UNIVERSITI  SAINS MALAYSIA

 

Peperiksaan Semester Pertama

Sidang  Akademik  2000/2001

 

September/Oktober 2000

 

KTT 111 -    Kimia Takorganik I

 

Masa :  [3 jam]

 


Jawab  sebarang  LIMA  soalan.

Hanya  LIMA  soalan yang pertama sahaja akan diperiksa.

Jawab tiap-tiap soalan pada muka surat yang baru.

Kertas ini mengandungi  TUJUH  soalan. ( 7 muka surat).

 

 


1          (a)        Abu putih daripada pembakaran sekam padi dipercayai mengandungi silika (SiO2). Seorang  pelajar telah melakukan satu eksperimen gravimetri untuk menentukan peratus  silika di dalam abu sekam padi.  Satu sampel seberat 0.3877 g abu sekam padi telah dilarutkan melalui pelakuran dengan NaOH.   Larutan yang terhasil telah dijadikan 500.0 mL  tepat dengan kelalang volumetri.          50.0 mL  larutan ini telah ditindakbalaskan dengan sebatian molibdenum dan satu kompleks ‘silika-molibdat’ merah jambu, (C9H7)4H4[SiO4.12MoO3]  telah dimendakkan secara kuantitatif.   Jisim kompleks ‘silika-molibdat’  yang terhasil ialah  1.4153 g.

 

                        (i)         Kira jisim molekul relatif bagi kompleks ‘silika-molibdat’ yang terhasil.

                                                                                                                        (2 markah)

(ii)        Kira jisim dalam milligram untuk 350 juta molekul kompleks ‘silika-molibdat’ yang terhasil

                                                            (2 markah)

(iii)       Kira bilangan mol kompleks yang terhasil daripada penentuan tersebut.

                                                                                                                        (2 markah)

(iv)       Kira peratus silika di dalam abu sekam padi.

                                                                                                                        (6 markah)

 

             (b)       Proses sianida digunakan untuk mengekstrak emas. Imbangkan persamaan redoks untuk tindak balas yang berlaku di dalam proses yang ditunjukan di bawah.

 

Au(p)  +  CN-(ak)  +  O2(g)  ®  Au(CN)2-(ak)  +  OH-(ak)

                                                                                                                        (4 markah)

 

 (c)       Jumlah bilangan mol satu sampel campuran N2 dan O2 ialah 4.32 x 10-3. Jumlah jisim sampel ialah 0.136 g. Kira peratus oksigen dalam sampel mengikut jisim.

                                                                                                            (4 markah)

 

[ J.A.R. :    C = 12.011;  H = 1.008;  Si = 28.08;  O = 16.00;  Mo =  95.94;  N = 14.00; 

                  NA = 6.022 x 1023 mol-1]

 

 

2.         (a)        (i)         Berikan nama dan simbol IUPAC yang akan diberikan untuk unsur yang mempunyai nombor atom 203 apabila ianya ditemui.

                                                                                                                        (1 markah)

                        (ii)        Di antara berikut yang mana satu tidak berisoelektron dengan yang lain?

 

Fe2+, Co3+ dan Zn2+

                                                                                    (2 markah)

 

(iii)               Sesium-137, , salah satu bahan radioaktif daripada letupan bom atom memancarkan zarah beta dan radiasi gamma. Tulis satu persamaan nukleus untuk penyusutan sesium-137.

                                                                                                                         (2 markah)

 

 

 

 

 

 

 

            (b)        Satu sampel tiamidina radioaktif telah disediakan. Keradioaktifan spesifiknya ialah 8.92 x 1011 cpm. per mg. Satu sampel tiamidina yang mempunyai aktiviti   3.2 x 107 cpm telah dimasukkan ke dalam kultur bakteria E. coli yang sedang membiak. Setelah satu masa yang singkat sampel bakteria yang berjisim 125 mg telah dikeluarkan dan aktiviti bahan radioaktif telah ditentukan sebagai 8.2 x 105 cpm.

 

                                              

 

                                  

Tiamidina yang telah ditritiatkan (T = º bahan radiaoaktif)

 

 

(i)                  Berapa mikrogram (mg) tiamidina tertritiatkan telah masuk ke dalam DNA bakteria E. coli tersebut?

                                                            (5 markah)

(ii)        Setengah hayat tritium ialah 12.3 tahun. Berapa lamakah kita perlu simpan sampel bakteria tersebut supaya aktivitinya menyusut kepada 80,000 cpm?

                                                                                                                        (8 markah)

(iii)       Berapa banyakkah nilai  di (ii) akan berubah jika sampel bakteria itu disimpan di dalam peti sejuk pada –30 oC?

                                                                                                                        (2 markah)

 

 

3.         (a)        Di dalam satu atom barium,  kira bilangan elektron yang mempunyai

(i)                  l = 0

(ii)                ml = 1

                                                                         (4 markah)

             (b)       Susun spesies-spesies berikut mengikut saiz yang meningkat:

 

                        N3-, Mg2+, Na+, Ne, F-, O2-

                                                                                                                                                                        (4 markah)

 

             (c)       Niels Bohr telah menerbitkan satu persamaan untuk mengira tenaga elektron pada orbit n. Persamaan itu adalah seperti di bawah

 

                                                E = -

           

                                    dimana A ialah pemalar.

 

 

(i)         Terbitkan satu ungkapan matematik untuk mengira perubahan tenaga (DE) yang berlaku apabila elektron jatuh dari n = n2 ke n = n1.

                                                                                                                        (3 markah)

                        (ii)        Gunakan ungkapan yang anda terbitkan dalam (i) untuk mengira tenaga pengionan hidrogen di dalam kJ mol-1. [A = 2.18 x 10-18J]

                                                                                                                        (5 markah)

 

            (d)        Jika satu elektron dan satu proton sedang bergerak dengan halaju yang sama, yang mana satukah akan mempunyai jarak gelombang yang lebih panjang?  Terangkan.   

                                                                                                                        (4  markah)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.         (a)        Dua ribu atom silikon (Si) berada pada keadaan teruja. Setiap atom menyusut balik kepada keadaan asas dengan memancarkan satu foton dengan jarak gelombang    288.1 nm. Jika semua foton daripada  atom-atom Si yang teruja ini disinarkan kepada bekas yang mengandungi atom-atom Si pada keadaan asas, adakah semua foton itu akan melalui bekas tersebut? Terangkan.

                                                                                                                         (5 markah)

 

  (b)      Konfigurasi elektron luar keadaan asas bagi K (kalium) dan Ag (argentum) adalah masing-masing 4s1 dan 4d10 5s1. Jelaskan mengapa sebatian AgF2 wujud tetapi sebatian KF2 masih belum ditemui.

                                                                                                            (5 markah)

 

            (c)        Jelaskan mengapa sesuatu cecair menjadi semakin viskus (likat) apabila suhunya menurun.

                                                                                                                        (4 markah)

(d)               Beri penjelasan bagi setiap perkara yang berikut :-

(i)                  Kuprum bersifat mulur.

(ii)                CO2 merupakan gas pada suhu bilik manakala  SiO2  ialah pepejal keras dan mempunyai takat lebur yang tinggi.

(iii)               Grafit dan intan ialah alotrop karbon yang memperlihatkan sifat fizik  yang berbeza dari segi kekonduksian elektrik.

                                                                                                                        (6 markah)      

 

5.         (a)        Bagi tiap-tiap spesies yang berikut, ramalkan struktur molekulnya (rupabentuk) dan nyatakan jenis orbital hibrid yang digunakan oleh atom bertanda *.

                        (i)        

                        (ii)       

                        (iii)      

                                                                                                                        (6 markah)

(b)               Susun molekul-molekul yang berikut berdasarkan turutan momen dwikutub yang meningkat :  .

                                                                                                                        (4 markah)

            (c)        Antara Br2  dan  ,  molekul yang manakah dijangka akan mempunyai takat didih yang lebih tinggi?    Beri alasan bagi jawapan anda.

                                                                                                                        (4 markah)

(d)        Bagi tiap-tiap pasangan spesies yang berikut, pilih  (dengan memberi alasan), spesies yang mempunyai penstabilan resonans yang lebih :

(i)        

                        (ii)                                               

                                                                                                                        (6 markah)

 

 

6.         (a)        Tulis konfigurasi elektron orbital molekul bagi tiap-tiap spesies molekul yang berikut :

(i)                  B2 

(ii)                CN-

(iii)               NO+

                                                                                                                        (4½ markah)

            (b)        Berdasarkan konfigurasi elektron orbital molekul tersebut;

(i)                  hitung tertib ikatan bagi tiap-tiap spesies tersebut,

(ii)                nyatakan sama ada setiap spesies itu bersifat paramagnet atau diamagnet.

                                                                                                                        (2½ markah)

 

(c)        Jika diberi dua atom hidrogen dan dua atom helium, ramalkan yang mana satu kombinasi berikut akan mempunyai tenaga yang paling rendah.

(i)                  2HHe

(ii)                H2   +  He2

(iii)               He2  +  2H

(iv)              H2    +  2He

(v)                2H   +  2He

                                                                                                                        (7 markah)

 

 

(d)        Orbital pengikatan    mempunyai tenaga yang lebih tinggi daripada orbital antipengikatan   .  Jelaskan  mengapa orbital yang pertama itu  ()  merupakan orbital pengikatan manakala orbital kedua  ()  ialah orbital antipengikatan.

                                                                                                                        (6 markah)

 

7.         (a)        Dengan menggunakan Teori Kinetik Molekul bagi gas; jelaskan tiap-tiap perkara yang  berikut  :

(i)                  Tekanan sesuatu gas terdapat pada permukaan bekas yang mengandungi gas itu.

(ii)                Tekanan sesuatu gas bertambah apabila isipadunya dikurangkan.

(iii)               Sifar (zero) mutlak  bagi suhu ialah  -273.15 oC.

(iv)              Gas sahih tidak mematuhi hukum gas unggul pada suhu rendah dan tekanan yang tinggi.

                                                                                                                        (12 markah)

            (b)        Sebuah kelalang  2.00 liter mengandungi  3.00 g  CO2  dan  0.10 g He pada suhu  17 oC.    Kira tekanan separa bagi CO2  dan  He  dan tekanan total bagi campuran gas dalam kelalang itu.

                        [J.A.R.  :   C =  12.01,  O =  16.00,  H =  4.00

                         pemalar gas  R =  0.082 atm dm3 K-1 mol-1  atau  8.31 J K-1 mol-1).

                                                                                                                        (8 markah)

 

                                              oooOOOooo                                                           Jawapan