Cara mencari formula garam terhidrat

Garam terhidrat ialah garam yang hablurnya mengunci bilangan tetap molekul air ke dalam strukturnya, air penghabluran. Hablur kuprum(II) sulfat biru ialah contoh klasik, ditulis CuSO₄·5H₂O, di mana titik bermaksud “bergabung dengan” dan angka 5 memberitahu anda lima molekul air mengiringi setiap satu unit formula garam itu. Soalan peperiksaan hampir selalu sama: anda diberi beberapa jisim daripada eksperimen pemanasan dan diminta mencari bilangan itu, biasanya dipanggil x. Panduan ini menunjukkan kaedah dan butiran amali yang membawa markah.

Idea di sebalik soalan

Apabila anda memanaskan garam terhidrat dengan perlahan, air penghabluran disingkirkan sebagai stim dan garam kontang (tanpa air) tinggal. Jadi jisim yang hilang semasa pemanasan ialah jisim air, dan jisim yang tinggal ialah jisim garam kontang. Jika anda boleh menukar setiap jisim itu kepada mol, nisbah mol memberi anda x secara terus. Ia sebenarnya kaedah formula empirik dalam pakaian berbeza: anda boleh lihat kemahiran induknya di halaman komposisi peratus mengikut jisim kami.

Kaedah lima langkah

1. Catat jisim garam terhidrat sebelum pemanasan.
2. Panaskan sehingga jisim malar. Panaskan, sejukkan, timbang semula, dan ulang sehingga jisim berhenti berubah, itulah bukti semua air telah hilang.
3. Kira dua jisim: garam kontang ialah jisim akhir; air yang hilang ialah jisim awal tolak jisim akhir.
4. Tukar setiap satu kepada mol. Mol garam kontang = jisimnya ÷ jisim molarnya; mol air = jisim air ÷ 18.
5. Bahagikan kedua-duanya dengan nombor yang lebih kecil untuk mendapat nisbah 1 : x. Nilai x itu ialah bilangan molekul air dalam formula.

Anda memerlukan jisim molar garam kontang pada langkah 4, jadi pastikan kemahiran itu kukuh, berlatihlah di jisim molar.

Contoh kerja 1: kuprum(II) sulfat terhidrat

25.0 g kuprum(II) sulfat terhidrat dipanaskan sehingga jisim malar, meninggalkan 16.0 g kuprum(II) sulfat kontang putih. Cari formulanya. (Ar: Cu = 64, S = 32, O = 16, H = 1)

• Jisim CuSO₄ kontang = 16.0 g. Jisim air yang hilang = 25.0 − 16.0 = 9.0 g.
• Jisim molar CuSO₄ = 64 + 32 + (4 × 16) = 160. Mol CuSO₄ = 16.0 ÷ 160 = 0.1 mol.
• Mol H₂O = 9.0 ÷ 18 = 0.5 mol.
• Nisbah CuSO₄ : H₂O = 0.1 : 0.5 = 1 : 5.
• Formula: CuSO₄·5H₂O.

Contoh kerja 2: mencari x bagi magnesium sulfat

Sampel 4.92 g magnesium sulfat terhidrat, MgSO₄·xH₂O, meninggalkan 2.40 g MgSO₄ kontang apabila dipanaskan sehingga jisim malar. Cari x. (Ar: Mg = 24, S = 32, O = 16, H = 1)

• Jisim air yang hilang = 4.92 − 2.40 = 2.52 g.
• Jisim molar MgSO₄ = 24 + 32 + (4 × 16) = 120. Mol MgSO₄ = 2.40 ÷ 120 = 0.02 mol.
• Mol H₂O = 2.52 ÷ 18 = 0.14 mol.
• Nisbah MgSO₄ : H₂O = 0.02 : 0.14 = 1 : 7, jadi x = 7 dan garamnya ialah MgSO₄·7H₂O.

Nombornya lebih berselerak daripada contoh pertama, tetapi lima langkah itu tidak berubah. Bahagikan dengan nilai yang lebih kecil dan nisbah muncul.

Butiran amali yang diberi markah

Pengiraan hanya separuh soalan; Kertas 3 dan soalan berstruktur turut menguji eksperimen. Panaskan garam dengan perlahan dan biarkan penutup mangkuk pijar terbuka sedikit, supaya hablur tidak terpercik keluar dan merendahkan jisim akhir anda. Yang penting, anda mesti memanaskan sehingga jisim malar, panaskan, sejukkan dalam desikator, timbang, kemudian panaskan dan timbang semula sehingga dua bacaan sama. Jika anda berhenti terlalu awal, sebahagian air masih tinggal, jisim air nampak terlalu kecil, dan x anda keluar terlalu rendah. Menyejukkan dalam desikator juga penting, kerana garam kontang yang panas akan menyerap semula lembapan dari udara. Anda boleh lihat eksperimen pemanasan ini dan yang lain dalam konteks di hab eksperimen kami.

Kesilapan lazim

Tiga kesilapan menyebabkan kebanyakan markah hilang. Pertama, membahagi jisim air dengan nombor yang salah, air sentiasa 18, jadi guna 18, bukan 16 atau 20. Kedua, menggunakan jisim molar garam terhidrat dan bukan garam kontang pada langkah 4; garam kontang ialah yang tinggal, jadi guna jisimnya dan jisim molarnya bersama. Ketiga, membundarkan nisbah secara cuai, 1 : 4.9 patut dibundar kepada 1 : 5, jadi percayai nombor eksperimen yang bersih dan bukan memaksa satu nilai. Soalan garam terhidrat berada dalam konsep mol, yang boleh anda ulang kaji sepenuhnya di konsep mol.

Buat langkah ini dengan kemas dan ini menjadi set markah yang sangat boleh diramal. Jika anda mahu seorang guru menyemak kerja pengiraan dan teknik amali anda bersama, kelas dalam talian satu-ke-satu kami bersama guru Kimia SPM kami yang berpengalaman memberi maklum balas sebegitu, dari RM50 sejam dengan pelajaran percubaan satu jam berbayar.