1. Tuliskan persamaan-persamaan laju diferensial dari reaksi-reaksi berikut : a. 2A + B
P
→
→
b. A + 2B + 2C c. 3A + B
→
P
P
Jaaban:
a.
−1
d [ A ]
2
dt
−d [ A ]
b.
c.
−d [ B ] !
−1
d [ B]
2
dt
!
dt
−1
d [ A ]
3
dt
dt
! k "A#2"B#
!
−1
d [ C ]
2
dt
−d [ B ] !
dt
! k"A#3"B#
2. $aktu $aktu paru% dari da ri suatu reaksi kimia ber&rde be r&rde satu A persen A (an) masi% ada setela% 1 jam* Jaaban: ik: t1,2 ! 1' menit
t ! 1 ja m
! '' sek&n
! 3'' sek&n
it: "A# !* Pen(elesaian: ln 2 k !
t 1/ 2
"A#
! "A#& e-kt
!
0,693 600
! "A#& e-'/''11003'' ! "A#& e-/104 ! '/'10 "A#& "A#
! k"A#"B#2"C#2
! '/'10 5 1'' 6
! '/''1100
→
B adala% 1' menit.
Berapa
! 1/0 6 3. Tunjukkan ba%a dalam reaksi &rde satu den)an dn,dt ! -kn/ umur rata-rata/ (aitu umur rata-rata (an) di%arapkan dari m&lekul sama den)an 1,k *. Jaaban:
[ ]
d n dt
[ ]
d n dt
= − k [ n]1
= − k n
[ ] ∫ [ n] = − k ∫ dt ln [ n ] = − k . t + C d n
en)an k&ndisi batas pada t ! '/ maka "n# ! "n#' k&nsentrasi aal ln " n#' = − k ' + C
ln n
!C
atau ln n ! k
jadi/ n ! 1,k
. 7misi f&sf&resense dari aset&n '/'0 8 &rde satu dalam aset&nitril pada 2'&C diukur pada 9 ! 0' nm. itun) k&nstanta; a. <&nstanta laju untuk emisi tersebut dan b. =mur rata-rata %idup dari keadaan triplet aset&n dari data berikut > : t u s 2' ? ?ntensitas 0/0
32 /
' /'
' 2/@
4' 2/1
1'' 1/0
12' 1/'0
l&) ?
'/
'/'
'/
'/33
'/14
'/'20 '/12
Jaaban:
'/
1' '/0
1 '.4 '. log I
'. '.2 ' '
2'
'
'
4'
1''
12'
1'
1'
t (µs)
l&) ? dipl&t ter%adap aktu dan kemirin)an (an) diper&le% adala% -'/2 5 1' s-1 k
! kemirin)an 5 2/3'3 ! - -'/2 5 1' s-1 5 2/3'3 ! 1/ 5 1' s-1
ata-rata %idup dari keadaan triplet ! 1,k 1
!
4
−1
1,66 x 10 s
! ' s
0. Turunkan persamaan laju (an) suda% diinte)rasi untuk suatu reaksi den)an &rde 1,2. Turunkan aktu paru% untuk reaksi ini D. Jaaban:
[ ]
d A dt
= − k [ A]
1, 2
d [ A] dt
= − k " A#1 , 2
d [ A]
∫ [ A]
1, 2
= − k ∫ dt
{
1 kt !
1 −1 2
1 1
( [ A ] o −[ A ])
2
−1
1
−
1
[ A ] o
2
−1
}
kt ! -2 E"A#&- "A#1,2 F "A#&1,2G kt ! -2 "A#1,2 $aktu paru% &rde H 2 t1,2 !
1 −1❑− 1 2
( ) 1
2
t1,2 !
1
−1 1 −1 k [ Ao ]2 2
−2
❑−1
(− ) [ 1
2
k Ao ]
1
−2
−(√ 2−1 ) 1 1 −( k ) 2 √ [ Ao ]
t1,2 !
!
√2 ( √ 2−1 ) √ [ A ]o k
. ari data berikut untuk reaksi antara A dan B. itun) : &rde ter%adap "A# dan "B#/ k&nstanta laju/ %itun) laju reaksi jika "A# ! 18 dan "B# ! 18. "A#,m&l.I−1
2/3 5 1'−
/ 5 1'−
@/2 5 1'−
"B#,m&l.I−1
3/1 5 1'−0
/2 5 1'−0
/2 5 1'−0
Iaju m&l.I−1s−1
0/2 5 1'−
/2 5 1'−3
1/ 5 1'−2
Jaaban: ukum laju ! k "A#m"B#n
2 ! /2 5 1'−3 ! k / 5 1'−m /2 5 1'−0n 3 ! 1/ 5 1'−2 ! k @/2 5 1'−m /2 5 1'−0n maka : 2,3
⇒
'/20 ! '/0m
I&) '/20 ! m l&) '/0
⇒
−0,60 m ! −0,30 ! 2
en)an cara (an) sama/ maka n ju)a dapat ditentukan : 1 ! 0/2 5 1'− ! k 2/3 5 1'−m 3/1 5 1'−0n 2 ! /2 5 1'−3 ! k 2/3 5 1'−m 3/1 5 1'−0n maka : 1,2
⇒
'/12 ! 'n
I&) '/12 ! n
⇒ n
! '/@ ! 1
<&nstanta laju reaksi ! k "A#m "B#n ! k "A#2"B#1 /2 5 1'−3 ! k / 5 1'−2 /2 5 1'−01 −3
k !
4,2 x 10 −13 ! 3/2 5 1'4 I2,m&l2 s 131,2 x 10
. ata berikut adala% pembentukan urea dari am&nium sianat KCKL
→
K2 CLK2.
8ula-mula 22/@ )ram am&nium sianat dilarutkan kedalam air sampai &lume 1 I larutan. itun) : &rde reaksi/ k&nstanta laju/ massa am&nium sianat setela% 3'' menit. A ; 20/1. t,menit
'
2'
murea,)
'
0'
0
12/1
10'
13/4
1/
Jaaban: 20
15
mass a (g)
10
5
0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
t (s)
ili%at dari )rafik/ merupakan &rde dua dan diper&le% kemirin)ann(a adala% @/4 5 1'-3
8&l amm&nium sianamat !
!
massa Mr 22,9 gram 60 g / mol
! '/34 m&l mol
8&laritas amm&nium sianamat !
volume
!
0,38 mol 1 L
! '/34 m&l,I jadi/ k&nstanta lajun(a adala% 2,303 k
! kemirin)an 5
-3
! @/4 5 1' 5
molaritas 2,303 0,38 mol / L
! 0@ 5 1'-3 I,m&l ! 0@ mI,m&l 8aka/ massa amm&nium sianamat setela% 3'' menit adala%:
[ A ] [ A ]o
! e-kt
A 22,9 gram A
! e-0@ 5 1'-3 3''
! '/1 5 22/@ )ram ! 3 )ram
4. Pada temperatur mendekati 3''
2 ! A e-7a,T ln 2v ln
− Ea
A
RT
!
7a ! 2 4/31 J,m&l < 3'' < 7a ! 0' 5 1'3 J,m&l 7a ! 0' kJ,m&l
@.
iketa%ui data dari laju %idr&lisa sukr&sa 1 6 adala% : t menit
: @/42 0@/' @3/14 12/@ 2@/4 04@/1
sisa sukr&sa 6
: @/0' 4'/3' 1/''
0@/1
32/4
11/1'
Tentukan : a. Lrde reaksi b. Tetapan nilai < Jaaban:
1'. eaksi 2?
2 + ?2
→
berlan)sun) pada su%u 0'4 &C . Pada saat tekanan aal
'/1 atm aktu paru%n(a adala% 130 menit dan pada saat tekanan 1 atm/ aktu paru%n(a menjadi 13/0 menit. Tunjukkan ba%a reaksi di atas adala% ber&rde dua. Tentukan tetapan nilai < dalam I1m&ls−1. Tentukan pula nilai < dalam atm−1s−1. Jaaban: d " A# dt
d " A# 2
" A#
2
= − k
" A#
= − k dt
dx
∫
x
2
= − x −1
>ecara matematika : 1 " A#
, se%in))a persamaan 1' menjadi :
= + kt + C ⇒
en)an %ar)a batas : t ! ' 1 " A#
1
= k t +
" A#'
"A# ! "A#'
⇒
1 " A#'
−
C ! 1,"A#'/ maka :
1 " A#
= − k t
$aktu Paru% tH
=
1 k " A# '
t1,2 ! 130 menit ! 4/1 5 1'3 s dan t1,2 ! 13/0 menit ! 4/1 5 1'2 s k
! "A#2 . "B#1
0/251'-
! k 1/3051'-2 13/051'-1
0/251'-
! k 1/422051'-4 13/051'-
0/251'-
! k 2/'51'-13
<
! /@151'-@ m&l,I s
Kilai < dalam atm-1s-1 1 atm / s < ! /@1 5 1'-@ m&l,I s 5
− 6 mol
6,43 x 10
L
s
! 1/23 5 1'-3 atm,s
12. Iaju k&nsumsi radikal C3 dalam reaksi 2C3) M C3C3) adala% d"C3#,dt ! 1/2 8s−1 pada k&ndisi tertentu dalam bejana 0/' liter. Berapaka% : a laju reaksi dan b laju pembentukan C3C3. Jawab:
(a). 0,6 Ms
− 1
− 1
(b). 0,6 Ms
Jaaban: a Iaju reaksi 2C3) M C3C3)
!
1 2
d ( CH 3 ) dt
d ( CH 3 )
1 2
!
dt
1 2 5 1/2 m,s
! '/ m,s b Iaju pembentukan C3C3 C3C3) M 2C3) 1
!
1
d ( CH 3 CH 3 ) dt
1 2
d ( CH 3 CH 3 ) dt
!
5
1 2
d ( CH 3 ) dt
1 2 5 1/2 m,s
! '/ m,s 1. Buktikanla% ba%a untuk reaksi (an) berlan)sun) secara berurutan/ maka k&nstanta kesetimban)an keseluru%an/ merupakan %asil kali dari perbandin)an k&nstanta lajun(a. Jaaban: n−1
t1,2
!
!
2 −1 ( n−1 ) k ([ Ao ]n −1 )
√ 2
k
( √ 2 −1 ) [ Ao ]1 /2
10. idr&lisa dari C2CClC3 dalam 4'6 etan&l men)ikuti persamaan laju &rde satu. Kilai laju reaksi spesifik (an) ditentukan &le% C Br&n dan 8 B&rk&ski adala% seba)ai berikut:
T,&C
'
<,s-1
20
1/.1'-03/
[email protected]'-
30 @/4.1'-
0 2/@2.1'-3
a )ambarkan )rafik l&) < ter%adat 1,T b %itun) ener)i pen)aktifan 7a c %itun) fakt&r praeksp&nensial Jawab:
a). – b). Ea = 80,965 kJmol 1 !). A = ",9 . 1016 s1
Jaaban: a Nrafik l&) < ter%adap 1,T 0 0 -1
0
0
0
0
-2
log K
-3 -4 -5 -6
1/T (K-1)
b 7ner)i pen)aktifan 7a Ea
! -
R
− Ea -@/
!
8,314
J K mol
! -4/31 J,m&l < -@/ 5 1'3 < ! 4'/@4 kJ,m&l c Oakt&r praeksp&nensial 7a
A
! A& e-& a,kt ! A& e -4/@ e 0,0'@1@51'- 2@4 ! A& e -'/'40 ! '/@2 ,s
0
0
0
1@. itun)la% A dan 7a dari data berikut ini : T,< k,8-1s-1
3'' /@.1'
30' 3.1'
'' /@.1'
0' 1/.1'4
0'' 3/2.1'4
Pen(elesaian : ik : T1
! ''
k 1 ! ln /@ 5 1'
T2
! 0''
k 2 ! ln 3/2 5 1' 4
it : a. A ! . . . * b. 7a ! . . . * Jaab : a Kilai 7a
ln
k 1 E a 1 k 2 ! - R T 1 7
7,9 x 10 M / s
ln
8
3,2 x 10 M / s
-1/ 34
!-
1
T 2 Ea 8,314 J / mol.K
400
− Ea −4 ! 8,314 J / mol.k 0 5 10 11,52 x 10
7a
1
!
4
5
! 2/3 5 1' J, m&l. < ! 23 kJ,m&l. < b Kilai A
Ea ln k ! ln A - RT
1
-
500
! ln A F
Ea 8,314 J / mol. K x 500 K
11310'41
! ln A -
23 4157
11310'41 ln A ln A A
! ln A F 0/0324314 5 1' -3 ! 11310'41 + '/''00324314 ! 11310'41 ! 4/'
ln 3/2 5 1'
4
SOAL TAMBAHAN
1. >uatu reaksi 0' 6 sempurna dalam 1' menit. eaksi tersebut dibiarkan berlan)sun) 0 menit la)i. Berapa ban(ak reaksi tersebut akan sempurna pada ak%ir 10 menit jika reaksi men)ikuti kinetika &rde n&l* Jaaban: 8isalkan "A# & adala% 1 5 1' 3 m&l,dm3/ maka separu% dari "A# & dipakai dalam 1' menit. Jadi k adala%:
( 1−1 / 2 ) x 103 mol / dm3 k !
10 menit
! 0' m&l,dm3menit >e%in))a untuk 0 menit selanjutn(a adala% sesuda% 10 menit A ! 1 5 1'3 - 0' 5 10 m&l,dm3menit ! 20' m&l,dm3
2. >uatu reaksi 206 sempurna dalam 20 menit. Jika reaksi tersebut men)ikuti kinetika &rde 1/ berapaka% k&nsentrasi pada ak%ir 0' menit setela% itu* k&nsentrasi mulamula adala% 2 5 1' m&l,dm3. Jaaban:
iketa%ui: "C#& ! 2 5 1' m&l,dm3 t ! 20 menit itan(akan: <&nsentrasi pada 0' menit ! ..* Pen(elesaian: 206 dipakai setela% 20 menit/ maka k&nsentrasi setela% 20 menit menjadi:
"C# 20 menit
3
3
! 2 5 1' m&l,dm - 2 5 1' m&l,dm
25 100
! 1/0 m&l,dm3 4
k !
3
( 2 x 10 mol / dm ) 2,303 log 4 3 25 menit 1,5 x 10 mol / dm
! 1/102 5 1'-2 menit-1 "C#
! "C#& e-kt ! 2 5 1' e-1/102 5 1'-20 ! '/4 m&l,dm3
3. alam reaksi antara butilasetat den)an KaL berlebi%an dalam larutan air/ ba)ian ba)ian 1'' mI diambil berkali-kali dan direaksikan,dititrasi den)an asam kl&rida '/1 K. ata (an) diper&le% adala% seba)ai berikut: aktu,detik ' 2@ 2 1@0 titrasi,mI 2/14 22/1' 14/2' 12/4 / Buktikan ba%a reaksi tin)kat dua dan tentukan %ar)a kD Jaaban: butilasetat + KaL
C3CLLKa + C@L
1 k
!
t ( b −a )
ln
b ( a − x ) a ( b − x )
alam %al ini (an) dititrasi adala% kelebi%an KaL t !
Cl ! / mI
t !'
Cl ! 2/14 mI
Jadi Cl (an) bereaksi ! 2/14 - / mI ! 1@/ mI KaL (an) bereaksi ! 1@/ mI 5 '/1 K 1
k 1
!
294 ( 6,44 )
ln
19,74 (26,18 −(26,18 −22,16 )) 26,18 (19,74 −(26,18 −22,16 ))
! 3/2 5 1'-0 m&l,1t-1s-1 1
k 2
!
624 ( 6,44 )
ln
19,74 ( 18,20 ) 26,18 ( 11,76 )
! 3/4 5 1'-0 m&l,1t-1s-1 ! 3/ 5 1'-0 m&l,1t-1s-1
k 3
Jadi reaksi tersebut adala% reaksi &rde dua den)an %ar)a tetapan laju reaksi −1 −1
k t&tal
!
3,2 + 3,8 + 3,7 ( mol / 1 t ) ❑ s 3
! 3/3 5 1'-0 m&l,1t-1s-1 . Tiap kenaikkan su%u 2''C laju reaksi menjadi 25 lebi% cepat dari semula/ jika pada su%u 2''C reaksi berlan)sun) selama 32 menit/ tentukan aktu reaksi pada su%u 4''C. Jaaban:
− ∆#
# # '
1 t = ∆v
4 '− 2 ' 2'
1 xt ' t =
x32
2
3
1 x32 t = 2
1
x
4
t
32
! !
maka aktu reaksi pada su%u 4' 'C adala% menit.
0. Jika pada su%u tertentu aktu paru% reaksi &rde pertama 2A M 2B + C adala% @ jam/ maka jumla% A (an) terurai dalam aktu 2 jam adala% Jaaban: at aal 1''6. at (an) terurai ! Qat aal- Qat sisa t 1
2
=
@ =
'.-@3 k
'.-@3 k
k ! '.' l&)
l&)
$t $o
$t $o
=
=
− k .t 2.3'3
− '.'AA x 2A 2.3'3
l&)
$t $o
$t $o
$t
1''
= −'.@'3
= '.120
= '.120
Kt ! 12/06
Qat sisa
8aka Qat (an) terurai ! Qat aal-Qat sisa ! 1''6-12/06 ! 4/06
