Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia — Nota JomSkor

Bab 3 memperkenalkan konsep mol sebagai unit asas pengiraan kimia. Pelajar perlu mahir mengira jisim molar, isipadu molar gas, kepekatan larutan, formula empirik dan molekul, serta mengimbangi dan menggunakan persamaan kimia untuk pengiraan stoikiometri.

Kimia · Tingkatan 4

Mol dan Jisim Molar

1 mol = 6.02 × 10²³ zarah (Nombor Avogadro, Nₐ).
Jisim molar = jisim 1 mol zarah, dalam unit g mol⁻¹.
Jisim molar unsur = jisim atom relatif dalam g mol⁻¹. Contoh: jisim molar C = 12 g mol⁻¹.
Jisim molar sebatian = jumlah jisim atom relatif semua atom dalam satu formula.
Rumus: mol = jisim (g) ÷ jisim molar (g mol⁻¹)
Bilangan zarah = mol × 6.02 × 10²³

Isipadu Molar Gas

Pada STP (0°C, 1 atm): 1 mol gas = 22.4 L
Pada keadaan bilik (25°C, 1 atm): 1 mol gas = 24 dm³
Rumus: mol gas = isipadu (dm³) ÷ 22.4 (STP) atau ÷ 24 (bilik)
Semua gas pada suhu dan tekanan sama mempunyai isipadu molar yang sama (Hipotesis Avogadro).

Kepekatan Larutan

Kepekatan (mol dm⁻³) = mol zat terlarut ÷ isipadu larutan (dm³)
Kepekatan (g dm⁻³) = jisim zat terlarut (g) ÷ isipadu larutan (dm³)
Hubungan: kepekatan (mol dm⁻³) = kepekatan (g dm⁻³) ÷ jisim molar
Contoh: 4 g NaOH dalam 500 cm³ air → mol NaOH = 4/40 = 0.1 mol; kepekatan = 0.1/0.5 = 0.2 mol dm⁻³

Formula Empirik dan Molekul

Formula empirik: nisbah atom paling mudah dalam sebatian.
Formula molekul: bilangan sebenar atom dalam satu molekul. Formula molekul = n × formula empirik.
Langkah cari formula empirik: (1) tukar % kepada gram, (2) bagi dengan jisim molar, (3) bagi dengan nilai terkecil, (4) dapatkan nisbah bulat.

Persamaan Kimia dan Stoikiometri

Persamaan kimia seimbang: jumlah atom setiap unsur di kiri = di kanan.
Koefisien dalam persamaan seimbang menunjukkan nisbah mol.
Contoh: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ bermaksud 1 mol N₂ bertindak balas dengan 3 mol H₂ menghasilkan 2 mol NH₃.
Bahan terhad (limiting reagent): bahan yang habis dulu, menentukan kuantiti hasil.

Contoh soalan

Kira jisim, dalam gram, bagi 0.5 mol kalsium karbonat, CaCO₃. [Jisim atom relatif: Ca=40, C=12, O=16]

Jisim molar CaCO₃ = 40 + 12 + (16×3) = 40 + 12 + 48 = 100 g mol⁻¹
Jisim = mol × jisim molar = 0.5 × 100 = 50 g

Contoh soalan

25 cm³ larutan NaOH mempunyai kepekatan 2.0 mol dm⁻³. Kira bilangan mol NaOH dalam larutan itu.

Isipadu = 25 cm³ = 25/1000 = 0.025 dm³
mol NaOH = kepekatan × isipadu = 2.0 × 0.025 = 0.05 mol

cm³ mesti ditukar kepada dm³ sebelum guna dalam formula kepekatan (bahagi 1000)
STP guna 22.4 dm³/mol; keadaan bilik guna 24 dm³/mol — jangan campur
Jisim molar ditulis g mol⁻¹, bukan g/mol dalam penulisan saintifik
Jangan lupa bagi dengan nilai terkecil (paling kecil) untuk dapatkan nisbah
Jika nisbah ≈ 1.5, darab semua dengan 2; jika ≈ 1.33, darab dengan 3 — jangan bulatkan sesuka hati

Soalan pengiraan mol, jisim dan isipadu sangat kerap — latih semua formula: mol=jisim/Mr, mol=V/24, mol=kepekatan×isipadu
Untuk formula empirik: ingat langkah berurutan — %(gram) → bahagi Mr → bahagi terkecil → nisbah bulat
Persamaan seimbang: kira mol berdasarkan koefisien, bukan formula — 2H₂O bermakna 2 mol air
Soalan stoikiometri: cari bahan terhad dahulu sebelum kira hasil — yang hasilkan KURANG produk adalah bahan terhad

mol: Unit SI untuk jumlah jirim; 1 mol mengandungi 6.02 × 10²³ zarah
jisim molar: Jisim 1 mol sesuatu bahan dalam unit g mol⁻¹; berangka sama dengan jisim atom/molekul relatif
bahan terhad: Bahan yang habis dahulu dalam tindak balas kimia, menentukan kuantiti maksimum hasil
isipadu molar: Isipadu 1 mol gas; 22.4 dm³ pada STP atau 24 dm³ pada keadaan bilik
Nombor Avogadro: 6.02 × 10²³ — bilangan zarah dalam 1 mol sebarang bahan
formula empirik: Formula yang menunjukkan nisbah paling mudah atom setiap unsur dalam sebatian
formula molekul: Formula yang menunjukkan bilangan sebenar setiap jenis atom dalam satu molekul
kepekatan molar: Bilangan mol zat terlarut dalam 1 dm³ larutan; unit mol dm⁻³