Membangun Kalkulator Orde Reaksi pada Laju Reaksi

Rabu, 06 Mei 2015

Membuat kalkulator (alat hitung) diperlukan alur pikir yang benar, pasti :) Seperti halnya ketika saya mencoba membuat kalkulator orde reaksi pada laju reaksi untuk 2 pereaksi dengan konsentrasi awal tidak ada yang sama beberapa saat lalu. Konsep kalkulasi harus ditentukan dengan benar dengan dasar hukum atau aturan atau rumus yang berlaku untuk hal yang mau kita “kalkulator–kan”.  Jika tidak mengerti hal yang bersifat matematis kita bis bertanya kepada banyak sumber sehingga alat yang kita buat itu tidak ada kesalahan proses hitung. Selanjut bisa mengikuti skenario yang pernah saya tulis di sini.


Berikut ini adalah upaya saya dalam membuat generalisasi penentuan orde reaksi pada laju reaksi yang melibatkan dua zat pereaksi.
Reaksi A(aq) + B(aq) → C + D

Percobaan[A] awal[B] awalLaju reaksi awal
pembentukan C dan D
1[A1][B1]$v_1$ M/detik
2[A2][B2]$v_2$ M/detik
3[A3][B3]$v_3$ M/detik

Penentuan order reaksi terhadap A
Ambil data percobaan 1 dan 2:
\begin{align*} (\frac{A_1}{A_2})^a . (\frac{B_1}{B_2})^b &= \frac{v_1}{v_2}\\
a.log \frac{A_1}{A_2} + b.log \frac{B_1}{B_2} &= log \frac{v_1}{v_2}\\b.log  \frac{B_1}{B_2} &= log \frac{v_1}{v_2}~ –~ a .log \frac{A_1}{A_2}\\b &=\frac{log \frac{v_1}{v_2}~–~ a. log \frac{A_1}{A_2}}{log \frac{B_1}{B_2}}.... persamaan~1 \\
\end{align*}
Ambil data percobaan 1 dan 3;
\begin{align*}
 (\frac{A_1}{A_3})^a . (\frac{B_1}{B_3})^b &= \frac{v_1}{v_3}\\
a.log \frac{A_1}{A_3} + b.log \frac{B_1}{B_3} &= log \frac{v_1}{v_3}\\b.log  \frac{B_1}{B_3} &= log \frac{v_1}{v_3}~ –~ a .log \frac{A_1}{A_3}\\b &=\frac{log \frac{v_1}{v_3}~–~ a. log \frac{A_1}{A_3}}{log \frac{B_1}{B_3}}.... persamaan~2 \\
\end{align*}
Nilai $b$ pada persamaan 1 dan persamaan 2 tentu akan sama, sehingga ini dapat digunakan untuk menentukan rumus orde reaksi terhadap zat A ($a$) secara umum:
\begin{align*}
\frac{log \frac{v_1}{v_2}~–~ a. log \frac{A_1}{A_2}}{log \frac{B_1}{B_2}}=\frac{log \frac{v_1}{v_3}~–~ a. log \frac{A_1}{A_3}}{log \frac{B_1}{B_3}}\\
 a = \frac{log \frac{v_1}{v_2}.log  \frac {[B_1]}{[B_3]} – log \frac {v_1}{v_3}.log \frac {[B_1]}{[B_2]}}{ log \frac {[A_1]}{[A_2]}.log \frac {[B_1]}{[B_3]} – log \frac {[A_1]}{[A_3]}.log \frac {[B_1]}{[B_2]}} \end{align*}
Penentuan order reaksi terhadap B
Ambil data percobaan 1 dan 2:
\begin{align*} (\frac{A_1}{A_2})^a . (\frac{B_1}{B_2})^b &= \frac{v_1}{v_2}\\
a.log \frac{A_1}{A_2} + b.log \frac{B_1}{B_2} &= log \frac{v_1}{v_2}\\
a.log \frac{A_1}{A_2} &= log \frac{v_1}{v_2}~ –~ b.log  \frac{B_1}{B_2}\\
a &=\frac{log \frac{v_1}{v_2}~–~ b.log  \frac{B_1}{B_2}}{log \frac{A_1}{A_2}}.... persamaan~3 \\
\end{align*}
Ambil data percobaan 1 dan 3;
\begin{align*}
 (\frac{A_1}{A_3})^a . (\frac{B_1}{B_3})^b &= \frac{v_1}{v_3}\\
a.log \frac{A_1}{A_3} + b.log \frac{B_1}{B_3} &= log \frac{v_1}{v_3}\\
a.log \frac{A_1}{A_3} &= log \frac{v_1}{v_3}~ –~ b.log  \frac{B_1}{B_3}\\
a &=\frac{log \frac{v_1}{v_3}~–~ b.log  \frac{B_1}{B_3}}{log \frac{A_1}{A_3}}.... persamaan~4 \\
\end{align*}
Nilai $a$ pada persamaan 3 dan persamaan 4 tentu akan sama juga, sehingga ini dapat digunakan untuk menentukan rumus orde reaksi terhadap zat B ($b$) secara umum:
\begin{align*}
\frac{log \frac{v_1}{v_2}~–~ b. log \frac{B_1}{B_2}}{log \frac{A_1}{A_2}}=\frac{log \frac{v_1}{v_3}~–~ b. log \frac{B_1}{B_3}}{log \frac{A_1}{A_3}}\\ b = \frac{log \frac{v_1}{v_2}.log  \frac {[A_1]}{[A_3]} – log \frac {v_1}{v_3}.log \frac {[A_1]}{[A_2]}}{ log \frac {[B_1]}{[B_2]}.log \frac {[A_1]}{[A_3]} – log \frac {[B_1]}{[B_3]}.log \frac {[A_1]}{[A_2]}} \end{align*}
Jadi didapat persamaan untuk orde reaksi masing-masing pereaksi:
$$ a = \frac{log \frac{v_1}{v_2}.log  \frac {[B_1]}{[B_3]} – log \frac {v_1}{v_3}.log \frac {[B_1]}{[B_2]}}{ log \frac {[A_1]}{[A_2]}.log \frac {[B_1]}{[B_3]} – log \frac {[A_1]}{[A_3]}.log \frac {[B_1]}{[B_2]}}$$
$$ b = \frac{log \frac{v_1}{v_2}.log  \frac {[A_1]}{[A_3]} – log \frac {v_1}{v_3}.log \frac {[A_1]}{[A_2]}}{ log \frac {[B_1]}{[B_2]}.log \frac {[A_1]}{[A_3]} – log \frac {[B_1]}{[B_3]}.log \frac {[A_1]}{[A_2]}} $$
Dari persamaan orde reaksi tersebut dengan mudah dapat ditentukan dengan menghitung masing-masing variabel yaitu variabel $v_1,~v_2,~v_3,~[A_1],~[A_2],~[A_3],~[B_1],~[B_2],~[B_3]$. Yah syarat penentuannya adalah diketahui 3 pasang variabel. Selanjutnya adalah meracik formula dengan menggunakan ME (microsoft excel) kemudian diterjemahkan menjadi kode dengan basis jQuery–Calx. Tentang jQuery Calx ini pernah saya singgung pada tulisan ini.

Demikian sekilas proses dalam upaya membuat kalkulator orde reaksi kimia. Proses untuk kalkulator lain tentu punya skema yang serupa sesuai dengan alur hitung dan logika.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info