Skip to content · ⁨Lompat ke konten⁩

Stoichiometry · ⁨Stoikiometri⁩

IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩ · Topic 3 · ⁨Topik 3⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩
15:33

Stoikiometri

Ini adalah masalah seorang ahli kimia. Satu atom terlalu kecil untuk dilihat, dan ada miliaran hingga miliaran dalam butiran terkecil. Jadi bagaimana Anda menghitungnya? Anda…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung⁩

English

Stoichiometry 化学计量 is the study of the amounts of substances in a reaction — how much reacts and how much is made. This topic is mostly about counting atoms and doing calculations.

Bahasa Indonesia

Stoikiometri adalah studi tentang jumlah zat dalam suatu reaksi — berapa banyak yang bereaksi dan berapa banyak yang dihasilkan. Topik ini sebagian besar tentang menghitung atom dan melakukan perhitungan.

3.1

Chemical formulae · ⁨Rumus kimia⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 State the formulae of the elements and compounds named in the subject content
2 Define the molecular formula of a compound as the number and type of different atoms in one molecule 5 Define the empirical formula of a compound as the simplest whole number ratio of the different atoms or ions in a compound
3 Deduce the formula of a simple compound from the relative numbers of atoms present in a model or a diagrammatic representation 6 Deduce the formula of an ionic compound from the relative numbers of the ions present in a model or a diagrammatic representation or from the charges on the ions
4 Construct word equations and symbol equations to show how reactants form products, including state symbols 7 Construct symbol equations with state symbols, including ionic equations
8 Deduce the symbol equation with state symbols for a chemical reaction, given relevant information
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Nyatakan rumus kimia unsur-unsur dan senyawa yang disebutkan dalam konten mata pelajaran
2 Definisikan rumus molekul suatu senyawa sebagai jumlah dan jenis atom berbeda dalam satu molekul 5 Definisikan rumus empiris suatu senyawa sebagai perbandingan bilangan bulat sederhana dari atom atau ion berbeda dalam senyawa tersebut
3 Turunkan rumus senyawa sederhana dari jumlah relatif atom yang ada dalam model atau representasi diagram 6 Turunkan rumus senyawa ionik dari jumlah relatif ion yang ada dalam model atau representasi diagram atau dari muatan pada ion-ion tersebut
4 Susun persamaan kata dan persamaan simbol untuk menunjukkan bagaimana reaktan membentuk produk, termasuk simbol keadaan 7 Susun persamaan simbol dengan simbol keadaan, termasuk persamaan ion
8 Turunkan persamaan simbol dengan simbol keadaan untuk reaksi kimia, berdasarkan informasi relevan

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

A formula 化学式 shows which atoms 原子 are in a substance, and how many of each. There are two kinds of formula you must know.

  • The molecular formula 分子式 is the actual number of each atom in one molecule 分子. For glucose it is $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$.
  • The empirical formula 实验式 is the simplest whole-number ratio 比例 of the atoms or ions 离子 in a compound 化合物. For glucose it is $\text{CH}_2\text{O}$.

Working out a formula

If you are given a model or diagram, just count the atoms of each element and write them as a formula.

For an ionic compound 离子化合物 you can work out the formula from the charges on the ions. The total positive charge must balance the total negative charge, because the compound has no overall charge. Some common ions:

Positive ions Negative ions
$\text{Na}^{+}$, $\text{K}^{+}$, $\text{H}^{+}$ $\text{Cl}^{-}$, $\text{OH}^{-}$, $\text{NO}_3^{-}$
$\text{Mg}^{2+}$, $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Cu}^{2+}$ $\text{O}^{2-}$, $\text{SO}_4^{2-}$, $\text{CO}_3^{2-}$
$\text{Al}^{3+}$ $\text{N}^{3-}$

For example, $\text{Na}^{+}$ and $\text{O}^{2-}$: you need two $\text{Na}^{+}$ to balance one $\text{O}^{2-}$, so the formula is $\text{Na}_2\text{O}$.

Bahasa Indonesia

Sebuah rumus menunjukkan atom apa saja yang ada dalam suatu zat, dan berapa banyak masing-masingnya. Ada dua jenis rumus yang harus Anda ketahui.

  • Rumus molekul adalah jumlah sebenarnya dari setiap atom dalam satu molekul. Untuk glukosa adalah $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$.
  • Rumus empiris adalah rasio bilangan bulat paling sederhana dari atom atau ion dalam senyawa. Untuk glukosa adalah $\text{CH}_2\text{O}$.

Menentukan sebuah rumus

Jika Anda diberikan model atau diagram, cukup hitung jumlah atom setiap elemen dan tuliskan sebagai rumus.

Untuk senyawa ionik, Anda dapat menentukan rumusnya dari muatan pada ion-ionnya. Total muatan positif harus menyeimbangkan total muatan negatif, karena senyawa tersebut tidak memiliki muatan keseluruhan. Beberapa ion umum:

Ion positif Ion negatif
$\text{Na}^{+}$, $\text{K}^{+}$, $\text{H}^{+}$ $\text{Cl}^{-}$, $\text{OH}^{-}$, $\text{NO}_3^{-}$
$\text{Mg}^{2+}$, $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Cu}^{2+}$ $\text{O}^{2-}$, $\text{SO}_4^{2-}$, $\text{CO}_3^{2-}$
$\text{Al}^{3+}$ $\text{N}^{3-}$

Sebagai contoh, $\text{Na}^{+}$ dan $\text{O}^{2-}$: Anda membutuhkan dua $\text{Na}^{+}$ untuk menyeimbangkan satu $\text{O}^{2-}$, jadi rumusnya adalah $\text{Na}_2\text{O}$.

Ion Aluminium 3+ dan oksigen 2- dengan angka muatan mereka bersilangan menjadi indeks bawah di Al2O3
Untuk senyawa ionik, muatan ion bersilangan untuk memberikan rumus (di sini $\text{Al}_2\text{O}_3$)
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Formula writing route · ⁨Alur penulisan rumus⁩

Follow charges or valencies to a neutral chemical formula. · ⁨Ikuti muatan atau valensi menuju rumus kimia netral.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
stoichiometry/ˌstəʊɪkɪˈɒmətri/ stoikiometri
formula/ˈfɔːmjʊlə/ rumus
atoms/ˈætəmz/ atom
molecular formula/məˈlekjʊlə ˈfɔːmjʊlə/ rumus molekul
molecule/ˈmɒlɪkjuːl/ molekul
empirical formula/emˈpɪrɪkl ˈfɔːmjʊlə/ rumus empirik
mole/məʊl/ mol
amount of substance/əˈmaʊnt ɒv ˈsʌbstəns/ kuantiti bahan
particles/ˈpɑːtɪklz/ zarah
Avogadro constant/ˌævəˈɡædrəʊ ˈkɒnstənt/ Pemalar Avogadro
Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩
3.1

Writing equations · ⁨Menulis persamaan⁩

English

An equation shows how reactants 反应物 (the starting substances) change into products 生成物 (the substances made).

  • A word equation 文字方程式 uses names: magnesium + oxygen → magnesium oxide.
  • A symbol equation 化学方程式 uses formulae and must be balanced 配平 — the same number of each atom on both sides.
$$2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO}$$

You add state symbols 状态符号 in brackets to show the physical state: $(s)$ solid, $(l)$ liquid, $(g)$ gas, and $(aq)$ for aqueous 水溶液 (dissolved in water).

$$\text{Zn}(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{ZnCl}_2(aq) + \text{H}_2(g)$$

Ionic equations

An ionic equation 离子方程式 shows only the ions that actually change. Ions that are the same on both sides are spectator ions 旁观离子 and are left out. For example, when an acid reacts with an alkali:

$$\text{H}^{+}(aq) + \text{OH}^{-}(aq) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(l)$$
Bahasa Indonesia

Sebuah persamaan menunjukkan bagaimana reaktan (zat awal) berubah menjadi produk (zat yang terbentuk).

  • Persamaan kata menggunakan nama: magnesium + oksigen → magnesium oksida.
  • Persamaan simbol menggunakan rumus dan harus disetarakan — jumlah atom yang sama di kedua sisi.
$$2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO}$$
Dua atom magnesium ditambah molekul oksigen bereaksi membentuk dua unit magnesium oksida, dengan dua Mg dan dua O di setiap sisi
Persamaan simbol yang seimbang memiliki jumlah atom yang sama di kedua sisi

Anda menambahkan simbol keadaan dalam kurung untuk menunjukkan wujud fisik: $(s)$ padat, $(l)$ cair, $(g)$ gas, dan $(aq)$ untuk larutan air (terlarut dalam air).

$$\text{Zn}(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{ZnCl}_2(aq) + \text{H}_2(g)$$

Persamaan ionik

Sebuah persamaan ionik hanya menampilkan ion-ion yang benar-benar berubah. Ion yang sama di kedua sisi disebut ion penonton dan dihilangkan. Sebagai contoh, ketika asam bereaksi dengan basa:

$$\text{H}^{+}(aq) + \text{OH}^{-}(aq) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(l)$$
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Balance the equation · ⁨Setarakan persamaan⁩

Step the coefficients until every element has the same number of atoms on both sides. · ⁨Langkahkan koefisien hingga setiap unsur memiliki jumlah atom yang sama di kedua sisi.⁩

3.2

Relative masses · ⁨Massa relatif⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Describe relative atomic mass, $A_r$, as the average mass of the isotopes of an element compared to 1/12th of the mass of an atom of $^{12}\text{C}$
2 Define relative molecular mass, $M_r$, as the sum of the relative atomic masses. Relative formula mass, $M_r$, will be used for ionic compounds
3 Calculate reacting masses in simple proportions. Calculations will not involve the mole concept
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Jelaskan massa atom relatif, $A_r$, sebagai massa rata-rata isotop unsur dibandingkan dengan 1/12 massa atom $^{12}\text{C}$
2 Definisikan massa molekul relatif, $M_r$, sebagai jumlah dari massa atom relatif. Massa rumus relatif, $M_r$, akan digunakan untuk senyawa ionik
3 Hitung massa zat yang bereaksi dalam perbandingan sederhana. Perhitungan tidak akan melibatkan konsep mol

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

The relative atomic mass 相对原子质量 ($A_r$) of an element 元素 is the average mass 质量 of its atoms compared to $\tfrac{1}{12}$ of the mass of one $^{12}\text{C}$ atom.

The relative molecular mass 相对分子质量 ($M_r$) is the sum of the relative atomic masses of all the atoms in the molecule. For ionic compounds we use the relative formula mass 相对式量, found the same way from the formula.

$$M_r(\text{H}_2\text{O}) = (2 \times 1) + 16 = 18$$

Reacting masses by simple proportion

You can sometimes find a reacting mass without the mole. If 24 g of magnesium makes 40 g of magnesium oxide, then 12 g of magnesium (half as much) makes 20 g of magnesium oxide.

Bahasa Indonesia
Neraca analitis laboratorium
Neraca laboratorium mengukur massa — dasar perhitungan mol.

Massa atom relatif ($A_r$) dari sebuah unsur adalah rata-rata massa atom-atomnya dibandingkan dengan $\tfrac{1}{12}$ dari massa satu $^{12}\text{C}$ atom.

Massa molekul relatif ($M_r$) adalah jumlah dari massa atom relatif dari semua atom dalam molekul tersebut. Untuk senyawa ionik kita menggunakan massa rumus relatif, ditemukan dengan cara yang sama dari rumusnya.

$$M_r(\text{H}_2\text{O}) = (2 × 1) + 16 = 18$$

Massa bereaksi melalui perbandingan sederhana

Terkadang Anda dapat menemukan massa bereaksi tanpa menggunakan mol. Jika 24 g magnesium menghasilkan 40 g magnesium oksida, maka 12 g magnesium (setengahnya) menghasilkan 20 g magnesium oksida.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Formula mass lab · ⁨Lab massa formula⁩

mass = moles x Mr · ⁨massa = mol x Mr⁩

Change number of formula units and see total mass scale. · ⁨Ubah jumlah unit formula dan lihat skala massa total.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
mass/mæs/ massa
relative molecular mass/ˈrelətɪv məˈlekjʊlə mæs/ jisim molekul relatif
relative formula mass/ˈrelətɪv ˈfɔːmjʊlə mæs/ mass formula relatif
Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩
3.3

The mole · ⁨Mol⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
2 State that the mole, mol, is the unit of amount of substance and that one mole contains $6.02 \times 10^{23}$ particles, e.g. atoms, ions, molecules; this number is the Avogadro constant
3 Use the relationship $\text{amount of substance (mol)} = \frac{\text{mass (g)}}{\text{molar mass (g/mol)}}$ to calculate: (a) amount of substance (b) mass (c) molar mass (d) relative atomic mass or relative molecular/formula mass (e) number of particles, using the value of the Avogadro constant
4 Use the molar gas volume, taken as $24\text{ dm}^3$ at room temperature and pressure, r.t.p., in calculations involving gases
1 State that concentration can be measured in $\text{g/dm}^3$ or $\text{mol/dm}^3$ 5 Calculate stoichiometric reacting masses, limiting reactants, volumes of gases at r.t.p., volumes of solutions and concentrations of solutions expressed in $\text{g/dm}^3$ and $\text{mol/dm}^3$, including conversion between $\text{cm}^3$ and $\text{dm}^3$
6 Use experimental data from a titration to calculate the moles of solute, or the concentration or volume of a solution
7 Calculate empirical formulae and molecular formulae, given appropriate data
8 Calculate percentage yield, percentage composition by mass and percentage purity, given appropriate data
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
2 Nyatakan bahwa mol, mol, adalah satuan jumlah zat dan satu mol mengandung $6.02 \times 10^{23}$ partikel, mis. atom, ion, molekul; angka ini adalah konstanta Avogadro
3 Gunakan hubungan $\text{amount of substance (mol)} = \frac{\text{mass (g)}}{\text{molar mass (g/mol)}}$ untuk menghitung: (a) jumlah zat (b) massa (c) massa molar (d) massa atom relatif atau massa molekul/rumus relatif (e) jumlah partikel, menggunakan nilai konstanta Avogadro
4 Gunakan volume molar gas, diambil sebagai $24\text{ dm}^3$ pada suhu dan tekanan ruang, s.t.r., dalam perhitungan yang melibatkan gas
1 Nyatakan bahwa konsentrasi dapat diukur dalam $\text{g/dm}^3$ atau $\text{mol/dm}^3$ 5 Hitung massa bereaksi stoikiometris, pereaksi pembatas, volume gas pada s.t.r., volume larutan dan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam $\text{g/dm}^3$ dan $\text{mol/dm}^3$, termasuk konversi antara $\text{cm}^3$ dan $\text{dm}^3$
6 Gunakan data eksperimen dari titrasi untuk menghitung mol zat terlarut, atau konsentrasi atau volume larutan
7 Hitung rumus empiris dan rumus molekul, berdasarkan data yang sesuai
8 Hitung persentase hasil, komposisi persentase massa dan kemurnian persentase, berdasarkan data yang sesuai

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

The mole 摩尔 (symbol mol) is the unit for the amount of substance 物质的量. One mole of any substance contains $6.02 \times 10^{23}$ particles 粒子 (atoms, ions or molecules). This number is the Avogadro constant 阿伏伽德罗常数.

The molar mass 摩尔质量 is the mass of one mole, in grams per mole (g/mol). Its number is the same as the $A_r$ or $M_r$. The key relationship is:

$$\text{amount (mol)} = \frac{\text{mass (g)}}{\text{molar mass (g/mol)}}$$

Worked example. How many moles are in 36 g of water? Molar mass of water $= 18$ g/mol.

$$n = \frac{36}{18} = 2 \text{ mol}$$

To find the number of particles, multiply the moles by the Avogadro constant.

Volumes of gases

At room temperature and pressure (r.t.p.), one mole of any gas takes up the same volume 体积. This molar gas volume 摩尔气体体积 is $24 \text{ dm}^3$.

$$\text{volume of gas (dm}^3) = \text{amount (mol)} \times 24$$

Worked example. What volume does $0.25$ mol of carbon dioxide occupy at r.t.p.?

$$\text{volume} = 0.25 \times 24 = 6 \text{ dm}^3$$

Concentration of solutions

The concentration 浓度 of a solution 溶液 can be given in $\text{g/dm}^3$ or in $\text{mol/dm}^3$.

$$\text{concentration (mol/dm}^3) = \frac{\text{amount of solute (mol)}}{\text{volume (dm}^3)}$$

Remember to convert volume: $1 \text{ dm}^3 = 1000 \text{ cm}^3$, so divide a volume in $\text{cm}^3$ by 1000.

Bahasa Indonesia

Mol (simbol mol) adalah satuan untuk jumlah zat. Satu mol dari zat apa pun mengandung $6.02 \times 10^{23}$ partikel (atom, ion atau molekul). Angka ini disebut konstanta Avogadro.

Massa molar adalah massa satu mol, dalam gram per mol (g/mol). Angkanya sama dengan $A_r$ atau $M_r$. Hubungan utamanya adalah:

$$\text{amount (mol)} = \frac{\text{mass (g)}}{\text{molar mass (g/mol)}}$$

Contoh terpecahkan. Berapa banyak mol dalam 36 g air? Massa molar air $= 18$ g/mol.

$$n = \frac{36}{18} = 2 \text{ mol}$$

Untuk mencari jumlah partikel, kalikan mol dengan konstanta Avogadro.

Volume gas

Pada suhu dan tekanan ruang (r.t.p.), satu mol dari gas apa pun menempati volume yang sama. Volume molar gas ini adalah $24 \text{ dm}^3$.

Tiga balon berukuran sama berisi satu mol hidrogen, oksigen, dan karbon dioksida: massa berbeda tetapi volume 24 desimeter kubik yang sama
Satu mol dari gas apa pun mengisi 24 desimeter kubik pada suhu dan tekanan ruang
$$\text{volume of gas (dm}^3) = \text{amount (mol)} × 24$$

Contoh terpecahkan. Volume berapakah yang ditempati $0.25$ mol karbon dioksida pada r.t.p.?

$$\text{volume} = 0.25 \times 24 = 6 \text{ dm}^3$$

Konsentrasi larutan

Konsentrasi dari sebuah larutan dapat dinyatakan dalam $\text{g/dm}^3$ atau dalam $\text{mol/dm}^3$.

$$\text{concentration (mol/dm}^3) = \frac{\text{amount of solute (mol)}}{\text{volume (dm}^3)}$$

Ingatlah untuk mengonversi volume: $1 \text{ dm}^3 = 1000 \text{ cm}^3$, jadi bagilah volume dalam $\text{cm}^3$ dengan 1000.

Peta mol dengan mole di tengah, terhubung ke massa, volume gas, konsentrasi, dan jumlah partikel melalui faktor konversinya
Mole berada di tengah: kalikan saat keluar, bagi saat kembali (konsentrasi adalah mole ÷ volume)
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Mole particle lab · ⁨Lab partikel mol⁩

particles = n x Avogadro constant · ⁨partikel = n x konstanta Avogadro⁩

Change moles and see particle number scale with Avogadro constant. · ⁨Ubah mol dan lihat skala jumlah partikel dengan konstanta Avogadro.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
ratio/ˈreɪʃɪəʊ/ rasio
ions/ˈaɪɒnz/ ion
compound/ˈkɒmpaʊnd/ senyawa
ionic compound/aɪˈɒnɪk ˈkɒmpaʊnd/ sebatian ionik
reactants/rɪˈæktənts/ reaktan
products/ˈprɒdʌkts/ produk
word equation/wɜːd ɪˈkweɪʒn/ persamaan kata
symbol equation/ˈsɪmbl ɪˈkweɪʒn/ persamaan simbol
balanced/ˈbælənst/ seimbang
state symbols/steɪt ˈsɪmblz/ simbol keadaan
aqueous/ˈeɪkwɪəs/ larutan
ionic equation/aɪˈɒnɪk ɪˈkweɪʒn/ persamaan ionik
spectator ions/spekˈteɪtə ˈaɪɒnz/ ion penonton
relative atomic mass/ˈrelətɪv əˈtɒmɪk mæs/ jisim atom relatif
molar mass/ˈməʊlə mæs/ massa molar
volume/ˈvɒljuːm/ volume
molar gas volume/ˈməʊlə ɡæs ˈvɒljuːm/ volume molar gas
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ konsentrasi
solution/səˈluːʃn/ larutan
solute/ˈsɒljuːt/ zat terlarut
percentage yield/pəˈsentɪdʒ jiːld/ hasil peratusan
percentage composition by mass/pəˈsentɪdʒ ˌkɒmpəˈzɪʃn baɪ mæs/ komposisi persentase berdasarkan massa
percentage purity/pəˈsentɪdʒ ˈpjʊərɪti/ kemurnian persentase
3.3

Doing reaction calculations · ⁨Melakukan perhitungan reaksi⁩

English

Most calculations follow the same steps: change the known amount into moles, use the balanced equation to find the moles of what you want, then change back into mass, volume or concentration.

Worked example. What mass of magnesium oxide forms when 12 g of magnesium burns completely? $2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO}$. ($A_r$: Mg $= 24$, O $= 16$.)

Moles of Mg $= 12 / 24 = 0.5$ mol. The ratio Mg : MgO is $1 : 1$, so $0.5$ mol of MgO forms. Its molar mass is $24 + 16 = 40$ g/mol, so the mass is $0.5 \times 40 = 20$ g — the same answer as the simple-proportion method above.

Limiting reactant

When two reactants are mixed, often one runs out first. This is the limiting reactant 限量反应物. It decides how much product can form; any other reactant is in excess (left over).

Worked example. 8 g of hydrogen reacts with 8 g of oxygen: $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$. Which is the limiting reactant, and what mass of water forms? ($A_r$: H $= 1$, O $= 16$.)

Moles of $\text{H}_2 = 8 / 2 = 4$ mol; moles of $\text{O}_2 = 8 / 32 = 0.25$ mol. The equation needs $2\text{H}_2$ for every one $\text{O}_2$, so $0.25$ mol of $\text{O}_2$ reacts with only $0.5$ mol of $\text{H}_2$. There is far more hydrogen than that, so oxygen is the limiting reactant and the hydrogen is in excess. The oxygen makes $2 \times 0.25 = 0.5$ mol of water, so the mass is $0.5 \times 18 = 9$ g. Always work in moles, not masses — the reactant with the smaller mass is not always the one that runs out.

Titration calculation

In a titration 滴定 you measure the volume of one solution that reacts with another. From the volume and concentration you find the moles of one solute 溶质, then use the equation ratio to find the moles, concentration or volume of the other.

Worked example. $25.0 \text{ cm}^3$ of sodium hydroxide solution is exactly neutralised by $20.0 \text{ cm}^3$ of $0.10 \text{ mol/dm}^3$ hydrochloric acid. $\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$. Find the concentration of the sodium hydroxide.

Moles of HCl $= 0.10 \times \dfrac{20.0}{1000} = 0.0020$ mol. The ratio is $1 : 1$, so there are $0.0020$ mol of NaOH in $25.0 \text{ cm}^3$:

$$\text{concentration} = \frac{0.0020}{25.0 / 1000} = 0.08 \text{ mol/dm}^3$$

Empirical and molecular formulae from data

To find an empirical formula from masses or percentages:

  1. Divide each element's mass (or %) by its $A_r$.
  2. Divide all the answers by the smallest one to get the simplest ratio.

To find the molecular formula, compare the empirical formula mass with the real $M_r$ and multiply up.

Worked example. A compound contains $40\%$ calcium, $12\%$ carbon and $48\%$ oxygen by mass. Find its empirical formula. ($A_r$: Ca $= 40$, C $= 12$, O $= 16$.)

Divide each percentage by its $A_r$: Ca $= 40/40 = 1$, C $= 12/12 = 1$, O $= 48/16 = 3$. The ratio is $1 : 1 : 3$, so the empirical formula is $\text{CaCO}_3$.

Percentages

  • Percentage yield 产率 compares how much product you actually got with the most you could get: $\dfrac{\text{actual}}{\text{theoretical}} \times 100$.
  • Percentage composition by mass 质量分数 of an element $= \dfrac{\text{mass of the element}}{M_r} \times 100$.
  • Percentage purity 纯度 $= \dfrac{\text{mass of pure substance}}{\text{mass of impure sample}} \times 100$.

Worked example. Find the percentage by mass of nitrogen in ammonium nitrate, $\text{NH}_4\text{NO}_3$. ($A_r$: N $= 14$, H $= 1$, O $= 16$.)

$M_r = (2 \times 14) + (4 \times 1) + (3 \times 16) = 80$. The mass of nitrogen is $2 \times 14 = 28$, so

$$\% \text{ nitrogen} = \frac{28}{80} \times 100 = 35\%$$

Worked example. A reaction could make at most 5.0 g of product, but only 4.0 g is actually collected. Find the percentage yield.

$$\% \text{ yield} = \frac{4.0}{5.0} \times 100 = 80\%$$

Some product is always lost — left behind in the apparatus, or used up in side reactions — so the yield is almost never $100\%$.

Worked example. A 50 g sample of impure calcium carbonate contains 45 g of pure calcium carbonate. Find its percentage purity.

$$\% \text{ purity} = \frac{45}{50} \times 100 = 90\%$$
Bahasa Indonesia
Titrasi yang sedang dilakukan di laboratorium
Titrasi mengukur tepat berapa banyak asam yang bereaksi dengan basa.

Sebagian besar perhitungan mengikuti langkah yang sama: ubah jumlah yang diketahui menjadi mole, gunakan persamaan setara untuk mencari mole zat yang diinginkan, lalu ubah kembali ke dalam massa, volume, atau konsentrasi.

Contoh terpecahkan. Berapa massa magnesium oksida yang terbentuk ketika 12 g magnesium terbakar sepenuhnya? $2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO}$. ($A_r$: Mg $= 24$, O $= 16$.)

Mole Mg $= 12 / 24 = 0.5$ mol. Rasio Mg : MgO adalah $1 : 1$, sehingga $0.5$ mol MgO terbentuk. Massa molar-nya adalah $24 + 16 = 40$ g/mol, jadi massanya adalah $0.5 \times 40 = 20$ g — jawaban yang sama dengan metode proporsi sederhana di atas.

Reaktan pembatas

Ketika dua reaktan dicampur, seringkali salah satunya habis lebih dulu. Ini disebut reaktan pembatas. Ia menentukan berapa banyak produk yang dapat terbentuk; reaktan lainnya ada dalam keadaan berlebih (tersisa).

Empat partikel A dan dua partikel B bereaksi menghasilkan dua produk, menyisakan dua partikel A yang tidak bereaksi
B habis lebih dulu, jadi ia adalah reaktan pembatas dan menentukan berapa banyak produk yang terbentuk; sisa A tertinggal dalam keadaan berlebih

Contoh terpecahkan. 8 g hidrogen bereaksi dengan 8 g oksigen: $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$. Manakah reaktan pembatas, dan berapa massa air yang terbentuk? ($A_r$: H $= 1$, O $= 16$.)

Mol dari $\text{H}_2 = 8 / 2 = 4$ mol; mol dari $\text{O}_2 = 8 / 32 = 0.25$ mol. Persamaan memerlukan $2\text{H}_2$ untuk setiap satu $\text{O}_2$, sehingga $0.25$ mol dari $\text{O}_2$ bereaksi dengan hanya $0.5$ mol dari $\text{H}_2$. Ada lebih banyak hidrogen daripada itu, jadi oksigen adalah pereaksi pembatas dan hidrogen berlebih. Oksigen menghasilkan $2 \times 0.25 = 0.5$ mol air, sehingga massanya adalah $0.5 \times 18 = 9$ g. Selalu kerjakan dalam mol, bukan massa—pereaksi dengan massa terkecil tidak selalu yang habis bereaksi.

Perhitungan titrasi

Dalam titrasi, Anda mengukur volume satu larutan yang bereaksi dengan larutan lain. Dari volume dan konsentrasi, Anda menemukan mole satu zat terlarut, lalu gunakan rasio persamaan untuk mencari mole, konsentrasi, atau volume yang lain.

Contoh terpecahkan. $25.0 \text{ cm}^3$ larutan natrium hidroksida dinetralkan sepenuhnya oleh $20.0 \text{ cm}^3$ $0.10 \text{ mol/dm}^3$ asam klorida. $\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$. Temukan konsentrasi natrium hidroksida.

Mole HCl $= 0.10 \times \dfrac{20.0}{1000} = 0.0020$ mol. Rasionya $1 : 1$, jadi terdapat $0.0020$ mol NaOH dalam $25.0 \text{ cm}^3$:

$$\text{concentration} = \frac{0.0020}{25.0 / 1000} = 0.08 \text{ mol/dm}^3$$
Perhitungan titrasi sebagai alur: asam yang diketahui memberikan molnya, rasio 1 sampai 1 dari persamaan memberikan mol natrium hidroksida, dan dibagi dengan volumenya memberikan konsentrasi
Perhitungan titrasi: larutan yang diketahui menjadi mole, rasio, lalu konsentrasi yang tidak diketahui

Rumus empiris dan molekul dari data

Untuk menemukan rumus empiris dari massa atau persentase:

  1. Bagi massa (atau %) setiap unsur dengan $A_r$-nya.
  2. Bagi semua jawaban dengan yang terkecil untuk mendapatkan rasio paling sederhana.

Untuk menemukan rumus molekul, bandingkan massa rumus empiris dengan $M_r$ yang sebenarnya dan kalikan ke atas.

Contoh terpecahkan. Suatu senyawa mengandung $40\%$ kalsium, $12\%$ karbon, dan $48\%$ oksigen secara massa. Temukan rumus empirisnya. ($A_r$: Ca $= 40$, C $= 12$, O $= 16$.)

Bagi setiap persentase dengan $A_r$-nya: Ca $= 40/40 = 1$, C $= 12/12 = 1$, O $= 48/16 = 3$. Rasionya $1 : 1 : 3$, jadi rumus empirisnya adalah $\text{CaCO}_3$.

Persentase

  • Persentase hasil membandingkan seberapa banyak produk yang Anda dapatkan sebenarnya dengan yang paling banyak bisa Anda dapatkan: $\dfrac{\text{actual}}{\text{theoretical}} \times 100$.
  • Komposisi persentase massa suatu unsur $= \dfrac{\text{mass of the element}}{M_r} \times 100$.
  • Kemurnian persentase $= \dfrac{\text{mass of pure substance}}{\text{mass of impure sample}} \times 100$.

Contoh terpecahkan. Temukan persentase massa nitrogen dalam amonium nitrat, $\text{NH}_4\text{NO}_3$. ($A_r$: N $= 14$, H $= 1$, O $= 16$.)

$M_r = (2 \times 14) + (4 \times 1) + (3 \times 16) = 80$. Massa nitrogen adalah $2 \times 14 = 28$, jadi

$$\% \text{ nitrogen} = \frac{28}{80} \times 100 = 35\%$$

Contoh terpecahkan. Sebuah reaksi dapat menghasilkan maksimal 5,0 g produk, tetapi hanya 4,0 g yang terkumpul sebenarnya. Temukan persentase hasil.

$$\% \text{ yield} = \frac{4.0}{5.0} \times 100 = 80\%$$

Beberapa produk selalu hilang — tertinggal dalam peralatan, atau digunakan dalam reaksi sampingan — jadi hasil hampir tidak pernah $100\%$.

Contoh terpecahkan. Sampel 50 g kalsium karbonat yang tidak murni mengandung 45 g kalsium karbonat murni. Temukan kemurnian persentasenya.

$$\% \text{ purity} = \frac{45}{50} \times 100 = 90\%$$
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Reaction calculation route · ⁨Rute perhitungan reaksi⁩

Follow a known mass through a balanced equation to the answer. · ⁨Ikuti massa yang diketahui melalui persamaan setara menuju jawaban.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
element/ˈelɪmənt/ unsur
limiting reactant/ˈlɪmɪtɪŋ rɪˈæktənt/ pereaksi pembatas
titration/taɪˈtreɪʃn/ titrasi
3.3

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English
  • Always turn masses, gas volumes and concentrations into moles first, use the balanced equation's ratio, then convert back. Never compare masses directly across an equation.
  • Key formulas: $n = \dfrac{\text{mass}}{M_r}$, gas volume $= n \times 24\ \text{dm}^3$ at r.t.p., and concentration $= \dfrac{n}{\text{volume in dm}^3}$. Change cm³ to dm³ by dividing by 1000.
  • To balance a symbol equation you may only change the big numbers in front of a formula, never the small subscripts inside it.
  • The limiting reactant is the one that runs out (fewest moles once you allow for the ratio); it sets how much product forms. The other reactant is in excess.
  • Percentage yield = actual ÷ theoretical × 100; percentage purity = mass of pure substance ÷ mass of sample × 100. Both are always 100% or less.
Bahasa Indonesia
  • Selalu ubah massa, volume gas, dan konsentrasi menjadi mole terlebih dahulu, gunakan rasio persamaan setara, lalu konversi kembali. Jangan pernah membandingkan massa secara langsung melintasi persamaan.
  • Rumus kunci: $n = \dfrac{\text{mass}}{M_r}$, volume gas $= n \times 24\ \text{dm}^3$ pada s.r.t., dan konsentrasi $= \dfrac{n}{\text{volume in dm}^3}$. Ubah cm³ ke dm³ dengan membagi 1000.
  • Untuk menyetarakan persamaan simbol, Anda hanya boleh mengubah angka besar di depan rumus, never subskrip kecil di dalamnya.
  • Reaktan pembatas adalah yang habis (jumlah mole terkecil setelah memperhitungkan rasio); ia menentukan berapa banyak produk yang terbentuk. Reaktan lainnya berlebih.
  • Persentase hasil = aktual ÷ teoritis × 100; kemurnian persentase = massa zat murni ÷ massa sampel × 100. Keduanya selalu 100% atau kurang.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩ · ⁨Topik lain dalam IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨Masuk atau buat akun⁩

IGCSE, A-Level & AP