KIMIA TINGKATAN 4 - BAB 3

STUDYSMART KIMIA TINGKATAN 4 BAB 3 : FORMULA KIMIA DAN PERSAMAAN 3.1 Memahami dan mengaplikasikan konsep jisim atom relatif dan jisim molekul relative 3.2 Menganalisis hubungan antara bilangan mol dengan bilangan zarah 3.3 Menganalisis hubungan di antara bilangan mol bahan dengan jisim 3.4 Menganalisis perhubungan di antara bilangan mol gas dengan isipadu 3.5 Mensintesis formula kimia 3.6 Mentafsirkan persamaan kimia 3.1 MEMAHAMI DAN MENGAPLIKASIKAN KONSEP JISIM ATOM RELATIF DAN JISIM MOLEKUL RELATIVE JISIM ATOM RELATIF, Ar  Atom tidak dapat dilihat dengan mata kasar kerana atom sangat kecil, ringan dan tidak boleh ditimbang menggunakan penimbang.  Cara yang digunakan adalah dengan membandingkan berat satu atom dengan satu atom lain yang lain yang telah telah dijadikan rujukan piawai  Jisim atom relatif (Ar) suatu unsur ditakrifkan sebagai, bilangan kali ganda satu atom sesuatu unsur lebih berat daripada 1/12 jisim atom karbon-12.  Hidrogen merupakan unsur pertama yang digunakan sebagai rujukan piawai kerana hidrogen merupakan unsur yang paling ringan (1.0 unit jisim atomik)  Contoh :

   

Helium adalah 4 kali lebih berat daripada atom hidrogen, dan dengan itu, jisim atom relatif bagi He ialah 4. Jisim atom relatif tidak mempunyai sebarang unit. Piawai yang baru yang diguanakan ialah karbon- 12. Jisim atom karbon-12 diberikan nilai tepat kepada 12 unit. Contoh :

1 Study Smart www.studysmart.page.tl

JAR bagi Mg = 2 . 1/12 = 24 JISIM MOLEKUL RELATIF, Mr  = Jisim 1 molekul sebatian . 1/12 x Jisim satu karbon-12  Jisim molekul relatif (Mr) bagi sebatian (compound) ditakrifkan sebagai bilangan kali ganda satu molekul suatu sebatian lebih berat daripada 1/12 jisim atom karbon-12,  Contoh SUBSTANCE Gas Hidrogen, H2 Ammonia, NH3 Natrium Klorida, NaCl Magnesium Sulfat terhidrat, MgSO4.7H2O

JMR 2 x Ar H = 2 x 1 = 2 Ar N + 3(Ar H) = 14 + 3(1) = 17 Ar Na + Ar Cl = 23 + 35.5 = 58.5 Ar Mg + Ar S + 4(Ar O) + 14(Ar H) + 7(Ar O) = 24 + 32 + 4(16) + 14(1) + 7(16) = 246

3.2 MENGANALISIS HUBUNGAN ANTARA BILANGAN MOL DENGAN BILANGAN ZARAH APAKAH ITU MOL?  Satu mol sesuatu bahan ialah kuantiti yang mengandungi bilangan zarah yang sama dengan bilangan atom yang terdapat dalam 12.000 gram karbon12.  Ahli kimia telah mengenalpasti bilangan atom yang terdapat dalam 12g karbon-12. Nilai eksperimen yang didapat oleh ahli kimia ialah 6.02 x 10 23. Nilai ini dipanggil Nombor Avogadro.  Nombor Avogadro, NA ditakrifkan sebagai bilangan zarah yang terdapat dalah satu mol sesuatu sebatian atau unsur.  Satu mol suatu bahan kimia mempunyai 6.02 x 10 23 zarah.

Bilangan Mol

X Nombor Avogadro

Bilangan Zarah

÷ Nombor Avogadro 2 Study Smart www.studysmart.page.tl

3.3 MENGANALISIS HUBUNGAN DI ANTARA BILANGAN MOL BAHAN DENGAN JISIM  



Jisim molar – Jisim molar satu bahan ialah jisim 1 mol bahan itu. Contoh : (a) Jisim molar C Ar C = 12, Jadi Jisim molar C adalah 12g mol-1 (b) Jisim molar H2O Ar H2O = 18, Jisim molar = 18g mol-1 (c) Jisim molar NaCl Ar(NaCl)= 58.5, Jisim molar = 58.5g mol-1 Bilangan mol dari Jisim atau Jisim dari mol boleh dikira dengan menggunakan formula berikut

Bilangan Mol, n

X Jisim Molar

Jisim

÷ Jisim Molar



Contoh 1 Hitungkan Jisim bagi 0.5 mol atom Ferum Jisim = 0.5 x 56 = 28.0 g



Contoh 2 Gas Argon Fluorohidrat, HArF, merupakan sebatian gas adi yang pertama yang mempunyai Jisim molar 60g mol -1. Hitungkan bilangan mol atom Argon yang mempunyai Jisim 6.66g di HArF. n (HArF) = 6.66 g 60g = 0.111 mol n (Ar) = 0.111 mol x 1 Ar atom di HArF = 0.111 mol

3 Study Smart www.studysmart.page.tl

4 Study Smart www.studysmart.page.tl

3.4 MENGANALISIS PERHUBUNGAN DI ANTARA BILANGAN MOL GAS DENGAN ISIPADU 









Isi padu molar gas ditakrif sebagai isi padu yang dipenuhi oleh 1 mol gas dalam tekanan dan suhu tertentu Kuantiti sebarang gas yang sama mempunyai bilangan isi padu yang sama jika suhu dan tekanan gas adalah sama. Pada suhu dan tekanan piawai (0ºC dan 1 atm), satu mol gas memenuhi isi padu 22.4 dm³ (22400cm³). Ini dikenali sebagai STP (Standard Temperature Pressure) Pada suhu bilik dan tekanan piawai (20oC dan 1 atm), satu mol gas memenuhi isi padu 24 dm³ (24000cm³). Ini dikenali sebagai RTP (Room Temperature Pressure) Isipadu atau mol boleh dihitung dengan menggunakan formula berikut : X Isipadu Molar

Bilangan Mol

Isipadu

÷ Isipadu Molar 

Contoh Berapakah jumlah isipadu 1.2mol gas ammonia, NH 3 pada suhu dan tekanan piawai (STP)? Isipadu = number of mole x Molar Volume at STP = 1.2 mol x 22.4 dm 3 mol-1 = 26.88 dm3

RINGKASAN FORMULA x Jisim Molar

÷ NA

Bilangan Mol

Bilangan Zarah x NA

Jisim ÷ Jisim Molar

x Isipadu Molar

÷ Isipad Molar

Isipadu

5 Study Smart www.studysmart.page.tl

6 Study Smart www.studysmart.page.tl

3.5 MENSINTESIS FORMULA KIMIA  Formula kimia menunjukkan unsur-unsur yang terdapat di dalam satu molekul atau sebatian.  Formula kimia mengandungi maklumat:: - jenis atom atau ion dalam satu unsur atau sebatian. - bilangan atom atau ion dalam unsur/sebatian itu,  Contohnya, formula kimia gas hidrogen ialah H 2. Ini menunjukkan bahawa hidrogen terbentuk daripada unsur hydrogen 

Perkataan “H” mewakili simbol atom hydrogen bahawa hidrogen

Subskrip “2” menunjukkan mempunyai dua atom hidrogen di dalam

molekul gas hidrogen 

Formula kimia boleh dibahagi kepada 2 jenis, iaitu a) formula empirik b) formula molekul

A) FORMULA EMPIRIK Formula empirik sesuatu sebatian ialah formula kimia yang menunjukkan  nisbah paling ringkas bilangan atom tiap-tiap unsur yang terdapat dalam sebatian itu. Contoh : Etena, C2H4  Nisbah C : H 2 : 4 1 : 2 Maka, formula empirik bagi etena ialah CH4 Mengenalpasti formula empirik dengan menjalankan eksperimen  Satu experiment dijalankan dengan menggabungkan bahan X dengan 4.32g gas oksigen untuk membentuk 13.66g sebatian X oksida. Hitungkan formula empirik bagi X oksida. [Jisim molar X ialah 32] Unsur Jisim (g) Bilangan Mol Nisbah mol Nisbah paling ringkas

X 13.66g – 4.32g = 9.34g 9.34g 32 = 0.18 0.18 0.18 =1 1x2 =2

O 4.32g 4.32g 16 = 0.27 0.27 0.18 = 1.5 1.5 x 2 =3 7 Study Smart www.studysmart.page.tl

Maka, formula empirik X oksida ialah X2O3 B) FORMULA MOLEKUL Formula molekul sesuatu unsur atau sebatian ialah formula kimia yang  menunjukkan bilangan atom sebenar setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul unsur atau sebatian itu. Formula molekul = (Formula Empirik)n  n merupakan nilai positif Contoh  Formula empirik bagi sebatian X ialah CH2 dan Jisim molekul relatif ialah 56. Cari formula molecular bagi sebatian X. Jumlah Ar di formula empirik yang diberikan = (1 x 12) + (2 x 1) = 14 Mr = 56 n = Mr ∑Ar = 56 14 =4 Formula Molekul (CH2)4 = C 4H 8 8 Study Smart www.studysmart.page.tl

Formula Ion KATION

FORMU LA Na+ K+ Zn2+ Mg2+ Ca2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ NH4+ H+ Al3+ Pb2+

Ion Natrium Ion Kalium Ion Zinc Ion Magnesium Ion Kalsium Ion Ferum (II) Iron Ferum (III) Ion Kuprum (ii) Ion Ammonium Ion Hidrogen Ion Aluminium Ion Plumbum (II) Ion Argentum

ANION Ion Ion Ion Ion Ion Ion Ion Ion Ion Ion

Klorida Bromida Iodida Oksida Hidroksida Sulfat Karbonat Nitrat Fosfat Tiosulfat

FORMU LA ClBrIO2OHSO42CO32NO3PO43S2O32-

Ag2+

Formula Kimia bagi Sebatian Ion  Syarat untuk pembentukan sebatian ionik - Terdapat 2 jenis ion yang mempunyai cas yang berlainan.X m+ dan YnPenukaran cas akan berlaku semasa pembentukan sebatian ionik



Contoh Natrium Oksida Na+ O2+1 -2 2 Na2O

1

Aktiviti 1 Tuliskan formula kimia bagi pembentukan ion – ion berikut Cl-

Br-

I-

O2-

OH-

SO42-

NO3-

S2O32-

+

Na K+ Zn2+ Mg2+ Ca2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ 9 Study Smart www.studysmart.page.tl

NH4+ H+ Al3+ Pb2+ Ag2+ 3.6 MENTAFSIRKAN PERSAMAAN KIMIA Simbol Persamaan SIMBO L +  (s) (l) (g) (aq)

 



MAKSUD Memisahkan Antara bahan tindak balas dan hasil tindak balas Menghasilkan Tindak balas berbalik Pepejal Cecair Gas Akues

Menulis Persamaan Kimia yang seimbang LANGKAH 1 – Tulis formula yang betul bagi bahan tindak balas dan hasil tindak balas LANGKAH 2 – Kenalpasti bilangan atom bagi setiap unsur LANGKAH 3 – Kenalpasti bilangan atom bagi setiap unsur dengan dengan menyelaraskan pekali dihadapan formula kimia. Contoh Magnesium + Oksigen  Magnesium oksida 2Mg + O2  2MgO Elements KIRI Mg 2 O 2

KANAN 2 2

Aspek kuantitatif bagi Persamaan Kimia  Contoh Tindak balas diantara asid hidroklorik and zink 2HCl + Zn  ZnCl2 + H2 2 mol 1 mol 1 mol 1 mol 2 unit 1 atom 2 unit 1 molecules 10 Study Smart www.studysmart.page.tl

Pengiraan yang melibatkan persamaan kimia.  Contoh Hitungkan jisim Zink yang diperlukan untuk tidak balas dengan asid hidroklorik untuk menghasilkan 6dm3 gas Hidrogen di dalam suhu bilik. [JAR : Zn,65 Cl,35.5 Isipadu Molar , 24dm 3mol-1 di dalam suhu bilik] PENYELESAIAN Zn + 2HCl Mass = ?



ZnCl2

+ 6 dm 3

H2

Bilangan mol H2 = isipadu gas isipadu molar = 6 dm3 24dm 3mol-1 = 0.25 mol Daripada persamaan kimia, 1 mol gas hidrogen gas memerlukan 1 mol Zn Maka, 0.25mol gas hidrogen memerlukan 0.25mol of Zn Jisim = bilangan mol x Jisim molar = 0.25 mol x 65 g mol-1 = 16.25 g

11 Study Smart www.studysmart.page.tl