Pembahasan Soal OSN Kimia 2014 Nomer 3 Mataram
1. Selain
senyawa organic yang jumlahnya tak terhingga , karbon juga membentuk senyawa
anorganik. Salah satu contoh senyawa anorganik pada karbon adalah karbida,
yaitu senyawa antara karbon dan logam yang elektropositif. Pada senyawa karbida
karbonberada sebagai anionic monoatomic maupun poliatomik. Salah satu contoh
karbida adalah CaC2 yang didalamnya terdapat ion C22-
. keberadaan ion C22- dibuktikan oleh reaksi CaC2
dengan airyang akan menghasilkan gas etuna seperti tettera pada reaksi : CaC2
+ 2H2O --> Ca(OH)2 + C2H2
a. Gambarlah
struktur C22-
Contoh karbida yang lainnya adalah Mg2C3.
b. Tentukan
anion yang terdapat pada Mg2C3
c. Gambarkan
2 struktur titik lewis yang mungkin untuk ion yang anda tuliskan pada soal b.
d. Tuliskan
reaksi setara Mg2C3 dengan air
Padatan CaC2 berbentuk kristalin
dalam satu sel satuan (unit sel) seperti satuan sel pada NaCl
e. Gambarkan
1 sel unit CaC2
Gas etuna yang dihasilkan dari reaksi CaC2
dengan air digunakan untuk bahan bakar lampu kereta kuda ketika zaman dahulu
ketika lampu booglamp belum ditemukan . diketahui kalor pembakaran standar
etuna adalah -1300kj/mol dan entalpi pembentukan standar CaC2 (s) ,
H2O (l) , C2H2 (g), dan Ca(OH)2 (s)
berturut turut adalah -63, -286, 227 dan
-986kj/mol.
f.
Jika sebuah lampu kereta kuda memerlukan 0,2 kg
gas etuna per jam, hitunglah massa CaC2 minimal yang harus yang
harus tersedia dalam kereta kuda yang memiliki 2 lampu, untuk berjalan selama 3
jam pada malam hari. Asumsikan reaksi berjalan sempurna.
g. Hitung
kalor yang dihasilkan pada semua reaksi yang terjadi jika 320,5 gram CaC2
telah habis bereaksi untuk menyalakan lampu kereta kuda.
Jawab :
a.
b. C34-
c. struktur
d. Mg2C3 + 4H2O --> 2Mg(OH)2
+ C3H4 (g) terbentuk gas propuna
e. ???
f.
CaC2 + 2H2O
--> Ca(OH)2 + C2H2
mol gas etuna untuk 1 lampu dalam 3 jam = 0,6 kg/26 = 0,0231 kmol
mol CaC2 = 1/1 x 0,0231 = 0,0231 kmol
massa CaC2 untuk 1 lampu = mol x massa = 0,0231 x 64 = 1,477 kg
massa CaC2 untuk 2 lampu = 2 x 1,477 kg = 2,9538 kg
mol gas etuna untuk 1 lampu dalam 3 jam = 0,6 kg/26 = 0,0231 kmol
mol CaC2 = 1/1 x 0,0231 = 0,0231 kmol
massa CaC2 untuk 1 lampu = mol x massa = 0,0231 x 64 = 1,477 kg
massa CaC2 untuk 2 lampu = 2 x 1,477 kg = 2,9538 kg
g. CaC2 + 2H2O --> Ca(OH)2 +
C2H2
ΔH pembentukan = ΔHproduk – Δhreaktan
ΔH pembentukan = ( H.C2H2 + H. Ca(OH)2 ) – (2.H.H2O + H.CaC2)
ΔH pembentukan = ( 227 + (-)986 ) – (2x(-)286 + (-)63 )
ΔH pembentukan = (-759) + (635) = -124 kj/mol
maka :
C2H2 + 5,5 O2 --> 2CO2 + H2O (ΔH = -1300)
CaC2 + 2H2O --> Ca(OH)2 + C2H2 (ΔH = -124)
jadi :
5,5 O2 + CaC2 + 2H2O --> 2CO2 + H2O + Ca(OH)2 (ΔH = -1176)
mol CaC2 = massa/Mr = 320.5/64 = 5,00781 mol
sehingga kalor untuk 5,00781 mol adalah :
ΔH = ΔH x mol = -1176 x 5,00781 = -5889,18456 kj
Q = - ΔH = -(-5889,18456 kj) = + 5889,18456 kj
ΔH pembentukan = ΔHproduk – Δhreaktan
ΔH pembentukan = ( H.C2H2 + H. Ca(OH)2 ) – (2.H.H2O + H.CaC2)
ΔH pembentukan = ( 227 + (-)986 ) – (2x(-)286 + (-)63 )
ΔH pembentukan = (-759) + (635) = -124 kj/mol
maka :
C2H2 + 5,5 O2 --> 2CO2 + H2O (ΔH = -1300)
CaC2 + 2H2O --> Ca(OH)2 + C2H2 (ΔH = -124)
jadi :
5,5 O2 + CaC2 + 2H2O --> 2CO2 + H2O + Ca(OH)2 (ΔH = -1176)
mol CaC2 = massa/Mr = 320.5/64 = 5,00781 mol
sehingga kalor untuk 5,00781 mol adalah :
ΔH = ΔH x mol = -1176 x 5,00781 = -5889,18456 kj
Q = - ΔH = -(-5889,18456 kj) = + 5889,18456 kj
Komentar