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 N2 dan 64 g H2 bertindak balas mengikut N2 + 3H2 → 2NH3. Berapakah jisim m bagi NH3 yang boleh terbentuk?
M(N2) = 28.02M(H2) = 2.016M(NH3) = 17.03 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2Mg + O2 → 2MgO, 20 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 28.18 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 28.18 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 5 mol/Lc2 = 0.25 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
150 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
Satu bongkah besi 150 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 180 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 100 g C2H6 (M = 30.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C2H6 + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LKc = 64
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl2].
[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LKc = 0.01
[Cl2] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid formik 0.01 mol/L (Ka = 0.00018).
c = 0.01 mol/LKa = 0.00018
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid benzoik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) mempunyai k = 0.5 L/(mol·min) dan kepekatan awal 1.5 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t½.
k = 0.5 L/(mol·min)CA0 = 1.5 mol/L
t½ = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan CA0 = 0.25 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan CA0 = 0.5 mol/L ia ialah 0.0283 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(N2) = 30/28.02 = 1.071 mol
n(H2) = 64/2.016 = 31.75 mol
Bahan tindak balas pengehad
1.071/1 = 1.071, 31.75/3 = 10.58 → N2
Jisim hasil
n(NH3) = 1.071·2 = 2.141 mol
m = 2.141·17.03 = 36.47 g
Jawapan
m = 36.47 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 84.99 %
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(Mg) = 20/24.31 = 0.8227 mol
m = 0.8227·2/2·40.3 = 33.16 g
Hasil peratusan
Y = 28.18/33.16·100 = 84.99%
Jawapan
Y = 84.99%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 12.5 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 = 0.25·250/5 = 12.5 mL
Jawapan
V1 = 12.5 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 0.72 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 + 0.6·100 = 180 mmol
Kepekatan campuran
c = 180/250 = 0.72 mol/L
Jawapan
c = 0.72 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 79.72 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 380/44.01 = 8.634 mol
T = 60 + 273.15 = 333.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 8.634·8.314·333.1/300 = 79.72 L
Jawapan
V = 79.72 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 7.962 kg/m³
Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).
Susun semula hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 150 + 273.15 = 423.1 K
Ketumpatan
ρ = 1000·28.01/(8.314·423.1) = 7.962 kg/m³
Jawapan
ρ = 7.962 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 31.95 °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
150·0.449·(180 − Tf) = 300·4.18·(Tf − 24)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (67.35·180 + 1254·24)/(67.35 + 1254) = 31.95 °C
Jawapan
Tf = 31.95 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 5187 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/(0.8 − x)²
Ambil punca kuasa dua
8 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·8/(2 + 8) = 0.64 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[HI] = 2x = 1.28 mol/L
Jawapan
[HI] = 1.28 mol/L
10.Keseimbangan kimia
Jawapan: [Cl2] = 0.1176 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
0.01 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.01·x − 0.015 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.015))/2 = 0.1176 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[Cl₂] = x = 0.1176 mol/L
Jawapan
[Cl2] = 0.1176 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.901
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 = 0.001255 mol/L
pH
pH = −log(0.001255) = 2.901
Jawapan
pH = 2.901
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.945
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) = 0.25 − 0.025 = 0.225 mol
n(A⁻) = 0.1 + 0.025 = 0.125 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 4.201 + log(0.125/0.225) = 3.945
Jawapan
pH = 3.945
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t½ = 1.333 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/(0.5·1.5) = 1.333 min
Jawapan
t½ = 1.333 min
Setiap separuh hayat berikutnya dua kali lebih panjang, kerana C₀ telah menjadi separuh.
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: n = 0.5008
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.