LATIHAN - Fokus peperiksaan 

 

A. Pilih jawapan yang betul.

 

1. CaCO3(p) + 2HCl (ak) à CaCl2(ak) + CO2(g) + H2O (ce)
Dalam tindak balas di atas, apakah kesan ke atas kadar awal tindak balas dan isi padu akhir bagi karbon dioksida yang dibebaskan jika kalsium karbonat yang digunakan digiling menjadi serbuk?   

Kadar awal tindak balas                  Isi padu akhir karbon dioksida

                                                            yang terkumpul

A. bertambah bertambah

B. bertambah sama

C. berkurangan berkurangan

D. berkurangan bertambah

 

2. Masa yang diambil untuk 5 g ketulan zink selesai bertindak balas dengan 50 cm3asid hidroklorik 2 moldm-3boleh dipanjangkan dengan

  

A. menambahkan air suling kepada campuran tindak balas.

B. menambahkan mangkin kuprum(II) osida kepada campuran tindak       balas.

C. menggunakan 5 g serbuk zink untuk menggantikan 5 g ketulan zink.

D. menambahkan asid hidroklorik pekat kepada campuran tindak balas.

 

3. Antara campuran marmar dengan 50 cm3

asid hidroklorik berikut,yang manakah boleh menghasilkan gas dengan kadar awal paling tinggi?

 

A. 5 g serbuk marmar dengan asid hidroklorik 0.2 moldm-3

B. 5 g ketulan marmar dengan asid hidroklorik 0.2 moldm-3

C. 10 g serbuk marmar dengan asid hidroklorik 0.1 moldm-3

D. 10 g ketulan marmar dengan asid hidroklorik 0.2 moldm-3

 

4. Antara asid berikut, yang manakah akan menghasilkan kadar awal tindak balas paling tinggi apabila 1 g serbuk marmar dimasukkan ke dalamnya?

A. 50 cm3asid nitrik 1.0 mol dm-3

B. 50 cm3asid sulfurik 1.0 mol dm-3

C. 50 cm3asid etanoik 1.0 mol dm-3

D. 50 cm3asid hidroklorik 1.0 mol dm-3

 

                    

                               Rajah 1

5. Rajah 1 menunjukkan graf jumlah isi padu gas terbebas melawan masa bagi tindak balas antara marmar dengan asid hidroklorik cair. Daripada graf itu boleh disimpulkan bahawa

 

A. kadar tindak balas pada saat ke-10 lebih rendah daripada pada saat ke-20.

B. jumlah isi padu gas yang terkumpul bagi 20 saat pertama ialah v/2 cm3.

C. jumlah isi padu gas yang terkumpul dalam eksperimen itu ialah v cm3.

D. kadar maksimum pembebasan gas ialah pada saat ke-40.

 

B. Jawab soalan yang berikut ini.

 

Dua eksperimen untuk mengkaji kadar penguraian hidrogen peroksida dijalankan seperti berikut dalam keadaan-keadaan eksperimen yang serupa.

Eksperimen I:20cm3 hidrogen peroksida 2-isi padu dimasukkan ke dalam kelalang kon.Kemudian 3 g serbuk mangan(IV) oksida ditambahkan.

Eksperimen II:20cm3 hidrogen peroksida 4-isi padu dimasukkan ke dalam kelalang kon.Kemudian 3 g serbuk mangan(IV) oksida ditambahkan.

(a) Cadangkan satu kaedah pengutipan gas di mana jumlah isi padu gas yang dibebaskan dapat dibaca dengan mudah pada sela masa ½ min.

(b) Tuliskan persamaan tindak balas bagi penguraian hidrogen peroksida.

(c) Lakarkan graf isi padu gas yang dikutip melawan masa bagi kedua-dua eksperimen, pada paksi yang sama.

(d) I. Dalam eksperimen manakah kadar penguraian hidrogen peroksida lebih tinggi?

    ii. Terangkan jawapan anda kepada (d)(i).

(e) i. Mangan(IV) oksida bertindak sebagai mangkin dalam eksperimen ini.Terangkan mengikut teori perlanggaran zarah, peranan mangan(IV)

oksida dalam menambahkan kadar pembebasan gas dalam eksperimen ini.

    ii. Namakan satu bahan lain yang boleh menggantikan mangan(IV) oksida dalam eksperimen ini.

 

 

Jawapan:

 

A: 1. B  

   2. A   

   3. A   

   4. B  

   5. C 

 

B:(a) Gas yang dibebaskan disalurkan ke dalam sebuah buret berisi    air yang ditelangkupkan di dalam sebuah besen berisi air.

  (b)2H2O2 -> O2 + 2H2O

  (c)  

              

 

  (d) i. Eksperimen II

      ii. Eksperimen II menggunakan hidrogen peroksida yang lebih pekat.Bilangan molekul hidrogen peroksida per unit isi padu lebih banyak.Frekuensi pelanggaran berkesan bertambah. Kadar penguraian

hidrogen peroksida bertambah.

  (e) i. Penambahan mangan(IV) oksida memberikan suatu lintasan baru

dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah. Lebih banyak perlanggaran molekul-molekul hidrogen peroksida yang mencapai

jumlah tenaga yang melebihi tenaga pengaktifan yang lebih rendah

ini. Bilangan perlanggaran berkesan bertambah. Kadar penguraian

hidrogen peroksida bertambah.

      ii. Kuprum(II) oksida

TENAGA  PEANGKTIFAN

 

• Tenaga pengaktifan ialah jumlah minimum tenaga yang diperlukan bagi zarah-zarah bahan tindak balas berlaku.

• Perlanggaran yang menghasilkan tindak balas kimia dan pembentukan hasil tindak balas disebut perlanggaran berkesan.
• Tenaga pengaktifan adalah berbeza-beza  dalam setiap tindak balas kimia . Walaubagaimanapun, lebih rendah tenaga pengaktifan ,lebih cepat tindak balas berlaku .

TEORI PERLANGGARAN

 

MENSINTESIS IDEA TENTANG TEORI PERLANGGARAN

 

• Dalam satu tindak balas kimia,ikatan kimia biasanya terputus atau terbentuk atau kedua-duanya sekali :-

a) Ikatan kimia pada bahan tindak balas biasanya terputus
b) Ikatan kimia yang baru biasa terbentuk pada hasil tindakbalas

• Mengikut teori perlanggaran yang dikemukakan oleh Arrbenius ,zarah-zarah bahan tindak balas mesti berlanggar anatar satu sama lain untuk bertindak balas.Namun demikian, zarah-zarah tidak selalu bertindak balas apabila berlanggar tetapi ade setengah masa zarah zarah tersebut hanya melantun sahaja.Ikatan kimia pada bahan tindak balas tidak terputus.

• Untuk bertindak balas suatu perlanggaran perlu memenuhi dua syarat penting :

I)zarah-zarah mesti mempunyai kandungan tenaga yang minima dalam perlanggaran untuk tindak balas berlaku
II)Zarah-zarah juga hendaklah bertembung antara satu sama lain dalam orientasi yang betul

• Pertimbangkan tindak balas gas hidrogen dan gas klorin untuk menghasilkan gas hydrogen klorida.

                                                         H₂(g) + Br₂ (g) –> 2HBr (g)

• Perlanggaran berkesan molekul hidrogen dan molekul klorin berlaku apabila zarah zarah yang berlanggaran mempunyai tenaga yang sama atau lebih daripada tenaga pengaktifan dan berlanggar dengan orientasi yang betul

PENGGUNAAN MANGKIN DALAM APLIKASI INDUSTRI

■ Pengeluaran ammonia oleh proses Haber

	►	N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
	►	Nitrogen dan hidrogen dicampurkan dalam nisbah isipadu 1: 3 akan mengalir melalui besi (mangkin) yang dicampurkan dengan aluminium oksida pada suhu 450-550 ℃ dan tekanan optimum 200 atmosfera.

■ Proses Sentuh untuk mengeluarkan asid sulfurik

	►	Langkah I: Pengeluaran gas sulfur dioksida, SO2 S(s) + O2 → SO2(g)
	►	Langkah II: Penukaran sulfur sulfida kepada sulfur trioksida, SO3 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) Campuran gas mengalir melalui vanadium (V) oksida, V2O5(mangkin) pada suhu 450-500 ℃ dan di tekanan 1 atmosfera.
	►	Langkah III: Pengeluaran asid sulfurik, H2SO4 SO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l)

■ Pengeluaran asid nitrik oleh proses Ostwald

	►	Langkah I: 4NH3(g) + 5O2(g) ⇌ 4NO(g) + 6H2O(l) Campuran gas mengalir melalui platinum, Pt (mangkin) pada suhu 850℃.
	►	Langkah II: 2NO + 2O2(g) → 2NO2(g)
	►	Langkah III: NO(g) + O2(g) + 2H2O2(l) → 4HNO3

■ Peretakan Petroleum Hidrokarbon

►

Alkana (molekul hidrokarbon yang besar) mengalir melalui aluminosilikat (mangkin) pada suhu kira-kira 500 ℃ dan tekanan 1 atmosfera.

■ Pembuatan marjerin

►

Logam nickel digunakan dalam penghidrogenan minyak sayuran untuk membuat marjerin pada suhu kira-kira 180 ℃ dan tekanan 1 atmosfera.

APLIKASI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KADAR TINDAK BALAS DALAM KEHIDUPAN SEHARIAN.

 

 

■ Kesan tekanan

	►		Pembakaran arang
	►		Menyimpan makanan di dalam peti sejuk
	►		Memasak makanan dalam periuk tekanan

KESAN TEKANAN TERHADAP KADAR TINDAK BALAS

■ Kesan tekanan.

	►	Tekanan akan mempengaruhi kadar tindak balas bagi bahan tindak balas berbentuk gas.
	►	Apabila tekanan gas meningkat, zarah-zarah gas akan berlanggar dengan lebih kerap.
	►	Oleh itu, Kadar tindak balas adalah lebih tinggi.

■ Contoh: Pengeluaran ammonia melalui proses Haber dalam industri.

	►	Persamaan kimia: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2HN3(g)
	►	Proses Haber dijalankan pada tekanan daripada 200-500 atmosfera.

KESAN MANGKIN KEATAS KADAR TINDAK BALAS

 

Tujuan: Untuk mengkaji kesan mangkin ke atas kadar tindak balas.

Pernyataan masalah: Bagaimanakah kehadiran mangkin boleh mempengaruhi kadar tindak balas? 

 Hipothesis: Jika mangkin positif digunakan dalam tindak balas, kadar tindak balas akan berlaku lebih cepat.

 

Pembolehubah:

	»	Pembolehubah dimalarkan : Suhu dan isipadu bahan tindak balas
	»	Pembolehubah dimanipulasikan: Kehadiran mangkin
	»	Pembolehubah bergerakbalas: Kadar tindak balas

Bahan:  » 20-isipadu Hidrogen peroksida » Serbuk Mangan (IV) oksida

Radas: » Buret » Kon kelalang » Silinder penyukat » Jam randik » Kaki retort dengan pengapit » Besin » Salur penghantaran

Prosedur:

►

1. 5cm3 hidrogen peroksida diukur dengan mengukur silinder penyukat dan dituangkan ke dalam tabung uji A dan tabung uji B. Tabung uji itu kemudian diletakkan pada rak tabung uji. 2.  ½ spatula serbuk mangan (IV) oksida dimasukkan ke dalam tabung uji B. 3. Satu kayu uji berbara dimasukkan ke dalam mulut kedua-dua tabung uji A dan B. 4.  Perhatikan kayu uji berbara.

Pemerhatian:

►

1. Kayu uji berbara akan dinyalakan dalam tabung uji B. 2. Kayu uji berbara tidak akan dinyalakan dalam tabung uji A.

Perbincangan:

	►	Hidrogen peroksida terurai secara perlahan-lahan pada suhu bilik. ○ H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)
	►	Kehadiran mangan (IV) oksida bertindak sebagai mangkin positif yang akan meningkatkan kadar gas oksigen terbebas dan meningkatkan kadar tindak balas.
	►	Mangan(IV) oksida adalah mangkin. Ia tidak digunakan dalam tindak balas. Jisimnya adalah tidak berubah pada akhir tindak balas

 

Kesimpulan:

►

Kehadiran mangkin positif boleh meningkatkan kadar tindak balas.

 

 

KESAN MANGKIN KE ATAS KADAR TINDAK BALAS

 

• Mangkin ialah bahan yang boleh mengubah kadar suatu tindak balas.

 

• Berubah secara fizikal tetapi tidak berubah dari segi kimia selepas suatu proses tindak balas.

 

• Satu kaedah untuk tindak balas kimia yang memerlukan tenaga pengaktifan yang rendah .

 

• Mangkin sangat penting dalam industry. Ianya membolehkan proses dijalankan pada suhu rendah dan mengurangkan kos tenaga .

KESAN SUHU KEATAS KADAR TINDAK BALAS

1.Kadar tindak balas adalah lebih tinggi pada suhu yang lebih tinggi .

2.Kadar tindak balas meningkat hampir dua kali ganda dengan penambahan suhu 10 darjah celcius .

3.Kesan suhu kepada kadar tindak balas boleh dikaji melalui tindak balas larutan natrium tiosulfat dengan asid sulfurik cair .

KESAN KEPEKATAN BARANG

•  Apabila kepekatan bahan tindak balas menambah , kadar tindak balas akan meningkat .

Dalam eksperimen untuk mengkaji kesan kepekatan larutan natrium tiosulfat dengan asid hidroklorik cair terhadap kadar tindak balas:

 

(i) pemboleh ubah yang dimanipulasikan ialah kepekatan larutan tiosulfat(VI).

(ii) pemboleh ubah yang bergerak balas ialah kadar tindak balas.

(iii) pemboleh ubah yang dimalarkan ialah kepekatan asid hidroklorik, isipadu asid   hidroklorik dan suhu eksperimen.

EKSPERIMEN 1
(KESAN LUAS PERMUKAAN TERHADAP KADAR TINDAK BALAS)

  
Tujuan: Untuk menunjukkan kesan luas permukaan ke atas kadar tindak balas.
Pernyataan masalah: Bagaimanakah jumlah luas permukaan bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas?
Hipothesis: Semakin besar luas permukaan bahan tindak balas yang terdedah, semakin tinggi kadar tindak balas.
Pembolehubah:

	»	Pembolehubah dimalarkan: Suhu dan kuantiti bahan tindak balas
	»	Pembolehubah dimanipulasikan: Saiz bahan tindak balas
	»	Pembolehubah bergerakbalas: Kadar tindak balas

Bahan: » Ketulan kalsium karbonat » Serbuk kalsium karbonat » 0.2mol dm-3 Hidroklorik asid

Radas: » Buret » Kon kelalang » Silinder penyukat » Jam randik » Kaki retort dengan pengapit » Besin » Salur penghantaran

Prosedur:

	►
	►	1. Satu buret yang penuh dengan air diterbalikkan ke dalam besin yang mengandungi air dan kemudian diapit menegak dengan kaki retort. 2. Paras air dalam buret dilaraskan supaya isipadu air yang boleh dibaca dan bacaan buret awal direkodkan. 3. 5g ketulan kalsium karbonat ditimbang dan dimasukkan ke dalam kelalang kon. 4. 50cm3 asid hidroklorik, 0.2mol dm-3 diukur dengan silinder penyukat dan memasukkan ke dalam kelalang kon. 5. Asid hidroklorik dituang ke dalam kelalang kon yang mengandungi ketulan kalsium karbonat  dan ditutup segera dengan salur penghantaran. 6. Jam randik dimulakan dengan serta-merta. 7. Kelalang kon digoncang perlahan-lahan dan isipadu gas yang terbebas diperhatikan dan direkodkan setiap 30 saat. 8. Eksperimen diulangi dengan menggantikan ketulan kalsium karbonat dengan 5g serbuk kalsium karbonat.

Keputusan:

	►	Ketulan kalsium karbonat  Masa(s) Bacaan buret (cm3) Isipadu gas (cm3) 0 50 0 30 46 4 60 42 8 90 40 10 120 37 13 150 35 15 180 33 17 210 31 19 240 29 21 270 27 23 300 25 25
	►	Serbuk kalsium karbonat Masa (s) Bacaan buret (cm3) Isipadu gas (cm3) 0 50 0 30 40 10 60 35 15 90 31 19 120 26 24 150 23 27 180 20 30 210 17 33 240 14 36 270 12 38 300 10 40

Graf dan pengiraan:

	►
	►	Kadar tindak balas purata dalam 300 saat: ○ Kadar tindak balas purata ketulan kalsium karbonat = $\frac{25{\mathit{cm}}^3}{\mathrm{300s}}=0.083{\mathit{cm}}^3{s}^{-1}$ ○ Kadar tindak balas purata serbuk kalsium karbonat = $\frac{42{\mathit{cm}}^3}{\mathrm{300s}}=0.14{\mathit{cm}}^3{s}^{-1}$
	►	Berdasarkan graf, kecerunan bagi serbuk kalsium karbonat adalah lebih curam berbanding dengan ketulan kalsium karbonat. Ini menunjukkan bahawa kadar tindak balas bagi serbuk kalsium karbonat lebih tinggi

 
Perbincangan:

	►	Kalsium karbonatbertindak balas dengan asid hidroklorik cair untuk menghasilkan karbon dioksida gas, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan berikut: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
	►	Serbuk kalsium karbonat mempunyai jumlah luas permukaan terdedah  yang lebih besar berbanding dengan ketulan kalsium karbonat. Oleh itu, kadar tindak balas bagi serbuk kalsium karbonat lebih tinggi.
	►	Berdasarkan kepada keputusan eksperimen, kadar tindak balas berkurang dengan masa (kecerunan graf yang berkurangan dengan masa yang semakin meningkat). Kepekatan asid hidroklorik dan jisim kalsium karbonat berkurangan dengan masa.

 
Kesimpulan:

►

Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas

KESAN LUAS PERMUKAAN TERHADAP KADAR TINDAK BALAS.

1. Jika salah satu bahan dalam bentuk serbuk , maka lebih besar luas permukaan akan terbentuk.

2. Bermakna, terdapat kawasan yang lebih besar dan pelanggaran diantara bahan bahan tindak balas boleh berlaku.

3. Lebih besar bilangan pelanggaran , kadar tindak balas lebih cepat.

4. Tindak balas antara logam magnesium dan asid hidroklorik cair melibatkan pelanggaran antara atom magnesium dan ion hydrogen.

5. Pertambahan bilangan perlanggaran dalam masa satu saat , meningkatkan kadar tindak balas

6. Contoh : Serbuk kalsium karbonat bertindak balas lebih cepat dengan asid hidroklorik cair berbanding ketulan kalsium karbonat.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KADAR TINDAK BALAS.

 

Terdapat tindak balas kimia yang berlaku dengan cepat, dan ada juga yang berlaku dengan perlahan. Faktor-faktor yang boleh mempengaruhi kadar tindak balas adalah saiz, kepekatan, tekanan, suhu dan kehadiran mangkin.

 

Apabila saiz semakin kecil, luas permukaan semakin besar

Kadar tindak balas akan meningkat

 

 

 Apabila kepekatan meningkat, bilangan partikel per isipadu juga meningkat

Kadar tindak balas meningkat 

 

 Apabila tekanan meningkat, bilangan partikel per isipadu juga meningkat

Kadar tindak balas meningkat
 

 

 

 Dengan kehadiran mangkin, tenaga pengaktifan sesuatu tindakbalas semakin rendah

Kadar tindak balas meningkat

 

 

 

 Apabila suhu meningkat, tenaga kinetik zarah semakin meningkat

Kadar tindak balas meningkat