Simulasi Contoh Soal Olimpiade Kimia OSN SMA : 2025 (5)

15 Mar 2025 | dibaca 34 kali

Daftar Isi

Bagian Soal

Soal 1

Sebanyak 2,50 gram logam magnesium direaksikan sempurna dengan asam klorida berlebih menghasilkan gas hidrogen dan larutan magnesium klorida. Jika gas hidrogen yang dihasilkan diukur pada kondisi STP, berapakah volume gas hidrogen (\(H_2\)) yang terbentuk?

Lihat Pembahasan

Soal 2

Diberikan reaksi kesetimbangan berikut: \[ N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \] Pada suhu tertentu, tekanan parsial masing-masing adalah \(P_{N_2} = 2\,\text{atm}\), \(P_{H_2} = 3\,\text{atm}\), dan \(P_{NH_3} = 4\,\text{atm}\). Hitung konstanta kesetimbangan \(K_p\) untuk reaksi ini.

Lihat Pembahasan

Soal 3

Reaksi oksidasi-reduksi berikut terjadi di dalam sel elektrokimia: \[ \ce{Zn(s) + Cu^{2+}(aq) -> Zn^{2+}(aq) + Cu(s)} \] Nilai potensial standar reduksi \(\ce{Zn^{2+} / Zn}\) = \(-0{,}76\,\text{V}\) dan \(\ce{Cu^{2+} / Cu}\) = \(+0{,}34\,\text{V}\).
a) Tuliskan reaksi sel dan notasi sel yang benar.
b) Hitung GGL (Gaya Gerak Listrik) standar sel tersebut.

Lihat Pembahasan

Soal 4

Suatu proses pelarutan garam biner AX di dalam air memiliki entalpi pelarutan \(\Delta H_{\text{sol}}\) = +18 kJ/mol. Proses ini bersifat endoterm. Jika suhu larutan akan meningkat ketika garam ini dilarutkan, hal tersebut menunjukkan bahwa:
(A) Proses pelarutan berlangsung spontan meski bersifat endoterm.
(B) Terjadi penurunan entropi larutan yang signifikan.
(C) Terjadi interaksi ion-dipol yang kuat sehingga energi hidrasi lebih besar dari \(\Delta H_{\text{sol}}\).
(D) \(\Delta G\) proses pelarutan negatif karena kontribusi entropi dominan.

Pilih pernyataan yang paling tepat dan berikan alasanmu!

Lihat Pembahasan

Soal 5

Tentukan konfigurasi elektron ion \(\ce{Cr^{2+}}\). Berikan penjelasan singkat mengapa konfigurasi elektron \(\ce{Cr}\) dan beberapa ion transisi dapat menyimpang dari kaidah Aufbau sederhana.

Lihat Pembahasan

Soal 6

Diberikan reaksi dekomposisi termal \(\ce{CaCO3}\) menjadi \(\ce{CaO}\) dan \(\ce{CO2}\): \[ \ce{CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g)} \] Pada suhu 900 °C, tekanan parsial \(\ce{CO2}\) pada kesetimbangan dekomposisi adalah 0,10 atm. Jika pada suhu 1000 °C tekanan parsial \(\ce{CO2}\) pada kesetimbangan naik menjadi 0,70 atm, perkirakan apakah reaksi dekomposisi \(\ce{CaCO3}\) bersifat endoterm atau eksoterm. Jelaskan.

Lihat Pembahasan

Soal 7

Perhatikan molekul organik berikut (tampilan sederhana menggunakan SVG):

Rangka dasar di atas mewakili suatu senyawa sikloalkana tersubstitusi. Tuliskan nama IUPAC senyawa tersebut jika substituen berada di karbon nomor 1 dan 2 dalam cincin, masing-masing berupa gugus metil.

Lihat Pembahasan

Soal 8

Reaksi adisi elektrofilik bromin (\(\ce{Br2}\)) pada senyawa alkena simetris \(\ce{CH3-CH=CH-CH3}\) dapat menghasilkan satu produk utama (1,2-dibromobutana). Akan tetapi, pada senyawa alkena tidak simetris, misalnya \(\ce{CH3-CH=CH2}\), reaksi serupa dapat menghasilkan beberapa isomer. Jelaskan mekanisme singkat reaksi adisi elektrofilik ini dan mengapa isomer dapat terbentuk pada alkena tidak simetris.

Lihat Pembahasan

Soal 9

Suatu larutan elektrolit kuat \(\ce{NaCl}\) dibuat dengan melarutkan 5,85 gram \(\ce{NaCl}\) ke dalam 500 mL air. Berapa tekanan osmotik larutan tersebut pada suhu 25 °C? Asumsikan \(\ce{i = 2}\) untuk elektrolit kuat \(\ce{NaCl}\) dan anggap volume larutan tetap 500 mL. Gunakan \(R = 0,082\,\text{L atm mol}^{-1}\text{K}^{-1}\).

Lihat Pembahasan

Soal 10

Suatu larutan buffer terdiri dari \(\ce{CH3COOH}\) (asam asetat) dan \(\ce{CH3COO^-}\) (ion asetat). Jumlah awal asam asetat dan garam natrium asetat menghasilkan pH = 4,75. Jika larutan ini diencerkan dua kali lipat (volume digandakan), bagaimana pH larutan akhir berubah? Jelaskan prinsip yang mendasari perubahan tersebut (atau ketidakadaannya).

Lihat Pembahasan

Soal 11

Sebutkan dua contoh polimer adisi dan dua contoh polimer kondensasi beserta monomer penyusunnya masing-masing. Jelaskan secara singkat perbedaan mekanisme pembentukan polimer adisi dan kondensasi.

Lihat Pembahasan

Soal 12

Kompleks \(\ce{[Fe(CN)6]^{3-}}\) memiliki jumlah elektron d yang berbeda dengan \(\ce{[Fe(CN)6]^{4-}}\). Tentukan bilangan oksidasi Fe pada masing-masing kompleks, serta tentukan jumlah elektron d pada setiap kasus tersebut.

Lihat Pembahasan

Soal 13

Suatu reaksi kimia orde pertama memiliki laju reaksi yang meningkat dua kali lipat ketika suhu dinaikkan dari 20 °C ke 30 °C. Jika faktor pre-eksponensial tidak berubah signifikan, berapa perkiraan nilai energi aktivasi reaksi tersebut? (Petunjuk: Gunakan pendekatan Persamaan Arrhenius dan bandingkan laju reaksi pada dua suhu berbeda.)

Lihat Pembahasan

Soal 14

Hitung pH larutan yang terbentuk jika 0,02 mol \(\ce{HCl}\) direaksikan dengan 0,015 mol \(\ce{NH3}\) dalam total volume 250 mL larutan. Tetapan disosiasi basa (\(K_b\)) untuk \(\ce{NH3}\) adalah \(1,8 \times 10^{-5}\).

Lihat Pembahasan

Soal 15

Diberikan data di bawah ini tentang reaksi di laboratorium:

  • Pembentukan 1 mol \(\ce{CO2(g)}\) dari C (grafit) dan \(\ce{O2(g)}\) melepaskan 393,5 kJ.
  • Pembentukan 1 mol \(\ce{H2O(l)}\) dari \(\ce{H2(g)}\) dan \(\ce{O2(g)}\) melepaskan 285,8 kJ.
  • Pengubahan \(\ce{CH3OH(l)}\) menjadi C (grafit), \(\ce{H2(g)}\) dan \(\ce{O2(g)}\) memerlukan 238,6 kJ.
Hitung entalpi pembentukan standar (\(\Delta H_f^\circ\)) untuk \(\ce{CH3OH(l)}\).

Lihat Pembahasan

Bagian Pembahasan

Pembahasan Soal 1

Reaksi: \(\ce{Mg(s) + 2HCl(aq) -> MgCl2(aq) + H2(g)}\)
Ar Mg = 24,3. Maka, mol Mg = \(\frac{2{,}50}{24{,}3} \approx 0{,}103\,\text{mol}\).
Dari stoikiometri, 1 mol Mg menghasilkan 1 mol \(\ce{H2}\). Jadi mol \(\ce{H2}\) = 0,103 mol.
Volume 1 mol gas di STP = 22,4 L. Maka volume \(\ce{H2}\) = \(0,103 \times 22,4 = 2,31\,\text{L}\) (kira-kira).

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 2

Reaksi: \(\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}\)
Nilai \(K_p\) = \(\frac{(P_{NH_3})^2}{P_{N_2} \times (P_{H_2})^3}\).
Substitusi: \(K_p = \frac{(4)^2}{(2)\times(3)^3} = \frac{16}{2 \times 27} = \frac{16}{54} = \frac{8}{27} \approx 0{,}296\).

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 3

a) Reaksi sel: \(\ce{Zn(s) -> Zn^{2+}(aq) + 2e-}\) (anoda) dan \(\ce{Cu^{2+}(aq) + 2e- -> Cu(s)}\) (katoda).
Notasi sel: \(\ce{Zn(s)|Zn^{2+}(aq)||Cu^{2+}(aq)|Cu(s)}\).

b) Nilai Esel = Ekatoda - Eanoda = (+0,34 V) - (-0,76 V) = +1,10 V.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 4

Garam AX memiliki \(\Delta H_{\text{sol}}\) positif (+18 kJ/mol), menunjukkan proses endoterm. Jika suhu larutan naik saat garam larut, berarti energi hidrasi ion-ion (interaksi ion-dipol) lebih besar daripada energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan dalam padatan AX. Namun total \(\Delta H_{\text{sol}}\) terukur masih positif menunjukkan kontribusi entropi yang signifikan membuat proses spontan.

Pernyataan yang paling tepat adalah bahwa proses ini masih dapat berlangsung spontan karena faktor entropi (\(\Delta S\)) dan kuatnya interaksi pelarut-ion dapat melebihi energi yang diperlukan untuk memutus kisi kristal. Jadi, \(\Delta G\) negatif (spontan), meskipun \(\Delta H\) positif.
Dengan kata lain, (D) adalah jawaban yang paling sesuai: \(\Delta G\) negatif karena kontribusi entropi dominan.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 5

Konfigurasi elektron \(\ce{Cr}\) pada keadaan dasar: \([Ar]\,3d^5\,4s^1\).
Oleh karena \(\ce{Cr^{2+}}\) kehilangan 2 elektron, umumnya diambil dari orbital 4s terlebih dahulu (dan sebagian 3d jika perlu). Tetapi \(\ce{Cr^{2+}}\) sering ditulis sebagai \([Ar]\,3d^4\).

Penyimpangan dari kaidah Aufbau sederhana terjadi karena stabilitas orbital d setengah penuh atau penuh. Chromium memilih konfigurasi \([Ar]\,3d^5\,4s^1\) (bukan \([Ar]\,3d^4\,4s^2\)) untuk memperoleh stabilitas ekstra dari d setengah penuh.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 6

Reaksi dekomposisi \(\ce{CaCO3}\) ke \(\ce{CaO}\) dan \(\ce{CO2}\).
Jika suhu naik dari 900 °C ke 1000 °C, tekanan parsial \(\ce{CO2}\) pada kesetimbangan meningkat dari 0,10 atm menjadi 0,70 atm. Ini menunjukkan bahwa reaksi bergeser ke kanan pada suhu lebih tinggi. Dengan kata lain, pada suhu lebih tinggi, lebih banyak \(\ce{CO2}\) terbentuk. Menurut Le Chatelier, hal ini berarti reaksi penyerap kalor ketika suhu dinaikkan. Maka reaksi dekomposisi bersifat endoterm.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 7

Rangka cincin pada gambar adalah siklopentana dengan dua substituen metil pada karbon bersebelahan (karbon 1 dan 2). Nama IUPAC resminya: 1,2-dimetilsiklopentana.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 8

Mekanisme adisi elektrofilik bromin pada alkena:

  1. Alkena bertindak sebagai nukleofil, berinteraksi dengan \(\ce{Br2}\) membentuk intermediat bromonium ion.
  2. Ion bromida (\(\ce{Br-}\)) kemudian menyerang intermediat bromonium dari sisi belakang, menghasilkan 1,2-dibromoalkana.
Pada alkena tidak simetris, letak penyerangan oleh \(\ce{Br-}\) dapat menghasilkan beberapa regioisomer (mengikuti aturan Markovnikov secara parsial untuk beberapa mekanisme adisi yang mirip). Sehingga dapat muncul isomer berbeda.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 9

Massa molar \(\ce{NaCl}\) \(\approx\) 58,5 g/mol.
Mol \(\ce{NaCl}\) = \(\frac{5{,}85}{58{,}5} = 0,10\,\text{mol}\).
Volume larutan = 0,5 L. Konsentrasi \(\ce{NaCl}\) = \(\frac{0,10}{0,5} = 0,2\,\text{M}\).
Karena \(\ce{NaCl}\) elektrolit kuat, i = 2 (\(\ce{Na+}\) dan \(\ce{Cl-}\)). Maka kosentrasi partikel total = \(0,2 \times 2 = 0,4\,\text{M}\).
Tekanan osmotik, \(\Pi = i M R T\).
Di 25 °C (298 K): \(\Pi = (2)(0,2\,\text{mol/L})(0,082\,\text{L atm mol}^{-1}\text{K}^{-1})(298\,\text{K})\).
\(\Pi = 0,2 \times 2 \times 0,082 \times 298 \approx 9,76\,\text{atm}\). (Estimasi sekitar 9,8 atm)

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 10

Larutan buffer asam asetat dan asetat memiliki pH yang diberikan oleh persamaan Henderson-Hasselbalch:
\[ \mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a + \log\left(\frac{[\text{garam}]}{[\text{asam}]}\right). \] Jika larutan diencerkan dua kali, maka konsentrasi asam dan garam menurun dengan perbandingan yang sama. Rasio \(\frac{[\text{garam}]}{[\text{asam}]}\) tidak berubah. Maka pH tidak berubah secara signifikan. Itulah sifat buffer: pH tetap sepanjang rasio tetap sama.

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 11

Polimer adisi:
- Polietilena (PE): monomer etilena \(\ce{CH2=CH2}\).
- Polipropilena (PP): monomer propilena \(\ce{CH2=CH-CH3}\).

Polimer kondensasi:
- Nilon-6,6: monomer asam adipat (\(\ce{HOOC-(CH2)4-COOH}\)) dan heksametilendiamina (\(\ce{H2N-(CH2)6-NH2}\)).
- Poliester (mis. PET): monomer asam tereftalat (\(\ce{HOOC-C6H4-COOH}\)) dan etilen glikol (\(\ce{HO-CH2-CH2-OH}\)).

Pada polimer adisi, monomer bergabung tanpa melepaskan molekul kecil, sedangkan pada polimer kondensasi terbentuk sambil melepaskan molekul kecil (air, HCl, dsb.).

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 12

Kompleks \(\ce{[Fe(CN)6]^{3-}}\) dan \(\ce{[Fe(CN)6]^{4-}}\).
- Dalam \(\ce{[Fe(CN)6]^{3-}}\), total muatan ligan \(\ce{CN-}\) = 6 \(\times\) (-1) = -6. Muatan total kompleks = -3, berarti Fe harus +3 (karena +3 + (-6) = -3).
Fe(III) = \(\ce{Fe^{3+}}\) memiliki konfigurasi d5.
- Dalam \(\ce{[Fe(CN)6]^{4-}}\), Fe harus +2 (karena +2 + (-6) = -4).
Fe(II) = \(\ce{Fe^{2+}}\) memiliki konfigurasi d6.
Jadi, jumlah elektron d: d5 untuk Fe(III) dan d6 untuk Fe(II).

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 13

Rumus Arrhenius: \( k = A e^{-\frac{E_a}{RT}} \).
Jika laju naik dua kali lipat dari 20 °C ke 30 °C, maka \(\frac{k_2}{k_1} = 2\).
\[ \frac{k_2}{k_1} = \frac{A e^{-\frac{E_a}{R(303)}}}{A e^{-\frac{E_a}{R(293)}}} = e^{-\frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{303} - \frac{1}{293}\right)} = 2. \] Ambil \(\frac{1}{303} - \frac{1}{293} \approx -0,000113\,\text{K}^{-1}\). (Hitung lebih tepat: \(1/293 \approx 0,00341\), \(1/303 \approx 0,00330\); selisih \(\approx 0,00011\))
Dengan logaritma natural: \(\ln(2) = \frac{E_a}{R} \times 0,00011\).
\(\ln(2) \approx 0,693\). Jika \(R = 8,314\,\text{J mol}^{-1}\text{K}^{-1}\):
\[ E_a = \frac{0,693}{0,00011} \times 8{,}314 \approx \frac{6303}{0,00011}\,\text{J/mol}. \] Lebih praktis dilakukan perhitungan ringkas, hasilnya sekitar 50 kJ/mol–60 kJ/mol. (Sering didapati pendekatan bahwa kenaikan suhu 10 °C menggandakan laju setara \(\sim50-60\,\text{kJ/mol}\).)

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 14

\(\ce{HCl}\) (asam kuat) akan menetralkan sebagian \(\ce{NH3}\) (basa lemah).
Mol \(\ce{HCl}\) = 0,02 mol, mol \(\ce{NH3}\) = 0,015 mol. Reaksi: \(\ce{HCl + NH3 -> NH4+ + Cl-}\).
Sisa \(\ce{HCl}\) setelah reaksi: 0,02 - 0,015 = 0,005 mol (karena \(\ce{HCl}\) berlebih).
Terbentuk 0,015 mol \(\ce{NH4+}\).
Total volume = 0,25 L.
Konsentrasi \(\ce{NH4+}\) = \(\frac{0,015}{0,25} = 0,06\,\text{M}\).
Konsentrasi \(\ce{HCl}\) bebas (sisa \(\ce{H+}\)) = \(\frac{0,005}{0,25} = 0,02\,\text{M}\).
Di dalam larutan terdapat \(\ce{NH4+}\) (asam konjugat) dan sisa \(\ce{H+}\) (dari \(\ce{HCl}\) kuat). Faktanya, karena ada kelebihan asam kuat, pH akan berada di sisi asam. Kita bisa menghitung pH secara sederhana dari [H+] total.

Karena \(\ce{H+}\) 0,02 M cukup tinggi dibanding efek hidrolisis \(\ce{NH4+}\), pH dominan ditentukan oleh 0,02 M asam kuat.
pH = -log(0,02) = 1,70 (kurang lebih).

(Secara lebih teliti, kita dapat mempertimbangkan efek \(\ce{NH4+}\) yang mungkin menambah [H+] sedikit, namun pengaruhnya kecil karena sudah ada 0,02 M \(\ce{H+}\) dari asam kuat.)

Kembali ke Daftar Soal

Pembahasan Soal 15

Entalpi pembentukan standar \(\ce{CH3OH(l)}\) adalah \(\Delta H_f^\circ\) untuk reaksi:
\[ \ce{C (grafit) + 2H2(g) + 1/2 O2(g) -> CH3OH(l)}. \] Kita manfaatkan data:

  • \(\ce{C(grafit) + O2(g) -> CO2(g)}\); \(\Delta H = -393,5\,\text{kJ/mol}\)
  • \(\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(l)}\); \(\Delta H = -285,8\,\text{kJ/mol}\)
  • \(\ce{CH3OH(l) -> C(grafit) + 2H2(g) + 1/2O2(g)}\); \(\Delta H = +238,6\,\text{kJ/mol}\)
Pembalikan reaksi ketiga (dikalikan -1) memberi reaksi pembentukan metanol:
\[ \ce{C(grafit) + 2H2(g) + 1/2 O2(g) -> CH3OH(l)} \quad \Delta H = -238,6\,\text{kJ/mol}. \] Tetapi kita bisa juga menyusun langsung dengan \(\ce{CO2}\) dan \(\ce{H2O}\). Cara cepat: dari data, reaksi dekomposisi \(\ce{CH3OH(l)}\) = +238,6 kJ. Maka pembentukannya adalah kebalikannya: -238,6 kJ/mol. Itulah \(\Delta H_f^\circ\) metanol.

Kembali ke Daftar Soal

Baca Juga :