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
30 g Al dan 64 g Cl2 bertindak balas mengikut 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3. Berapakah jisim m bagi AlCl3 yang boleh terbentuk?
M(Al) = 26.98M(Cl2) = 70.9M(AlCl3) = 133.33 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2Mg + O2 → 2MgO, 10 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 10.28 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 10.28 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 500 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 6 mol/Lc2 = 0.5 mol/LV2 = 500 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
50 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
c1 = 0.2 mol/LV1 = 50 mLc2 = 3 mol/LV2 = 200 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 440 g N₂ pada 750 kPa dan 15 °C? Anggap ia gas unggul.
Satu bongkah zink 250 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °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.
1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 50. Cari kepekatan keseimbangan [HI].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LKc = 50
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0.1 mol/LKc = 0.08
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid asetik 0.01 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).
c = 0.01 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.4 mol/L dan 0.8 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.
[HA] = 0.4[A⁻] = 0.8Ka = 6.3 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.15 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 90%? Cari t.
k = 0.15 min⁻¹X = 90 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.01 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Cari pemalar kadar k2 pada 55 °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(Al) = 30/26.98 = 1.112 mol
n(Cl2) = 64/70.9 = 0.9027 mol
Bahan tindak balas pengehad
1.112/2 = 0.556, 0.9027/3 = 0.3009 → Cl2
Jisim hasil
n(AlCl3) = 0.3009·2 = 0.6018 mol
m = 0.6018·133.33 = 80.24 g
Jawapan
m = 80.24 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 62.01 %
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(Mg) = 10/24.31 = 0.4114 mol
m = 0.4114·2/2·40.3 = 16.58 g
Hasil peratusan
Y = 10.28/16.58·100 = 62.01%
Jawapan
Y = 62.01%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 41.67 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 = 0.5·500/6 = 41.67 mL
Jawapan
V1 = 41.67 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 2.44 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 = 0.2·50 + 3·200 = 610 mmol
Kepekatan campuran
c = 610/250 = 2.44 mol/L
Jawapan
c = 2.44 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 50.18 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 440/28.01 = 15.71 mol
T = 15 + 273.15 = 288.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 15.71·8.314·288.1/750 = 50.18 L
Jawapan
V = 50.18 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 2.589 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 303.1 K, T2 = 523.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(300/400)·(523.1/303.1) = 2.589 L
Jawapan
V2 = 2.589 L
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 23.84 °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·(100 − Tf) = 200·4.18·(Tf − 15)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (97·100 + 836·15)/(97 + 836) = 23.84 °C
Jawapan
Tf = 23.84 °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.
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
0.08 = x²/(0.1 − x) → x² + 0.08·x − 0.008 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.008))/2 = 0.05798 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 0.1 − 0.05798 = 0.04202 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.04202 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.382
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 = 0.0004154 mol/L
pH
pH = −log(0.0004154) = 3.382
Jawapan
pH = 3.382
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 4.502
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 = 4.201
Henderson–Hasselbalch
pH = 4.201 + log(0.8/0.4) = 4.502
Jawapan
pH = 4.502
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 15.35 min
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).
Penukaran dan kepekatan
C/C0 = 1 − X = 0.1
Selesaikan untuk masa
t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.1)/0.15 = 15.35 min
Jawapan
t = 15.35 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: k2 = 0.1519 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).