Simulasi Contoh Soal Olimpiade Kimia OSN SMA : 2025 (4)
Soal 1
Larutan penyangga (buffer) dibuat dengan mencampurkan asam asetat 0,2 M dan natrium asetat 0,2 M. Jika perbandingan volume asam asetat dan natrium asetat adalah 1:2, hitung pH larutan buffer tersebut. Diketahui \(K_a\) asam asetat = \(1,8 \times 10^{-5}\).
Lihat PembahasanSoal 2
Diberikan larutan HCN 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1 M. Tentukan pH pada titik ekivalen. Diketahui \(K_a\) asam sianida = \(4,9 \times 10^{-10}\).
Lihat PembahasanSoal 3
Diberikan reaksi pembentukan gas NH\(_3\) dari unsur-unsurnya:
\(\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \to 2\text{NH}_3(g)\).
Jika \(\Delta H_f^\circ(\text{NH}_3(g)) = -46 \text{ kJ/mol}\) dan \(\Delta H_f^\circ(\text{N}_2(g))\) serta \(\Delta H_f^\circ(\text{H}_2(g))\) = 0, tentukan perubahan entalpi (dalam kJ) untuk reaksi di atas yang menghasilkan 4 mol NH\(_3\).
Lihat PembahasanSoal 4
Suatu reaksi pembakaran hidrokarbon C\(_x\)H\(_y\) menghasilkan 8,8 g CO\(_2\) dan 5,4 g H\(_2\)O. Tentukan rumus empiris hidrokarbon tersebut.
Lihat PembahasanSoal 5
Suatu reaksi memiliki data percobaan sebagai berikut:
Eksperimen 1: [A] awal = 0,2 M, [B] awal = 0,1 M, Laju = 4,0 × 10-3 M/s
Eksperimen 2: [A] awal = 0,4 M, [B] awal = 0,1 M, Laju = 1,6 × 10-2 M/s
Eksperimen 3: [A] awal = 0,4 M, [B] awal = 0,2 M, Laju = 3,2 × 10-2 M/s
Tentukan orde reaksi terhadap A dan B serta tetapan laju reaksi (\(k\)).
Soal 6
Jelaskan mengapa energi ionisasi pertama boron (B) lebih kecil daripada energi ionisasi pertama berilium (Be), walaupun secara umum energi ionisasi meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode.
Lihat PembahasanSoal 7
Tuliskan konfigurasi elektron untuk ion Fe(III) dalam notasi gas mulia. Berikan alasan singkat tentang prinsip pengisian orbital d pada ion logam transisi.
Lihat PembahasanSoal 8
Sebuah sel volta dibuat dengan elektroda Zn/Zn2+ dan Cu/Cu2+. Jika konsentrasi Zn2+ dan Cu2+ sama, tentukan arah aliran elektron dan tuliskan reaksi sel yang terjadi. Diketahui potensial elektroda standar Zn2+/Zn = -0,76 V dan Cu2+/Cu = +0,34 V.
Lihat PembahasanSoal 9
Reaksi kesetimbangan:
\(\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g)\)
Mempunyai nilai \(K_p = 4,3 \times 10^{-5}\) pada 450 °C. Jika pada suhu tersebut ditekan campuran awal 1 atm \(\text{N}_2\) dan 3 atm \(\text{H}_2\), tentukan tekanan parsial kesetimbangan \(\text{NH}_3\).
Lihat PembahasanSoal 10
Kelarutan AgCl dalam air adalah 1,34 × 10-5 mol/L pada 25 °C. Hitung harga tetapan hasil kelarutan (Ksp) untuk AgCl.
Lihat PembahasanSoal 11
Jelaskan mengapa larutan garam \(\text{CH}_3\text{COONa}\) bersifat basa di dalam air, sedangkan \(\text{NaCl}\) bersifat netral.
Lihat PembahasanSoal 12
Pada reaksi kimia organik, reaksi substitusi nukleofilik dan eliminasi dapat terjadi pada alkil halida. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi arah reaksi tersebut (SN1, SN2, E1, E2).
Lihat PembahasanSoal 13
Senyawa C\(_4\)H\(_8\) dapat memiliki beberapa isomer ikatan rangkap (alkena). Tentukan jumlah isomer alkena yang mungkin. Salah satu struktur isomer tersebut (dalam bentuk kerangka) dapat direpresentasikan dengan gambar berikut:
Lihat PembahasanSoal 14
Jelaskan perbedaan reaksi polimerisasi adisi dan kondensasi, serta berikan masing-masing satu contoh monomer yang terlibat.
Lihat PembahasanSoal 15
Menurut teori VSEPR, jelaskan bentuk molekul dan sudut ikatan sekitar atom pusat dalam phosphorus pentachloride (PCl5).
Lihat PembahasanSoal 16
Suatu larutan urea (Mr = 60) mengandung 6 g urea dalam 100 g air. Jika massa jenis larutan mendekati massa jenis air, tentukan tekanan osmotik larutan tersebut pada 27 °C. Gunakan R = 0,082 L·atm·mol-1·K-1.
Lihat PembahasanSoal 17
Asam borat (H3BO3) sering dianggap sebagai asam lemah monobasa meskipun memiliki tiga atom H. Jelaskan konsep asam-basa Brønsted–Lowry untuk menggambarkan fenomena ini.
Lihat PembahasanSoal 18
Dalam titrasi redoks antara larutan FeSO4 dan larutan KMnO4 asam, ditetapkan reaksi yang terjadi adalah:
\(\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5\text{e}^- \to \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}\)
\(\text{Fe}^{2+} \to \text{Fe}^{3+} + \text{e}^-\)
Jika 25 mL KMnO4 0,02 M bereaksi dengan 30 mL FeSO4, hitung konsentrasi FeSO4 tersebut.
Lihat PembahasanSoal 19
Pada diagram E–pH untuk besi, terdapat daerah di mana besi stabil (korosi minimal) dan daerah di mana besi teroksidasi menjadi Fe2+ atau Fe3+. Secara kualitatif, jelaskan bagaimana pH mempengaruhi kecenderungan korosi besi.
Lihat PembahasanSoal 20
Spektrum IR suatu senyawa organik menunjukkan serapan kuat sekitar 1715 cm-1 dan tidak terdapat puncak lebar sekitar 3200–3550 cm-1. Prediksikan gugus fungsi senyawa tersebut dan berikan alasannya.
Lihat PembahasanSoal 21
Sebuah reaksi spontan pada suhu tertentu memiliki \(\Delta H < 0\) dan \(\Delta S > 0\). Diskusikan kemungkinan nilai \(\Delta G\) pada berbagai suhu dan alasan mengapa reaksi ini cenderung spontan.
Lihat PembahasanSoal 22
Warna yang dihasilkan oleh kompleks ion logam transisi sering dijelaskan dengan teori pemisahan orbital d (crystal field splitting). Jelaskan secara ringkas bagaimana pemisahan ini terjadi dan mengapa hal tersebut berpengaruh pada warna senyawa.
Lihat PembahasanSoal 23
Suatu senyawa kompleks dengan rumus [Co(NH3)5Cl]Cl2 menunjukkan reaksi substitusi ligan ketika dipanaskan dengan H2O. Tuliskan reaksi yang terjadi dan nama IUPAC dari kompleks awalnya.
Lihat PembahasanSoal 24
Jelaskan peran initiator (radikal bebas) dalam polimerisasi radikal, dan mengapa keberadaan inhibitor dapat memperlambat atau menghentikan reaksi polimerisasi.
Lihat PembahasanSoal 25
Elektrolisis air murni secara praktis sulit dilakukan tanpa penambahan elektrolit. Jelaskan mengapa diperlukan elektrolit tambahan (mis. H2SO4) dalam elektrolisis air, dan tuliskan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda.
Lihat PembahasanPembahasan
Pembahasan Soal 1
Gunakan persamaan Henderson–Hasselbalch:
\( \text{pH} = \text{p}K_a + \log \frac{[\text{basa}]}{[\text{asam}]} \).
Konsentrasi asam asetat dan natrium asetat awal sama (0,2 M).
Perbandingan volume asam : garam = 1 : 2.
Maka rasio konsentrasi efektif \([\text{basa}]/[\text{asam}] = 2/1 = 2\).
\(\text{p}K_a = -\log (1,8 \times 10^{-5}) \approx 4,74\).
\(\text{pH} = 4,74 + \log 2 \approx 4,74 + 0,30 = 5,04.\)
Pembahasan Soal 2
Pada titik ekivalen, larutan mengandung garam NaCN. Ion CN- akan terhidrolisis:
\( \text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^- \).
Gunakan \( K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{4,9 \times 10^{-10}} \approx 2,04 \times 10^{-5} \).
Misal [CN-] = c, maka:
\(
K_b = \frac{x^2}{c - x}.
\)
Karena c relatif besar dan x kecil, perkiraan \( x^2 / c \).
\(\text{pOH} \approx \frac{1}{2}(\text{p}K_b - \log c)\).
Nilai pH > 7 karena senyawa bersifat basa. Secara presisi akan didapat pH sekitar 11 (bergantung konsentrasi total),
namun umumnya \(\text{pH}\) pada titik ekivalen HCN vs NaOH > 7.
Pembahasan Soal 3
Reaksi: \(\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \to 2\text{NH}_3(g)\).
\(\Delta H_f^\circ(\text{NH}_3(g)) = -46 \text{ kJ/mol}\).
Untuk 2 mol NH\(_3\), \(\Delta H = 2 \times -46 = -92 \text{ kJ}\).
Untuk 4 mol NH\(_3\), energi dua kali lipat: \(-184 \text{ kJ}\).
Pembahasan Soal 4
Dari 8,8 g CO\(_2\), jumlah mol C adalah \(\frac{8,8}{44} = 0,2 \) mol.
Dari 5,4 g H\(_2\)O, jumlah mol H adalah \(2 \times \frac{5,4}{18} = 0,6 \) mol.
Perbandingan C:H = 0,2 : 0,6 = 1 : 3.
Rumus empiris: CH\(_3\).
Pembahasan Soal 5
Dari data laju:
- Saat [A] digandaempatkan (0,2 ke 0,4), laju naik dari 4,0 × 10-3 ke 1,6 × 10-2 (4 kali).
Berarti orde reaksi terhadap A = 1 (karena laju bertambah 4×).
- Saat [B] digandakan (0,1 ke 0,2) pada [A] = 0,4, laju naik dari 1,6 × 10-2 ke 3,2 × 10-2 (2 kali).
Berarti orde reaksi terhadap B = 1.
Sehingga laju = k [A]1[B]1.
Gunakan satu set data untuk menghitung k, misal eksperimen 1:
\( 4,0 \times 10^{-3} = k \times 0,2 \times 0,1 \).
\( k = \frac{4,0 \times 10^{-3}}{0,02} = 2,0 \times 10^{-1} \,\text{M}^{-1}\text{s}^{-1} \).
Pembahasan Soal 6
Boron (B) sudah mulai mengisi orbital 2p, sementara Berilium (Be) masih memenuhi orbital 2s. Elektron 2p pada B lebih jauh dari inti dan terlindung lebih baik dibanding elektron 2s pada Be, sehingga energi ionisasi B lebih rendah.
Kembali ke Soal 6Pembahasan Soal 7
Konfigurasi Fe: [Ar] 3d6 4s2.
Untuk Fe(III): hilang 2 elektron dari 4s dan 1 elektron dari 3d,
sehingga [Ar] 3d5.
Pada logam transisi, elektron 4s terlepas terlebih dahulu sebelum elektron 3d.
Pembahasan Soal 8
Potensial Zn/Zn2+ = -0,76 V, Cu/Cu2+ = +0,34 V.
Zn memiliki potensial reduksi lebih negatif, sehingga Zn akan teroksidasi.
Elektron mengalir dari Zn ke Cu.
Reaksi sel:
Anoda (oksidasi): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Katoda (reduksi): Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)
Pembahasan Soal 9
\(\displaystyle K_p = \frac{P_{\text{NH}_3}^2}{P_{\text{N}_2} \times P_{\text{H}_2}^3}\).
Awal: \(P_{\text{N}_2} = 1\) atm, \(P_{\text{H}_2} = 3\) atm, \(P_{\text{NH}_3} = 0\).
Pada kesetimbangan:
\(
P_{\text{N}_2} = 1 - x,\,
P_{\text{H}_2} = 3 - 3x,\,
P_{\text{NH}_3} = 2x.
\)
\(\displaystyle 4,3 \times 10^{-5} = \frac{(2x)^2}{(1 - x)(3 - 3x)^3}\).
Nilai x akan sangat kecil. Pendekatan: 1 - x ≈ 1, 3 - 3x ≈ 3.
\(\displaystyle 4,3 \times 10^{-5} \approx \frac{4x^2}{1 \times 27}\).
\(\displaystyle x^2 \approx \frac{4,3 \times 10^{-5} \times 27}{4} \approx 2,9 \times 10^{-4}\).
\(\displaystyle x \approx 1,7 \times 10^{-2}\).
\(P_{\text{NH}_3} = 2x \approx 3,4 \times 10^{-2}\) atm.
Pembahasan Soal 10
AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq).
Jika kelarutan = s = 1,34 × 10-5 M,
maka [Ag+] = s, [Cl-] = s.
\(K_{sp} = s \times s = (1,34 \times 10^{-5})^2 = 1,80 \times 10^{-10}\).
Pembahasan Soal 11
\(\text{CH}_3\text{COO}^-\) merupakan basa konjugat dari asam lemah, sehingga terhidrolisis dan membentuk OH-. Sementara Cl- adalah basa konjugat dari asam kuat (HCl) dan tidak terhidrolisis, sehingga \(\text{NaCl}\) bersifat netral.
Kembali ke Soal 11Pembahasan Soal 12
Faktor yang memengaruhi antara lain:
- Struktur alkil halida (primer, sekunder, tersier).
- Jenis pelarut (protik vs aprotik).
- Kekuatan basa/nukleofil.
- Temperatur.
SN1 cenderung terjadi pada substrat tersier dan pelarut protik.
SN2 terjadi pada substrat primer, nukleofil kuat, pelarut aprotik.
E1 dan E2 dipengaruhi kekuatan basa, substitusi rantai, dan suhu.
Pembahasan Soal 13
Isomer alkena C\(_4\)H\(_8\) yang mungkin adalah but-1-ene, but-2-ene (cis dan trans), serta isomer bercabang (2-methylpropene). Total ada 4 isomer.
Kembali ke Soal 13Pembahasan Soal 14
- Polimerisasi adisi: monomer mengandung ikatan rangkap (mis. etilena) yang membuka menjadi rantai tanpa menghasilkan produk samping.
- Polimerisasi kondensasi: melibatkan gugus fungsional (mis. diol dan di-asam karboksilat), menghasilkan polimer dan produk samping (mis. H2O).
Pembahasan Soal 15
PCl5 memiliki 5 domain elektron di sekitar atom P. Menurut VSEPR, geometri dasarnya trigonal bipiramidal. Sudut ikatan di bidang trigonal sekitar 120°, sedangkan aksial dengan ekuatorial sekitar 90°.
Kembali ke Soal 15Pembahasan Soal 16
Massa urea = 6 g, Mr urea = 60, mol urea = 0,1 mol.
Massa pelarut air = 100 g = 0,1 L (dengan asumsi densitas ~ 1 g/mL).
Konsentrasi = 0,1 mol / 0,1 L = 1 M.
Tekanan osmotik:
\(\Pi = M R T\).
\(T = 27\,^\circ\text{C} = 300\,\text{K}\).
\(\Pi = 1 \times 0,082 \times 300 = 24,6 \,\text{atm}\).
Pembahasan Soal 17
H3BO3 tidak melepaskan proton langsung, tetapi bertindak sebagai asam Lewis yang menerima pasangan elektron dari OH-, membentuk ion tetrahidroksiborat. Dalam konteks Brønsted–Lowry, reaksi ini menghasilkan peningkatan [H+] secara tidak langsung.
Kembali ke Soal 17Pembahasan Soal 18
Reaksi setara:
\(\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5\text{e}^- \to \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}\)
\(\text{Fe}^{2+} \to \text{Fe}^{3+} + \text{e}^-\)
Stoikiometri: 1 MnO4- menitrasi 5 Fe2+.
25 mL KMnO4 0,02 M = mol MnO4- = 0,025 L × 0,02 mol/L = 5 × 10-4.
Maka mol Fe2+ = 5 × mol MnO4- = 2,5 × 10-3.
Volume FeSO4 = 30 mL = 0,03 L.
Konsentrasi = (2,5 × 10-3) / 0,03 = 8,33 × 10-2 M.
Pembahasan Soal 19
Pada pH rendah (lingkungan asam), besi mudah teroksidasi menjadi Fe2+ atau Fe3+. Pada pH netral hingga basa, terbentuk lapisan oksida pelindung, sehingga laju korosi menurun. Perubahan pH mempengaruhi stabilitas spesi teroksidasi besi.
Kembali ke Soal 19Pembahasan Soal 20
Puncak kuat sekitar 1715 cm-1 menandakan gugus karbonil (C=O) aldehida atau keton atau asam karboksilat. Tidak ada puncak lebar 3200–3550 cm-1, berarti tidak ada OH. Umumnya 1715 cm-1 khas keton/aldehida (asam karboksilat biasanya sekitar 1700 cm-1 dengan pita OH lebar). Jadi kemungkinan besar keton atau aldehida, lebih spesifik keton bila sekitar 1715 cm-1.
Kembali ke Soal 20Pembahasan Soal 21
Jika \(\Delta H < 0\) dan \(\Delta S > 0\), maka \(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\).
Semakin tinggi T, semakin besar nilai \(-T\Delta S\) (negatif).
Dengan \(\Delta H < 0\), \(\Delta G\) cenderung negatif pada rentang suhu luas.
Reaksi spontan pada semua suhu (atau setidaknya pada suhu cukup tinggi) karena entalpi dan entropi sama-sama mendukung spontanitas.
Pembahasan Soal 22
Dalam kompleks logam transisi, ligan memisahkan orbital d menjadi tingkat energi lebih tinggi (eg) dan lebih rendah (t2g) (atau sebaliknya, tergantung geometri). Absorpsi cahaya terjadi saat elektron berpindah dari tingkat energi rendah ke tinggi, panjang gelombang yang diserap memberikan warna yang teramati.
Kembali ke Soal 22Pembahasan Soal 23
Reaksi substitusi ligan:
[Co(NH3)5Cl]2+ + H2O → [Co(NH3)5(H2O)]3+ + Cl-.
Nama IUPAC kompleks awal: pentaamminechloridocobalt(III) chloride.
Pembahasan Soal 24
Inisiator radikal bebas memulai rantai reaksi dengan membentuk radikal yang menyerang ikatan rangkap monomer. Inhibitor bekerja dengan menangkap radikal bebas tersebut atau membentuk spesies stabil, sehingga menghambat proses propagasi.
Kembali ke Soal 24Pembahasan Soal 25
Air murni memiliki daya hantar listrik sangat rendah karena sedikitnya ion H+ dan OH-. Dengan penambahan asam (mis. H2SO4), konsentrasi ion meningkat sehingga konduktivitas naik. Reaksi katoda: 2H+ + 2e- → H2(g). Reaksi anoda: 2H2O → O2(g) + 4H+ + 4e-.
Kembali ke Soal 25Baca Juga :