KUMPULAN OSP

OLIMPIADE KIMIA INDONESIA

OLIMPIADE SAINS NASIONAL

SELEKSI TINGKAT PROVINSI

Tahun 2008

UjianTeori

Waktu 210 menit

Departemen Pendidikan Nasional

Direktorat Jenderal

Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Direktorat Pendidikan Menengah

2008

Olimpiade Kimia Indonesia

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 (60 poin)

B.    9 Nomor soal essay (132 poin)

C.   Total poin  (A + B) = 192 poin)

3. Waktu yang disediakan: 210 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.

Tetapan dan rumus berguna

Tetapan Avogadro	NA = 6.022∙1023 partikel.mol–1
Tetapan gas universal, R	R= 8,314 J.K-1.mol-1 = 8,314 x107 erg. Mol-1.K-1 =1,987 cal.mol-1.K-1 = 0,082054 L.atm.mol-1.K-1
Tekanan gas	1 atmosfir =760 mmHg =760 torr
Persamaan gas Ideal	PV= nRT
Persamaan Arrhenius	atau, k =  A.e-Ea/RT
Energi Gibbs untuk fasa terkondensasi pada tekanan  p	G = pV + const
Hubungan antara tetapan kesetimbangan dan energi Gibbs	rGo = -RT ln K
Energi Gibbs pada temperatur konstan
Isotherm reaksi kimia	DG = DG° + RT∙ln Q
Tekanan Osmosa pada larutan	p =c RT
Persamaan Nernst pada 298K,
Faraday	1 F = 96450 C/mol e-
Muatan elektron	1,6022 x 10-19 C

                       

                                                                                           

Tabel Periodik Unsur

Bagian I. Pilih Jawaban yang Paling Tepat:

1. Pernyataan berikut ini manakah yang benar? (nomor atom O= 8; F=9)

A. ¹⁸O dan  ¹⁹F mempunyai jumlah neutron sama.

B. ¹⁴C dn ¹⁴N adalah  isotop karena nomor massanya sama .

C. ¹⁸O^-2 mempunyai jumlah elektron yang sama dengan ²⁰Ne.

D. A  dan B benar.

E. A  dan C benar

2.   Bila 1,50 g padatan H₂C₂O₄.2H₂O dan membebaskan seluruh molekul air yang terhidrasi  maka akan diperoleh  H₂C₂O₄ sebanyak:

A. 0,34 g                         B. 0,92 g          C. 1,07 g         D. 1,26g          E. 1,50 g

3. Sukrosa (C₁₂H₂₂O₁₁) larut dalam air, tetapi bukan suatu elektrolit karena:

A. sukrosa tidak larut sempurna dalam air.

B. sukrosa adalah molekul organik.

C. sukrosa bukan asam atau juga bukan basa.

D. sukrosa tidak membentuk ion dalam larutan.

E. semua pernyataan salah, karena sukrosa adalah elektrolit!

4.  Formula empiris lindane, suatu insektisida yang sangat keras, adalah CHCl. Massa molar lindane adalah 290,8 g/mol. Berapa banyak atom  karbon yang terdapat dalam molekul lindane?

A. 2                     D.        6

B. 3                     E.         8

C. 4

 5. Berikut ini, konfigurasi elektron yang manakah melanggar prinsip larangan Pauli.

6. Atom unsur  mempunyai konfigurasi elektron  1s²2s²2p⁶3s²3p³ . Senyawa yang paling mungkin terbentuk dengan  Br adalah:

A. XBr                            D. XBr₃

B. XBr₂                                    E. X₃Br₂

C. X₂Br₃

7. Tabel berikut ini adalah lambang unsur hipotetis yang ada di jagad raya serta elektronegatifitas nya:

Unsur	elektronegatifitas
L	2,0
M	3,5
Q	0,9
R	2,5

Berikut ini ikatan yang paling kurang polar  (paling non-polar) adalah:

A.    L-M                                       D. Q-R

B.    M-Q                                      E. M-R

C.   LR

8. Berikut ini, kelompok mana yang hanya mengandung molekul ikatan kovalen?

A. BCl₃, SiCl₄, PCl₃                   D. Al, O₃, As₄

B. NH₄Br, N₂H₄, HBr                 E. Cl₂, NaCl, H₂O

C. I₂, H₂S, NaI

9.  Manakah spesi yang isolektronik  dengan  NO₂⁺?

A. N₂O                                       D. NO

B. NO₂^–                                                  E NH₄⁺

C. NH₂ ^–

10.  Berturut turut, bagaimana masing masing hibridisasi dari atom nomor 1 hingga nomor 4 berikut ini:

                    A.  sp² sp sp² sp³                           D.  sp³ sp² sp³ sp

                    B.  sp² sp² sp³ sp                     E. sp³ sp² sp³ sp³ 

                    C. sp³ sp² sp² sp

           

11. Geometri molekul dari  CH₂O adalah:

A. square planar                      D. octahedral

B. trigonal planar                     E. Jawaban A, B, C dan D salah

C. tetrahedral            

12. Berapa bilangan oksidasi X dalam senyawa MgXO₄?

A. +4                                       D. +10                        

B. +7                                       E. Jawaban A, B, C dan D salah

C. +8 

           

13. Pasangan berikut ini, pilih senyawa yang mempunyai energi kissi paling rendah: 

I. NaF atau MgO

II. CaS atau BaS

A. NaF dan CaS                     D.  MgO dan BaS

B. NaF dan BaS                      E. Tidak dapat ditentukan

C.  MgO dan  CaS

14. Perhatikan proses reaksi berikut ini:

2 A→ ½ B + C                              ΔH = 5 kJ/mol

3/2 B + 4 C → 2 A + C + 3 D        ΔH = -15 kJ/mol

E + 4 A → C                                 ΔH = 10 kJ/mol

Hitunglah ΔH untuk reaksi : C → E + 3D

A. 0 kJ/mol                              D. -20 kJ/mol 

B. 10 kJ/mol                            E.  20 kJ/mol

C. -10 kJ/mol

15. Berikut ini diberikan Tabel energi ikatan^:

Jenis ikatan	C–C	C–H	O=O	C=O	O–H
Energi ikatan (kJ/mol)	347	413	498	799	467

Entalpi  pembakaran 1 mol gas propana (C₃H₈), sesuai dengan reaksi berikut:

C₃H₈ (g) + 5 O₂(g)  "3 CO₂ (g) + 4 H₂O(g)

adalah:

A. 355 kJ                                 D. –2042 kJ

B. 2570 kJ                               E. -1387 kJ

C. –1695 kJ

16. Reaksi penguraian gas nitrogen pentaoksida berikut ini:

2N₂O₅ (g) " 4NO₂ (g) + O₂ (g)

Pernyataan yang benar mengenai hukum laju reaksi diatas adalah:

A.     Laju= r = k [N₂O₅]²

B.     Laju= r =  [N₂O₅]²

C.     Laju= r =  k [N₂O₅]² / [NO₂]⁴ [O₂]¹

D.     Laju= r =  k [N₂O₅]^x

E.      Laju= r =  [N₂O₅]^x

17. Salah satu langkah produksi pembuatan asam nitrat adalah oksidasi ammonia , seperti ditunjukkan dibawah ini:

4NH₃ (g) + 5O₂ (g) "4NO(g) + 6H₂O(g)

Bila uap air muncul dengan laju  0,025 mol·min^–1, pada saat yang sama berapa laju hilangnya ammonia?

A. 0,0040 mol·min^–1               D. 0,100 mol·min^–1

B. 0,017 mol·min^–1                       E. 0,150 mol·min^–1

C. 0,038 mol·min^–1

18.   Kombinasi manakah dari larutan HCl dan NaOH yang menghasilkan pH= 7  ?

A. 50 mL HCl 1 M dengan 50 mL NaOH 1 M

B. 50 HCl mL 2 M  dengan 50 mL NaOH 2 M

C. 100 mL HCl 1 M dengan  50 mL NaOH 2 M

D. 100 mL HCl 1 M dengan 100 mL NaOH 1 M

E. Semua menghasilkan pH=7

19. Berikut ini manakah reaksi Asam Basa menurut teori Bronsted-Lowry?

                    A.  I, III                                     D.  I, III, IV

                    B.  I, II, III, IV                           E.  II, III,

                    C.  I, II, III

20. Susunlah urutan peningkatan keasaman (asam lemah ke asam kuat) dari senyawa berikut ini:

Fenol	Asam piruvat	Aspirin	Asam Karbonat
PKa=9,95	PKa = 2,49	PKa = 3,48	PKa = 6,36
I	II	III	IV

         

         

        A. I, III, IV, II                            D.  IV, II, I, III

        B. I, IV, III, II                            E. I,II,III.IV

        C.  II, IV, III, I

21. Berikut ini, semuanya membentuk buffer. Manakah yang kapasitas buffernya paling kecil: (Ka HAsetat = 2,0x10^-5)

A. 0,01 M asam asetat / 0,01 M Natrium asetat

B. 0,1 M asam asetat / 0,1 M Natrium asetat

C. 1,0 M asam asetat / 1,0 M Natrium asetat

D. Semua mempunyai kapasitas buffer yang sama

E. Bukan jawaban A, B, C, D atau D

22. Bila 100 mL contoh larutan jenuh masing masing garam Pb berikut ini, manakah yang mengandung  konsentrasi ion  Pb²⁺(aq) paling tinggi?

A. PbCO₃ (K_sp = 7,4 x 10^-14)

B. PbCl₂ (K_sp = 1.6 x 10^-5)

C. PbCrO₄ (K_sp = 2,8 x 10^-13)

D. PbF₂ (K_sp = 2,7 x 10^-8)

E. PbS (K_sp = 8,0 x 10^-28)

23. Berikut ini, manakah pernyataan yang tidak benar mengenai Sel Galvani?

i.      Katoda bermuatan positif.

ii.     Anion berpindah kearah katoda.

iii.    Elektron dilepaskan dari anoda.

iv.    Reduksi terjadi di anoda.

Manakah pernyataan yang tidak benar mengenai Sel Galvani tersebut

                A. iii dan iv                               D. i dan iii

                B. ii  dan  iii                              E. ii dan iv

               C. i dan ii

24. Dari reaksi-reaksi di bawah ini, manakah perubahan entropinya (DS) bernilai positip

A.    2 NaHCO_3(s) ® Na₂CO_3(p) + CO_2(g)­+ H₂O_(g)

B.    2 NO_2(g)  ® N₂O_{4 (g)}                                                

C.   2SO_2(g)  +  O_2(g) ® 2 SO_3(g)

D.   2 H_2(g)  +  O_2(g) ® 2H₂O_(l)

E.    CO_2(g)  +  CaO_(s) ® CaCO_3(s)

25. Proses reaksi inti berikut ini, yang manakah akan merubah nomor atom?

A. Peluruhan alfa (a)                          D.  A dan B yang benar

B. Peluruhan beta (b)                          E. A, B, C benar semua

C. Penangkapan elektron

            

26.      Dalam senyawa organik berikut ini, gugus fungsi apa saja yang terdapat didalamnya?

A. ester, aldehida, alkena

B. alkena, ester, keton

C. aldehida, asam karboksilat, ester

D. asam karboksilat, keton, alkena

E. alkena, ester, asam karboksilat

27.  Manakah senyawa berikut yang tidak bereaksi dengan propil-magnesium bromida?

28.  Berikut ini adalah struktur molekul suatu senyawa organik:

Rumus dari struktur di atas merupakan gambaran dari senyawa:

A. Naftena                      D. Karbohidrat

B. Steroid                       E. Vitamin

C. Protein                       .

29.       Produk utama apa yang terjadi dari reaksi di bawah ini:

A. 5,5-dimetil pentanal                              B. Siklopentanon dimetil ketal 

C. 2,metilsiklo pentanon                           D. 3-metil-1,5-pentana dion

E. siklopentana dimetil asetal

30. Tentukan struktur A dan B dari reaksi berikut:

A. I dan II                                    D. II dan IV

B. III dan IV                                E. I dan II        

C. III dan V

              

Bagian II. Selesaikanlah Soal berikut ini

 

Soal 1:  Larutan NaCl dan etanol dalam air  (19 poin)

Air merupakan senyawa oksigen dengan hydrogen, berwujud cair pada temperatur ruang, memiliki titik lebur 0 ^oC dan titik didih 100 ^oC pada tekanan 1 atm.  Air merupakan pelarut universal yang efektif bagi beberapa senyawa kimia. Adanya zat terlarut dalam air dapat berpengaruh pada titik lebur maupun titik didih larutan. Massa atom H= 1, C =12, O =16, Na=23, Cl = 35,5; tetapan lebur air K_f = 1,86 ^oC m^-1

a.    Tuliskan reaksi pelarutan garam NaCl dalam air dan pelarutan etanol (CH₃CH₂OH) dalam air.                                                                 (2 poin)

b.    Mengapa etanol mudah larut dalam air?                                            (2 poin)

c.    Jika garam NaCl sebanyak 23,40 gram dilarutkan dalam air sampai volume tepat 100,00 mL, berapakah konsentrasi larutan garam tersebut dalam satuan molaritas dan berapa fraksi mol NaCl dalam larutan tsb? Abaikan volum NaCl dan anggap densitas air =1.                                         (4 poin)

d.    Jika etanol (densitas 0,789g/mL) sebanyak 10,00 mL dilarutkan dalam air sampai  volume tepat 100,00mL menghasilkan larutan etanol dengan densitas 0,982g/mL.  Hitung konsentrasi larutan etanol yang dinyatakan dalam % massa dan molalitas (m).                                                    (4 poin)

e.    Bandingkan titik lebur larutan NaCl pada soal ’c’ dan larutan etanol pada soal ’d’, buktikan larutan mana yang memiliki titik lebur lebih rendah!.

(4 poin)

f.   Bila larutan NaCl dan larutan etanol mempunyai molaritas yang sama, apakah ada perbedaan tekanan uap larutan masing masing? Jelaskan dan beri alasannya.                                                                                  (3 poin)

 

Soal 2: Nitril fluorida  (16 poin)

Nitril fluorida adalah gas tak berwarna yang sangat reaktif, dan titik didihnya sangat rendah (-72 °C). Gas ini digunakan sebagai bahan oksidator pada pendorong roket dan agen fluorinasi. Komposisi molekulnya (% berat)  mengandung 21,55 % N, 49,23 % O dan sisanya  F.  Densitasnya pada 20^oC dan tekanan 1,00 atm adalah 2,7 g/L.

1. Menurut anda, nitril fluorida apakah senyawa fluorida molekular atau ionik?                                                                                                           (2 poin)
2. Tentukan rumus molekul nitril fluorida                                               (5 poin)
3. Gambarkan struktur Lewis nitril fluorida                                             (4 poin)
4. Jelaskan bentuk molekul nitril fluorida dan besarnya  sudut FNO     (3 poin)
5. Apakah nitril fluorida merupakan senyawa polar? jelaskan               (2 poin)

Soal 3: Larutan campuran garam garam klorida dalam air (12 poin)

Suatu larutan mengandung  NaCl, MgCl₂, dan AlCl₃. Dalam larutan tersebut, molaritas ion klorida (Cl^-) adalah  1,00 M, sedangkan molaritas ion Na⁺ dan Mg²⁺ masing masing adalah 0,200 M  dan 0,300 M.

a. Tentukanlah berapa molaritas  ion  Al³⁺  dalam larutan.                      (3 poin)

b. Dengan melarutnya tiga garam klorida, setelah diukur  ternyata  pH nya bersifat asam. Jelaskan apa yang menyebabkan larutan bersifat asam?

(3 poin)

c.    Bila kedalam 1 liter larutan tersebut ditambahkan sejumlah NaOH padat sehingga pH nya 12. Bila diketahui Ksp Al(OH)₃ =  1,9x10^-33 dan  Ksp Mg(OH)₂ = 1,5x10^-11, maka ramalkanlah apakah terjadi endapan  Mg(OH)₂ dan/atau Al(OH)_3.                                                                           (6 poin)

 

Soal 4: Reaksi kesetimbangan  gas Nitrosyl Bromida  (15 poin)

Pada temperatur tertentu, Nitrosyl bromida terurai sesuai dengan reaksi:

 2NOBr (g)D 2NO(g) + Br₂ (g)                 DH = +16,1 kJ

Bila dalam suatu wadah tertutup rapat pada awalnya terdapat NOBr dengan tekanan 0,500 atm, setelah didiamkan dan mencapai kesetimbangan ternyata NOBr telah terurai sebanyak 18% .

a. Tuliskan pernyataan tetapan kesetimbangan K_p                                  (2 poin)

b. Berapa tekanan parsial gas NOBr, NO,  dan  Br₂ setelah tercapai kesetimbangan  keadaan kesetimbangan                                                (4 poin)

c. Berapa tekanan total sesudah tercapai kesetimbangan.                     (2 poin)

d. Berapa nilai tetapan kesetimbangan K_p pada temperatur trersebut? (3 poin)

e. Bagaimana pengaruh perubahan kondisi sistem berikut ini terhadap kesetimbangan  tersebut:                                                           ( 4 poin)

i. Ditambahkan gas Br₂:                     

ii. Gas NOBr dikeluarkan sebagian:

iii. Temperatur diturunkan:

iv.   Volume wadah diperbesar:

Soal 5. Kinetika reaksi Gas  ClO₂ dalam larutan basa. (16 poin)

Perhatikanlah reaksi berikut ini:

2 ClO₂ (aq) + 2 OH^- (aq) " ClO₃^- (aq) + ClO₂^- (aq) + H₂O (l)

Dan diperoleh data laju awal  sbb:

[ClO2], mol/L	[OH-], mol/L	Laju awal, mol/L detik
0,0500	0,100	5,77 x 10-2
0,100	0,100	2,32 x 10-1
0,100	0,050	1,15 x 10-1

a.    Apa jenis reaksi diatas?                                                                      (2 poin)

b.    Tentukan order reaksi terhadap reaktan dan total order reaksinya  (3 poin)

c.    Tentukanlah persamaan laju reaksinya                                              (1 poin)

d.    Hitunglah nilai tetapan laju reaksinya,k, (termasuk unitnya)!             (3 poin)

e.    Apakah reaksi tersebut dipengaruhi oleh pH larutan? Bagaimana pengaruhnya terhadap laju reaksi bila pH larutan diturunkan?     (2 poin)

f.     Bagaimana laju reaksinya bila  [ClO₂] dinaikkan menjadi 3 kali dan [OH^-] dinaikkan 2 kali.                                                                         (2 poin)

g.    Tentukanlah laju reaksinya bila [ClO₂] = 0,2 M dan pH larutan = 12                                                                                                                         (3 poin)

Soal 6.  Larutan Bufer Basa anilin         (14 poin)

Anilin (C₆H₅NH₂) adalah suatu senyawa organik-nitrogen yang didalam air memberikan sifat basa.   Bila direaksikan dengan larutan HCl, akan  membentuk konyugasi asamnya,  ion anilinium, sesuai reaksi:

C₆H₅NH₂ (aq) + HCl (aq) " C₆H₅NH₃⁺ (aq) + Cl^- (aq)

a.    Tuliskan reaksi asam-basa C₆H₅NH₂ dalam air                                 (2 poin)

b.    Bila  K_b untuk  anilin adalah 4,0 x 10^-10, berapa nilai  K_a untuk ion anilinium?                                                                                                           (3 poin)

c. Berapa pH dari larutan  0,080 M larutan  anilinium chlorida?              (4 poin)

d. Berapa pH larutan yang anda akan peroleh bila kedalam 100 mL larutan ’c’  ditambahkan 150 mL larutan anilin 0,10M.                                           (5 poin)

Soal 7. Sel Galvani  (17 poin)

Dua reaksi setengah sel yaitu : Ni(s)/Ni²⁺(aq) dan  Cd(s)/Cd²⁺ (aq) disusun dan membentuk sel Galvani

Diketahui masing masing Potensial standard reduksi:

Ni²⁺ (aq) +2e "Ni(s)                    E° = -0.23 V

Cd²⁺ (aq) + 2e "Cd(s)      E° = -0.40 V

a.    Tuliskan persamaan reaksi  sel yang terjadi pada sel tersebut (termasuk anoda dan katoda).                                                                                (4 poin)

b.    Berapa nilai  E° dan konstanta kesetimbangan reaksinya  ?             (6 poin)

c.    Bila sebanyak  0,050 C det^-1 diambil/ digunakan dari   baterei, berapa lama baterei tersebut dapat digunakan bila masing masing dimulai dengan 1,0 Liter  larutan dan masing masing konsentrasinya 1,0 M ion terlarut? Berat masing masing elektroda pada awalnya  50,0 g, (1 F = 96450 C, dan volume larutan dianggap tidak berubah)                                              (4 poin)

d.    Berapa konsentrasi ion Ni²⁺  dan Cd²⁺ dalam larutan setelah digunakan?                                                                                                                (3 poin)

Soal 8.  Reaksi dan sintesa  senyawa organik  (12 poin)

Berikut ini, bagaimana membuat:

a. Isopropil alkohol dari n-propil alkohol                                        (4 poin)

b. Propana dari isopropil alkohol                                                   (4 poin)

c. Asetamida dari asam asetat.                                                    (4 poin)

Tuliskan masing masing proses  reaksi pembuatannya.

Soal 9. Reaksi dan struktur senyawa alifatis dan aromatis (16 poin)

Selesaikan pertanyan berikut ini:

a. Reaksi adisi antara HCl dengan  senyawa 3-metil-1-butena akan    menghasilkan dua senyawa alkil klororida, sebutkan dua senyawa tersebut. Bagaimana mekanisme reaksinya?                                                 (12 poin)

b. Tentukan struktur dari hidrokarbon aromatik dengan rumus molekul C₉H₁₂ yang bila di brominasi  hanya menghasilkan satu produk brominasi yaitu  C₉H₁₁Br.                                                                                      (4 poin)