Pembahasan Soal Kimia Kompetisi Sains Madrasah (KSM) Tingkat Provinsi Tahun 2013

Materi: Kimia

Bagian I Soal Pilihan Berganda

1. Sebanyak 1,35 gram logam M direaksikan secara kuantitatif menjadi senyawa oksida MO murni sebanyak 1,88 gram. Berdasarkan data tersebut maka massa atom relatif logam M adalah
A. 24,0
B. 40,0
C. 56,0
D. 63,5
E. 65,5

Pembahasan:

Reaksi yang terjadi: 2M + O₂ ⟶ 2MO
Jumlah zat M dan MO akan sama, ini berdasarkan perbandingan koefisien persamaan reaksinya.
Jumlah zat M = jumlah zat MO
1,35 g : (Ar M) = 1,88 g : (Ar M + Ar O)
1,35 g : (Ar M) = 1,88 g : (Ar M + 16 g)
1,35 g ´ (Ar M + 16 g) = 1,88 g ´ Ar M
1,35 g ´ Ar M + 21,6 g = 1,88 g ´ Ar M
(1,88 g – 1,35 g) ´ Ar M = 21,6 g
0,53 g ´ Ar M = 21,6 g
Ar M = 21,6 g / 0,53
Ar M = 40,75 .....................Mungkin akan dibulatkan ke bawah menjadi 40 J

2. Botol dalam keadaan hampa udara mempunyai berat 30,7400 g. Bila diisi gas hidrogen berat botol tersebut menjadi 30,9200 g. Bila botol diisi oleh gas Y beratnya 33,4400 g. Jika semua pengukuran dilakukan pada tekanan dan temperatur yang sama, maka massa molekul relatif gas Y adalah

A. 20
B. 28
C. 30
D. 38
E. 40

Pembahasan:
Massa gas hidrogen (H₂) = (30,92 – 30,74) g = 0,18 g Þ mol H₂ = 0,18/2 = 0,09 mol
Massa gas Y = (33,44 – 30,74) g = 2,70 g
Karena botol yang digunakan sama, maka jumlah gas Y = jumlah gas H₂ = 0,09 mol
Jadi massa molar gas Y = 2,70 g : 0,09 mol = 30 g/mol ⟶ M_r Y = 30 g/mol : 1 g/mol = 30

3. Senyawa-senyawa berikut dapat mengalami reaksi adisi, kecuali
A. Propanon
B. Siklopentena
C. Etoksi propana
D. Butanal
E. 2-butena

Pembahasan:
Senyawa yang dapat mengalami reaksi adisi adalah senya yang memiliki ikatan rangkap. Senyawa yang tidak punya ikatan rangkap tidak akan mengalami reaksi adisi, dalam hal ini adalah senyawa etoksi propana.

4. Reaksi substitusi nukleofilik dengan nukleofil ion metoksida (CH3O^–) dapat berlangsung pada senyawa-senyawa berikut, kecuali

Reaksi pergantian (substitusi) akan terjadi pada senyawa yang memiliki gugus pergi yang baik, seperti Br, OH, Cl. Jadi yang tidak dapat berlangsung adalah senyawa di B.

5. Untuk mendapatkan senyawa jenuh, yaitu senyawa yang tidak memiliki ikatan rangkap, dapat dilakukan reaksi-reaksi berikut, kecuali:
A. Polimerisasi kondensasi pada pembentukan peptida
B. Hidrogenasi sikloheksena dengan katalis logam
C. Reduksi aseton dengan hidrida logam
D. Adisi asam halida pada propena
E. Pembuatan polietilena

Pembahasan:
Polimerisasi kondensasi pada pembentukan peptida hasil polimernya masih memungkinkan dijumpai ikatan rangkap.

6. Diantara polimer-polimer berikut ini, yang monomernya tidak memiliki ikatan rangkap adalah
A. Polistirena
B. Polipeptida (protein)
C. Polisakarida (Amilum)
D. Polietilena
E. Polietilenglikol

Pembahasan:
Poli–etilena–glikol merupakan polimer yang dihasilkan dari reaksi monomer yang tidak memiliki ikatan rangkap yaitu etilen–glikol (etana–1,2–diol)

7. Diantara molekul-molekul berikut ini yang tidak memiliki rasa manis adalah
A. Glisin
B. Gliserol
C. Galaktosa
D. Sukrosa
E. Fruktosa

Pembahasan:
Sebenarnya semua zat yang diberikan pada soal ini memiliki rasa manis hanya tingkatannya yang berbeda. Ini sesuai data pada tabel berikut. Bagaimana dengan gliserol, gliserol itu nama lain dari gliserin, jadi gliserol juga memiliki rasa manis yang sama dengan gliserin.

8. Spirtus (metanol) dapat menghapus tinta permanen dari suatu permukaan sedangkan air tidak dapat. Penjelasan terbaik untuk hal tersebut adalah
A. Tinta permanen larut dalam air
B. Tinta permanen tak larut dalam spirtus
C. Kelarutan tinta permanen dalam metanol besar
D. Air mudah menguap seperti halnya metanol
E. Tinta permanen bersifat sangat polar

Pembahasan:
Tinta akan dapat terhapus jika ia dapat larut dalam pelarut yang sesuai. Prinsipnya zat dengan sifat sama akan dapat saling melarutkan. Spiritus (metanol) memiliki sifat polar dan tinta permananen dapat larut, artinya tinta permanen itu juga bersifat polar.

9. Diantara sifat berikut yang tidak terkait dengan koloid adalah
A. Merupakan larutan homogen
B. Dapat distabilkan oleh emulgator
C. Mengalami gerak Brown
D. Memberikan efek Tyndall
E. Dapat berupa emulsi air dalam minyak

Tanpa pembahasan.

10. Massa atom relatif karbon yang terdiri atas isotop C-12 dan C-13 adalah 12,01100. Massa
kedua isotop tersebut berturut-turut adalah 12,00000 dan 13,00335. Persentase isotop 13
C dalam campuran isotop karbon adalah
A. 1,1%
B. 2,3%
C. 5,8%
D. 8,2%
E. 10,2%

Pembahasan:
Misal bagian C-12 = x maka bagian C-13 = 1–x
12,00000 x + 13,00555 × (1–x) = 12,01100
12,00000 x + 13,00555 – 13,00555 x = 12,01100
12,00000 x – 13,00555 x = 12,01100 – 13,00555
–1,00555 x = –0,99455
x = 0,989 ⟶ 1–x = 0,011 atau 1,1%

11. Dalam suatu atom, jumlah orbital yang dapat memiliki bilangan kuantum utama n = 4 dan bilangan kuantum magnetik m = +1 adalah
A. 1 orbital
B. 2 orbital
C. 3 orbital
D. 4 orbital
E. 5 orbital

Pembahasan:
4s bilangan kuantum yang mungkin hanya = 0 (m maksimal 0, tidak ada m = +1)
4p bilangan kuantum yang mungkin adalah –1, 0, +1
4d bilangan kuantum yang mungkin adalah –2, –1, 0, +1, +2
4f bilangan kuantum yang mungkin adalah –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3
Jadi ada 3 orbital (masing-masing 1 pada 4p, 4d, 4f)

12. Atom A dan B berturut-turut mempunyai konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ dan 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. Senyawa yang dapat dibentuk oleh atom A dan B adalah
A. AB₂
B. AB₃
C. A₂B₃
D. A₃B₂
E. A₂B

Pembahasan:
A = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ akan membentuk kation A³⁺ agar stabil
B = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ akan membentuk anion B^2– agar stabil
Maka senyawa yang dapat dibentuk adalah A₂B₃

13. Jika kita membuat kurva energi ionisasi pertama terhadap nomor atom, maka atom yang mempunyai harga ionisasi lebih rendah dibandingkan atom tetangga dekatnya (yang tepat berada di sampingnya) adalah
A. atom Mg
B. atom C
C. atom P
D. atom S
E. atom Br

Pembahasan:
Sifat periodik energi ionisasi suatu unsur dari kiri ke kanan dalam satu periode adalah semakin besar dan dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin kecil. Jadi unsur yang berada di sebelah kiri dan bagian bawah akan memiliki energi ionisasi paling rendah.

14. Energi ionisasi pertama, kedua, ketiga dan keempat atom X berturut-turut adalah 557,4 kJ/mol, 1816 kJ/mol, 2744 kJ/mol dan 11580 kJ/mol. Atom X memiliki elektron valensi sebanyak
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5

Pembahasan:
Jika dari data terdapat energi ionisasi sampai tingkat empat artinya jumlah elektron valensi atom X tersebut adalah 4 juga.

15. Harga koefisien reaksi a, b, dan c pada persamaan reaksi redoks di bawah ini:
a MnO₄^– _(aq) + 16H⁺_(aq) + bC₂O₄^2–_(aq) ⟶ c Mn²⁺ _(aq) +8H₂O_(l) + 10CO_2(g) adalah
A. 1, 4, dan 2
B. 1, 8, dan 3
C. 2, 5, dan 2
D. 2, 10, dan 2
E. 2, 10, dan 5

Pembahasan:
Jawaban soal ini dapat ditebak. a = c dan b = ½ dari koefisien CO₂.
b = ½ x 10 = 5. Di antara alternatif yang tersedia koefisien b yang sama dengan 5 ada pada alternatif C, dimana nilai a = c = 2.

16. Pada 0^oC, konstanta produk ion dari air, Kw = 1,2 x 10^–15. Nilai keasaman (pH) dari air murni pada 0^oC yaitu
A. 7,00
B. 6,88
C. 7,56
D. 7,46
E. 7,64

Pembahasan:
H₂O ⇌ H⁺ + OH^–
[H⁺]=[OH^–] → K_w = [H⁺].[OH^–] → [H⁺]=√K_w → [H⁺]=√ (1,2 x 10^–15)
→ [H⁺]= 3,464 x 10^–8 → pH = –log (3,464 x 10^–8) → pH = 7,46

17. Senyawa yang merupakan asam yang paling kuat yaitu
A. HCN
B. HNO₃
C. H₂O
D. OH^–
E. CH₃OH

Pembahasan:
HNO₃ adalah asam paling kuat.

18. Diketahui nilai Ka asam 4-klorobenzoat (HC₇H₄ClO₂) adalah 1,05 x 10^–4. Larutan buffer mengandung campuran 0,2 M natrium 4-klorobenzoat (NaC₇H₄ClO₂) dan 2,0 M asam 4-klorobenzoat. Nilai keasaman (pH) dari larutan buffer tersebut yaitu
A. 2,35
B. 2,98
C. 3,98
D. 4,98
E. 5,53

Pembahasan:

pH = –log [H⁺] = –log (1,05×10^–3) = 2,98

19.

Diketahui E⁰ Ag⁺|Ag = +0,80 V; E⁰ Cl₂|Cl⁻ = +1,36 V; dan E⁰ H⁺|H2 = +0,0 V. Berdasarkan rangkaian sel elektrokimia di atas, reaksi yang terjadi pada anoda adalah
A. Ag⁺ + e⁻ ⟶ Ag
B. Ag ⟶ Ag⁺ + e⁻
C. 2Cl⁻ ⟶ Cl₂ + 2e⁻
D. Cl₂ + 2e⁻ ⟶ 2Cl⁻
E. H₂ ⟶ 2 H⁺ + 2e⁻

Pembahasan:
Di anoda akan terjadi reaksi oksidasi, dari data tersebut yang berpeluang mengalami reaksi oksidasi adalah Ag ⟶ Ag⁺ + e⁻ karena potensial reduksi standarnya bernilai lebih kecil dibanding Cl.

20. Perubahan massa elektroda yang terjadi ketika sel elektrokimia pada soal nomor 19 dioperasikan adalah

	Massa anoda	Massa katoda
A.	bertambah	tidak ada perubahan
B.	berkurang	bertambah
C.	berkurang	tidak ada perubahan
D.	bertambah	berkurang
E.	tidak ada perubahan	bertambah

Pembahasan:
Katoda menggunakan elektroda inert artinya tidak akan turut bereaksi dan massanya akan tetap (tidak ada perubahan). Anoda akan berkurang karena Ag akan melarut menjadi ion Ag⁺

21. Suatu sel Volta disusun menggunakan dua elektroda besi dalam larutan Fe²⁺ dengan menggunakan dua konsentrasi yang berbeda pada setiap ruang. Diketahui potensial reduksi standar Fe (E⁰ Fe²⁺|Fe) sebesar −0,44 V.
Potensial sel konsentrasi tersebut terukur sebesar 0,047 V pada suhu 25^oC.
Jika salah satu konsentrasi larutan Fe²⁺ adalah 0,10 M maka kosentrasi larutan Fe²⁺ yang lain sebesar
A. 1,5 × 10^–2 M
B. 2,8 × 10^–5 M
C. 3,5 × 10^–4 M
D. 9,2 × 10^–2 M
E. 2,6 × 10^–3 M

Pembahasan:
Soal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Nernst
E = E⁰ – 0,0592/n × log [red]/[oks]
0,047 = 0 – 0,0592/2 × log [x]/[0,1]
0,047 = –0,0296 × log (x/0,1)
1,5878 = – log (x/0,1)
1,5878 = log 0,1 – log x
Log x = –1 – 1,58783
Log x = –2,58783
x = 10^–2,58783
x = 0,00258 ~ 0,0026 ~ 2,6 × 10^–3 M

22. Persamaan reaksi kimia yang menunjukkan hubungan Kp = Kc adalah
A. MgCO₃(s) + 2 HCl(g) ⇌ MgCl₂(s) + CO₂(g) + H₂O(l)
B. C(s) + O₂(g) ⇌ CO₂(g)
C. CH₄(g) + 2O₂ (g) ⇌ CO₂(g) + 2H₂O(l)
D. Zn(s) + 2 HCl (aq) ⇌ H₂(g) + ZnCl₂(aq)
E. 2N₂(g) + 5O₂(g) ⇌ 2N₂O₅(g)

Pembahasan:
Kp akan sama dengan Kc jumlah koefisien GAS ruas kiri sama dengan jumlah koefisien GAS ruas kanan.
Ingat.....! Kp = Kc(RT)^∆n

23. Larutan jenuh suatu basa kuat MOH memiliki pH = 11. Tetapan kesetimbangan kelarutan (Ksp) basa tersebut adalah
A. 1,0 × 10⁻⁶
B. 1,0 × 10⁻¹¹
C. 5,0 × 10⁻¹¹
D. 2,5 × 10⁻¹²
E. 1,0 × 10⁻²²

Pembahasan:
pH = 11 → pOH = 3 → [OH^–] = 10^–3M
MOH ⇌ M⁺ + OH^–
10^–3M 10^–3M
K_sp = [M⁺][OH^–] = 10^–3 x 10^–3 = 1 × 10^–6

24. Volume larutan NaOH 0,10 M yang diperlukan untuk menetralkan 15 mL larutan H₃PO₄ 0,10 M adalah
A. 5,00 mL
B. 15,00 mL
C. 30,00 mL
D. 45,00 mL
E. 50,00 mL

Pembahasan:
Ketika reaksi penetralan terjadi maka jumlah basa sebanding dengan jumlah asam
Jumlah H₃PO₄ = 0,1M x 15 mL = 1,5 mmol
Berdasarkan perbandingan koefisien persamaan reaksi
3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O
3 × 1,5 mmol 1,5 mmol
Jadi jumlah NaOH = 3 x 1.5 mmol = 4,5 mmol
Jadi volume NaOH = 4,5 mmol : 0,1 M = 45 mL

25. Diantara senyawa-senyawa klorida di bawah ini yang memiliki titik leleh yang paling rendah adalah
A. MgCl₂
B. AlCl₃
C. SiCl₄
D. PCl₃
E. SCl₂

Pembahasan:
Ini adalah senyawaan klorida seperiode, MgCl₂ adalah senyawa ionik kuat, untuk membuatnya leleh diperlukan energi yang besar dibandingkan deretan senyawa klorida yang ada pada alternatif jawaban.

26. Reaksi lelehan BCl₃ dengan lelehan NaCl menghasilkan ion BCl₄^–, yang memiliki bentuk geometri

A. Segitiga piramida
B. segiempat planar
C. tetrahedral
D. bent
E. segitiga planar

Pembahasan:
Jumlah elektron valensi
1×B termasuk golongan 3A artinya elektron valensinya hanya 3. = 1 x 3 = 3
4×Cl termasuk golongan 7A artinya punya elektron valensi 7 = 4 × 7 = 28
Bermuatan negatif 1 berarti punya tambahan 1 elektron
Total elektron valensi = 3 + 28 + 1 = 32 ⟶ 8(4) ⟶ AX4 ⟶ tetrahedral

27. Presentasi ionisasi dari larutan HNO₂ 0,01 M ( Ka = 7,1 x 10^–4) adalah
A. 2,7 %
B. 5,4 %
C. 8,4 %
D. 13,5 %
E. 26, 5 %

Pembahasan:
K_a = [H⁺][ NO₂^–] : [HNO₂]
K_a [HNO₂] = [H⁺][ NO₂^–]
7,1 × 10^–4 × 0,01 = x × x
x = 2,66 × 10^–3

Anggap volume larutan 1 L.

	HNO2	⇌	H+	+	NO2–
Mol Awal	0,01
Mol Bereaksi	2,66 × 10–3		2,66 × 10–3		2,66× 10–3
Kesetimbangan			2,7 × 10–3		2,7 × 10–3

Derajat ionisasi = (jumlah HNO₂ beraksi : jumlah HNO₂ awal) × 100%
Derajat ionisasi = (2,66 × 10^–3: 0,01) × 100%
Derajat ionisasi = 2,66 × 10^–1 × 100% = 26,6%

28. Dalam fotografi, padatan AgBr yang tersisa dilarutkan dalam larutan Na₂S₂O₃. Ion Ag⁺ bereaksi dengan ion S₂O₃ membentuk senyawa kompleks [Ag(S₂O₃)₂]^3-, dengan persamaan reaksi sebagai berikut
AgBr (s) ⇌ Ag⁺ (aq) + Br^-(aq) Ksp = 5,4 × 10^-13
Ag⁺(aq) + 2 S₂O₃^2-(aq) ⇌ [Ag(S₂O₃) ₂]^3-(aq) Kf = 2,0 × 10¹³
Jumlah padatan AgBr yang dapat larut dalam 125 mL larutan Na₂S₂O₃ 1,20 M adalah
A. 7,14 g
B. 12,22 g
C. 14,08 g
D. 16,72 g
E. 40,65 g

Pembahasan:
AgBr (s) ⇌ Ag⁺ (aq) + Br^–(aq) ⟶ Ksp = 5,4 × 10^-13
Ag⁺(aq) + 2 S₂O₃^2-(aq) ⇌ [Ag(S₂O₃) ₂]^3-(aq) ⟶ Kf = 2,0 × 10¹³
AgBr (s) + 2 S₂O₃^2-(aq) ⇌ [Ag(S₂O₃) ₂]^3-(aq) + Br^–(aq) ⟶K = K_sp × K_f =10,8

	AgBr (s)	+	2 S2O32-(aq)	⇌	[Ag(S2O3) 2]3-(aq)	+	Br–(aq)
Awal	*		1,2 M		–		–
Berubah	*		–2x		x		x
Kesetimbangan	*		1,2 – 2x		x		x

K = (x × x)÷(1,2 – 2x)²
10,8 = (x × x)÷(1,2 – 2x)²
10,8 (1,2 – 2x)² = (x × x)
10,8 (1,44 – 4,8x + 4x²) = x²
43,2x² – 51,84 x + 15,552 = x²
42,2x² – 51,84 x + 15,552 = 0

Dari hasil hitung diperoleh x = 0,52077 M atau x = 0,70767 M
Untuk x = 0,70767 M ⟶ 2x = 1,41534 M, ini tidak mungkin, karena jumlah konsentrasi 2 S₂O₃^2-(aq) tidak mungkin melebih 1,2 M
[Br^–] = 0,52077 M setara dengan 0,52077 M × 125 mL = 65,09625 mmol
Karena koefisien reaksi Br– dengan AgBr sama maka jumlah AgBr = 65,09625 mmol
Massa molar AgBr = 187,77 g/mol
Jika AgBr 65,09625 mmol = 0,06509625 mol × 187,77 g/mol = 12,2231228625 g
Alternatif jawaban yang paling mendekati adalah B. 12,22 g

29. Senyawa karbon yang tidak mempunyai jenis isomer apapun adalah

A. CHBr=CHBr
B. CH₃–CH₂Br
C. CH₃–CH₂OH
D. CH₃–(C=O)–CH₃
E. CH₃–CH₂–COOH

Pembahasan:
CHBr=CHBr haloalkena memiliki isomer cis–trans (isomer geometris)
CH₃–CH₂OH alkohol berisomer fungsi dengan eter
CH₃–(C=O)–CH₃ alkanon(keton) berisomer fungsi dengan alkanal (Aldehid)
CH₃–CH₂–COOH asam alkanoat (asam karboksilat) berisomer fungsi dengan ester

30. Gas asetilena dapat dibuat menurut reaksi:
CaC₂(s) + 2H₂O (l) ® Ca(OH)₂(aq) + C₂H₂(g)
Kalor pembakaran gas ini adalah 320 kkal/mol. Jika dalam suatu proses digunakan 160 g CaC₂ (Mr = 64) dan dengan asumsi bahwa hanya 60% berat CaC₂ yang bereaksi, maka pada pembakaran asetilena yang terbentuk akan dihasilkan kalor sebanyak
A. 960 kkal
B. 800 kkal
C. 640 kkal
D. 480 kkal
E. 320 kkal

Pembahasan:
Massa CaC₂ yang bereaksi = 60% × 160 g = 96 g = 96g ÷ 64 g/mol = 1,5 mol
Perbandingan koefisien CaC₂ dengan C₂H₂ adalah 1:1 maka jumlah C₂H₂ juga sama dengan 1,5 mol. 

Diketahui dari soal bahwa kalor pembakaran C₂H₂ adalah 320 kkal setiap 1 mol maka pembakaran asetilina yang terbentuk akan menghasilkan kalor sebanyak 1,5 mol × 320 kkal/mol = 480 kkal. Sumber markasbelajar.blogspot.com