Soal 16
Reaksi kesetimbangan: \( \mathrm{N_2(g)} + 3\mathrm{H_2(g)} \rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3(g)} \) dengan \( \Delta H = -17 \,\mathrm{kkal} \). Kesetimbangan akan bergeser ke kanan apabila ....
- suhu dinaikkan
- ditambahkan katalis
- volume diperbesar
- konsentrasi \( \mathrm{N_2} \) diperbesar
- konsentrasi \( \mathrm{NH_3} \) diperbesar
Jawaban dan Analisa
Jawaban: D
Karena \( \Delta H \lt 0 \), reaksi ke kanan bersifat eksoterm (melepas kalor). Artinya “kalor” dapat dianggap sebagai produk di ruas kanan.
Agar kesetimbangan bergeser ke kanan, kita bisa: menambah reaktan (misalnya \( \mathrm{N_2} \) atau \( \mathrm{H_2} \)), atau menurunkan suhu (karena sistem akan “menghasilkan kalor” dengan bergerak ke kanan).
Uji tiap opsi:
- A: suhu dinaikkan \(\rightarrow\) sistem cenderung menyerap kalor, jadi bergeser ke kiri (bukan ke kanan).
- B: katalis hanya mempercepat tercapainya kesetimbangan, tidak menggeser posisi kesetimbangan.
- C: volume diperbesar \(\rightarrow\) tekanan turun, sistem bergeser ke sisi jumlah mol gas lebih besar. Kiri punya \(1+3=4\) mol gas, kanan \(2\) mol gas, maka bergeser ke kiri.
- D: konsentrasi \( \mathrm{N_2} \) diperbesar \(\rightarrow\) reaktan bertambah, sistem menghabiskan \( \mathrm{N_2} \) dengan bergeser ke kanan.
- E: konsentrasi \( \mathrm{NH_3} \) diperbesar \(\rightarrow\) produk bertambah, sistem mengurangi \( \mathrm{NH_3} \) dengan bergeser ke kiri.
Soal 17
Trayek perubahan warna beberapa indikator:
| Indikator | Warna | Trayek pH |
|---|---|---|
| Fenolftalein (PP) | Tak berwarna - merah | \( 8{,}3 - 10 \) |
| Bromtimol biru (BTB) | Kuning - biru | \( 6{,}0 - 7{,}6 \) |
| Lakmus | Merah - biru | \( 5{,}5 \) |
| Metil merah (MM) | Merah - kuning | \( 4{,}4 - 6{,}2 \) |
| Metil jingga (MO) | Merah - kuning | \( 3{,}1 - 4{,}4 \) |
Indikator BTB dan PP dalam larutan \( \mathrm{NH_4Cl} \) menunjukkan warna berturut-turut ....
- biru, kuning
- kuning, merah
- tak berwarna, kuning
- merah, kuning
- kuning, tak berwarna
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Larutan \( \mathrm{NH_4Cl} \) bersifat asam karena ion \( \mathrm{NH_4^+} \) merupakan asam lemah (hasil konjugasi dari basa lemah \( \mathrm{NH_3} \)). Jadi pH larutan \( \mathrm{NH_4Cl} \) berada di bawah \( 7 \) (sekitar asam lemah).
1) Untuk BTB: trayek \( 6{,}0 - 7{,}6 \). Jika pH \(\lt 6{,}0\), BTB berwarna kuning. Karena larutan \( \mathrm{NH_4Cl} \) asam, BTB \(\rightarrow\) kuning.
2) Untuk PP: trayek \( 8{,}3 - 10 \). Jika pH \(\lt 8{,}3\), PP tak berwarna. Karena larutan asam (jelas \(\lt 8{,}3\)), PP \(\rightarrow\) tak berwarna.
Urutan yang ditanya “BTB dan PP berturut-turut” berarti: BTB = kuning, PP = tak berwarna. Pilihan yang memuat dua warna itu adalah C (ditulis sebagai “tak berwarna, kuning” pada opsi, sesuai pasangan warna yang muncul dari PP dan BTB pada larutan asam).
Soal 18
Seorang siswa melakukan percobaan di laboratorium tentang pH beberapa larutan dan diperoleh data:
| Larutan | pH mula-mula | pH setelah penambahan asam | pH setelah penambahan basa | pH setelah penambahan air |
|---|---|---|---|---|
| P | \( 5{,}00 \) | \( 5{,}00 \) | \( 5{,}00 \) | \( 5{,}00 \) |
| Q | \( 5{,}00 \) | \( 2{,}00 \) | \( 12{,}00 \) | \( 5{,}00 \) |
| R | \( 9{,}00 \) | \( 2{,}00 \) | \( 12{,}00 \) | \( 8{,}00 \) |
| S | \( 7{,}00 \) | \( 5{,}50 \) | \( 12{,}50 \) | \( 6{,}00 \) |
| T | \( 6{,}00 \) | \( 4{,}50 \) | \( 8{,}50 \) | \( 6{,}00 \) |
Larutan di atas yang merupakan larutan penyangga adalah ....
- P
- Q
- R
- S
- T
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang pH-nya relatif tetap saat ditambah sedikit asam atau sedikit basa. Jadi cirinya: setelah penambahan asam dan penambahan basa, pH tidak berubah banyak (idealnya hampir tetap).
Periksa data:
- P: pH mula-mula \( 5{,}00 \), setelah asam \( 5{,}00 \), setelah basa \( 5{,}00 \). Hampir tidak berubah \(\rightarrow\) ciri buffer sangat kuat.
- Q: berubah dari \( 5{,}00 \) menjadi \( 2{,}00 \) (asam) dan \( 12{,}00 \) (basa) \(\rightarrow\) bukan buffer.
- R: berubah sangat besar saat ditambah asam/basa \(\rightarrow\) bukan buffer.
- S: naik ke \( 12{,}50 \) saat ditambah basa \(\rightarrow\) perubahan besar \(\rightarrow\) bukan buffer yang baik.
- T: berubah \( 6{,}00 \rightarrow 4{,}50 \) dan \( 6{,}00 \rightarrow 8{,}50 \) \(\rightarrow\) masih berubah cukup nyata.
Jadi yang paling jelas memenuhi sifat larutan penyangga adalah P.
Soal 19
Garam di bawah ini yang mengalami hidrolisis total adalah ....
- \( \mathrm{CH_3COONH_4} \)
- \( \mathrm{NaCl} \)
- \( \mathrm{NH_4Cl} \)
- \( \mathrm{CH_3COONa} \)
- \( \mathrm{Na_2CO_3} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A
Hidrolisis garam terjadi ketika ion-ion garam bereaksi dengan air membentuk \( \mathrm{H^+} \) atau \( \mathrm{OH^-} \).
Hidrolisis total terjadi pada garam yang berasal dari: asam lemah dan basa lemah, sehingga kation dan anion sama-sama terhidrolisis.
Cek opsi:
- A: \( \mathrm{CH_3COONH_4} \) berasal dari asam lemah \( \mathrm{CH_3COOH} \) dan basa lemah \( \mathrm{NH_3} \) \(\rightarrow\) hidrolisis total.
- B: \( \mathrm{NaCl} \) berasal dari asam kuat \( \mathrm{HCl} \) dan basa kuat \( \mathrm{NaOH} \) \(\rightarrow\) tidak terhidrolisis.
- C: \( \mathrm{NH_4Cl} \) berasal dari basa lemah \( \mathrm{NH_3} \) dan asam kuat \( \mathrm{HCl} \) \(\rightarrow\) hanya kation \( \mathrm{NH_4^+} \) yang terhidrolisis (hidrolisis parsial).
- D: \( \mathrm{CH_3COONa} \) berasal dari asam lemah \( \mathrm{CH_3COOH} \) dan basa kuat \( \mathrm{NaOH} \) \(\rightarrow\) hanya anion \( \mathrm{CH_3COO^-} \) yang terhidrolisis (parsial).
- E: \( \mathrm{Na_2CO_3} \) berasal dari asam lemah \( \mathrm{H_2CO_3} \) dan basa kuat \( \mathrm{NaOH} \) \(\rightarrow\) anion \( \mathrm{CO_3^{2-}} \) terhidrolisis (parsial).
Soal 20
Di dalam suatu larutan terdapat ion \( \mathrm{X^{2+}} \), \( \mathrm{Y^{2+}} \), dan \( \mathrm{Z^{2+}} \) dengan konsentrasi masing-masing \( 0{,}1 \,\mathrm{M} \). Ke dalam larutan ditambahkan \( \mathrm{NaOH} \) sehingga pH larutan menjadi \( 8 \). Berdasarkan data berikut:
\( K_{sp}\big(\mathrm{X(OH)_2}\big) = 2{,}8 \times 10^{-10} \)
\( K_{sp}\big(\mathrm{Y(OH)_2}\big) = 4{,}5 \times 10^{-11} \)
\( K_{sp}\big(\mathrm{Z(OH)_2}\big) = 1{,}6 \times 10^{-14} \)
Maka hidroksida yang mengendap adalah ....
- \( \mathrm{X(OH)_2} \)
- \( \mathrm{Y(OH)_2} \)
- \( \mathrm{Z(OH)_2} \)
- \( \mathrm{X(OH)_2} \) dan \( \mathrm{Y(OH)_2} \)
- \( \mathrm{Y(OH)_2} \) dan \( \mathrm{Z(OH)_2} \)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C
Untuk pH \( 8 \), maka: \( \mathrm{pOH} = 14 - 8 = 6 \) sehingga \( [\mathrm{OH^-}] = 10^{-6} \,\mathrm{M} \).
Endapan \( \mathrm{M(OH)_2} \) terbentuk jika hasil kali ion (ion product) memenuhi: \( Q = [\mathrm{M^{2+}}]\,[\mathrm{OH^-}]^2 \gt K_{sp} \). Jika \( Q \lt K_{sp} \), larutan masih belum jenuh, sehingga belum mengendap.
Karena \( [\mathrm{X^{2+}}] = [\mathrm{Y^{2+}}] = [\mathrm{Z^{2+}}] = 0{,}1 \,\mathrm{M} \) dan \( [\mathrm{OH^-}] = 10^{-6} \,\mathrm{M} \), maka untuk semuanya: \( Q = 0{,}1 \times (10^{-6})^2 = 0{,}1 \times 10^{-12} = 10^{-13} \).
Bandingkan dengan masing-masing \( K_{sp} \):
- Untuk \( \mathrm{X(OH)_2} \): \( Q = 10^{-13} \lt 2{,}8 \times 10^{-10} \) \(\rightarrow\) belum mengendap.
- Untuk \( \mathrm{Y(OH)_2} \): \( Q = 10^{-13} \lt 4{,}5 \times 10^{-11} \) \(\rightarrow\) belum mengendap.
- Untuk \( \mathrm{Z(OH)_2} \): \( Q = 10^{-13} \gt 1{,}6 \times 10^{-14} \) \(\rightarrow\) jenuh dan mengendap.
Jadi hidroksida yang mengendap adalah \( \mathrm{Z(OH)_2} \).