Kadar tindak balas ialah perubahan amaun bahan tindak balas atau hasil per unit masa. Kadar purata ialah jumlah perubahan dibahagi jumlah masa; kadar serta-merta ialah kecerunan tangen kepada lengkung pada satu saat.
Unit lazim ialah cm³ s⁻¹, g s⁻¹ atau mol dm⁻³ s⁻¹.
Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: konsep kadar tindak balas. Ia asas kepada keseluruhan bab, kerana setiap idea kemudian, faktor yang mengubah kelajuan tindak balas, teori perlanggaran dan mangkin, sebenarnya penerangan tentang mengapa kadar naik atau turun. Kuasai definisi, cara kadar diukur, dan unitnya di sini, dan bab yang selebihnya akan mengikut dengan mudah.
Apa maksud “kadar tindak balas”
Tindak balas kimia menukar bahan tindak balas kepada hasil dalam suatu tempoh masa. Kadar tindak balas ialah ukuran betapa laju perubahan itu berlaku. Secara formal, ia ialah perubahan kuantiti bahan tindak balas atau hasil per unit masa.
- Apabila tindak balas berjalan, amaun bahan tindak balas berkurang dan amaun hasil bertambah.
- Kadar memberitahu anda betapa cepat salah satu kuantiti itu berubah.
- Kadar biasanya paling laju pada permulaan, perlahan apabila bahan tindak balas habis digunakan, dan menjadi sifar apabila tindak balas berhenti (apabila satu bahan tindak balas habis sepenuhnya).
Anda boleh mengukur kadar menggunakan kuantiti mana yang paling mudah diikuti dalam sesuatu tindak balas, isipadu gas, kehilangan jisim, perubahan warna, atau masa untuk mendakan melindungi satu tanda.
Kadar purata dan kadar serta-merta
Dua versi “kadar” muncul dalam peperiksaan, dan anda mesti membezakannya.
Kadar purata = (jumlah perubahan kuantiti) ÷ (jumlah masa diambil). Ini memberi satu nilai yang menerangkan keseluruhan selang atau keseluruhan tindak balas.
Kadar serta-merta = kadar pada satu saat tertentu, diperoleh daripada kecerunan tangen kepada lengkung pada titik itu.
Kerana tindak balas menjadi perlahan sambil berjalan, kadar serta-merta terus jatuh. Kadar awal (pada mula sekali) ialah yang terbesar, dan ia sama dengan kecerunan tangen pada masa = 0. Kadar purata untuk keseluruhan tindak balas terletak di antara permulaan yang laju dan penamat yang sifar.
Cara kadar diukur di makmal
Kaedah bergantung pada apa yang berubah secara jelas:
- Isipadu gas dibebaskan, kumpulkan gas dalam picagari atau di atas air dan rekod isipadunya pada masa tetap (cth. tindak balas logam atau karbonat dengan asid). Kadar berunit cm³ s⁻¹.
- Kehilangan jisim, letak kelalang di atas neraca; apabila gas terlepas, jisim jatuh. Kadar berunit g s⁻¹. Ini sesuai untuk tindak balas yang membebaskan gas berat seperti karbon dioksida.
- Pembentukan mendakan (kekeruhan), dalam tindak balas natrium tiosulfat dengan asid, sulfur mengeruhkan campuran; anda mengukur masa untuk pangkah di bawah bikar hilang. Masa lebih pendek bermakna kadar lebih laju.
- Perubahan kepekatan, diukur sebagai mol dm⁻³ s⁻¹, unit yang paling asas.
Apa pun kuantiti yang anda pilih, kadar sentiasa “kuantiti itu per saat”, jadi unitnya sentiasa berakhir dengan s⁻¹.
Contoh penyelesaian
Soalan. Dalam tindak balas antara zink berlebihan dengan asid hidroklorik cair, gas hidrogen dikumpulkan. Sejumlah 48 cm³ gas dihasilkan dalam 40 s pertama. (a) Kira kadar purata tindak balas dalam tempoh ini. (b) Nyatakan dan terangkan bagaimana kadar serta-merta pada 40 s dibandingkan dengan kadar pada permulaan.
Langkah 1, Tulis formula kadar purata. Kadar purata = (perubahan isipadu gas) ÷ (masa diambil).
Langkah 2, Gantikan nilai. Kadar purata = 48 cm³ ÷ 40 s.
Langkah 3, Kira dan tambah unit. Kadar purata = 1.2 cm³ s⁻¹.
Langkah 4, Bandingkan saat. Kadar pada permulaan lebih tinggi daripada kadar pada 40 s. Pada permulaan asid paling pekat, jadi tindak balas paling laju; menjelang 40 s sebahagian asid telah digunakan, kepekatannya telah jatuh, dan tindak balas telah perlahan.
Jawapan. (a) Kadar purata ialah 1.2 cm³ s⁻¹. (b) Kadar serta-merta pada 40 s lebih rendah daripada kadar awal, kerana kepekatan bahan tindak balas telah berkurang apabila tindak balas berjalan.
Soalan latihan
Soalan. Kelalang mengandungi ketulan marmar (kalsium karbonat) dan asid hidroklorik cair diletakkan di atas neraca. Karbon dioksida terlepas, dan jisim jatuh sebanyak 3.2 g dalam 80 s. (a) Kira kadar purata tindak balas dalam g s⁻¹. (b) Terangkan mengapa mengukur kehilangan jisim ialah kaedah yang sesuai untuk tindak balas ini.
Jawapan. (a) Kadar purata = perubahan jisim ÷ masa = 3.2 g ÷ 80 s = 0.04 g s⁻¹. (b) Tindak balas membebaskan karbon dioksida, gas yang terlepas dari kelalang, jadi jisim kelalang dan kandungannya jatuh dengan boleh diukur mengikut masa. Kerana kehilangan jisim boleh dibaca terus daripada neraca pada selang tetap, ia memberi ukuran yang mudah dan berterusan tentang betapa laju tindak balas berjalan.
Petua peperiksaan
Apabila anda mentakrifkan kadar tindak balas, sentiasa namakan kuantiti yang berubah dan tambah “per unit masa”, “perubahan isipadu gas per unit masa”, bukan sekadar “betapa laju tindak balas”. Dalam pengiraan, sentiasa lekatkan unit (cm³ s⁻¹, g s⁻¹ atau mol dm⁻³ s⁻¹); nombor kosong tanpa unit hilang markah. Dan ingat bentuk ceritanya: kadar paling besar pada permulaan dan jatuh ke sifar pada penamat, jadi mana-mana jawapan yang mendakwa kadar malar sepanjang masa adalah salah melainkan satu bahan tindak balas sentiasa diganti.
Membaca soalan kadar dengan baik
Soalan kadar dalam Kertas 2 sering memberi anda data, jadual isipadu gas melawan masa, atau bacaan jisim pada dua masa, dan meminta kadar purata untuk selang yang dinyatakan. Langkahnya sentiasa sama: cari perubahan kuantiti antara dua masa, bahagi dengan selang masa, dan nyatakan unitnya. Jika soalan meminta kadar “pada” masa tertentu dan bukan “sepanjang” selang, ia mahukan kadar serta-merta, iaitu pada graf ialah kecerunan tangen pada titik itu.
Tugas lazim kedua ialah membandingkan kelajuan pada dua saat dan menerangkan perbezaan. Penerangan hampir selalu kembali kepada kepekatan: apabila bahan tindak balas digunakan, kepekatannya jatuh, perlanggaran menjadi kurang kerap, dan kadar turun. Kaitan itu, kepekatan turun, tindak balas perlahan, ialah jambatan daripada standard ini ke teori perlanggaran kemudian dalam bab, jadi ia berbaloi dinyatakan dengan jelas setiap kali.
Kedudukan dalam bab
Ini standard kandungan 7.1 bab Kadar Tindak Balas, yang pertama daripada lima. Ia menyediakan faktor yang mengubah kadar, teori perlanggaran dan mangkin, dan ia diperiksa dengan banyak dalam kertas amali sebagai sebahagian Kimia SPM (4541). Kukuhkannya dengan nota ulang kaji bab dan latih pengiraan dalam contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami melatih tabiat definisi-tambah-unit sehingga jawapan kadar menjadi automatik, kerana di sinilah pelajar paling kerap kehilangan markah mudah.
Ringkasan pantas
- Kadar tindak balas = perubahan amaun bahan tindak balas atau hasil per unit masa.
- Kadar purata = jumlah perubahan ÷ jumlah masa; kadar serta-merta = kecerunan tangen.
- Ukur melalui isipadu gas (cm³ s⁻¹), kehilangan jisim (g s⁻¹), mendakan/kekeruhan, atau kepekatan (mol dm⁻³ s⁻¹).
- Kadar paling laju pada permulaan dan jatuh ke sifar apabila satu bahan tindak balas habis.
Mahu guru bantu anak anda faham?
Kami mengajar Kimia SPM satu-ke-satu, supaya anak anda faham dan mendapat markah.
dari RM50/jam · Percubaan berbayar 1 jam · Balasan hari yang sama