Dalam tindak balas 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3, 6 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 22.24 g AlCl3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl3) = 133.33 g/molsebenar: 22.24 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang anda tambah kepada larutan stok?
c1 = 3 mol/Lc2 = 0.2 mol/LV2 = 1000 mL
Vwater = mL
4.Molariti & pencairanSukar
50 mL larutan 0.25 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
Satu bongkah zink 250 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 180 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 23 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 25. Cari kepekatan keseimbangan [HI].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LKc = 25
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl2].
[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LKc = 0.2
[Cl2] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.5 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).
c = 0.5 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal mengandungi asid asetik 0.25 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 1.8 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.
[HA] = 0.25[A⁻] = 0.15Ka = 1.8 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
Satu tindak balas dengan hukum kadar −rA = k·CA² mempunyai k = 0.5 L/(mol·min) dan bermula pada 0.5 mol/L. Cari kepekatan CA selepas 10 min.
k = 0.5 L/(mol·min)CA0 = 0.5 mol/Lt = 10 min
CA = mol/L
14.Kinetik tindak balasSukar
Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan CA0 = 0.25 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan CA0 = 0.5 mol/L ia ialah 0.0283 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(Fe2O3) = 12/159.69 = 0.07515 mol
n(CO) = 80/28.01 = 2.856 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.07515/1 = 0.07515, 2.856/3 = 0.952 → Fe2O3
Jisim hasil
n(CO2) = 0.07515·3 = 0.2254 mol
m = 0.2254·44.01 = 9.921 g
Jawapan
m = 9.921 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 75.01 %
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(Al) = 6/26.98 = 0.2224 mol
m = 0.2224·2/2·133.33 = 29.65 g
Hasil peratusan
Y = 22.24/29.65·100 = 75.01%
Jawapan
Y = 75.01%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: Vwater = 933.3 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 = 0.2·1000/3 = 66.67 mL
Air untuk ditambah
Vwater = 1000 − 66.67 = 933.3 mL
Jawapan
Vwater = 933.3 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 1.094 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 = 0.25·50 + 1.2·400 = 492.5 mmol
Kepekatan campuran
c = 492.5/450 = 1.094 mol/L
Jawapan
c = 1.094 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 157.5 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 60/32 = 1.875 mol
T = 30 + 273.15 = 303.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 1.875·8.314·303.1/0.03 = 157.5 kPa
Jawapan
P = 157.5 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 0.5027 kg/m³
Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).
Susun semula hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 110 + 273.15 = 383.1 K
Ketumpatan
ρ = 400·4.003/(8.314·383.1) = 0.5027 kg/m³
Jawapan
ρ = 0.5027 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 31.61 °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
250·0.388·(180 − Tf) = 400·4.18·(Tf − 23)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (97·180 + 1672·23)/(97 + 1672) = 31.61 °C
Jawapan
Tf = 31.61 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: ΔH° = −3119 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
0.2 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.1 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.1))/2 = 0.2317 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[Cl₂] = x = 0.2317 mol/L
Jawapan
[Cl2] = 0.2317 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.912
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/(0.5 − x) → x = 0.0001225 mol/L
pH
pH = −log(0.0001225) = 3.912
Jawapan
pH = 3.912
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 4.523
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 = 4.745
Henderson–Hasselbalch
pH = 4.745 + log(0.15/0.25) = 4.523
Jawapan
pH = 4.523
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: CA = 0.1429 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 = 2 + 0.5·10 = 7 L/mol
CA = 1/7 = 0.1429 mol/L
Jawapan
CA = 0.1429 mol/L
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: n = 0.5008
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.