Soal Laju Reaksi, Menentukan Konsentrasi Pereaksi Tertentu

Berikut ini soal terkait laju reaksi, menentukan konsentrasi zat A berdasarkan data hasil percobaan sebagaimana tersaji.

Data dari suatu reaksi A(g) + 2B(g) → AB₂(g) sebagai berikut:

Percobaan	[A] (M)	[B] (M)	Laju reaksi (M.det–1)
1	0,5	0,1	5
2	0,5	0,4	50
3	x	0,4	32
4	1,0	0,8	640

Tentukan nilai x!

Peta Penyelesaian:

1. Hitung orde reaksi terhadap A dan B yang mungkin
2. Hitung k (tetapan laju reaksi)
3. Tentukan nilai x dengan menggunakan nilai k dan orde reaksi dan data laju reaksi pada percobaan 3.

Tahap 1

Penentuan orde terhadap zat B (disimbolkan dengan n) digunakan data 2 dan 1, dipilih data 2 dan 1 karena konsentrasi A pada data 2 dan 1 tetap sehingga relatif lebih mudah kalkulasinya.

\begin{align} \mathsf{\left[\frac{0{,}4}{0{,}1}\right]^n} & \mathsf{=\frac{50}{5}}\\ \mathsf{4^{n}} & \mathsf{=10}\\ \mathsf{n} & \mathsf{=\frac{log~10}{log~4}}\\ & \mathsf{=\frac{1}{0{,}602}}\\ & \mathsf{=1{,}661} \end{align}

Orde reaksi terhadap B adalah 1,661.

Penentuan orde terhadap zat A (disimbolkan dengan m) digunakan data 4 dan 2

\begin{align} \mathsf{\left[\frac{1}{0{,}5}\right]^m \left[\frac{0{,}8}{0,4}\right]^n~} & \mathsf{=\frac{640}{50}}\\ \mathsf{2^{m} \times 2^{n}~} & \mathsf{ =12{,}8}\\ \mathsf{2^{m} \times 2^{1{,}661}~} &\mathsf{= 12{,}8}\\ \mathsf{2^{m} \times 3{,}162~} & \mathsf{=12{,}8}\\ \mathsf{2^m~} & \mathsf{=\frac{12{,}8}{3{,}162}}\\ \mathsf{2^m~} & \mathsf{=4{,}048}\\ \mathsf{m~} & \mathsf{=\frac{log~4{,}048}{log~2}}\\ & \mathsf{=\frac{6{,}072}{0{,}301}}\\ & \mathsf{={2{,}017}} \end{align}

Orde reaksi terhadap A adalah 2,017.

Tahap 2

Untuk menentukan nilai tetapan laju reaksi (k) dapat digunakan salah satu data, misalnya digunakan data ke 4.

\begin{align} \mathsf{v_4~} & \mathsf{ = k \times [A_4]^{2{,}017}\times[B_4]^{1{,}661}}\\ \mathsf{640~} & \mathsf{ = k \times [1{,}0]^{2{,}017}\times[0{,}8]^{1{,}661}}\\ \mathsf{640~} & \mathsf{ = k \times 1 \times 0{,}690}\\ \mathsf{k~} & \mathsf{= \frac{640}{0{,}690}}\\ &\mathsf{= 927{,}536} \end{align} Tetapan laju reaksi (k) = 927,536

Tahap 3

Untuk menentukan konsentrasi A yang belum diketahui substitusikan data-data yang diketahui

\begin{align} \mathsf{v_3~} & \mathsf{= k \times [A_3]^{2{,}017}\times[B_3]^{1{,}661}} \\ \mathsf{32~} & \mathsf{= 927{,}536 \times x^{2{,}017}\times[0{,}4]^{1{,}661}}\\ \mathsf{32~} & \mathsf{= 927{,}536 \times x^{2{,}017} \times 0{,}218}\\ \mathsf{x^{2{,}017}~} & \mathsf{= \frac{32}{202{,}203}}\\ \mathsf{x^{2{,}017}~} & \mathsf{= 0{,}158}\\ \mathsf{log~x~} & \mathsf{= \frac{log~0{,}158}{2{,}017}} \\ \mathsf{log~x~} & \mathsf{= \frac{-0{,}801}{2{,}017}}\\ & \mathsf{=-0{,}397}\\ \mathsf {x~} & \mathsf{=10^{-0{,}397}}\\ & \mathsf{={0{,}400}} \end{align}

Yah, konsentrasi A pada reaksi ketiga adalah 0,400 M.