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
12 g Mg dan 10 g O2 bertindak balas mengikut 2Mg + O2 → 2MgO. Berapakah jisim m bagi MgO yang boleh terbentuk?
M(Mg) = 24.31M(O2) = 32M(MgO) = 40.3 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, 20 g CH4 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 40.89 g H2O dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(CH4) = 16.04 g/molM(H2O) = 18.02 g/molsebenar: 40.89 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 2.5 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 2.5 mol/Lc2 = 0.05 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
300 mL larutan 0.25 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
Satu bongkah aluminium 150 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 180 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 23 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g C2H5OH (M = 46.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: C2H5OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
0.5 mol/L H₂ dan 0.5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.5 mol/LKc = 64
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LKc = 0.05
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid laktik 0.1 mol/L (Ka = 0.00014).
c = 0.1 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid laktik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00014). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan kepekatan awal 1 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t½.
k = 0.05 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/L
t½ = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan CA0 = 0.2 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan CA0 = 0.6 mol/L ia ialah 0.54 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(Mg) = 12/24.31 = 0.4936 mol
n(O2) = 10/32 = 0.3125 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.4936/2 = 0.2468, 0.3125/1 = 0.3125 → Mg
Jisim hasil
n(MgO) = 0.2468·2 = 0.4936 mol
m = 0.4936·40.3 = 19.89 g
Jawapan
m = 19.89 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(CH4) = 20/16.04 = 1.247 mol
m = 1.247·2/1·18.02 = 44.94 g
Hasil peratusan
Y = 40.89/44.94·100 = 90.99%
Jawapan
Y = 90.99%
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 = 0.05·250/2.5 = 5 mL
Jawapan
V1 = 5 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 1.536 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 = 0.25·300 + 2.5·400 = 1075 mmol
Kepekatan campuran
c = 1075/700 = 1.536 mol/L
Jawapan
c = 1.536 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 457 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 320/39.95 = 8.01 mol
T = 70 + 273.15 = 343.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 8.01·8.314·343.1/0.05 = 457 kPa
Jawapan
P = 457 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 2.638 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 = 300·28.01/(8.314·383.1) = 2.638 kg/m³
Jawapan
ρ = 2.638 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 40.91 °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
150·0.897·(180 − Tf) = 250·4.18·(Tf − 23)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (134.6·180 + 1045·23)/(134.6 + 1045) = 40.91 °C
Jawapan
Tf = 40.91 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 741.6 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.
Ungkapan keseimbangan
64 = (2x)²/(0.5 − x)²
Ambil punca kuasa dua
8 = 2x/(0.5 − x) → x = 0.5·8/(2 + 8) = 0.4 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[HI] = 2x = 0.8 mol/L
Jawapan
[HI] = 0.8 mol/L
10.Keseimbangan kimia
Jawapan: [PCl5] = 1.25 mol/L
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/(1.5 − x) → x² + 0.05·x − 0.075 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.075))/2 = 0.25 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 1.5 − 0.25 = 1.25 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 1.25 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.435
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/(0.1 − x) → x = 0.003672 mol/L
pH
pH = −log(0.003672) = 2.435
Jawapan
pH = 2.435
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.779
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 − 0.01 = 0.19 mol
n(A⁻) = 0.15 + 0.01 = 0.16 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.854 + log(0.16/0.19) = 3.779
Jawapan
pH = 3.779
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t½ = 20 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).
Separuh hayat peringkat kedua
t½ = 1/(k·CA0) = 1/(0.05·1) = 20 min
Jawapan
t½ = 20 min
Setiap separuh hayat berikutnya dua kali lebih panjang, kerana C₀ telah menjadi separuh.
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: n = 3
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.