JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE...

18
JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014 SELEKSI KABUPATEN / KOTA Kimia UjianTeori Waktu:120 menit KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG UNDANG

Transcript of JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE...

Page 1: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

JAWABAN UJIAN

OLIMPIADE SAINS NASIONAL 20

SELEKSI KABUPATEN / KOTA

Kimia

UjianTeori

Waktu: 120 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUD

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN ME

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENEN

DILINDUN

HAK CIPTA

GI UNDANG UNDANG

14

AYAAN

NENGAH

GAH ATAS

Page 2: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 ii

Petunjuk

1. Isilah Biodata anda dengan lengkap di lembar yang tersedia

2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian:

A. 25 soal pilihan Ganda = 50 poin

B. 5 Nomor soal essay = 107 poin

TOTAL = 157 poin

3. Waktu yang disediakan: 120 menit.

4. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia

5. Diperkenankan menggunakan kalkulator.

6. Diberikan Tabel periodik Unsur.

7. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari pengawas.

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

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

10. Anda dapat membawa pulang soal ujian !!

Page 3: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 iii

LEMBAR JAWABAN

Bagian A

Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Yang Anda Pilih

No Jawaban No Jawaban

1 A B C D E 16 A B C D E

2 A B C D E 17 A B C D E

3 A B C D E 18 A B C D E

4 A B C D E 19 A B C D E

5 A B C D E 20 A B C D E

6 A B C D E 21 A B C D E

7 A B C D E 22 A B C D E

8 A B C D E 23 A B C D E

9 A B C D E 24 A B C D E

10 A B C D E 25 A B C D E

11 A B C D E

12 A B C D E

13 A B C D E

14 A B C D E

15 A B C D E

Page 4: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 iv

Page 5: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 v

Tetapan dan Rumus

Bilangan Avogadro NA = 6.022∙1023 partikel.mol–1

Tetapan gas universal, R

R = 0,08205 L·atm/mol·K= 8,3145 L·kPa/mol·K= 8,3145 x107 erg/mol·K= 8,3145 J/mol·K= 1,987 kal/mol·K= 62,364 L·torr/mol·K

Tekanan gas

1 atm = 101,32 kPa1 atm =760 mmHg = 760 torr

= 101325 Pa = 1,01325 bar1 torr = 133,322 Pa1 bar = 105 Pa1 Pa = 1 N/m2= 1 kg/(m.s2)

Volume gas ideal (S,T,P) 22,4 liter/mol = 22,4 dm3/mol

Energi1 kal = 4,182 J1 J = 1 L·kPa

Persamaan gas Ideal PV= nRT

Tekanan Osmosis pada larutan = M RT

Tetapan Kesetimbangan air (Kw) pada 25oC Kw= 1,0x1014

Tetapan kesetimbangan dan tekanan parsialgas

Kp = Kc(RT)∆n

Temperatur dan Tetapan kesetimbangan lnܭ =ܪ∆−

1

൰+ ݐ ݐ

Tetapan Faraday F = 96500 C/mol elektron

Muatan elektron 1,6022 x 1019 C

Ampere (A) dan Coulomb (C) A =C/det

Reaksi orde pertama: AB

Reaksi orde kedua: AB

Page 6: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 1

A. Pilih jawaban yang paling tepat ( 25 soal @ 2 poin)

1. Analisis unsur suatu asam menunjukkan bahwa persen massa unsur penyusunmolekul asam tersebut adalah 5,89% H, 70,6% C, and 23,5% O. Bila beratmolekul asam tersebut adalah 136 g/mol, bagaimana formula molekulnya?

A. C6H16O3

B. C7H4O3

C. C8H8O2

D. C9H12OE. C9H16O

70.6 g C/12.011 g/mol = 5.88 mol C/1.47 = 4.00 C5.89 g H/1.00794 g/mol = 5.84 mol H/1.47 = 3.98 H23.5 g O/15.9994 g/mol = 1.47 mol O/1.47 = 1 OFW(C4H4O) = 68.075 g/mol; (136 g/mol/(68.075 g/mol) = 2Molecular formula: C8H8O2

2. Untuk mendapatkan gas nitrogen dioksida (NO2), anda mereaksikan dua gas tak-dikenal (gas A dan B). Dengan menggunakan data yang anda peroleh, anda dapatmenuliskan persamaan reaksi setara sbb:

2A(g) + B(g) 2NO2(g)

Bila anda mulai dengan 8 L gas A dan 3 L gas B, Berapa liter gas NO2 yang akananda peroleh ? (anggaplah semuanya dalam keadaan s.t.p.)

A. 2 LB. 3 LC. 4 LD. 6 LE. 8 L

3. 10 g parafin, C20H42, suatu zat terlarut yang tak mudah menguap, dilarutkan dalam50 g benzen, C6H6. Pada suhu 53oC, tekanan uap murni benzen adalah 300 torr.Tekanan uap larutan pada suhu tersebut adalah

A. 298 torrB. 292 torrC. 284 torrD. 275 torrE. 267 torr

4. Larutan pekat asam klorida, HCl, adalah larutan 36% w/w HCl dalam air. Larutan inimemiliki rapat massa 1,18 g/cm3. Konsentrasi larutan tersebut adalah

A. 1,2 MB. 12 MC. 24 MD. 30 ME. 7 M

Page 7: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 2

5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C6H4Cl2) dalam suatu larutan yang dibuatdengan cara melarutkan 2,65 g C6H4Cl2 dalam 50 mL benzena (kerapatan = 0,879g/mL) adalah:

A. 0,018 mB. 0,041 mC. 0,180 mD. 0,410 mE. 1,810 m

6. Dengan menggunakan data berikut ini:

N2(g) + 3O2(g) + H2(g) 2HNO3(aq) H = -414.8 kJ

N2O5(g) + H2O(g) 2HNO3(aq) H = 218.4 kJ

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) H = 483.6 kJ

Tentukan H untuk reaksi:

2N2O5(g) 2N2(g) + 5O2(g)

A. 149.6 kJB. 90.8 kJC. -876.4 kJD. 782.8 kJE. 1750 kJ

7. Suatu isotop atom 23Mg mempunyai muatan +2. Jumlah proton, neutron danelektron yang dimilikinya adalah:

Jumlah Proton Jumlah neutron Jumlah elektron

A. 12 13 10

B. 12 11 11

C. 12 11 10

D. 10 13 11

E. 10 11 12

Page 8: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 3

8. Berikut ini pereaksi manakah bila dicampur dan dipanaskan dengan ammonium

sulfat, membebaskan ammonia?

A. Akua bromin

B. asam hidroklorida encer

C. air kapur

D. asam nitrit

E. kalium dikromat(VI) diasamkan.

Jawab : C.

Dibutuhkan suatu alkali; Ca(OH)2 + 2NH4+ Ca2+ + 2NH3 + 2H2O.

9. Mengenai ion Fe+3 , manakah konfigurasi elektron boks dari sub-kulit 3d yang benar.

Fe : [Ar] 3d6 4s2 Fe3+ : [Ar] 3d5.

10. Atom atom berikut ini, manakah yang mempunyai energi ionisasi kedua yang palingbesar?

A. AlB. MgC. CaD. TiE. Na

11. Jumlah elektron valensi yang terdapat dalam ion oksalat, C2O42-, adalah:

A. 2B. 10C. 32D. 34E. 44

12. Dari persamaan berikut ini, manakah yang merupakan reaksi oksidasi-reduksi?A. 2HCl(aq) + Mg(s) MgCl2(aq) + H2(g)B. Na2O(s) + H2O(l) 2NaOH(aq)C. CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)D. CaO(s) + SO3(g) CaSO4(s)E. NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s)

13. Dari pernyataan berikut ini, manakah pernyataan yang benar untuk menjelaskansifat-sifat yang dikaitkan dengan ikatan ionik dan kovalen?

A. Senyawa kovalen tidak dapat mebentuk suatu elektrolit.

B. Senyawa kovalen dengan titik leleh tinggi hanya terjadi bila terdapat ikatan

hidrogen.

A. B. C. D. E.

Page 9: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 4

C. Beberapa senyawa kovalen yang mengandung oksigen dan hidrogen

dalam molekulnya dapat membentuk ikatan hidrogen.

D. Ikatan ionik dan ikatan kovalen keduanya tidak dapat terjadi dalam suatu

senyawa yang sama.

E. Senyawa ionik berbeda dari logam dimana senyawa ionik tidak

menghantar listrik dalam keadaan padat.

Jawab : E

Dalam senyawa ionik padat, ion-ion ini terlokalisasi dan sehingga ia tidak dapat

menghantar listrik. Dalam logam, elektrok terdelokalisasi akibatnya ia dapat menghantar

listrik.

14. Suatu reaksi kimia eksotermik berlangsung dalam dua tahap reaksi,

Energi aktivasi tahap 1 adalah 50 kJ.mol-1, sedangkan perubahan entalpi reaksi

keseluruhan adalah -100 kJ.mol-1. Bedasarkan data tersebut, manakah diagram yang

menggambarkan diagram tingkat energi untuk reaksi ini?

Jawab: D

Karena reaksi ini melalui dua tahap/step, dua tekukan diharapkan dalam diagram level

energi. Tahap energi aktivasi 1 adl 50 kJ.mol-1 menunjukkan bahwa puncak tekukan

pertama berada pada ketinggian 50 unit (relative pada pereaksi). Perubahan entalpi

reaksi adalah -100 kJ.mol-1, menunjukkan bahwa produk harus berada pad 100 unit lbh

rendah dp pereaksi.

15. Arus listrik 0,0965 A dialirkan ke dalam 50 mL larutan NaCl 0,1 M selama 1000 detik,maka konsentrasi OH dalam larutan adalah

A. 0,0005 MB. 0,0010 MC. 0,0020 MD. 0,0100 ME. 0,0200 M

Page 10: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 5

16. Elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda platina menggunakan arus 1 A selama965 detik. Berat Cu yang mengendap pada katoda adalah

A. 3,175 gB. 0,03175 gC. 0,0635 gD. 0,3175 gE. 31,75 g

17. Suatu gas senyawa organik, X, dibakar dengan oksigen berlebih. Sebanyak

sebanyak 0,112 dm3 sampel X diukur pada s.t.p., menghasilkan 0,88 g karbon

dioksida. Berapa banyak atom karbon yang terdapat dalam satu molekul senyawa X

ini?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 8

Jawab : D.

Karena 1 mol X akan member hasil x mol CO2 dlm pembakaran sempurna dgn O2;

jumlah X yg dipakai = 0,112/22,4 = 5,00x0-3 mol; Jumlh CO2 yg dihaslkan =

0,88/(12+2(16)) = 2,0x10-2 mol. Jadi (5,00x10-3).x = 2,0x10-2 x = 4.

18. Senyawa berikut ini, manakah yang mempunyai titik didih paling tinggi:

A. CH3CH2CH2CH2CH2CH3

B. CH3CH2OH

C. CH3CH2CH(OH)CH3

D. CH3CH2(CH2)2CHO

E. CH3 (CH2)5OH

Jawab: ( E )

19. Dari kelima senyawa organik tersebut di bawah ini, manakah yang paling benartatanamanya?

A. 2-kloro-5-metil-5-heksenaB. 2-metil-1-pentena-4-olC. 3-etil-2-metil-2-pentenaD. 2-metil-2-heksana-4-olE. 2,3-dimetilsikloheksena

Jawab : (C)

Nama A seharusnya adalah 2-metil-5-kloro-2-heksana

B seharusnya 2-hidroksi-4-metil-1-pentena

D seharusnya 3-hidroksi-5-metil-4-heksena

E seharusnya 2,3-dimetil-1-sikloheksena

Page 11: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 6

20. Senyawa radikal bebas di bawah ini, manakah yang paling stabil?

Jawab: ( C ).

21. Tentukan urutan kereaktifan dari senyawa turunan asam karboksilat berikut;

1. Asetamida

2. Asetil klorida

3. Etil asetat

4. Anhidrida asam asetat

A. 1 > 2 > 3 > 4

B. 2 > 1 > 3 > 4

C. 3 > 4 > 2 > 1

D. 2 > 4 > 3 > 1

E. 4 > 3 > 2 > 1

Jawab; ( D )

22.Semua senyawa berikut adalah merupakan isomer dari butanon, kecuali?

A. t-butil eter

B. Tetrahidro furan

C. 2,3-epoksibutan

D. Etil vinyl eter

E. 1,2-butenol

Jawab: ( A )

Page 12: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 7

23. Manakah dari senyawa berikut yang tidak menunjukkan isomer cis-trans ?

Jawab: ( B )

24. Dengan menggunakan pereaksi Grignard, di bawah ini senyawa manakha yang

dapat menghasilkan CH3CH2CH(OH)CH2CH3 ?

A. Metil etilketon dan metil Grignard

B. Propanon dan metil Grignard

C. Butil Grignard dan asetal dehida

D. Etil Grignard dan propionaldehida

E. Krotonaldehida dan etil Grignard

Jawab: ( D )

25. Reaksi esterifikasi asam karboksilat dengan alkilhalida dalam suasana basa akan

menghasilkan produk akhir adalah:

Jawab: ( E )

Page 13: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 8

B. Jawablah dengan singkat dan jelas

Soal 1. Formula gas (20 poin)

Ada dua senyawa wujudnya gas, terbuat dari unsur X dan Y. Senyawa A mengandung30,43% X dan 69,57% Y(% massa). Pada keadaan standar unsur X dan Y memilikiwujud gas namun anda harus memperkirakan apakah gas-gas tersebut mono-atomic, di-atomik atau tri-atomik. Pada suhu tertentu 1 volume gas X dapat bereaksi dengan 2volume gas Y membentuk 2 volume senyawa A. Jika 2 volume gas X bereaksi dengan 1volume gas Y membentuk 2 volume senyawa B.

a. Hitung perbandingan massa atom X terhadap Y [6]b. Perkirakan rumus sesungguhnya gas X dan Y [6]c. Tuliskan persamaan reaksi yang mungkin untuk terbentuknya senyawa A dan B

[8]

Jawaban

a. X/Y = 0,877 atau Y/X = 1,14

b. Gas X = N2 dan gas Y = O2

c. N2 + 2O2 2NO2

2N2 + O2 2N2O

Soal 2. Kesetimbangan gas (21 poin)

Suatu wadah bervolume 2,125 L berisi gas belerang dioksida, dengan tekanan 0,75atm pada 80oC dihubungkan dengan pipa berkeran ke wadah lain berukuran 1,5Lberisi gas oksigen, bertekanan 0,5 atm pada suhu yang sama.

a. Hitung fraksimol gas belerang dioksida ketika kedua gas dicampurkan denganmembuka keran pipa penghubung kedua wadah (asumsikan kedua gas itu tidakbereaksi dan volume pipa penghubung kedua wadah tersebut dapat diabaikan)

[3]b. Tentukan tekanan total setelah pencampuran gas dalam wadah tersebut [3]c. Hitung tekanan parsial gas belerang dioksida, setelah pencampuran tersebut [3]d. Jika dalam wadah tersebut terdapat katalis sehingga campuran gas bereaksi

membentuk gas belerang trioksida, hitunglah fraksimol gas belerang dioksidayang masih tersisa setelah terjadi reaksi sempurna [3]

e. Hitung pula tekanan total setelah reaksi berlangsung sempurna. [3]f. Menurut Teori Kinetik Gas, tekanan gas secara molekuler sebanding dengan

akar kecepatan kuadrat rata-rata (rms= rootmean square). Kecepatan rms, vrms,diberikan oleh persamaan berikut:

M

RTv rms

3 .

Tentukan vrmsdalam m/s molekul gas belerang dioksida pada suhu 80oC [3]g. Tentukan volume gas belerang dioksida, SO2, yang berefusi pada saat 0,50 cm3

belerang trioksida, telah berefusi keluar dari wadah tersebut [3]

Page 14: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 9

Jawaban

a.

68,0

0259,0055,0

055,0

0259,0353.082,0

5,15,0

055,0353.082,0

125,275,0

22

2

2

2

2

2

2

11

11

mol

mol

nn

nX

molKmolatmKL

Latm

RT

VPn

molKmolatmKL

Latm

RT

VPn

OSO

SO

SO

O

O

SO

SO

b.

atmatm

L

atmL

L

KmolatmKLmol

V

RTnP

total

totaltotal 65,0647,0

625,3

.2,342

5,1125,2

353.082,00809,0 11

c. atmatmXPP SOtotalSO 44,068,0647,022

d. Reaksi: SO2(g) + ½ O2(g)SO3(g)

058,0

055,0

0032,0

0518,00032,0

0032,0

0032,00518,0055,0

0518,00259,02makaoksigen,adalahpembataspereaksi0259,0;055,0

32

2

2

222

322

mol

mol

mol

mol

nsisan

sisansisaX

molmolbereaksinawalnsisan

molmolnmolnmoln

SOSO

SO

SO

SOSOSO

SOOSO

e.

atm

L

atmL

L

KmolatmKLmol

V

RTnP

total

totaltotal 44,0

625,3

.592,1

5,1125,2

353.082,0055,0 11

Tekanan total = 0,44 atm sama dengan tekanan parsial belerang dioksida karena pada akhir

reaksi semua oksigen habis bereaksi yang ada hanya sisa gas belerang dioksida dan produk

belerang trioksida

f. 122

13

1122

13

11

7,3704,1374201007,64

35331483

1007,64

353314833

mssmkgmol

Kmol.Kskgm,

kgmol

KmolJ.K,

M

RTvrms

g. Karena MSO2 < MSO3, maka logis bila laju efusi SO2 > SO3,

3

2

SO2

3 SO

efusi 801,18

efusi 64

Mlaju SO

laju SO M, (1 poin)

laju efusi SO2=1,18 x laju efusi SO3

→ volume SO2 yang telah berefusi = 1,18 x 0,50 cm3= 0,59 cm3 (2 poin)

Page 15: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 10

Soal 3. Barium peroksida dari barium oksida (23 poin)

Barium peroksida dapat dibuat dari reaksi kesetimbangan barium oksida dengan

oksigen pada tekanan dan temperatur tertentu. Sebanyak 1 g sampel yang

mengandung campuran barium oksida dan barium peroksida direaksikan dengan

asam sulfat, terbentuk 1,49 g endapan putih yang dipisahkan dari filtratnya. Filtrat

tersebut dapat bereaksi dengan Kalium iodida dalam asam menghasilkan 1,18x10-3

mol iodin.

a. Tuliskan persamaan reaksi pembuatan barium peroksida. [2]

b. Tuliskan persamaan reaksi-reaksi yang mungkin terjadi antara sampel di atas

dengan asam sulfat [4]

c. Tuliskan pula persamaan reaksi filtrat dengan kalium iodida dalam asam [4]

d. Bagaimana cara praktis mengetahui jumlah iodin yang dihasilkan pada reaksi

tersebut?

Tuliskan persamaan reaksi selengkapnya [5]

e. Hitung persen massa oksida-oksida yang terkandung dalam sampel tsb [8]

Jawaban

a. 2BaO(s) + O2(g) 2BaO2 (s)

b. BaO + H2SO4 BaSO4 + H2O

BaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2

c. H2O2 + 2I- + 2H- I2 + 2H2O

d. Direaksikan dengan larutan Natrium tiosulfat, indikator amylum

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6

2-

e. BaO = 80 %, BaO2 = 20 %

Soal 4. Karbon disulfida (23 poin)

Karbon disulfida, CS2, pada suhu 46oC merupakan pelarut yang sangat baik untuk

melarutkan belerang dan senyawa lainnya. Namun penggunaan senyawa ini di

laboratorium sudah mulai dikurangi karena beracun dan sangat mudah terbakar.

a. Gambar berikut menunjukkan cara untuk membuat salah satu alotrop dari

belerang.

Page 16: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 11

i. Gambarkan struktur Lewis karbon disulfida dan tuliskan bentuk

geometrinya. (3)

ii. Tuliskan rumus molekul dan gambarkan struktur suatu alotrop molekul

belerang. (3)

iii. Jelaskan mengapa belerang dapat larut dalam karbon disulfida. (2)

b. Salah satu bahaya dalam penggunaan karbon disulfida adalah bahwa

senyawa tersebut sangat cepat menyala dan terbakar ketika berkontak

dengan udara sesuai reaksi berikut (belum setara): CS2(l) + O2(g) CO2(g) +

SO2(g)

i. Setarakan persamaan reaksi di atas. (1)

ii. Hitung volume total gas yang dihasilkan (pada 20 oC dan 1 atm) jika

sebanyak 25 mL karbon disulfida cair dibakar sempurna. Diketahui

kerapatan karbon disulfida adalah 1,26 g/mL pada 20 oC. (4)

iii. Hitung massa gas CO2 dan SO2 (dalam gram) yang dihasilkan padareaksi dalam soal (b.ii). (3)

c. Dalam proses ekstraksi dikenal suatu tetapan yang disebut koefisien partisi,

Kd, yaitu perbandingan antara konsentrasi zat terlarut dalam pelarut pada

fasa bagian atas terhadap konsentrasi zat terlarut dalam pelarut pada fasa

bagian bawah. Satuan konsentrasi yang laim digunakan adalah g zat

terlarut/mL pelarut. Koefisien partisi, Kd, untuk iod (I2) dalam pelarut air dan

karbon disulfida pada 20 oC adalah 2,4 x 103. Diketahui kerapatan air adalah

1,00 g/mL dan kerapatan karbon disulfida adalah 1,26 g/mL pada 20 oC.

Sebanyak 100 mL sampel larutan iod dalam air dengan konsentrasi 5,0 x

104 M diekstraksi dengan 20 mL karbon disulfida.

i. Tuliskan ungkapan Kd untuk iod dalam soal di atas. (2)

ii. Hitung massa iod yang dapat diekstraksi oleh karbon disulfida. (3)

iii. Jelaskan mana kelarutan iod yang lebih besar, apakah dalam air atau

dalam karbon disulfida. (2)

Jawaban:

1. a. i. Struktur Lewis: (2 poin)

Geometri molekul: linier (1 poin)

a.ii. Rumus molekul: S8 (1 poin)

Struktur molekul:

S

SS

S

S

S S

S

(2 poin)

a. iii. Belerang adalah molekul yang bersifat non polar sehingga dapat larut dalam

karbon disulfida yang bersifat non polar juga. (2 poin)

b.i. CS2(l) + 3O2(g) CO2(g)+ 2SO2(g) (1 poin)

Page 17: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 12

b.ii. CS2(l) + 3O2(g) CO2(g)+ 2SO2(g)

Massa CS2 = kerapatan x volume = 1,26 g/mL x 25 mL = 31,5 g (1 poin)

Jumlah mol CS2 = massa CS2/Mr CS2 = 31,5 g/76 g/mol = 0,414 mol CS2 (1 poin)

1 mol CS2 ~ 3 mol O2 ~ 1 mol CO2 ~ 2 mol SO2

Karena bereaksi sempurna, maka pereaksi pembatas adalah CS2 sehingga jumlah

mol total produk yang dihasilkan adalah 3 mol total gas (1 mol CO2 dan 2 mol SO2) ~

3 x 0,414 mol = 1,242 mol total gas.

Menurut persamaan gas ideal: pV = ntotalRT

V = ntotalRT/p = (1,242 mol x 0,0821 atm.L.mol-1K-1 x 293 K)/1 atm = 29,9 L (2 poin)

b.iii. Dari penyelesaian soal (b.ii) diperoleh: 0,414 mol CO2 dan 0,828 mol SO2,

sehingga:

massa CO2 = jumlah mol x Mr CO2 = 0,414 mol x 44 g/mol = 18,216 g CO2 (1,5 poin)

massa SO2 = jumlah mol x Mr SO2 = 0,828 mol x 64 g/mol = 52,992 g SO2 (1,5 poin)

c.i. Kd = [I2]atas/[I2]bawah (2 poin)

c.ii. Konsentrasi I2 dalam air = [I2]air = 5,0 x 10-4 M = (5,0 x 10-4 mol x 254 g/mol)/L =

0,127 g/L

Dalam 100 mL sampel terdapat massa I2 dalam air = 0,127 g/L x 0,1 L = 0,0127 g (1

poin)

Kd = [I2]atas/[I2]bawah, karena kerapatan air < kerapatan CS2, maka air ada pada fasa

atas dan CS2 ada pada fasa bawah, sehingga:

Kd = 2,4 x 10-3 = [I2]air/[I2]CS2

Jika massa I2 yang terektraksi ke fasa bawah (ke dalam CS2) adalah x g dan massa

I2 dalam fasa air yang terekstraksi adalah (0,0127 – x) g, maka koefisien

distribusinya menjadi:

3

0,0127

100 0,01272,4 10

5

20

0,012 0,0127

1,012 0,0127

0,0125

d

x g

mL xK

xg x

mL

x x

x

x

(2 poin)

Maka massa I2 yang terekstraksi ke dalam 20 mL CS2 = 0,0125 g (1 poin)

c.iii. Kelarutan iod dalam CS2 lebih besar daripada dalam air karena iod adalah

senyawa non polar yang dapat larut dalam CS2 yang juga bersifat non polar. (2 poin)

Soal 5. Proses pelapisan plastik dengan krom. ( poin)

Bahan plastik dapat dilapisi oleh krom dengan cara:

i. Pertama, melapiskan lapisan tipis pasta grafit pada plastik,

ii. kemudian plastik yang dilapisi pasta grafit ditempatkannya dalam bath dari

akua krom(III) sulfat

Page 18: JAWABAN UJIAN OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE SAINS_2014... · OSK 2014 2 5. Molalitas senyawa para-diklorobenzena (C 6 H 4 Cl

OSK 2014 13

iii. kemudian dilakukan elektroplating (proses pelapisan logam).

Berdasarkan proses tersebut:

a. Berikan alasan mengapa sebelum dilapisi krom, bahan plastik ini harus dilapisi

dengan pasta grafit. [2]

b. Untuk dapat dilapisi krom, zat apakah yang dapat digunakan untuk elektroda lain

dalam sel elektroplating? [3]

c. Gambarkan suatu diagram sirkuit listrik untuk proses elektroplating. [6]

d. Jika suatu arus 0,50 A dilewatkan melalui sel selama 300 detik, berapa

bertambahnya massa karena pelapisan krom ini? [4]

e. Dengan metoda ini, mengapa tidak mungkin melapisi bahan plastik dengan Zn bila

digunakan larutan Zn2+ sebagai elektrolit? [4]

Jawaban:

a. Untuk membuat elektroda menjadi suatu konduktor listrik.

b. Kromium

c.

d. Cr3+(aq) + 3e- Cr(s) ; Q = i.t = 0,5 x 300 = 50 Coulomb

Jumlah e- yg dilewatkan = Q/F = 150/9,65.104 = 5,18.10-4 mol.

Massa Cr terlapiskan = 52 x 5,18.10-4 = 0,0269 g.

e. Juga terbentuk gas hidrogen sebagai hasil, dan juga terbentuk Zn.

rsl