Menentukan Persamaan Laju Reaksi Berdasarkan Data Lama Waktu Reaksi

Kompetensi Dasar

3.7   Menentukan orde reaksi dan tetapan laju reaksi berdasarkan data hasil percobaan

Tujuan

Setelah mempelajari materi ini, diharapkan:

1. Siswa dapat menjelaskan cara menentukan orde reaksi dan persamaan laju reaksi
2. Siswa dapat mengolah dan menganalisis data untuk menentukan orde reaksi dan persamaan laju reaksi

Sumber: www.pixabay.com

Persamaan Laju Reaksi

• Pada reaksi:     aA + bB + cC → pP + qQ
      laju reaksi (v) =

\(v\: = k [A]^{x}[B]^{y}[C]^{z}\)

Keterangan:

x = Orde reaksi terhadap pereaksi A
y = Orde reaksi terhadap pereaksi B
z = Orde reaksi terhadap pereaksi C
x + y + z = Orde reaksi total

Demikian dan yang semisalnya untuk jenis reaksi lainnya. Zat yang data konsentrasinya dimasukkan dalam persamaan laju reaksi adalah pereaksinya

• Jika suatu reaksi dapat berlangsung dalam beberapa tahap, maka secara keseluruhan laju reaksi tersebut ditentukan dari laju reaksi yang paling lambat. Perhatikan penjelasan berikut ini:

Misalkan suatu reaksi  A → B dapat berlangsung dalam beberapa tahap sebagai berikut:

Tahap	Reaksi Yang Terjadi	Laju Reaksi (v)
1	A   →   C	v1 = cepat
2	C   →   D	v2 = lambat
3	D   →   B	v3 = cepat

Tahap ke-2 adalah merupakan tahap perantara (intermediate) bagi reaksi perubahan A menjadi B, namun karena tahap tersebut adalah tahap yang paling lambat, maka laju reaksi adalah ditentukan dari tahap tersebut

Menentukan Persamaan Laju Reaksi Berdasarkan Data Lama Waktu Reaksi

Agar lebih bisa memahami, silakan salin dan pelajari panduan dalam sebuah contoh soal berikut:

Contoh:

Ahmad sedang mengamati percobaan laju reaksi:
P + 2Q   →   PQ₂
dan mendapatkan data percobaan sebagai berikut:

Perc.	Konsentrasi Awal (M)		Waktu Reaksi (detik)
	[P]	[Q]
1.	0,1	0,1	128
2.	0,2	0,1	64
3.	0,1	0,2	32
4.	0,2	0,4	x

Ahmad memerlukan bantuanmu dalam menentukan:

1. Orde reaksi terhadap P
2. Orde reaksi terhadap Q
3. Orde rekasi total
4. Persamaan laju reaksi
5. Harga tetapan laju reaksi (k) reaksi tersebut
6. Nilai x jika [P] = 0,2 M dan [Q] = 0,4 M

Pembahasan

Lengkapilah bagian-bagian yang masih kosong pada langkah-langkah berikut dan tuliskanlah kembali di buku catatanmu

Persamaan laju reaksi tersebut secara umum adalah: \(v \: =\: k[P]^{x}[Q]^{y}\)

Karena laju (v) adalah berbanding terbalik dengan waktu (t) sehingga persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai \(v \: =\:\frac {1}{t}\:=\:k[P]^{x}[Q]^{y}\)

1. Orde reaksi terhadap P  → x

Untuk menentukan orde reaksi terhadap P kita harus membandingkan dua percobaan yang konsentrasi [Q]-nya sama, misalkan percobaan 2 dengan 1
\(v\:=\:\frac{1/t_{2}}{1/t_{1}}\:=\:\left(\:\frac{[P]_2}{[P]_1}\:\right)^x\)
yang persamaan tersebut dapat disederhanakan menjadi:

\(v\:=\:\frac{t_{1}}{t_{2}}\:=\:\left(\:\frac{[P]_2}{[P]_1}\:\right)^x\)

\(\frac{128\:s}{....\:s}\:=\:\left(\:\frac{....\:M}{0,1\:M}\:\right)^x\)

.... = (....)^x

sehingga x = ....

2. Orde reaksi terhadap Q → y

Untuk menentukan orde reaksi terhadap Q kita harus membandingkan dua percobaan yang konsentrasi [P]-nya sama, misalkan percobaan 3 dengan 1
(urutan langkah sama seperti langkah no. 1)

\(\frac{t_{1}}{t_{3}}\:=\:\left(\:\frac{[Q]_3}{[Q]_1}\:\right)^y\)

\(\frac{....\:s}{....\:s}\:=\:\left(\:\frac{\:....\:M}{\:....\:M}\:\right)^y\)

.... = (.....)^y

sehingga y  = ....

3. Orde reaksi total

Orde reaksi total = .... + .... = .... + .... = ....

4. Persamaan Laju Reaksi

Persamaan laju reaksi (v) = k . [ .... ]^...[ .... ]^...

5. Harga tetapan laju reaksi (k)

Untuk menentukan harga k, maka kita harus memilih satu percobaan yang sekiranya memiliki angka yang mudah dihitung, misal kita memilih percobaan 2

\(\frac{1}{t_2}\:=\:k\:[\:....\:]\)^...\([\:....\:]\)^...

\(\frac{1}{\:...\:}\:=\:k\:[\:....\:]\)^...\([\:....\:]\)^...

\(k\:=\:\frac{1}{\:(...)\:\:(...)\:\:(...)\:}\)

\(k\:=\:\frac{1}{\:(...)\:}\)

\(k\:=\:....\)

6. Nilai x pada percobaan 4

Setelah nilai k berhasil diperoleh, maka untuk menghitung berapa harga x kita cukup memasukkan data percobaan 4 ke dalam persamaan laju reaksinya

\(\frac{1}{t_4}\:=\:k\:[\:....\:]\)^...\([\:....\:]\)^...

\(\frac{1}{\:x\:}\:=\:k\:[\:....\:]\)^...\([\:....\:]\)^...

\(x\:=\:\frac{1}{\:k\:....\:}\)

Mari Berlatih

• 1. Pada percobaan reaksi A → B diperoleh data-data percobaan sebagai berikut:

Perc	[A] (M)	[B] (M)	Laju Reaksi (M/s)
1	0,1	0,1	8
2	0,1	0,2	16
3	0,2	0,2	32




Tentukan:
a. Orde reaksi terhadap A
b. Orde reaksi terhadap B
c. Orde reaksi total
d. Persamaan laju reaksi
e. Harga tetapan laju reaksi (k)
f. Besar laju reaksi jika [A] dan [B] masing-masing 0,5 M

• 2. Dari reaksi Br₂(g) + 2NO(g) → 2NOBr(g), diperoleh data eksperimen sebagai berikut:

Perc	[NO] (mol/liter)	[Br2] (mol/liter)	Waktu Reaksi (s)
1	0,1	0,1	192
2	0,1	0,2	48
3	0,2	0,1	24
4	0,3	0,1	12




Tentukan:
a. Orde reaksi terhadap NO
b. Orde reaksi terhadap Br₂
c. Orde reaksi total
d. Persamaan laju reaksi
e. Harga tetapan laju reaksi (k)

(Semoga Bermanfaat - Ahmad Fata)

Referensi

1. Utami, Budi dkk, Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2009

Lihat Video Pembahasan Materi dan Soal di Kanal Kimia Fata

Menentukan Persamaan Laju Reaksi Dengan Data Percobaan Berupa Waktu

Menentukan Persamaan Laju Reaksi di YouTube