Pembahasan Soal Olimpiade Kimia Tingkat Kab/Kota 2011

Soal Essay No 1

Hidrogen dapat dihasilkan dari reaksi antara kalsium hidrida padat dengan air atau antara logam kalium dengan air atau logam natrium dengan air.

1. Tuliskan 3 reaksi pembentukan gas hidrogen tersebut
2. Reaksi mana yang menghasilkan hidrogen terbanyak  jika air yang digunakan untuk masing-masing reaksi adalah 1L
3. Reaksi mana yang menghasilkan hidrogen terbanyak  jika masing-masing reaksi hanya menggunakan 1 g zat padat

Gas Hidrogen juga dapat dibuat dari reaksi logam dengan larutan basa

4. Perkirakan logam apa yang beraksi dengan basa menghasilkan hidrogen
5. Tuliskan persamaan reaksinya
6. Berapa Liter hidrogen pada keadaan standar dapat dihasilkan dari 1g logam tersebut, jika diketahui 1mol gas pada keadaan standar = 22,4 L.

Pembahasannya adalah sebagai berikut:

1. Tiga reaksi pembentukan hidrogen tsb:

A. CaH₂ + 2 H₂O  → Ca(OH)₂ + 2H₂
B. 2 K + 2 H₂O  → 2KOH + H₂
C. 2 Na + 2 H₂O  → 2NaOH + H₂

2. Reaksi yang menghasilkan gas hidrogen terbanyak adalah reaksi A, dapat dilihat dari perbandingan besarnya koefisien H₂  pada setiap reaksi.
3. Jika masing-masing rekasi menggunakan hanya 1 g zat, maka terlebih dahulu harus dihitung masing-masing mol zat yang bereaksi dan diperbandingkan koefisiennya. CaH₂ = 1/42 mol; K = 1/39 mol; Na 1/23 mol.

Pada reaksi A, akan menghasilkan gas H₂  sebanyak 2/42 mol ~ 1/21 mol
Pada reaksi B, akan menghasilkan gas H₂  sebanyak ½ x 1/39 mol ~ 1/78 mol
Pada reaksi C, akan menghasilkan gas H₂  sebanyak ½ x 1/23 mol ~ 1/46 mol
Jadi yang paling banyak menghasilkan adalah reaksi A.

4. Logam yang bereaksi dengan basa menghasilkan has hidrogen adalah logam-logam yang bersifat amfoter.
5. 2Al + 2NaOH + 6H₂O  → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ (g)
6. Karena logamnya adalah Al maka 1 g Al = 1/27 mol Al, dengan perbandingan koefisien maka has H₂  yang dihasilkan sebanyak 3/2 x 1/27 = 1/18 mol ~ 1/18 mol x 22,4 L/mol = 1,25 L

Soal Essay No 2

Barium peroksida merupakan padatan yang ketika bereaksi dengan air menghasilkan basa dan hidrogen peroksida yaitu suatu oksidator. Tuliskan rumus kimia Barium peroksida.

1. Tuliskan persamaan reaksi pembentukan hidrogen peroksida dari Barium peroksida.
2. Ketika larutan besi(II) yang semula berwarna hijau muda ditetesi dengan larutan hidrogen peroksida, warna larutan berubah menjadi apa? Jelaskan!
3. Tuliskan persamaan reaksi hidrogen peroksida dengan larutan besi(II) dalam suasana asam.

Jawaban dan Pembahasannya:

1. Persamaan reaksi pembentukan hidrogen peroksida dari barium peroksida

BaO₂ + 2 H₂O → H₂O₂ + Ba(OH)₂

2. Ketika larutan besi(II) yang semula berwarna hijau muda ditetesi dengan larutan hidrogen peroksida, warna larutan berubah menjadi kuning hingga kemerahan bahkan kecoklatan, hal ini karena besi (II) tersebut terokasidasi oleh H₂O₂ sehingga menjadi besi (III)
   
   

   Ilustrasi dari http://www.scribd.com/doc/2310046/Colour-of-Iron
3. Persamaan reaksi hidrogen peroksida dengan larutan besi(II) dalam suasana asam

2 Fe²⁺ + H₂O₂ + 2 H⁺  → 2 Fe³⁺  + 2 H₂O

Soal Essay No 3

Asam asetat dikenal sebagai asam cuka yaitu asam yang relatif lemah tetapkan asam K_a = 1,8 x 10^-5

1. Tuliskan rumus molekul asam cuka
2. Berapakah massa molekul asam cuka tersebut
3. Jika diketahui larutan asam cuka 10% massa, dentitas ~1 g/mL, berapa g asam cuka yang terkandung dalam 10 mL larutan tersebut.
4. Berapa konsentrasi asam cuka tersebut yang dinyatakan dalam M(mol/liter)?
5. Berapakah pH larutan asam cuka ini?

Jika 5 mL asam cuka 10% tersebut dimasukkan dalam labu takar 100mL dan diencerkan dengan air sampai tepat 100 mL

6. Berapa konsentrasi asam cuka tersebut yang dinyatakan dalam M?
7. Berapa pH larutan encer tersebut?

Jawaban dan pembahasannya:

1. Rumus molekul asam cuka adalah CH₃COOH atau boleh ditulis CH₃CO₂H
2. Massa molekul CH₃COOH = (2 x Ar C) + 4( x Ar H) + (2 x Ar O) = (2 x 12) + (4 x 1) + (2 x 16) = 60
3. Dengan densitas 1 g/mL maka untuk 10 mL ~ 10 gram. Karena larutan asam cuka 10% massa maka massa asam cuka dalam larutan tsb = 10 g x 10% ~ 1 g
4. Konsentrasi asam cuka dinyatakan dalam M(mol/liter) = (1 g : 60 g/mol) / 0,01 L ~ 1,67 M
5. pH larutan asam cuka tersebut = -log{√([ CH₃COOH].Ka )}= -log{√(1,67 x 1,8.10^-5 )} ~ 2,26
6. Jika 5 mL asam cuka tersebut (1,67 M) diencerkan hingga 100 mL maka konsentrasinya (M₂) dapat dihitung dengan rumus V₁ x M₁ = V₂ x M₂ →  5 mL x 1,67 M = 100 mL x M₂ → M₂= 0,083 M
7. pH larutan asam cuka setelah diencerkan  = -log{√(0,083 x 1,8.10^-5 )} ~ 2,91