Isipadu gas dalam tindak balas

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

Bila anda menggunakannya

Banyak tindak balas Kimia SPM membebaskan gas, hidrogen daripada logam dan asid, karbon dioksida daripada karbonat dan asid. Apabila soalan meminta isipadu gas itu, inilah pengiraannya.

Formula dan unit

V = n x isipadu molar, dengan n ialah mol gas.

• Pada keadaan bilik, isipadu molar ialah 24 dm³ mol⁻¹.
• Pada suhu dan tekanan piawai (STP), ia ialah 22.4 dm³ mol⁻¹.

Disusun semula, n = V / isipadu molar.

Unit. Isipadu V dalam desimeter padu (dm³), amaun n dalam mol, isipadu molar dalam dm³ mol⁻¹. Jika soalan menggunakan cm³, ingat 1 dm³ = 1000 cm³. Sentiasa baca sama ada soalan pada keadaan bilik atau STP dan gunakan isipadu molar yang sepadan.

Contoh penyelesaian 1 (mudah)

Berapa mol gas hadir dalam 12 dm³ gas yang disukat pada keadaan bilik?

• n = V / isipadu molar = 12 / 24 = 0.5 mol.

Contoh penyelesaian 2 (sederhana)

Zink bertindak balas dengan asid hidroklorik cair: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. Cari isipadu hidrogen yang terhasil pada keadaan bilik daripada 0.20 mol zink.

• Nisbah Zn : H₂ = 1 : 1, jadi n(H₂) = 0.20 mol.
• V(H₂) = 0.20 x 24 = 4.8 dm³.

Contoh penyelesaian 3 (aras SPM)

Kalsium karbonat bertindak balas dengan asid hidroklorik cair berlebihan: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂. Cari isipadu karbon dioksida yang dibebaskan pada keadaan bilik daripada 10 g kalsium karbonat. (Ca = 40, C = 12, O = 16)

• M(CaCO₃) = 40 + 12 + (16 x 3) = 100 g mol⁻¹.
• n(CaCO₃) = 10 / 100 = 0.10 mol.
• Nisbah CaCO₃ : CO₂ = 1 : 1, jadi n(CO₂) = 0.10 mol.
• V(CO₂) = 0.10 x 24 = 2.4 dm³ (atau 2400 cm³).

Jika soalan yang sama ditetapkan pada STP, anda akan guna 22.4 dm³ mol⁻¹: V = 0.10 x 22.4 = 2.24 dm³.

Hukum Avogadro di sebaliknya

Mengapa gas yang begitu berbeza boleh berkongsi satu isipadu molar? Kerana isipadu gas yang sama pada suhu dan tekanan yang sama mengandungi bilangan zarah yang sama. Satu mol mana-mana gas oleh itu menempati isipadu yang sama, 24 dm³ pada keadaan bilik, 22.4 dm³ pada STP, sama ada hidrogen yang ringan atau karbon dioksida yang berat. Idea tunggal itulah yang membolehkan anda melompat terus daripada mol kepada isipadu dalam satu pendaraban. Ia juga menjelaskan sempadan kaedah ini: ia hanya dikenakan pada gas dalam persamaan, tidak pernah pada pepejal seperti kalsium karbonat atau cecair seperti air, jadi anda mesti mencari mol gas daripada nisbah mol dahulu, dan barulah menggunakan isipadu molar itu.

Perangkap lazim

• Guna isipadu molar salah. 24 dm³ mol⁻¹ untuk keadaan bilik; pada STP guna 22.4 dm³ mol⁻¹. Baca soalan.
• cm³ dan dm³ bercampur. Tukar dengan 1 dm³ = 1000 cm³ sebelum atau selepas, tetapi kekal konsisten.
• Langkau nisbah mol. Cari mol gas daripada persamaan dahulu; jangan darab mol pepejal dengan isipadu molar.
• Anggap pepejal ada isipadu molar. Hanya gas ada; isipadu molar untuk CO₂ atau H₂, bukan CaCO₃ atau Zn.

Dalam kelas dalam talian kami, kami minta pelajar menyatakan keadaan sebelum menyentuh nombor, supaya isipadu molar yang betul dipilih setiap kali, tabiat kecil yang melindungi markah mudah dalam soalan berstruktur Kertas 2. Kami juga menggalakkan pelajar menulis unit pada setiap baris, kerana jawapan tanpa unit atau dengan cm³ dan dm³ bercampur sering kehilangan markah walaupun nombornya betul. Dengan latihan yang cukup, langkah cari mol, guna nisbah, dan darab dengan isipadu molar menjadi satu rutin yang lancar dan boleh dipercayai dalam peperiksaan sebenar.