Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.
1Formula dan kaedah
Stoikiometri
Mol
n = m/M
Kepekatan
c = n/V
Nisbah mol
gunakan pekali persamaan seimbang
Bahan tindak balas pengehad
yang habis dahulu
Hasil peratusan
sebenar / teori × 100%
Kaedah
Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
Tukar balik kepada jisim dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, cari bahan tindak balas pengehad dahulu.
Molariti & pencairan
Molariti
c = n/V (mol/L)
Mol
n = m/M
Pencairan
c1V1 = c2V2
Pencampuran
c = (c1V1 + c2V2)/(V1 + V2)
Kaedah
Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
Tukar isi padu kepada liter.
Molariti c = n/V dalam mol/L.
Untuk pencairan, mol kekal sama: c₁V₁ = c₂V₂.
Hukum gas unggul
Hukum gas unggul
pV = nRT
Pemalar gas
R = 8.314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan
p1V1/T1 = p2V2/T2
Mol
n = m/M
Suhu
T[K] = T[°C] + 273.15
Kalorimetri & entalpi
Haba
q = m·c·ΔT
Air
c = 4.18 J/(g·°C)
Kalorimeter
haba hilang = haba diperoleh
Entalpi tindak balas
ΔH° = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)
Keseimbangan kimia
Pemalar keseimbangan
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Jadual ICE
Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)
Kaedah
Tulis Kc dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
Semak sama ada x cukup kecil untuk anggaran; jika tidak, selesaikan kuadratik.
pH & penimbal
pH
pH = −log[H⁺]
pOH
pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asid lemah
[H⁺] ≈ √(Ka·c)
Penimbal
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pencairan
c1V1 = c2V2
Kaedah
Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
Asid lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.
Kinetik tindak balas
Peringkat pertama
ln(CA/CA0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama)
t½ = ln 2/k
Peringkat kedua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)
2Soalan latihan
1.StoikiometriSederhana
16 g Al dan 48 g Cl2 bertindak balas mengikut 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3. Berapakah jisim m bagi AlCl3 yang boleh terbentuk?
M(Al) = 26.98M(Cl2) = 70.9M(AlCl3) = 133.33 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, 12 g Fe2O3 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.15 g CO2 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Fe2O3) = 159.69 g/molM(CO2) = 44.01 g/molsebenar: 6.15 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 200 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 4 mol/Lc2 = 0.1 mol/LV2 = 200 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
200 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
c1 = 2 mol/LV1 = 200 mLc2 = 1.2 mol/LV2 = 100 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 490 g O₂ pada 300 kPa dan 40 °C? Anggap ia gas unggul.
Satu bongkah zink 200 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 150 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 17 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 54. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LKc = 54
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.1 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl2].
[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LKc = 0.1
[Cl2] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.01 mol/L (Ka = 0.00068).
c = 0.01 mol/LKa = 0.00068
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid hidrofluorik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
Satu tindak balas dengan hukum kadar −rA = k·CA² mempunyai k = 0.25 L/(mol·min) dan bermula pada 2 mol/L. Cari kepekatan CA selepas 15 min.
k = 0.25 L/(mol·min)CA0 = 2 mol/Lt = 15 min
CA = mol/L
14.Kinetik tindak balasSukar
Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan CA0 = 0.2 mol/L kadarnya ialah 0.01 mol/(L·s); dengan CA0 = 0.6 mol/L ia ialah 0.0173 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.
Mol setiap bahan tindak balas
n(Al) = 16/26.98 = 0.593 mol
n(Cl2) = 48/70.9 = 0.677 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.593/2 = 0.2965, 0.677/3 = 0.2257 → Cl2
Jisim hasil
n(AlCl3) = 0.2257·2 = 0.4513 mol
m = 0.4513·133.33 = 60.18 g
Jawapan
m = 60.18 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 61.99 %
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.
Hasil teori
n(Fe2O3) = 12/159.69 = 0.07515 mol
m = 0.07515·3/1·44.01 = 9.921 g
Hasil peratusan
Y = 6.15/9.921·100 = 61.99%
Jawapan
Y = 61.99%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 5 mL
Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.
Isi padu larutan stok
V1 = c2·V2/c1 = 0.1·200/4 = 5 mL
Jawapan
V1 = 5 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 1.733 mol/L
Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.
Jumlah keseluruhan
n = 2·200 + 1.2·100 = 520 mmol
Kepekatan campuran
c = 520/300 = 1.733 mol/L
Jawapan
c = 1.733 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 132.9 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 490/32 = 15.31 mol
T = 40 + 273.15 = 313.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 15.31·8.314·313.1/300 = 132.9 L
Jawapan
V = 132.9 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 1.497 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 288.1 K, T2 = 503.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(150/350)·(503.1/288.1) = 1.497 L
Jawapan
V2 = 1.497 L
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 22.9 °C
Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.
Imbangan haba
200·0.388·(150 − Tf) = 400·4.18·(Tf − 17)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (77.6·150 + 1672·17)/(77.6 + 1672) = 22.9 °C
Jawapan
Tf = 22.9 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: ΔH° = −5755 kJ
Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.
Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.
Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.
Ungkapan keseimbangan
0.1 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.1·x − 0.04 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.04))/2 = 0.1562 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[Cl₂] = x = 0.1562 mol/L
Jawapan
[Cl2] = 0.1562 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.64
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Keseimbangan
HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asid mengion.
Ka = x²/(0.01 − x) → x = 0.00229 mol/L
pH
pH = −log(0.00229) = 2.64
Jawapan
pH = 2.64
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.021
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Peneutralan
n(HA) = 0.2 − 0.025 = 0.175 mol
n(A⁻) = 0.1 + 0.025 = 0.125 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.167 + log(0.125/0.175) = 3.021
Jawapan
pH = 3.021
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: CA = 0.2353 mol/L
Kadar tindak balas: bagi tindak balas peringkat pertama −dC/dt = kC, jadi C = C₀·e−kt dan separuh hayat ln 2/k tidak bergantung pada kepekatan. Bagi tindak balas peringkat kedua 1/C = 1/C₀ + kt. Pemalar kadar meningkat dengan suhu mengikut Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
Hukum peringkat kedua teramir
1/CA = 1/CA0 + kt = 0.5 + 0.25·15 = 4.25 L/mol
CA = 1/4.25 = 0.2353 mol/L
Jawapan
CA = 0.2353 mol/L
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: n = 0.4989
Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.