3 Contoh Soal Laju Reaksi beserta Pembahasannya – Laju reaksi kimia, konsentrasi reaktan, waktu reaksi, dan orde reaksi merupakan konsep kunci dalam memahami kecepatan suatu reaksi kimia berlangsung. Pemahaman mendalam tentang hubungan antara konsentrasi reaktan dengan waktu reaksi sangat penting untuk memprediksi dan mengendalikan proses kimia. Artikel ini akan membahas tiga contoh soal laju reaksi beserta pembahasannya secara rinci, sehingga pembaca dapat memahami aplikasi konsep-konsep tersebut dalam penyelesaian masalah.
3 Contoh Soal Laju Reaksi beserta Pembahasannya
Berikut ini adalah tiga contoh soal laju reaksi beserta pembahasannya yang dirancang untuk membantu Anda memahami konsep laju reaksi dengan lebih baik. Contoh soal ini mencakup berbagai tipe soal yang sering muncul, mulai dari perhitungan sederhana hingga analisis data eksperimen.
Contoh Soal 1: Perhitungan Laju Reaksi dari Data Konsentrasi dan Waktu
Reaksi A + B → C dilakukan pada suhu tertentu. Data eksperimen menunjukkan perubahan konsentrasi reaktan A terhadap waktu sebagai berikut:
| Waktu (detik) | Konsentrasi A (M) |
|---|---|
| 0 | 1,0 |
| 10 | 0,8 |
| 20 | 0,6 |
| 30 | 0,4 |
| 40 | 0,2 |
Hitunglah laju reaksi rata-rata reaksi tersebut dalam interval waktu 0-10 detik dan 30-40 detik!
Pembahasan:
Laju reaksi rata-rata dihitung dengan rumus: Laju reaksi = -Δ[A]/Δt. Tanda negatif menunjukkan berkurangnya konsentrasi reaktan.
Interval 0-10 detik:
Δ[A] = 0,8 M – 1,0 M = -0,2 M
Δt = 10 detik – 0 detik = 10 detik
Laju reaksi = -(-0,2 M) / 10 detik = 0,02 M/detik
Interval 30-40 detik:
Δ[A] = 0,2 M – 0,4 M = -0,2 M
Δt = 40 detik – 30 detik = 10 detik
Laju reaksi = -(-0,2 M) / 10 detik = 0,02 M/detik
Pada contoh ini, laju reaksi rata-rata konstan dalam interval waktu yang diamati. Ini menunjukkan reaksi orde nol terhadap reaktan A.
Contoh Soal 2: Menentukan Orde Reaksi dari Data Eksperimen, 3 Contoh Soal Laju Reaksi beserta Pembahasannya
Reaksi 2NO(g) + O 2(g) → 2NO 2(g) dilakukan pada suhu tetap. Data eksperimen menunjukkan pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi sebagai berikut:
| Eksperimen | [NO] (M) | [O2] (M) | Laju Reaksi (M/detik) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1 | 0,1 | 1,0 x 10-2 |
| 2 | 0,2 | 0,1 | 4,0 x 10-2 |
| 3 | 0,1 | 0,2 | 2,0 x 10-2 |
Tentukan orde reaksi terhadap NO dan O 2, serta persamaan laju reaksi!
Source: kastatic.org
Pembahasan:
Untuk menentukan orde reaksi, bandingkan laju reaksi pada eksperimen yang berbeda.
Orde reaksi terhadap NO: Bandingkan eksperimen 1 dan 2 (konsentrasi O 2 konstan):
(4,0 x 10 -2 M/detik) / (1,0 x 10 -2 M/detik) = 4
(0,2 M) / (0,1 M) = 2
Karena 2 2 = 4, orde reaksi terhadap NO adalah 2.
Orde reaksi terhadap O2: Bandingkan eksperimen 1 dan 3 (konsentrasi NO konstan):
(2,0 x 10 -2 M/detik) / (1,0 x 10 -2 M/detik) = 2
(0,2 M) / (0,1 M) = 2
Karena 2 1 = 2, orde reaksi terhadap O 2 adalah 1.
Persamaan laju reaksi:
Source: askiitians.com
Laju reaksi = k [NO] 2 [O 2] 1
dengan k adalah konstanta laju reaksi.
Contoh Soal 3: Pengaruh Suhu terhadap Laju Reaksi
Suatu reaksi memiliki konstanta laju reaksi k = 2,0 x 10 -3 M -1s -1 pada suhu 25°C dan k = 4,0 x 10 -3 M -1s -1 pada suhu 35°C. Hitunglah energi aktivasi (Ea) reaksi tersebut!
Pembahasan:
Untuk menghitung energi aktivasi, kita dapat menggunakan persamaan Arrhenius:
ln(k 2/k 1) = Ea/R (1/T 1
-1/T 2)
dimana:
- k 1 dan k 2 adalah konstanta laju reaksi pada suhu T 1 dan T 2
- Ea adalah energi aktivasi
- R adalah konstanta gas ideal (8,314 J/mol.K)
- T 1 dan T 2 adalah suhu dalam Kelvin (T(K) = T(°C) + 273)
Substitusikan nilai yang diketahui:
ln(4,0 x 10 -3 / 2,0 x 10 -3) = Ea / 8,314 (1/(25+273)
-1/(35+273))
ln 2 = Ea / 8,314 (1/298 – 1/308)
0,693 = Ea / 8,314 (0,003356 – 0,003247)
0,693 = Ea / 8,314 (0,000109)
Ea = 0,693 x 8,314 x 0,000109 -1
Ea ≈ 55.000 J/mol atau 55 kJ/mol
Nah, itulah tiga contoh soal laju reaksi beserta pembahasannya. Semoga penjelasan di atas dapat membantu Anda memahami konsep laju reaksi dengan lebih baik. Jangan ragu untuk berlatih lebih banyak soal agar pemahaman Anda semakin mantap!
Terima kasih sudah membaca! Sampai jumpa lagi di artikel menarik lainnya. Semoga artikel ini bermanfaat dan sampai bertemu kembali ya!
Responses (0 )