IChemistry

Ilustrasi Latihan Soal Konsep Mol Kimia SMA

Selamat datang sobat Cerdas Bersama Kimia! Menguasai perhitungan kimia (stoikiometri) tidak akan lepas dari pemahaman yang kuat mengenai Latihan soal konsep mol. Materi ini adalah fondasi utama di kelas 10 SMA dan sering menjadi batu sandungan bagi siswa yang kurang berlatih. Oleh karena itu, artikel ini menyajikan pembahasan mendalam mulai dari konversi dasar hingga soal tingkat lanjut (HOTS).

Ringkasan Materi Konsep Mol

Sebelum masuk ke pembahasan soal, mari kita ingat kembali definisi dan rumus-rumus kuncinya.

Definisi Mol: Satuan jumlah zat yang mengandung partikel elementer sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12. Jumlah ini dikenal dengan Tetapan Avogadro ($L$).

RUMUS PENTING (JEMBATAN MOL) $$n = \frac{m}{M_r} \quad \text{(Hubungan dengan Massa)}$$ $$n = \frac{N}{L} \quad \text{(Hubungan dengan Partikel)}$$ $$n = \frac{V}{22,4} \quad \text{(Volume Gas STP)}$$ $$n = M \times V \quad \text{(Larutan)}$$ Keterangan:
$n$ = jumlah mol (mol)
$m$ = massa (gram)
$M_r$ = massa molekul relatif (g/mol)
$N$ = jumlah partikel
$L$ = $6,02 \times 10^{23}$ partikel/mol
$V$ = volume (Liter)
$M$ = Molaritas (M)

Level 1: Pemahaman Dasar (Konversi Langsung)

Soal 1: Menghitung Mr

Hitunglah Massa Molekul Relatif ($M_r$) dari senyawa Asam Sulfat ($H_2SO_4$)! (Ar H=1, S=32, O=16)

Pembahasan:
$$M_r H_2SO_4 = (2 \times Ar H) + (1 \times Ar S) + (4 \times Ar O)$$ $$M_r = (2 \times 1) + (32) + (4 \times 16)$$ $$M_r = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ g/mol}$$

Soal 2: Massa ke Mol

Berapa jumlah mol yang terdapat dalam 10 gram Kalsium Karbonat ($CaCO_3$)? (Ar Ca=40, C=12, O=16)

Diketahui: $m = 10$ gram, $M_r CaCO_3 = 40+12+(3\times16) = 100$
Ditanya: $n$?
Jawab: $$n = \frac{m}{M_r} = \frac{10}{100} = 0,1 \text{ mol}$$

Soal 3: Mol ke Jumlah Partikel

Tentukan jumlah atom yang terdapat dalam 0,5 mol gas Oksigen ($O_2$)!

Hati-hati: Yang ditanya adalah jumlah atom, sedangkan $O_2$ adalah molekul.
$$N_{molekul} = n \times L = 0,5 \times 6,02 \times 10^{23} = 3,01 \times 10^{23} \text{ molekul}$$ Karena 1 molekul $O_2$ terdiri dari 2 atom, maka: $$N_{atom} = 2 \times 3,01 \times 10^{23} = 6,02 \times 10^{23} \text{ atom}$$

Soal 4: Volume STP

Berapa volume dari 4,4 gram gas $CO_2$ pada keadaan standar (STP)? (Ar C=12, O=16)

Langkah 1: Cari mol.
$M_r CO_2 = 44$
$n = \frac{4,4}{44} = 0,1 \text{ mol}$

Langkah 2: Cari Volume STP.
$$V = n \times 22,4 = 0,1 \times 22,4 = 2,24 \text{ Liter}$$

Soal 5: Menghitung Massa dari Partikel

Hitunglah massa dari $3,01 \times 10^{22}$ atom Besi (Fe)! (Ar Fe = 56)

$$n = \frac{N}{L} = \frac{3,01 \times 10^{22}}{6,02 \times 10^{23}} = 0,05 \text{ mol}$$ $$m = n \times Ar = 0,05 \times 56 = 2,8 \text{ gram}$$

Level 2: Tingkat Menengah (Gas Ideal & Komposisi)

Soal 6: Hukum Gas Ideal (PV=nRT)

Tentukan volume 0,2 mol gas Nitrogen pada suhu $27^\circ C$ dan tekanan 1 atm! ($R = 0,082$)

Diketahui: $n=0,2$, $T=27+273=300K$, $P=1$ atm.
Jawab: $$PV = nRT \Rightarrow V = \frac{nRT}{P}$$ $$V = \frac{0,2 \times 0,082 \times 300}{1} = 4,92 \text{ Liter}$$

Soal 7: Kondisi RTP (Room Temperature)

Berapa volume 1 mol gas pada keadaan kamar (RTP: $25^\circ C$, 1 atm)?

Konsep: Pada RTP, volume molar gas adalah 24 Liter/mol.
$$V = n \times 24 = 1 \times 24 = 24 \text{ Liter}$$

Soal 8: Molaritas Larutan

4 gram NaOH (Mr=40) dilarutkan ke dalam air hingga volumenya menjadi 500 mL. Berapa kemolaran larutan tersebut?

Diketahui: $g=4$, $Mr=40$, $V=500$ mL.
Jawab: $$M = \frac{g}{Mr} \times \frac{1000}{V(mL)}$$ $$M = \frac{4}{40} \times \frac{1000}{500} = 0,1 \times 2 = 0,2 \text{ Molar}$$

Soal 9: Perbandingan Gas (Hukum Avogadro)

Pada suhu dan tekanan tertentu, 1 liter gas $CH_4$ massanya 1 gram. Jika diukur pada kondisi yang sama, berapakah massa 2 liter gas $O_2$? (Ar C=12, H=1, O=16)

Konsep: $\frac{n_1}{V_1} = \frac{n_2}{V_2}$
$Mr CH_4 = 16$, $n CH_4 = 1/16$ mol.
$$\frac{1/16}{1} = \frac{n O_2}{2} \Rightarrow n O_2 = \frac{2}{16} = 0,125 \text{ mol}$$ Massa $O_2$ ($Mr=32$): $$m = 0,125 \times 32 = 4 \text{ gram}$$

Soal 10: Rumus Empiris

Suatu senyawa mengandung 40% C, 6,6% H, dan sisanya Oksigen (Ar C=12, H=1, O=16). Tentukan Rumus Empirisnya!

Jawab: %O = 100% - (40+6,6)% = 53,4%.
Perbandingan Mol C : H : O $$\frac{40}{12} : \frac{6,6}{1} : \frac{53,4}{16}$$ $$3,33 : 6,6 : 3,33$$ Disederhanakan dibagi 3,33: $$1 : 2 : 1$$ Rumus Empiris: $CH_2O$

Level 3: Tingkat Lanjut (Aplikasi & HOTS)

Soal 11: Rumus Molekul

Jika senyawa pada Soal 10 memiliki $M_r = 180$, tentukan Rumus Molekulnya!

$$(Mr \text{ RE})_n = Mr \text{ Molekul}$$ $Mr CH_2O = 12 + 2 + 16 = 30$ $$(30)_n = 180 \Rightarrow n = 6$$ RM: $(CH_2O)_6 = C_6H_{12}O_6$

Soal 12: Air Kristal (Hidrat)

Pemanasan 24,95 gram $CuSO_4 \cdot xH_2O$ menghasilkan 15,95 gram $CuSO_4$ anhidrat. Tentukan nilai x! (Mr $CuSO_4$=159,5, $H_2O$=18)

Massa air = $24,95 - 15,95 = 9$ gram.
Mol $CuSO_4$ : Mol $H_2O$ $$\frac{15,95}{159,5} : \frac{9}{18}$$ $$0,1 : 0,5 = 1 : 5$$ Jadi, rumus hidratnya adalah $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Nilai $x = 5$.

Soal 13: Kadar Zat dalam Campuran

Dalam 50 gram pupuk urea terdapat 21 gram Nitrogen. Tentukan kadar kemurnian urea ($CO(NH_2)_2$) dalam pupuk tersebut! (Ar N=14, C=12, O=16, H=1)

$Mr \text{ Urea} = 60$. Jumlah N dalam urea = 2.
Massa Urea murni = $\frac{Mr}{2 \times Ar N} \times \text{Massa N}$ $$= \frac{60}{28} \times 21 = 45 \text{ gram}$$ % Kemurnian = $\frac{45}{50} \times 100\% = 90\%$

Soal 14: Stoikiometri Pereaksi Pembatas

10,8 gram Alumunium direaksikan dengan 49 gram asam sulfat menurut reaksi: $2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2$. Tentukan pereaksi pembatas! (Ar Al=27, Mr $H_2SO_4$=98)

Mol Al = $10,8/27 = 0,4$ mol.
Mol $H_2SO_4$ = $49/98 = 0,5$ mol.

Uji Pembatas (Mol dibagi Koefisien):
Al = $0,4 / 2 = 0,2$
$H_2SO_4$ = $0,5 / 3 = 0,167$ (Lebih kecil)
Maka, $H_2SO_4$ adalah pereaksi pembatas.

Soal 15: Volume Gas Hasil Reaksi

Berdasarkan soal no 14, berapa volume gas $H_2$ yang dihasilkan pada STP?

Gunakan mol pereaksi pembatas ($H_2SO_4 = 0,5$ mol).
Koefisien $H_2$ = Koefisien $H_2SO_4$ = 3.
Maka mol $H_2 = 0,5$ mol.
$$V = 0,5 \times 22,4 = 11,2 \text{ Liter}$$

Soal 16-20: Latihan Mandiri

Berikut adalah soal tambahan untuk menguji pemahamanmu secara mandiri:

Soal 16: Hitung massa dari 10 liter gas $NH_3$ (STP)!
Soal 17: Berapa persen massa C dalam glukosa ($C_6H_{12}O_6$)?
Soal 18: Campuran gas metana dan etana dibakar sempurna. Jelaskan penggunaan hukum Gay-Lussac!
Soal 19: Pengenceran larutan asam klorida 10 M menjadi 1 M sebanyak 100 mL memerlukan berapa mL larutan induk?
Soal 20: Hitung massa endapan AgCl yang terbentuk dari reaksi 0,1 mol $AgNO_3$ dengan NaCl berlebih!

Pertanyaan Sering Diajukan (FAQ)

Apa bedanya STP dan RTP?

STP (Standard Temperature and Pressure) adalah kondisi pada 0°C dan 1 atm (Vm = 22,4 L/mol). Sedangkan RTP (Room Temperature and Pressure) adalah kondisi pada 25°C dan 1 atm (Vm = 24 L/mol).

Bagaimana cara menentukan Pereaksi Pembatas?

Caranya adalah dengan membagi jumlah mol masing-masing pereaksi dengan koefisien reaksinya. Hasil bagi yang paling kecil adalah pereaksi pembatas (zat yang habis bereaksi duluan).

Apakah Massa Atom Relatif (Ar) harus dihafal?

Umumnya tidak perlu. Dalam soal ujian, nilai Ar biasanya selalu dicantumkan. Namun, untuk unsur umum seperti C, H, O, dan N, seringkali hafal dengan sendirinya karena sering dipakai.