Kadar tindak balas purata

Halaman ini menerangkan kadar tindak balas purata untuk Kimia SPM secara langkah demi langkah: formula yang diperlukan, unit yang perlu diberi perhatian, dan contoh penyelesaian.

Bila anda menggunakannya

Kadar tindak balas ialah satu bab penuh Tingkatan 4, dan perkara pertama yang diminta ialah mengira kadar purata dalam sesuatu tempoh. Sama ada eksperimen mengumpul gas, memerhati jisim menurun, atau merekod kepekatan, pengiraannya berbentuk sama.

Formula dan unit

kadar purata = perubahan kuantiti / masa diambil

Kuantiti itu boleh jadi isipadu gas yang dibebaskan, kehilangan jisim, atau perubahan kepekatan. Jadi unit kadar bergantung pada apa yang anda ukur:

• gas dikumpul: cm³ s⁻¹ (atau cm³ min-1)
• jisim hilang: g s⁻¹
• perubahan kepekatan: mol dm⁻³ s⁻¹

Unit. Sentiasa bahagikan amaun perubahan dengan masa untuk perubahan itu, dan nyatakan unit yang sepadan. Kadar ialah kuantiti positif yang memerihalkan betapa cepat tindak balas berlaku.

Contoh penyelesaian 1 (mudah)

Satu tindak balas membebaskan 48 cm³ gas dalam 24 s. Cari kadar purata.

• kadar purata = 48 / 24 = 2 cm³ s⁻¹.

Contoh penyelesaian 2 (sederhana)

Dalam tindak balas yang membebaskan gas, jisim kelalang menurun daripada 50.00 g kepada 48.20 g dalam 60 s. Cari kadar purata kehilangan jisim.

• perubahan jisim = 50.00 - 48.20 = 1.80 g.
• kadar purata = 1.80 / 60 = 0.03 g s⁻¹.

Contoh penyelesaian 3 (aras SPM)

Ketulan marmar dan asid menghasilkan 120 cm³ karbon dioksida secara keseluruhan dalam 60 s, tetapi 30 cm³ pertama dikumpul dalam 10 s pertama sahaja. Bandingkan kadar purata dalam 10 s pertama dengan kadar purata keseluruhan.

• 10 s pertama: kadar purata = 30 / 10 = 3 cm³ s⁻¹.
• keseluruhan tindak balas: kadar purata = 120 / 60 = 2 cm³ s⁻¹.

Kadar lebih tinggi pada permulaan (3 cm³ s⁻¹) berbanding keseluruhan tindak balas (2 cm³ s⁻¹), yang memberitahu anda tindak balas menjadi perlahan apabila berjalan, mata kegemaran SPM.

Mengapa kadar menurun dengan masa

Purata dalam beberapa saat pertama sentiasa lebih besar daripada purata keseluruhan tindak balas. Pada permulaan, kepekatan bahan tindak balas paling tinggi, jadi perlanggaran berkesan paling kerap dan gas keluar paling laju. Apabila bahan tindak balas habis digunakan, perlanggaran menjadi kurang kerap dan lengkung mendatar sehingga tindak balas berhenti. Inilah perbezaan antara kadar purata sepanjang selang dan kadar serta-merta pada satu ketika, yang anda baca daripada kecerunan graf.

Memilih ukuran yang betul

Kuantiti yang anda jejaki bergantung pada tindak balas. Jika gas dibebaskan, kumpulkannya dalam picagari atau di atas air dan ukur isipadunya. Jika gas terlepas daripada kelalang terbuka, ikuti jisim yang menurun pada neraca. Jika warna atau mendakan terbentuk, ikuti kepekatan atau masa untuk mencapai tanda tetap. Kaedah berubah tetapi formula tidak: sentiasa perubahan kuantiti dibahagi masa. Sebab itu anda mesti jelas dahulu tentang apa yang diukur oleh setiap eksperimen sebelum memilih unit kadar, kerana unit itu mesti sepadan dengan kuantiti yang diperhatikan. Sebaik anda mengenal pasti apa yang berubah, baki pengiraan hanyalah satu bahagian yang mudah.

Perangkap lazim

• Terlupa unit. Kadar tidak bermakna tanpa cm³ s⁻¹, g s⁻¹ atau mol dm⁻³ s⁻¹.
• Selang masa salah. Guna masa untuk perubahan tepat yang anda ukur, bukan jumlah masa eksperimen, melainkan soalan meminta purata keseluruhan.
• Tidak mencari perubahan. Tolak nilai awal daripada nilai akhir dahulu; jangan bahagikan bacaan akhir dengan masa.
• Keliru purata dengan serta-merta. Purata merentang selang; kadar serta-merta ialah satu detik.

Guru kami mengaitkan setiap angka kadar kembali kepada gambaran teori perlanggaran, supaya anda boleh mengira nombor dan menjelaskan dengan perkataan mengapa ia berubah, dua perkara yang ditanya bersama dalam soalan kadar Kertas 2.