Cara membuat pengiraan isi padu gas pada s.t.b.

Pengiraan isi padu gas antara markah paling boleh dipercayai dalam Kimia SPM sebaik anda pegang satu fakta: pada suhu dan tekanan yang sama, satu mol mana-mana gas menempati isi padu yang sama. Pada keadaan bilik (s.t.b.) isi padu itu ialah 24 dm³ mol⁻¹. Panduan ini menunjukkan cara menggunakan isi padu molar untuk bergerak antara mol, jisim dan isi padu, serta cara menangani tindak balas yang menghasilkan gas. Ia berpaksikan Konsep mol, formula dan persamaan kimia.

Isi padu molar dan dua hubungan

Kerana satu mol gas sentiasa mengisi 24 dm³ mol⁻¹ pada s.t.b., anda hanya perlukan dua penyusunan semula bagi idea yang sama:

• mol gas = isi padu gas ÷ isi padu molar
• isi padu gas = mol gas × isi padu molar

Pada s.t.b. isi padu molar ialah 24 dm³ mol⁻¹. Jika soalan menetapkan suhu dan tekanan piawai (STP) pula, guna 22.4 dm³ mol⁻¹. Soalan SPM biasanya bekerja pada s.t.b., jadi 24 ialah nombor lalai anda, tetapi sentiasa baca keadaan yang dinyatakan soalan.

Betulkan unit anda

Ralat paling biasa ialah tergelincir unit, jadi betulkannya sebelum apa-apa yang lain. Isi padu datang dalam dua unit:

• 1 dm³ = 1000 cm³

Untuk menukar cm³ kepada dm³, bahagikan dengan 1000. Jadi 500 cm³ = 0.5 dm³. Sentiasa tukar kepada dm³ sebelum membahagi dengan 24, kerana isi padu molar dinyatakan dalam dm³ mol⁻¹. Biasakan diri menyemak unit pada setiap baris kerja anda; satu langkah tambahan yang kecil ini menyelamatkan banyak markah yang hilang akibat kecuaian.

Contoh penyelesaian 1: isi padu daripada jisim

Berapakah isi padu yang ditempati 8.0 g metana, CH₄, pada s.t.b.? (Jisim atom relatif: C = 12, H = 1.)

1. Jisim molar CH₄ = 12 + (4 × 1) = 16 g mol⁻¹.
2. Mol = 8.0 ÷ 16 = 0.50 mol.
3. Isi padu = 0.50 × 24 = 12 dm³.

Contoh penyelesaian 2: mol daripada isi padu

Berapa mol dalam 120 cm³ karbon dioksida pada s.t.b.?

1. Tukar isi padu: 120 cm³ = 0.120 dm³.
2. Mol = 0.120 ÷ 24 = 0.0050 mol.

Itulah corak yang dilatih pada halaman mol daripada isi padu gas, tukar dahulu, kemudian bahagikan dengan 24.

Contoh penyelesaian 3: gas yang dihasilkan oleh tindak balas

Inilah jenis yang paling kerap diperiksa. Kira isi padu karbon dioksida yang dihasilkan pada s.t.b. apabila 5.0 g kalsium karbonat bertindak balas lengkap dengan asid hidroklorik berlebihan.

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

1. Jisim molar CaCO₃ = 40 + 12 + (3 × 16) = 100 g mol⁻¹.
2. Mol CaCO₃ = 5.0 ÷ 100 = 0.050 mol.
3. Nisbah mol CaCO₃ : CO₂ ialah 1 : 1, jadi mol CO₂ = 0.050 mol.
4. Isi padu CO₂ = 0.050 × 24 = 1.2 dm³ (atau 1200 cm³).

Laluannya sentiasa sama: jisim → mol → nisbah mol → mol gas → isi padu. Kerjakan lebih banyak pada halaman isi padu gas dalam tindak balas.

Isi padu gas bertindak balas

Apabila bahan tindak balas dan hasil semuanya gas pada keadaan sama, anda boleh memintas dengan isi padu terus, kerana isi padu sama gas mengandungi bilangan mol yang sama. Ini bermakna nisbah isi padu sama dengan nisbah mol. Bagi sintesis ammonia:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

20 cm³ nitrogen bertindak balas dengan 60 cm³ hidrogen membentuk 40 cm³ ammonia, mengikut nisbah 1 : 3 : 2. Tiada isi padu molar diperlukan di sini, nisbah itu yang bekerja.

Isi padu kepada bilangan zarah

Kadangkala soalan meminta bilangan molekul. Cari mol dahulu, kemudian darab dengan pemalar Avogadro, 6.02 x 10²³ mol⁻¹. Bagi 0.0050 mol karbon dioksida di atas, bilangan molekul = 0.0050 × 6.02 × 10²³ = 3.01 × 10²¹.

Kesilapan biasa yang perlu dielak

• Melangkau penukaran cm³ kepada dm³, yang menyeleweng jawapan sebanyak faktor 1000.
• Guna 24 sedangkan soalan menyatakan STP (guna 22.4 di situ).
• Tidak mengimbangkan persamaan, jadi nisbah mol kepada gas salah.
• Terlupa “berlebihan” bermakna bahan tindak balas satu lagi habis digunakan, jadi amaun yang dinamakan itulah yang mengehadkan gas yang dihasilkan.

Pengiraan gas menjadi pantas sebaik isi padu molar dan penukaran unit menjadi automatik. Jika versi berasaskan tindak balas, jisim ke mol ke isi padu gas, tempat anda hilang jejak, itu perkara biasa untuk dikerjakan bersama guru. Kelas dalam talian satu-ke-satu kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan sesi percubaan satu jam berbayar, melatih peta mol penuh terhadap soalan tahun lepas sehingga setiap langkah menjadi lumrah.