OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 SELEKSI KABUPATEN / KOTA
JAWABAN (DOKUMEN NEGARA)
UjianTeori Waktu: 100 menit
Kementerian Pendidikan Nasional Dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas
2012
Petunjuk 1. Isilah Isilah Biodata Biodata anda dengan dengan lengkap lengkap (di lembar lembar Jawaban) Jawaban) Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat ! 2. Soal Teori Teori ini ini terdiri terdiri dari dari dua bagia bagian: n: A. 20 soal pilihan Ganda = 40 poin B. 4 Nom Nomor or soal soal essa essay y = 58 58 poin poin TOTAL
= 98 poin
3. Waktu yang yang disediakan: disediakan: 100 100 menit. 4. Semua Semua jawaban jawaban harus ditulis ditulis di lembar lembar jawaban jawaban yang tersedia tersedia 5. Diperkenankan Diperkenankan menggunakan menggunakan kalkulator. 6. Diberikan Diberikan Tabel periodik periodik Unsur. Unsur. 7. Anda dapat dapat mulai bekerja bekerja bila bila sudah ada tanda tanda mulai mulai dari pengawas pengawas.. 8. Anda harus harus segera berhenti berhenti bekerja bekerja bila ada tanda tanda berhenti berhenti dari Pengawas. Pengawas. 9. Letakkan jawaban jawaban anda di meja meja sebelah kanan dan segera segera meninggalkan meninggalkan ruangan. ruangan. 10. Anda Anda dapat membawa membawa pulang pulang soal ujian !!
OSK2012
ii
LEMBAR JAWABAN Bagian A Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Jawaban Yang Anda Pilih
No
Jawaban
1
A
B
2
A
B
C
3
A
B
C
4
A
B
C
5
A
B
6
A
7
A
8
A
9 10
OSK2012
E
11
A
B
C
D
E
D
E
12
A
B
C
D
E
D
E
13
A
B
C
D
E
D
E
14
A
B
C
D
E
C
D
E
15
A
B
C
D
E
B
C
D
E
16
A
B
C
D
E
B
C
D
E
17
A
B
C
D
E
B
C
D
E
18
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
19
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
20
A
B
C
D
E
C
Jawaban
D
No
iii
OSK2012
iv
Tetapan dan rumus berguna Tetapan (bilangan) Avogadro Temperatur
N A = 6.022∙1023 partikel.mol
1
K = OC + 273,15
R= 8,314 J.K -1.mol-1 = 8,314 x10 7 erg. Mol -1.K-1 Tetapan gas universal, R
=1,987 cal.mol-1.K-1 = 0,082054 L.atm.mol -1.K-1
Tekanan gas
1 atmosfir =760 mmHg =760 torr
Persamaan gas Ideal
PV= n RT
Tekanan Osmosa pada larutan Muatan elektron Tetapan Kesetimbangan air (K w) pada 25oC
p =c RT 1,6022 x 10 -19 C
OSK2012
Kw= 1,0x10
v
BAGIAN A
Pilih Jawaban Yang paling Tepat (40 poin) 1.
Anda Anda seda sedang ng mela melaku kuka kan n iden identi tifi fika kasi si Isot Isotop op unsu unsurr X. Unsr Unsr X ters terseb ebut ut tern ternya yata ta 378 383 mempun mempunya yaii 2 jenis jenis isotop isotop yaitu yaitu X deng dengan an mass massa a 377,9 377,99 9 amu dan dan X denga dengan n massa massa 382,9 382,98 8 amu.Bi amu.Bila la massa massa rata rata rata rata unsur unsur X adala adalah h 379,64 379,64 amu, amu, tentuk tentukanl anlah ah komposisi kelimpahan isotop unsur X tersebut. A. B. C. D. E.
2.
378
X = 70,9 % ; dan 383X = 29,1% 378 X = 66,9 % ; dan 383X = 33,1% 378 X = 56,7 % ; dan 383X = 43,3 % 378 X = 48,6 % ; dan 383X = 51,4%. 378 X = 39,4 % ; dan 383X = 60,6%
Suatu Suatu wadah wadah kaleng kaleng aeros aerosol ol kosong kosong pada pada 25 ºC mengand mengandun ung g gas denga dengan n tekana tekanan n 760 mm Hg. Bila ila kalen leng kosong ters ersebut dile ilemparkan kedalam api yang temperaturnya 475 ºC, berapa tekanan gas dalam kaleng panas tersebut? A. 1 , 4 4 x 1 0 4 a t m B. 1 9 , 0 a t m C. 2 , 5 1 a t m D. 0 , 3 9 8 a t m E. 5,26 x 10 - 2 at m
3.
Berapa Berapa banyak banyak gas O 2 yang yang dapat dapat dibentu dibentuk k dari 48 g ozon ozon (O 3) yang dapat dibentuk dari 48 g oksigen, O 2, ? A. 1,00 mol B. 2,00 mol C. 1,25 mol D. 2,5 mol E. 1,50 E. 1,50 mol
4.
Perak Perak (nomor atom atom = 47), yang merupaka merupakan n logam logam yang sangat sangat diminati diminati untuk untuk sintesis sintesis nanokristal, mempunyai dua isotop alami: perak-107 dan perak-109. Kelimpahan relatif dari dua isotop ini adalah 51,84% atom untuk perak-107 dan 48,16% atom untuk perak109. Jumlah proton, neutron dan elektron untuk kation A. B. C. D. E.
OSK2012
Proton 47 47 47 47 47
neutron 62 61 60 62 61
107
Ag2+ adalah:
elektron 45 46 45 47 4
1
5. Konfi Konfigu gura rasi si elek elektr tron onik ik beri beriku kutt mana manaka kah h yang yang meng mengga gamb mbar arka kan n suat suatu u unsu unsurr yang yang membentuk ion sederhana dengan muatan -3? A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2. D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2. E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2. 6.
17 2 8 O mengandung
Spes Spesii ion ion A. B. C. D. E.
8 proton dan 8 elektron 8 proton dan dan 10 elektron elektron 8 proton proton dan dan 8 netron netron 9 netron netron dan dan 8 elektro elektron n 6 proton proton dan dan 10 10 elektron elektron
7. Berikut ini, manakah yang tepat mengenai deskripsi dot-elektron untuk sulfur dioksida, SO2?
Jawab: B 8.
Berikut Berikut ini ini adalah adalah konfigura konfigurasi si unsur unsur X dan Z: X
1s22s22p3
Z
1s22s22p63s23p4
Mengenai X dan Z yang manakah manakah pernyataan yang benar?
OSK2012
A.
X dan Z keduanya keduanya mudah mudah membentuk membentuk ion negative negative (anion)
B.
X membe membentu ntuk k anio anion n dan Z hany hanya a membe membentu ntuk k ion ion posi positif tif (katio (kation). n).
C.
X membe membentu ntuk k kation kation dan dan Z hanya hanya membe membentu ntuk k anio anion n
D.
X dan dan Z keduan keduanya ya mudah mudah membe membentu ntuk k kation kation
E.
X dan dan Z keduan keduanya ya tidak tidak dapat dapat membe membentu ntuk k anion anion atau atau kation kation
2
9.
Berikut Berikut ini, senya senyawa wa manakah manakah yang mempu mempunya nyaii ikatan ikatan hidrogen hidrogen:: A. CH3Cl B. CH4 C. CH3OCH3 D. HCl HCl E. NH3
10. Dari spesi spesi molekul molekul dibawah ini, manaka manakah h yang diramalk diramalkan an titik didihnya didihnya paling paling tinggi?
A . B. C. D. E.
CH2Cl2 (l) CH4 (l) Br 2 (l) HF(l) HCl (l)
11. Susunl Susunlah ah senyaw senyawa a beriku berikutt ini berdas berdasark arkan an bertam bertambah bahnya nya kelarut kelarutan an dalam dalam air: KCl, CH3CH2COOH, CH3CH2CH3, CH3CH2CH2OH, dan CH3C(O)CH3
A. KCl < CH3CH2COOH < CH3CH2CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 B. KCl < CH3CH2CH2OH < CH CH3CH2CH3 < CH3CH2COOH < CH3C(O)CH3 C. CH3CH2CH3 < KCl < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH D. CH3CH2COOH < CH3CH2CH2OH < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH3 < KCl E. CH3CH2CH3 < CH3C(O)CH3 < CH3CH2CH2OH < CH3CH2COOH < KC KCll 12. Beri Beriku kutt ini ini dibe diberi rika kan n peru peruba baha han n enta entalp lpii stan standa darr ( ΔH) untu untuk k dua dua reak reaksi si dala dalam m persamaan berikut: -1 2Fe(s) + 3/2 O2(g) Fe2O3(s) ΔH = -822 kJ mol C(s) + ½ O2(g) CO(g)
ΔH =
-110 kJ mol -1
Berapakah perubahan etalpi standar untuk reaksi berikut: Fe2O3(s) + 3C(s) 2Fe(s) + 3CO(g) A. B. C. D. E.
-922 kJ k J mol -1 -712 -712 kJ mol mol-1 -492 -492 kJ kJ mol-1 +492 kJ mol mol-1 +712 +712 kJ mol mol-1
13. Kedalam Kedalam suatu contoh contoh air sungai ditambahka ditambahkan n sejumlah sejumlah asam klorida, kemudian kemudian diikuti diikuti dengan dengan penambahan penambahan larutan barium barium nitrat. nitrat. Ternyata Ternyata hasilnya hasilnya adalah adalah suatu endapan endapan putih. Kesimpulannya adalah bahwa didalam air sungai tersebut terdapat ion:
A. Kalsium B. Magnesium C. Klorida D. Karbonat E. Sulfat
OSK2012
3
14. Reaksi Reaksi kesetimban kesetimbangan gan dibawah dibawah ini ini berada dalam dalam suatu wadah wadah tertutup. tertutup. Manakah Manakah yang yang kesetimbangannya tidak dipengaruhi oleh perubahan tekanan dalam sistem? A. CH3OH(l) CO(g) + 2 H2(g) B. 4 HCl(g) + O2(g)
2
H2O(l) + 2 Cl2
C. NH4NO2(s) N2(g) + 2 H2O(g) D. 4 NH3(g) + O2(g)
2 N2(g) + 6 H2O(g)
E. Fe E. Fe 3O4(s) + H2(g)
3 FeO(s) + H2O(g)
15. Pada suhu 700 K terjadi reaksi reaksi kesetimbangan: kesetimbangan: 2 CO(g) + H2O CO2(g) + H2(g) dengan nilai K p = 0,9,99. Nilai Kc untuk reaksi tersebut adalah: A.
0,11
B.
0,99 ,99
C. 9,99 D. 11,0 E.
110
16. Kedalam Kedalam laruta larutan n yang yang mengan mengandun dung g ion ion etana etanadi dioat oat C 2O42- , dala dalam m suas suasan ana a asam asam ditambahkan sejumlah larutan KMnO 4, dan terjadi reaksi reaksi sebagai sebagai berikut berikut : 2 MnO4-(aq) + 5 C2O42-(aq) + 16H+(aq)
2 Mn2+(aq) + 10 CO2(g) + 8 H2O(
)
Berapa Berapa volum volume e larut larutan an KMnO KMnO 4 0,02 0,02 mol/L mol/L yang yang dibut dibutuh uhkan kan untuk untuk mengok mengoksid sidasi asi sempurna larutan yang mengandung 0,001 mol garam KHC 2 O 4 – H2C2O4 ? A. 20 cm3 B. 40 cm3 C. 50 cm3 D. 125 125 cm3 E. 250 250 cm3 17. 17. Gra Grafi fik k men menunju unjuk kkan kan perub rubaha ahan pH bila asa asam 0,10 ,10 mol dm -3 secara secara gradua graduall -3 ditambahkan ke basa/alkali basa/alkali 0,10 mol mol dm . 14 pH 7
0
10
20
30
40
penam ahan olume asam/cm 3
Yang manakah berikut ini zat yang dapat memberikan hasil seperti ini? OSK2012
4
A l k al i
A. B. C. D. E.
Ba(OH)2 Ba(OH Ba(OH))2 Ca(OH) Ca(OH)2 NaOH NaOH
a s am
CH3CHO2H H3PO4 H2SO4 H2SO4 CH3CO2H
18. Senyaw Senyawa a beriku berikutt ini, ini, manak manakah ah yang didal didalam am air air membe memberik rikan an sifat basa yang palin paling g kuat? A. CH3CH2CHO B. CH3CH2CH2OH C. CH3CH2CO2H D. CH D. CH 3CH2CH2NH2 E. CH3C≡CH 19. Senyawa yang yang bukan merupakan isomer isomer dari siklopentana siklopentana adalah: A. Pentena-2 B. 2-metil butana C. 2-metil 2-metil butena-2 butena-2 D. 1-etil 1-etil siklopr siklopropan opana a E. 4-metil 4-metil butena-2 butena-2 20. Tentukan produk utama utama yang akan diperoleh diperoleh bila etanol dipanaskan dipanaskan dengan H 2SO4 : A. etana B. eten tena C. etuna D. etilsulfa etilsulfatt E. salah salah semua semua
OSK2012
5
BAGIAN B
Soal-1 ( Total 20 poin) Suatu Suatu sampel garam rangkap rangkap X mengandu mengandung ng air hidrat. hidrat. Jika 0,392 g X dilarutkan dilarutkan dalam dalam air dihasilka dihasilkan n larutan berwarna berwarna hijau sangat sangat muda. muda. Ke dalam larutan larutan ini ditambah ditambahkan kan larutan barium klorida menghasilkan endapan putih Y sebanyak 0,466 g. Endapan putih ini sukar larut dalam asam. Endapan ini dipisahkan dari larutannya dan ke dalam larutan terseb tersebut ut ditamb ditambah ahkan kan basa basa berleb berlebih ih dan dididi dididihka hkan. n. Reaks Reaksii ini mengha menghasil silkan kan gas Z o denga dengan n volum volume e 46,7m 46,7mL L (diuku (diukurr pada pada 20 C dan dan 1,03 1,03 atm) atm) dan dan enda endapa pan n hidr hidrok oksi sida da berwarna berwarna hijau. hijau. Ketika Ketika dibiarka dibiarkan n di udara terbuka endapan endapan ini berubah berubah menjadi menjadi kuning kecoklatan. Gas Z berbau tajam dan dapat diserap dalam larutan asam sulfat. a) Tuliskan Tuliskan rumus kimia kimia endapan endapan Y dan persamaan persamaan reaksiny reaksinya a
(3 poin)
b) Tuliskan Tuliskan rumus kimia kimia gas Z dan persamaan persamaan reaksin reaksinya ya
(3 poin)
c) Ion logam logam apa yang ada dalam dalam X? Jelaskan Jelaskan persamaan persamaan reaksiny reaksinya a (3 poin) d) Tuliskan Tuliskan rumus rumus kimia kimia garam garam X! (6 X! (6 poin) e) Berapa air kristal yang terkandung terkandung pada pada senyawa senyawa X? Buktikan Buktikan
(5 poin)
Jawab:: Jawab a) Y = BaS BaSO O4, Ba2+ + SO42- BaSO4(s) (Y =0,466/233 mol ~0,002 mol) b) Z = NH3, NH4+ + OH- NH3(g) + H2O (Z=1,03*0,0467/0,082*293 ~ 0,002 mol) c) Fe Fe(I (II) I),, Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2(s)hijau + O 2 Fe(OH) 3(s) kuning coklat d) X = Fe Fe(N (NH H4)2(SO4)2 xH2O e) Air kristal kristal = 6, karena Mr Mr X =392, Mr tanpa air air kristal kristal = 284
Soal 2.
(Total: 11 poin)
Iso-oktana atau 2,2,4-Trimetilpentana adalah hidrokarbon dengan rumus molekul C 8H18 dan merupakan komponen penting dalam bahan bakar bensin. poin). a. Tuliskanlah rumus bangun iso-oktana (2 poin). Sebuah Sebuah mobil menggunaka menggunakan n bahan bakar 100 % iso-oktana iso-oktana yang densitasn densitasnya ya 0,79 g/mL. Mobil Mobil tersebut tersebut dapat menempuh menempuh jarak jarak 8 km /liter iso-oktana iso-oktana.. Mobil Mobil tersebut tersebut mendapa mendapatkan tkan energi energi dengan dengan melakuka melakukan n pembakara pembakaran n sempurna sempurna iso-oktana iso-oktana cair dan menghasi menghasilkan lkan gas CO2 dan uap H 2O.
OSK2012
6
Diberikan Diberikan data data entalpi entalpi pembentu pembentukan kan standard standard ( Hof ) senyawa berikut ini: o
Senyawa
Masa molar
H f
(kJ/mol)
(g/mol)
Iso-oktana, C8H18 (l)
-255,1
114
CO2 (g)
-393,5
44
CO (g)
-110,5
28
H2O (g)
-241,8
18
H2O (l)
-285,8
18
O2 (g)
0
32
Berdasar Berdasarkan kan data entalp entalpii pembentuka pembentukan n standard standard ( Hof ) tersebut maka:
Tuliskan reaksi reaksi pembakaran pembakaran sempurna sempurna iso-oktan iso-oktana a dalam mesin mobil mobil tersebut. tersebut. b. Tuliskan
c.
(2 poin) i. Tentukanlah entalpi entalpi pembakaran pembakaran 1 mol iso-oktana iso-oktana dalam keadaan keadaan standard (2 poin). ii. Tentukanlah berapa kJ entalpi pembakaran untuk 1 liter oktana.
(3 poin). poin).
Berapa pa volu volume me gas gas CO2 yang yang dibeba dibebaska skan n keuda keudara ra bila bila mobil mobil terse tersebut but telah telah d. Bera menempuh jarak 100 km. (Pada kondisi tersebut volume molar molar gas = 22,5 L/mol). L/mol).
(2 poin)
Jawab: a. Rumus bangun bangun:: (2 poin)
b. Reak Reaksi si pembakar pembakaran an sempurna sempurna iso-okta iso-oktana: na: 2 C8H18 (l) + 25 O 2 (g)
16 CO2 (g) + 18 H 2O (g)
(2 poin)
c. i. Standar Standar Entalpi Entalpi pembaka pembakaran ran 1 mol iso-ok iso-oktana tana ( Hoc): o
H c =
[{16(-393,5) + 18(-241,8)} – {2(-255,1) + 25(0)}]/ 2 mol
= {(-6296 - 4352,4) – (-510,2 + 0)}/2 mol = (-10648,4 + 510,2 )/2 mol = -10138,2 kJ/2 mol = - 5069,1 kJ/mol
OSK2012
(2 poin)
7
ii. Ho pemb pembakara akaran n 1 L C8H18 (l) : 1 L C8H18 (l) = 100 1000 0 mL x 0,79 g/mL g/mL = 790 790 g C 8H18 = 790/114 = 6,93 mol C 8H18 o
H
pembakara pemb akaran n 1 L C8H18 (l)= 6,93 mol x (- 5069,1 kJ/mol) = - 35118,86 kJ
(3 poin)
d. Vol Volume ume gas CO2 sete setelah lah menempuh menempuh jarak jarak 100 km: Volume CO 2 yang dibebaskan = (100/8) x (16/2) x 6,93 mol x 22,5 L = 15592,5 L CO 2
Soal-3
(2 poi poin) n)
(7 Poin)
Nilai Nilai pH darah darah dalam dalam tubuh tubuh manusi manusia a dija dijaga ga dalam dalam rentan rentang g yang yang sempi sempitt yaitu yaitu dari dari 7,35 7,35 hingga 7,45 oleh sistem buffer alami yang terdiri dari asam karbonat, H 2CO3(aq) dan ion hidrogenkarbonat, hidrogenkarbonat, HCO3-(aq) a. Larutan buffer buffer yang konsentrasi konsentrasi H2CO3(aq) dan HCO 3-(aq) sama, mempunyai pH = 6,10. Hitunglah konstanta dissosiasi, K a, untuk H2CO3(aq). (2 poin) b. Hitunglah rasio (perbandingan) (perbandingan) konsentrasi HCO 3-(aq) dan H 2CO3(aq) dalam darah pada pH = 7,40 (3 poin) c. Apakah pH darah seseorang naik ataukah turun selama kerja fisik? Jelaskan Jelaskan jawaban anda! (2 poin) d. Jelaskan Jelaskan dengan singkat singkat mengapa dalam dalam sistem sistem buffer buffer H 2CO3(aq) / HCO 3(aq) dapat menjaga pH darah. (1 poin) Jawab: a. K a = 7,94 x 10-7 mol dm-3. b. 20 c. Naik, karen karena a kerja kerja menghas menghasilka ilkan n CO 2, kadar H2CO3 turun kadar basa relatif tetap sehingga pH naik. d. Perub Perubahan ahan baik oleh pengence pengenceran, ran, penambaha penambahan n sedi sedikit kit asam atau bas basa a dal dalam am persamaan persa maan fungsi logaritma logaritma pengaruhny pengaruhnya a kecil kecil,, sehi sehingga ngga perubahan perubahan pH yan yang g relatif kecil dapat diabaikan.
Soal-4 (Total 20 poin) Amonia adalah gas yang mudah larut dalam air menghasilkan menghasilkan basa lemah, tetapan basa -5 Kb = 1,8 x10 a) Tuliskan Tuliskan rumus rumus molekul molekul amonia amonia
(1 poin)
b) Tuliskan reaksi reaksi amonia dalam air yang menghasilkan menghasilkan basa basa (1 poin) c) Jika diketahui diketahui larutan amonia 10%massa 10%massa dengan dengan densitas densitas ~1 berapa berapa konsentrasi konsentrasi amonia(Mol/Liter) yang terkandung dalam 10 mL larutan tersebut? (4 poin) d) Berapaka Berapakah h pH larutan larutan amoni amonia a ini?
OSK2012
(2 poin)
8
Jika 5 mL amonia 10% tersebut dimasukkan dalam labu takar 100 mL dan diencerkan dengan dengan air sampai sampai tepat tepat 100 mL e) Berapa konsentrasi konsentrasi amonia amonia yang yang dinyatakan dinyatakan dalam dalam M? f)
Berapa Berapa pH larutan larutan encer encer terse tersebut? but?
(2 poin)
(2 poin)
g) Jika Jika 25 mL laru laruta tan n basa basa ence encerr ini ini dica dicamp mpur ur deng dengan an 5 mL HCl HCl 0,1M 0,1M,, camp campur uran an larutan ini disebut apa? apa? berapakah pH larutan larutan campuran tersebut? tersebut? (2 poin) h) Jika Jika 5 mL larutan larutan basa encer encer ini ini dicamp dicampur ur dengan dengan 25 mL HCl 0,1M berapak berapakah ah pH larutan campuran tersebut? (3 poin) i)
Berapa Berapa mL HCl yang yang diperlu diperlukan kan agar agar tepat tepat bereaks bereaksii denga dengan n 10 mL amonia amonia encer encer tsb? (3 poin)
Jawab: a. NH3 b. NH3 + H2O NH4+ + OHc. [NH3] = 100/17M = 5,88M d. pH = 12 e. 0, 0,29 294M 4M f.
pH = 11 11,4 ,4
g. Bu Buffer ffer pH =3, =3,6 6 h. Kele Kelebiha bihan n asam pH =- log 1,03/3 1,03/30 0 = 1,5 i.
29,4 mL
SEMOGA BERHASIL
OSK2012
9
