Pembahasan Kimia No. 31 - 35 TKD Saintek SBMPTN 2014 Kode Naskah 512

Pembahasan soal Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi (TKD Saintek) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2014 kode naskah 512 mata uji Kimia nomor 31 sampai dengan nomor 35 tentang:

• stoikiometri, 
• laju reaksi, 
• larutan penyangga, 
• reaksi redoks dan elektrokimia, serta 
• struktur atom.

Soal No. 31 tentang Stoikiometri

Gas nitrogen (N₂, M_r 28) digunakan sebagai bahan dasar pupuk urea (NH₂)₂CO (M_r 60). Kalau pabrik pupuk dapat memproduksi 12 juta ton urea/tahun maka gas nitrogen/tahun yang digunakan adalah ….

A.   0,28 juta ton
B.   2,8 juta ton
C.   5,6 juta ton
D.   28 juta ton
E.   56 juta ton

Pembahasan

Kandungan gas nitrogen dalam urea adalah 2 unsur N sehingga sama dengan M_r gas nitrogen (N₂). Dengan demikian, massa gas nitrogen yang dibutuhkan per tahun adalah:


                    = 5,6 juta ton

Jadi, massa gas nitrogen yang digunakan per tahun adalah 5,6 juta ton (C).

Soal No. 32 tentang Laju Reaksi

Diketahui data percobaan dari reaksi:

2NO₂ (g) → 2NO (g) + O₂ (g)

Percobaan	[NO2] awal (M)	Laju reaksi awal (Ms−1)
1 2	0,01 0,02	7,1 × 10−5 28,0 × 10−5

Harga tetapan laju reaksi (k) berdasarkan data pada tabel adalah ….

A.   0,01 L mol⁻¹ s⁻¹
B.   7,10 × 10⁻⁵ s⁻¹
C.   1,4 × 10⁻² s⁻¹
D.   0,71 L mol⁻¹ s⁻¹
E.   7,10 L mol⁻¹ s⁻¹

Pembahasan

Laju reaksi (r) untuk reaksi di atas adalah: 

r = k [NO₂]ⁿ
 
dengan k adalah tetapan laju reaksi dan n adalah orde reaksi.

Nilai n dapat ditentukan dengan membanding data pada percobaan 1 dan 2. Untuk lebih mudahnya, data yang lebih besar kita letakkan sebagai pembilang.

          2ⁿ = 4
            n = 2

Dengan demikian, persamaan laju reaksinya adalah: 

r = k [NO₂]²
 
Nah, sekarang kita tinggal memanfaatkan salah satu data pada tabel untuk mendapatkan nilai tetapan laju reaksi (k). Kita gunakan data yang paling sederhana, yaitu data pada percobaan 1.

               r = k [NO₂]²
7,1 × 10⁻⁵ = k × (0,01)²
7,1 × 10⁻⁵ = k × 10⁻⁵
               k = 7,1 × 10⁻¹
                  = 0,71

Jadi, harga tetapan laju reaksi berdasarkan data tersebut adalah 0,71 L mol⁻¹ s⁻¹ (D).

Soal No. 33 tentang Larutan Penyangga

Suatu larutan buffer dibuat dengan cara mencampurkan 0,6 mol asam asetat dan 0,2 mol NaOH dalam 500 mL larutan (K_a CH₃COOH = 5 × 10⁻⁵). pH larutan tersebut adalah ….

A.   2
B.   3
C.   4
D.   5
E.   6

Pembahasan

Larutan penyangga pada soal di atas terbentuk dari campuran asam lemah berlebih dan basa kuat. Reaksinya adalah sebagai berikut:

	CH3COOH	+	NaOH	→	CH3COONa	+	H2O
mula-mula	0,6 mol		0,2  mol		-		-
bereaksi	0,2 mol		0,2 mol		0,2 mol		0,2 mol
sisa	0,4 mol		-		0,2 mol		0,2 mol

Sisa asam lemah pada reaksi tersebut (0,4 mol) akan membentuk larutan penyangga dengan garam CH₃COONa 0,2 mol. Larutan penyangga yang terbentuk adalah buffer asam sehingga perumusannya adalah:

           = 10⁻⁴
      pH = −log 10⁻⁴
            = 4

Jadi, pH larutan penyangga tersebut adalah 4 (C).

Soal No. 34 tentang Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Diketahui data potensial reduksi standar untuk:

Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd     E^o = −0,40 V
Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr       E^o = −0,74 V

Berdasarkan data tersebut, pernyataan berikut yang benar adalah …

A.   Cd adalah reduktor yang lebih kuat daripada Cr.
B.   Jika kedua reaksi setengah sel tersebut dihubungkan maka Cr³⁺ akan tereduksi menjadi Cr.
C.   Pada anoda terjadi oksidasi Cd menjadi Cd²⁺.
D.   Potensial sel elektrokimia yang terjadi adalah 0,34 V.
E.   Pada katoda terjadi reduksi Cr³⁺ menjadi Cr.

Pembahasan

Di kimia tidak dikenal istilah potensial oksidasi, yang ada hanya potensial reduksi. Sehingga unsur yang potensial reduksi besar akan mengalami reduksi sedangkan unsur yang potensial reduksinya kecil akan mengalami oksidasi.

Berdasarkan data pada soal, potensial reduksi Cd lebih besar daripada potensial reduksi Cr, sehingga:

• Cd mengalami reduksi (sebagai oksidator) dan bertindak sebagai katoda. [opsi A dan C salah]
• Cr mengalami oksidasi (sebagai reduktor) dan bertindak sebagai anoda. [opsi B dan E salah]

Potensial sel reaksi tersebut adalah: 

E^o_sel = E^o_katoda − E^o_anoda
         = −0,40 − (−0,74)
         = −0,40 + 0,74
         = 0,34 volt    [opsi D benar]

Jadi, pernyataan yang benar adalah opsi (D).

Soal No. 35 tentang Struktur Atom

Koordinat bilangan kuantum elektron terluar atom ₁₉K yang benar adalah ….

A.   (4, 0, 0, +½) atau (4, 0, 1, +½)
B.   (4, 0, 1, −½) atau (4, 0, 0, −½)
C.   (4, 0, 0, +½) atau (4, 0, 0, −½)
D.   (4, 1, 1, +½) atau (4, 1, 1, −½)
E.   (4, 0, 1, +½) atau (4, 1, 1, −½)

Pembahasan

Untuk menentukan bilangan kuantum elektron terluar suatu atom, kita harus menentukan konfigurasi elektron atom tersebut. 

₁₉K : [Ar] 4s¹
 
Berdasarkan konfigurasi elektron tersebut, elektron terluar terletak pada 4s¹, artinya terletak pada:

• kulit ke-4 (n = 4) 
• subkulit s (l = 0)      [s = 0, p = 1, d = 2, f = 3]

Terdapat 1 elektron yang berada pada subkulit s. Sedangkan pada subkulit s hanya terdapat satu kamar orbital, yaitu kamar nomor 0 (m = 0). Kemungkinannya adalah:

Dengan demikian, bilangan kuantum elektron terluar dari atom ₁₉K adalah: 

n = 4, l = 0, m = 0, s = +½ atau 
n = 4, l = 0, m = 0, s = −½

Dalam bentuk koordinat bilangan kuantum, bisa ditulis:

(4, 0, 0, +½) atau (4, 0, 0, −½)

Jadi, keempat bilangan kuantum untuk atom ₁₉K yang benar adalah opsi (C).

Simak Pembahasan Soal TKD Saintek SBMPTN 2014 selengkapnya.

No. 01 - 05 (Mat)	No. 31 - 35 (Kim)
No. 06 - 10 (Mat)	No. 36 - 40 (Kim)
No. 11 - 15 (Mat)	No. 41 - 45 (Kim)
No. 16 - 20 (Fis)	No. 46 - 50 (Bio)
No. 21 - 25 (Fis)	No. 51 - 55 (Bio)
No. 26 - 30 (Fis)	No. 56 - 60 (Bio)

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.