Nota ulang kaji: Asid, Bes dan Garam

Nota ini mengerjakan bab Asid, Bes dan Garam satu standard kandungan pada satu masa. Bab ini antara yang paling banyak pengiraan dan kerja amali dalam Kimia SPM, jadi di sebelah setiap definisi kami turut menyusun setiap formula bersama unitnya. Simpan nota ini di sebelah soalan kertas lepas dan gunakannya untuk menyemak bahawa kerja pengiraan, persamaan dan istilah anda sepadan dengan apa yang diberi markah.

6.1 Sifat asid dan bes

Asid ialah bahan kimia yang mengion dalam air untuk menghasilkan ion hidrogen, H⁺. Bes ialah oksida logam atau hidroksida logam yang bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam dan air; bes yang larut dalam air dipanggil alkali, dan ia mengion dalam air untuk menghasilkan ion hidroksida, OH⁻.

Peranan air. Sifat berasid dan beralkali hanya muncul apabila bahan dilarutkan dalam air. Gas hidrogen klorida kering tidak menunjukkan sifat berasid kerana tiada ion H⁺ bebas; apabila dilarutkan dalam air ia mengion memberikan H⁺ dan bertindak sebagai asid. Idea ini diuji berulang kali.

Sifat lazim yang perlu diingat:

• Asid berasa masam, menukarkan kertas litmus biru kepada merah, bertindak balas dengan logam reaktif menghasilkan gas hidrogen, bertindak balas dengan karbonat menghasilkan gas karbon dioksida, dan bertindak balas dengan bes dalam peneutralan menghasilkan garam dan air.
• Alkali terasa licin seperti sabun, menukarkan kertas litmus merah kepada biru, bertindak balas dengan asid dalam peneutralan, membebaskan gas ammonia daripada garam ammonium, dan memendakkan hidroksida logam tak terlarut daripada larutan banyak ion logam.

Asid kuat (seperti asid hidroklorik, sulfurik atau nitrik) mengion dengan lengkap dalam air; asid lemah (seperti asid etanoik) mengion secara separa sahaja. Perbezaan yang sama berlaku bagi alkali kuat dan lemah. Kepekatan (berapa banyak asid per unit isipadu) ialah idea yang berbeza daripada kekuatan (sejauh mana ia mengion).

6.2 Skala pH

Skala pH berjulat dari 0 hingga 14 dan mengukur berapa berasid atau beralkali sesuatu larutan berdasarkan kepekatan ion hidrogen yang hadir. pH yang lebih rendah bermaksud kepekatan ion H⁺ yang lebih tinggi.

• pH kurang daripada 7, berasid; semakin kecil pH, semakin berasid.
• pH sama dengan 7, neutral (contohnya air tulen).
• pH lebih daripada 7, beralkali; semakin besar pH, semakin beralkali.

Penunjuk universal memberi warna bagi setiap julat, merah dan jingga dalam asid, hijau pada neutral, biru dan ungu dalam alkali, manakala litmus hanya memberitahu berasid atau beralkali. Kerana pH bergantung pada kepekatan ion H⁺, asid kuat mempunyai pH yang lebih rendah daripada asid lemah pada kemolaran yang sama.

6.3 Kepekatan dan kemolaran larutan

Kepekatan ialah amaun zat terlarut yang larut dalam isipadu larutan tertentu. Ia boleh dinyatakan dalam gram per desimeter padu (g dm⁻³) atau dalam mol per desimeter padu (mol dm⁻³), dan yang kedua dipanggil kemolaran.

• Kemolaran (mol dm⁻³) = bilangan mol zat terlarut ÷ isipadu larutan (dalam dm³).
• Untuk menukar: kepekatan dalam g dm⁻³ = kemolaran (mol dm⁻³) × jisim molar (g mol⁻¹).
• 1 dm³ = 1000 cm³, jadi bilangan mol = kemolaran × isipadu dalam cm³ ÷ 1000.

Membawa unit pada setiap baris ialah tabiat yang melindungi markah ini. Jika isipadu diberi dalam cm³, tukarkannya kepada dm³ sebelum menggunakannya dalam formula kemolaran, atau bahagikan dengan 1000 pada langkah yang betul.

6.4 Larutan piawai dan pencairan

Larutan piawai ialah larutan yang kepekatannya diketahui dengan tepat. Ia disediakan dengan melarutkan jisim zat terlarut yang diketahui dalam sedikit air, memindahkannya ke dalam kelalang volumetrik, dan menambah air sehingga tanda kalibrasi supaya isipadu akhir adalah tepat.

Pencairan menambah air untuk merendahkan kepekatan. Bilangan mol zat terlarut tidak berubah apabila anda menambah air, dan ini memberikan hubungan pencairan:

M₁V₁ = M₂V₂, dengan M₁ dan V₁ ialah kemolaran dan isipadu sebelum pencairan, dan M₂ dan V₂ ialah kemolaran dan isipadu selepas. Susun semula untuk mencari kuantiti yang tidak diketahui, dengan mengekalkan unit isipadu yang sama pada kedua-dua belah.

6.5 Peneutralan dan pentitratan

Peneutralan ialah tindak balas antara asid dan bes (atau alkali) untuk menghasilkan garam dan air sahaja: asid + bes → garam + air. Dari segi ion, H⁺ + OH⁻ → H₂O.

Pentitratan ialah teknik yang digunakan untuk mencari kepekatan yang tidak diketahui. Pipet menyukat isipadu tetap satu larutan ke dalam kelalang kon, beberapa titis penunjuk ditambah, dan larutan yang satu lagi dititis masuk daripada buret sehingga penunjuk baru sahaja bertukar warna pada takat akhir. Daripada persamaan seimbang:

Bagi tindak balas asid–bes aH⁺ dengan bOH⁻, gunakan (Mₐ × Vₐ) / (M_b × V_b) = a / b, dengan a dan b ialah nisbah mol asid kepada bes dalam persamaan seimbang. Selesaikan bagi satu-satunya anu.

6.6 Penyediaan garam

Sama ada garam itu terlarut atau tak terlarut menentukan kaedahnya. Peraturan keterlarutan yang berguna: semua nitrat terlarut; semua garam natrium, kalium dan ammonium terlarut; kebanyakan klorida terlarut kecuali argentum dan plumbum; kebanyakan sulfat terlarut kecuali barium, plumbum dan kalsium; kebanyakan karbonat tak terlarut kecuali natrium, kalium dan ammonium.

• Garam terlarut (kecuali natrium, kalium, ammonium): tindak balaskan asid dengan lebihan bes tak terlarut, logam atau karbonat, turaskan lebihan itu, kemudian sejat dan hablurkan.
• Garam terlarut natrium, kalium atau ammonium: guna pentitratan, kerana besnya larut dan tidak boleh ditambah sebagai lebihan yang boleh dituras.
• Garam tak terlarut: guna pemendakan (penguraian ganda dua), campurkan dua larutan terlarut supaya garam tak terlarut terbentuk, kemudian turas, basuh dan keringkannya.

6.7 Analisis kualitatif garam

Analisis kualitatif mengenal pasti ion dalam garam melalui satu set ujian piawai.

• Tindakan haba ke atas pepejal boleh memberi petunjuk (contohnya karbonat membebaskan karbon dioksida, atau baki berwarna).
• Ujian gas: karbon dioksida mengeruhkan air kapur; oksigen menyalakan semula kayu uji berbara; hidrogen memberi bunyi “pop” dengan kayu uji bernyala; ammonia menukarkan litmus merah lembap kepada biru.
• Ujian kation menggunakan larutan natrium hidroksida dan larutan ammonia, memerhati mendakan berwarna atau putih yang terbentuk dan sama ada ia larut dalam lebihan.
• Ujian anion mengenal pasti karbonat, klorida, sulfat dan nitrat menggunakan asid, argentum nitrat, barium klorida dan ujian gelang perang.

Cara menggunakan nota ini

Ulang kaji satu standard kandungan pada satu masa dan tulis setiap definisi daripada ingatan. Untuk 6.3 hingga 6.5, berlatih pengiraan sehingga unit mengalir secara automatik, di situlah kebanyakan markah bab ini diperoleh atau hilang. Seorang guru satu-ke-satu boleh menyemak bahawa kerja pentitratan dan persamaan ion anda lengkap dan disusun dengan betul. Kemudian teruskan ke contoh penyelesaian dan soalan latihan bab ini, dan tanda diri anda mengikut definisi dan formula di atas.