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 CH4 dan 8 g O2 bertindak balas mengikut CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Berapakah jisim m bagi H2O yang boleh terbentuk?
M(CH4) = 16.04M(O2) = 32M(H2O) = 18.02 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
Dalam tindak balas 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3, 8 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 35.98 g AlCl3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl3) = 133.33 g/molsebenar: 35.98 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 100 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 5 mol/Lc2 = 0.3 mol/LV2 = 100 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
250 mL larutan 0.2 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 200 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 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 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LKc = 0.2
[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 hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 75%? Cari t.
k = 0.1 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/LX = 75 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Pada 25 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T2 (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 4 kali lebih pantas?
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(CH4) = 10/16.04 = 0.6234 mol
n(O2) = 8/32 = 0.25 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.6234/1 = 0.6234, 0.25/2 = 0.125 → O2
Jisim hasil
n(H2O) = 0.125·2 = 0.25 mol
m = 0.25·18.02 = 4.505 g
Jawapan
m = 4.505 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 91.01 %
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(Al) = 8/26.98 = 0.2965 mol
m = 0.2965·2/2·133.33 = 39.53 g
Hasil peratusan
Y = 35.98/39.53·100 = 91.01%
Jawapan
Y = 91.01%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 6 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 = 0.3·100/5 = 6 mL
Jawapan
V1 = 6 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 0.3143 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 = 0.2·250 + 0.6·100 = 110 mmol
Kepekatan campuran
c = 110/350 = 0.3143 mol/L
Jawapan
c = 0.3143 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 61.02 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 50/16.04 = 3.117 mol
T = 80 + 273.15 = 353.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 3.117·8.314·353.1/150 = 61.02 L
Jawapan
V = 61.02 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: V2 = 18.21 L
Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Suhu mutlak
T1 = 303.1 K, T2 = 473.1 K
Hukum gas gabungan
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 5·(350/150)·(473.1/303.1) = 18.21 L
Jawapan
V2 = 18.21 L
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 30.4 °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
200·0.449·(90 − Tf) = 200·4.18·(Tf − 24)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (89.8·90 + 836·24)/(89.8 + 836) = 30.4 °C
Jawapan
Tf = 30.4 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: ΔH° = −890.3 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
0.2 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.1 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.1))/2 = 0.2317 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 0.5 − 0.2317 = 0.2683 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.2683 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 = 3.292
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 − 0.05 = 0.15 mol
n(A⁻) = 0.15 + 0.05 = 0.2 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.167 + log(0.2/0.15) = 3.292
Jawapan
pH = 3.292
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 30 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).
Kepekatan pada akhir
CA = 1·(1 − 0.75) = 0.25 mol/L
Hukum peringkat kedua teramir
t = (1/CA − 1/CA0)/k = (4 − 1)/0.1 = 30 min
Jawapan
t = 30 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: T2 = 39.32 °C
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).