Contoh penyelesaian: Asid, Bes dan Garam

Kerjakan setiap contoh dengan menutup penyelesaian, mencubanya sendiri, kemudian menyemak setiap baris, terutamanya unitnya. Bab inilah tempat kerja yang teliti memperoleh markah, jadi kami susun setiap pengiraan mengikut cara yang diharapkan skema pemarkahan. Ini soalan asli gaya SPM, bukan kertas lepas. Jisim atom relatif diberi dalam setiap soalan, seperti dalam peperiksaan sebenar.

Contoh 1, Kemolaran daripada jisim

Soalan. 4.0 g natrium hidroksida, NaOH, dilarutkan dalam air untuk membuat 500 cm³ larutan. Hitung kemolarannya. [Jisim atom relatif: H = 1, O = 16, Na = 23]

Penyelesaian.

• Jisim molar NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g mol⁻¹.
• Bilangan mol = jisim ÷ jisim molar = 4.0 g ÷ 40 g mol⁻¹ = 0.10 mol.
• Isipadu = 500 cm³ ÷ 1000 = 0.500 dm³.
• Kemolaran = mol ÷ isipadu = 0.10 mol ÷ 0.500 dm³ = 0.20 mol dm⁻³.

Kesilapan lazim: membiarkan isipadu dalam cm³, menjadikan jawapan 1000 kali terlalu kecil.

Contoh 2, Menukar g dm⁻³ kepada mol dm⁻³

Soalan. Suatu larutan asid sulfurik mempunyai kepekatan 9.8 g dm⁻³. Nyatakannya dalam mol dm⁻³. [H = 1, O = 16, S = 32]

Penyelesaian.

• Jisim molar H₂SO₄ = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 g mol⁻¹.
• Kemolaran = kepekatan dalam g dm⁻³ ÷ jisim molar = 9.8 g dm⁻³ ÷ 98 g mol⁻¹ = 0.10 mol dm⁻³.

Kesilapan lazim: mendarab dengan jisim molar dan bukan membahagi. Untuk pergi dari g dm⁻³ ke mol dm⁻³ anda bahagi; untuk kembali anda darab.

Contoh 3, Mol dalam isipadu yang disukat

Soalan. Hitung bilangan mol asid hidroklorik dalam 25.0 cm³ HCl 0.10 mol dm⁻³.

Penyelesaian.

• Bilangan mol = kemolaran × isipadu dalam dm³ = 0.10 mol dm⁻³ × (25.0 ÷ 1000) dm³.
• = 0.10 × 0.0250 = 2.5 × 10⁻³ mol (0.0025 mol).

Kesilapan lazim: lupa membahagikan isipadu dengan 1000, atau menulis jawapan tanpa unit.

Contoh 4, Pencairan

Soalan. Berapakah isipadu air yang mesti ditambah kepada 25.0 cm³ asid hidroklorik 2.0 mol dm⁻³ untuk mencairkannya kepada 0.25 mol dm⁻³?

Penyelesaian.

• Guna M₁V₁ = M₂V₂, dengan M₁ = 2.0, V₁ = 25.0 cm³, M₂ = 0.25.
• V₂ = M₁V₁ ÷ M₂ = (2.0 × 25.0) ÷ 0.25 = 50.0 ÷ 0.25 = 200 cm³.
• Ini isipadu akhir, jadi isipadu air yang ditambah = 200 − 25.0 = 175 cm³.

Kesilapan lazim: memberi 200 cm³ sebagai jawapan sedangkan soalan meminta isipadu air yang ditambah, bukan isipadu akhir.

Contoh 5, Pentitratan asid monoprotik dengan alkali

Soalan. 25.0 cm³ larutan natrium hidroksida dineutralkan tepat oleh 20.0 cm³ asid hidroklorik 0.10 mol dm⁻³. Hitung kemolaran natrium hidroksida. Persamaannya ialah HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

Penyelesaian.

• Nisbah mol asid kepada bes ialah 1 : 1, jadi (Mₐ × Vₐ) / (M_b × V_b) = 1/1.
• Susun semula bagi bes: M_b = (Mₐ × Vₐ) ÷ V_b = (0.10 × 20.0) ÷ 25.0.
• = 2.0 ÷ 25.0 = 0.080 mol dm⁻³.

Kesilapan lazim: menggunakan isipadu larutan yang salah bagi M_b. Padankan setiap kemolaran dengan isipadunya sendiri.

Contoh 6, Pentitratan dengan nisbah 1 : 2

Soalan. 25.0 cm³ natrium hidroksida 0.10 mol dm⁻³ dineutralkan oleh asid sulfurik 0.050 mol dm⁻³. Hitung isipadu asid yang diperlukan. Persamaannya ialah H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O.

Penyelesaian.

• Nisbah asid : bes = 1 : 2, jadi (Mₐ × Vₐ) / (M_b × V_b) = 1/2.
• Kaedah melalui mol: mol NaOH = 0.10 × 25.0 ÷ 1000 = 2.5 × 10⁻³ mol.
• Daripada persamaan, mol H₂SO₄ = ½ × mol NaOH = 1.25 × 10⁻³ mol.
• Isipadu asid = mol ÷ kemolaran = 1.25 × 10⁻³ ÷ 0.050 = 0.0250 dm³ = 25.0 cm³.

Kesilapan lazim: lupa nisbah 1 : 2 dan menganggap asid sulfurik bertindak balas 1 : 1 dengan alkali.

Contoh 7, Menyediakan larutan piawai

Soalan. Hitung jisim natrium karbonat kontang, Na₂CO₃, yang diperlukan untuk menyediakan 250 cm³ larutan piawai 0.10 mol dm⁻³. [C = 12, O = 16, Na = 23]

Penyelesaian.

• Jisim molar Na₂CO₃ = 2(23) + 12 + 3(16) = 106 g mol⁻¹.
• Mol diperlukan = kemolaran × isipadu dalam dm³ = 0.10 × (250 ÷ 1000) = 0.025 mol.
• Jisim = mol × jisim molar = 0.025 × 106 = 2.65 g.

Kesilapan lazim: menggunakan 250 dan bukan 0.250 dm³ bagi isipadu, atau lupa mendarab dengan jisim molar pada akhirnya.

Contoh 8, Daripada kemolaran kembali ke g dm⁻³

Soalan. Menggunakan keputusan natrium hidroksida daripada Contoh 5 (0.080 mol dm⁻³), nyatakan kepekatannya dalam g dm⁻³. [H = 1, O = 16, Na = 23]

Penyelesaian.

• Jisim molar NaOH = 40 g mol⁻¹.
• Kepekatan dalam g dm⁻³ = kemolaran × jisim molar = 0.080 × 40 = 3.2 g dm⁻³.

Kesilapan lazim: mengelirukan dua bentuk kepekatan, ingat bahawa kemolaran adalah per mol dan g dm⁻³ adalah per gram, dihubungkan oleh jisim molar.

Contoh 9, Memilih kaedah penyediaan garam

Soalan. Cadangkan satu kaedah untuk menyediakan sampel hablur kuprum(II) sulfat yang tulen dan kering, dan terangkan mengapa kaedah itu dipilih.

Penyelesaian. Kuprum(II) sulfat ialah garam terlarut bagi logam yang bukan natrium, kalium atau ammonium, jadi ia disediakan dengan menindakbalaskan asid dengan bes tak terlarut. Tambah lebihan kuprum(II) oksida kepada asid sulfurik cair yang suam dan kacau sehingga tiada lagi yang larut; lebihan itu memastikan semua asid bertindak balas. Turaskan untuk membuang kuprum(II) oksida yang tidak bertindak balas, kemudian panaskan turasan sehingga takat penghabluran dan biarkan menyejuk supaya hablur terbentuk. Akhir sekali, turaskan hablur, basuh dengan sedikit air suling sejuk dan keringkan antara kertas turas.

Kesilapan lazim: mencadangkan pentitratan bagi garam yang bukan natrium, kalium atau ammonium, pentitratan dikhaskan untuk bes terlarut itu kerana lebihannya tidak boleh dituras.

Daripada contoh kepada markah

Perhatikan bahawa setiap pengiraan membawa unitnya sehingga baris akhir, menukar cm³ kepada dm³ sebelum membahagi, dan menggunakan nisbah mol daripada persamaan seimbang. Seorang guru satu-ke-satu boleh menyemak bahawa susun atur pentitratan dan langkah penyediaan garam anda lengkap. Latih ini sehingga kaedah menjadi automatik, kemudian uji diri anda dengan soalan latihan bab ini.