Apabila aritmetik betul tetapi jawapan salah, kesilapan hampir selalu berada pada langkah nisbah: bahan mana yang anda bandingkan dengan bahan mana, dan nombor mana yang berada di atas. Rutin di bawah menjadikan langkah itu kelihatan supaya anda boleh menyemaknya sebelum mengira.
Pengiraan mol mempunyai tiga peringkat. Mula-mula tukar kuantiti yang diberi kepada mol, kemudian guna persamaan untuk berpindah daripada satu bahan kepada bahan lain, dan akhirnya tukar kuantiti baharu itu kepada apa yang diminta soalan. Pelajar biasanya berlatih peringkat pertama dan ketiga, tetapi tergesa-gesa pada peringkat tengah.
Di manakah nisbah menjadi salah?
Terdapat tiga cara lazim memilih nisbah yang salah.
- Membaca pekali bahan yang salah. Pelajar mengambil 2 di hadapan Mg dan menggunakannya untuk oksigen, kerana itu nombor pertama dalam persamaan.
- Menyongsangkan nisbah. Pelajar mendarab dengan 2/3 sedangkan persamaan memerlukan 3/2.
- Menggunakan jisim dan bukan mol. Pelajar membandingkan 2 dan 1 seolah-olahnya gram.
Ketiga-tiganya menghasilkan pengiraan yang nampak kemas. Guru mol dan nisbah persamaan membolehkan anda melatih peringkat tengah dengan kuantiti dan unit yang ditunjukkan, dan pelatih penaakulan persamaan seimbang menyemak sama ada persamaan sudah seimbang sebelum anda membaca sebarang nisbah.
Contoh berlangkah 1: bahan yang salah
Soalan. Magnesium terbakar dalam oksigen: 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapakah jisim oksigen yang bertindak balas dengan 4.8 g magnesium? (Ar: Mg = 24, O = 16.)
Penyelesaian yang silap.
- Mol Mg = 4.8 ÷ 24 = 0.20 mol.
- Pelajar membaca “2” daripada persamaan lalu menulis: mol O₂ = 0.20 mol.
- Jisim O₂ = 0.20 × 32 = 6.4 g.
Setiap baris aritmetik betul. Masalahnya ialah nisbah: 2 ialah pekali Mg, bukan pekali O₂.
Penyelesaian yang dibetulkan. Tulis nisbah sebagai baris berlabel dahulu.
- Daripada persamaan: n(Mg) : n(O₂) = 2 : 1.
- Maka n(O₂) = 0.20 × 1/2 = 0.10 mol.
- Jisim O₂ = 0.10 × 32 = 3.2 g.
Semakan. 3.2 g oksigen campur 4.8 g magnesium memberi 8.0 g magnesium oksida. Sebagai semakan berasingan, n(MgO) = 0.20 mol dan Mr-nya 40, jadi 0.20 × 40 = 8.0 g. Jisim itu sepadan, yang mengesahkan nisbah.
Contoh berlangkah 2: nisbah yang disongsangkan
Soalan. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂. Berapakah isi padu hidrogen yang terbentuk daripada 5.4 g aluminium dengan asid berlebihan? Ambil isi padu molar sebagai 24 dm³/mol pada suhu dan tekanan bilik. (Ar: Al = 27.)
Penyelesaian yang silap.
- n(Al) = 5.4 ÷ 27 = 0.20 mol.
- Pelajar menulis n(H₂) = 0.20 × 2/3 = 0.133 mol.
- Isi padu = 0.133 × 24 = 3.2 dm³.
Penyelesaian yang dibetulkan.
- n(Al) : n(H₂) = 2 : 3. Hidrogen mempunyai nombor yang lebih besar dalam persamaan, jadi kuantitinya mesti lebih besar.
- n(H₂) = 0.20 × 3/2 = 0.30 mol.
- Isi padu = 0.30 × 24 = 7.2 dm³.
Semakan. Jangkaan daripada persamaan ialah H₂ mempunyai lebih banyak mol daripada Al. Jawapan yang silap memberi mol yang lebih sedikit, yang bercanggah. Satu soalan semakan itu sahaja sudah dapat menangkap kesilapan tersebut.
Rutin yang membetulkan langkah nisbah
Gunakan lima baris ini dalam setiap pengiraan, mengikut susunan.
- Seimbangkan dahulu. Kira atom di kedua-dua belah. Jangan baca nisbah daripada persamaan yang tidak seimbang.
- Namakan dua bahan itu. Tulis “saya tahu Mg, saya mahu O₂”.
- Tulis baris nisbah. n(Mg) : n(O₂) = 2 : 1, dengan nama bahan dilekatkan pada nombor.
- Jangka arahnya. Bahan mana yang sepatutnya mempunyai lebih banyak mol? Katakan sebelum mengira.
- Lekatkan unit pada setiap nombor. Tulis “0.10 mol O₂”, jangan tulis “0.10” sahaja.
Kekalkan baris nisbah walaupun masa terhad. Ia mengambil sepuluh saat dan merupakan baris yang paling berkemungkinan memperoleh atau melindungi markah.
Semak kendiri
1. 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Jika 0.40 mol hidrogen bertindak balas sepenuhnya, berapa mol oksigen bertindak balas dan berapa mol air terbentuk?
Tunjukkan jawapan
Nisbah H₂ : O₂ : H₂O = 2 : 1 : 2.
n(O₂) = 0.40 × 1/2 = 0.20 mol. n(H₂O) = 0.40 × 2/2 = 0.40 mol.
0.20 mol O₂ dan 0.40 mol H₂O. Semakan: air mempunyai bilangan mol yang sama dengan hidrogen kerana kedua-duanya berpekali 2.
2. N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapa mol ammonia terbentuk daripada 0.60 mol hidrogen, dan berapa mol nitrogen diperlukan?
Tunjukkan jawapan
Nisbah N₂ : H₂ : NH₃ = 1 : 3 : 2.
n(NH₃) = 0.60 × 2/3 = 0.40 mol. n(N₂) = 0.60 × 1/3 = 0.20 mol.
0.40 mol NH₃ dan 0.20 mol N₂. Semakan: hidrogen mempunyai pekali terbesar, jadi kuantitinya terbesar.
3. CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O. Berapakah kuantiti asid hidroklorik yang bertindak balas dengan 0.050 mol kalsium karbonat, dan berapakah isi padu karbon dioksida yang terbentuk pada 24 dm³/mol?
Tunjukkan jawapan
Nisbah CaCO₃ : HCl : CO₂ = 1 : 2 : 1.
n(HCl) = 0.050 × 2 = 0.10 mol. n(CO₂) = 0.050 mol, jadi isi padu = 0.050 × 24 = 1.2 dm³.
0.10 mol HCl dan 1.2 dm³ CO₂.
Langkah seterusnya
Pelajaran tentang menggunakan nisbah persamaan untuk mengaitkan kuantiti bahan membina langkah ini dari awal, dan mengimbangkan atom tanpa mengubah subskrip memastikan persamaan tempat anda membaca nisbah itu betul. Untuk latihan campuran, gunakan halaman latihan asli Kimia. Jika persamaan seimbang anda juga tidak dipercayai, lihat mengubah subskrip semasa mengimbangkan.
Sesetengah pelajar membetulkan ini sekali, kemudian tergelincir semula apabila soalan menambah kepekatan atau isi padu gas. Itulah keadaan yang dapat dibantu oleh tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu, kerana guru mendengar bahan mana yang anda namakan pada langkah nisbah dan menghentikan anda di situ.