Soal dan Pembahasan Orde Reaksi, Laju Reaksi, dan Perubahan Konsentrasi Reaktan

Materi: kimia
Pembahasan soal tentang laju reaksi (r), orde reaksi dan pengaruh dari perubahan konsentrasi reaktan/pereaksi. Soal-soal pada kiriman ini akan diperbaharui manakala diperoleh soal baru agar dapat dijadikan contoh penyelesaian soal khusus pokok bahasan kimia di SMA. Kunjungi blog ini secara berkala agar dapat mengikuti pembaharuan.

Soal #1
Suatu reaksi A → B merupakan reaksi orde kedua terhadap A. Bagaimana pengaruh terhadap laju reaksi bila konsentrasi A diduakalilipatkan dan bila konsentrasi A di buat menjadi setengah dari keadaan semula?

Penyelesaian Soal #1:
Hukum laju reaksi yang berlaku pada reaksi tersebut r = k [A]²
[A] diduakalilipatkan
→ r₂ = k [2A]²
→ r₂ = 2² k [A]² ← ingat k [A]² = r
→ r₂ = 4 r
Laju reaksi setelah [A] diduakalilipatkan menjadi 4 kali laju mula-mula.

[A] dijadikan ½ konsentrasi mula-mula
→ r₃ = k [½ A]²
→ r₃ = (½)² k [A]² ← ingat k [A]² = r
→ r₃ = ¼ r
Laju reaksi setelah [A] ½ konsentrasi mula-mula menjadi ¼ kali laju mula-mula.

Soal #2
Untuk reaksi A + B → C, diperoleh bahwa laju reaksi akan menjadi 2 kali ketika konsentrasi A diduakalilipatkan dan laju reaksi menjadi 16 kali ketika konsentrasi A dan B keduanya diduakalilipatkan. Tuliskan ungkapan laju reaksi dan hitung orde total untuk reaksi tersebut.

Penyelesaian Soal #2:
Dimisalkan order reaksi terhadap A adalah a dan orde reaksi terhadap B adalah b, kemudian ungkapan laju reaksi adalah r = k [A]^a[B]^b

Laju reaksi akan menjadi 2 kali ketika konsentrasi A diduakalilipatkan, diubah ke dalam persamaan
→ 2r = k [2A]^a[B]^b
Karena a dan b adalah suatu bilangan bulat maka
→ 2r = 2^a k [A]^a[B]^b ← ingat k [A]^a[B]^b = r
→ 2r = 2^a r
→ 2 = 2^a
→ a = 1

Laju reaksi menjadi 16 kali ketika konsentrasi A dan B keduanya diduakalilipatkan,
diubah ke dalam persamaan
→ 16r = k [2A]^a[2B]^b
Karena a dan b adalah suatu bilangan bulat maka
→ 16r = 2^a 2^b k [A]^a[B]^b ← ingat k [A]^a[B]^b = r
→ 16r = 2^a 2^b r
→ 16 = 2^a 2^b
→ 16 = 2¹ 2^b ← sebelumnya diperolah a = 1
→ 16 = 2 × 2^b
→ 16/2 = 2^b
→ 8 = 2^b
→ b = 3
Jadi orde keseluruhan reaksi tersebut = 1 + 3 = 4

Soal #3
Reaksi antara A dan B merupakan reaksi orde pertama terhadap A dan orde nol terhadap B. Tentukan nilai X, Y dan Z data pada tabel berikut:

Percobaan	[A] (M)	B (M)	r awal (M/menit)
1	0,1	0,1	0,02
2	X	0,2	0,04
3	0,4	0,4	Z
4	Y	0,2	0,02

Penyelesaian Soal #3:
Hukum laju reaksi r = k [A]
Dari percobaan-1 diperoleh tetapan laju
r = k [A]
→ k = r/[A]
→ k = (0,02 M/menit) : 0,1 M
→ k = 0,2/menit

Dari percobaan-2, X dapat ditentukan:
r = k [A]
r = k X
→ X = r/k
→ X = 0,04 M/menit : 0,2/menit
→ X = 0,02 M

Dari percobaan-3, X dapat ditentukan:
r = k [A] ; Z = r
Z = k [A]
→ Z = 0,2/menit × 0,4 M
→ Z = 0,08 M/menit

Dari percobaan-4, Y dapat ditentukan:
r = k [A]
r = k Y
→ Y = r/k
→ Y = 0,02 M/menit : 0,2/menit
→ Y = 0,1 M