Contoh Soal Kimia Teknologi Terapan Lengkap Beserta Jawaban (Pilihan Ganda, Isian, Uraian, Menjodohkan)

Pilihan Ganda

1. Proses polimerisasi adisi yang digunakan untuk membuat polietilen adalah…
   • A. Kondensasi
   • B. Radikal bebas
   • C. Pembentukan cincin
   • D. Ionik
   Jawaban: B
   Pembahasan: Polietilen terbentuk melalui polimerisasi adisi radikal bebas, di mana monomer etilen bergabung tanpa kehilangan atom.
2. Inhibitor korosi yang bekerja dengan membentuk lapisan pelindung pasif di permukaan logam adalah jenis…
   • A. Anodik
   • B. Katodik
   • C. Campuran
   • D. Organik
   Jawaban: A
   Pembahasan: Inhibitor anodik membentuk lapisan oksida pasif yang menghambat reaksi anodik (oksidasi logam), sehingga mencegah korosi.
3. Sel elektrokimia yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik secara spontan disebut…
   • A. Sel elektrolisis
   • B. Sel galvanik
   • C. Sel voltaik
   • D. B dan C benar
   Jawaban: D
   Pembahasan: Sel galvanik dan sel voltaik adalah istilah yang sama untuk sel elektrokimia yang menghasilkan listrik dari reaksi redoks spontan.
4. Katalis yang digunakan dalam proses Haber-Bosch untuk sintesis amonia adalah…
   • A. Vanadium(V) oksida
   • B. Platina
   • C. Besi
   • D. Nikel
   Jawaban: C
   Pembahasan: Katalis utama dalam proses Haber-Bosch adalah besi (Fe) yang dipromotori oleh K₂O dan Al₂O₃.
5. Metode pengolahan air limbah yang memanfaatkan mikroorganisme untuk menguraikan zat organik adalah…
   • A. Koagulasi-flokulasi
   • B. Filtrasi
   • C. Proses lumpur aktif
   • D. Adsorpsi
   Jawaban: C
   Pembahasan: Proses lumpur aktif adalah metode biologis di mana mikroorganisme aerobik mengurai polutan organik dalam air limbah.
6. Bahan bakar fosil yang terutama terdiri dari hidrokarbon dengan rantai karbon pendek (C₁-C₄) adalah…
   • A. Minyak bumi
   • B. Batu bara
   • C. Gas alam
   • D. Biomassa
   Jawaban: C
   Pembahasan: Gas alam sebagian besar terdiri dari metana (CH₄), etana (C₂H₆), propana (C₃H₈), dan butana (C₄H₁₀).
7. Dalam industri farmasi, reaksi esterifikasi sering digunakan untuk sintesis…
   • A. Alkohol
   • B. Asam karboksilat
   • C. Ester (seperti aspirin)
   • D. Amina
   Jawaban: C
   Pembahasan: Aspirin (asam asetilsalisilat) disintesis melalui esterifikasi antara asam salisilat dan anhidrida asetat.
8. Pengawet makanan seperti natrium benzoat bekerja dengan cara…
   • A. Mengubah pH
   • B. Mencegah pertumbuhan mikroorganisme
   • C. Mengoksidasi makanan
   • D. Menambah rasa
   Jawaban: B
   Pembahasan: Natrium benzoat efektif sebagai antimikroba, terutama terhadap jamur dan bakteri, dengan mengganggu metabolisme sel mereka.
9. Teknik analisis yang digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dalam molekul organik berdasarkan vibrasi ikatan adalah…
   • A. Spektroskopi UV-Vis
   • B. Kromatografi gas
   • C. Spektroskopi inframerah (IR)
   • D. Resonansi Magnetik Nuklir (NMR)
   Jawaban: C
   Pembahasan: Spektroskopi IR mendeteksi penyerapan radiasi inframerah oleh vibrasi ikatan molekul, memberikan informasi tentang gugus fungsi.
10. Nanomaterial yang paling dikenal karena sifat kekuatan dan konduktivitas listriknya yang luar biasa adalah…
    • A. Silika gel
    • B. Karbon nanotube
    • C. Zeolit
    • D. Alumina
    Jawaban: B
    Pembahasan: Karbon nanotube memiliki rasio aspek tinggi, kekuatan tarik luar biasa, dan konduktivitas listrik serta termal yang sangat baik.
11. Proses pemisahan komponen minyak bumi berdasarkan titik didihnya disebut…
    • A. Cracking
    • B. Reforming
    • C. Destilasi fraksinasi
    • D. Hidrogenasi
    Jawaban: C
    Pembahasan: Destilasi fraksinasi memisahkan minyak bumi menjadi fraksi-fraksi (bensin, kerosin, solar, dll.) di menara distilasi berdasarkan perbedaan titik didih.
12. Bahan keramik yang dikenal karena kekerasannya, titik leleh tinggi, dan sifat insulasinya adalah…
    • A. PVC
    • B. Polietilen
    • C. Alumina (Al₂O₃)
    • D. Baja
    Jawaban: C
    Pembahasan: Alumina adalah keramik teknis yang umum digunakan karena kombinasi sifat-sifat unggul tersebut.
13. Material komposit yang menggabungkan matriks polimer dengan serat kaca disebut…
    • A. Baja
    • B. Beton
    • C. Fiberglass
    • D. Kayu lapis
    Jawaban: C
    Pembahasan: Fiberglass adalah komposit polimer yang diperkuat serat kaca, dikenal karena kekuatan dan ringan.
14. Unsur semikonduktor yang paling banyak digunakan dalam industri elektronik adalah…
    • A. Tembaga
    • B. Emas
    • C. Silikon
    • D. Aluminium
    Jawaban: C
    Pembahasan: Silikon adalah bahan dasar utama untuk pembuatan chip semikonduktor dan komponen elektronik lainnya.
15. Proses biokimia industri yang menggunakan mikroorganisme untuk menghasilkan alkohol dari gula adalah…
    • A. Oksidasi
    • B. Fermentasi
    • C. Reduksi
    • D. Hidrolisis
    Jawaban: B
    Pembahasan: Fermentasi adalah proses anaerobik di mana mikroorganisme (misalnya ragi) mengubah gula menjadi etanol dan karbon dioksida.
16. Aditif makanan yang digunakan untuk mencegah oksidasi lemak dan minyak, sehingga memperpanjang umur simpan produk, adalah…
    • A. Pengemulsi
    • B. Antioksidan
    • C. Pengental
    • D. Pemanis
    Jawaban: B
    Pembahasan: Antioksidan seperti BHA dan BHT ditambahkan untuk menghambat reaksi oksidasi yang menyebabkan ketengikan.
17. Pewarna sintetik yang umum digunakan dalam industri tekstil dan pangan yang sering berasal dari turunan anilin adalah…
    • A. Klorofil
    • B. Karoten
    • C. Pewarna azo
    • D. Antosianin
    Jawaban: C
    Pembahasan: Pewarna azo adalah kelas pewarna sintetik yang besar dan penting, dicirikan oleh gugus -N=N-, banyak yang berasal dari anilin.
18. Pupuk yang mengandung nitrogen dalam bentuk amonium nitrat (NH₄NO₃) adalah contoh pupuk…
    • A. Fosfat
    • B. Kalium
    • C. Nitrogen
    • D. Kompleks
    Jawaban: C
    Pembahasan: Amonium nitrat adalah sumber nitrogen yang sangat baik untuk tanaman.
19. Deterjen yang memiliki gugus sulfat atau sulfonat pada rantai hidrokarbonnya dan efektif dalam air sadah adalah…
    • A. Sabun
    • B. Deterjen anionik
    • C. Deterjen kationik
    • D. Deterjen non-ionik
    Jawaban: B
    Pembahasan: Deterjen anionik (misalnya, alkil benzen sulfonat) memiliki gugus bermuatan negatif yang berinteraksi dengan ion kalsium dan magnesium, sehingga efektif dalam air sadah.
20. Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) yang berasal dari industri pelapisan logam dan mengandung logam berat seperti kromium atau kadmium memerlukan penanganan khusus karena…
    • A. Mudah terbakar
    • B. Bersifat korosif
    • C. Beracun dan persisten di lingkungan
    • D. Radioaktif
    Jawaban: C
    Pembahasan: Logam berat sangat beracun bagi organisme hidup dan tidak mudah terurai, sehingga persisten di lingkungan dan memerlukan penanganan khusus.

Isian Singkat

1. Zat kimia yang ditambahkan ke cat atau pelapis untuk mencegah korosi pada permukaan logam disebut _____.
   Jawaban: Pigmen anti-korosi/Inhibitor korosi
2. Proses industri untuk produksi amonia (NH₃) dari nitrogen (N₂) dan hidrogen (H₂) dikenal sebagai proses _____.
   Jawaban: Haber-Bosch
3. Monomer penyusun polimer polivinil klorida (PVC) adalah _____.
   Jawaban: Vinil klorida
4. Teknik pemisahan yang didasarkan pada perbedaan afinitas komponen sampel terhadap fase diam dan fase gerak disebut _____.
   Jawaban: Kromatografi
5. Material yang dirancang untuk berinteraksi dengan sistem biologis, seperti implan medis atau stent, disebut _____.
   Jawaban: Biomaterial

Uraian

1. Jelaskan peran katalis dalam industri dan berikan dua contoh aplikasinya.
   Jawaban: Katalis adalah zat yang mempercepat laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi secara permanen. Dalam industri, katalis sangat penting karena memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat, pada suhu dan tekanan yang lebih rendah (menghemat energi), dan dengan selektivitas yang lebih tinggi (menghasilkan produk yang diinginkan lebih banyak). Ini mengurangi biaya produksi dan dampak lingkungan. Contoh 1: Katalis besi dalam proses Haber-Bosch untuk sintesis amonia (pupuk). Contoh 2: Katalis vanadium(V) oksida (V₂O₅) dalam proses kontak untuk produksi asam sulfat (bahan kimia industri).
2. Bagaimana prinsip dasar pengolahan air limbah secara biologis?
   Jawaban: Pengolahan air limbah secara biologis memanfaatkan aktivitas mikroorganisme (bakteri, protozoa) untuk menguraikan polutan organik yang terlarut atau tersuspensi dalam air limbah menjadi zat yang lebih stabil dan tidak berbahaya. Mikroorganisme ini mengonsumsi bahan organik sebagai sumber makanan dan energi, mengubahnya menjadi biomassa baru, karbon dioksida, dan air. Proses ini dapat berlangsung secara aerobik (membutuhkan oksigen, contoh: lumpur aktif) atau anaerobik (tanpa oksigen, contoh: digester anaerobik). Tujuan utamanya adalah mengurangi kadar BOD (Biological Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) air limbah.
3. Apa perbedaan antara termoplastik dan termoset? Berikan contoh masing-masing.
   Jawaban: Termoplastik: Adalah polimer yang dapat melunak saat dipanaskan dan mengeras saat didinginkan. Proses ini dapat diulang berkali-kali tanpa merusak struktur kimianya. Ini karena termoplastik memiliki rantai polimer yang hanya terhubung oleh gaya antarmolekul lemah, bukan ikatan kovalen silang. Sifat ini memungkinkan termoplastik untuk didaur ulang. Contoh: Polietilen (PE), Polipropilen (PP), Polivinil klorida (PVC), PET. Termoset: Adalah polimer yang, setelah dipanaskan dan dibentuk, akan mengeras secara permanen dan tidak dapat dilunakkan kembali dengan pemanasan. Ini karena selama pemanasan awal, terjadi pembentukan ikatan kovalen silang (cross-linking) yang ekstensif antar rantai polimer, membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang kaku. Struktur ini mencegah polimer meleleh atau melunak saat dipanaskan kembali, tetapi akan terdegradasi pada suhu tinggi. Termoset sulit didaur ulang. Contoh: Bakelit, Epoksi, Resin Poliester Tak Jenuh.
4. Sebutkan dan jelaskan tiga aplikasi utama nanoteknologi dalam kimia terapan.
   Jawaban: Nanoteknologi, manipulasi materi pada skala atom dan molekul (1-100 nanometer), memiliki banyak aplikasi dalam kimia terapan: 1. Katalisis: Nanopartikel memiliki rasio luas permukaan-ke-volume yang sangat besar, meningkatkan jumlah situs aktif untuk reaksi. Katalis berbasis nano (misalnya, nanopartikel platina atau paladium) digunakan dalam konverter katalitik mobil atau sintesis kimia untuk efisiensi dan selektivitas yang lebih tinggi. 2. Pengiriman Obat (Drug Delivery): Nanopartikel dapat dirancang untuk membawa obat ke sel atau organ target secara spesifik, mengurangi efek samping pada sel sehat dan meningkatkan efektivitas pengobatan. Contohnya adalah liposom atau nanopartikel polimer yang mengemas obat kemoterapi. 3. Sensor dan Biosensor: Nanomaterial seperti karbon nanotube atau nanopartikel emas memiliki sensitivitas dan selektivitas tinggi. Mereka digunakan untuk mendeteksi keberadaan zat kimia, polutan, atau biomolekul pada konsentrasi sangat rendah, misalnya dalam diagnosis penyakit atau pemantauan lingkungan.
5. Jelaskan mekanisme korosi pada logam besi dan bagaimana cara pencegahannya.
   Jawaban: Mekanisme Korosi Besi (Perkaratan): Korosi besi adalah proses elektrokimia yang dikenal sebagai perkaratan. Ini terjadi ketika besi (Fe) terpapar oksigen (O₂) dan air (H₂O). 1. Reaksi Anodik (Oksidasi Besi): Besi kehilangan elektron dan teroksidasi menjadi ion besi(II). Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻. 2. Reaksi Katodik (Reduksi Oksigen): Elektron yang dilepaskan oleh besi akan berpindah ke area lain di permukaan logam dan mereduksi oksigen yang terlarut dalam air menjadi ion hidroksida. O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq). 3. Pembentukan Hidroksida Besi(II): Ion besi(II) bereaksi dengan ion hidroksida membentuk hidroksida besi(II). Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)₂(s). 4. Oksidasi Lanjutan dan Pembentukan Karat: Hidroksida besi(II) kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen dan air membentuk karat, yang merupakan besi(III) oksida hidrat. 4Fe(OH)₂(s) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4Fe(OH)₃(s); 2Fe(OH)₃(s) → Fe₂O₃·nH₂O(s) (Karat). Cara Pencegahan: 1. Pelapisan (Coating): Melapisi permukaan besi dengan cat, minyak, atau polimer untuk mencegah kontak dengan oksigen dan air. 2. Proteksi Katodik: Menghubungkan besi dengan logam yang lebih aktif (misalnya magnesium atau seng) yang akan terkorosi terlebih dahulu (anoda korban), atau menggunakan arus listrik eksternal untuk membuat besi menjadi katoda. 3. Pelapisan Logam Lain (Electroplating): Melapisi besi dengan logam lain yang lebih tahan korosi seperti krom, nikel, atau seng (galvanisasi). 4. Inhibitor Korosi: Menambahkan zat kimia ke lingkungan korosif (misalnya air pendingin) yang dapat membentuk lapisan pelindung atau mengubah kondisi lingkungan. 5. Paduan Logam: Menggunakan paduan besi yang lebih tahan korosi, seperti baja tahan karat (stainless steel) yang mengandung kromium.

Menjodohkan

1. Jodohkan senyawa kimia berikut dengan fungsi atau aplikasinya.
   Ammonia

   Pupuk nitrogen

   Silika

   Bahan baku kaca

   Metanol

   Pelarut organik

   Asam Sulfat

   Elektrolit baterai
   Kunci: Ammonia – Pupuk nitrogen; Silika – Bahan baku kaca; Metanol – Pelarut organik; Asam Sulfat – Elektrolit baterai
2. Jodohkan proses industri berikut dengan produk utama yang dihasilkan.
   Cracking

   Bensin (hidrokarbon ringan)

   Fermentasi

   Etanol

   Vulkanisasi

   Karet lebih kuat

   Destilasi fraksinasi

   Fraksi minyak bumi
   Kunci: Cracking – Bensin (hidrokarbon ringan); Fermentasi – Etanol; Vulkanisasi – Karet lebih kuat; Destilasi fraksinasi – Fraksi minyak bumi