2. Perhatikan persamaan kimia X + Y Z Berikut ini data yang diperoleh pada 360 K. [X] [Y] Laju Awal Hilangnya X (M/s) 0,147 0,127 4,064 1.016 0,508 0,10 0,50 0,20 0,30 0,40 0,60 0,20 0,60 0,40 0,30 A. Tentukan orde reaksi. B. Tentukan laju awal hilangnya X jika konsentrasi X adalah 0,30 M dan konsentrasi Y adalah 0,40 M. 

Pada soal diketahui persamaan reaksi beserta data hasil percobaan laju reaksinya. Dari data ini kita diminta untuk menentukan orde reaksi dan laju hilangnya X saat konsentrasi X dan Y masing-masing 0,3 M dan 0,4 M. Oleh karenanya, kita gunakan konsep menentukan orde reaksi untuk menjawab soal ini.

Penjelasan Konsep

Pernahkah kamu melarutkan gula pasir dalam air dingin dan air panas? Manakah yang lebih cepat? Umumnya dalam air panas, gula pasir akan lebih cepat larut dibandingkan dalam air dingin. Nah, dari sini kita jadi tahu cara yang lebih efektif untuk melarutkan gula. Hal yang sama juga terjadi pada reaksi kimia lho. Reaksi kimia ada yang berlangsung cepat dan ada yang lambat. Biasanya kecepatan reaksi kimia itu dikenal dengan istilah laju reaksi. Jadi, apa itu laju reaksi?


Laju reaksi bisa diartikan sebagai perubahan konsentrasi suatu zat tiap satuan waktu. Tentunya kita sudah tahu ya bahwa dalam reaksi kimia ada yang disebut sebagai pereaksi (zat-zat yang bereaksi) di sebelah kiri panah dan ada produk (zat-zat hasil reaksi) di sebelah kanan panah. Nah, jadi kalau laju reaksi ditinjau dari pereaksi, dapat dikatakan sebagai berkurangnya konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu karena semakin lama zat-zat pereaksi terus bereaksi sehingga jumlahnya akan berkurang. Begitu juga sebaliknya, kalau kita mengartikan laju reaksi dari produk maka bisa dikatakan sebagai bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu. Hal ini tentunya karena semakin lama zat-zat yang bereaksi akan berubah menjadi produk. Supaya lebih praktis, laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

\(v=\frac{∆M}{∆t}\)

dengan:
v = laju reaksi (M/s)
∆M = perubahan konsentrasi (M)
∆t = perubahan waktu (s)


Secara eksperimen, pada suhu tetap, persamaan laju reaksi sebanding dengan perkalian konsentrasi reaktan pangkat orde reaksi masing-masing. Orde reaksi merupakan angka yang menunjukkan seberapa besar pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi. Besarnya orde reaksi tidak bisa diturunkan dari persamaan reaksi stoikiometrisnya melainkan ditentukan melalui data hasil percobaan. Jadi, orde reaksi tidak sama dengan koefisien reaksi kecuali untuk reaksi elementer yang berlangsung lambat.

Jika diketahui persamaan reaksi:

pA + qB → rC

maka persamaan laju reaksinya dapat dinyatakan dengan:

\(v=k.[A]^m.[B]^n\)

m,n = orde reaksi terhadap A dan B

Pada soal diberikan persamaan reaksi:

X + Y → Z

mengikuti contoh di atas, maka kita bisa menuliskan persamaan laju reaksinya menjadi:
\(v=k.[X]^m.[Y]^n\)

a) Orde reaksi terhadap X dan Y adalah m dan n. Untuk menentukan nilai m, maka kita perlu menggunakan data konsentrasi Y yang tetap (data 3 dan 4), lalu kita buat perbandingan persamaan laju reaksi data 3 dan 4: 

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJSAY8Q7/orde X.png" />

Untuk menentukan nilai n, maka kita perlu menggunakan data konsentrasi X yang tetap (data 2 dan 4), lalu kita buat perbandingan persamaan laju reaksi data 2 dan 4:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJSAY8Q7/orde Y.png" />

b) untuk menentukan laju awal hilangnya X saat konsentrasi X dan Y masing-masing 0,30 M dan 0,40 M, kita perlu menentukan nilai tetapan laju reaksinya (k) terlebih dahulu. 
Dari orde reaksi maka kita akan mendapatkan persamaan hukum laju reaksinya menjadi:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJSAY8Q7/pers hukum laju X dan Y.png" />

Setelah kita mendapatkan persamaan hukum laju reaksinya, selanjutnya kita hitung nilai k dengan menggunakan salah satu data percobaan. Misalnya disini kita gunakan data ke-1:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJSAY8Q7/harga K.png" />

Nah, sekarang kita bisa menghitung laju menghilangnya X saat konsentrasi X dan Y masing-masing 0,30 M dan 0,4 M:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJSAY8Q7/v saat X dan Y .png" />

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjabaran di atas dapat disimpulkan:

a) Orde reaksi terhadap X adalah 2 dan terhadap Y adalah 3. Jadi, orde reaksi total reaksi ini adalah 2+3 = 5.

b) laju awal hilangnya X saat konsentrasi X dan Y masing-masing 0,3 M dan 0,4 M adalah 0,677 M/s.