Pembahasan Soal 1

1. Konfigurasi elektron Co(III) dalam medan octahedral kuat.
   Ion Co(III) memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d⁶. Untuk low-spin octahedral, elektron akan berpasangan dalam orbital t_2g terlebih dahulu. Maka konfigurasi menjadi t_2g⁶ e_g⁰.
2. Dengan 6 elektron berpasangan seluruhnya, jumlah elektron tidak berpasangan = 0.
   Nilai \(\mu_s = \sqrt{n(n+2)}\mu_B = \sqrt{0(0+2)}\mu_B = 0\).
   Karena tidak ada elektron tidak berpasangan, kompleks bersifat diamagnetik.
3. Amonia (NH₃) adalah ligan field strength menengah sampai kuat, sehingga mampu menstabilkan kobalt(III) dalam bentuk octahedral. Ia berikatan melalui pasangan elektron pada atom N, membentuk kompleks stabil.

Pembahasan Soal 2

1. \(\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ\)
   Pada T = 298 K,
   \(\Delta H^\circ = -150\,\text{kJ/mol} = -150{,}000\,\text{J/mol}\)
   \(\Delta S^\circ = -200\,\text{J/(mol.K)}\)
   \[ \Delta G^\circ = (-150{,}000) - (298)(-200) = -150{,}000 + 59{,}600 = -90{,}400\,\text{J/mol} = -90,4\,\text{kJ/mol}. \] Nilai negatif menandakan reaksi spontan pada 298 K.
2. Reaksi menjadi tidak spontan bila \(\Delta G^\circ > 0\).
   \[ \Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ > 0. \] Karena \(\Delta H^\circ < 0\) dan \(\Delta S^\circ < 0\), akan ada suhu tertentu di mana reaksi berbalik menjadi tidak spontan.
   \[ -150{,}000 - T(-200) > 0 \implies -150{,}000 + 200T > 0 \implies 200T > 150{,}000 \implies T > 750\,\text{K}. \] Jadi di atas ~750 K, reaksi tidak spontan.
3. \(\Delta H^\circ\) negatif berarti reaksi bersifat eksoterm; \(\Delta S^\circ\) negatif menunjukkan bahwa ketidakteraturan sistem berkurang (mungkin karena lebih sedikit mol gas di sisi produk). Ini sejalan dengan reaksi di mana 1 mol A + 2 mol B menghasilkan 1 mol C (pengurangan jumlah total molekul gas).

Pembahasan Soal 3

Gunakan persamaan Henderson-Hasselbalch: \[ \text{pH} = \text{pKa} + \log\left(\frac{[\text{garam}]}{[\text{asam}]}\right). \]

1. Untuk perbandingan mol asam HA : garam NaA = 1:1, maka \([\text{A}^-]/[\text{HA}] = 1\).
   \(\text{pH} = \text{pKa} + \log(1) = 4,8 + 0 = 4,8.\)
2. Ingin pH = 5,2.
   \[ 5,2 = 4,8 + \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right) \implies \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right) = 0,4. \] \[ \frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} = 10^{0,4} \approx 2{,}51. \] Jadi, perbandingan mol NaA : HA = ~2,51 : 1.
3. pKa asam HA = 4,8 dan asam HB = 6,3. Untuk buffer yang efektif, pKa kedua asam sebaiknya berbeda tidak terlalu jauh dan berada di rentang pH penggunaan. Jika dicampur dua asam lemah dengan pKa yang cukup berbeda (4,8 vs 6,3), sulit membentuk satu buffer stabil di rentang sempit pH tertentu. Biasanya buffer efektif dibuat dari satu asam dan garamnya atau dua sistem yang memiliki pKa serupa. Oleh karena itu, HA dan HB yang berbeda ~1,5 pKa tidak ideal untuk membentuk satu buffer tunggal yang spesifik.

Pembahasan Soal 4

1. Mekanisme reaksi melibatkan protonasi gugus -OH di bawah suasana asam, pembentukan carbocation atau oxonium ion, kemudian rearrangement (penataan ulang) untuk membentuk ikatan rangkap C=O. Tahap akhir adalah pelepasan proton sehingga terbentuk gugus karbonil.
2. Gugus fungsi akhir adalah karbonil (aldehid atau keton, tergantung posisi gugus). Di bawah kondisi asam, -OH dapat terprotonasi menjadi -OH₂⁺, yang lebih mudah lepas atau mengalami reaksi intramolekul, lalu mengarah pada pembentukan ikatan rangkap C=O.

Pembahasan Soal 5

1. Dengan rumus C₆H₁₀O dan adanya serapan ~1700 cm^-1 (menunjukkan C=O), kemungkinan besar senyawa adalah keton atau aldehid tak jenuh, atau siklik. Namun, pola NMR dengan singlet 3H (mungkin gugus -CH₃ terikat pada karbonil), triplet 2H dan quartet 2H (indikasi gugus etil), singlet 1H (kemungkinan proton aldehid atau -OH?), dan singlet 2H (mungkin methylene yang tidak berpasangan?). Salah satu kandidat yang lazim adalah metil pentanon (misal 2-pentanon) atau turunan aldehid rantai pendek.
   Contoh struktur yang cocok: 2-butanon dengan substitusi tambahan, atau 3-pentanon, dsb.
   Misalnya, 2-butanon (CH₃-CO-CH₂-CH₃) masih C₄H₈O, jadi bukan. Harus lebih panjang (C₆). Salah satu contoh: 2-hexanon.
2. Penugasan sinyal dapat bervariasi. Contoh 2-hexanon:
   • Singlet 3H: gugus -CH₃ pada karbonil (bila itu t-butil keton, dsb). Namun untuk 2-hexanon, normalnya tidak singlet. Kita perlu struktur yang memberi singlet 3H (misalnya metil terikat pada karbonil di posisi tert-butyl?), mungkin pivalaldehid (tapi rumus kurang cocok).
   • Triplet (2H) dan quartet (2H): menandakan gugus etil.
   • Singlet (1H): bisa jadi proton aldehid.
   • Singlet (2H): -CH₂ yang tidak berpasangan dengan H tetangga (mungkin diapit dua gugus tak mengandung H seperti karbonil dan substituen lain).
   Intinya, perlu analisis detail. Asal muasal sinyal didasarkan pada posisi gugus dan interaksinya.
3. Tes kualitatif:
   • Aldehid: uji Tollens (larutan Ag(NH₃)₂⁺) membentuk cermin perak atau uji Fehling (endapan merah bata).
   • Keton: umumnya tidak bereaksi dengan Tollens atau Fehling, tapi bisa diuji dengan 2,4-Dinitrofenilhidrazin (2,4-DNPH) yang membentuk endapan kuning/oranye untuk gugus karbonil secara umum.

Pembahasan Soal 6

1. Bentuk umum laju reaksi (orde pertama terhadap [O₂]): \[ \text{Rate} = k[\text{O}_2]. \] Karena logam M padat tidak mempengaruhi orde reaksi (fasa padat dianggap konsentrasi konstan).
2. Waktu paruh (t_1/2) reaksi orde pertama: \[ t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k[\text{O}_2]}. \] Diketahui t_1/2 = 200 s saat [O₂] = 0,10 M. \[ 200 = \frac{\ln 2}{k(0,10)} \implies k = \frac{\ln 2}{200 \times 0,10}. \] \[ k = \frac{0,693}{20} = 0,03465\,\text{s}^{-1}. \] Jika [O₂] menjadi 0,05 M, maka: \[ t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k \times 0,05} = \frac{0,693}{0,03465 \times 0,05} \approx 400\,\text{s}. \] Jadi waktu paruh menjadi dua kali lebih lama.
3. Banyak reaksi oksidasi di mana laju ditentukan oleh konsentrasi O₂ di sekitar permukaan logam. Penyerapan O₂ di permukaan memicu tahapan laju-determinan, sehingga orde reaksinya 1 terhadap [O₂].

Pembahasan Soal 7

1. Oksidasi (Zn): \(\text{Zn(s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^-\) (E^o = -0,76 V, tapi tandanya menjadi anoda).
   Reduksi (Cu): \(\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu(s)}\) (E^o = +0,34 V).
2. GGL sel (E_sel) = E^o_kathoda - E^o_anoda
   = (+0,34 V) - (-0,76 V) = +1,10 V.
3. Berdasarkan persamaan Nernst: \[ E = E^\circ - \frac{0,0592}{n} \log \frac{1}{[\text{Cu}^{2+}]} \] atau \[ E = E^\circ + \frac{0,0592}{n} \log [\text{Cu}^{2+}]. \] Jika konsentrasi Cu²⁺ menurun, log([Cu²⁺]) menurun, sehingga E turun. Dengan kata lain, penurunan [Cu²⁺] menurunkan GGL sel.

Pembahasan Soal 8

1. Reaksi titrasi klorida: \[ \text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl(s)}. \] Diperlukan 25,00 mL larutan AgNO₃ 0,100 M.
   Jumlah mol AgNO₃ = 0,100 mol/L × 0,02500 L = 0,00250 mol.
   Karena rasio Ag⁺:Cl^- = 1:1, maka jumlah mol Cl^- total = 0,00250 mol.
2. Dalam 1,00 g sampel, terdapat 0,00250 mol Cl^-.
   Misalkan x gram AlCl₃ dan y gram MgCl₂ dalam 1,00 g sampel.
   - Mol AlCl₃ = \( \frac{x}{133,34} \) (Mr AlCl₃ ? 26,98 + 3×35,45 = 133,34).
   - Mol MgCl₂ = \( \frac{y}{95,21} \) (Mr MgCl₂ ? 24,31 + 2×35,45 = 95,21).
   Setiap 1 mol AlCl₃ mengandung 3 mol Cl^-.
   Setiap 1 mol MgCl₂ mengandung 2 mol Cl^-.
   Total klorida: \[ 3 \times \frac{x}{133,34} + 2 \times \frac{y}{95,21} = 0,00250. \] Juga x + y = 1,00 g. Dari dua persamaan ini, dapat diselesaikan nilai x dan y.
   (Perhitungan lebih lanjut secara aljabar akan memberikan massa masing-masing.)
3. Metode analisis lain:
   • Spektrometri Serapan Atom (AAS) untuk menentukan kadar Al dan Mg secara terpisah.
   • ICP-OES (Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry) untuk analisis multi-unsur.
   • Gravimetri setelah mengendapkan Al atau Mg dengan reagen khusus.