levela_1

Dimas Ramadhan Abdillah Fikri 2010 [email protected]

1

Pelatihan Menuju Olimpiade Sains Nasional 2010 Medan

KIMIA (180 Menit)

Problem 1 Problem 2 Problem 3 Problem 4 Problem 5

/20 /8 /40 /17 /15


2

Problem 1 | Anorganic and Quantitative Analytic

Conan Edogawa dan teman-temannya sedang berwisata ke Tangkuban Perahu. Mereka melihat banyak padatan A berwarna kuning dan berbau agak menyengat. Bila A direaksikan dengan fluorin berlebih, akan menghasilkan senyawa B yang memiliki struktur oktahedral. A direaksikan degan oksigen akan menghasilkan gas C yang berbau seperti telur busuk.Gas ini digunakan dalam industri bahan kimia untuk sintesis pupuk. C yang dilarutkan dalam air menghasilkan asam D. Dengan katalis vanadium(V) oksida, gas C menjadi gas E. Gas E dilarutkan dalam air menjadi asam G. Namun, dalam proses industri, gas E dilarutkan ke dalam asam sulfat pekat dahulu menjadi asam F kemudian baru ditmbahkan air untuk menghasilkan asam G. Asam G terdisosiasi dua kali menjadi anion H kemudian J. Anion H dapat bereaksi redoks menjadi anion I yang berupa peroksida. Anion J sering dimanfaatkan untuk mengidentifikasi Ba2+ menghasilkan endapan putih K. Senyawa M (Mr = 78) yang mengandung A direaksikan dengan asam menjadi L yang digunakan untuk analisis Pb2+ menghasilkan endapan hitam N. Senyawa L bila dioksidasi menghasilkan A.

N B D K

J

L A C E G H

M F I

a. Tentukan A N! (7 poin)

b. Gambarkan struktur B, C, D, E, F, dan G! (6 poin)

Asam G adalah asam komersial yang biasa dipakai untuk membuat pupuk. Densitas asam ini adalah 1.84 g/cm3. Asam pekatnya adalah 98%.

Sejumlah asam ini dilarutkan sehingga menjadi encer, kemudian diambil 10 mL dan dititrasi dengan NaOH dan dibutuhkan 21.66 mL. NaOH ini telah distandardisasi dengan larutan primer asam oksalat tetrahidrat. Cara stadardisasinya adalah dengan melarutkan 0.405gram asam oksalat dalam labu ukur 250 mL kemudian dipipet 10mL. Dibubuhkan indikator dan ternyata dibutuhkan 19.78 mL NaOH.

Indikator yang biasa digunakan dalam titrasi adalah Metil Red, Metil Orange, Bromthymol Blue, dan Phenolphtalein, dengan data range pH:

Pb2+

O2 O2 O2

V2O5 H+

H2O

H2SO4 H2O

-H+ -H+

e-

Ba2+


3

Metil Red : 4.4-6.2 Bromthymol Blue: 6.2-7.6

Metil Orange : 3.1-4.4 Phenolphtalein: 8.0-10.0

d. Tuliskan persamaan reaksi antara asam oksalat dengan NaOH! (1 poin)

e. Tentukan indikator yang tepat untuk reaksi ini! Jelaskan mengapa! (1 poin)

f. Tentukan konsentrasi NaOH! (2 poin)

g. Berapa mL asam Gpekat yang harus dilarutkan dalam labu takar 250 mL untuk mendapatkan larutan dalam soal ini? (2 poin)

h. Berapa pH larutan ini? (1 poin)

Problem 2 | Qualitative Analytic

Conan bermain ke rumah Profesor Agasa. Kebetulan si profesor sedang pergi. Dia kemudian iseng menujulab si Profesor dan menemukan 8 buah larutan dalam tabung reaksi dan diberi label A-H. Di sebelahnya, Conan menemukan sebuah catatan bertuliskan :

Kalau mau makan siang, tulis semua senyawa yang ada di tabung... by Agasa

Hwaaahhh... Conan bingung. Tapi, si ahli analisis ini tetap mencoba menemukan jawabannya. Dengan dibebani rasa lapar, dia meneliti satu per satu. Dia reaksikan beberapa di antaranya dan menemukan data sebagai berikut:

1. Semua larutan selain C dan D bening. C berwarna kuning dan D berwarna biru terang.

2. Larutan C bila ditambah A akan berubah warna menjadi jingga, tetapi setelah ditambah larutan B, kembali menjadi kuning.

3. Larutan E akan menghasilkan endapan putih yang sama bila ditambah larutan A dan H tetapi larut kembali bila ditambah larutan F.

4. Larutan E dicampur dengan larutan C akan menghasilkan endapan merah yang bagus dan E bila dicampur dengan B akan membentuk endapan hitam.

5. Larutan D akan berubah warna semakin biru pekat bila ditambah larutan F dan akan membentuk endapan putih bila ditambah larutan H.

6. Larutan F dipanaskan dan didekati kertas lakmus, kertas tersebut berubah menjadi biru.

7. Tes nyala bagi B menghasilkan warna kuning-jingga, C ungu, dan H hijau.

8. Larutan G menghasilkan endapan putih dengan A dan H yang larut kembali bila dipanaskan. G mengendap kuning dengan C.


4

Nah, bantulah Conan untuk bisa makan siang! Tentukan A-H! Tuliskan reaksi yang terlibat! (8 poin)

Problem 3 | Organic Synthesis

Haibara sedang iseng mengutak atik filenya di komputer. Tanpa sengaja, dia menemukan data tentang obat yang membuatnya dan Conan menjadi kecil: APTX 4869! Dia kaget dan segera mencari profesor Agasa dan Conan. Mereka berdebar membukanya. Ternyata file itu benar-benar data tentang obat itu. Bahkan cara sintesisnya pun ada. Namun, karena obat itu sangat rahasia, langkah-langkah sintesisnya kurang lengkap. Padahal, profesor Agasa harus mengetahui sintesis lengkap obat itu untuk membuat obat penawarnya. Bantulah profesor agar Conan dan Haibara dapat menjadi orang dewasa normal. Lengkapi skema yang masih berupa huruf dalam sintesis APTX 4869 ini! (40 poin)

MeO

MeO

CH3

O

OH

O

AHCl

BNH3

C

O

CH2O

N

OH CH2

CH3

CH3

base

-H2O

base

-H2O

Drearrangement

E

OH

MgBr

O

H3O+

FH2SO4

H2SO4

GNa

HH+

CH3

CH3O

ON

O

O

O

CH3

CH3 APTX 4869

Hint :

1. Pada reaksi pertama, terbentuk 2 produk. Produk A dan produk samping yang sudah tertulis dan tidak dipakai.

2. Produk E memiliki dua siklik.

3. Produk G memiliki tiga siklik.


5

Problem 4 | Physycal Chemistry : Kinetic

Pembunuhan terjadi di kota Beika. Kogoro Mouri dipanggil untuk memecahkan kasus ini. Menurut berita dari Inspektur Megure, korban tewas karena menghirup gas beracun. Gas tersebut adalah hasil dekomposisi dari gas lain yang sebenarnya tidak berbahaya. Tapi, karena ruangan itu panas, gas tersebut kemudian terdekomposisi dan menyebabkan kematian. Polisi bingung akan hal itu, tetapi Conan segera mengetahui banyak hal dari data reaksi yang dibawa Opsir Takagi :

A(g) 2B(g)+ C(g) H = 3475 kJ mol-1 Kp = 4.56 x 10-6

a. Gas beracun yang disebutkan adalah gas B. Mengapa pada suhu tinggi, gas B menjadi lebih banyak? (1 poin)

b. Tuliskan persamaan konstanta kesetimbangan reaksi tersebut! (1 poin)

c. Tentukan G0 untuk reaksi tersebut! (2 poin)

d. Bila ada A dengan tekanan awal 1.5 atm, berapa tekanan parsial masing-masing setelah kesetimbangan? (2 poin)

Opsir Takagi juga membawa data percobaan lab tentang laju dekomposisi gas A. Dari data itu, dapat ditentukan perkiraan waktu kematian korban.

T (menit) Pt (atm) T (menit) Pt (atm)

0 1.5 50 4.29

10 3.26 60 4.34

20 3.83 70 4.37

30 4.08 80 4.4

40 4.21 90 4.42

Bila diasumsikan pada keadaan awal hanya ada gas A dengan tekanan awal P0 = 1.5 atm, kemudian Pt adalah tekanan total dari reaksi tersebut, maka:

e. Bagaimana ungkapan tekanan parsial A (PA), sebagai fungsi P0 dan Pt? (2 poin)

f. Hitung tekanan parsial A tiap waktu dari hasil pengamatan!(3 poin)

g. Tentukan orde reaksi terhdap A! (hint: r = k.PAn lnr = lnk + n.lnPA) (4 poin)

h. Tentukan konstanta laju k! (2 poin)


6

Problem 5 | Electrochemistry

Profesor Agasa memperbaiki skateboard Conan yang rusak. Ternyata bahan bakar yang digunakan kurang efisien. Maka,si profesor punya ide untuk membuat suatu percobaan pengonversian energi kimia menjadi energi listrik dengan peerapan sel Galvani. Dia menggunakan elektroda Fe dan Ag,dengan data :

Fe2+ (aq) + 2e- Fe(s) E0 = -0.44 V

Ag+(aq) + e- Ag(s) E0 = +1.01 V

a. Tentukan mana yang menjadi anoda dan yang mana menjadi katoda! (1 poin)

b. Tulis notasi sel yang terjadi! (1 poin)

c. Hitung potensial sel yang terjadi (asumsi konsentrasi larutan 1M)(2 poin)

d. Hitung G0 masing masing reaksi! (4 poin)

Ada reaksi lain bagi ion besi yaitu :

Fe3+ (aq) + e- Fe2+ (aq) E0 = -0.34 V

e. Hitung G0 untuk reaksi ini! (2 poin)

Dari nilai E0 tersebut, kita dapat menentukan E0 untuk reaksi:

Fe3+(aq) + 3e- Fe(s)

f. Hitung G0 untuk reaksi tersebut!(3 poin)

g. Hitung E0 untuk reaksi tersebut! (2 poin)

levela_1

Documents