Data pada tabel di bawah ini diperoleh dari dekomposisi: A → → 2B + C. Waktu (menit) [A]M log [A] 1/[A] 0 1,00 0,00 1,00 5 0,63 -0,20 1,6 10 0,46 -0,34 2,2 15 0,36 -0,44 2,8 25 0,25 -0,60 4,0 Tentukanlah: a. Orde reaksinya b. Tetapan laju reaksinya 

Reaksi kimia terjadi akibat adanya tumbukan efektif antarpartikel pereaksi. Tumbukan efektif menunjukkan partikel-partikel pereaksi memiliki energi yang cukup dan orientasi yang tepat untuk membentuk suatu produk. Semakin banyak tumbukan efektif maka reaksi semakin cepat. Kecepatan reaksi dalam kimia disebut sebagai laju reaksi.

Pada soal kita diminta untuk menentukan orde reaksi dan tetapan laju reaksi (K). Oleh sebab itu, ini adalah soal tentang menentukan orde reaksi.

Penjelasan Konsep

Laju reaksi (v) merupakan perubahan konsentrasi (∆M) pereaksi tiap satuan waktu (∆t). Secara matematis bisa ditulis sebagai:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/persamaan laju reaksi.png" />
Besarnya nilai laju reaksi dari suatu persamaan reaksi bisa dicari menggunakan hukum atau persamaan laju reaksi. Persamaan laju reaksi adalah hasil kali konstanta laju reaksi (K) dengan konsentrasi awal zat-zat pereaksi yang dipangkatkan dengan orde atau tingkat reaksinya masing-masing. Misal ada persamaan reaksi:
\(xA + yB → zC\)

maka bisa dibuatkan persamaan laju reaksinya yaitu:
\(v = k .[A]^m  .  [B]^n\)

dimana:
v = laju reaksi (M/s)
k = konstanta laju reaksi (satuannya bergantung pada orde reaksi)
m,n = orde reaksi terhadap A dan B
[A], [B] = konsentrasi A dan B

Diketahui:
Persamaan reaksi \(A → 2B + C\)

Orde reaksi bia ditentukan menggunakan tiga cara, yaitu metode substitusi, metode grafik, dan metode waktu paruh. Nah, kali ini kita bakal nentuin orde reaksi menggunakan metode grafik ya.

Umumnya orde reaksi ada tiga jenis, yaitu orde 0, orde 1, dan orde 2, dimana:
<ul><li>Orde 0 bisa diperoleh dengan memplot [konsentrasi pereaksi] terhadap waktu linier.</li><li>Orde 1 bisa didapatkan dengan cara nilai Ln [konsentrasi pereaksi] terhadap waktu linier.</li><li>Orde 2 bisa dihasilkan dengan memplot nilai 1/[konsentrasi pereaksi] terhadap waktu linier.</li></ul>
Cara grafik bisa dilakukan sesuai tahap-tahap berikut:

Pada software Ms. Excel:

1) Buatkan data pada tabel yang berisi: waktu, [A] M, Ln [A], dan 1/[A] seperti gambar berikut:

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/data laju reaksi.png" />

Jadi, data yang diberikan di soal diketik ulang ya, nilai log [A] nya diubah jadi Ln [A] untuk menentukan orde 1.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/tabel data.png" />

2) Selanjutnya untuk orde 0: plot data [A] pada sumbu y dan waktu (menit) pada sumbu x dengan cara memblok sel yang berisi data waktu dan [A] kemudian klik insert → chart → tipe scatter → scatter with straight lines and markers.

3) Selanjutnya pada chart pilih design → pilih quick layout di sebelah kiri atas → pilih layout 9 sehingga didapatkan grafik dengan persamaan regresi (y = a + bx) dan nilai koefisien korelasinya \(R^2\).

4) Ulangi langkah di atas untuk orde 1 yaitu dengan memplot nilai Ln [A] pada sumbu y dan waktu pada sumbu x, sedangkan untuk orde 2 yaitu dengan memplot nilai 1/[A] pada sumbu y dan waktu pada sumbu x, hingga dihasilkan tiga grafik berikut:

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/orde 0.png" />
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/orde 1.png" />
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21IVJ4HAM6T/orde 2.png" />

5) Bandingkan nilai \(R^2\) yang dihasilkan. \(R^2\) yang paling mendekati 1 itulah orde reaksinya.

Nah, ternyata nilai \(R^2\) yang paling mendekati 1 adalah orde 2, sehingga bisa kita katakan kalau laju penguraian A menjadi 2B dan C adalah reaksi orde 2.

Untuk menentukan besarnya tetapan laju reaksi, kita bisa menggunakan informasi persamaan regresi pada grafik orde 2:

Pada persamaan regresi: y = a + bx

\(y = 1/[A]_t\)
\(a = 1/[A]_0\)
b = tetapan laju (k)
x = waktu

Pada orde 2 dihasilkan persamaan regresi:
y = 0,12x + 0,9874

Tetapan laju atau konstanta laju (k) ditunjukkan oleh nilai b yaitu 0,12. Oleh karena laju reaksi berlangsung dalam waktu dengan satuan menit, maka tetapan laju reaksinya adalah 0,12/menit.


Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa:

a) orde reaksi = orde 2

b) tetapan laju reaksi (K) = 0,12/menit