“1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

“1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

1


2

1000 Langkah Lebih Dekat

Menjadi Juara OSN Kimia

Bagian 1:

Kimia Anorganik – Fisik – Analitik

Bayu Ardiansah, S.Si.

Departemen Kimia

FMIPA Universitas Indonesia

2015

SCIENT-PUBS EDUCATION

Kwarakan, RT 73, Desa Sidorejo, Kecamatan Lendah

Kabupaten Kulon Progo, 55663, Yogyakarta


3

Kata Pengantar

Buku ini disusun untuk membantu siswa-siswi SMA/MA yang dipersiapkan untuk mengikuti lomba ilmiah/eksakta bidang kimia seperti Olimpiade Sains Nasional (OSN), baik di tingkat Kabupaten/Kota, Provinsi, Nasional dan bahkan hingga level Internasional (IChO). Selain itu, buku ini juga cocok dipelajari sebagai persiapan menghadapi kompetisi kimia yang digelar beberapa perguruan tinggi seperti OKINES – Olimpiade Kimia Unnes (Universitas Negeri Semarang), Chemistry Fair (Universitas Indonesia), Olimpiade Kimia Nasional (UGM), NCC – National Chemistry Challenge (ITS Surabaya) dan OKTAN (Kimia ITB).

Buku ini berisi soal-soal latihan dan penyelesaiannya yang disajikan secara terstruktur perkelompok topik. Tidak seperti buku lainnya, di sini akan dibahas lebih detail dan mendalam mengenai persoalan yang ada. Soal-soal yang disajikan diambil dari pengalaman mengajar penulis sebagai asisten dosen di Departemen Kimia FMIPA UI, hasil modifikasi soal OSN dan IChO serta soal-soal OSN dari tahun-tahun sebelumnya. Buku ini juga dilengkapi dengan prediksi soal OSN Kimia dari berbagai tingkatan, mulai dari Kabupaten/Kota hingga tingkat Nasional.

Semoga buku ini bermanfaat dan berguna bagi siswa-siswi SMA/MA serta guru pengajar olimpiade kimia. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis hargai.

Yogyakarta, Mei 2015

Penulis


4

DAFTAR ISI

TOPIK 1: Atom, Ion, Molekul dan Stoikiometri

TOPIK 2: Gas dan Energi Reaksi Kimia

TOPIK 3: Struktur Elektronik Atom, Ikatan Kimia dan Geometri

Molekul

TOPIK 4: Sifat Koligatif Larutan dan Kinetika Kimia

TOPIK 5: Kesetimbangan Kimia dan Asam Basa

TOPIK 6: Kesetimbangan Kelarutan, Termodinamika dan Redoks

Elektrokimia

TOPIK 7: Logam Transisi, Senyawa Koordinasi dan Kimia Radiasi

Prediksi Soal OSN Kimia Paket A

Prediksi Soal OSN Kimia Paket B

……………………………..Versi lengkap dari isi buku bisa didapat

setelah melakukan pemesanan………………………………………...




5

KELOMPOK TOPIK KE-2

(Gas dan Energi Reaksi Kimia/Termokimia)

Bagian I : Pilihan Ganda

1) Grafik di bawah ini merepresentasikan distribusi kecepatan tiga

macam gas (X, Y dan Z) pada temperatur 300 K. Apabila

diketahui ketiga macam gas tersebut adalah N2 (28,02 g/mol),

He (4,003 g/mol) dan Cl2 (70,90 g/mol), dan mengacu pada

postulat teori kinetik gas mengenai distribusi kecepatan gas,

maka gas X, Y dan Z tersebut masing-masing adalah :

A. X = N2; Y = He; Z = Cl2

B. X = N2; Y = Cl2; Z = He

C. X = He; Y = Cl2; Z = N2

D. X = Cl2; Y = N2; Z = He

E. X = Cl2; Y = He; Z = N2

Penyelesaian : D


6

Kecepatan distribusi suatu molekul gas dipengaruhi oleh massa

molekul gas tersebut. Semakin ringan suatu gas maka

kecepatannya akan semakin besar, begitu juga sebaliknya. Hal

ini ditunjukkan dengan rumus kecepatan rata-rata kuadrat

(vrms) yaitu vrms = ටଷ ோ ்ெ

. Dengan demikian, gas X, Y dan Z

secara berurutan adalah dari yang paling berat ke paling ringan,

yaitu Cl2, N2 dan He.

2) Maxwell-Boltzmann merumuskan sejumlah generalisasi

perilaku gas yang dikenal dengan teori kinetik molekul gas

(kinetic molecular theory of gases), yang mana gas dianggap

berperilaku “ideal”. Berikut ini yang tidak termasuk dalam

postulat teori kinetik gas yang diusulkan adalah :

A. Gas terdiri dari molekul-molekul yang satu dengan yang

lainnya dipisahkan oleh jarak yang besar. Molekul-molekul

dianggap merupakan “titik-titik” yang memiliki massa

namun memiliki volume yang dapat diabaikan.

B. Molekul gas senantiasa bergerak secara tetap dan arah yang

acak yang saling bertumbukan satu dengan lainnya.

C. Molekul gas dianggap tidak mengalami gaya tarik-menarik

maupun gaya tolak menolak antara satu dengan lainnya

D. Tumbukan antara molekul-molekul gas tidak bersifat elastis

sempurna

E. Energi kinetik rata-rata molekul sebanding dengan suhu gas

dalam Kelvin


7

Penyelesaian : D

Inti dari teori kinetik gas mencakup asumsi-asumsi pada opsi a,

b, c dan e. Namun yang perlu dipahami adalah tumbukan antar

molekul gas bersifat sempurna. Dengan kata lain, akibat

tumbukan itu, energi dapat dipindahkan dari satu molekul ke

molekul lainnya, dan energi total dari semua molekul dalam

system itu tetap sama. Sehingga opsi “d” bukan merupakan satu

dari postulat yang diusulkan.

3) Gambar di bawah ini merepresentasikan keadaan untuk

membuktikan salah satu hukum gas ideal, berdasarkan

penjabaran dari rumus utama PV = nRT.

Apabila variabel lain dijaga konstan, akan terjadi fenomena

seperti di atas. Fenomena tersebut menunjukkan eksistensi dari

hukum..

A. Hukum Boyle

B. Hukum Gay-Lussac

C. Hukum Charles

D. Hukum Avogadro

E. Tidak ada dari empat jawaban di atas yang benar

Penyelesaian : D


8

Dari gambar di atas, dengan jelas terlihat bahwa ketika molekul

gas dikurangi dari sistem, maka volume gas akan

berkurang/menyusut. Sebaliknya, apabila terjadi penambahan

jumlah mol gas maka volume akan bertambah. Hal ini

mencerminkan keterkaitan/hubungan antara n (jumlah mol) dan

V (volume) gas. Pada kondisi P dan T tetap, maka dirumuskan

sebagai n1/V1 = n2/V2 yang mana hubungan tersebut merupakan

implikasi dari hukum Avogadro mengenai gas ideal.

4) Reaksi fasa gas berlangsung dalam syringe pada T dan P

konstan. Bila volume awal adalah 40 cm3 dan volume akhir

adalah 60 cm3, reaksi manakah yang berlangsung?

A. A (g) + B (g) AB (g)

B. 2 A (g) + B (g) A2B (g)

C. 2 AB2 (g) A2 (g) + 2 B2 (g)

D. 2 AB (g) A2 (g) + B2 (g)

E. 2 A2 (g) + 4 B (g) 4 AB (g)

Penyelesaian : C

Pada kondisi P dan T konstan, maka sesuai rumus gas ideal PV

= nRT, volume gas akan sebanding dengan jumlah mol gas.

Peningkatan V akan menyebabkan peningkatan n, begitu pula

sebaliknya. Pada suatu kondisi reaksi volume naik dari 40 cm3

menjadi 60 cm3, maka secara logika terdapat penambahan

jumlah mol gas produk, relative terhadap reaktan (Δng > 0).


9

Dari kelima reaksi di atas yang memenuhi criteria tersebut

adalah opsi c, dengan nilai Δng = 1.

5) Sebanyak 200 mL sampel gas hidrokarbon mempunyai berat

jenis 2,53 g/L pada 550C dan 720 mmHg. Apa rumus senyawa

kimia gas tersebut ?

A. C2H6

B. C4H10

C. C5H12

D. C6H6

E. C2H4

Penyelesaian : C

Hubungan densitas/ berat jenis (d) dengan Mr zat, kita harus

menurunkan persamaan dari rumus gas ideal.

PV = nRT

PV = ெ

RT

P Mr =

RT

P Mr = dRT

Mr = dRT/P

Dalam kasus di atas, Mr = (2,53 g/L x 0,082 L atm K-1 mol-1 x

328 K) / 0,947 atm = 71,86 g/mol.


10

Gas hidrokarbon opsi a-e yang memiliki Mr mendekati nilai

tersebut adalah C5H12.

6) Suatu sampel gas Z dari keadaan awal 200C dan 4 atm

dipanaskan menjadi 400C pada volume konstan. Manakah

pernyataan yang benar ?

I. Energi kinetik rata – rata molekul meningkat

II. Kecepatan molekul rata – rata tidak berubah

III. Tekanan gas meningkat menjadi 8 atm

IV. Jumlah tumbukan per satuan waktu antarmolekul

gas tidak berubah

Pernyataan benar ;

A. Hanya I

B. Hanya II dan III

C. Hanya I dan IV

D. Hanya II dan IV

E. Hanya I, II, dan III

Penyelesaian : A

Kenaikan temperatur menyebabkan meningkatnya energi

kinetik rata-rata molekul gas. Dengan meningkatnya nilai

tersebut, maka kecepatan rata-rata molekul juga akan semakin

besar karena kecepatan sebanding dengan akar besarnya energi

kinetik (EK = ½ mv2). Naikya nilai EK tersebut memberikan

makna bahwa molekul gas akan semakin sering bertumbukan

antara satu dengan yang lainnya. Pada kondisi volume tetap


11

dan tidak ada penambahan jumlah mol gas, maka P akan

sebanding dengan T, sehingga tekanan akhir gas semakin

besar, namun nilainya bukan dua kali lipatnya (8 atm) karena

kita harus mengkonversi terlebih dahulu satuan temperatur

Celsius menjadi Kelvin, selanjutnya dapat dilakukan

perhitungan melalui rumus P1/T1 = P2/T2, yang memberikan

hasil P2 (atau P akhir) sama dengan 4,27 atm. Maka jawaban

yang benar untuk soal di atas adalah I (opsi a).



Bagian II : Soal Essay

1. Gas karbon dioksida (CO2) dikenal sebagai gas rumah kaca

(GRK) dan bertanggungjawab terhadap terjadinya pemanasan

global. Di laut banyak tumbuh berbagai jenis terumbu karang,

yang sebagian besar strukturnya terdiri dari mineral CaCO3.

Eksistensi terumbu karang ini mengalami ancaman, yang salah

satunya disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas CO2 di

atmosfer karena makin intensifnya pembakaran bahan bakar

fosil (batubara, gas alam, minyak bumi) dan kebakaran hutan.

Seiring dengan meningkatnya konsentrasi CO2 di udara,

kandungan CO2 terlarut dalam air juga akan meningkat karena

gas CO2 di atmosfer dan CO2 di laut berada dalam

kesetimbangan. Diperkirakan bahwa 50% CO2 yang diemisikan


12

dari hasil aktivitas manusia larut dalam air laut/ lautan.

Dampaknya adalah penurunan pH air laut sehingga dapat

mengganggu kehidupan biota laut, termasuk terhambatnya

pertumbuhan terumbu karang. Meningkatnya CO2 terlarut

mengakibatkan laju pelarutan CaCO3 meningkat sehingga total

struktur terumbu karang akan rusak / hilang.

a. Tuliskan reaksi kesetimbangan larutnya gas CO2 dalam air.

b. Dalam air laut, mengapa semakin banyak CO2 terlarut

semakin banyak pula struktur terumbu karang (CaCO3) yang

rusak. Jelaskan dan tulis reaksinya.

Udara di atmosfer terdiri dari molekul-molekul N2 (78%), O2

(21%), dan gas lain dalam jumlah runutan termasuk CO2. Gas

CO2 lebih mudah larut dibandingkan dengan gas O2 maupun N2

yang kelarutannya pada 1 atm dan 250C adalah

- CO2 = 171 cm3/ 100 mL

- O2 = 4,90 cm3/ 100 mL

- N2 = 2,33 cm3/ 100 mL

Berdasarkan data tersebut maka :

c. Mengapa gas CO2 lebih mudah larut dibandingkan gas O2

dan N2 ?

d. Tentukan perbandingan mol kelarutan gas CO2, O2, dan N2

di dalam air.

Penyelesaian :

a) CO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)


13

b) Ketika gas CO2 larut dalam air maka akan membentuk

reaksi kesetimbangan sebagaimana pada jawaban poin (a).

Semakin banyak CO2 terlarut maka kesetimbangan akan

bergeser ke arah pembentukan asam karbonat, H2CO3, yang

mana merupakan asam lemah yang dapat menyumbangkan

ion H+. Ion H+ yang dihasilkan akan menguraikan kalsium

karbonat dari terumbu karang menjadi ion kalsium, air dan

gas karbondioksida sehingga terumbu karang banyak yang

hancur.

H2CO3 (aq) 2H+ (aq) + CO32- (aq) K = Ka1 x Ka2

2H+ (aq) + CaCO3 (terumbu karang, s) Ca2+ (aq) +

H2O (l) + CO2 (g)

c) Ketiga senyawa tersebut sama-sama memiliki nilai momen

dipol sama dengan nol. Akan tetapi, kelarutan CO2 jauh

lebih besar dibandingkan dua gas lain karena CO2 sebagai

oksida asam memiliki reaktivitas untuk bereaksi dengan air

(secara kesetimbangan) membentuk asam karbonat. Di sisi

lain, gas N2 dan O2 yang merupakan gas diatomik tidak

dapat bereaksi dengan air, dan hanya larut dengan

mengandalkan gaya dipol terimbas.

d) Dengan menggunakan persamaan gas ideal, PV = nRT, kita

dapat menghuting jumlah mol gas-gas terlarut.

Mol CO2 = PV/RT = (1 atm x 0,171 L) / (0,082 L atm K-1

mol-1 x 298 K) = 7 x 10-3 mol CO2

Mol O2 = PV/RT = (1 atm x 0,0049 L) / (0,082 L atm K-1

mol-1 x 298 K) = 2 x 10-4 mol O2


14

Mol N2 = (1 atm x 0,00233 L) / (0,082 L atm K-1 mol-1 x

298 K) = 9,5 x 10-5 mol N2

Maka perbandingan mol CO2 : O2 : N2 = 7 x 10-3 : 2 x 10-4 :

9,5 x 10-5 = 73,7 : 2,1 : 1 74 : 2 :1 (bilangan bulat)

2. Sebanyak 300 mL larutan NaOH 2M direaksikan dengan 400

mL larutan H2SO4 1M.

a. Buatlah persamaan reaksi netralisasi antara NaOH dan

H2SO4 (setarakan)

b. Tentukan energi yang dihasilkan jika nilai ΔH0f NaOH (aq)

= -470,114 kJ/mol, H2SO4 (aq) = -909,27 kJ/mol, Na2SO4

(aq) = -1390 kJ/mol dan H2O (l) = -285,83 kJ/mol

c. Jika kedua larutan awalnya pada 250C, maka temperature

akhir setelah kedua larutan direaksikan adalah? (anggap

tidak ada kalor yang hilang, kalor jenis larutan (c) adalah 4,2

J/g0C dan densitas larutan 1,00 g/mL)

d. Hitung jumlah mol NaOH dan H2SO4 yang dibutuhkan

untuk menghasilkan energi sebesar 100 kJ.

Penyelesaian :

a. NaOH (aq) + H2SO4 (aq) Na2SO4 (aq) + 2H2O (l)

b. Entalpi reaksi netralisasi (ΔH0rxn) dapat dihitung sebagai

berikut

ΔH0rxn = ΔH0

f Na2SO4 (aq) + 2ΔH0f H2O (l) – 2ΔH0

f NaOH

– ΔH0f H2SO4


15

ΔH0rxn = -1390 + 2 (-285,83) – [2 (-470,114) + (-909,27)

kJ/mol = - 112,162 kJ/mol

c. Soal ini dapat diselesaikan dengan langkah-langkah sebagai

berikut

Step 1 : menghitung jumlah mol NaOH dan H2SO4 yang

tersedia

Mol NaOH = 0,3 L x 2M = 0,6 mol

Mol H2SO4 = 0,4 L x 1M = 0,4 mol

Step 2 : mencari pereaksi pembatas (dibagi dengan koefisien

reaksi masing-masing)

NaOH = 0,6 / 2 = 0,3; sedangkan untuk H2SO4 = 0,4 / 1 =

0,4

Sehingga pereaksi pembatasnya adalah NaOH (nilai hasil

bagi lebih kecil)

Step 3 : mencari jumlah panas (Q) yang dibebaskan untuk

0,6 mol NaOH terpakai

Q = - (n ΔH) = - [0,6 mol x (-112,162 kJ/mol)] = 67,3 kJ

Step 4 : mencari temperature akhir

Q = m c ΔT 67300 J = 700 g x 4,18 J/g0C x ΔT ΔT

= 230C

Takhir = ΔT + Tawal = 25 + 23 = 480C

d. Berdasarkan koefisien persamaan reaksi dan hasil yang

diperoleh pada poin (b) mengenai entalpi netralisasi, maka

apabila digunakan 2 mol NaOH dan 1 mol H2SO4 maka

energi yang akan dibebaskan adalah senilai 112,162 kJ.

Sekarang pertanyaannya adalah berapa mol kedua zat


16

tersebut dibutuhkan apabila energi yang harus dilepaskan

adalah 100 kJ? Hal ini dapat diselesaikan dengan mudah

sesuai berikut

Mol NaOH dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 2 mol =

1,78 mol NaOH

Mol H2SO4 dibutuhkan = (100 kJ / 112,162 kJ) x 1 mol =

0,89 mol H2SO4




17

PREDIKSI OLIMPIADE SAINS NASIONAL (OSN) BIDANG

KIMIA

PAKET A


18

SELEKSI OSN KIMIA TINGKAT PROVINSI

Petunjuk :

- Soal Seleksi Tingkat Provinsi ini terdiri dari 2 Bagian

Bagian 1: Pilihan Ganda 20 Soal (40 Poin)

Bagian 2: Essay 7 Soal (178 Poin)

Total 218 Poin

- Estimasi waktu pengerjaan 150 menit

- Diperkenankan menggunakan kalkulator

- Tabel periodik unsur diberikan

Bagian 1: Pilihan Ganda

1) Densitas nitrogen cair adalah 0,807 g/mL. Andaikan

seseorang secara tidak sengaja meminum 0,025 mL nitrogen

cair, berapakah volume nitrogen yang akan dihasilkan di

dalam tubuhnya pada kondisi 100 kPa dan 370C?

A. 0,018 mL

B. 0,025 mL

C. 19 mL

D. 23 mL

E. 37 mL

2) Berikut manakah yang merupakan urutan paling benar

mengenai kenaikan jari-jari ion spesi-spesi?

A. Mg2+ < S2- < Cl- < K+ < Ca2+


19

B. Mg2+ < Ca2+ < K+ < Cl- < S2-

C. S2- < Cl- < K+ < Mg2+ < Ca2+

D. S2- < Mg2+ < Ca2+ < Cl- < K+

E. Ca2+ < Cl- < K+ < Mg2+ < S2-

3) Wadah A dengan volume 1 L dihubungkan dengan wadah B

dengan volume 2 L, dimana diantaranya diberi katup

pengontrol. Wadah A berisi gas argon dengan tekanan 100

kPa sedangkan wadah B berisi gas neon dengan tekanan 150

kPa.

Ketika katup pengontrol dibuka, gas akan bercampur dan

tekanan tersebut akan berubah menjadi tekanan rata-rata.

Tekanan yang ada di dalam container tersebut sekarang

adalah

A. 100 kPa

B. 125 kPa

C. 133 kPa

D. 150 kPa

E. 250 kPa


20

4) Sebanyak 0,5755 g suatu senyawa yang mengandung sulfur

dan florin, memiliki volume 255 mL pada 288 K dan 50,01

kPa. Maka rumus molekul senyawa tersebut adalah

A. S2F2

B. SF2

C. SF4

D. SF6

E. S4F10

5) Suatu larutan ammonia memiliki pH = x sedangkan larutan

HCl memiliki pH = y, dari eksperimen diketahui berlaku suatu

persamaan x + y = 14, dimana x > 11. Seandainya dengan

volume yang sama dari kedua larutan ini dicampurkan,

bagaimana konsentrasi relative ion-ion di bawah ini ada dalam

larutan hasil campuran?

A. [NH4+] > [Cl-] > [OH-] > [H+]

B. [Cl-] > [NH4+] > [H+] > [OH-]

C. [NH4+] > [Cl-] > [H+] > [OH-]

D. [Cl-] > [NH4+] > [OH-] > [H+]

E. [Cl-] = [NH4+] = [OH-] = [H+]

6) Perhatikan reaksi siklisasi berikut ini :

Reaksi tersebut dapat terjadi apabila ditambahkan pereaksi:


21

A. HBr/peroksida

B. K2Cr2O7

C. PCC

D. H2SO4 pekat

E. NaOCH3 dalam CH3OH

7) Reaksi multitahapan sintesis senyawa turunan benzena:

Dari reaksi tersebut, maka produk akhir C yang paling

mungkin adalah

A. asam p-aminobenzoat (PABA)

B. p-nitrobenzaldehida

C. asam o-aminobenzoat

D. asam p-nitrobenzoat

E. asam m-nitrobenzoat

8) Pereaksi X dan Y apakah yang tepat agar target molekul

sesuai dengan yang diharapkan berikut ini?

A. Pereaksi X = NaOH; Y = H2/Pt

B. Pereaksi X = H2SO4 pekat; Y = CH3OH

C. Pereaksi X = H2/Ni; Y = Zn/HCl

D. Pereaksi X = H2SO4 pekat; Y = H2/Ni


22

E. Pereaksi X = HCl pekat; Y = KOH dalam alkohol


setelah melakukan pemesanan………………………………………..

Bagian 2: Essay

1. Campuran Logam Karbonat (20 Poin)

Sebuah campuran logam karbonat, MCO3 dan oksidanya,

MO, dipanaskan maka akan membebaskan CO2 dan segera

terkonversi menjadi oksida MO.

a. Seandainya 0,6500 g sampel campuran MCO3 dan MO

membentuk 0,1575 L CO2 pada 250C dan 700 mmHg,

tentukan jumlah mol CO2 yang terbentuk

b. Ketika 0,3891 g MO yang dihasilkan dari poin (a)

dititrasi dengan HCl 0,5 M maka dibutuhkan 38,60 mL.

tentukan jumlah mol MO dalam 0,3891 g

c. Tentukan massa atom logam M dan berikan symbol yang

sesuai

d. Tentukan persen mol MCO3 dan MO dalam sampel awal

e. Gas yang terbentuk pada poin (a) adalah CO2, tentukan:

i) Jenis gaya antarmolekul dalam CO2 dan

gambarkan ilustrasinya

ii) Tuliskan reaksi lengkap apabila gas tersebut larut

dalam air


23

2. Kelarutan Garam Fluorida (20 Poin)

Ketika padatan BaF2 ditambahkan ke dalam H2O maka akan

terbentuk kesetimbangan berikut

BaF2 (s) Ba2+ (aq) + 2 F- (aq) Ksp = 1,5 x

10-6 pada 250C

a. Hitunglah solubilitas molar BaF2 pada 250C

b. Jelaskan bagaimana penambahan senyawa berikut ini

mempengaruhi kelarutan BaF2 dalam air

i) 0,10 M Ba(NO3)2

ii) 0,10 M HNO3

c. Di lain pihak, dalam sebuah eksperimen untuk

menentukan Ksp PbF2, seorang siswa memulai dengan

0,10 M Pb(NO3)2 dan 0,10 M KF dan menggunakan

beberapa seri pengenceran untuk menentukan konsentrasi

terendah [Pb2+] dan [F-] yang dapat membentuk endapan

ketika dicampurkan. Seandainya seorang siswa

menggunakan konsentrasi dari ion-ion yang digabungkan

tersebut untuk menentukan nilai Ksp, apakah Ksp yang

terhitung akan terlalu besar, terlalu kecil atau mendekati

benar? Jelaskan.

Data Ksp untuk PbF2 adalah 4,0 x 10-8. Maka :

d. Dalam sebuah larutan yang mengandung 0,01 M

Ba(NO3)2 dan 0,01 M Pb(NO3)2, endapan manakah, BaF2

atau PbF2 yang akan terbentuk pertama kali ketika NaF

padat ditambahkan? (asumsikan volume total tetap)


24

e. Ketika garam fluorida yang lebih mudah larut mulai

mengendap, berapakah konsentrasi kation garam fluorida

yang lebih sukar larut masih tersisa dalam larutan?

Berapa persen pengendapannya?

3. Variasi Oksida Nitrogen (20 Poin)

Nitrogen dapat membentuk banyak senyawa oksidanya,

beberapa diantaranya berkontribusi dalam fenomena kabut

fotokimia. Nilai ΔH0f dan ΔG0

f untuk beberapa senyawa

oksida nitrogen diberikan pada tabel berikut ini:

a. Hitunglah perubahan entalpi dan energy bebas Gibbs

pada 200C untuk

i) Pembentukan NO2 (g) dari NO (g) dan O2 (g)

ii) Dimerisasi NO2 (g) membentuk N2O4 (g)

b. Hitunglah konstanta kesetimbangan dimerisasi NO2 (g)

pada 250C

c. Untuk konsentrasi NO2 (g) dalam atmosfer adalah 30 ppb

(1,2 x 10-9 M) pada awalnya, maka hitunglah konsentrasi

kesetimbangan dari N2O4 pada 298 K

d. Apabila temperatur atmosfer naik menjadi 430C,

kesetimbangan akan berubah sampai terbentuk

kesetimbangan yang baru. Setelah kesetimbangan yang


25

baru telah tercapai, apakah konsentrasi NO2 sekarang

melebihi batas aman sebesar 53 ppb (2,2 x 10-9 M) ?

jelaskan.

e. Nilai ΔG0f yang bernilai positif untuk NO2 (g)

mengindikasikan bahwa dekomposisi NO2 (g) menjadi O2

(g) dan N2 (g) adalah spontan. Sarankan suatu alasan

mengapa secara nyata reaksi ini tidak terjadi, atau sangat

sedikit peranannya dalam meminimalkan konsentrasi

atmosferik NO2 (g) yang notabene merupakan gas

berbahaya.

4. Insektisida Alami (38 Poin)

Pyrethrin I merupakan insektisida yang bersifat

biodegradable. Senyawa ini ditemukan pada tanaman

Chrysanthemums. Penggunaannya meningkat untuk

menggantikan insektisida beracun dan tidak biodegradable.

a. Berapakah IHD (index of hydrogen deficiency) atau pun

DoU (degree of unsaturated) dari senyawa tersebut?

b. Atom karbon asimetris/khiral adalah atom karbon yang

mengikat 4 atom atau gugus atom yang berbeda. Ada

berapa atom C asimetris yang terdapat pada senyawa


26

pyrethrin I? berapakah isomer optik yang mungkin eksis

untuk senyawa tersebut?

c. Tentukan konfigurasi R atau S pada setiap atom C

asimetris

d. Senyawa di atas juga memungkinkan untuk membentuk

isomer geometri. Ada berapa C=C yang dapat

membentuk isomer geometri? Dari struktur di atas,

tentukanlah konfigurasi E atau Z dari setiap C=C yang

membentuk isomer geometri.

e. Dengan suatu pereaksi yang khas dan selektif, senyawa

pyrethrin I dapat mengalami reaksi hidrolisis. Tanpa

harus menuliskan pereaksi apa yang dipakai, tentukan

produk reaksi hidrolisis senyawa tersebut.

f. Andaikan produk hidrolisis dari pyrethrin I adalah

senyawa A dan B, dimana B memiliki jumlah ikatan

rangkap lebih banyak. Tentukanlah struktur produk

(senyawa C) apabila B dioksidasi menggunakan

piridinium kloro kromat (PCC).

g. Tentukan semua struktur akhir yang ada apabila

dilakukan ozonolisis terhadap senyawa C, yaitu

direaksikan dengan O3 kemudian dilanjutkan Zn/H+.




27

Agenda Pre-Order Pertama Tahun 2015

Agenda Waktu/Periode

Pemesanan via email/SMS 4 Mei – 7 Juni 2015

Pembayaran pesanan via Bank/ATM 8 – 14 Juni 2015

Proses produksi/pencetakan buku 15 – 21 Juni 2015

Pengiriman buku pesanan 22 – 30 Juni 2015

Cara mendapatkan buku:

Tahap 1 : Mengirim email atau SMS pemesanan

Pemesanan dapat dilakukan dengan mengirim SMS atau email, dengan format :

Pesan Buku <spasi> Nama Pemesan <spasi> Jumlah Buku Pesanan <spasi> Alamat Lengkap

Contoh : Pesan Buku - Kevin Johan - 2 - Jalan Kasuari no.36A, kelurahan manggis, RT 09/ RW 05, kecamatan jeruk purut, kabupaten nangka, provinsi jawa barat

Apabila pemesanan melalui SMS, dapat dikirim ke nomor HP : 085-729-022-489 dan apabila melalui email dapat dikirim ke alamat [email protected]

Anda akan segera mendapatkan konfirmasi dari kami (kurang dari 24 jam) mengenai tata cara selanjutnya dan panduan pembayaran.

Tahap 2 : Pembayaran Pesanan

Pembayaran dapat dilakukan dengan transfer via ATM atau Host to Host dengan Teller Bank. Pembayaran ditujukan ke alamat Bank BNI


28

Cabang UI Depok, Nomor Rekening : 0213370673 atas nama Bayu Ardiansah.

Jumlah pembayaran Rp. 130.000,- per buku (sudah termasuk ongkos kirim)

Tahap 3 : Konfirmasi Pembayaran/Transfer

Apabila sudah melakukan pembayaran, maka dilanjutkan dengan mengirim pemberitahuan atau mengirim hasil scan/foto bukti pembayaran melalui email [email protected] dengan format subject/judul email :

Bukti Bayar <spasi> Nama Pemesan <spasi> Jumlah Buku Pesanan <spasi> Jumlah Pembayaran

Contoh : Bukti Bayar - Kevin Johan - 2 - 260000

Tahap 4 : Pengiriman Modul Yang Dipesan

Setelah proses pencetakan buku selesai, buku akan segera dikirimkan. Pengiriman modul yang dipesan dapat diproses setelah pemesan melakukan pembayaran. Modul akan dikirim via Pos Indonesia sesuai dengan alamat lengkap yang dicantumkan pemesan. Modul akan sampai ke alamat pemesan rata-rata dalam waktu 3-7 hari kerja setelah proses pengiriman bukti pembayaran (lama pengiriman modul tergantung kepada jauh/dekatnya alamat pemesan).

Informasi Buku:

Judul Buku : 1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia

Penulis : Bayu Ardiansah, S.Si.*


29

Ukuran buku/kertas : B5

Tebal buku : 305 halaman

* Penulis merupakan kandidat dosen kimia organik, Departemen Kimia FMIPA UI. Saat ini sedang menempuh tesis program magister ilmu kimia di Departemen Kimia UI dan yang bersangkutan sudah aktif sebagai juri OSN Bidang Kimia (Kemdiknas) di tingkat Provinsi dan Nasional sejak tahun 2013.

1 OSP-2015

SOAL UJIAN

SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015 TINGKAT PROVINSI

Waktu : 180 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

TAHUN 2015

2 OSP-2015

Petunjuk :

1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat!

2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian: A. 30 soal pilihan Ganda @ 3 poin = 90 poin

jawaban benar = 3 poin jawaban salah = -1 poin tidak menjawab = 0 poin

B. 6 soal essay= 110 poin TOTAL Poin = 200 poin

3. Tidak ada ralat soal

4. Waktu yang disediakan : 180 menit

5. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia

6. Jawaban soal essay harus dikerjakan dalam kotak yang tersedia (jawaban tidak boleh tersebar)

7. Diberikan Tabel Periodik Unsur, Rumus, dan Tetapan yang diperlukan

8. Diperkenankan menggunakan kalkulator

9. Tidak diperbolehkan membawa Hand Phone (HP) atau peralatan Komunikasi lainnya

10. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari Pengawas

11. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas

12. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan

13. Anda dapat membawa pulang soal ujian!!

3 OSP-2015

4 OSP-2015

5 OSP-2015

6 OSP-2015

A. Pilihan Berganda: pilihlah jawaban yang paling tepat

1. Bila Cu(CN)2 dipanaskan, dihasilkan C2N2 (sianogen) dan CuCN. Massa Cu(CN)2 yang dibutuhkan untuk membuat C2N2 sebanyak 5,00 g adalah A. 20,2 g B. 22,2 g C. 24,2 g D. 26,4 g E. 28,6 g

2. Bila persen hasil reaksi:

3NO2(g) + H2O (l) 2HNO3(aq) + NO(g) Adalah 75,0%, dan dalam reaksi tersebut dikonsumsi sebanyak 45,0 g gas NO2, maka massa (dalam satuan gram) asam nitrat, HNO3(aq) yang dihasilkan adalah A. 22,5 g B. 30,8 g C. 41,1 g D. 54,8 g E. 69,3 g

3. Suatu pil sakit kepala mengandung 200 mg ibuprofen (C13H18O2) diminum dengan 0,5 L air oleh

siswanya yang perutnya kosong. Bila semua pil tersebut larut, maka konsentrasi larutan (dalam satuan molal) yang terbentuk dalam perut siswa tersebut adalah A. 2,3 x 10-3 m B. 4,1 x 10-3 m C. 9,7 x 10-4 m D. 1,9 x 10-3 m E. 1,7 x 10-2 m

4. Pada tekanan 50 kPa dan 127oC, sebanyak 100 cm3 gas pada mempunyai massa 0,120 g.

Massa molekul relatif gas tersebut adalah A. 1,2 B. 25 C. 80 D. 120 E. 160

5. Diketahui terdapat larutan zat dalam air sebagai berikut:

KCl, CH3CH2COOH, CH3CH2CH3, CH3CH2CH2OH, dan CH3C(O)CH3 Urutan yang paling tepat untuk kelarutan zat-zat tersebut di dalam air adalah A. KCl < CH3CH2COOH < CH3CH2CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 B. KCl < CH3CH2CH2OH < CH3CH2CH3 < CH3CH2COOH < CH3C(O)CH3 C. CH3CH2CH3 < KCl < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH D. CH3CH2COOH < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH3 < KCl E. CH3CH2CH3 < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH < KCl

7 OSP-2015

6. Suatu zat padat mempunyai titik leleh yang tajam dan jelas di atas 100oC. Zat padat tersebut tidak dapat menghantarkan listrik bahkan dalam keadaan lelehan. Zat padat tersebut larut dalam pelarut hidrokarbon. Struktur yang paling tepat mengenai zat padat tersebut adalah A. Kristal atom B. Kristal ion C. Kristal molekul raksasa D. Kristal molekul E. Logam

7. Suatu sampel dari senyawa X, bila dipanaskan dengan larutan natrium hidroksida akan

menghasilkan gas A. Bila X dipanaskan dalam asam sulfat pekat, akan dihasilkan gas B. Bila gas A dan B direaksikan, maka akan dihasilkan kembali senyawa X. Berdasarkan informasi tersebut maka senyawa X adalah A. CH3CO2C2H5 B. NH2CH2CO2CH3 C. NH4CI D. NH4I E. (NH4)2SO4

8. Pernyataan paling tepat yang dapat menjelaskan bahwa endapan magnesium hidroksida

dapat larut dalam larutan NH4Cl(aq), tetapi tidak larut dalam larutan NaCl(aq) adalah A. Dalam air, larutan NH4Cl menghasilkan NH4OH, dan ion OH- yang terbentuk kemudian

memberikan efek ion sejenis B. Ion NH4

+ dalam larutan NH4Cl akan menurunkan nilai hasil kali kelarutan Mg(OH)2 C. Larutan garam NH4Cl kurang berdisosiasi sempurna dibandingkan larutan NaCl D. Ion Na+ dan ion Mg2+ adalah isoelektron (mempunyai jumlah elektron sama) E. Ion NH4

+ dalam air akan menghasilkan sejumlah H3O+

9. Alanin. H2NCH(CH3)CO2H adalah suatu asam amino dengan nilai Ka = 4,5 x 10-3 dan nilai Kb =

7,4 x 10-5. Di dalam air, spesi yang mempunyai konsentrasi paling tinggi pada pH 7 adalah A. H2NCH(CH3)CO2H B. +H3NCH(CH3)CO2H C. H2NCH(CH3)CO2

- D. +H3NCH(CH3)CO2

- E. Semua jawaban, A, B, C dan D benar

10. Pada molekul berikut ini.

Jumlah atom karbon yang mempunyai hibridisasi sp2 adalah A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

8 OSP-2015

E. 4

11. Perhatikan reaksi pembentukan glukosa (C6H12O6) berikut ini:

CO2(g) + 2C2H5OH(l) + energi panas ↔ C6H12O6(aq) Di antara pernyataan berikut yang paling tepat mengenai persen hasil C6H12O6 adalah A. Persen hasil C6H12O6 bertambah besar jika tekanan parsial CO2 diturunkan B. Persen hasil C6H12O6 naik dua kali lipat jika tekanan parsial CO2 diduakalikan C. Persen hasil C6H12O6 bertambah besar jika suhu dinaikkan D. Persen hasil C6H12O6 berkurang jika suhu diturunkan E. Persen hasil C6H12O6 berkurang jika bila tekanan total sistem reaksi dinaikkan

12. Di dalam reaksi kimia perubahan senyawa X menjadi senyawa Z, melalui mekanisme reaksinya

ditemukan bahwa tahap reaksinya berlangsung melalui pembentukan senyawa Y, yang dapat diisolasi. Tahap yang dilalui adalah:

X --> Y , ∆H = positif Y --> Z , ∆H = negatif

Berdasarkan informasi tersebut, profil reaksi yang sesuai dengan data tersebut adalah

13. Perhatikan reaksi gas pencemar NO2 dan ozon berikut ini:

2NO2(g) + O3(g) N2O5(g) + O2(g)

Reaksi tersebut diamati lajunya dan diperoleh data berikut ini:

Percobaan NO2(g), M O3(g), M Laju awal, Ms-1

1 0,0015 0,0025 4,8 x 10-8

2 0,0022 0,0025 7,2 x 10-8

3 0,0022 0,0050 1,4 x 10-7

Dari percobaan tersebut, penyataan paling tepat mengenai hukum laju reaksi (r) adalah A. r = k[NO2]

2[O3] B. r = k[NO2][O3]

2

9 OSP-2015

C. r = k[NO2][O3] D. r = k[NO2] E. r = k[O3]

14. Reaksi berikut ini, 3ClO- (aq) ClO3

-(aq) + 2Cl-(aq) telah disusulkan berlangsung melalui mekanisme berikut ini:

ClO-(aq) + ClO-(aq) ClO2-(aq) + Cl-(aq) (lambat)

ClO2-(aq) + ClO-(aq) ClO3

-(aq) + Cl-(aq) (cepat) Hukum laju yang konsisten dengan mekanisme tersebut adalah: A. Laju = k[ClO-]2 B. Laju = k[ClO-] C. Laju = k[ClO-][ClO-] D. Laju = k[ClO-][Cl-] E. Hukum laju harus ditentukan secara eksperimen, bukan dari stoikiometri

15. Reaksi kesetimbangan berikut terjadi dalam campuran asam nitrat pekat dan asam sulfat

pekat: HNO3(aq) + 2H2SO4(aq) ↔ NO2

+(aq) + 2HSO4-(aq) + H3O

+(aq) Pernyataan yang paling tepat mengenai reaksi kesetimbangan ini adalah A. Penambahan H2O akan mengurangi konsentrasi NO2

+ B. HNO3 dan NO2

+ adalah pasangan asam-basa konjugasi C. Asam nitrat bertindak sebagai suatu oksidator D. Asam sulfat bertindak sebagai dehidratator E. Asam sulfat bertindak sebagai suatu basa

16. Tetapan kesetimbangan reaksi berikut ini masing-masing adalah K1, K2, dan K3

HNO2(aq) + H2O(l) ↔ NO2

-(aq) + H3O+(aq) K1

2 H2O(l) ↔ H3O+(aq) + OH-(aq) K2

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq) K3

Tetapan kesetimbangan untuk reaksi di bawah ini adalah HNO2(aq) + NH3(aq) ↔ NO2

-(aq) + NH4+(aq)

A. K1 – K2 + K3 B. K1K3 C. K1K3/K2 D. K1K2K3 E. K2/(K1K3)

17. Setengah reaksi yang terjadi di anoda pada reaksi setara di bawah ini

3MnO4-(aq) + 24H+(aq) + 5Fe(s) ↔ 3Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 12H2O(l)

Adalah A. 2MnO4

-(aq) + 12H+(aq) + 6e- 2Mn2+(aq) + 3H2O(l) B. MnO4

-(aq) + 8H+(aq) + 5e- Mn2+(aq) + 4H2O(l) C. Fe(s) Fe3+(aq) + 3e- D. Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e- E. Fe(s) Fe2+(aq) + 2e-

10 OSP-2015

18. Perhatikan sel volta berikut ini

Cu2+(aq) + 2e- --> Cu(s) Eo = 0,340 V Potensial sel volta ini, Esel, adalah A. +0,0296 B. -0,0370 V C. +0,0592 V D. -0,399 V E. 0 V

19. Bentuk geometri, bilangan oksidasi, bilangan koordinasi tembaga, untuk ion kompleks.

[Cu(NH3)4(OH2)2]2+ adalah

A. Tetrahedral ; +2 ; 6 B. Square planar ; -2 ; 4 C. Oktahedral ; +2 ; 6 D. Linier ; +3 ; 2 E. Trigonal Planar ; +1 ; 4

20. Mengenai garam kompleks [Co(NH3)5Cl]Cl2, pernyataan yang tidak tepat adalah

A. Larut dalam air B. Dapat menghantarkan listrik C. Larutan 1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2 menghasilkan 1 mol kation dan 3 mol anion D. Dalam air, kation kompleks yang terbentuk adalah [Co(NH3)5Cl]+2 E. Mengandung ligan NH3 DAN Cl-

21. Berikut ini adalah asam-asam karboksilat

I. CHF2CH2CH2CO2H II. CH3CF2CH2CO2H III. CH3CH2CF2CO2H IV. CH3CH2CH2CO2H

Dari keempat asam karboksilat tersebut, urutan yang paling tepat berdasarkan kenaikan keasaman, mulai dari yang paling asam hingga yang paling lemah asamnya, adalah A. I > II > III > IV B. I > IV > III > II C. III > II > I > IV D. III > IV > I > II E. IV > I > II > III

11 OSP-2015

22. Di antara pernyataan mengenai senyawa berikut yang sesuai dengan aturan Huckle adalah

Naftalen Pirol Sikloheptatriena Piridin Stirena A. Naftalen bukan senyawa monosiklik, oleh karena itu bukan suatu senyawa aromatik B. Pirol bukan senyawa hidrokarbon, dan bukan termasuk senyawa aromatik C. Sikloheptatriena bukan senyawa konjugasi sempurna, yang bukan senyawa aromatik D. Piridin merupakan basa lemah, dan juga bukan senyawa aromatik E. Stirena mempunyai 8 π elektron, dan juga bukan senyawa aromatik

23. Dalam reaksi adisi berikut ini,

C CHHBr berlebih

yang merupakan produk utama adalah:

Br

Br

CH3

Br

CH2

CH2

CHBr2

A.

B.

C.

C

Br

CHBr

CH

Br

CH2Br

D.

E.

24. Senyawa 2-bromobutana jika direaksikan dengan metanol, seperti pada persamaan reaksi berikut

CH

Br

H2C CH3

CH3

CH3OH

Maka produk utama yang dihasilkan adalah

CH

Br

CH3

H2C

H3C

CH

OCH3

CH3

H2C

H3C

C

OCH3

CH3

H2C

H3C

CH

CH2

H2C

H3C

C

CH3C

H3C

OCH3

A.

B.

C.

D.

E.

12 OSP-2015

25. Urutan yang paling tepat berdasarkan kenaikan kereaktifan senyawa alkohol di bawah ini

terhadap reaksi dehidrasi dalam suasana asam adalah:

CH

HO

CH3CH

CH3

H3CC

CH2

CH3

H3C OH

H3CCH

CH3

CH2

CH2

OHH3C

I II III A. I < II < III B. I < III < II C. II < III < I D. III < I < II E. III < II < I

26. Senyawa yang terbentuk dari reaksi kesetimbangan antara siklopentanon dengan HCN berikut

O

HCN

Adalah

H CN

CN

CN

OH

CN

H

CN

NC

O

A.

B.

C.

D.

E.

27. Perhatikan rangkaian reaksi berikut ini:

C

O

CH2

H3C

C

O

H2C

CH3

O

CH2Cl2

1. NaOCH2CH3 etanol KOH, H2O

panas

H30+

panas

Senyawa yang merupakan produk dari rangkaian reaksi di atas adalah :

13 OSP-2015

CH2

C

CH2

C

O

CH3

CH2

O

C

H2C

CH3

O O

O

CH2

C

CH2

CH3

O

CH2

H2C

C

O

CH2

CH3

O

CH2

H2C

C

CH3

O

A.

B.

D.

E.

C.

28. Persamaan reaksi berikut ini adalah perubahan dari suatu alkena menjadi alkohol

3HC

H2C

CH

CH2pereaksi ??

3HC

H2C

CH2

H2C

OH

Pereaksi yang dipakai untuk reaksi perubahan tersebut adalah A. KOH B. BH3/THF kemudian H2O2, NaOH C. Hg(O2CCH3)2/ H2O lalu NaBH4 D. H2O , H2SO4 E. H2O , OH-

29. Produk dari reaksi Wittig di bawah ini adalah

3(C6H5)P CHCH2C6H5 + H3C

H

O

C6H5

H

H

OH

C6H5

O

O

P(C6H5)3OH

O

P(C6H5)3

A.

B.

C.

D.

E.

30. Produk utama dari reaksi di bawah ini adalah

14 OSP-2015

NH2

Br

NaNO2 , H2SO4

H2O , 0 celcius

CuCN

A. p-cyano aniline B. p-cyano nitro benzene C. p-bromo cyano benzene D. 2-nitro-4-bromo cyanobenzene E. 2-cyano-4-bromo aniline

15 OSP-2015

B. Essay

1. Mineral dan Senyawa Mangan (20 poin) Pyrolusite adalah suatu mineral mangan dioksida yang berwarna kehitaman atau coklat yang merupakan sumber utama bijih mangan

Gambar 1 Padatan mineral Pyrolusite

Carl Scheele di tahun 1774 melakukan percobaan dengan menambahkan sejumlah asam sulfat ke dalam mineral pyrolusite, ternyata dia memperoleh suatu gas A yang berupa suatu unsur. Pada temperatur ruang, gas A tersebut tidak berwarna, serta tidak mempunyai bau dan rasa. Pada percobaan berikutnya, ke dalam mineral tersebut dia menambahkan larutan asam klorida, dan menghasilkan gas B, yang juga berupa unsur berwarna kuning-kehijauan dengan bau yang kuat dan khas, serta gas tersebut dikenal luas banyak dihasilkan dalam kebanyakan zat pemutih rumah tangga.

a. Tuliskan persamaan reaksi untuk eksperimen Scheele tersebut, yaitu reaksi antara mineral pyrolusite dengan asam sulfat dan dengan asam klorida, serta tuliskan nama gas A dan gas B (4 poin)

b. Jelaskan jenis reaksi apakah yang terjadi (3 poin)

Ke dalam mineral MnO2 ditambahkan campuran larutan BaCl2 dan larutan H2SO4 c. Tuliskan reaksi yang terjadi dalam campuran tersebut (3 poin)

Pyrolusite mempunyai struktur tetragonal ( Gambar 2)

Dalam sel unitnya (sel satuannya) , a = b = 4,4 Å dan c = 2,9 Å

d. Hitunglah rapat massa pyrolusite (dalam g/cm3) (5 poin)

Mangan dioksida yang terkandung dalam mineral pyrolusite dapat digunakan sebagai sumber untuk pembuatan KMnO4 berdasarkan reaksi:

2MnO2 + 2KOH + O2 2KMnO4 + H2

16 OSP-2015

Untuk membuat KMnO4 ke dalam 1 kg bubuk pyrolusite ditambahkan sejumlah larutan pekat KOH berlebih dan kemudian ke dalamnya dialirkan gas O2 yang juga berlebih. Setelah reaksi berakhir, dan kemudian produk KMnO4 diisolasi, ternyata diperoleh sebanyak 1,185 kg KMnO4 murni. Bila dianggap dalam proses tersebut hanya MnO2 dalam pyrolusite yang bereaksi, maka:

e. Hitunglah persen berat MnO2 dalam pyrolusite (3 poin)

f. Hitunglah berapa liter volume gas H2 yang dapat dihasilkan reaksi tersebut (diketahui volume gas pada STP = 22,4 L/mol) (2 poin)

2. Medali Emas Hadiah Nobel (14 poin) Di tahun 1940 ketika Nazi Jerman menginvasi Denmark, ahli kimia Hungaria George de Hevesy, melarutkan medali emas dari pemegang Hadiah Nobel Max von Laue dan James Franck dalam suatu larutan asam tertentu untuk mencegah penyitaan oleh penguasa Nazi Jerman selama pendudukan Denmark. Dia menempatkan larutan kuning kebiruan tersebut di rak laboratoriumnya di Niels Bohr Institute Setelah perang selesai, de Hevesy kembali ke laboratorium, dan ternyata larutan tersebut masih berada di raknya. Untuk mendapatkan kembali, emas yang terdapat dalam larutan asam tersebut diendapkannya. Emas yang diperoleh kembali tersebut, diserahkan ke Royal Swedish Academy of Sciences Nobel Foundation kemudian membuat-ulang medali Nobel dengan menggunakan emas semula yang asli, dan pada tahun 1952 diserahkan kembali kepada Max von Laue dan James Franck.

a. Jelaskan dalam pelarut apakah George de Hevesy melarutkan medali ini? Tuliskan komposisi yang tepat untuk pelarut tersebut (3 poin)

b. Tuliskan persamaan reaksi untuk proses pelarutan emas dengan pelarut asam yang digunakan (4 poin)

Emas sebagai salah satu logam paling mulia melarut hanya dalam pelarut ini karena energi pelarutannya yang sangat kuat

c. Berikan alasan secara kualitatif, mengapa pelarut asam ini yang dipilih. (Diketahui: Eo Au/Au3+ = 1,5 V) (3 poin)

Emas dalam larutan kuning kebiruan tersebut diendapkan (direduksi) dengan menggunakan larutan Na2S2O5 segar sebagai sumber ion SO3

2- d. Tuliskan reaksi pengendapan emas tersebut. (4 poin)

3. Vanadium dan Senyawanya (20 poin) Logam Vanadium mengkristal dengan sel satuan kubus berpusat badan (bcc). Diketahui rapat massa vanadium = 6,11 g/cm3

17 OSP-2015

a. Gambarkan satu sel satuan vanadium kemudian jelaskan posisi atom-atom vanadium dalam sel satuan tersebut, dan hitung jumlah atom Vanadium dalam satu sel satuan (6 poin)

b. Hitung jari-jari atom Vanadium (dalam pm) (4 poin)

Natrium vanadat, Na3VO4 adalah salah satu senyawa yang mengandung ion vanadium. c. Tuliskan konfigurasi elektron spesi vanadium pada senyawa natrium vanadat dan tentukan

bilangan oksidasi spesi vanadium tersebut. (3 poin)

Ion vanadat dapat direduksi dengan penambahan logam Zn dalam suasana basa menjadi ion V3+

d. Tuliskan persamaan reaksi yang setara untuk proses tersebut (3 poin)

e. Tuliskan orbital atom manakah pada vanadium yang menerima elektron pada reaksi reduksi

tersebut (2 poin)

f. Jika sebanyak 100 mL larutan natrium vanadat 0,2 M direaksikan dengan 6,54 g Zn, tentukan konsentrasi V3+(aq) dalam larutan setelah reaksi (dalam Molar) (2 poin)

4. Senyawa Pembentuk Tulang dan Gigi (20 poin) Senyawa hidroksi apatit adalah senyawa pembentuk tulang dan gigi yang memiliki rumus kimia: Ca5(PO4)3OH. Dalam air, senyawa tersebut terionisasi menjadi 3 jenis ion (1 jenis kation dan 2 jenis anion)

a. Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan dalam proses pelarutan hidroksi apatit dalam air dan tuliskan rumusan Ksp untuk pelarutan senyawa hidroksi apatit (3 poin)

b. Jika diketahui Ksp untuk hidroksi apatit pada T = 25oC adalah 6,8 x 10-37, tentukan solubilitas molar (kelarutan molar) dari senyawa hidroksi apatit tersebut. (4 poin)

c. Sebuah sampel gigi dengan massa 0,100 gram (diasumsikan seluruhnya terdiri dari hidroksi

apatit) dimasukkan dalam 1,000 L air murni dan dibiarkan hingga mencapai keadaan setimbang. Tentukan massa sampel gigi yang tidak larut. (5 poin)

d. Jelaskan mengapa jika mulut kita keasamannya meningkat, akan menyebabkan gigi

berlubang? (3 poin) Untuk mencegah lubang pada gigi, pasta gigi mengandung senyawa yang dapat melepaskan ion F- dan membentuk senyawa Ca5(PO4)3F pada gigi. Reaksi pertukaran F- dengan OH- adalah sebagai berikut: Ca5(PO4)3OH + F- ↔ Ca5(PO4)3F + OH- K = ?

e. Tentukan nilai tetapan kesetimbangan, K, jika diketahui Ksp untuk Ca5(PO4)3F adalah 2,0 x 10-61

(5 poin)

18 OSP-2015

5. Aspirin dan Minyak Winter (19 poin) Senyawa A (asam o-hidroksi benzoat, atau asam salisilat) merupakan prekursor (zat intermediet) untuk membuat obat analgesik (Aspirin) dan minyak winter (untuk salep)

COOH

OH

CO2CH3

OCOCH3

COOH

OCOCH3

Minyak WinterAspirin

III

a. Tentukan pereaksi dan kondisi pada reaksi I dan II (4 poin)

b. Tentukan struktur produk melalui hasil reaksi jika senyawa A direaksikan dengan: i.) Larutan natrium karbonat, Na2CO3 (2 poin) ii.) Larutan NaOH (2 poin) iii.) Asam nitrat encer (2 poin)

Bila sebuah tablet Aspirin dihaluskan, ditambahkan air (dipanaskan sampai larut), kemudian dititrasi dengan 0,1 mol L-1 NaOH, maka dibutuhkan sebanyak 13,9 mL larutan alkali untuk menetralkan aspirin.

c. Hitung berapa gram Aspirin yang ada dalam satu tablet Aspirin (4 poin) d. Aspirin yang mudah larut biasanya sebagai garam kalsium aspirin

i.) Tuliskan reagen apa yang dipakai untuk mengubah Aspirin menjadi garam kalsium, dan tuliskan reaksinya. (3 poin)

ii.) Jelaskan mengapa Aspirin kurang larut dalam air (2 poin)

6. Polimer PET (Poli Etilen Tereftalat) dan Turunannya

Senyawa poli etilen tereftalat (PET) banyak diaplikasikan untuk serat sintesis, seperti Dacron, film tipis seperti Mylar dan sebagai bahan pembuat botol minuman bersoda.

C

O

OH2C CH2 *CO

O

*

n

Poli Etilen Tereftalat (PET)

19 OSP-2015

a. PET dibuat dari monomer etilen glikol (1,2-etanadiol) dan monomer lainnya. Gambarkan struktur etilen glikol dan struktur monomer lainnya tersebut. (4 poin)

b. Tuliskan nama senyawa monomer penyusun PET selain etilen glikol pada soal (a) di atas (2 poin)

c. Apabila senyawa monomer PET selain etilen glikol pada jawaban soal (b) di atas direaksikan dengan 1,2-etanadiamina (etilen diamina), maka akan terbentuk polimer lain. Gambarkan struktur polimer tersebut. (merujuk pada cara penggambaran PET di atas)! (3 poin)

d. Apabila etilen glikol direaksikan dengan asam 1,4-butanadioat, maka akan terbentuk polimer lain. Gambarkan struktur polimer tersebut. (merujuk pada cara penggambaran PET di atas) (3 poin)

e. Etilen glikol dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi senyawa turunan aldehidnya dan kemudian

mengalami oksidasi lebih lanjut menjadi turunan asam karboksilatnya. Gambarkan struktur aldehid dan asam karboksilat hasil oksidasi total etilen glikol. Tuliskan nama senyawa asam karboksilat hasil oksidasi total etilen glikol tersebut (5 poin)

SEMOGA BERHASIL

“1000 Langkah Lebih Dekat Menjadi Juara OSN Kimia”

Documents