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
4 g C3H8 dan 64 g O2 bertindak balas mengikut C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. Berapakah jisim m bagi H2O yang boleh terbentuk?
M(C3H8) = 44.1M(O2) = 32M(H2O) = 18.02 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2H2 + O2 → 2H2O, 16 g H2 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 100.1 g H2O dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(H2) = 2.016 g/molM(H2O) = 18.02 g/molsebenar: 100.1 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 4 mol/Lc2 = 0.05 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
50 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 zink 100 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 150 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 10 g C6H12O6 (M = 180.16 g/mol) terbakar sepenuhnya: C6H12O6 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LKc = 16
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 1 mol/LKc = 0.2
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid formik 0.05 mol/L (Ka = 0.00018).
c = 0.05 mol/LKa = 0.00018
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid hidrofluorik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
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(C3H8) = 4/44.1 = 0.0907 mol
n(O2) = 64/32 = 2 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.0907/1 = 0.0907, 2/5 = 0.4 → C3H8
Jisim hasil
n(H2O) = 0.0907·4 = 0.3628 mol
m = 0.3628·18.02 = 6.538 g
Jawapan
m = 6.538 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 70 %
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(H2) = 16/2.016 = 7.937 mol
m = 7.937·2/2·18.02 = 143 g
Hasil peratusan
Y = 100.1/143·100 = 70%
Jawapan
Y = 70%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 3.125 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 = 0.05·250/4 = 3.125 mL
Jawapan
V1 = 3.125 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 2.25 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 + 2.5·400 = 1013 mmol
Kepekatan campuran
c = 1013/450 = 2.25 mol/L
Jawapan
c = 2.25 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 823.8 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 470/16.04 = 29.3 mol
T = 65 + 273.15 = 338.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 29.3·8.314·338.1/100 = 823.8 L
Jawapan
V = 823.8 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 19.12 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 288.1 K, T2 = 413.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 20·(100/150)·(413.1/288.1) = 19.12 L
Jawapan
V2 = 19.12 L
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 20.8 °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
100·0.388·(150 − Tf) = 250·4.18·(Tf − 16)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (38.8·150 + 1045·16)/(38.8 + 1045) = 20.8 °C
Jawapan
Tf = 20.8 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 155.5 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
16 = (2x)²/(1 − x)²
Ambil punca kuasa dua
4 = 2x/(1 − x) → x = 1·4/(2 + 4) = 0.6667 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[H₂] = 1 − x = 0.3333 mol/L
Jawapan
[H2] = 0.3333 mol/L
10.Keseimbangan kimia
Jawapan: [PCl5] = 0.6417 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
0.2 = x²/(1 − x) → x² + 0.2·x − 0.2 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.2))/2 = 0.3583 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 1 − 0.3583 = 0.6417 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.6417 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.536
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/(0.05 − x) → x = 0.002911 mol/L
pH
pH = −log(0.002911) = 2.536
Jawapan
pH = 2.536
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.167
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) = 0.3 − 0.05 = 0.25 mol
n(A⁻) = 0.2 + 0.05 = 0.25 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.167 + log(0.25/0.25) = 3.167
Jawapan
pH = 3.167
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: CA = 0.1667 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 = 1 + 1·5 = 6 L/mol
CA = 1/6 = 0.1667 mol/L
Jawapan
CA = 0.1667 mol/L
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: Ea = 100 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 = 308.1 K, T2 = 328.1 K
Selesaikan Arrhenius untuk Ea
Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8.314·2.38/(-1.978e-4) = 100025 J/mol