Cara menyelesaikan masalah bahan tindak balas penghad

Apabila dua bahan tindak balas dicampur, jarang sekali kedua-duanya habis pada saat yang sama. Satu habis dahulu dan menghentikan tindak balas, itulah bahan tindak balas penghad, dan ia sahaja menentukan berapa banyak hasil terbentuk. Yang satu lagi tinggal berlebihan. Menentukan yang mana satu ialah kemahiran SPM biasa yang sering disalah oleh pelajar kerana membandingkan amaun mentah dan bukan nisbah mol. Panduan ini memberi kaedah yang boleh dipercayai dan dua contoh penyelesaian, menggunakan nisbah mol dalam persamaan.

Mengapa amaun mentah boleh menipu anda

Menggoda untuk berkata “X lebih banyak, jadi Y habis”. Itu hanya selamat apabila kedua-duanya bertindak balas dalam nisbah 1 : 1. Jika persamaan seimbang memerlukan dua bagi satu bahan bagi setiap satu bahan yang lain, amaun mesti ditimbang terhadap pekali, bukan terhadap satu sama lain. Itulah keseluruhan idea masalah bahan tindak balas penghad.

Kaedah empat langkah

1. Tulis persamaan seimbang dan catat pekali setiap bahan tindak balas.
2. Cari mol setiap bahan tindak balas yang diberi, guna mol = jisim ÷ jisim molar, atau mol = kepekatan × isi padu.
3. Bahagi mol setiap bahan dengan pekalinya. Bahan dengan hasil lebih kecil ialah bahan tindak balas penghad; yang satu lagi berlebihan.
4. Guna mol bahan penghad dan nisbah mol untuk mencari mol, kemudian jisim atau isi padu, hasil.

Langkah membahagi ialah langkah utama. Membandingkan mol-per-pekali meletakkan kedua-dua bahan pada asas yang sama, jadi nilai lebih kecil benar-benar yang habis dahulu.

Contoh penyelesaian 1: magnesium dan asid

0.10 mol magnesium ditambah kepada 0.15 mol asid hidroklorik. Yang mana penghad, dan berapa banyak hidrogen terbentuk?

Langkah 1, persamaan. Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Mg berpekali 1, HCl berpekali 2.

Langkah 2, mol diberi. Mg = 0.10 mol, HCl = 0.15 mol.

Langkah 3, bahagi dengan pekali. Mg: 0.10 ÷ 1 = 0.10. HCl: 0.15 ÷ 2 = 0.075. Nilai lebih kecil ialah HCl, jadi HCl ialah bahan tindak balas penghad dan magnesium berlebihan.

Langkah 4, cari hasil. Daripada persamaan, 2 mol HCl memberi 1 mol H₂, jadi mol H₂ = 0.15 ÷ 2 = 0.075 mol. Pada keadaan bilik itu ialah 0.075 × 24 = 1.8 dm³ hidrogen, menggunakan isi padu molar 24 dm³ mol⁻¹.

Perhatikan bahawa jika anda membandingkan amaun mentah, anda mungkin tersilap memilih magnesium; membahagi dengan pekali itulah yang memberi jawapan betul. Lebih latihan ada pada halaman bahan tindak balas penghad kami.

Contoh penyelesaian 2: membakar dalam oksigen

4.8 g karbon dibakar dalam 12.8 g oksigen. Yang mana penghad, dan berapa jisim karbon dioksida terbentuk? (Jisim atom relatif: C = 12, O = 16.)

Langkah 1, persamaan. C + O₂ → CO₂. Kedua-duanya berpekali 1.

Langkah 2, mol diberi. Karbon: 4.8 ÷ 12 = 0.40 mol. Oksigen (O₂, jisim molar 32): 12.8 ÷ 32 = 0.40 mol.

Langkah 3, bahagi dengan pekali. Kedua-duanya memberi 0.40 ÷ 1 = 0.40. Ia betul-betul sama, jadi tiada yang berlebihan, bahan tindak balas berada dalam nisbah stoikiometri tepat.

Langkah 4, cari hasil. Mol CO₂ = 0.40 mol; jisim = 0.40 × 44 = 17.6 g. Apabila nilai yang dibahagi sama, tindak balas ialah campuran “sempurna” tanpa apa-apa yang tinggal, hasil yang sah dan boleh diperiksa.

Menyemak jawapan anda

Dua semakan pantas menangkap kebanyakan ralat:

• Bahan berlebihan sepatutnya ada baki. Anda boleh sahkan amaunnya dengan mengira berapa banyak yang benar-benar digunakan oleh bahan penghad dan menolaknya. Dalam contoh 1, 0.15 mol HCl menggunakan 0.075 mol Mg (separuh sahaja, daripada nisbah 1 : 2), meninggalkan 0.10 − 0.075 = 0.025 mol magnesium tidak bertindak balas.
• Jangan sekali-kali asaskan hasil pada bahan berlebihan. Hasil sentiasa datang daripada mol bahan penghad, menggunakan yang berlebihan ialah ralat paling lazim dan memberi jawapan terlalu besar.

Menukarnya kepada jisim atau isi padu

Sebaik anda mempunyai mol bahan penghad, selebihnya ialah stoikiometri biasa: guna nisbah mol untuk mendapat mol hasil, kemudian tukar kepada jisim dengan mol × jisim molar, atau kepada isi padu gas dengan mol × 24 dm³ mol⁻¹ pada keadaan bilik. Penukaran jisim dihuraikan pada halaman jisim hasil atau bahan tindak balas kami.

Berlatih sehingga urutan menjadi automatik

Urutan tidak pernah berubah: seimbangkan, cari mol, bahagi dengan pekali, pilih yang lebih kecil, kemudian bina hasil daripadanya. Kerjakan satu soalan pengumpulan gas dan satu soalan jisim dan kaedah itu menjadi lumrah. Jika memilih bahan penghad terus mengganggu anda, itu perkara pantas untuk dibetulkan dengan seorang guru, kelas satu-ke-satu dalam talian kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar untuk bermula.