Soal Olimpiade Sains Nasional bidang Kimia tingkat Nasional 2006

Soal 1  (13 poin)      KOEFISIEN REAKSI DAN LARUTAN ELEKTROLIT

Koefisien reaksi merupakan langkah penting untuk mengamati proses berlangsungnya reaksi kimia berlangsung.  Lengkapi koefisien reaksi-reaksi kimia berikut:

1. Hg  +   HNO₃    ®      Hg₂(NO₃)₂   +    NO  +   H₂O                       (1 poin)
2. CuS  +   HNO₃    ®      Cu(NO₃)₂   +    NO  +   H₂O + S               (1 poin)
3. Au  +   NO₃^- + H⁺ + Cl^-     ®      AuCl₄^-   +    NO  +   H₂O  (1 poin)

Anda melarutkan 1 gram NaCl dalam campuran 90 mL larutan HCl pH=1 dan 10 mL larutan 0,1 M HAsetat (Ka = 1,8 x 10^-5).

4. Perkiranlah berapa pH campuran larutan tersebut.                  (2 poin)
5. Berapa mL larutan NaOH 0,1 M yang dibutuhkan untuk menetralkan semua kandungan asam dalam campuran larutan tersebut. Tuliskan reaksi yang terjadi                                                                                  (3 poin)
6. Setelah semua asam dinetralkan, bagaimana pH larutan tersebut ? Bersifat asam, basa atau netral. Jelaskan jawaban anda     (3 poin)

Soal 2 ( 13 poin)      MINERAL PERAK SULFIDA

Geologist mengetahui komposisi mineral dengan menganalisis kandungan unsur atau senyawa. Suatu sampel mineral perak sulfida, selain mengandung perak dan belerang, juga mengandung unsur X (bilangan oksidasi +4). Massa perak dalam mineral ini besarnya 11,9 kali massa X.  Sebanyak 10 gram mineral ini bereaksi sempurna dengan 295 mL gas hidrogen pada 400K dan 1 atm dan menghasilkan perak sulfida, H₂S dan XS.  Jika diketahui R =0,082 L atm/Kmol.

1. Tuliskan persamaan reaksi mineral tersebut dengan hydrogen.  Dalam mineral, anggap jumlah atom perak = a dan jumlah atom X = b, koefisien lain harus dinyatakan dalam a dan atau b.                 (5 poin)
2. Hitung jumlah mol gas hidrogen total yang digunakan pada reaksi tersebut.                                                                                             (2 poin)
3. Hitung jumlah mol mineral tersebut yang dinyatakan dalam besaran b                                                                                                       (2 poin)
4. Hitung perbandingan a:b                                                               (2 poin)
5. Hitung Ar X dan tentukan nama unsur X tersebut                    (2 poin)

 

Soal 3  (12 poin):     ASAM SULFAT

Pada label botol asam sulfat pekat tertera data: Konsentrasi 95-98%, 1 L = 1,84 Kg.  Mr=98.

Untuk mendapatkan konsentrasi yang tepat, seorang siswa mengambil 5,00 mL larutan pekat ini dan  kemudian diencerkan dengan air sampai tepat 500,00 mL.  Setelah itu, dia mengambil 2 sampel asam sulfat yang telah diencerkan ini, masing-masing sebanyak 10,00 mL dan dititrasi dengan larutan Natrium hidroksida dengan konsentrasi b M. Diperoleh data pemakaian larutan Natrium hidroksida terdekat sbb:

Sampel	1	2
Volume Natrium hidroksida (mL)	a1	a2

1. Tuliskan persamaan reaksi setara antara larutan asam sulfat dengan natrium hidroksida.                                                                                 (1 poin)
2. Berapa konsentrasi asam sulfat yang telah diencerkan tersebut?  Nyatakan jawaban anda dalam a_1, a₂ dan b dalam satuan M.         (3 poin)
3. Hitung persen massa asam sulfat pekat yang dinyatakan dalam a_1, a₂ dan b.                                                                                                        (2 poin)
4. Hitung fraksi mol asam sulfat pekat jika b(a₁+a₂)= 7,1702.      (2 poin)

Kemudian, larutan asam sulfat tersebut diencerkan terus dilakukan sampai diperoleh larutan  dengan konsentrasi 1,0 x10^-7 M. Bila diketahui tetapan ionisasi kedua asam sulfat K₂ = 1,2x10^-2, maka:

5. Tuliskan perbandingan konsentrasi spesi spesi kimia yang setara dengan K₂.                                                                                         (1 poin)
6. Tuliskan persamaan konsentrasi spesi spesi kimia selain [H⁺] dan [OH^-] yang jumlahnya setara dengan 1,0 x10^-7M                           (2 poin)

g.    Hitung pH larutan asam sulfat encer tersebut.                          (1 poin)

Soal 4 ( 16 poin)      SUPERNOVA E0102-72 dan BENTUK MOLEKUL

Sisa dari SupernovaE0102-72 yang berjarak 200000 tahun cahaya dari bumi, diketahui memiliki kandungan oksigen milyaran kali lebih banyak dibandingkan dengan kandungan oksigen yang ada di bumi.  Karena temperaur yang sangat tinggi, atom oksigen dalam supernova tersebut mengalami ionisasi berulang kali sehingga menjadi spesi yang mirip atom H (O⁷⁺).  Keberadaan ion ini terdeteksi dari garis Lyman yang sangat spesifik yaitu transisi dari n=2 ke n=1.

1. Hitung panjang gelombang garis Lyman ion O⁷⁺ tersebut jika diketahui tetapan Rydberg = 1,0974x10⁷m^-1                                                  (3 poin)

b.    Unsur lain dalam keadaan serupa/ mirip hidrogen yang juga terdapat pada supernova tersebut memiliki garis Lyman dengan panjang gelombang 1,2 nanometer (nm).  Tentukan nama unsur tersebut.                                                                                                                     (3 poin)

 

Berdasarkan teori tolakan pasangan elektron, berbagai molekul senyawa kimia dapat memiliki bentuk geometri tertentu. Molekul tersebut dapat berbentuk lurus, piramida, seperti huruf V, huruf T dan sebagainya. Berdasarkan teori tersebut,  gambarkan  bentuk molekul senyawa berikut dan perkirakan besar sudut-sudutnya:

H₂O                 NH₃                 BrF₃                HCN               O₃

(masing masing 2 poin)

 

Soal 5 (11 poin)       KESETIMBANGAN HETEROGEN.

Padatan  MgCO₃ bila didiamkan dalam ruang tertutup akan terurai sesuai reaksi kesetimbangan berikut ini:

                        MgCO_{3 (s)}        D   MgO _(s) + CO_{2 (g)}                        

Pada temperatur 25 ^oC nilai Kp reaksi tersebut adalah 3 x 10^-9

Berikut ini adalah data entalpi pembentukan senyawa senyawa yang berada dalam kesetimbangan tersebut pada temperatur 25 ^oC:

Senyawa	DHof, kJ/mol
MgO (s) CO2 (g) MgCO3 (s)	-601,7 -393,5 -1095,8

Maka:

a.         Tentukanlah DH^o reaksi pemanasan padatan MgCO₃.  Atas dasar hasil yang diperoleh, apakah reaksi penguraian tesebut eksoterm atau endoterm?                                                                                       (3 poin)

b.         Berdasarkan nilai Kp, pada tempertaur 25 ^OC, apakah MgCO₃ cenderung terurai?                                                                                   (1 poin)

c.         Bila pada 25^oC dalam wadah tertutup terdapat sejumlah MgCO₃, berapa tekanan parsial CO₂ ketika tercapai keadaan kesetimbangan.                                                                                                            (3 poin)

d.         Berapa temperatur kesetimbangan bila nilai Kp = 1                 (4 poin)

Soal 6            (12 poin):      Kinetika Reaksi

Reaksi penguraian dimetil eter  mengikuti persamaan berikut :

(CH₃)₂O(g) ® CH₄(g) + H₂(g) +  CO(g)

Pada temp.  450 ^oC nilai tetapan laju reaksi (k) orde pertama sebesar 3,2´10^-4 s^-1.

Reaksi ini dilakukan dalam wadah tertutup dengan volume tetap. Asumsikan semua gas yang terlibat adalah gas ideal.

a.         Tentukanlah persamaan laju berkurangnya dimetil eter berdasarkan hukum laju terintegrasi.                                                               (1 poin)

Pada saat awal reaksi hanya terdapat dimetil eter yang tekanannya 0,35 atm. Setelah reaksi berlangsung selama 8 menit,

b.            Hitung tekanan parsial dimetil eter setelah 8 menit.                 (4 poin)

c.            Hitunglah tekanan di dalam wadah tersebut setelah 8 menit.            (2 poin)

Bila waktu paruh (t_1/2) reaksi orde pertama tersebut pada temperatur 500 ⁰C adalah 25 menit,

d.            Tentukanlah nilai tetapan laju reaksi, k, pada temperatur 500 ^oC.

(2 poin)

e.            Tentukanlah energi aktifasi, E_a,  reaksi tersebut                                   (3 poin)

Soal 7            (15 poin)        SEL GALVANI

Diketahui  garam Cr(NO₃)₃ dan Zn(NO₃)₂  mudah larut dalam air,  pada keadaan standard (25^o, 1atm, 1M, potensial reduksi

Cr³⁺_(aq) + 3e gCr _(s)                     E^o_red= -0,740 V

Zn²⁺_(aq) + 2e gZn _(s)                    E^o_red= -0,763 V

a.        Ramalkanlah apakah logam Cr dapat teroksidasi bila dicelupkan kedalam larutan Zn(NO₃)₂ , jelaskan                                             (2 poin)

b.        Tuliskanlah notasi sel Galvani yang dibuat dengan elektroda Cr dicelupkan  dalam larutan Cr(NO₃)₃ 1 M dan elekroda Zn dalam larutan Zn(NO₃)₂   1 M.                                                                         (2 poin)

c.        Hitunglah tetapan kesetimbangannya                                        (3 poin)

d.      Perhatikan diagram berikut ini:

i.     Hitunglah potensial sel, E_sel , pada 25^oC                              (3 poin)

ii.   Tuliskan reaksi spontan yang terjadi bila sel tersebut digunakan, tunjukkan mana anoda dan katodanya                                   (3 poin)

iii.   Bila jembatan garam adalah NaNO₃, maka kearah mana ion NO₃^- akan mengalir.                                                                        (1 poin)

iv.   Berapa potensial sel (E_sel) bila sel galvani tersebut mati.   (1 poin)

 

 

Soal 8 ( 10 poin)        ANALISIS KUALITATIF

Seorang siswa melakukan percobaan reaksi identifikasi  larutan air (aqueous) senyawa anorganik sebagai berikut:

	Asam klorida	Asam sulfat	Kalium iodida	Natrium hidroksida	Kertas lakmus biru
Timbal(II) nitrat
Barium klorida
Natrium sulfat
Tembaga(II) sulfat
Ammonium klorida

Dari pengamatan reaksi – reaksi tersebut, ternyata ada yang bereaksi dan teramati namun ada pula yang bereaksi dan tidak teramati oleh mata secara langsung.  Catat perkiraan pengamatan siswa tersebut dengan cara membubuhkan tanda :

( ¯ ) = bila  terjadi reaksi dan terbentuk endapan

( ­ ) = bila terjadi reaksi dan terbentuk gas

( - )  = bila tidak terjadi reaksi kimia.

Tuliskan pula produk reaksinya.

Soal 9 (18 poin)                   Reaksi  senyawa organik

Selesaikan reaksi di bawah ini dalam rumus bangunnya.

Soal 10. (23 poin)    Sifat dan reaksi senyawa Organik

a). Terangkan mana yang lebih besar sifat basanya.                           ( 5 poin)

b). Bagaimana caranya membedakan :  

 (1). 1-propilamin dengan etil metil amina.                                              (3 poin)

(2). 1-propanol dengan etanol                                                                   (3 poin)

c). Tuliskan produk (A, B dan C)

Masing masing langkah reaksi                             (2poin)

i.         

ii.          Jelaskan perbedaan reaksi SN₁ dan SN₂, berikan contoh masing masing.                                                                                                             (6 poin)

Soal 11. (16 poin)                Identifikasi senyawa organik

Suatu senyawa organik mempunyai rumus molekul C₅H₈O₂  (A). Untuk menentukan struktur A, dfilakukan reaksi sbb:

a. Bila A direduksi akan menghasilkan n-pentana                   (2 poin)

b. dan bila direaksikan dengan NH₂OH.membentuk oksim.   (3 poin)

c. A memberikan reaksi positif terhadap reaksi Tollen’s           (3poin)

d. dan A juga dapat membentuk iodoform.                                 (3poin)

Tulis semua reaksi yang dipakai untuk menentukan rumus bangun A.(5 poin)

Socializer Widget By Blogger Yard

SOCIALIZE IT →

Tweet

FOLLOW US →

SHARE IT →