Pearson Edexcel International A-Level · Kimia: catatan pengajaran

Versi: YCH11; ISBN 9781446949962; spesifikasi 2018; pengajaran pertama 2018

Paket fokus asli ini bersifat parsial. Paket ini tidak menjamin cakupan spesifikasi penuh atau bank interaktif yang telah ditinjau.

Penilaian dan batas kurikulum

• Enam unit yang dinilai secara berasingan; IAS menggunakan Unit 1–3, IAL menggunakan Unit 1–6.

• Unit 3 dan 6 adalah peperiksaan kemahiran praktikal berdasarkan pengalaman eksperimen; ia bukanlah kertas amali tangan langsung Cambridge.

• Kekalkan penomoran amali teras daripada spesifikasi yang diperolehi. Berat unit, markah dan masa terdapat dalam manifest bukti penilaian.

Jumlah, persamaan, dan pereaksi pembatas

Fokus unit resmi: 1 Struktur, Ikatan dan Pengantar Kimia Organik

Massa terkecil dari reaktan tidak selalu menjadi pereaksi pembatas. Persamaan stoikiometri membandingkan jumlah partikel, bukan gram secara langsung.

Mol mengukur jumlah zat. Gunakan massa molar untuk mengonversi massa menjadi jumlah mol. Koefisien persamaan stoikiometri memberikan rasio mol; koefisien tersebut tidak memberikan massa yang sama.

Hitung jumlah yang tersedia untuk setiap reaktan dan bagi dengan koefisiennya. Rasio yang lebih kecil membatasi reaksi. Gunakan reaktan tersebut untuk menghitung produk maksimum sebelum membandingkan hasil aktual.

Tulis persamaan stoikiometri terlebih dahulu, sertakan satuan dalam massa molar, lalu konversikan setiap massa atau volume larutan yang diberikan menjadi jumlah mol. Konversikan sentimeter kubik ke desimeter kubik sebelum menggunakan konsentrasi dalam mol per desimeter kubik.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: 2.0 g Mg bereaksi dengan asam berlebih. Gunakan jumlah = massa/massa molar. Dengan massa molar Mg = 24.0 g per mol, jumlah Mg = 2.0/24.0 = 0.0833 mol. Dalam Mg + 2HCl → MgCl2 + H2, jumlah H2 = jumlah Mg = 0.0833 mol.

Ralat biasa

Asam berlebih berarti asam tidak membatasi perhitungan yang dinyatakan. Koefisien 2 di depan HCl tidak menggandakan jumlah hidrogen.

Partikel, ikatan dan sifat makroskopis

Fokus unit resmi: 1 Struktur, Ikatan dan Pengantar Kimia Organik

Kristal garam menghantarkan listrik saat dilarutkan tetapi tidak saat padat. Ion ada dalam kedua keadaan; kemampuan mereka untuk bergerak berubah.

Ikatan ionik adalah tarik-menarik elektrostatik antara ion bermuatan berlawanan. Ikatan kovalen melibatkan elektron yang dibagi. Ikatan logam melibatkan tarik-menarik antara ion logam positif dan elektron terdelokalisasi.

Untuk menjelaskan sifat makroskopis, sebutkan struktur, partikel, gaya, dan pembawa muatan yang bergerak. Zat molekuler sederhana dapat memiliki ikatan kovalen yang kuat di dalam molekul tetapi tarikan lemah antar molekul.

Bandingkan zat menggunakan bukti seperti titik lebur, konduktivitas saat padat dan cair, serta kelarutan. Satu sifat jarang membuktikan suatu struktur; gunakan pola bukti.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: unsur memiliki nomor atom 12 dan nomor massa 24. Proton = 12; neutron = nomor massa - nomor atom = 24 - 12 = 12. Ion 2+ memiliki elektron = 12 - 2 = 10. Muatan mengubah jumlah elektron, bukan inti.

Ralat biasa

Mencairkan zat molekuler sederhana biasanya mengatasi tarikan antarmolekul; hal itu tidak memerlukan pemutusan semua ikatan kovalen di dalam setiap molekul.

Struktur organik dan jalur reaksi

Fokus unit resmi: 1 Struktur, Ikatan dan Pengantar Kimia Organik; 2 Termodinamika, Kimia Golongan, Halogenoalkana dan Alkohol; 4 Laju, Kesetimbangan dan Kimia Organik Lanjutan; 5 Logam Transisi dan Kimia Nitrogen Organik

Dua senyawa dapat memiliki rumus molekul yang sama tetapi struktur yang berbeda. Gugus fungsinya membantu memprediksi reaksi apa yang mereka alami.

Seri homolog berbagi gugus fungsi dan rumus umum. Isomer struktural berbagi rumus molekul tetapi berbeda dalam koneksi atom. Alkena mengandung ikatan rangkap karbon-karbon.

Bedakan penambahan, substitusi, oksidasi, dan polimerisasi dengan melacak ikatan sebelum dan setelah reaksi. Kondisi dan pereaksi berada pada panah reaksi; mereka bukan label yang dapat saling ditukar.

Gambar formula tampilan atau struktur dengan jumlah ikatan yang benar pada setiap karbon. Gunakan hitungan karbon untuk memeriksa sintesis yang diusulkan. Pada tingkat lanjut, lacak pereaksi dan kondisi melalui rute bertahap.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: etena menambahkan bromin di sepanjang ikatan rangkapnya. Rangka dua karbon tetap utuh dan setiap karbon mendapatkan satu atom bromin, menghasilkan 1,2-dibromoetana. Satu mol etena bereaksi dengan satu mol bromin dalam reaksi penambahan ini.

Ralat biasa

Pemudaran bromin memberikan bukti ketidakjenuhan dalam tes yang sesuai. Hal itu bukan bukti bahwa sampel tak dikenal secara spesifik adalah etena.

Kalorimetri dan energi kimia

Fokus unit resmi: 2 Termodinamika, Kimia Golongan, Halogenoalkana dan Alkohol; 4 Laju, Kesetimbangan dan Kimia Organik Lanjutan

Gelas memanas ketika dua larutan bereaksi. Kenaikan suhu mengukur energi yang ditransfer ke lingkungan; hal itu tidak langsung sama dengan perubahan entalpi.

Reaksi eksotermik mentransfer energi ke lingkungan. Reaksi endotermik menyerap energi dari lingkungan. Pemutusan ikatan memerlukan energi; pembentukan ikatan melepaskan energi.

Gunakan energi yang ditransfer = massa × kapasitas panas spesifik × perubahan suhu. Konversi joule ke kilojoule sebelum membaginya dengan jumlah reaksi. Perubahan entalpi molar eksotermik memiliki tanda negatif.

Gunakan isolasi dan penutup, ukur suhu awal secara konsisten, aduk, dan catat seri suhu-waktu. Perkirakan suhu reaksi dari ekstrapolasi yang tepat alih-alih mengabaikan pendinginan selama pengukuran.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: 100 g larutan naik sebesar 5.0 °C; kapasitas panas spesifik adalah 4.18 J per gram per derajat. q = mcΔT. q = 100 × 4.18 × 5.0 = 2,090 J = 2.09 kJ. Jika 0.050 mol bereaksi, ΔH = -q/n = -2.09/0.050 = -41.8 kJ per mole.

Ralat biasa

Kehilangan panas biasanya menurunkan kenaikan suhu yang teramati. Larutan yang menerima panas dan reaksi yang kehilangan panas memiliki tanda yang berlawanan.

Redoks dan elektrolisis

Fokus unit resmi: 2 Energetika, Kimia Golongan, Halogenoalkana dan Alkohol; 5 Logam Transisi dan Kimia Nitrogen Organik

Larutan garam berair dapat menghasilkan produk elektroda yang berbeda dari garam leleh. Air memperkenalkan spesies pesaing ke dalam sistem.

Oksidasi adalah pelepasan elektron dan reduksi adalah penerimaan elektron. Dalam elektrolisis, kation bergerak menuju katoda dan anion menuju anoda. Reduksi terjadi di katoda.

Prediksi produk menggunakan elektrolit dan material elektroda yang ditentukan. Dalam larutan berair, hidrogen atau oksigen dapat terbentuk karena spesies terkait air bersaing. Garam leleh hanya mengandung ion-ion dari garam tersebut.

Gunakan sumber arus searah tegangan rendah, elektroda yang disetujui, dan penilaian risiko sekolah. Kumpulkan gas hanya dengan metode yang disetujui. Jaga demonstrasi klorin di bawah kendali guru; jangan meminta siswa menghasilkan gas berbahaya secara mandiri.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: ion tembaga menerima dua elektron. Persamaan setengah: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Satu mol Cu²⁺ memerlukan dua mol elektron. Untuk 0.050 mol tembaga, jumlah elektron = 2 × 0.050 = 0.100 mol.

Ralat biasa

Tanda elektroda bergantung pada jenis sel. Dalam sel elektrolitik, katoda bernilai negatif; reduksi tetap merupakan proses penentu di katoda dalam setiap sel.

Laju, katalis, dan titik akhir yang dapat diandalkan

Fokus unit resmi: 2 Termodinamika, Kimia Golongan, Halogenoalkana dan Alkohol; 4 Laju, Kesetimbangan dan Kimia Organik Lanjutan

Reaksi yang lebih cepat selesai lebih cepat, tetapi tidak selalu menghasilkan lebih banyak produk. Laju dan hasil akhir menjawab pertanyaan yang berbeda.

Laju reaksi menggambarkan reaktan yang digunakan atau produk yang terbentuk per satuan waktu. Suhu yang lebih tinggi meningkatkan fraksi tumbukan yang memiliki cukup energi. Katalis menyediakan jalur alternatif dengan energi aktivasi yang lebih rendah.

Grafik produk-waktu memiliki kemiringan yang lebih curam di mana laju lebih besar. Garis singgung memperkirakan laju sesaat; garis potong memberikan laju rata-rata selama suatu interval. Puncak datar akhir mencerminkan total produk terkumpul di bawah kondisi yang dinyatakan.

Untuk produksi gas, periksa alat untuk kebocoran, mulai penghitungan waktu secara konsisten, dan catat volume pada interval reguler. Pertahankan konsentrasi, jumlah reaktan, dan luas permukaan tetap saat mengubah suhu.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: volume gas meningkat dari 10 hingga 34 sentimeter kubik antara 20 dan 60 detik. Rata-rata laju = perubahan volume / perubahan waktu. Laju = (34 - 10)/(60 - 20) = 0.60 sentimeter kubik per detik. Ini belum tentu laju instan pada 40 detik.

Ralat biasa

Katalisator tidak mengubah konstanta kesetimbangan pada suhu tetap. Metode kehilangan massa tidak dapat mendeteksi semua reaksi, dan hilangnya gas melalui kebocoran akan membiaskan hasil eksperimen pengumpulan.

Titrasi dan konsentrasi yang dapat dipertanggungjawabkan

Fokus unit resmi: 3 Keterampilan Praktis Kimia I; 6 Keterampilan Praktis Kimia II

Pembacaan buret bukanlah volume yang dikeluarkan. Titran adalah perbedaan antara pembacaan akhir dan awal, dan kedua pembacaan memiliki ketidakpastian.

Titrasi mengukur jumlah satu larutan yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan jumlah已知 larutan lainnya. Persamaan memberikan rasio mol. Titik akhir indikator mendekati titik ekivalen ketika indikator yang sesuai digunakan.

Hitung jumlah yang diketahui terlebih dahulu, terapkan rasio stoikiometri, lalu bagi dengan volume larutan tak diketahui dalam desimeter kubik. Gunakan titrasi konkordan sesuai metode sekolah dan laporkan nilai yang diterima.

Bilas buret dengan larutannya dan pipet dengan larutan yang dipindahkan. Bilas labu dengan air suling. Tambahkan titran perlahan mendekati titik akhir, goyangkan, dan baca meniskus pada tingkat mata. Gunakan ubin putih dan pelindung mata yang sesuai.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: 25.0 sentimeter kubik asam bereaksi 1:1 dengan 20.0 sentimeter kubik basa 0.100 mol per desimeter kubik. n = cV = 0.100×0.0200 = 0.00200 mol. Jumlah asam adalah 0.00200 mol. c = n/V = 0.00200/0.0250 = 0.0800 mol per desimeter kubik.

Ralat biasa

Menambahkan air suling ke dalam labu mengubah volume tetapi tidak mengubah jumlah analit yang dipindahkan. Jangan rata-ratakan titrasi kasar dengan nilai konkordan yang diukur dengan teliti.

Tes kimia dan kepercayaan analitis

Fokus unit resmi: 3 Keterampilan Praktis Kimia I; 5 Logam Transisi dan Kimia Nitrogen Organik

Api berwarna merupakan bukti yang berguna, namun kawat yang terkontaminasi dapat menghasilkan hasil yang menyesatkan. Kesimpulan analitis bergantung pada metode dan kontrol.

Analisis kimia mengidentifikasi zat atau mengukur jumlah. Kromatografi memisahkan komponen karena distribusi mereka berbeda antara fase diam dan fase gerak. Zat murni memiliki sifat fisika karakteristik di bawah kondisi tertentu.

Rf adalah jarak yang ditempuh oleh komponen dibagi dengan jarak yang ditempuh oleh muka pelarut, keduanya diukur dari garis dasar. Bandingkan di bawah kondisi yang sama; nilai Rf saja tidak menetapkan identitas lintas pelarut yang berbeda.

Gunakan pensil untuk garis dasar, jaga noda tetap di atas tingkat pelarut, tandai muka pelarut segera, dan jalankan referensi yang diketahui bersama sampel tak dikenal. Untuk uji ion, gunakan peralatan bersih dan alikot terpisah untuk menghindari pembawaan reagen ke uji berikutnya.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: noda bergerak 3.0 cm; muka pelarut bergerak 5.0 cm. Rf = jarak noda / jarak muka. Rf = 3.0/5.0 = 0.60. Rf tidak memiliki satuan. Dua nilai Rf yang cocok mendukung identifikasi hanya jika bukti lain dan kondisi sesuai.

Ralat biasa

Satu noda dapat menyembunyikan zat yang keluar bersamaan (ko-elusi). Tinta pada garis dasar dapat larut dan menciptakan noda tambahan.

Ketidakpastian, gradien, dan pengujian model

Fokus unit resmi: 3 Keterampilan Praktis Kimia I; 6 Keterampilan Praktis Kimia II

Garis yang melewati setiap titik data berguna, namun gradiennya masih bisa belum pasti. Grafik merupakan bukti untuk sebuah model dalam rentang pengukuran.

Variasi acak membuat pembacaan berulang berbeda. Kesalahan sistematis menggeser hasil secara konsisten. Ketidakpastian absolut memiliki satuan terukur; ketidakpastian relatif atau persentase membandingkan ketidakpastian dengan nilai terukur.

Untuk perkalian atau pembagian, menjumlahkan ketidakpastian pecahan adalah pendekatan maksimum-ketidakpastian yang umum. Untuk selisih, jumlahkan ketidakpastian absolut. Intersep tak nol dapat mengungkapkan offset atau model yang tidak lengkap.

Tampilkan satuan pada sumbu dan pilih skala yang masuk akal. Plot batang ketidakpastian di mana dibenarkan, gambar garis kemiringan terbaik alih-alih menghubungkan setiap titik, dan perkirakan gradien paling curam dan landai yang masuk akal ketika metode kursus mensyaratkannya.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: panjang = 50.0 mm dengan ketidakpastian 1.0 mm. Ketidakpastian peratusan = ketidakpastian mutlak / nilai × 100 = 1.0/50.0×100 = 2.0%. Untuk hasil bahagi dua kuantiti yang diukur secara bebas dengan ketidakpastian peratusan maksimum 2% dan 3%, anggaran maksimum yang dijumlahkan ialah 5%.

Ralat biasa

Pengulangan pembacaan mengurangi ketidakpastian acak dalam rata-rata tetapi tidak secara otomatis menghilangkan kesalahan nol. Jangan menyertakan lebih banyak angka desimal daripada yang dapat didukung oleh pengukuran Anda.

Kesetimbangan dan perubahan kondisi

Fokus unit resmi: 4 Laju, Kesetimbangan dan Kimia Organik Lanjutan

Reaksi reversibel dapat terus berlangsung dalam wadah tertutup sementara konsentrasi terukur tetap konstan. Komposisi yang konstan tidak berarti partikel telah berhenti bereaksi.

Kesetimbangan dinamis terjadi dalam sistem tertutup ketika laju maju dan mundur sama. Konsentrasi reaktan dan produk konstan, tetapi mereka tidak harus sama.

Perubahan konsentrasi atau tekanan mengganggu keseimbangan. Sistem merespons menuju kesetimbangan baru. Perubahan suhu juga dapat mengubah konstanta kesetimbangan; katalisator mengubah seberapa cepat kesetimbangan tercapai.

Nyatakan persamaan setara dan apakah reaksi maju bersifat eksoterm sebelum memprediksi efek suhu. Hitung koefisien gas saat mempertimbangkan tekanan; tekanan tidak memiliki efek komposisi jika jumlah gas sama di kedua sisi.

Kes contoh yang disemak

Diketahui: dalam A ⇌ B, konsentrasi kesetimbangan adalah [A] = 0.20 dan [B] = 0.60 dalam satuan konsentrasi yang sama. Untuk ekspresi ini, K = [B]/[A]. K = 0.60/0.20 = 3.0. Laju yang sama tidak berarti K = 1.

Ralat biasa

Jangan menggunakan katalisator untuk mengklaim hasil kesetimbangan yang lebih besar. Untuk kesetimbangan heterogen, padatan murni dikecualikan dari ekspresi kesetimbangan biasa.