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
10 g Mg dan 16 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 2Na + Cl2 → 2NaCl, 12 g Na bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 28.67 g NaCl dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Na) = 22.99 g/molM(NaCl) = 58.44 g/molsebenar: 28.67 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang anda tambah kepada larutan stok?
c1 = 1.5 mol/Lc2 = 0.2 mol/LV2 = 250 mL
Vwater = mL
4.Molariti & pencairanSukar
150 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 17 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 250 g C6H12O6 (M = 180.16 g/mol) terbakar sepenuhnya: C6H12O6 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LKc = 64
[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 asetik 0.1 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).
c = 0.1 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.1 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.
[HA] = 0.1[A⁻] = 0.15Ka = 0.00068
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.005 mol/(L·min) dan bermula pada 0.8 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.
k = 0.005 mol/(L·min)CA0 = 0.8 mol/LX = 60 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.1 min⁻¹ pada 25 °C dan tenaga pengaktifan 100 kJ/mol. Cari pemalar kadar k2 pada 45 °C.
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) = 10/24.31 = 0.4114 mol
n(O2) = 16/32 = 0.5 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.4114/2 = 0.2057, 0.5/1 = 0.5 → Mg
Jisim hasil
n(MgO) = 0.2057·2 = 0.4114 mol
m = 0.4114·40.3 = 16.58 g
Jawapan
m = 16.58 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 93.99 %
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(Na) = 12/22.99 = 0.522 mol
m = 0.522·2/2·58.44 = 30.5 g
Hasil peratusan
Y = 28.67/30.5·100 = 93.99%
Jawapan
Y = 93.99%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: Vwater = 216.7 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 = 0.2·250/1.5 = 33.33 mL
Air untuk ditambah
Vwater = 250 − 33.33 = 216.7 mL
Jawapan
Vwater = 216.7 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 0.5143 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 = 0.8·150 + 0.3·200 = 180 mmol
Kepekatan campuran
c = 180/350 = 0.5143 mol/L
Jawapan
c = 0.5143 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: P = 15501 kPa
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = m/M = 470/16.04 = 29.3 mol
T = 45 + 273.15 = 318.1 K
Tekanan
P = nRT/V = 29.3·8.314·318.1/0.005 = 15501 kPa
Jawapan
P = 15501 kPa
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 0.4781 kg/m³
Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).
Susun semula hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 180 + 273.15 = 453.1 K
Ketumpatan
ρ = 450·4.003/(8.314·453.1) = 0.4781 kg/m³
Jawapan
ρ = 0.4781 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 18.26 °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·(100 − Tf) = 400·4.18·(Tf − 17)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (25.8·100 + 1672·17)/(25.8 + 1672) = 18.26 °C
Jawapan
Tf = 18.26 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 3888 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/(0.4 − x)²
Ambil punca kuasa dua
8 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·8/(2 + 8) = 0.32 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[H₂] = 0.4 − x = 0.08 mol/L
Jawapan
[H2] = 0.08 mol/L
10.Keseimbangan kimia
Jawapan: [Cl2] = 0.1562 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
0.1 = 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 = 2.875
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 = 0.001333 mol/L
pH
pH = −log(0.001333) = 2.875
Jawapan
pH = 2.875
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.344
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 = 3.167
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.167 + log(0.15/0.1) = 3.344
Jawapan
pH = 3.344
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 96 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 = 0.48/0.005 = 96 min
Jawapan
t = 96 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: k2 = 1.263 min⁻¹
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).