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
20 g Na dan 10 g Cl2 bertindak balas mengikut 2Na + Cl2 → 2NaCl. Berapakah jisim m bagi NaCl yang boleh terbentuk?
M(Na) = 22.99M(Cl2) = 70.9M(NaCl) = 58.44 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas N2 + 3H2 → 2NH3, 6 g N2 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 4.01 g NH3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(N2) = 28.02 g/molM(NH3) = 17.03 g/molsebenar: 4.01 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 3 mol/Lc2 = 0.5 mol/LV2 = 1000 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
50 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
c1 = 1 mol/LV1 = 50 mLc2 = 3 mol/LV2 = 400 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
Satu tangki 10 L mengandungi 270 g O₂ pada 25 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.
Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 140 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 250 g C4H10 (M = 58.12 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C4H10 + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(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 = 50. Cari kepekatan keseimbangan [HI].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LKc = 50
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LKc = 0.5
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid laktik 0.01 mol/L (Ka = 0.00014).
c = 0.01 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal mengandungi asid hipoklorus 0.4 mol/L dan 0.8 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Cari pH pH penimbal itu.
[HA] = 0.4[A⁻] = 0.8Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.05 mol/(L·min) dan bermula pada 1.2 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.
k = 0.05 mol/(L·min)CA0 = 1.2 mol/LX = 50 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.1 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.23 min⁻¹ pada 50 °C. Cari tenaga pengaktifan Ea.
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(Na) = 20/22.99 = 0.8699 mol
n(Cl2) = 10/70.9 = 0.141 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.8699/2 = 0.435, 0.141/1 = 0.141 → Cl2
Jisim hasil
n(NaCl) = 0.141·2 = 0.2821 mol
m = 0.2821·58.44 = 16.49 g
Jawapan
m = 16.49 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 54.98 %
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(N2) = 6/28.02 = 0.2141 mol
m = 0.2141·2/1·17.03 = 7.293 g
Hasil peratusan
Y = 4.01/7.293·100 = 54.98%
Jawapan
Y = 54.98%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 166.7 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 = 0.5·1000/3 = 166.7 mL
Jawapan
V1 = 166.7 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 2.778 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 = 1·50 + 3·400 = 1250 mmol
Kepekatan campuran
c = 1250/450 = 2.778 mol/L
Jawapan
c = 2.778 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 2092 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 270/32 = 8.438 mol
T = 25 + 273.15 = 298.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 8.438·8.314·298.1/0.01 = 2092 kPa
Jawapan
P = 2092 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 29.73 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 298.1 K, T2 = 443.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 20·(250/250)·(443.1/298.1) = 29.73 L
Jawapan
V2 = 29.73 L
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 23.87 °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
200·0.129·(140 − Tf) = 250·4.18·(Tf − 21)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (25.8·140 + 1045·21)/(25.8 + 1045) = 23.87 °C
Jawapan
Tf = 23.87 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 12377 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
0.5 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.5·x − 0.25 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.25))/2 = 0.309 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 0.5 − 0.309 = 0.191 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.191 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.953
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 = 0.001115 mol/L
pH
pH = −log(0.001115) = 2.953
Jawapan
pH = 2.953
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 7.824
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 = 7.523
Henderson–Hasselbalch
pH = 7.523 + log(0.8/0.4) = 7.824
Jawapan
pH = 7.824
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 12 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 = 1.2·0.5 = 0.6 mol/L
Masa
t = CA0·X/k = 0.6/0.05 = 12 min
Jawapan
t = 12 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: Ea = 70.08 kJ/mol
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).
Suhu mutlak
T1 = 313.1 K, T2 = 323.1 K
Selesaikan Arrhenius untuk Ea
Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8.314·0.8329/(-9.882e-5) = 70075 J/mol