Pembahasan Kimia No. 36 - 40 TKD Saintek SBMPTN 2017 Kode Naskah 157

Kalorimeter

Pembahasan soal Kimia Tes Kemampuan Dasar Sains dan Teknologi (TKD Saintek) Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2017 Kode Naskah 157 nomor 36 sampai dengan nomor 40 tentang:

• energetika, 
• unsur radioaktif, 
• kesetimbangan kimia, 
• sifat koligatif larutan, dan 
• larutan penyangga.

Soal No. 36 tentang Energetika

Dalam kalorimeter sederhana (kapasitas kalornya diabaikan), sebanyak 3,27 g logam Zn direaksikan dengan HCl encer berlebih sehingga massa larutan menjadi 750 g (M_r HCl = 36,5; A_r Zn = 65,4). Kalor reaksi untuk 1 mol Zn adalah −240 kJ. Temperatur sistem kalorimeter meningkatkan dari 23,5 ℃ menjadi 27,5 ℃. Kalor jenis larutan yang terbentuk dalam J.g⁻¹.℃⁻¹ adalah ….

A.   1,5
B.   2,0
C.   4,0
D.   6,0
E.   8,0

Pembahasan

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂    ∆H = −240 kJ/mol

Nilai mol dari Zn adalah:

Nilai mol dari larutan ZnCl₂ besarnya sama dengan mol Zn karena koefisiennya sama.

mol ZnCl₂ = mol Zn
                 = 0,05 mol

Larutan yang dihasilkan reaksi di atas, yaitu ZnCl₂, mengandung kalor sebesar:

Q = mol × ∆H
    = 0,05 × 240 kJ
    = 12 kJ
    = 12.000 J

Kalor sebesar itu digunakan untuk menaikkan suhu dari 23,5 ℃ menjadi 27,5 ℃ (∆t = 4 ℃).

        Q = mc∆t
12.000 = 750 × c ×4 
 3000c = 12.000
         c = 4

Jadi, kalor jenis larutan tersebut adalah 4,0 J.g⁻¹.℃⁻¹ (C).

Soal No. 37 tentang Unsur Radioaktif

Neptunium meluruh menjadi plutonium dengan memancarkan partikel β menurut reaksi orde satu sebagai berikut:

₉₃Np²³⁹ → ₉₄Pu²³⁹ + ₋₁β⁰

Apabila 96 g  ₉₃Np²³⁹ meluruh sebanyak 90 g selama 12 hari, t_1/2 dalam satuan hari adalah ….

A.   12
B.   9
C.   6
D.   4
E.   3

Pembahasan

Diketahui:

N₀ = 96 g

N = (96 − 90) g
    = 6 g

t = 12 hari

Keterangan:
N adalah massa yang tersisa (massa awal dikurangi massa yang meluruh)

Peluruhan unsur radioaktif dirumuskan sebagai:

Nilai n adalah nilai perbandingan antara waktu peluruhan dan waktu paro.

Jadi, waktu paruh neptunium adalah 3 hari (E).

Soal No. 38 tentang Kesetimbangan Kimia

Gas SO₃, SO₂, dan O₂ membentuk kesetimbangan berikut:

2SO₃(g) ⇌ 2SO₂(g) + O₂(g)

Pada wadah 1 L dan temperatur tertentu, konsentrasi gas pada kesetimbangan masing-masing adalah 0,5 M. Kesetimbangan tersebut ….

A.   tidak bergeser jika ke dalam wadah ditambahkan SO₃, SO₂, dan O₂ dengan jumlah mol yang sama
B.   bergeser ke kanan jika ke dalam wadah ditambahkan SO₃, SO₂, dan O₂ dengan jumlah mol yang sama
C.   bergeser ke kiri jika ke dalam wadah ditambahkan SO₃, SO₂, dan O₂ dengan jumlah mol yang sama
D.   tidak bergeser jika ke dalam wadah ditambahkan 1 mol SO₃ dan 1 mol O₂
E.   bergeser ke kiri jika ke dalam wadah ditambahkan 1 mol SO₃ dan 1 mol O₂

Pembahasan

Pergeseran reaksi karena penambahan konsentrasi dapat diketahui dari perubahan konstanta kesetimbangannya.

Untuk reaksi:

2SO₃(g) ⇌ 2SO₂(g) + O₂(g)

konstanta kesetimbangan konsentrasi (K_c) adalah:

Reaksi di atas terjadi kesetimbangan saat konsentrasi masing-masing gas 0,5 M. Konstanta kesetimbangannya adalah:

Angka 0,5 ini kita jadikan patokan untuk menentukan pergeseran kesetimbangan. Jika setelah dilakukan penambahan konsentrasi:

• K_c > 0,5 → reaksi bergeser ke kiri
• K_c = 0,5 → reaksi tidak bergeser
• K_c < 0,5 → reaksi bergeser ke kanan

Mari kita opsi jawaban di atas!

• Penambahan SO₃, SO₂, dan O₂ dengan jumlah mol yang sama. Anggap saja masing gas ditambah 0,1 mol (= 0,1 M karena dalam wadah 1 L).

Karena diperoleh harga K_c > 0,5 maka reaksi bergeser ke kiri. [opsi A dan B salah, opsi C benar]

• Penambahan 1 mol SO₃ dan 1 mol O₂.

Karena diperoleh harga K_c < 0,5 maka reaksi bergeser ke kanan. [opsi D dan E salah]

Jadi, pernyataan yang benar adalah opsi (C).

Soal No. 39 tentang Sifat Koligatif Larutan

Sebanyak 10 g elektrolit kuat AB₂ yang dilarutkan dalam 1 L air pada 47 ℃ mempunyai tekanan osmosis 12,3 atm (R = 0,082 L.atm.mol⁻¹.K⁻¹), M_r AB₂ adalah ….

A.   32
B.   64
C.   96
D.   128
E.   256

Pembahasan

AB₂ adalah elektrolit kuat, berarti senyawa tersebut dapat terionisasi sempurna.

AB₂ → A²⁺ + 2B⁻

AB₂ terionisasi menjadi 3 partikel, yaitu 1 ion A²⁺ dan 2 ion B⁻ sehingga faktor Van’t Hoff sama dengan jumlah partikel, i = 3.

Tekanan osmosis yang dialaminya dirumuskan sebagai:

T adalah suhu mutlak (suhu dalam satuan Kelvin) , T = (47 + 273)K = 320 K. Sedangkan V adalah volume pelarut dalam satuan liter.

Berdasarkan rumus di atas, massa molekul relatif senyawa tersebut adalah:

Jadi, massa molekul relatif AB₂ adalah 64 (B).

Soal No. 40 tentang Larutan Penyangga

Asam hipobromit (HOBr) adalah asam lemah dengan K_a = 10⁻⁹. Perbandingan [HOBr]/[OBr⁻] dalam larutan NaOBr pada pH = 10 adalah ….

A.   10⁻⁵
B.   10⁻⁴
C.   10⁻²
D.   10⁻¹
E.   10

Pembahasan

Diketahui:

  pH = 10
[H+] = 10⁻¹⁰

HOBr adalah asam lemah sedangkan OBr⁻ adalah basa konjugasinya. Campuran keduanya akan membentuk larutan penyangga yang dirumuskan:

Garam yang dimaksud adalah NaOBr atau sama dengan basa OBr⁻. Sehingga perumusan di atas dapat ditulis:

Jadi, perbandingan antara asam lemah HOBr dan basa konjugasinya OBr⁻ adalah 〖10〗^(-1) (D).

Simak Pembahasan Soal TKD Saintek SBMPTN 2017 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.