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
24 g CH4 dan 48 g O2 bertindak balas mengikut CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Berapakah jisim m bagi CO2 yang boleh terbentuk?
M(CH4) = 16.04M(O2) = 32M(CO2) = 44.01 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2Mg + O2 → 2MgO, 6 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 9.05 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 9.05 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang anda tambah kepada larutan stok?
c1 = 4 mol/Lc2 = 0.3 mol/LV2 = 250 mL
Vwater = mL
4.Molariti & pencairanSukar
50 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
c1 = 0.2 mol/LV1 = 50 mLc2 = 3 mol/LV2 = 250 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 280 g Ar pada 700 kPa dan 65 °C? Anggap ia gas unggul.
Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 22 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g CH4 (M = 16.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: CH4 + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 4. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LKc = 4
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LKc = 0.05
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid benzoik 0.2 mol/L (Ka = 6.3 × 10⁻⁵).
c = 0.2 mol/LKa = 6.3 × 10⁻⁵
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.4 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.
[HA] = 0.4[A⁻] = 0.1Ka = 6.3 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.02 mol/(L·min) dan bermula pada 0.8 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.
k = 0.02 mol/(L·min)CA0 = 0.8 mol/LX = 60 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.02 s⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.
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(CH4) = 24/16.04 = 1.496 mol
n(O2) = 48/32 = 1.5 mol
Bahan tindak balas pengehad
1.496/1 = 1.496, 1.5/2 = 0.75 → O2
Jisim hasil
n(CO2) = 0.75·1 = 0.75 mol
m = 0.75·44.01 = 33.01 g
Jawapan
m = 33.01 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 90.99 %
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(Mg) = 6/24.31 = 0.2468 mol
m = 0.2468·2/2·40.3 = 9.947 g
Hasil peratusan
Y = 9.05/9.947·100 = 90.99%
Jawapan
Y = 90.99%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: Vwater = 231.3 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 = 0.3·250/4 = 18.75 mL
Air untuk ditambah
Vwater = 250 − 18.75 = 231.3 mL
Jawapan
Vwater = 231.3 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 2.533 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 = 0.2·50 + 3·250 = 760 mmol
Kepekatan campuran
c = 760/300 = 2.533 mol/L
Jawapan
c = 2.533 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 28.15 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 280/39.95 = 7.009 mol
T = 65 + 273.15 = 338.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 7.009·8.314·338.1/700 = 28.15 L
Jawapan
V = 28.15 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 2.169 kg/m³
Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).
Susun semula hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 170 + 273.15 = 443.1 K
Ketumpatan
ρ = 200·39.95/(8.314·443.1) = 2.169 kg/m³
Jawapan
ρ = 2.169 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 27.33 °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
250·0.385·(120 − Tf) = 400·4.18·(Tf − 22)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (96.25·120 + 1672·22)/(96.25 + 1672) = 27.33 °C
Jawapan
Tf = 27.33 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 1388 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
0.05 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.05·x − 0.04 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.04))/2 = 0.1766 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 0.8 − 0.1766 = 0.6234 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.6234 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.454
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/(0.2 − x) → x = 0.003518 mol/L
pH
pH = −log(0.003518) = 2.454
Jawapan
pH = 2.454
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.599
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]).
pKa
pKa = 4.201
Henderson–Hasselbalch
pH = 4.201 + log(0.1/0.4) = 3.599
Jawapan
pH = 3.599
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 24 min
Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).
Jumlah yang ditukar
CA0·X = 0.8·0.6 = 0.48 mol/L
Masa
t = CA0·X/k = 0.48/0.02 = 24 min
Jawapan
t = 24 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: A = 6.444 × 10¹³ s⁻¹
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).