Reaksi gas A : B > C + D berlangsung

Berikut ini adalah pertanyaan dari Alyhf pada mata pelajaran Kimia untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Reaksi gas A : B > C + D berlangsung dalam 4 tahap :

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Berdasarkan mekanisme tersebut, maka persamaan laju reaksinya adalah
$\boxed{\begin{array}{ll}\bf r = k \times P_A \times P_{B}^{2} \end {array}}$

dengan,

k = k4 x K1 x K2 x K3

K1 = tetapan kesetimbangan reaksi tahap 1

K2 = tetapan kesetimbangan reaksi tahap 2

K3 = tetapan kesetimbangan reaksi tahap 3

k4 = konstanta laju reaksi tahap 4

PA = tekanan parsial gas A

PB = tekanan parsial gas B

Pendahuluan

Kinetika kimia

Pada umumnya suatu reaksi tidak selalu berjalan satu tahap dan selesai, tetapi banyak yang sebenarnya melalui beberapa tahapan. Keterangan terkait mekanisme laju reaksi ini bisa di dapat melalui data eksperimen, ada metode lain memakai isotop atom yang bereaksi tetapi tidak untuk di bahas di tingkat SMA. Laju reaksi ditentukan oleh tahapan reaksi yang paling lambat.

Diketahui

Tahap 1 : A+C ⇄ X + B (cepat, setimbang)
K1 = konstanta kesetimbangan reaksi tahap 1

Tahap 2 : X + B ⇄ D (cepat, setimbang)

K2 = konstanta kesetimbangan reaksi tahap 2

Tahap 3 : D + B ⇄ 2C (cepat, setimbang)

K3 = konstanta kesetimbangan reaksi tahap 3

Tahap 4 : C + B →D (lambat)

k4 = konstanta laju reaksi tahap 4

Penyelesaian

Laju reaksi (lihat yang lambat)
Tahap ke 4

r = k4 x PC x PB ...(0)

digunakan P = tekanan parsial gas,
karena fase gas.

Perlu diperhatikan :
Reaktan adalah A dan B sedangkan, pada persamaan laju reaksi digunakan Pc. Maka diperlukan data dari Tahap 1-3 untuk mengubah variabel PC ke f(PB dan PA).

Tahap lain

Tahap 1 (Kesetimbangan)
$\begin{array}{ll} \\ \sf K_1 =\dfrac{P_X \times P_B}{P_C \times P_A} \\\\\sf P_C = \dfrac{P_X \times P_B}{K_1 \times P_A}~.~.~.~.~.~(1)\end{array}$
Tahap 2 (Kesetimbangan)
$\begin{array}{ll} \\ \sf K_2 =\dfrac{P_D}{P_X \times P_B} \\\\\sf P_X = \dfrac{P_D}{K_2\times P_B}~.~.~.~.~.~(2)\end{array}$
Tahap 3 (Kesetimbangan)
$\begin{array}{ll} \\ \sf K_3 =\dfrac{P_{C}^{2} }{P_D \times P_B} \\\\\sf P_D = \dfrac{P_{C}^{2}}{K_3 \times P_B}~.~.~.~.~.~(3)\end{array}$
Pers (3) disubstitusikan ke pers. (2):
$\sf P_X = \dfrac{P_C^{2} }{K_2 \times K_3 \times P_{B}^{2}}$
Pers. di atas disubstitusikan ke pers. (1) :
$\begin{array}{ll} \sf P_C = \dfrac{P_B}{K_1 \times P_A} \times \dfrac{P_C^{2} }{K_2 \times K_3 \times P_{B}^{2}} \end{array}$
PB dicoret 1, PC dicoret 1
diperoleh
$\begin{array}{ll} \sf \dfrac{1}{P_C} = \dfrac{1}{K_1 \times K_2\times K_3} \times \dfrac{1 }{P_A \times P_{B}}\end{array}$
-----------------------------------------
$\begin{array}{ll} \sf {P_C} =K_3 \times K_1 \times K_2 \times P_A \times P_{B}\end{array}$
----------------------------------------
dimisalkan K1 x K2 x K3 = kR , maka:
$\begin{array}{ll} \sf {P_C} =k_R \times P_A \times P_{B}\end{array}$
Persamaan Pc di atas disubstitusikan ke pers (0), maka diperoleh persamaan laju reaksi sebagai berikut:
$\begin{array}{ll} \bf r =k4 \times k_R \times P_A \times P_{B} \times P_{B}\end{array}$
-------------------------------
$\boxed{\begin{array}{ll} \bf r =k \times P_A \times P_{B}^{2}\end{array}}$