5  Referensi: Tetapan, Hukum & Rumus

Halaman ini adalah pusat rujukan. Setiap langkah di pembahasan soal menunjuk ke sini, misalnya “(lihat R-Osmosis)”. Tujuannya supaya kamu tahu hukum apa yang dipakai di tiap langkah, bukan sekadar angka yang muncul.

5.1 Tetapan dasar

Besaran	Lambang	Nilai
Bilangan Avogadro	\(N_A\)	\(6{,}022\times10^{23}\ \text{partikel/mol}\)
Tetapan gas	\(R\)	\(0{,}08205\ \text{L·atm/mol·K} = 8{,}314\ \text{J/mol·K}\)
Tetapan Faraday	\(F\)	\(96\,500\ \text{C/mol e}^-\)
Tetapan air	\(K_w\)	\(1{,}0\times10^{-14}\) (25 °C)
Volume molar gas (STP)	\(V_m\)	\(22{,}4\ \text{L/mol}\)
Tekanan	—	\(1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 101\,325\ \text{Pa}\)

5.2 Konsep mol — induk semua hitungan

\[ n = \frac{m}{M_r} \qquad n = \frac{N}{N_A} \qquad n = \frac{V_\text{gas}}{22{,}4}\ (\text{STP}) \]

Di mana \(n\) = mol, \(m\) = massa (g), \(M_r\) = massa molar (g/mol), \(N\) = jumlah partikel. Penjelasan lengkap: Konsep Mol.

5.3 Konsentrasi larutan

\[ M = \frac{n_\text{zat}}{V_\text{larutan (L)}} \qquad m_\text{molal} = \frac{n_\text{zat}}{\text{kg pelarut}} \]

\[ \%\,(w/w) = \frac{m_\text{zat}}{m_\text{larutan}}\times100\% \qquad X_A = \frac{n_A}{n_\text{total}}\ (\text{fraksi mol}) \]

5.4 Sifat koligatif

Bergantung pada jumlah partikel, bukan jenisnya. Faktor van’t Hoff \(i\) = jumlah ion per rumus (NaCl → \(i=2\); nonelektrolit → \(i=1\)). Penjelasan: Sifat Koligatif.

Tekanan osmosis

\[ \pi = i\,M\,R\,T \]

Penurunan titik beku

\[ \Delta T_f = i\,K_f\,m \]

Kenaikan titik didih

\[ \Delta T_b = i\,K_b\,m \]

Penurunan tekanan uap (hukum Raoult)

\[ P_\text{larutan} = X_\text{pelarut}\,P^\circ \]

5.5 Asam–basa & pH

\[ \mathrm{pH} = -\log[\ce{H+}] \qquad \mathrm{pOH} = -\log[\ce{OH-}] \qquad \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14 \]

Asam kuat: \([\ce{H+}] = M\). Asam lemah: \([\ce{H+}] = \sqrt{K_a\,M}\). Penjelasan: Asam–Basa Dasar, Logaritma.

Persamaan Henderson–Hasselbalch (buffer)

\[ \mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a + \log\frac{[\text{basa konjugasi}]}{[\text{asam}]} \] Pada titrasi, di setengah titik ekivalen berlaku \(\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a\).

Tetapan asam (\(K_a\))

\[ K_a = \frac{[\ce{H+}][\ce{A-}]}{[\ce{HA}]} \]

5.6 Kelarutan (Ksp)

Untuk \(\ce{A_xB_y(s) <=> x A^{y+} + y B^{x-}}\): \[ K_{sp} = [\ce{A^{y+}}]^x [\ce{B^{x-}}]^y \] Mulai mengendap bila hasil kali ion \(Q > K_{sp}\). Penjelasan: Kesetimbangan.

5.7 Kesetimbangan gas

\[ K_p = K_c (RT)^{\Delta n} \qquad \Delta n = \text{mol gas produk} - \text{mol gas reaktan} \]

Asas Le Chatelier

Sistem melawan gangguan. Tambah reaktan → geser ke produk; naikkan suhu reaksi eksoterm → geser ke reaktan; perkecil volume → geser ke sisi dengan jumlah mol gas lebih sedikit. Untuk padatan terdekomposisi, hanya gas yang masuk \(K_p\).

5.8 Termokimia

Energi ikatan

\[ \Delta H_\text{reaksi} = \sum E_\text{ikatan putus (reaktan)} - \sum E_\text{ikatan terbentuk (produk)} \]

Kalorimetri

\[ q = m\,c\,\Delta T \qquad q_\text{total} = q_\text{air} + q_\text{kalorimeter} \]

Siklus Born–Haber / Hess

Entalpi adalah fungsi keadaan, boleh dijumlahkan lewat jalur mana pun. Contoh pelarutan garam: \[ \Delta H_\text{larut} = \Delta H_\text{kisi (pemecahan)} + \Delta H_\text{hidrasi ion} \]

5.9 Kinetika

Hukum laju

\(\text{laju} = k[\ce{A}]^m[\ce{B}]^n\); orde ditentukan dari data eksperimen, bukan koefisien.

Orde 1

\[ [\ce{A}]_t = [\ce{A}]_0 e^{-kt}, \qquad t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k} \]

Persamaan Arrhenius

\[ \ln\frac{k_2}{k_1} = \frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) \]

5.10 Elektrokimia

Penjelasan: Elektrokimia Dasar.

Notasi sel

Anoda (oksidasi) kiri, katoda (reduksi) kanan: \[ \text{anoda} \mid \text{ion anoda} \,\|\, \text{ion katoda} \mid \text{katoda} \]

Potensial sel

\[ E^\circ_\text{sel} = E^\circ_\text{katoda} - E^\circ_\text{anoda} \]

Persamaan Nernst

(25 °C): \[ E_\text{sel} = E^\circ_\text{sel} - \frac{0{,}0592}{n}\log Q \]

Hukum Faraday (elektrolisis)

\[ \text{mol e}^- = \frac{Q}{F} = \frac{I\cdot t}{96\,500} \]

5.11 Spektroskopi — pola cepat

IR (inframerah)

Mengukur vibrasi ikatan. Petunjuk kunci: \(\ce{C=O}\approx1700\ \text{cm}^{-1}\); \(\ce{O-H}\) lebar 3200–3600 cm⁻¹.

¹H-NMR

Mengukur lingkungan proton. Jumlah sinyal = jumlah lingkungan H berbeda; pemecahan (splitting) = \(n+1\) (n = jumlah H tetangga).

¹³C-NMR

Mengukur lingkungan karbon. \(\ce{C=O}\) 160–220 ppm; aromatik 100–150 ppm.

UV-Vis

Mengukur transisi elektronik. Menyerap UV/tampak → eksitasi elektron.

Inti ber-NMR harus punya spin ≠ 0: ¹²C tidak ber-NMR (spin 0), tetapi ¹H, ¹³C, ¹⁹F, ³¹P bisa.