Latihan dan Kuis 2
TUGAS 2
Contoh Soal 2
1. (1.7)
(a) Berikan contoh unsur dan senyawa!
(b) Apa perbedaan unsur dan senyawa?Jawab:
(a) Contoh unsur adalah Hidrogen (H), Oksigen (O) atau Besi (F).
Contoh senyawa adalah air (H2O), asam cuka (CH3COOH) dan karat besi (Fe2O3).
(b) Unsur adalah materi atau zat yang tidak dapat dipisah lagi menjadi unsur lain melalui reaksi kimia. Senyawa berbeda dengan unsur karena senyawa terbentuk dari reaksi kimia beberapa unsur, dan dapat dipisah menjadi unsur atau senyawa lain melalu reaksi kimia.
2. (2.1)
Berikan jumlah proton, neutron, dan elektron pada masing-masing spesies berikut:
Jawab:
Strategi
Ingat bahwa superskrip (indeks atas) menunjukkan nomor massa (A) dan subskrip (indeks bawah) menunjukkan nomor atom (Z). Nomor massa selalu lebih besar dari nomor atom. (Satu-satunya pengecualian adalah 1H, di mana nomor massa sama dengan nomor atom). Untuk menentukan jumlah elektron, ingatlah bahwa karena atom bersifat netral, jumlah elektron sama dengan jumlah proton.
Solusi
(a) Nomor atom adalah 11, jadi ada 11 proton. Nomor massa adalah 20, sehingga jumlah neutron adalah 20 - 11 = 9. Jumlah elektron sama dengan jumlah proton; yaitu, 11.
(b) Nomor atom sama dengan (a), atau 11. Nomor massa adalah 22, jadi jumlah neutron adalah 22 - 11 = 11. Jumlah elektron adalah 11. Catatan bahwa spesies atom dalam (a) dan (b) adalah isotop unsur natrium yang mirip secara kimia.
(c) Nomor atom O (oksigen) adalah 8, jadi ada 8 proton. Nomor massa adalah 17, jadi ada 17 - 8 = 9 neutron. Ada 8 elektron.
(d) Karbon-14 direpresentasikan sebagai 14C. Nomor atom karbon adalah 6, jadi ada 14 - 6 = 8 neutron. Jumlah elektron adalah 6.
3. (3.1) Tembaga merupakan suatu logam yang dikenal sejak zaman kuno yang digunakan antara lain untuk kabel listrik dan uang logam. Massa atom dari dua isotop stabilnya, ⁶³Cu (69,09 persen) dan ⁶⁵Cu (30,91 persen), masing-masing adalah 62,93 sma dan 64,9278 sma. Hitung massa atom rata-rata tembaga! Persentase yang diberikan dalam tanda kurung menunjukkan kelimpahan relatif.
Strategi
Setiap isotop berkontribusi terhadap massa atom rata-rata berdasarkan kelimpahan relatifnya. Mengalikan massa isotop dengan kelimpahan fraksional (bukan persen) akan memberikan kontribusi terhadap massa atom rata-rata isotop tertentu.
Penyelesaian
Pertama, persen dikonversi menjadi desimal: 69,09 persen menjadi 69,09/100 atau 0,6909 dan 30,91 persen menjadi 30,91/100 atau 0,3091. Kita menemukan kontribusi untuk massa atom rata-rata untuk setiap isotop, kemudian menambahkan kontribusi keduanya untuk mendapatkan massa atom rata-rata.
(0,6909 x 62,93 sma) + (0,3091 x 64,928 sma) = 63,55 sma
Periksa
Massa atom rata-rata harus berada di antara dua massa isotop; oleh karena itu, jawabannya masuk akal. Perhatikan bahwa karena ada lebih banyak isotop ⁶³Cu dari ⁶⁵Cu, sehingga massa atom rata-rata lebih mendekati 62,93 sma daripada 64,9278 sma.
4. (4.1) Kelompokkan senyawa ionik berikut sebagai dapat larut atau tidak dapat larut: (a) perak sulfat (Ag₂SO₄), (b) kalsium karbonat (CaCO₃), (c) natrium fosfat (Na₃PO₄).
Jawab:
Strategi
Penyelesaian
Meskipun tidak perlu menghafal kelarutan senyawa, kita harus tetap mengingat aturan yang berguna berikut: semua senyawa ionik yang mengandung kation logam alkali; ion amonium; dan ion nitrat, bikarbonat, dan klorat adalah zat dapat larut. Untuk senyawa yang lain, kita perlu merujuk pada Tabel 4.2.
Penyelesaian
(a) Menurut Tabel 4.2, Ag₂SO₄ tidak dapat larut. (b) Ini adalah karbonat dan Ca adalah logam Golongan 2A. Oleh karena itu, CaCO₃ tidak dapat larut. (c) Natrium adalah logam alkali (Golongan 1A) jadi Na₃PO₄ larut.
5. (5.16) Hitung akar rata-rata kuadrat kecepatan dari atom helium dan molekul nitrogen dalam m/s pada 25°C.
Jawab: Strategi
Untuk menghitung akar-rata-rata-kuadrat kecepatan diperlukan Persamaan (5.16). Satuan apa yang harus digunakan untuk R dan ℳ supaya 𝒗rms diekspresikan dalam m/s?
Penyelesaian
Untuk menghitung 𝒗rms, satuan R harus 8,314 J/K⠂mol dan, karena 1 J = 1 kg m²/s², massa molar harus dalam kg/mol. Massa molar He adalah 4,003 g/mol, atau 4,003 x 10⁻³ kg/mol. Dari persamaan (5.16),
Menggunakan faktor konversi 1 J = 1 kg m²/s² didapatkan
Prosedurnya sama untuk N₂, massa molar adalah 28,02 g/mol, atau 2,802 x 10⁻² kg/mol sehingga dapat dituliskan
6. (6.4) Hitung perubahan energi dalam jika 2 mol CO diubah menjadi 2 mol CO₂ pada 1 atm dan 25°C:
2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) ΔH = -566,0 kJ/mol
Jawab:
Strategi
Diketahui perubahan entalpi (ΔH) untuk reaksi dan diminta untuk menghitung perubahan energi dalam (ΔE). Oleh karena itu, perlu diterapkan persamaan (6.10). Berapakah perubahan jumlah mol gas? ΔH diberikan dalam kilojoule, jadi apa satuan yang harus digunakan untuk R?
Penyelesaian
Dari persamaan kimia dapat dilihat bahwa 3 mol gas diubah menjadi 2 mol gas sehingga
Δn = jumlah mol gas produk - jumlah mol gas reaktan
= 2 - 3
= -1
gunakan 8,314 J/K mol untuk R dan T = 298 K dalam persamaan 6.10, kita dapatkan
ΔE = ΔH - RTΔn
= -566,0 kJ/mol - (8,314 J/K mol)(1kJ/1000J)(298K)(-1)
= -563,5 kJ/mol
Kuis 2
1. Tulis angka-angka yang diwakili oleh awalan berikut:
(a) mega-(b) kilo-
(c) desi
(d) senti
(e) mili-
(f) mikro-
(g) nano -
(h) pico-
2. Jelaskan arti setiap simbol dalam lambang unsur:
3. Massa atom dari dua isotop stabil boron, ¹⁰B (19,78 persen) dan ¹¹B (80,22 persen), masing-masing adalah 10,0129 sma dan 11,0093 sma. Hitung massa atom rata-rata boron!
4. Kelompokkan senyawa ionik berikut sebagai dapat larut atau tidak dapat larut: (a) CuS, (b) Ca(OH)₂, (c) Zn(NO₃)₂.
5. Hitung akar-rata-rata-kuadrat kecepatan dari molekul klorin dalam m/s pada 20°C.
6. Diketahui bahwa sistem gas bereaksi mengalami kompresi (3 mol menjadi 2 mol), adalah masuk akal diperoleh nilai ΔH > ΔE?