Pembahasan Soal Nomor 1 OSN Kimia Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2014By Urip Rukim on 26 Januari 2015

Soal 1. Formula gas (20 point)

Ada dua senyawa wujudnya gas, terbuat dari unsur X dan Y. Senyawa A mengandung 30,43% X dan 69,57% Y ; senyawa B mengandung 63,64% X dan 36,36% Y (% massa). Pada keadaan standar unsur X dan Y memiliki wujud gas namun Anda harus memperkirakan apakah gas–gas tersebut mono–atomik, di–atomik atau tri–atomik. Pada suhu tertentu 1 volum gas X dapat bereaksi dengan 2 volum gas Y membentuk 2 volum senyawa A. Jika 2 volume gas X bereaksi dengan 1 volum gas Y membentuk 2 volum senyawa B.

1. Hitung perbandingan massa atom X terhadap Y [6]2. Perkirakan rumus sesungguhnya gas X dan Y [6]3. Tuliskan persamaan reaksi yang mungkin untuk terbentuknya senyawa A dan B [8]

Pembahasan soal 1.Perbandingan volum = perbandingan mol untuk keadaan standar. Volume X dapat dimaknai sebagai jumlah mol X dan volume Y dapat dimaknai jumlah mol Y.Kita memanfaatkan informasi pada deretan kata pada soal itu. X dan Y adalah gas pada keadaan standar kemungkinannya adalah gas H2, He, N2, O2, O3, F2, Cl2. Di antara gas–gas tersebut yang mungkin membentuk senyawa XY2 dan X2Y hanyalah gas N2 dan O2 maka gas yang lain dapat diabaikan.

Jadi XY2 itu adalah NO2 dan X2Y itu adalah N2OKesimpulannya X adalah gas N2 dan Y adalah gas O2

Reaksi: X + 2 Y → 2A sehingga persamaan reaksi yang mungkin adalah N2 + 2O2 ⟶ 2NO2

Reaksi: 2X + Y →  2B sehingga persamaan reaksi yang mungkin adalah 2N2 + O2 ⟶ 2N2O

Pembuktian untuk memastikannya dapat digunakan data dari senyawa A (senyawa NO2)Untuk NO2   ⟶ % N = {14 ÷ (14+32)} × 100% = 30,43 % ….. terbukti (sesuai data yang diberikan)

Untuk NO2   ⟶ % O = {32 ÷ (14+32)} × 100% = 69,57 % ….. terbukti (sesuai data yang diberikan)

Perhitungan perbandingan untuk senyawa B (senyawa NO2)Untuk N2O   ⟶ % N = {28 ÷ (28+16)} × 100% = 63,64 %Untuk N2O  ⟶ % O = {16 ÷ (28+16)} × 100% = 36,36 %Jawaban:

1. Perbandingan massa X (N) dan Y (O) padamassa N : massa O = 14 : 16 = 0,875 atau massa O : massa N = 16 : 14 = 1,14

2. Perkiraan rumus sesungguhnya X adalah N2 dan Y adalah O2

3. Persamaan reaksi yang mungkin untukSenyawa A : Reaksi: X + 2 Y ⟶ 2A persamaan reaksi yang mungkin N2 + 2O2 ⟶ 2NO2

Senyawa B : Reaksi: 2X + Y ⟶ 2B persamaan reaksi yang mungkin 2N2 + O2 ⟶ 2N2O

Soal 2. Kesetimbangan gas (21 poin)

Suatu wadah bervolume 2,125 L berisi gas belerang dioksida, dengan tekanan 0,75 atm pada 80oC dihubungkan dengan pipa berkeran ke wadah lain berukuran 1,5 L berisi gas oksigen bertekanan 0,5 atm pada suhu yang sama.

i. Hitung fraksi mol gas belerang dioksida ketika kedua gas dicampurkan dengan membuka keran pipa penghubung kedua wadah (asumsikan kedua gas itu tidak bereaksi dan volum pipa penghubung kedua wadah tersebut dapat diabaikan) [3]

Pembahasan:

n SO2 = PV/RT = (0,75 x 2,125) : (0,08206 x (273+80)) = 1,59375 : 28,96718 = 0,055 moln O2 = PV/RT = (0,5 x 1,5) : (0,08206 x (273+80)) = 0,75 : 28,96718 = 0,025 molFraksi mol SO2 = n SO2 : (n SO2 + n O2) = 0,055 : (0,055 + 0,026) = 0,68Fraksi mol O2 = 1 – 0,68 = 0,32

ii. Tentukan tekanan total setelah pencampuran gas dalam wadah tersebut [3]

Pembahasan:P SO2 dalam campuran = n SO2 .R.T/V total = {0,055 x 0.08206 x (273+80)}/3,625 = 0,44 atmP O2 dalam campuran = n O2 .R.T/V total = {0,026 x 0.08206 x (273+80)}/3,625 = 0,21 atmP total = P SO2 + P O2 = 0,44 atm + 0,21 atm = 0,65 atm

iii. Hitung tekanan parsial gas belerang dioksida, setelah pencampuran tersebut [3]

Pembahasan:P SO2 = fraksi mol SO2 x P total = 0,68 x 0,65 atm = 0,44 atm

iv. Jika dalam wadah tersebut terdapat katalis sehingga campuran gas bereaksi membentuk gas belerang trioksida, hitunglah fraksi mol gas belerang dioksida yang masih tersisa setelah terjadi reaksi sempurna [3]

Pembahasan:

v. Hitung pula tekanan total setelah reaksi berlangsung sempurna [3]

Pembahasan:P SO2 dalam campuran = n SO2 .R.T/V total = {0,003 x 0.08206 x (273+80)}/3,625 = 0,03 atmP SO3 dalam campuran = n SO3 .R.T/V total = {0,052 x 0.08206 x (273+80)}/3,625 = 0,41 atmP total = P SO2 + P SO3 = 0,02586 atm + 0,41379 atm = 0,44 atm

vii. Tentukan volum gas belerang dioksida, SO2, yang berefusi pada saat 0,50 cm3 belerang trioksida (telah berefusi keluar dari wadah tersebut) [3]

Difusi adalah proses perlahan pencampuran dua gas bersama-sama.Efusi adalah proses yang terjadi ketika gas diizinkan untuk keluar dengan sendirinya dari wadah melalui lubang kecil.Hukum Graham menyatakan tingkat di mana gas akan menyebar berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa molar–nya. Ini berarti gas ringan menyebar dengan cepat dan gas berat menyebar perlahan-lahan.Berdasarkan hukum Graham, bahwa laju efusi itu berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa molarnya.

Pembahasan:VrmsSO2/VrmsSO3 = √(Massa molar SO3/Massa molar SO2)VrmsSO2/VrmsSO3 = √(80/64) = 1,12Artinya laju efusi SO2 1,12 lebih cepat dari SO3, jadi ketika volum 0,50 cm3 maka volume SO2 yang berefusi sudah 1,12 x 0,50 cm3 = 0,56 cm3

Pembahasan Soal Nomor 3 OSN Kimia Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2014By Urip Rukim on 26 Januari 2015

Soal 3. Barium peroksida dari barium oksida (23 poin)

Barium peroksida dapat dibuat dari reaksi kesetimbangan barium oksida dengan oksigen pada tekanan dan temperatur tertentu. Sebanyak 1 g sampel yang

mengandung campuran barium oksida dan barium peroksida direaksikan dengan asam sulfat, terbentuk 1,49 g endapan putih yang dipisahkan dari filtratnya. Filtrat tersebut dapat bereaksi dengan kalium iodida dalam asam menghasilkan 1,18 x 10–

3 mol iodin.

a. Tuliskan persamaan reaksi pembuatan barium peroksida [2]

2BaO(s) + O2(g) → 2BaO2(s)

b. Tuliskan persamaan reaksi–reaksi yang mungkin terjadi antara sampel di atas dengan asam sulfat [4]

BaO + H2SO4 → BaSO4 + H2OBaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2

BaO + BaO2 + 2H2SO4 → 2BaSO4 + H2O2 + H2O

c. Tuliskan pula persamaan reaksi filtrat dengan kalium iodida dalam asam [4]

H2O2 + 2 I– + K+ + 2H+ → I2 + 2H2O + K+

d. Bagaimana cara praktis mengetahui jumlah iodida yang dihasilkan pada reaksi tersebut? Tuliskan persamaan reaksi selengkapnya. [5]

Cara praktis mengetahui jumlah iodida adalah dengan membandingkan jumlah mol H2O2berdasarkan perbandingan koefisien masing–masing zat. Dari persamaan reaksi dapat diketahui I2 yang dihasilkan setara dengan jumlah mol H2O2.H2O2 + 2 I– + 2H+ → I2 + 2H2O

e. Hitung persen massa oksida–oksida yang terkandung dalam sampel tersebut [8]

Cara penyelesaian adalah berangkat dari jumlah mol iodin (1,18 x 10–3 mol) dengan perbandingan koefisien reaksi.Mol BaO2 = mol H2O2 = mol I2

Mol BaO2 = 1,18 x 10–3 molMassa BaO2 = jumlah mol BaO2 x massa molar BaO2

Massa BaO2 = 1,18 x 10–3 mol x (137 + 2(16)) g/mol = 1,18 x 10–3 mol x 169 g/mol = 0,2 g

Massa BaO = massa sampel – massa BaO2 = 1 g – 0,2 g = 0,8 gPersen massa BaO2 dalam sampel = 0,2 g/1 g x 100% = 20%Persen massa BaO dalam sampel = 0,8 g/1 g x 100% = 80%

Pembahasan Soal Nomor 4 OSN Kimia Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2014By Urip Rukim on 26 Januari 2015

Soal 4. Karbon disulfida (23 poin)

Karbon disulfida, CS2, pada suhu 46 oC merupakan pelarut yang sangat baik untuk melarutkan belerang dan senyawa lainnya. Namun penggunaan senyawa ini di laboratorium sudah mulai dikurangi karena beracun dan sangat mudah terbakar.

Pembahasan Soal Nomor 5 OSN Kimia Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2014By Urip Rukim on 26 Januari 2015

Soal 5. Proses pelapisan plastik dengan krom (20 poin)

Bahan plastik dapat dilapisi oleh krom dengan cara:

Pertama, melapiskan lapisan tipis pasta grafit pada plastik, Kemudian plastik yang dilapisi pasti grafit ditempatkannya dalam bath dari akua

krom(III)sulfat Kemudian dilakukan elektroplating (proses pelapisan logam)