Słynne Angkor Wat, widok o szóstej nad ranem. Dziki tłum fotografów stoi za moimi plecami, każdy
BAB 3 STOI
-
Upload
mariasabtu -
Category
Documents
-
view
827 -
download
7
Transcript of BAB 3 STOI
BAB 3
STOIKIOMETRI
Konsep Mol
Stoikiometri berasal dari perkataan Greek, stoicheion yang bermaksud unsur dan metron yang bermaksud ukur. Oleh itu, perkataan stoikiometri digunakan untuk menerangkan aspek kuantitatif komposisi dan tindak balas kimia.
Salah satu daripada konsep penting untuk menerangkan stoikiometri tindak balas adalah konsep mol.
Kuantiti SI yang menerangkan jumlah suatu sebatian dengan mengaitkannya dengan bilangan partikel sebatian tersebut dipanggil sebagai mol.
Mol ialah jumlah suatu bahan yang mengandungi bilangan partikel unsur yang sama, seperti dalam karbon-12, ada 12g.
Bilangan partikel unsur tersebut (atom atau molekul) dalam satu mol dipanggil sebagai nombor Avogadro (NA).
1 mol terdiri daripada 6.022 x 1023 atom.
12310022.6 molxN A
Bilangan mol = Bilangan zarahNombor Avogadro (NA)
Bilangan mol =Jisim bahan (g) Ar @ Jr
Pengiraan yang mengaitkan antara bilangan mol dengan jumlah atom
Contoh:-
Satu logam besi dikatakan mengandungi sebanyak 2.35 mol Fe. Berapa banyak atom Fe yang terdapat dalam logam besi tersebut?
Penyelesaian:
Di ketahui bahawa 1 mol Fe = 6.02 x 1023
atom Fe
Femol
FeatomxxFemolFeatom
1
10022.635.2?
23
Featomx 241042.1
Pengiraan yang mengaitkan antara bilangan atom dengan jumlah dalam mol dan berat
dalam gram
Contoh:-(a) Berapa banyak mol sulfur yang terdapat
dalam satu sampel yang mengandungi 7.65 x 1022 atom S?
(a) Apakah berat bagi sampel ini?
Penyelesaian:
(a) Di ketahui bahawa 1 mol S = 6.02 x 1023 atom S
Satomx
SmolxSatomxSmol
2322
10022.6
11065.7?
Smol127.0
(b) Daripada jawapan yang diperolehi dalam (a),
Smol
SgxSmolSg
1
07.32127.0?
Sg07.4
Jisim molekul dan jisim formula
Cara yang paling mudah untuk mengira jisim 1 mol suatu bahan adalah dengan menjumlahkan jisim atom bagi kesemua unsur yang terdapat dalam bahan tersebut.
Jika bahan tersebut terdiri daripada molekul (contohnya CO2, H2O atau NH3), jumlah jisim bagi molekul tersebut dipanggil sebagai jisim molekul.
Jika sesuatu bahan itu terdiri daripada sebatian ionik contohnya NaCl atau CaCl, jumlah jisim atom bagi setiap unsur dalam unit formula sebatian tersebut dipanggil sebagai jisim formula.
Pengiraan jisim molekul
Contoh:Kira jisim molekul bagi molekul;
a) CO2
MCO2 = MC + 2MO
= 12.01 + 2(16.0)= 44.01 g/mol
b) NH3
MNH3 = MN + 3MH
= 14.01 + 3(1.01)= 17.04 g/mol
Pengiraan jisim formula
Contoh:Kira jisim formula bagi sebatian;
a) C12H22O4
MC12H22O4 = 12MC + 22MH + 4MO
= 12(12.01) + 22(1.01) + 4(16.0)= 230.35 g/mol
b) Mg(NO3)2
MMg(NO3)2 = MMg + 2[MN + 3MO]
= 24.31 + 2[14.01 + 3(16.0)]
= 148.33 g/mol
Jenis-jenis sebatian kimia
2 jenis sebatian kimia
a) Sebatian ionik
b) Sebatian molekul
Sebatian ionik
Sebatian ionik merupakan kombinasi antara atom logam dan atom bukan logam.
Satu sebatian ionik terdiri daripada ion positif dan negatif yang dihubungkan dengan daya tarikan elektrostatik.
Atom logam cenderung untuk hilang satu atau
lebih elektron apabila atom tersebut bergabung
dengan atom bukan logam dan atom bukan logam
tersebut cenderung untuk tambah satu atau lebih
elektron.
Contoh sebatian ionik adalah sepertI:-
NaCl
MgCl2
Mg(NO3)2
MgI2
Al2O3
Sebatian molekul
Sebatian molekul terdiri daripada unit-unit
berasingan yang dipanggil sebagai molekul.
Ia biasanya terdiri daripada beberapa atom bukan
logam yang terikat dengan ikatan kovalen.
Formula kimia
3 jenis formula kimia iaitu;
a) Formula empirik
b) Formula molekul
c) Formula struktur
a) Formula empirik
Formula empirik merupakan formula yang
paling ringkas bagi satu sebatian yang
menunjukkan jenis atom dan bilangan
atom tersebut.
b) Formula molekul
Formula molekul adalah berdasarkan
molekul ‘sebenar’ bagi satu sebatian.
Biasanya formula molekul adalah gandaan
kepada formula empirik.
Contohnya, satu molekul asid asetik yang
terdiri daripada 2 atom C, 4 atom H dan 2
atom O yang mempunyai formula molekul
C2H4O2, 2 kali ganda daripada formula
empiriknya CH2O.
Glukosa pula mempunyai formula molekul
C6H12O6, 6 kali ganda daripada formula unit
asal, CH2O.
c) Formula struktur
Formula struktur menunjukkan turutan atom, ikatan antara atom tersebut dan
jenis ikatan yang terlibat.
Contohnya, formula struktur bagi asid asetik boleh ditulis seperti berikut :-
Atau boleh juga ditulis dalam bentuk CH3COOH
C
H
H
CH O
O
H
Komposisi sebatian kimia
Satu formula kimia akan memberikan informasi
kuantitatif berkaitan dengan satu sebatian dan
unsur-unsur kumpulan penukargantinya.
Contohnya Halothane mempunyai kedua-dua
formula empirik dan formula molekul, C2HBrClF3.
C2HBrClF3
MC2HBrClF3 = 2MC + MH + MBr + MCl + 3MF
= (2 x 12.01) + 1.01 + 79.90 + 35.45
+ (3 x 19.00)
= 197.38 g/mol
Sebatian ini mempunyai jisim molekul relatif
197.38 g/mol yang boleh dikira seperti berikut :-
Formula molekul C2HBrClF3 memberitahu kita
bahawa dalam satu mol halothane mengandungi
2 mol atom C, satu mol atom H, Br dan Cl, dan 3
mol atom F.
Sekiranya ditanya dengan soalan seperti
“Berapa banyak atom C yang ada dalam satu mol
halothane?” Maka
Cmol
Catomxx
HBrClFCmol
CmolxHBrClFCmolCatom
1
10022.6
1
20.1?
23
3232
Catomx 2410204.1
Pengiraan melibatkan komposisi sebatian kimia
Contoh:
Berapa banyak mol F yang ada dalam 75.0 ml sampel
halothane (d = 1.871 g/ml)?
Penyelesaian:
Mula-mula tukar isipadu sampel kepada berat dalam g; ini
memerlukan ketumpatan sebagai faktor pertukaran.
Kemudian, tukar berat halothane kepada bilangan mol; ini
memerlukan jisim molekul relatif sebagai faktor pertukaran.
Faktor pertukaran terakhir adalah berdasarkan
formula halothane.
32
3232 1
871.10.75?
HBrClFCml
HBrClFCgxHBrClFCmlFmol
3232
32
1
3
4.197
1
HBrClFCmol
Fmolx
HBrClFCg
HBrClFCmolx
Fmol13.2
Pengiraan peratus berat komposisi daripada formula kimia
Peratus berat sesuatu unsur yang terdapat dalam
satu formula kimia boleh dikira dengan
menggunakan rumus :-
%100
.
% x
sebatianbagiJMR
unsursetiap
bagiJARx
formulaunitper
unsurbagiatombil
unsurberat
Contoh:
Apakah peratus berat komposisi bagi halothane,
C2HBrClF3?
Penyelesaian:
Mula-mula kira JMR C2HBrClF3. Seperti yang dikira
sebelum ini, JMR bagi C2HBrClF3 adalah
197.38 g/mol.
Kemudian, untuk satu mol sebatian tersebut, kira nisbah
jisim dan peratus bagi setiap unsur.
%17.12%100
38.197
01.122% x
g
gxC
%51.0%10038.197
01.1% x
g
gH
%48.40%10038.197
90.79% x
g
gBr
%96.17%10038.197
45.35% x
g
gCl
%88.28%100
38.197
00.193% x
g
gxF
Membentuk formula kimia daripada peratus berat komposisi sebatian
Peratus komposisi satu sebatian boleh membentuk pecahan
mol relatif bagi setiap unsur yang terdapat dalam sebatian
tersebut berdasarkan berat setiap unsur.
Suatu formula kimia memerlukan pecahan mol relatif
berdasarkan bilangan mol bagi setiap unsur dalam sebatian
tersebut.
Terdapat 5 langkah utama untuk membentuk satu formula
kimia daripada peratus komposisi satu sebatian.
5 langkah utama
L1
L2
L3
L4
L5
% Komposisi Anggapkan 100 g Berat setiap unsur dalam g
X 1 / JMR Bil. mol setiap unsur
Tulis formula tentatif berdasarkan bilangan mol yang dikira
Bahagikan bil. mol yang telah dikira bagi setiap unsur dengan bil. mol bagi unsur yang paling rendah untuk mendapatkan nilai
faktor yang paling kecil
Bundarkan nombor tersebut dengan mendarabkannya dengan satu faktor yang sesuai untuk mendapatkan formula akhir
Menentukan formula empirik dan formula molekul
Contoh:-
Dibutil succinate adalah sejenis racun serangga
yang digunakan untuk membunuh semut dan lipas.
Komposisinya adalah terdiri daripada 62.58% C,
9.63% H dan 27.79% O. Jisim molekul yang telah
ditentukan melalui eksperimen bagi sebatian ini
adalah 230 u. Apakah formula empirik dan formula
molekul bagi sebatian ini?
Penyelesaian:
L1: Tentukan jisim bagi setiap unsur dalam 100 g sampel.
62.58 g C, 9.63 g H, 27.79 g O
L2: Tukarkan jisim bagi setiap unsur kepada bilangan mol
CmolCg
CmolxCgCmol 210.5
011.12
158.62?
HmolHg
HmolxHgHmol 55.9
008.1
163.9?
OmolOg
OmolxOgOmol 737.1
999.15
179.27?
L3: Tulis formula tentatif berdasarkan bil. mol yang telah
dikira.
C5.21H9.55O1.74
L4: Bahagi setiap faktor daripada L3 dengan faktor yang paling kecil
L5: Bundarkan setiap faktor daripada L4 dengan mendarab faktor tersebut dengan nilai yang sesuai untuk dapatkan formula akhir
OHCOHC 5.5374.174.1
74.155.9
74.121.5
2116125.5232 OHCOHC xxx
Formula akhir yang didapati daripada L5 dipanggil sebagai Formula empirik.
C6H11O2
Jisim bagi formula empirik tersebut adalah;
Oleh kerana jisim molekul yang ditentukan secara eksperimen diberi sebagai 230 adalah 2 kali ganda daripada yang dikira menggunakan formula empirik, maka formula molekul bagi sebatian tersebut dapat ditulis;
1150.1620.1110.126 xxx
42212 OHC
Tindak balas kimia
Tindak balas kimia adalah satu proses di mana
satu set bahan yang dipanggil bahan tindak balas
atau reaktan ditukarkan kepada satu set bahan
yang baru yang dipanggil hasil atau produk.
@
Tindak balas kimia adalah satu proses di mana
berlakunya perubahan secara kimia.
Persamaan kimia
Persamaan kimia ditulis untuk menunjukkan tindak balas kimia yang berlaku.
Dalam persamaan kimia, reaktan ditulis di sebelah kiri persamaan dan produk
ditulis di sebelah kanan persamaan.
Persamaan kimia boleh mengandungi nama atau formula bahan atau sebatian
yang terlibat dalam tindak balas tersebut.Reaktan Produk
Contohnya;
atau boleh ditulis juga dengan cara;
Persamaan kimia yang didapati tidak seimbang kerana di sebelah kiri ada 3 atom O manakala di sebelah kanan ada dua atom O. Oleh itu persamaan ini perlu diseimbangkan seperti;
Nitrogen monoksida + Oksigen Nitrogen dioksida
22 NOONO
22 22 NOONO
Cara untuk seimbangkan persamaan kimia
Contoh:
Seimbangkan persamaan berikut;
Penyelesaian:
Ada 1 atom N di sebelah kiri daripada NH3, dan ada 2 atom N di sebelah kanan daripada N2. Oleh itu kita
perlukan pekali 2 di hadapan NH3 untuk seimbangkan N.
OHNONH 2223
OHNONH 22232
Sekarang ada 6 atom H di sebelah kiri daripada 2NH3, dan ada 2 atom H di sebelah kanan
daripada H2O. Oleh itu kita perlukan pekali 3 di hadapan H2O untuk seimbangkan H.
Sekarang ada 2 atom O di sebelah kiri daripada O2, dan ada 3 O di sebelah kanan daripada 3H2O.
Kita boleh dapat 3 O di sebelah kira dengan meletakkan pekali 3/2 di hadapan O2.
OHNONH 22232
OHNONH 2223 32
OHNONH 2223 3232
Untuk menulis satu persamaan yang mana semua pekalinya terdiri daripada
integer, kita boleh mendarabkan semua pekali tersebut dengan 2. Oleh itu,
kita akan dapat satu persamaan kimia yang seimbang sepenuhnya seperti :-
OHNONH 2223 6234
OHNONH 2223 3232
Stoikiometri tindak balas
Melibatkan faktor stoikiometri suatu bahan atau
hasil dalam satu tindak balas berdasarkan mol.
Contoh :-
23 3262 HAlClHClAl
Dalam tindak balas di atas, 2 mol Al bertindak balas
dengan 6 mol HCl untuk menghasilkan 2 mol AlCl3 dan 3
mol H2
Menggunakan persamaan kimia dalam pengiraan yang melibatkan mol
Contoh 1:
(a) Berapa banyak mol O2 diperlukan untuk membakar
1.80 mol C2H5OH berdasarkan persamaan berikut;
Penyelesaian:
OHCOOOHHC 22252 323
Dalam tindak balas di atas, 1 mol C2H5OH bertindak balas
dengan 3 mol O2 untuk menghasilkan 2 mol CO2 dan 3 mol
H2O
Penyelesaian:
Dalam tindak balas di atas, 1 mol C2H5OH bertindak
balas dengan 3 mol O2 untuk menghasilkan 2 mol
CO2 dan 3 mol H2O
252 31 OmolOHHCmol
Oleh itu,
Maka;
2
52
252
40.5
1
380.1
Omol
OHHCmol
OmolxOHHCmol
Contoh 2:
(b) Berapa banyak mol CO2 dihasilkan apabila 0.274 mol
C2H5OH dibakar?
Penyelesaian:OHCOOOHHC 22252 323
252 21 COmolOHHCmol Berdasarkan persamaan;
Maka;
2
52
252
548.0
1
2274.0
COmol
OHHCmol
COmolxOHHCmol
Contoh 3:
(c) Berapa banyak mol H2O dihasilkan apabila 3.66 mol
CO2 dihasilkan semasa pembakaran C2H5OH?
Penyelesaian:OHCOOOHHC 22252 323
OHmolCOmol 22 32 Berdasarkan persamaan;
Maka;
OHmol
COmol
OHmolxCOmol
2
2
22
49.5
2
366.3
Menggunakan persamaan kimia dalam pengiraan yang melibatkan gram
Contoh:
(a) Berapa gram O2 diperlukan untuk bertindak balas
dengan 0.300 mol Al?
Penyelesaian:
322 234 OAlOAl
Dalam tindak balas di atas, 4 mol Al bertindak balas dengan
3 mol O2 untuk menghasilkan 2 mol Al2O3
234 OmolAlmol
2
2
225.0
4
3300.0
Omol
Almol
OmolxAlmol
22 0.321 OgOmol
Oleh itu,
Maka;
Oleh itu;
2
2
22
20.7
1
0.32225.0
Og
Omol
OgxOmol
Molariti
Kepekatan atau Molariti suatu larutan boleh didefinisikan
melalui rumus berikut;
Contohnya, satu larutan yang mengandungi 1.00 mol NaCl
dalam 1.00 L larutan di katakan mempunyai molariti 1.00
mol NaCl / L larutan atau 1.00 Molar atau 1.00M.
(Liter)larutanIsipadu
bahanmolBil.(M)Molariti
Pengiraan Molariti bagi suatu larutan
Contoh:
2.00g sampel natrium hidroksida, NaOH dilarutkan dalam air
untuk mendapatkan larutan yang isipadunya 200 ml. Apakah
molariti bagi larutan NaOH ini?
Penyelesaian:
Mula-mula dapatkan bilangan mol bagi 2.00g NaOH
NaOHmol.gmol.
g.
JMR
Jisimmol.Bil
0500040
0021
Kemudian tukarkan 200 ml kepada unit liter, 0.200 L.
Oleh itu molariti bagi larutan NaOH;
NaOHM.
L.
NaOHmol.
L,NaOHtanLaruIsipadu
NaOHmol.BilM,Molariti
2500
2000
050
Pengiraan Jisim bahan dalam suatu larutan yang diketahui kepekatannya
Contoh:
Berapa gram NaOH yang terdapat dalam 50.0 ml larutan NaOH
yang mempunyai kepekatan 0.400M?
Penyelesaian:
Mula-mula dapatkan bilangan mol bagi NaOH
Kemudian, dapatkan jisim NaOH daripada bil. mol yang telah
dikira
g.
gmol.xmol.
JMRxmol.BilJisim
800
0040020 1
mol.
L.xL/mol.
IsipaduxtanKepekaNaOHmol.Bil
020
0504000
Pencairan larutan
Proses ini bertujuan untuk mendapatkan satu larutan yang
kepekatannya lebih rendah.
Proses pencairan melibatkan campuran satu larutan yang
lebih pekat dengan pelarut tambahan untuk mendapatkan
isipadu akhir yang lebih besar.
Sepanjang proses ini, bilangan mol bagi bahan tersebut kekal
tetap, hanya isipadu meningkat.
Pencairan larutan
Jika didarabkan molariti, M bagi suatu larutan dengan
isipadunya, V, kita akan dapat bil. mol bagi bahan tersebut.
Oleh kerana bil. mol bahan kekal sama semasa proses
pencairan, maka hasil darab molariti dan isipadu awal
(M1V1) mestilah sama dengan hasil darab molariti dan
isipadu akhir. Ini dapat ditunjukkan dalam persamaan;
V.Mbahanmol
2211 VMVM
Contoh pencairan larutan
Contoh pencairan larutan
Pengiraan melibatkan pencairan
Contoh:
Berapa ml larutan pekat H2SO4 (18.0M) diperlukan untuk
menyediakan 750 ml larutan H2SO4 3.00M?
Penyelesaian:
Mula-mula tuliskan maklumat yang diberi;
mlV?V
M.MM.M
VMVM
750
003018
21
21
2211
Kemudian kira V1 dengan menggunakan persamaan seperti
berikut;
ml
M.
mlM.V
M
VMV
VMVM
125
018
7500031
1
221
2211