Simulasi Soal Olimpiade Kimia SMA Standar IChO : 2025 (10)

06 Sep 2025 | dibaca 10 kali

Soal 1

Diberikan reaksi disproporsionasi senyawa $\ce{Cl2}$ dalam larutan basa:

$$\ce{Cl2 + 2OH- -> Cl- + OCl- + H2O}$$

Anda memiliki 0,50 mol $\ce{Cl2}$ yang bereaksi sempurna dengan 1,00 mol $\ce{OH-}$. Hitunglah massa total garam yang terbentuk (dalam gram), jika reaksi berjalan sempurna dan menghasilkan campuran $\ce{KCl}$ dan $\ce{KOCl}$ (anggap $\ce{K+}$ adalah kation tunggal di larutan basa).

Lihat Jawaban

Soal 2

Sebanyak 0,100 gram oksida logam M (berbentuk $\ce{M_xO_y}$) dilarutkan dalam asam berlebih. Larutan yang dihasilkan kemudian dititrasi dengan larutan $\ce{Na2S2O3}$ 0,10 M dengan indikator pati (iodometri). Diperlukan 25,0 mL $\ce{Na2S2O3}$ untuk membuat larutan menjadi tidak berwarna. Asumsikan reaksi setara dengan reaksi ion $\ce{I2}$ + $\ce{S2O3^{2-}}$ â†’ $\ce{I-}$ + $\ce{S4O6^{2-}}$. Jika bilangan oksidasi logam M di dalam oksida tersebut adalah +3, dan $\ce{O}$ adalah -2, tentukan kemungkinan rumus empiris dari oksida logam M.

Lihat Jawaban

Soal 3

Suatu senyawa organik A ($\ce{C9H10O}$) apabila direaksikan dengan reagen Tollens tidak memberikan endapan cermin perak. Namun, senyawa A dapat teroksidasi menjadi asam karboksilat monofungsional yang bersifat aromatik ketika direaksikan dengan $\ce{KMnO4}$. Selain itu, senyawa A dapat bereaksi dengan Br2/$\ce{CCl4}$ pada ikatan rangkap. Berikan struktur yang mungkin untuk senyawa A dan jelaskan reaksi yang terjadi.

Lihat Jawaban

Soal 4

Diberikan persamaan reaksi spontan sel volta:

$$\ce{Zn (s) + Cu^{2+} (aq) -> Zn^{2+} (aq) + Cu (s)}$$

Dengan potensial reduksi standar $\ce{E^0(Zn^{2+}/Zn)} = -0.76\,\text{V}$ dan $\ce{E^0(Cu^{2+}/Cu)} = +0.34\,\text{V}$.

a) Hitung $\ce{E^0}$ sel.
b) Jika larutan tembaga memiliki konsentrasi $\ce{Cu^{2+}}$ sebesar 0,10 M dan $\ce{Zn^{2+}}$ sebesar 0,0010 M, hitung $\ce{E}$ sel pada suhu 25 °C. Gunakan persamaan Nernst.

Lihat Jawaban

Soal 5

Senyawa koordinasi kompleks $\ce{[Cr(NH3)4Cl2]Cl}$ diketahui berwarna ungu. Tentukan jumlah isomer yang mungkin (baik isomer struktur maupun stereoisomer) dan gambarkan bentuk koordinasi utamanya. Berikan penjelasan singkat.

Lihat Jawaban

Soal 6

Katalis Ziegler-Natta sering digunakan untuk polimerisasi alkena, seperti polimerisasi etilena menjadi polietilena. Jelaskan mekanisme dasar reaksi polimerisasi ini dan mengapa katalis ini sangat efektif dalam menghasilkan polimer dengan berat molekul tinggi dan stereospesifisitas tertentu.

Lihat Jawaban

Soal 7

Perhatikan reaksi gas $\ce{N2O4}$ yang terurai menjadi $\ce{NO2}$:

$$\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)}$$

Pada suhu tertentu, tekanan total dalam suatu wadah 1 liter adalah 2 atm. Tentukan derajat disosiasi ($\alpha$) dan tetapan kesetimbangan $K_p$ jika pada keadaan setimbang fraksi mol $\ce{NO2}$ adalah 0,60.

Lihat Jawaban

Soal 8

Senyawa sukrosa ($\ce{C12H22O11}$) dilarutkan ke dalam 1,00 kg air, menghasilkan larutan dengan titik beku -0,34 °C. Tentukan massa sukrosa yang dilarutkan. Diketahui konstanta penurunan titik beku air ($K_f$) adalah 1,86 °C kg mol^-1. Asumsikan larutan ideal.

Lihat Jawaban

Soal 9

Sebuah senyawa organik B mengandung 66,7% karbon, 11,1% hidrogen, dan 22,2% oksigen (berdasarkan massa). Uji kualitatif menunjukkan adanya gugus hidroksil dan senyawa tidak memiliki gugus aldehid/keton. Reaksi esterifikasi dengan asam karboksilat menunjukkan pembentukan ester tunggal. Berikan rumus struktur paling sederhana yang konsisten dengan data tersebut dan jelaskan proses penalarannya.

Lihat Jawaban

Soal 10

Perhatikan struktur molekul di bawah ini (dalam representasi sederhana). Tentukan nama IUPAC senyawa berikut dan jelaskan urutan prioritas gugus fungsinya.

(Catatan: Struktur di atas hanya gambaran sederhana, tidak mewakili panjang ikatan dan sudut ikatan yang sebenarnya.)

Lihat Jawaban

Pembahasan

Pembahasan Soal 1

Reaksi disproporsionasi: $$\ce{Cl2 + 2OH- -> Cl- + OCl- + H2O}.$$ Dari stoikiometri, 1 mol $\ce{Cl2}$ bereaksi dengan 2 mol $\ce{OH-}$. Pada soal, $\ce{Cl2} = 0,50$ mol dan $\ce{OH-} = 1,00$ mol. Ternyata perbandingan mol tepat 1:2, sesuai stoikiometri.

Produk reaksi: $\ce{Cl-}$ dan $\ce{OCl-}$. Masing-masing dibalas kation $\ce{K+}$ sehingga terbentuk $\ce{KCl}$ dan $\ce{KOCl}$.

Karena 1 mol $\ce{Cl2}$ menghasilkan 1 mol $\ce{Cl-}$ dan 1 mol $\ce{OCl-}$, maka 0,50 mol $\ce{Cl2}$ menghasilkan 0,50 mol $\ce{Cl-}$ dan 0,50 mol $\ce{OCl-}$.

Massa garam total:
Massa $\ce{KCl}$ = 0,50 mol × (39,1 + 35,5) g/mol = 0,50 × 74,6 g = 37,3 g
Massa $\ce{KOCl}$ = 0,50 mol × (39,1 + 16 + 35,5) g/mol = 0,50 × 90,6 g = 45,3 g

Total massa garam = 37,3 g + 45,3 g = 82,6 g

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 2

Data: 0,100 g oksida $\ce{M_xO_y}$, titrasi menggunakan 25,0 mL $\ce{Na2S2O3}$ 0,10 M. Reaksi iodin-thiosulfat: $$\ce{I2 + 2S2O3^{2-} -> 2I- + S4O6^{2-}}.$$ 1 mol $\ce{I2}$ setara dengan 2 mol $\ce{S2O3^{2-}}$.

Jumlah mol $\ce{S2O3^{2-}}$ = M × V = 0,10 mol/L × 0,025 L = 0,0025 mol.

Jumlah mol $\ce{I2}$ = 0,0025 / 2 = 0,00125 mol.

Melalui reaksi redoks (dari prosedur iodometri), jumlah $\ce{I2}$ yang terbentuk mencerminkan jumlah total elektron yang dilepas logam M dalam reaksi. Jika logam M dalam $\ce{M_xO_y}$ memiliki biloks +3, dan oksigen -2, maka untuk 1 molekul $\ce{M_xO_y}$:
$x \times (+3) + y \times (-2) = 0.$

Anda perlu menyesuaikan dengan jumlah mol $\ce{I2}$ yang terbentuk. Misalnya, jika seluruh M direduksi menjadi bentuk logam M(0), maka total elektron per molekul $\ce{M_xO_y}$ = $3x$.

Langkah detail untuk menentukan $\ce{M_xO_y}$:

Hitung total elektron = (jumlah mol $\ce{I2}$) × (2 elektron per $\ce{I2}$).
Tentukan berapa mol $\ce{M_xO_y}$ terdapat dalam 0,100 g.
Samakan total elektron yang dilepas $\ce{M_xO_y}$ dengan total elektron yang dikonsumsi untuk menghasilkan $\ce{I2}$.
Gunakan hubungan $x(+3) + y(-2) = 0$ untuk mencari rasio x:y.

Dari data perkiraan, kemungkinan formula umum adalah $\ce{M2O3}$ untuk logam dengan biloks +3. (Misalnya Al₂O₃, Fe₂O₃, dsb.)

Dengan kemiripan data di atas, hasil paling mungkin adalah $\ce{M2O3}$.

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 3

Senyawa A ($\ce{C9H10O}$) tidak bereaksi dengan reagen Tollens, artinya kemungkinan besar bukan aldehid. Dapat dioksidasi oleh $\ce{KMnO4}$ menjadi asam aromatik monokarboksilat, menandakan keberadaan gugus metil (atau rantai alkil) yang terikat pada cincin aromatik (C₆) yang mampu dioksidasi menjadi asam benzoat. Selain itu, senyawa memiliki ikatan rangkap yang dapat bereaksi dengan bromin.

Rumus $\ce{C9H10O}$ dengan satu gugus ikatan rangkap C=C di rantai samping dan satu gugus fenil. Salah satu kandidat adalah styrenol atau senyawa serupa styrene yang termetilasi. Namun perlu diperhatikan jumlah hidrogen.

Salah satu struktur yang mungkin:

Fenil propena, misal $\ce{C6H5-CH=CH-CH3}$. Ini akan dioksidasi menjadi asam sinamat, lalu selanjutnya menjadi asam benzoat.
Bisa pula varian substitusi cincin yang sesuai.

Reaksi dengan Br2/$\ce{CCl4}$ menandakan adanya ikatan rangkap alkena, yang akan mengalami adisi bromin.

Struktur sederhana yang memenuhi kriteria adalah styrena terpropilasi atau varian allyl benzene ($\ce{C6H5-CH2-CH=CH2}$), dll. Intinya satu ikatan rangkap pada rantai dan cincin fenil. Setelah dioksidasi kuat, ujung rantai alkil yang terikat langsung ke cincin akan menjadi asam benzoat.

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 4

a) Potensial sel standar: $$ E^\circ_\text{sel} = E^\circ_\text{kathode} - E^\circ_\text{anode}.$$ Di sini, reduksi tembaga adalah katode: $E^\circ_\text{Cu^{2+}/Cu} = +0.34\,\text{V}$. Anodenya seng: $E^\circ_\text{Zn^{2+}/Zn} = -0.76\,\text{V}$. Sehingga: $$ E^\circ_\text{sel} = 0.34 - (-0.76) = 1.10\,\text{V}.$$

b) Persamaan Nernst: $$ E_\text{sel} = E^\circ_\text{sel} - \frac{0.0592}{n} \log Q,$$ dengan $ n = 2 $ elektron yang terlibat. $$ Q = \frac{[\ce{Zn^{2+}}]}{[\ce{Cu^{2+}}]}.$$ Masukkan data: $[\ce{Zn^{2+}}] = 0.0010$ M, $[\ce{Cu^{2+}}] = 0.10$ M.

$$ Q = \frac{0.0010}{0.10} = 0.01.$$ $$ E_\text{sel} = 1.10 - \frac{0.0592}{2} \log(0.01). $$ $$ \log(0.01) = -2. $$ $$ E_\text{sel} = 1.10 - 0.0296 \times (-2) = 1.10 + 0.0592 = 1.1592\,\text{V} \approx 1.16\,\text{V}. $$

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 5

Kompleks $\ce{[Cr(NH3)4Cl2]Cl}$ berkoordinasi oktahedral (Cr biasanya d^3 atau d^4), namun di sini jumlah ligan total 6 (4 amonia + 2 klorida dalam bidang koordinasi). Rumus kompleks netral: $\ce{[Cr(NH3)4Cl2]^+}$ dengan 1 muatan positif, diimbangi 1 $\ce{Cl-}$ di luar.

Isomer struktur dapat berupa:

Ionisasi isomer (tidak relevan di sini karena ligan netral/halida)
Kooridinasi isomer (dapat terjadi jika anionnya juga bisa berkoordinasi)

Namun untuk kasus ini, lebih dominan stereoisomer (cis/trans). Klorida bisa menempati posisi trans (berseberangan) atau cis (berdekatan).

Kemungkinan isomer cis dan trans untuk kompleks oktahedral dengan rumus $\ce{MA4B2}$. Jadi total 2 stereoisomer utama (cis dan trans).

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 6

Katalis Ziegler-Natta adalah campuran logam transisi (umumnya TiCl₄) dan alkil aluminium (misal Al(C₂H₅)₃). Mekanisme dasarnya mencakup:

Aktivasi situs logam transisi oleh alkil aluminium, menghasilkan pusat aktif (Ti-alkil).
Monomer alkena berikatan pada pusat logam, memulai reaksi adisi koordinasi.
Monomer berikutnya diinsert/diadisi pada ikatan logam-karbon secara berulang, membentuk rantai polimer.
Terminasi terjadi ketika rantai polimer lepas dari pusat logam atau melalui pemindahan rantai.

Katalis ini efektif karena:

Menurunkan energi aktivasi dan menyediakan situs koordinasi spesifik untuk alkena.
Mengontrol stereokimia insertion monomer, sehingga dapat menghasilkan polimer isotaktik/sindiotaktik.
Memungkinkan pertumbuhan rantai yang panjang sebelum terminasi, menghasilkan berat molekul tinggi.

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 7

Reaksi kesetimbangan: $$\ce{N2O4(g) <=> 2NO2(g)}.$$ Tekanan total 2 atm, fraksi mol $\ce{NO2}$ adalah 0,60.

Misalkan jumlah total mol di kesetimbangan = 1 (arbitrer). Jika fraksi mol $\ce{NO2} = 0,60$, maka n($\ce{NO2}$) = 0,60, n($\ce{N2O4}$) = 0,40.

Derajat disosiasi $\alpha$: Jumlah awal $\ce{N2O4}$ = 1 (misal), terurai $\alpha$ mol, sisa $\ce{N2O4}$ = (1 - $\alpha$), $\ce{NO2}$ terbentuk = 2$\alpha$. Perbandingan $\frac{2\alpha}{(1-\alpha)+2\alpha} = 0.60$. Jumlah total = (1 - $\alpha$) + 2$\alpha$ = (1 + $\alpha$). $$\frac{2\alpha}{1 + \alpha} = 0.60.$$ $$2\alpha = 0.60(1 + \alpha).$$ $$2\alpha = 0.60 + 0.60\alpha.$$ $$2\alpha - 0.60\alpha = 0.60.$$ $$1.40\alpha = 0.60.$$ $$\alpha = \frac{0.60}{1.40} = \frac{6}{14} = \frac{3}{7} \approx 0.43.$$

Tekanan parsial $\ce{N2O4}$ = 0,40 × 2 atm = 0,80 atm. Tekanan parsial $\ce{NO2}$ = 0,60 × 2 atm = 1,20 atm.

$$K_p = \frac{(P_{\ce{NO2}})^2}{P_{\ce{N2O4}}} = \frac{(1.20)^2}{0.80} = \frac{1.44}{0.80} = 1.80.$$

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 8

Penurunan titik beku: $$ \Delta T_f = K_f \cdot m_\text{solute}, $$ di mana $m_\text{solute}$ adalah molalitas (mol terlarut per kg pelarut).

Diketahui $\Delta T_f = 0.34\,^\circ\text{C}$ dan $K_f(\ce{H2O}) = 1.86\,^\circ\text{C}\,\text{kg}\,\text{mol}^{-1}$.

$$0.34 = 1.86 \times m_\text{solute}.$$ $$m_\text{solute} = \frac{0.34}{1.86} \approx 0.183\,\text{mol/kg}.$$

Karena massa air = 1,00 kg, maka mol terlarut = 0.183 mol. Senyawa sukrosa $\ce{C12H22O11}$ (Mr = 342 g/mol).

Massa sukrosa = 0.183 mol × 342 g/mol = 62.7 g (sekitar).

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 9

Kandungan unsur: 66,7% C, 11,1% H, 22,2% O. Dengan pengandaian 100 g senyawa, berarti:

66,7 g C â†’ 66,7/12 â‰ˆ 5,56 mol C
11,1 g H â†’ 11,1/1 â‰ˆ 11,1 mol H
22,2 g O â†’ 22,2/16 â‰ˆ 1,39 mol O

Rasio mole: 5,56 : 11,1 : 1,39 â†’ dibagi 1,39 â†’ 4,0 : 8,0 : 1,0. Sehingga rumus empiris $\ce{C4H8O}$.

Uji gugus hidroksil positif, tetapi bukan aldehid/keton. Monofungsional yang mungkin adalah alkohol $\ce{C4H9OH}$ (tetapi itu $\ce{C4H10O}$), di sini $\ce{C4H8O}$ menandakan adanya ikatan rangkap atau cincin.

Reaksi esterifikasi tunggal menunjukkan hanya ada 1 gugus -OH. Mungkin itu adalah alil alkohol (vinil alkohol jarang stabil), atau alkenol berisomer, atau sikloalkanol.

Contoh yang cocok:

2-buten-1-ol ($\ce{CH3-CH=CH-CH2OH}$)
3-buten-1-ol ($\ce{CH2=CH-CH2-CH2OH}$)

Keduanya memiliki $\ce{C4H8O}$ dengan satu $\ce{-OH}$ dan satu ikatan rangkap. Jika hanya ada satu produk ester, berarti posisi -OH spesifik (mungkin di ujung rantai).

Sehingga rumus struktur sederhana adalah 3-buten-1-ol ($\ce{CH2=CH-CH2-CH2OH}$).

Kembali ke Soal

Pembahasan Soal 10

Dari SVG, tampak rantai utama 3 atom C (dari kiri ke kanan), dengan substituen -OH di karbon tengah (C2) dan substituen -CH3 di karbon yang sama, serta ujung kiri -CH3.

Rantai utama kemungkinan 3 karbon, tetapi tampak ada substituen di C2. Namun jika memprioritaskan gugus fungsional -OH, kita cari rantai terpanjang yang mengandung -OH.
Prioritas gugus:

-COOH (asam karboksilat) / -SO3H / -COOR / -COCl / -CONH2 / dsb (tidak ada di sini)
-OH (alkohol) â†’ prioritas tertinggi pada contoh ini
-NH2 (amina)
C=C, Câ‰¡C (ikatan rangkap)
Substituen alkil (CH3, dsb)

Senyawa adalah 2-metilpropan-2-ol atau dikenal sebagai t-butanol. Namun dari gambar, tampak seolah-olah ada 3 atom karbon lurus dan satu gugus -CH3 menggantung. Itu cocok dengan 2-butanol yang disubstitusi? Tapi sebetulnya, jika ada CH di tengah, dan itu terikat OH + CH3, berarti total 4 carbon (rantai lurus C3 + 1 substituen CH3).

Akan lebih tepat disebut 2-metilpropan-1-ol jika OH ada di karbon 1. Namun gambar menunjukkan OH di atas C2. Sebenarnya, tergantung penomoran:

Jika rantai utama 3 C, maka substituen CH3 di C2, dan OH di C2 â†’ 2-metil-2-propanol (t-butanol).
Atau rantai utama 4 C, dengan OH di C2, dan substituen CH3 di C2, itu sama dengan 2-metilpropan-2-ol.

Dikenal lebih umum sebagai t-butanol.

Nama IUPAC: 2-metilpropan-2-ol (t-butanol).
Gugus fungsional tertinggi: -OH (alkohol).

Kembali ke Soal