TEKNIK ASAS KIMIA
OLEH:
Hashim bin Mohd Zin
KANDUNGAN
TEKNIK ASAS KIMIA
1. Formula
unsur
2. Formula
sebatian
3. Persamaan
kimia
4. Sifat-sifat
kimia bahan pepejal dan larutan
5. Mol
dan Kemolaran
5.1. Mol
5.2. Kepekatan
5.3 Kemolaran
5.4 Penukaran
unit kepekatan
5.5 Hubungan
antara kemolaran dengan bilangan mol
dan
isipadu larutan penyediaan larutan kimia.
6. Penyediaan
larutan kimia
6.1 Menyediakan
larutan daripada bahan kimia pepejal
6.2 Menyediakan
larutan cair daripada larutan pekat.
6.3. Penyediaan
larutan piawai (Standard)
6.4. Pentitratan
asid -bes
TEKNIK ASAS KIMIA
1. SIMBOL UNSUR
Dalam alam ini terdapat
109 unsur yang telah diketahui. Unsur wujud sebagai logam, bukan logam dan
separa logam. Setiap unsur diberi sombol khas ( satu atau dua
huruf) simbol ini biasanya merujuk nama unsur dalam Bahasa Inggeris.
Jika satu huruf, digunakan huruf besar dan jika dua huruf, yang pertama huruf
besar dan yang kedua huruf kecil. Contoh:
H-Hidrogen C-
Karbon O -
Oksigen K - Kalium
He -
Helium Na - Natrium Fe -
Natrium Fe - ferum MG - Magnesium
(Sila rujuk jadual
berkala unsur)
2. FORMULA SEBATIAN
Sebatian terdiri
daripada unsur-unsur yang bergabung secara kimia. Terdapat dua jenis sebatian
iaitu sebatian ion (garam) dan sebatian molekul. Formula kimia ialah
satu set simbol kimia bagi atom unsur bersama nombor bulat bagi mewakili
sesuatu bahan kimia.
Formula sebatian ion
menunjukkan nisbah teringkas unsur yang hadir dalam sebatian itu.
Contoh:
Formula nama Nisbah
unsur
NaCl Natrium
Klorida Natrium
; klorin = 1:1
MgO Magnesium
Oksida Magnesium : oksigen =
1:2
CaCl2 Kalsium
klorida Kalsium:
Klorin = 1:2
Fe2 O3 Ferum(III)
Oksida Ferum:
oksigen = 2:3
(Unsur dalam sebatian
ion wujud sebagai atom bercas positif/negatif. Jumlah cas bersih
dalam formula sebatian ion adalah sifar).
Formula sebatian molekul
menunjukkan bilangan sebenar atom yang hadir dalam sesuatu molekul.
Contoh:
Formula nama Unsur
H2O Air Hidrogen
, Oksigen
NH3 Ammonia Nitrogen,
hidrogen
C6H12O6 glukosa Karbon,
hidrogen, oksigen
SO3 Sulfur
Trioksida Sulfur,
oksigen
H2SO4 Asid
Sulfurik Hidrogen,
Sulfur, Oksigen
BaCl2 Barium
Klorida Barium,
Klorin
3. PERSAMAAN KIMIA
Tindak balas kimia
melibatkan perubahan bahan tindak balas kepada hasil tindak
balas. Tindak balas kimia diwakili oleh persamaan yang menggunakan
simbol dan formula kimia.
Bahan tindak
balas ------> hasil tindak balas.
A +
B --> C + D
Persamaan kimia mesti
seimbang dari segi bilangan atom di sebelah kiri dan kanan.
Contoh:
Asid
hidroklorik + Natrium Hidroksida ---> Natrium Klorida
+ Air
HCL + NaOH --->
NaCl + H2O
Asid
Sulfurik + Barium Hidroksida ----> Barium
Sulfat + Air
H2SO4 + Ba
(OH)2 --> BaSO4 + H2O
Kalsium
karbonat ---> Kalsium oksida + Karbon
dioksida
CaCO3 --->
CaO + CO2
Amonia + Hidrogen
klorida ---> Ammonium klorida
NH3 + HCL -->
NH4Cl
(Daripada persamaan
kimia boleh ditentukan kualiti bahan tindak balas atau hasil tindak
balas. Kuantiti boleh sebagai jisim, isipadu (gas), mol dan
lain-lain)
4. SIFAT-SIFAT KIMIA BAHAN PEPEJAL DAN
LARUTAN
Bahan atau jirim boleh wujud
dalam keadaan pepejal , cecair dan gas. Contoh: Air
(Pepejal) <--> Air(Cecair) <---> Wap Air (Gas)
bahan pepejal wujud pada
suhu di bawah takat beku/ takat lebur. Semua logam (kecuali raksa/merkuri wujud
sebagai pepejal pada keadaan bilik. Kebanyakan sebatian ion wujud
dalam bentuk pepejal pada keadaan bilik.
Bahan pepejal
menunjukkan sifat kimia apabila berlaku tindak balas. Secara amnya
pepejal loga, (aktif) bertindak balas dengan asid menghasilkan garam dan
membebaskan gas hidrogen.
Contoh Mg
+ 2HCL ---> MgCl2 + H2
Pepejal garam karbonat
(sebatian ion) bertindak balas dengan asid membebaskan gas karbon
dioksida. Contoh:
CaCO3 + 2HNO3
---> Ca(NO3)2 + CO2 +H2O
Larutan ialah satu
campuran yang terbentuk apabila suatu zat terlarut dilarutkak dalam suatu
pelarut tertentu.
Zat terlarut + pelarut
----> Larutan
Air merupakan pelarut
semesta (Universal) yang boleh melarutkan kebanyakan bahan. Zat
terlarut(biasanya dalam keadaan pepejal) dicampurkan ke dalam pelarut hingga
menjadi homogen (tidak wujud ampaian/berkeladak). Contoh:
Natrium
Klorida + Air ---> Larutan Natrium Klorida
(garam
biasa) (Pelarut) (Larutan
garam)
Larutan berair (akues)
biasanya tidak berwarna, kecuali larutan ion logam peralihan seperti ion
kuprum(II) - biru, ion ferum (II) - hijau muda, ion ferum(III) - kuning dan ion
nikel - hijau.
Larutan garam bertindak
balas dengan bahan uji (reagen) menghasilkan mendakan yang larut atau tidak
larut dalam keadaan berlebihan . contoh.
Larutan ion zink
dicampaurkan dalam larutan natrium hidroksida membentuk mendakan putih yang
larut dalam keadaan berlebihan menghasilkan larutan tidak berwarna. Larutan ion
plumbum dicampurkan dalam larutan ammonia membentuk mendakan putih yang tidak
larut dalam keadaan berlebihan.
5. MOL DAN KEMOLARAN
5.1. Mol
Satu mol sesuatu bahan
ialah kuantiti bahan yang mengandungi 6.02 X 10 23
zarah bahan itu. Nombor
pemalar (6.02 X 10 23) dipanggil Nombor
Avogadro. Jenis Zarah dalam suatu bahan mungkin atom, molekul atau
ion, bergantung kepada jenis bahan itu.
Bilangan mol atom
unsur = Jisim unsur (gram)
Jisim
atom reletif unsur
Bilangan mol molekul
= jisim(gram)
jisim
molekul relatif
Bilangan mol sebatian
ion = jisim (gram)
jisim
formula relatif
Secara
ringkasnya: Bilangan
mol = jisim
Jisim
relatif
5.2 Kepekatan
Kepekatan sesuatu
larutan ialah satu ukuran kuantiti zat terlarut yang terlarut dalam satu
kuantiti pelarut . Kuantiti zat terlarut dinyatakan dalam gram atau mol. Oleh
itu unit kepekatan larutan boleh dinyatakan dalam g dan dm3 (1 dm3 ialan 1000
cm3)
Kepekatan larutan (g
dm3) = jisim zat terlarut (g)
Isipadu
larutan (dm3)
Contoh :
50
g kuprum (II) sulfat kontang dilarutkan dalan air untul menghasilkan
250
cm3 larutan . Hitung kepekatan larutan yang terhasil dalam g dm -3
Jisim kuprum (II) sulfat
= 50 g
Isipadu
laruta = 250 =
0.25 dm3
1000
Kepekatan larutan
kuprum(II) sulfat = Jisim kuprum (II) sulfat dalam g = 50
g
Isipadu
larutan dalam dm3 0.25 dm3
=
200 g -3
Latihan :
Berapakah jisim kalium
karbonat yang perlu dilarutkan dalam air untuk menyediakan 500 cm3 larutan yang
mempunyai kepekatan 60 g dm-3 ?
5.3 Kemolaran
Kemolaran ialah
unit kepekatan yang menunjukkan mol zat terlarut yang
terdapat dalam 1 dm3 larutan (atau mol dm-3).
Kemolaran = Bilangan
mol zat terlarut
Isipadu
larutan dalam dm3
Contoh :
28
g kalium hidroksida (KOH) dilarutkan dalam air untuk menyediakan
250
cm3 larutan . Berapakah kemolaran larutan yang terhasil ?
[
Jisim atom relatif : H = 1; O = 16; K =39]
Jisim
formula KOH = 39 + 16 + 1 = 56
Bilangan mol
KOH = Jisim KOH dalam g = 28 =
0.5 mol
Jisim
formula relatif KOH 56
Isipadu larutan
larutan = 250 =
0.25 dm3
1000
Kemolaran larutan KOH
= Bilangan mol KOH = 0.5
mol = 2.0 mol dm-3
Isipadu
larutan dalam dm3 0.25
dm3
Latihan :
Berapakah
jisim zink nitrat , Zn(NO3)2, (jisim formula relatif = 127), yang
perlu
dilarutkan
dalam air untuk menyediakan 500 cm3 larutan yang mempunyai
kemolaran
0.2 mol 0.2 mol dm-3 ?
5.4 Penukaran
unit kepekatan
Kemolaran (mol dm-3) = Kepekatan
(g dm-3) = 14.9 =
0.2 mol dm-3
Jisim
formula relatif KCI 74.5
Latihan :
Berapakah
kepekatan (dalam unit g dm-3) larutan barium hidroksida, Ba(OH)2,
yang
mempunyai kemolaran 0.2 mol dm-3 ? [ Jisim formula relatif Ba (OH)2
=
171]
5.5 Hubungan
antara kemolaran dengan bilangan mol dan isipadu larutan
Katakan
, n = bilangan mol zat terlarut
V=
isipadu larutan (cm3)
M=
Kemolaran larutan (mol dm3)
Oleh kerana kemolaran
larutan = bilangan mol zat terlarut
Isipadu
larutan (dm3)
Maka M = n
V
1000
Oleh
itu n = M
V
1000
6. PENYEDIAAN LARUTAN KIMIA
6.1 Menyediakan larutan
daripada bahan kimia pepejal
Jisim
pepejal = Kemolaran larutan x Jisim formula
relatif x Isipadu larutan
(g)
(mol
dm-3) (g
mol-1) (dm3)
Contoh
:
(a) Sediakan
1 dm3 larutan natrium karbonat (Na2CO3) dengan kemolaran 0.1 mol
dm-3.
Jisim
formula relatif Na2CO3 = 106
Jisim
Na2CO3 yang diperlukan = 0.1 x 106 x 1 = 10.6 g
Timbang 10.6 g (tepat)
pepejal Na2CO3 dan larutkan dalam air suling hingga menjadi 1 dm3 larutan.
Gunakan kelalang volumetrik 1dm3.
(B) Anda
dibekalkan dengan pepejal hablur kuprum(II) sulfat terhidrat,
CUSO45H2O (jisim formula reletif = 249.6) sediakan 500 cm3larutan
kuprum(II) sulfat dengan kemolaran 0.5 mol dm3.
Jisim CuSO45H20 yang
diperlukan = 0.5 X 249.5 X 500 = 62.38 g
1000
timbang 62.38 g
CuSO45H20 dan larutkan dalam air suling hingga menjadi 500 cm3.
Gunakan kelalang volumetrik 500 cm3.
6.2. Menyediakan
larutan cair daripada larutan pekat
Kebanyakan asid atau alkali
dibekalkan dalam bentuk larutan pekat. Untuk menyediakan larutan
caiar, data yang dicatat pada label bekas perlu diambil kira.
Contoh;
Asid sulfurik pekat
H2SO4
Jisim molekul relatif =
98
Ketumpatan = 1.84 g/cm3
kepekatan = 96%
Sediakan 1 dm3 larutan
asid sulfurik dengan kemolaran 0.5 mol dm3
isipadu asid
pekat kemolaran
larutan X JMR X 100
yang
diperlukan (CM3) (Mol dm3
S.G
(g cm3 ) X % kepekatan
= 0.5 X
98 X 100 = 27.7 cm3
1.84 X 96
Sukat 27.7 cm3 asid
sulfik pekat dan alirkan perlahan-lahan ke dinding dalam kelalang volumetrik 1
dm3 yang mengandungi kira-kira separuh air suling (Peringatan : Jangan tuangkan air suling kepada asid pekat)
tambahkan air suling hingga isipadu larutan menjadi 1 dm3.
6.3. Penyediaan
larutan piawai (standard)
Jika sesuatu bahan boleh
diperolehi dalam keadaan sangat tulen, larutannya boleh disediakan secara
terus. Bahan tersebut ditimbang untuk mendaoat jisim yang tepat.
Kemudian semua bahan tersebut dilarutkan dalam air suling kepada isipadu yang
diperlukan dengan menggunakan kelalang volumetrik. Antara bahan yang mempunyai
ketulenan tinggi ialah natrium karbonat, asid benzoik, boraks (dinatrium
tertraborat), kalium hidrogen ftalat, argentum nitrat dan natrium
klorida.
Larutan piawai adalah
larutan yang diketahui kepekatan (kemolaran) dengan tepat . Bahan
yang digunakan sebagai larutan piawai mesti cukup tulen dan stabil apabila
didedahkan ke udara.
Jika larutan asid
seperti asid sulfurik , asid nitrik damn asid hidroklorid, dan larutan Alkali
seperti natrium hidroksida, kalium hidroksida dan ammonia jika disediakan
secara terus, kepekatan larutan yang terhasil tidak begitu tepat. Ini kerana
asid nitrik dan asid hidroklorik pekat bersifat lembab cair (menyerap wap air
dari udara) oleh itu larutan yang disediakan perlu dititratkan dengan leruitan
piawai supaya kepekatannya dapat ditentukan dengan tepat.
Contoh: penyediaan
250cm3 larutan natrium hidroksida. NaOH, 2.0 Mol dm3.
Jisim NaOH yang
diperlukan = kemolaran X isipadu x jisim formula relatif
NaOH
1000
= 2.0
X 250 X 40 = 20.0
g
1000
Timbang 20.0 g (tepat)
dalam sebuah bikar kecil yang kering dan ditutup. Sebuah kelalang
volumetrik 250cm3 yang bersih diisikan dengan air suling kira-kira satu pertiga
penuh 20.0 g natrium hidroksida tadi dituangkan melalui corong turas, bikar
kecil tadi dibilas dengan sedikit air suling. Kemudian semua air
bilasan dituangkan ke dalam kelalang volumetrik. Pembilasan diulangi
beberapa kali . Corong turat ddibilas beberapa kali dengan air suling. Kemudian
corong turas ditanggalkan. Kelalang volumetrik digoncangkan perlahan-lahan
sehingga semua natrium hidroksida larut. Air suling ditambah dengan
berhati-hati sehingga meniskus larutan berada pada senggatan 250cm3 . kelalang
volumetrik ditutup dengan penutup sehingga ketat. Kelalang
volumetrik digoncang dan ditelengkupkan beberapa kali supaya larutan bercampur
sekata.
6.4. Pentitratan
asid -bes
Pentitratan asid-bes
ialah kaedah analisis kuantitif untuk menentukan isipadu asid yang diperlukan
bagi meneutralkan dengan tepat suatu alkali yang mempunyai isipadu tertentu
dengan bantuan sesuatu penunjuk yang sesuai . Penunjuk(seperti
fenolftalein atau metil jingga) berubah warna sebaik sahaja kuantiti
asid yang ditambak secukup-cukupnya sahaja meneutralkan kuantiti asid yang
digunakan. Pentitratan dihentikan sebaik sahaja warna penunjuk berubahititu
apabila takat akhir tercapai.
Contoh pentitratan
untuk menentukan kepekatan Asid Sulfik cair.
25.0 cm3 larutan natrium
hidroksida 0.4 mol dm3 dipipetkan ke dalam kelalang kon 250 cm3. Dua
titik larutan fenolftelin ditambahkan ke dalam kelalang kon
itu. Warna larutan menjadi merah jambu. Sebuah buret yang
diapitkan pada kaki retort diisikan dengan asid sufurik cair. Bacaan awal buret
dicatatkan.
Dengan cermat, asid
sulfurik cair daripada buret dialirkan sedikit demi sedikit ke dalam kelalang
kon sambil mengoncangkannya. Apabila warna merah jambularutan dalam kon menjadi
semakin pudar, asid sufurik cair dialirkanperlahan-lahan. Setiap kali asid
sulfurik dialirkan, kelalang kon digoncangkan. Pentitrattan dihentikan sebaik
sahaja larutan dalam kelalang menjadi tidak berwarna, iaitu apabila takat akhir
tercapai. Bacaan akhir buret direkodkan.
Pentitratan di atas
diulangi dua kali untuk mendapat keputusan yang jitu.
Keputusan ( Contoh )
|
Nombor pentitratan
|
1
|
2
|
3
|
|
Bacaan akhir buret ( cm3 )
|
20.50
|
41.05
|
20.45
|
|
Bacaan awar buret ( cm3 )
|
0.50
|
21.00
|
0.50
|
|
Isipadu asid sulfurik cair yang
digunakan ( cm3 )
|
20.00
|
20.05
|
19.95
|
Purata isipadu
asid sulfurik cair yang diperlukan = 20.00 + 20.05 + 19.95
3
=
20.00 cm 3
Perhitungan:
Bilangan mol natrium
hidroksida yang digunakan = mv
1000
= 0.4
x 25.0
1000
=
0.01 mol
Persamaan tindak balas
peneutralan :
2NaOH =
H2SO4 -----> Na2SO4 + 2H2SO4
Daripada persamaan ,2
mol natriun hidroksida memerlukan 1 mol asid sulfurik untuk penuetralan.
Oleh itu bilangan mol
asid sulfurik yang diperlukan = 0.01 x 1 =
0.005 mol
2
Kepekatan asid
sulfurik cair yang digunakan = Bilangan mol H2SO4
Isipadu H2SO4(dm3)
= 0.005
x 1000 =
0.25 mol dam-3
20.00
Tiada ulasan:
Catat Ulasan