STUDYSMART KIMIA TINGKATAN 4
BAB 3 : FORMULA KIMIA DAN PERSAMAAN 3.1 Memahami dan mengaplikasikan konsep jisim
atom relatif
dan jisim molekul relative
3.2 Menganalisis hubungan antara bilangan mol dengan
bilangan zarah
3.3 Menganalisis hubungan di antara bilangan mol bahan
dengan jisim
3.4 Menganalisis perhubungan di antara bilangan mol gas
dengan isipadu
3.5 Mensintesis formula kimia 3.6 Mentafsirkan persamaan kimia
3.1 MEMAHAMI DAN MENGAPLIKASIKAN KONSEP JISIM ATOM RELATIF DAN JISIM MOLEKUL RELATIVE
JISIM ATOM RELATIF, Ar
Atom tidak dapat dilihat dengan mata kasar kerana atom sangat kecil, ringan dan tidak boleh ditimbang menggunakan penimbang.
Cara yang digunakan adalah dengan membandingkan berat satu atom dengan satu atom lain yang lain yang telah telah dijadikan rujukan piawai Jisim atom relatif (Ar) suatu unsur ditakrifkan sebagai, bilangan kali ganda
satu atom sesuatu unsur lebih berat daripada 1/12 jisim atom karbon-12. Hidrogen merupakan unsur pertama yang digunakan sebagai rujukan piawai
kerana hidrogen merupakan unsur yang paling ringan (1.0 unit jisim atomik) Contoh :
Helium adalah 4 kali lebih berat daripada atom hidrogen, dan dengan itu, jisim atom relatif bagi He ialah 4.
Jisim atom relatif tidak mempunyai sebarang unit.
Piawai yang baru yang diguanakan ialah karbon- 12. Jisim atom karbon-12 diberikan nilai tepat kepada 12 unit.
JAR bagi Mg = 2 . 1/12 = 24 JISIM MOLEKUL RELATIF , Mr
= Jisim 1 molekul sebatian . 1/12 x Jisim satu karbon-12
Jisim molekul relatif (Mr) bagi sebatian (compound) ditakrifkan sebagai bilangan kali ganda satu molekul suatu sebatian lebih berat daripada 1/12 jisim atom karbon-12,
Contoh
3.2 MENGANALISIS HUBUNGAN ANTARA BILANGAN MOL DENGAN BILANGAN ZARAH
APAKAH ITU MOL?
Satu mol sesuatu bahan ialah kuantiti yang mengandungi bilangan zarah yang sama dengan bilangan atom yang terdapat dalam 12.000 gram karbon-12.
Ahli kimia telah mengenalpasti bilangan atom yang terdapat dalam 12g karbon-12. Nilai eksperimen yang didapat oleh ahli kimia ialah 6.02 x 1023.
Nilai ini dipanggil Nombor Avogadro.
Nombor Avogadro, NA ditakrifkan sebagai bilangan zarah yang terdapat dalah
satu mol sesuatu sebatian atau unsur.
Satu mol suatu bahan kimia mempunyai 6.02 x 1023 zarah.
SUBSTANCE JMR Gas Hidrogen, H2 2 x Ar H = 2 x 1 = 2 Ammonia, NH3 Ar N + 3(Ar H) = 14 + 3(1) = 17 Natrium Klorida, NaCl Ar Na + Ar Cl = 23 + 35.5 = 58.5 Magnesium Sulfat terhidrat, MgSO4.7H2O
Ar Mg + Ar S + 4(Ar O) + 14(Ar H) + 7(Ar O) =
24 + 32 + 4(16) + 14(1) + 7(16) = 246
Bilangan Mol X Nombor Avogadro Bilangan Zarah ÷ Nombor
3.3 MENGANALISIS HUBUNGAN DI ANTARA BILANGAN MOL BAHAN DENGAN JISIM
Jisim molar – Jisim molar satu bahan ialah jisim 1 mol bahan itu. Contoh :
(a) Jisim molar C
Ar C = 12, Jadi Jisim molar C adalah 12g mol-1 (b) Jisim molar H
2O
Ar H2O = 18, Jisim molar = 18g mol-1 (c) Jisim molar NaCl
Ar(NaCl)= 58.5, Jisim molar = 58.5g mol-1
Bilangan mol dari Jisim atau Jisim dari mol boleh dikira dengan menggunakan formula berikut
Contoh 1
Hitungkan Jisim bagi 0.5 mol atom Ferum Jisim = 0.5 x 56 = 28.0 g
Contoh 2
Gas Argon Fluorohidrat, HArF, merupakan sebatian gas adi yang pertama yang mempunyai Jisim molar 60g mol-1. Hitungkan bilangan mol atom Argon
yang mempunyai Jisim 6.66g di HArF. n (HArF) = 6.66 g
60g
= 0.111 mol
n (Ar) = 0.111 mol x 1 Ar atom di HArF = 0.111 mol
Bilangan Mol, n X Jisim Molar Jisim ÷ Jisim Molar
3.4 MENGANALISIS PERHUBUNGAN DI ANTARA BILANGAN MOL GAS DENGAN ISIPADU
Isi padu molar gas ditakrif sebagai isi padu yang dipenuhi oleh 1 mol gas
dalam tekanan dan suhu tertentu
Kuantiti sebarang gas yang sama mempunyai bilangan isi padu yang sama
jika suhu dan tekanan gas adalah sama.
Pada suhu dan tekanan piawai (0ºC dan 1 atm), satu mol gas memenuhi isi
padu 22.4 dm³ (22400cm³). Ini dikenali sebagai STP (Standard Temperature Pressure)
Pada suhu bilik dan tekanan piawai (20oC dan 1 atm), satu mol gas
memenuhi isi padu 24 dm³ (24000cm³). Ini dikenali sebagai RTP (Room Temperature Pressure)
Isipadu atau mol boleh dihitung dengan menggunakan formula berikut :
Contoh
Berapakah jumlah isipadu 1.2mol gas ammonia, NH3 pada suhu dan tekanan
piawai (STP)?
Isipadu = number of mole x Molar Volume at STP = 1.2 mol x 22.4 dm3 mol-1 = 26.88 dm3 RINGKASAN FORMULA x Jisim Molar ÷ Jisim Molar x NA
Bilangan Zarah Bilangan Mol Jisim
Isipadu ÷ NA ÷ Isipad Molar x Isipadu Molar
Bilangan Mol X Isipadu Molar Isipadu ÷ Isipadu
3.5 MENSINTESIS FORMULA KIMIA
Formula kimia menunjukkan unsur-unsur yang terdapat di dalam satu molekul atau sebatian.
Formula kimia mengandungi maklumat::
- jenis atom atau ion dalam satu unsur atau sebatian. - bilangan atom atau ion dalam unsur/sebatian itu,
Contohnya, formula kimia gas hidrogen ialah H2. Ini menunjukkan bahawa
hidrogen terbentuk daripada unsur hydrogen Perkataan “H” mewakili
simbol atom hydrogen Subskrip “2” menunjukkan bahawa hidrogen
mempunyai dua atom hidrogen di dalam molekul gas
hidrogen
Formula kimia boleh dibahagi kepada 2 jenis, iaitu a) formula empirik
b) formula molekul A) FORMULA EMPIRIK
Formula empirik sesuatu sebatian ialah formula kimia yang menunjukkan
nisbah paling ringkas bilangan atom tiap-tiap unsur yang terdapat dalam sebatian itu.
Contoh : Etena, C2H4
Nisbah C : H 2 : 4 1 : 2
Maka, formula empirik bagi etena ialah CH4
Mengenalpasti formula empirik dengan menjalankan eksperimen
Satu experiment dijalankan dengan menggabungkan bahan X dengan 4.32g gas oksigen untuk membentuk 13.66g sebatian X oksida. Hitungkan formula empirik bagi X oksida. [Jisim molar X ialah 32]
Unsur X O Jisim (g) 13.66g – 4.32g = 9.34g 4.32g Bilangan Mol 9.34g 32 = 0.18 4.32g 16 = 0.27 Nisbah mol 0.18 0.18 = 1 0.27 0.18 = 1.5 Nisbah paling ringkas 1 x 2 = 2 1.5 x 2= 3
Maka, formula empirik X oksida ialah X2O3
B) FORMULA MOLEKUL
Formula molekul sesuatu unsur atau sebatian ialah formula kimia yang
menunjukkan bilangan atom sebenar setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul unsur atau sebatian itu.
Formula molekul = (Formula Empirik)n
n merupakan nilai positif
Contoh
Formula empirik bagi sebatian X ialah CH2 dan Jisim molekul relatif ialah 56.
Cari formula molecular bagi sebatian X. Jumlah Ar di formula empirik yang diberikan
= (1 x 12) + (2 x 1) = 14 Mr = 56 n = Mr ∑Ar = 56 14 = 4 Formula Molekul (CH )
Formula Ion
Formula Kimia bagi Sebatian Ion
Syarat untuk pembentukan sebatian ionik
- Terdapat 2 jenis ion yang mempunyai cas yang berlainan.Xm+ dan Y
n-Penukaran cas akan berlaku semasa pembentukan sebatian ionik
Contoh Natrium Oksida Na+ O 2-+1 -2 2 1 Na2O Aktiviti 1
Tuliskan formula kimia bagi pembentukan ion – ion berikut
Cl- Br- I- O2- OH- SO 42- NO3- S2O3 2-Na+ K+ Zn2+ Mg2+ Ca2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ KATION FORMU LA ANION FORMULA
Ion Natrium Na+ Ion Klorida Cl
-Ion Kalium K+ Ion Bromida Br
-Ion Zinc Zn2+ Ion Iodida I
-Ion Magnesium Mg2+ Ion Oksida O
2-Ion Kalsium Ca2+ Ion Hidroksida OH
-Ion Ferum (II) Fe2+ Ion Sulfat SO 4
2-Iron Ferum (III) Fe3+ Ion Karbonat CO 3
2-Ion Kuprum (ii) Cu2+ Ion Nitrat NO 3
-Ion Ammonium NH4+ Ion Fosfat PO4
3-Ion Hidrogen H+ Ion Tiosulfat S 2O3 2-Ion Aluminium Al3+ Ion Plumbum (II) Pb 2+ Ion Argentum Ag2+
NH4+
H+
Al3+
Pb2+
Ag2+
3.6 MENTAFSIRKAN PERSAMAAN KIMIA Simbol Persamaan
Menulis Persamaan Kimia yang seimbang
LANGKAH 1 – Tulis formula yang betul bagi bahan tindak balas dan hasil tindak balas
LANGKAH 2 – Kenalpasti bilangan atom bagi setiap unsur
LANGKAH 3 – Kenalpasti bilangan atom bagi setiap unsur dengan dengan menyelaraskan pekali dihadapan formula kimia.
Contoh
Magnesium + Oksigen Magnesium oksida 2Mg + O2 2MgO
Elements KIRI KANAN Mg 2 2 O 2 2
Aspek kuantitatif bagi Persamaan Kimia Contoh
Tindak balas diantara asid hidroklorik and zink 2HCl + Zn ZnCl2 + H2
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol SIMBO
L MAKSUD
+ Memisahkan Antara bahan tindak balas dan hasil tindak balas
Menghasilkan
Tindak balas berbalik (s) Pepejal
(l) Cecair (g) Gas (aq) Akues
Pengiraan yang melibatkan persamaan kimia. Contoh
Hitungkan jisim Zink yang diperlukan untuk tidak balas dengan asid hidroklorik untuk menghasilkan 6dm3 gas Hidrogen di dalam suhu bilik.
[JAR : Zn,65 Cl,35.5 Isipadu Molar , 24dm3mol-1 di dalam suhu bilik]
PENYELESAIAN
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
Mass = ? 6 dm3
Bilangan mol H2 = isipadu gas
isipadu molar = 6 dm3
24dm3mol-1
= 0.25 mol
Daripada persamaan kimia, 1 mol gas hidrogen gas memerlukan 1 mol Zn Maka, 0.25mol gas hidrogen memerlukan 0.25mol of Zn
Jisim = bilangan mol x Jisim molar = 0.25 mol x 65 g mol-1
