Soal Laju Reaksi, Menentukan Konsentrasi Pereaksi Tertentu

Materi: kimia
Berikut ini soal terkait laju reaksi, menentukan konsentrasi zat A berdasarkan data hasil percobaan sebagaimana tersaji.

Data dari suatu reaksi A(g) + 2B(g) → AB₂(g) sebagai berikut:

Percobaan	[A] (M)	[B] (M)	Laju reaksi (M.det–1)
1	0,5	0,1	5
2	0,5	0,4	50
3	x	0,4	32
4	1,0	0,8	640

Tentukan nilai x!

Peta Penyelesaian:

1. Hitung orde reaksi terhadap A dan B yang mungkin
2. Hitung k (tetapan laju reaksi)
3. Tentukan nilai x dengan menggunakan nilai k dan orde reaksi dan data laju reaksi pada percobaan 3.

Tahap 1

Penentuan orde terhadap zat B (disimbolkan dengan n) digunakan data 2 dan 1, dipilih data 2 dan 1 karena konsentrasi A pada data 2 dan 1 tetap sehingga relatif lebih mudah kalkulasinya.

\begin{align*} [\frac{0,4}{0,1}]^n & =\frac{50}{5}\\ 4^{n} & =10\\ n &=\frac{log~10}{log~4}\\ &=\frac{1}{0,602}\\ &=1,661 \end{align*}

Orde reaksi terhadap B adalah 1,661.

Penentuan orde terhadap zat A (disimbolkan dengan m) digunakan data 4 dan 2

\begin{align*} [\frac{1}{0,5}]^m [\frac{0,8}{0,4}]^n & =\frac{640}{50}\\ 2^{m} \times 2^{n}& =12,8\\ 2^{m} \times 2^{1,661}& =12,8\\2^{m} \times 3,162 & =12,8\\ 2^m &=\frac{12,8}{3,162}\\2^m &=4,048\\ m &=\frac{log~4,048}{log~2}\\ &=\frac{6,072}{0,301}\\ &={2,017} \end{align*} 

Orde reaksi terhadap A adalah 2,017.

Tahap 2

Untuk menentukan nilai tetapan laju reaksi (k) dapat digunakan salah satu data, misalnya digunakan data ke 4.

\begin{align*}v_4 &= k \times [A_4]^{2,017}\times[B_4]^{1,661} \\ 640 & = k.[1,0]^{2,017}\times[0,8]^{1,661}\\ 640 &= k\times1\times0,690\\ k &= \frac{640}{0,690}\\ &= 927,536\end{align*}

Tetapan laju reaksi (k) = 927,536

Tahap 3

Untuk menentukan konsentrasi A yang belum diketahui substitusikan data-data yang diketahui

\begin{align*}v_3 &= k \times [A_3]^{2,017}\times[B_3]^{1,661} \\ 32 & = 927,536 \times x^{2,017}\times[0,4]^{1,661}\\ 32 &= 927,536 \times x^{2,017} \times 0,218\\  x^{2,017} &= \frac{32}{202,203} \\x^{2,017} &= 0,158\\ log~x&= \frac{log~0,158}{2,017} \\ log~x&= \frac{-0,801}{2,017}\\ &=-0,397\\ x&=10^{-0,397}\\&={0,400}\end{align*}

Yah, konsentrasi A pada reaksi ketiga adalah 0,400 M.