Untuk menjejak proses yang mengandungi karbon, ikuti atom karbon daripada bahan tindak balas ke hasil dan pastikan tiada yang hilang atau tercipta. Kebiasaan yang sama berfungsi untuk pembakaran, respirasi, fotosintesis dan tindak balas karbonat dengan asid. Soalan peperiksaan sering menggandingkannya dengan pengiraan jisim atau mol.
Pelajaran ini membina atas membaca data bahan pencemar dan bergantung pada idea dalam formula dan persamaan serta jisim relatif dan kuantiti bahan.
Bagaimana menjejak karbon langkah demi langkah?
- Tulis persamaan perkataan dan kemudian formula.
- Kira karbon dahulu. Karbon biasanya ada dalam satu sebatian pada setiap belah, jadi ia paling mudah dijejak.
- Seimbangkan unsur lain, dan biarkan oksigen terakhir jika ia muncul dalam beberapa sebatian.
- Semak jumlah atom bagi setiap unsur pada setiap belah.
- Gunakan nisbah pekali untuk sebarang soalan kuantiti.
Empat proses yang perlu diketahui:
| Proses | Persamaan seimbang | Karbon bergerak dari… ke… |
|---|---|---|
| Pembakaran lengkap metana | CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O | bahan api ke atmosfera |
| Fotosintesis | 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ | atmosfera ke glukosa dalam tumbuhan |
| Respirasi | C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O | glukosa ke atmosfera |
| Karbonat dengan asid | CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ | batuan ke gas |
Contoh berlangkah
Soalan: Metana terbakar lengkap dalam udara. Hitung jisim karbon dioksida yang terbentuk daripada 8.0 g metana. (Jisim atom relatif: C = 12, H = 1, O = 16.)
Langkah 1, persamaan: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Semak karbon: 1 di kiri, 1 di kanan. Hidrogen: 4 di kiri, 4 di kanan. Oksigen: 4 di kiri, 2 + 2 = 4 di kanan. Seimbang.
Langkah 2, jisim formula relatif: CH₄ = 12 + 4 = 16. CO₂ = 12 + 32 = 44.
Langkah 3, mol metana: 8.0 ÷ 16 = 0.5 mol.
Langkah 4, gunakan nisbah: persamaan menunjukkan 1 mol CH₄ menghasilkan 1 mol CO₂, jadi 0.5 mol CO₂ terbentuk.
Langkah 5, jisim karbon dioksida: 0.5 × 44 = 22 g.
Semakan melalui keabadian jisim: oksigen yang digunakan ialah 2 × 0.5 = 1.0 mol O₂ = 32 g. Bahan tindak balas: 8.0 + 32 = 40 g. Hasil: 22 g CO₂ dan 2 × 0.5 = 1.0 mol H₂O = 18 g, jadi 22 + 18 = 40 g. Jisimnya sepadan.
Ini ialah pengiraan pendidikan sahaja. Ia menerangkan kuantiti dalam persamaan seimbang, bukan cara membakar dengan selamat.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “8.0 g metana menghasilkan 8.0 g karbon dioksida, kerana karbon hanya berpindah.”
Atom karbon kekal, tetapi jisim sebatian tidak sama. Karbon dioksida mengandungi oksigen daripada udara selain karbon. Jisim CO₂ oleh itu lebih besar daripada jisim bahan api yang mengandungi karbon itu.
Pembetulannya ialah menukar jisim kepada mol, menggunakan nisbah pekali, kemudian menukar kembali kepada jisim. Mol karbon kekal sama: 0.5 mol karbon dalam metana, dan 0.5 mol dalam karbon dioksida.
Semak diri anda
1. Seimbangkan: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Lihat jawapan
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Semak: karbon 3 dan 3, hidrogen 8 dan 8, oksigen 10 di kiri dan 6 + 4 = 10 di kanan.
2. Kalsium karbonat terurai: CaCO₃ → CaO + CO₂. Hitung jisim karbon dioksida daripada 10.0 g CaCO₃. (Ar: Ca = 40, C = 12, O = 16.)
Lihat jawapan
Mr CaCO₃ = 40 + 12 + 48 = 100. Mol = 10.0 ÷ 100 = 0.100 mol. Nisbahnya 1:1, jadi 0.100 mol CO₂. Jisim = 0.100 × 44 = 4.4 g.
3. Dalam proses yang mana antara empat proses dalam jadual karbon bergerak daripada atmosfera ke dalam hidupan?
Lihat jawapan
Fotosintesis. Karbon dioksida daripada udara dibina menjadi glukosa.
Langkah seterusnya
Seterusnya, gunakan penaakulan yang sama untuk menimbang satu pernyataan tentang pelepasan dalam membandingkan dakwaan alam sekitar dengan bukti dan hadnya. Guru mol dan nisbah persamaan membolehkan anda menyemak hubungan kuantiti, dan alat penaakulan pengimbangan persamaan memberi kiraan atom untuk dibandingkan dengan kiraan anda. Kemudian cuba set latihan modul.
Corak yang lazim ialah pengimbangan sudah mantap tetapi langkah jisim tergelincir. Guru dalam tuisyen Kimia dalam talian secara satu dengan satu boleh memerhatikan anda menyelesaikan seluruh pengiraan dan menghentikan anda pada saat penaakulan berubah.