Aplikasi Integral [PDF]

Citation preview

A. APLIKASI PERSAMAAN DALAM KIMIA “Modifikasi soal dari buku Kimia Untuk Universitas karangan Keenan.1999. Halaman 88” 1) Hitunglah persentase satu isotop gallium, jika di ketahui dua isotop gallium yang terdapat dalam alam adalah



69



Ga dan



71



Ga yang memiliki



massa masing-masing sebesar 58,9566 dan 60,9576 sma. Bobot atom gallium adalah 69,72 sma ! DIK



: Dua isotop gallium yang terdapat dalam alam = Massa



69



Ga = 58,9566 sma



Massa



71



Ga = 60,9576 sma



69



Ga dan



71



Ga



Bobot atom gallium = 69,72 sma DIT



: Hitunglah persentase satu isotop gallium !



Jawab: PEMBAHASAN Di misalkan



kelimpahan pecahan massa 58,9566 sma, maka



kelimpahan pecahan massa 60,9576 sma :



Jadi, kelimpahan pecahan kali 100 sama dengan kelimpahan persen, sehingga diperoleh 62,0 persen massa 58,9566 sma dan 38,0 persen massa 60,9576 sma “Modifikasi soal dari buku Kimia Fisika karangan Atkins.1989. Halaman 313”



2) Hitunglah jumlah foton yang dipancarkan oleh lampu kuning 200-W dalam waktu 2,0 detik. Jika panjang gelombang dianggap sinar kuning dan asumsikan efisiensi 70 persen. DIK



: Jumlah foton yang dipancarkan oleh lampu kuning 200-W Waktu 2,0 detik Panjang gelombang dianggap sinar kuning Efisiensi 70 persen



DIT



: Hitunglah jumlah foton !



Jawab PEMBAHASAN Energi yang dipancarkan lampu 200- W 100 J selama 2,0 detik (jika semua energi yang diambilnya di ubah menjadi radiasi). Karena foton 560nm mempunyai frekuensi



maka setiap foton mempunyai



energi:



Jumlah foton yang diperlukan untuk membawa 100 J energy adalah :



“Modifikasi soal dari buku Kimia Modren karangan Oxtoby.2001. Halaman 173” 3) Seorang mahasiswa kimia sedang melakukan percobaan, ia melarutkan 4,00 g protein dalam 0,200 L air. Tekanan osmotiknya 0,041 atm dengan suhu 30oC. Hitunglah massa molar protein ! DIK



: Protein 4,00 g Dalam 0,200 L air Tekanan osmotiknya 0,041 atm



Suhu 30oC DIT



: Hitunglah massa molar protein !



Jawab: PEMBAHASAN Konsentrasi dalam mol per liter adalah :



Selanjutnya 4,00 g dilarutkan dalam 0,200 L menghasilkan konsentrasi yang sama dengan 20,0 g dalam 1,00 L. Jadi



mol protein



seharusnya memiliki bobot 20,0 g, dan massa molarnya adalah



Modifikasi soal dari buku Kimia Modern jilid 1 karangan Oxtoby.2001. Halaman 107 4) NO2 merupakan zat yang sebagian dapat melalui reaksi dimana bereaksi membentuk suatu dimer, N2O4, jika didinginkan ke suhu kamar, yaitu : 2 NO2 → N2O4 Diketahui 40 gram NO2 dimasukkan ke dalam labu 40L pada suhu tinggi dan labu didinginkan sampai 40˚C. Tekanan total hasil pengukuran adalah 0,800 atm. Hitunglah tekanan parsial yang ada? DIK



: NO2 40 gram Volume labu 40L pada suhu tinggi Suhu 400 Tekanan tot 0,800 atm



DIT



: Hitunglah tekanan parsial yang ada?



Jawab: PEMBAHASAN



Pertama dihitung



Jumlah mol nitrogennya sama. Pada suhu 40˚C ada mol NO2 dan mol N2O4, maka jumlah mol total atom nitrogen tidak berubah,



Hubungan antara



dan



dapat diketahui dengan



mengunakan hukum Dalton:



B. APLIKASI EKSPONEN DALAM KIMIA Modifikasi soal dari buku Analisis Kimia Kuantitatif karangan Underwood.1999. Halaman 237 5) Jika diketahui bahwa KSP untuk CaF2 =6 X 10-11 , dan Ka untuk HF= 8 X 10-4 dalam sebuah larutan HCl, pH = 4,00, Hitunglah kelarutan molar CaF2 ! DIK



: KSP CaF2 =6 X 10-11 Ka HF pH



DIT



= 8 X 10-4 = 4,00



: Hitunglah kelarutan molar CaF2



Jawab:



PEMBAHASAN Pertama yang harus dicari terlebih dahulu adalah



:



Sehingga



Dengan s = kelarutan molaritas CaF2 , Neraca massanya adalah :



Dan



Modifikasi soal dari buku Kimia Dasar I karangan Syukri.S.1999. Halaman 323 6) Pada suhu 900o dan tekanan 10,0 atm, terdapat kesetimbangan C(s)+ CO2(g) ,2 CO(g) dan tekanan parsial sebesar 1,5 atm. Hitunglah Kp dan hitung persen gas CO2 bila tekan totalnya 30,0 atm ! DIK



: Suhu 900o Tekanan 10,0 atm Tekanan parsial sebesar 1,5 atm



DIT



: Hitunglah Kp dan hitung persen gas CO2 bila tekan totalnya 30,0



atm Jawab: PEMBAHASAN Tekanan hanya dimiliki oleh benda yang berwujud gas, sehingga :



Jika



maka



Dengan mengunakan rumus persamaan kuadrat , didapatkan



Jumlah



Modifikasi soal dari buku Kimia Modren karangan Oxtoby.2001.Halaman 276 7) CCl2 pada saat suhu tinggi terurai dengan cepat sesuai dengan CCl2 (g) ↔ C (g) + 2Cl (g) Pada suhu 100˚C tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini adalah K = 2,40. Pada saat kesetimbangan, konsentrasi C adalah 4,2×10-4 mol L-1 dan Cl2 dengan konsentrasi 1,8×10-2 mol L-1. Hitung konsentrasi CCl2. DIK



: Suhu 100˚C K = 2,40 Konsentrasi C = 4,2×10-4 mol L-1



Cl2 dengan konsentrasi 1,8×10-2 DIT



: Hitung konsentrasi CCl2.



Jawab: PEMBAHASAN Setiap mol gas yang dihasilkan dari dua mol gas yang terpakai sehingga RT/Pref harus dipangkatkan 1 – 2 = -1. Oleh karena itu, -1



=



Memecahkan pecahan ini untuk memperoleh [CCl2] akan menghasilkan



C. APLIKASI LOGARITMA DALAM KIMIA Modifikasi soal dari buku Analisis Kimia Kuantitatif karangan Underwood. 1998 . Halaman 108 8) Hitunglah pH sebuah larutan yang terbuat dari campuran100 mL 0,10 M NH3 dan 100 Ml 0.040 M HCL. Kb dari NH3 adalah 1,8 X 10-5? DIK



: NH3 100 mL 0,10 M HCL 100 mL 0.040 M Kb NH3 1,8 X 10-5



DIT



: pH ?



Jawab: PEMBAHASAN Disini ion sekutunya, NH4+, terbentuk dari reaksi asam dengan basa, kita mulai dari



Dan



Reaksinya adalah : Awal (mmol) Perubahan (mmol) Kesetimbangan (mmol) Kesetimbangan yang terjadi adalah



Dan konsentrasinya adalah



Dengan mengunakan rumus logaritma,



Jadi pH Larutan yang dibuat dari campuran100 mL 0,10 M NH3 dan 100 ML 0.040 M HCL adalah 9,44 Modifikasi soal dari buku Analisis Kimia Kuantitatif karangan Underwood.1989. Halaman 130 9) HCl merupakan asam kuat dan terurai sempurna. Jika diketahui sebanyak 100,0 mL



dititrasi dengan



. Hitunglah pH



pada awal titrasi dan setelah penambahan 20,0; 50,0; dan 100,0 mL titran !



DIK



:



100,0 mL



Penambahan 20,0; 50,0; dan 100,0 mL titran DIT



: pH awal titrasi



Jawab: PEMBAHASAN HCl merupakan asam kuat dan terurai sempurna, maka pH awalnya adalah :



pH setelah penambahan 20,0 mL basa. Di mulai dengan



Reaksinya :



Reaksi telah selesai dengan baik, karena tetapan kesetimbanganya atau



. Dimana konsentrasi



Selanjutnya, pH pada penambahan 50,0 mL



sama dengan :



Di mulai dengan



Reaksinya :



Reaksi telah selesai dengan baik, karena tetapan kesetimbanganya



atau



. Dimana konsentrasi



Selanjutnya, pH pada penambahan 100,0 mL Di mulai dengan



Reaksinya :



Kesetimbanganya



Dan Karena



sama dengan :



D. APLIKASI LIMIT DALAM KIMIA Modifikasi soal dari buku Kimia Modern jilid 1 karangan Oxtoby.2001. Halaman 306 10) Hitung pH asam askorbat (HC6H7O6) yang terionisasi pada kesetimbangan yang mempunyai Ka = 8,0 × 10-5 pada suhu 30˚C. Anggap 8,000 mol dilarutkan dalam air sampai menghasilkan 8 L larutan.. Konsentrasi awal asam askorbat adalah 2,000 M. jika y mol L-1 terionisasi maka: HC6H7O6 (aq) + H2O(l) Konsentrasi awal (M) Perubahan konsentrasi (M) Konsentrasi pada kesetimbangan (M)



H3O+(aq) +



1,00 -y 1,00 – y



0 +y y



C6H7O6 -(aq) 0,00 +y y



Sehingga didapat :



Kemudian



E. APLIKASI DIFERENSIAL DALAM KIMIA Modifikasi soal dari buku Kimia Fisika karangan Atkins halaman 386



11) Sebuah electron menempati orbital 2s atom hidrogenik dengan nomor atom z. Hitunglah jari-jari yang paling mungkin tempat ditemukanya electron ! DIK



: Electron menempati orbital 2s Nomor atom z



DIT



: Hitunglah jari-jari yang paling mungkin tempat ditemukanya



electron ! Jawab



:



PEMBAHASAN Pertama kita harus mencari jari-jari tempat fungsi distribusiradial orbital 2s hidrogenik yang memiliki nilai maksimum .



Modifikasi soal dari buku Kimia Fisika karangan Atkins halaman 74 12) Jika diketahui volume neon adalah 90 cm3, dan neon merupakan gas sempurna,jika neon dipanaskan 10 K pada temperatur 300 K.Hitunglah perubahan volumenya? DIK



: Volume neon adalah 90 cm3 Suhu neon 10 K Suhu neon kedua 300 K



DIT



: Hitunglah perubahan volumenya?



Jawab



:



PEMBAHASAN Neon berlaku sebagai gas sempurna, sehingga dapat dihitung α dengan memasukkan PV= nRT ke persamaan berikut:



α=



p



= Pertambahan volume akibat kenaikan temperatur sedikit, sejumlah ∆T ∆V



=



= αV ∆T



=



Pemasukan data menghasilkan: ∆V



= = = 3 cm3



F. APLIKASI INTEGRAL DALAM KIMIA Modifikasi soal dari buku Kimia Fisika karangan Atkins.1989.Halaman 384 13) Hitunglah jari-jari orbital rata-rata dengan mengunakan orbital hidrogenik untuk orbital 3s dan 4s ! DIK



: Orbital 3s dan 4s



DIT



: Hitunglah jari-jari orbital rata-rata



Jawab: PEMBAHASAN Nilai rata-rata merupakan nilai dugaan



Terlebih dahulu kita evaluasi integral dan



dengan fungsi-gelombang



. Integral terhadap bagian sudut, keduanya sama dengan satu (karena harmonis bola itu ternormalisasikan), sehingga yang perlu diperhitungkan adalah integrasi atas r :



Dilihat dari jenis integralnya maka digunakan :



Untuk orbital 3s,



Sehingga



Untuk orbital 4s



Sehingga



14) Xenon( Cv = 12,48 J K- mol-) pada suhu 250 C dan tekanan 1 atm dalam wadah dengan volume 1700 cm3 dibiarkan memuai menjadi 4700 cm3 serta dipanaskan sampai 1250 C. Hitunglah besar perubahan entropi ! DIK



: Xenon( Cv = 12,48 J K- mol-) Suhu awal 250 C Tekanan 1 atm Volume awal 1700 cm3 Volume setelah memuai 4700 cm3



Volume setelah memuai 1250 C DIT



: Hitunglah besar perubahan entropi !



Jawab: PEMBAHASAN T1 = 250 + 2730 = 2980 C



P = 1 atm



T2 = 1250 + 2730 = 3980 C V1 = 1700 cm3 = 1,7 liter V2 = 4700 cm3 = 4,7 liter Karena S termasuk fungsi keadaan yaitu dari keadaan awal ( n, 1700 cm 3, 2980 K) ke keadaan akhir ( n, 4700 cm3, 3980 K), maka penyelesaian nya : a. Pada keadaan awal Menentukan mol Xenon PV1= nRT1 1 atm.1,7 liter = n. 0.082 L atm K-1 mol-1. 2980 K 1,7 = n. 24,436 L atm mol-1 n = n = 0,07 mol Maka :



1



= nR = nR ln = nR ln 3 = 0,07 mol. 0,082 L atm K- mol-. 1,0986 = 0,0063 J K-1



b. Pada keadaan akhir ₂ = Cv = Cv ln = 12,48 J K- mol



-



. ln



= 12,48 J K- mol = 3,245 J K-1 Perubahan entropi keseluruhan :



-



. ln 1,3



t



=



1



₂



= 0,0063 J K-1 + 3,245 J K-1 = 3,251 J K-1



Modifikasi soal dari buku Kimia Fisika jilid 1 karangan Atkins halaman 103 15) Hitunglah entropi molar emas jika diketahui kapasitas kalor molar emas pada temperatur 30K adalah 0,49J K-1 mol-1! DIK : Kapasitas kalor molar emas pada temperatur 30K adalah 0,49J K-1 mol-1 DIT : Hitunglah entropi molar emas Jawaban : PEMBAHASAN Kita dapat menganggap pada temperatur rendah kapasitas kalor sama dengan , yaitu



Namun demikian, karena



adalah kapasitas kalor pada temperatur



T,



Daftar Pustaka Chang , Raymond.2005.Kimia Dasar Konsep-konsep inti jilid 2 edisi ketiga.Jakarta:Erlangga.



Oxtoby,David W.2001.Prinsip-prinsip Kimia Modern(terjemahan). Jakarta:Erlangga S,Syukri.1999. Kimia Dasar II.Bandung: ITB Underwood.1989.Analisis Kimia Kuantitatif.Jakarta: Erlangga Keenan.1999.Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga Kirimkan Ini lewat EmailBlogThis!Berbagi ke TwitterBerbagi ke Facebook Reaksi:menarik



Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda 0 komentar: Poskan Komentar Langganan: Poskan Komentar (Atom)