PENENTUAN PERSAMAAN LAJU DAN ORDE REAKSI

• Ada beberapa cara untuk menentukan persamaan laju dan orde reaksi yaitu

METODE INTEGRAL

METODE GRAFIK

METODE LAJU AWAL

METODE WAKTU FRAKSI

• Dengan metode ini harga k dihitung dengan persamaan laju bentuk integral dari data konsentrasi dan waktu. Untuk reaksi,

Metode Integral

Orde satu k = ln

Orde dua k =

• Harga a adalah konstan tetapi harga (a – x ) bergantung pada waktu. Jika harga k yang diperoleh dari berbagai-bagai waktu adalah konstan misalnya dari persamaan reaksi orde satu, orde reaksi adalah satu.

ContohReaksi penguraian N2O5 dalam larutan CCl4 pada suhu 30oC, N2O5 → NO2 + ½ O2 diperoleh data sebagai berikut :No Waktu (s) Volume O2 (Vt, mL)

1 0 0

2 2400 15,6

3 4800 27,65

4 7200 37,70

5 9600 45,85

6 ~ 84,85

Tentukan Orde reaksinya ???

jawabanRumus untuk orde satu

Pada t = 2400,

k = ln

Pada t = 4800,

Pada t = 7200,

Pada t = 9600,

Oleh karena harga k konstan, maka reaksi di atas adalah reaksi orde kesatu.

Metode Grafik• Orde suatu reaksi dapat ditentukan dengan cara

membuat grafik dari data eksperimen. Misalnya untuk reaksi orde kesatu telah diturunkan.

log [A] = t + log [A]o ATAU

log (a – x) = t + log a• Dari aljabar diketahui bahwa fungsi garis lurus

adalah y = ax + b. Jika diterapkan pada persamaan untuk reaksi orde kesatu.

log [A] = t + log [A]o

y ax + b• Dengan demikian jika log [A] dialurkan terhadap t

dan diperoleh garis lurus maka orde reaksi adalah satu.

Aluran Konsentrasi

Reaksi Persamaan untuk Garis Lurus

Aluran Linier

Orde nolOrde satu

Orde dua

[A] = -k t + [A]O

log [A] = t + log [A]o

= k t +

[A] → tlog [A] → t

→ t

[A]o

[A] arah lereng = -k

Waktu (orde nol)

log [A]o

[A] arah lereng =

Waktu (orde kesatu)

arah lereng = k o

Waktu (orde kedua)

ContohReaksi penguraian glukosa (G) menghasilkan data :

Glukosa (mol mL-1) : 56 55,3 53,052,5

t (menit) : 0 45 200240

Buktikan bahwa reaksi adalah orde satu dengan cara metode grafik ???

jawabanData di atas dapat diubah menjadiIn [G] = 4,025 4,013 3,970 3,961t = 0 45 200 240

Dapat dilihat pada grafik In [G] dengan t bahwa keempat titik hampir berada dalam garis lurus, sehinggga merupakan bukti bahwa reaksi berorde satu.

In a

Waktu (menit)

Metode laju awal

Dalam metode ini dilakukan sederetan eksperimen dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Kemudian dengan membandingkan laju awal, maka akan ditarik kesimpulan tentang orde reaksi.

ContohMisalkan untuk reaksi2N2O5 (g) 4 NO2 (g)+ O2 (g)Diperoleh data reaksi sebagai berikut :

No Konsentrasi awal Laju awal

1 1,0 X 10-2 4,8 X 10-6

2 2,0 X 10-2 9,6 X 10-6

Tentukan Orde reaksinya ???

jawaban

Laju = k[N2O5]x

jika konsentrasi menjadi 2 kali laju’ = k 2[N2O5]x

laju’ = k 2x [N2O5]x Laju menjadi 2x kali yaitu dua kaliJadi, 2x = x = 1Sehingga untuk reaksi tersebut orde

reaksinya adalah satu

Cara waktu fraksi

Metoda ini hanya digunakan untuk reaksi-reaksi yang berkaitan dengan zat-zat yang mempunyai konsentrasi sama dan biasanya digunakan waktu

paro

Wakto paro

Reaksi orde kesatu t1/2 = 0,639/k

Reaksi orde kedua t1/2 = 1/k a

Reaksi orde ketiga t1/2 = 3/2k a2

Pada umumnya waktu paroh untuk reaksi orde ke n, berbanding terbalik dengan konsentrasi awal dengan pangkat n-1

t1/2 = 10][

1nA

Contoh

A → X. Konsentrasi A mula-mula 0,8 M dan setelah 25,6 menit tinggal 0,4 M. Jika konsentrasi A mula-mula 0,4 M, diperlukan waktu 6,4 menit supaya tinggal separonya.Tentukan orde reaksi !

jawaban

(25,6) (0,8)n = (6,4) (0,4)n

(0,8/0,4)n = (25,6/6,4)2n = 4n = 2Jadi, orde reaksi adalah 2

Soal latihan1. Asetaldehida terurai jika dipanaskan sesuai dengan reaksi

CH3CHO CH4 + CO

Data yang diperoleh sebagai berikut[CH3CHO] (mol L-1) Laju (mot L-1 s-1)

1. 1,8 x 10-3 1,01 x 10-4

2. 4,05 x 10- 3 3,39 x 10-4

3. 6,15 x 10 -3 6,35 x 10- 4

Hitung persamaan laju dan tetapan Laju2. Pada suhu 1370 K gas NO terurai menjadi N2 dan O2 menurut reaksi orde 2

2 NO (g) N2(g) + O2(g)

Dalam selang waktu 2000 detik gas NO berkurang dari 2,8 x 10-3 mol L-1 menjadi 2,0 x10-3 mol L-1. Hitung tetapan laju reaksi.

3. Karbon -14 adalah radioaktif,dengan waktu paro 5600 tahun. Hitung umur sepotong kayu yang memberikan 7,5 cacah per menit pergram, jika dibandingkan dengan kayu yangbaru ditebang yang memberikan 15 cacah per menit?

4. Waktu paro peluruhan radioaktif thourium -234 adalah 24 haria. Hitung tetapan laju peluruhanb. Hitung waktu yang diperlukan agar 80% thorium meluruh

1. Perhatikan eksperimen 1 dan 2

Jika eksponen [CH3CHO] = x

(2,25)x = 3,36 ; x =

Jadi orde reaksinya adalah 1,5 terhadap CH3CHO

Laju = k [CH3CHO]1,5

k =

KUNCI JAWABAN

2. Untuk reaksi orde 2 berlakukt =

k x 2000 s =

k =

3. 2,303 log

2,303 log

N0 = jumlah cacah kayu yang baru

N = jumlah cacah setelah waktu tWaktu paro = t1/2 =

k =

2,303 log

2,303 log 2 = 1,24 x 10-4 tt = 5591 tahun

4. a. Peluruhan radioaktif mengikuti hukm reaksi orde satut1/2 =

k =

k = 3,34 x 10-7 s-1

 b. Setelah 80% thorium meluruh, jumlah awal thorium sebanyak a, menjadi 0,20a

kt =2,303 log

3,342 x 10-7 x t = 2,303 log

3,342 x 10-7 x t = 2,303 log 5t = 56 hari