Pada tulisan sebelumnya telah dibahas cara menentukan persamaan laju reaksi berdasar mekanisme (1) yaitu mekanisme reaksi dengan tahap awal merupakan tahap lambat atau tahap penentu laju reaksi dan cara menentukan persamaan laju reaksi berdasar mekanisme (2) yaitu persamaan laju reaksi dengan tahap awalnya merupakan tahap cepat. Tulisan kali ini dibahas cara menentukan persamaan laju reaksi dengan tahap awalnya merupakan tahap cepat berlangsung dalam kesetimbangan. Ada terdapat perbedaan mendasar untuk menentukan persamaan laju reaksi dengan dua mekanisme yang dibahas sebelumnya.
Beberapa contoh persamaan reaksi yang akan ditentukan persamaan laju reaksinya.
Reaksi Dekomposisi (Penguraian) Ozon:
2O3 → 3O2
Tentukan persamaan laju reaksi (hukum laju reaksi) berdasar mekanisme reaksi:
1. O3 ⇌ O2 + O (tahap cepat)
2. O3 + O → 2O2 (tahap lambat)
Pembahasan Reaksi Penentuan Hukum Laju Dekomposisi (Penguraian) Ozon:
r = k [O3]y
Berdasar reaksi 2 (reaksi pada tahap lambat) diperoleh:
r = k [O3][O] ......(persamaan 1a)
O ini merupakan zat antara (intermediet) yang tidak muncul pada reaksi total maka perlu dicarikan persamaannya, dan ini didapat dari reaksi kesetimbangan.
Berdasar reaksi 1 (reaksi kesetimbangan)
keq = ([O2][O])/[O3]
→ keq [O3] = [O2][O]
→ [O] = keq [O3]/[O2] .....(persamaan 1b)
Substitusi persamaan 1b ke dalam persamaan 1a:
r = k [O3][O]
r = k.[O3] keq [O3]/[O2]
r = k. keq [O3][O3]/[O2]
r = k. keq [O3]2/[O2]
r = k. keq [O3]2.[O2]–1
Bila k1 = k . keq
→ r = k1 [O3]2.[O2]–1
⸫ x = 2
orde reaksi total = 2 + (–1)
orde reaksi total = 1
Reaksi Dekomposisi (Penguraian) Dinitrogen Pentaoksida:
N2O5 → 2NO2 + ½ O2
Tentukan persamaan laju reaksi (hukum laju reaksi) berdasar mekanisme reaksi:
1. N2O5 ⇌ NO2 + NO3 (tahap cepat)
2. NO2 + NO3 → NO2 + NO + O2 (tahap lambat)
3. NO + NO3 → 2 NO2 (tahap cepat)
Pembahasan Penentuan Hukum Laju Reaksi Dekomposisi (Penguraian) Dinitrogen Pentaoksida:
Dari persamaan reaksi total: N2O5 → 2NO2 + ½ O2
diperoleh: r = k [N2O5]x
Berdasar reaksi 2 (reaksi pada tahap lambat) diperoleh:
r = k [NO2][NO3] ......(persamaan 2a)
NO2 dan NO3 ini merupakan zat antara (intermediet) yang tidak muncul pada reaksi total maka perlu dicarikan persamaannya, dan ini didapat dari reaksi kesetimbangan.
Berdasar reaksi 1 (reaksi kesetimbangan)
keq = ([NO2][NO3])/[N2O5]
→ [NO2][NO3] = keq [N2O5].....(persamaan 2b)
Substitusi persamaan 2b ke dalam persamaan 2a:
r = k [NO2][NO3]
r = k.keq [N2O5]
Bila k1 = k.keq
r = k1 [N2O5]
⸫ x = 1
orde reaksi total = 1
Reaksi Hipotetical (Tidak Nyata):
A2 + B2 → 2AB
Tentukan persamaan laju reaksi (hukum laju reaksi) berdasar mekanisme reaksi:
1. A2 ⇌ A + A (tahap cepat)
2. A + B2 → AB + B (tahap lambat)
3. A + B → AB (tahap cepat)
Pembahasan Penentuan Hukum Laju Reaksi Hipotetical (Tidak Nyata):
Dari persamaan reaksi total:
A2 + B2 → 2AB
diperoleh: r = k [A2]x[B2]y
Berdasar reaksi 2 (reaksi pada tahap lambat) diperoleh:
r = k [A][B2] ......(persamaan 3a)
A ini merupakan zat antara (intermediet) yang tidak muncul pada reaksi total maka perlu dicarikan persamaannya, dan ini didapat dari reaksi kesetimbangan.
Berdasar reaksi 1 (reaksi kesetimbangan)
keq = ([A][A])/[A2]
→ keq = [A]2/[A2]
→ [A]2 = keq [A2]
→ [A] = (keq [A2])½ .....(persamaan 3b)
Substitusi persamaan 3b ke dalam persamaan 3a:
r = k [A][B2]
→ r = k (keq [A2])½ [B2]
→ r = k . keq½ [A2]½ [B2]
Bila k1 = k . keq½
→ r = k1 [A2]½ [B2]
⸫ x = ½; y = 1
orde reaksi total = x + y
orde reaksi total = ½ + 1
orde reaksi total = 1½
Tidak ada komentar:
Posting Komentar