Soal Laju Reaksi Dekomposisi dan Pembahasannya

Senin, 12 Februari 2018

Soal #1
Dekomposisi dinitrogen pentaoksida (N2O5) menjadi NO2 dan O2 adalah reaksi orde pertama. Pada temperatur 60 oC konstanta laju reaksinya adalah 2,8×10–3 menit-1. Jika pada wadah tertutup mula-mula hanya ada N2O5 pada tekanan 125 kPa, berapa lama ia akan mencapai tekanan 176 kPa?

A. 182 menit
B. 129 menit
C. 113 menit
D. 83 menit
E. 62 menit

Pembahasan Soal #1:
Reaksi orde-1 berlaku → ln[A]t = -kt + ln[A]0
Dalam soal ini → ln[N2O5]t = -kt + ln[N2O5]0

Dihitung tekanan N2O5 saat t dengan menggunakan persamaan seperti tabel berikut.


Reaksi 2N2O5 4NO2 + O2
Awal (kPa) 125 - -
Bereaksi (kPa) -2x +4x x
Akhir (kPa) 125 – 2x 4x x

Saat mencapai tekanan 176 kPa akan terdapat: gas N2O5 sebanyak (125 – 2x)kPa, gas NO2 sebanyak 4x, dan gas O2 sebanyak x.

176 = (125 – 2x) + 4x + x
176 – 125 = 3x
3x = 51
x = 17

Jadi tekanan N2O5 saat t atau [N2O5]t adalah 125 – 2x = 125 – 2(17) = 91 kPa

ln[N2O5]t = -kt + ln[N2O5]0
ln (91) = -2,8×10–3 menit-1 × t + ln(125)
ln (91) – ln(125) = -2,8×10–3 menit-1 × t
4.51086 – 4.828314 = -2,8×10–3 menit-1 × t
-0.31745 = = -2,8×10–3 menit-1 × t
t = -0.31745 : -2,8×10–3
t = 113.3765 menit


Soal #2a
Dekomposisi termal asetaldehid, CH3CHO → CH4 + CO, merupakan reaksi orde kedua. Data berikut diperoleh untuk mempelajari reaksi dekomposisi tersebut pada 518 oC.
Waktu (detik) Tekanan CH3CHO (mmHg)
0 364
42 330
105 290
720 132
Berdasarkan data di atas, tetapan laju reaksi dekomposisi termal asetaldehid sebesar...
A. 2,2 × 10–3 s-1
B. 7,0 × 10–1 mmHg.s-1
C. 2,2 × 10–3 mmHg-1.s-1
D. 6,7 × 10–6 mmHg-1.s-1
E. 5,2 × 10–5 mmHg-1.s-1

Pembahasan Soal #2a:
Reaksi orde 2 berlaku
kt = 1/[A]t – 1/[A]0
menggunakan data t=0 dan t=42
k (42) = 1/330 – 1/364
k . 42 = 0,000283
k = 0,000283/42
k = 6,7 × 10–6 mmHg-1.s-1

Soal #2b:
Berapakah t½ dari soal di atas?

Pembahasan Soal #2b
t½ = 1/(k[A]0)
t½ = 1/(6,7 × 10–6 ×364)
t½ = 410,0377


Soal #3:
Berapakah konstanta laju reaksi orde pertama yang waktu paruhnya adalah 3,50 menit?
A. 3,3×10–3 detik-1
B. 1,65×10–2 detik-1
C. 1,98×10–1 detik-1
D. 6,93×10–1 detik-1
E. 1,98 detik-1

Pembahasan Soal #3:
Waktu paruh (t½) untuk reaksi orde pertama = ln 2 / k = 0,693/k
Diketahui k = 3,50 menit. Karena satuan waktu yang diminta sebagaimana yang tersedia adalah detik sebaiknya dikonversi satuan menit ke detik lebih dulu → 3,50 menit × 60 detik/1 menit = 210 detik
t½ = 0,693/k
t½ = 0,693/210 detik
t½ = 0,0033/detik
t½ = 3,3×10–3 detik-1


Soal #4
Perhatikan reaksi orde pertama berikut: A → produk
Setelah 24 detik proses reaksi zat berkurang sebanyak 25%, berapakah waktu paruh untuk reaksi tersebut?
A. 12 detik
B. 36 detik
C. 40 detik
D. 48 detik
E. 58 detik

Pembahasan Soal#4
Pada reaksi dengan orde pertama maka berlaku:
Waktu paruh (t½) = 0,693/k
ln[A]t = -kt + ln[A]0

[A]t = jumlah zat semula – jumlah zat berkurang
[A]t = 100% – 25%
[A]t = 75%

ln (75) = -k(24) + ln(100)
4,317 = -24k + 4,605
24k = 4,605 – 4,317
24k = 0,288
k = 0,012 detik-1

t½ = 0,693/k
t½ = 0,693/0,012 detik-1
t½ = 57,75 detik ~ 58 detik


Soal #5:
Berdasar reaksi 2N2O (g) → 2N2 (g) + O2 (g)
Persamaan laju reaksi = k [N2O]

Hitunglah waktu yang diperlukan agar konsentrasi N2O (g) berkurang dari 0,75 M ke 0,33 M. Diketahui konstanta laju reaksi k = 6,8×10–3 detik–1
A. 0,87 menit
B. 0,92 menit
C. 1,70 menit
D. 2,01 menit
E. 2,70 menit

Pembahasan Soal #5
Reaksi pada soal ini adalah reaksi orde pertama, dapat dilihat dari persamaan laju reaksinya [N2O] pangkat 1, pangkat 1 → orde 1.

Pada reaksi dengan orde pertama maka berlaku:
Waktu paruh (t½) = 0,693/k
ln[A]t = -kt + ln[A]0

Diketahui:
[N2O]t = 0,33
[N2O]0 = 0,75
k = 6,8×10–3 detik–1

ln[N2O]t = -kt + ln[N2O]0
ln 0,33 = -(6,8×10–3 detik–1)t + ln 0,75
-1.109 = -(6,8×10–3 detik–1)t – 0,288
-(6,8×10–3 detik–1)t = -0,821
t = 120.74 detik

Konversi satuan detik ke menit
t = 120,74 detik × 1 menit/60 detik
t = 2,01 menit


Soal #6:
2 NO2Br (g) → 2 NO2 (g) + Br2 (g), adalah reaksi orde kedua, mempunyai waktu paruh 15,12 menit pada 500 K. Berapakah waktu (dalam jam) akan diperlukan sehingga konsentrasi NO2Br tersisa 32% dari keadaan awalnya?

Diketahui:
t½ = 15,12 menit,
[A]0 = 100 (ini dari 100%),
[A]t = 32 (ini dari 32%)

Pembahasan Soal #6:
t½ = 1/(k.[A]0)
→ k = 1/( t½.[A]0)
→ k = 1/( 15,12×100)
→ k = 1/( 1512 menit)
→ k = 0,000661/menit

kt = 1/[A]t - 1/[A]0
0,000661(t) = 1/32 - 1/100
0,000661(t) = 0,03125 – 0,01
0,000661(t) = 0,02125
t = (0,02125/0,000661)menit
t = 32,15 menit
→ t = 32,15 menit × 1 jam/60 menit
→ t = 0,536 jam

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2018 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info