Rumus Kimia: Mol, Molaritas, pH, Gas Ideal, dan Entalpi

Atom dan senyawa

Nomor atom, massa atom, golongan, dan periode dibaca dari tabel periodik. Versi yang bisa diklik ada di lab Tabel Periodik Interaktif (/lab/tabel-periodik-interaktif).

• neutron = A − ZLatih: Partikel penyusun atom dan isotop

  Nomor massa dikurangi nomor atom; atom netral punya elektron sebanyak protonnya.

  besi-56, Z = 26: 30 neutron

• massa atom rata-rata = Σ(massa isotop × kelimpahan)Latih: Partikel penyusun atom dan isotop

  Rata-rata berbobot seluruh isotop; itulah angka massa atom di tabel periodik.

  klorin: 35 × 0,75 + 37 × 0,25 = 35,5

• elektron ion = Z − muatanLatih: Ion dan jenis ikatan

  Kation melepas elektron, anion menerima elektron; jumlah protonnya tidak berubah.

  S²⁻: 16 + 2 = 18 elektron

• golongan 1: +1 · 2: +2 · 15: −3 · 16: −2 · 17: −1Latih: Ion dan jenis ikatan

  Muatan ion unsur golongan utama yang diramalkan dari tabel periodik; aluminium di golongan 13 bermuatan +3.

• Al³⁺ + O²⁻ → Al₂O₃Latih: Menulis rumus senyawa ion

  Rumus senyawa ion memakai perbandingan terkecil yang membuat total muatannya nol; ion poliatom yang lebih dari satu diberi kurung.

  Mg(OH)₂ · Ca₃(PO₄)₂

Mol dan stoikiometri

• n = massa ÷ massa molarLatih: Massa molar, mol, dan bilangan Avogadro

  Mengubah gram menjadi mol; arah sebaliknya massa = n × massa molar.

  88 g CO₂ ÷ 44 g/mol = 2 mol

• massa molar = Σ(Ar × indeks)Latih: Massa molar, mol, dan bilangan Avogadro

  Indeks di luar tanda kurung mengalikan seluruh isi kurung.

  Ca(OH)₂ = 40 + 2 × (16 + 1) = 74 g/mol

• jumlah partikel = n × 6,02 × 10²³Latih: Massa molar, mol, dan bilangan Avogadro

  Bilangan Avogadro mengubah mol menjadi jumlah atom atau molekul.

• setarakan dengan koefisien, bukan indeksLatih: Menyetarakan persamaan reaksi

  Jumlah atom tiap unsur sama di kedua sisi, dengan koefisien bilangan bulat terkecil.

  CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

• pereaksi pembatas = mol ÷ koefisien terkecilLatih: Stoikiometri, pereaksi pembatas, dan persen hasil

  Bukan pereaksi yang gramnya paling sedikit; yang habis lebih dulu menentukan banyaknya hasil.

• persen hasil = hasil nyata ÷ hasil teoretis × 100%Latih: Stoikiometri, pereaksi pembatas, dan persen hasil

  Kedua hasil ditulis dalam satuan yang sama, misalnya gram.

  30,6 g ÷ 36 g × 100% = 85%

Larutan, asam, dan basa

• M = mol ÷ liter larutanLatih: Molaritas dan pengenceran

  Molaritas memakai volume larutan akhir; mililiter dibagi 1.000 lebih dulu.

  0,2 mol dalam 500 mL = 0,4 M

• M₁ × V₁ = M₂ × V₂Latih: Molaritas dan pengenceran

  Pengenceran tidak mengubah mol zat terlarut; V₂ adalah volume larutan akhir, bukan air yang ditambahkan.

  50 mL HCl 6 M diencerkan sampai 300 mL: 1 M

• pH = −log[H⁺]Latih: Asam, basa, dan pH

  [H⁺] = 10⁻ⁿ M berarti pH n; selisih satu satuan pH berarti [H⁺] berbeda sepuluh kali.

• pH + pOH = 14Latih: Asam, basa, dan pH

  Berlaku pada 25 °C; untuk larutan basa hitung pOH dari [OH⁻] lebih dulu.

  [OH⁻] = 10⁻³ M → pOH 3 → pH 11

• [H₃O⁺] ≈ √(Ka × C)Latih: Asam dan basa lemah: Ka dan Kb

  Asam lemah hanya terion sebagian; pendekatan ini layak bila persen ionisasinya di bawah 5%. Untuk basa lemah: [OH⁻] ≈ √(Kb × C).

  asam format 0,10 M, Ka 1,8 × 10⁻⁴ → pH 2,37

• pH = pKa + log([A⁻] ÷ [HA])Latih: Larutan penyangga

  Persamaan Henderson–Hasselbalch untuk larutan penyangga; bila [A⁻] = [HA], pH = pKa.

• M asam × V asam = M basa × V basaLatih: Titrasi asam-basa

  Titik ekuivalen titrasi asam dan basa berproton satu; satu mol H₂SO₄ yang diprotik butuh dua mol NaOH.

  25,0 mL HCl, ekuivalen pada 20,0 mL NaOH 0,100 M: 0,080 M

Gas dan termokimia

• PV = nRTLatih: Hukum gas ideal

  R = 0,08206 L·atm/(mol·K) untuk atm dan liter, 8,314 J/(mol·K) untuk SI; suhu dalam kelvin, °C + 273,15.

  0,25 mol, 0 °C, 1 atm: V = 5,60 L

• q = m × c × ΔTLatih: Entalpi reaksi dan kalorimetri

  Kalor yang diserap larutan di kalorimeter; kalor reaksinya sama besar dengan tanda berlawanan.

• ΔH < 0 eksoterm · ΔH > 0 endotermLatih: Entalpi reaksi dan kalorimetri

  Reaksi eksoterm melepas kalor sehingga lingkungannya menghangat; endoterm menyerap kalor sehingga lingkungannya mendingin.

• ΔH° = Σn·ΔH°f produk − Σn·ΔH°f pereaksiLatih: Entalpi pembentukan standar

  Entalpi reaksi dari tabel entalpi pembentukan standar; unsur dalam bentuk paling stabilnya ber-ΔH°f nol.

• hukum HessLatih: Hukum Hess

  Persamaan dibalik, tanda ΔH dibalik; dikalikan, ΔH ikut dikalikan; dijumlahkan, ΔH dijumlahkan.

Laju, kesetimbangan, dan redoks

• laju = k[A]ᵐ[B]ⁿLatih: Hukum laju dan orde reaksi

  Orde reaksi ditentukan dari data laju awal, bukan dibaca dari koefisien persamaan reaksi.

• sisa = (½)ⁿLatih: Hukum laju dan orde reaksi

  Bagian pereaksi yang tersisa setelah n kali waktu paruh pada reaksi orde satu.

  waktu paruh 20 menit, setelah 80 menit: (½)⁴ = 6,25%

• Kc = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)Latih: Kesetimbangan dan tetapan Kc

  Konsentrasi setimbang dipangkatkan koefisiennya; padatan dan cairan murni tidak ditulis.

• Q < Kc → ke kanan · Q > Kc → ke kiriLatih: Kesetimbangan dan tetapan Kc

  Kuosien reaksi dihitung dari konsentrasi saat itu lalu dibandingkan dengan Kc untuk meramalkan arah reaksi.

• asas Le ChatelierLatih: Pergeseran kesetimbangan: asas Le Chatelier

  Sistem setimbang bergeser mengurangi gangguan; tekanan naik menggeser ke sisi bermol gas lebih sedikit, dan hanya suhu yang mengubah Kc.

• Σ biloks = muatan totalLatih: Bilangan oksidasi dan reaksi redoks

  Oksigen umumnya −2 dan hidrogen +1 bila terikat nonlogam; oksidasi berarti biloks naik.

  KMnO₄: +1 + x − 8 = 0 → Mn +7

• E°sel = E°katode − E°anodeLatih: Sel volta dan potensial sel

  Potensial reduksi yang lebih positif menjadi katode; E° tidak dikalikan koefisien.

  sel Daniell: 0,34 − (−0,76) = 1,10 V