda berubah warna setelah elektrolisis berlangsung selama 683 detik.

c. Hitung konsentrasi larutan H₂SO₄ yang ditambahkan.                                    (9 poin)

Soal 7. Termometer  jangkrik                  (16 poin)

Jangkrik yang mengeluarkan suara ‘krik-krik-krik’ adalah hewan berdarah dingin, sehingga suhu tubuhnya mengikuti suhu udara disekitarnya.  Akibatnya jangkrik mengerik (mengeluarkan suara ‘krik’) dengan kecepatan yang bergantung pada suhu disekitarnya. Suatu penelitian menemukan bahwa suhu dapat diperkirakan dari kecepatan suara ‘krik’ yang dihasilkan oleh jangkrik dengan persamaan:

 T(^oC) =  n + 4, dengan n = jumlah ‘krik’ pada suara jangkrik dalam 8 detik. 

a.    Hitung jumlah suara ‘krik’ per 8 detik (n) pada suhu 20, 25, 30, dan 35 ^oC. (4 poin)

b.    Ternyata, jumlah suara ‘krik’ per satuan waktu berbanding lurus dengan tetapan laju reaksi (k) dari suatu reaksi biokimia yang terjadi ketika jangkrik mengerik, n » k.  Berdasarkan fakta ini, gambarkan kurva lnn terhadap (1/T), T dalam K.                                                                                                                         (5 poin)

c.    Hitung energi pengaktifan (E_a) untuk reaksi biokimia tersebut.                     (3 poin)

d.    Pada lingkungan dengan suhu berapa jangkrik harus dipelihara agar laju reaksi biokimia tersebut menjadi dua kali lebih cepat dibandingkan laju reaksinya pada 25 ^oC.  Asumsikan jangkrik masih tetap hidup normal pada suhu hasil perhitungan ini.                                                                                                                        (4 poin)

Soal 8. Kimia Organik                    (Nilai total: 25)

Makassar sebagai Ibu Kota Propinsi Sulawesi Selatan terkenal dengan “Pantai Losarinya” serta berbagai potensi pariwisata, perikanan, pertanian dan perkebunan. 

Produksi perikanan di Makassar mengalami peningkatan sekitar 4,43 % pertahun yang diperoleh dari penangkapan di laut, dan perairan umum, budidaya tambak, kolam dan mina padi.  Sedangkan perdagangan hasil perikanan ke luar negeri adalah udang beku, teripang, rumput laut dan telur-telur ikan terbang.  Apabila potensi perikanan ini dikembangkan lebih lanjut, maka nilai tambah terhadap perekonomian Makassar akan lebih meningkat.  Salah satu cara untuk meningkatkan nilai tambah perekonomian dari produksi perikatan atau kelautan adalah dengan memanfaatkan senyawa yang terkandung dalam berbagai macam organisme laut.  Serangkaian soal berikut berkaitan dengan senyawa-senyawa potensial yang terkandung dalam organisme perairan laut.

1.    Suatu senyawa dengan rumus molekul C₁₉H₃₈ telah berhasil diisolasi dari minyak ikan dan plankton.  Reaksi hidrogenasi terhadap senyawa ini menghasilkan senyawa 2,6,10,14-tetrametilpentadekana.  Reaksi ozonolisis C₁₉H₃₈ menghasilkan (CH₃)₂C=O dan suatu aldehid berantai karbon-16. 

a.    Tuliskan reaksi hidrogenasi C₁₉H₃₈ menjadi 2,6,10,14-tetrametilpentadekana dengan menggambarkan strukturnya!                                                     (2 poin)

b.    Tuliskan reaksi ozonolisis C₁₉H₃₈ menghasilkan (CH₃)₂C=O dan suatu aldehid beratom karbon-16 dengan menggambarkan strukturnya!                                   (2 poin)

c.    Berdasarkan kedua reaksi di atas, gambarkan struktur senyawa C₁₉H₃₈ dan berikan nama IUPAC-nya!                                                                             (2 poin)

d.    Tuliskan dua reaksi yang dapat membedakan senyawa-senyawa produk ozonolisis C₁₉H₃₈ pada soal (b)!                                                                   (4 poin)

2.    Senyawa Ectocarpene (A) adalah suatu senyawa yang mudah menguap, yang merupakan suatu senyawa penarik sel sperma yang dilepaskan oleh telur-telur rumput laut Ectocarpus siliculosus. Sedangkan senyawa Multifidene (B) adalah senyawa penarik sel sperma yang dilepaskan oleh alga coklat (Cutleria multifida).  Struktur kedua senyawa dapat dilihat di bawah ini.

a.    Tentukan konfigurasi absolut pusat-pusat stereogenik (diberi tanda *) pada senyawa A dan B.                                                                                         (3 poin)

b.    Tentukan konfigurasi ikatan rangkap gugus samping butenil pada senyawa B.                                                                                                                                           (1 poin)

c.    Senyawa A diubah menjadi senyawa C dengan cara reaksi hidrogenasi selektif pada ikatan rangkap dalam cincin lingkar tujuh pada struktur senyawa A dan hanya menyisakan satu ikatan rangkap pada gugus sampingnya, yaitu gugus butenil.  Jika gugus samping butenil pada senyawa C direaksikan dengan H₂SO₄/H₂O, gambarkan struktur senyawa C dan produk yang terbentuk, serta jelaskan apakah regiokimianya mengikuti Markovnikov atau anti Markovnikov!                                                                                                                                (4 poin)

d.    Senyawa B diubah menjadi senyawa D dengan reaksi hidrogenasi selektif ikatan rangkap dalam cincin lingkar lima dan gugus samping butenilnya yang menyisakan hanya satu ikatan rangkap yang tidak terhidrogenasi.  Jika gugus samping etenil (atau vinil) pada senyawa D direaksikan dengan HBr/peroksida, gambarkan struktur senyawa D dan produk yang terbentuk dan jelaskan apakah regiokimianya mengikuti Markovnikov atau anti Markovnikov!.                   (4 poin)

e.    Tuliskan reaksi yang dapat mengidentifikasi keberadaan senyawa B dalam suatu campuran!                                                                                                       (1 poin)

f.     Gambarkan struktur produk senyawa yang terbentuk ketika senyawa A direaksikan dengan KMnO₄ dalam larutan asam!                                       (2 poin)

Read More