Metode Trial-Error untuk Penentuan Orde Reaksi Dua Zat dengan Data Konsentrasi Berbeda-beda pada Laju Reaksi

Selasa, 25 Desember 2018 edit

Berikut ini adalah pembahasan soal orde reaksi untuk persamaan laju reaksi. Reaksi yang berlangsung diketahui menggunakan data zat konsentrasi berbeda-beda pada data percobaan. Penentuan orde reaksi dua zat dengan data konsentrasi yang berbeda-beda pada laju reaksi ini akan diselesaikan menggunakan metode trial and error and true. Setidaknya untuk pembanding dari metode lain yang juga pernah dibahas di blog ini.




Penentuan orde reaksi menggunakan metode logaritma sudah ditulis dan dapat dibaca di sini. Untuk metode aljabar dapat dibaca di sini.

Memanfaatkan jurus ketika kepepet (terjepit), mungkin karena otak sedang jenuh tidak mau diajak berpikir serius, cobalah menggunakan metode coba-coba (trial and error, trial and error and…. true!) 🙂

Cari ini terpaksa digunakan, meskipun sesungguhnya data-data percobaan biasanya akan dibuat beberapa pasang reaksi dengan data ada yang sama. Sekali lagi ini dilakukan karena data yang ada seperti pada soal ini.

Soal yang dibahas masih bersumber pada buku kimia kelas 11 BSE, penulis Nenden Fauziah halaman 73 soal nomor 5? Tabel disalin dengan sedikit modifikasi.


Berikut ini pembahasannya.

Dari data di atas konsentrasi setiap zat pada percobaan semua berbeda, agar dapat ditentukan orde reaksinya maka harus dibuat suatu persamaan terlebih dahulu, kemudian diselesaikan dengan menggunakan cara trial and error.

Misal dari data di atas akan dibandingkan data percobaan 1 dengan 2 serta data percobaan 1 dengan 3.

Persamaan laju reaksi $v = k~[A]^a[B]^b$ dengan $a$ dan $b$ adalah orde reaksi masing-masing zat.

Dari percobaan 1 dan 2
$\left(\dfrac{v_2}{v_1}\right)=\left(\dfrac{k_2}{k_1}\right) \left(\dfrac{A_2}{A_1}\right)^a \left(\dfrac{B_2}{B_1}\right)^b$
karena $k_2 = k_1$ (konstan) maka $\left(\dfrac{k_2}{k_1}\right) = 1$ sehingga
$\begin{align}
\left(\dfrac{v_2}{v_1}\right) &= \left(\dfrac{A_2}{A_1}\right)^a \left(\dfrac{B_2}{B_1}\right)^b\\
\left(\dfrac{8{.}10^{-5}}{3{.}10^{-5}}\right) &= \left(\dfrac{0{,}02}{0{,}01}\right)^a \left(\dfrac{0{,}04}{0{,}03}\right)^b\\
\left(\dfrac{8}{3}\right) &=  \left(\dfrac{2}{1}\right)^a \left(\dfrac{4}{3}\right)^b\\
\end{align}$

Untuk memudahkan proses hitung persamaan terakhir diubah dan disebut sebagai persamaan 1:

$ \left(\dfrac{2}{1}\right)^a \left(\dfrac{4}{3}\right)^b = \left(\dfrac{8}{3}\right)\qquad (pers. (1))$

Trial and error-nya coba saja gantikan orde a dan b dengan variasi angka pada persamaan (1). Di sini dicoba memvariasikan nilai a dan b hanya 2 kali untuk persamaan 1. Bila belum ditemukan kecocokan sila coba lagi. Namanya juga coba-coba.

Misal: $a = 0; b = 0$
$ \begin{align}
\left(\dfrac{2}{1}\right)^0 \left(\dfrac{4}{3}\right)^0 &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
1 \times 1 &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
1 &\neq \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
\end{align}$
Ingat bilangan jika dipangkatkan 0 nilai = 1

Misal: $a = 1; b = 1$
$ \begin{align}
\left(\dfrac{2}{1}\right)^1 \left(\dfrac{4}{3}\right)^1 &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
\left(\dfrac{2}{1}\right) \left(\dfrac{4}{3}\right) &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
\left(\dfrac{2 \times 4}{1 \times 3}\right) &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
\left(\dfrac{8}{3}\right) &= \left(\dfrac{8}{3}\right)\\
\end{align}$

Benar bahwa orde terhadap A dan B masing-masing 1.
Jadi orde reaksi terhadap zat A dan B sama-sama 1






Untuk meyakinkan lagi coba terapkan ini pada pembandingan percobaan lain misalnya pada percobaan 1 dan 3 di bawah ini.

Dari percobaan 1 dan 3
$\left(\dfrac{v_3}{v_1}\right)=\left(\dfrac{k_3}{k_1}\right) \left(\dfrac{A_3}{A_1}\right)^a \left(\dfrac{B_3}{B_1}\right)^b$
karena $k_3 = k_1$ (konstan) maka $\left(\dfrac{k_3}{k_1}\right) = 1$ sehingga
$\begin{align}
\left(\dfrac{v_3}{v_1}\right) &= \left(\dfrac{A_3}{A_1}\right)^a \left(\dfrac{B_3}{B_1}\right)^b\\
\left(\dfrac{25{.}10^{-5}}{3{.}10^{-5}}\right) &= \left(\dfrac{0{,}05}{0{,}01}\right)^a \left(\dfrac{0{,}05}{0{,}03}\right)^b\\
\left(\dfrac{25}{3}\right) &= \left(\dfrac{5}{1}\right)^a \left(\dfrac{5}{3}\right)^b\\
\end{align}$

Untuk memudahkan proses hitung persamaan terakhir diubah dan disebut sebagai persamaan 2:
$ \left(\dfrac{5}{1}\right)^a \left(\dfrac{5}{3}\right)^b =\left(\dfrac{25}{3}\right) \qquad (pers. (2))$

Trial and error-nya coba saja gantikan orde a dan b dengan variasi angka pada persamaan (2). Di sini dicoba memvariasikan nilai a dan b hanya 2 kali untuk persamaan 2. Bila belum ditemukan kecocokan sila coba lagi. Namanya juga coba-coba.

Misal: $a = 0; b = 0$
$ \begin{align}
\left(\dfrac{5}{1}\right)^0 \left(\dfrac{5}{3}\right)^0 &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
1 \times 1 &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
1 &\neq \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
\end{align}$
Ingat bilangan jika dipangkatkan 0 nilai = 1

Misal: $a = 1; b = 1$
$ \begin{align}
\left(\dfrac{5}{1}\right)^1 \left(\dfrac{5}{3}\right)^1 &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
\left(\dfrac{5}{1}\right) \left(\dfrac{5}{3}\right) &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
\left(\dfrac{5 \times 5}{1 \times 3}\right) &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
\left(\dfrac{25}{3}\right) &= \left(\dfrac{25}{3}\right)\\
\end{align}$

Benar bahwa orde terhadap A dan B masing-masing 1.
Jadi orde reaksi terhadap zat A dan B sama-sama 1

Dengan meyakinkan pula kita dapat menuliskan persamaan laju reaksinya sebagai berikut:
$v=k~[A]^1[B]^1=k~[A][B]$

Kalau sekadar coba-coba ada cara praktis, tidak lagi perlu menghitung seperti di atas. Gunakan dua data. Tetapkan orde yang hendak dicobakan langsung dengan memasangkan daya konsentrasi beserta nilai perbandingan $v$.

Dicontohkan menggunakan data 2 dan 1, misal dengan menggunakan orde 1 dan 1 untuk setiap zat.
(0,02/0,01)1 (0,04/0,03)1 = (8×10–5)/(3×10–5)
(0,02/0,01)(0,04/0,03) = 8/3
(2/1)(4/3) = 8/3
(2×4)/(1×3) = 8/3
8/3 = 8/3

Bila data dengan kasus lain, silahkan memvariasikan angka dengan lebih variatif pada teknik trial and error ini.

Bila kurang yakin silakan coba alat hitung (kalkulator) penentu orde reaksi, dapat dicoba dengan klik tautan ini.

Selamat mencoba.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info