Soal dan Pembahasan OSN Kimia 2014 Mataram nomer 5
1.. Gas
NO adalah gas pencemar yang banyak dihasilkan oleh kendaraan bermotor . Reaksi
reduksi gas NO oleh H2 berikut ini berlangsung pada suhu 826oC. 2NO + 2H2 -->
N2 + 2H2O . kinetika laju reaksinya didasarkan pada
metode laju awal dengan mengukur tekanan parsial masing masing gas. Laju awal
reaksi dinyatakan sebgai laju hilangnya/berkurangnya tekanan parsial dari
reaktan. Berikut ini adalah data yang diperoleh berdasarkan kondisi percobaan
yang dilakukan.
Tekanan parsial H2 awal = 400 mmHg
|
Tekanan
Parsial NO = 400 mmHg
|
|||
Tekanan
awal H2
|
Laju (mmHg/s)
|
Tekanan Awal NO
|
Laju
(mmHg)
|
|
359
|
0,750
|
289
|
0,800
|
|
300
|
0,515
|
205
|
0,550
|
|
152
|
0,125
|
147
|
0,395
|
a. Tentukanlah
orde reaksi masing”
b. Tuliskan
persamaan laju dan orde reaksi total
c. Hitung
tetapan laju reaksinya
d. Bila
awalnya tekanan parsialnya p.H2 = 500 mmHgdan p.NO = 350 mmHg
sesudah reaksi berlangsung beberapa saat tekanan parsial H2 turun
menjadi 350 mmHg. Hitung tekanan parsial gas NO pada saat tersebut.
Untuk rekasi reduksi diusulkan 2 mekanisme reaksi, yaitu :
Usulan mekanisme 1 :
i.
2NO <--> N2O2
(cepat, kesetimbangan)-->
ii.
N2O2 + H2
--> H2O + N2O (lambat)
iii.
N2O + H2 --> N2
+ H2O
Usulan mekanisme 2 :
i.
2NO + H2 --> N2 + H2O2
(cepat)
ii.
H2O2 + H2
--> H2O (lambat)
e. Berdasarkan
persamaan laju yang diperoleh dari percobaan tersebut.
i.
Tentukan usulan mekanisme yang dapat diteria dan
jelaskan mengapa demikian.
ii.
Tentukan tahap yang merupakan tahap penentu laju
pada mekanisme reaksi yang diterima
iii.
Tuliskan zat antara pada mekanisme reaksi yang
diterima
Jawab :
a. Orde
reaksi NO : (ambil data 1 dan 2) (ambil data 2 dan 3 hasilnya sama)
v1/v2 = kp . (p1)x / kp . (p2)x
v1/v2 = (p1/p2)x
0,8/0,55 = (289/205)x
1,4= (1,4)x
x = 1
Orde Reaksi H2 :
v1/v2 = kp . (p1)x / kp . (p2)x
v1/v2 = (p1/p2)x
0,515/0,125 = (300/152)x
4,12 = (1,9)x
x = 2
v1/v2 = kp . (p1)x / kp . (p2)x
v1/v2 = (p1/p2)x
0,8/0,55 = (289/205)x
1,4= (1,4)x
x = 1
Orde Reaksi H2 :
v1/v2 = kp . (p1)x / kp . (p2)x
v1/v2 = (p1/p2)x
0,515/0,125 = (300/152)x
4,12 = (1,9)x
x = 2
b. Persamaan
laju : v = kp . (pH2)2 (pNO)
c. ????
d. ????
–
Untuk Mekanisme 1 :v = k [N2O2][H2] … (persamaan 1) laju lambat penentu
laju kanan = laju kiri
k1 [N2O2] = k-1 [NO][NO] .... pada reaksi setimbang cepat
maka..
[N2O2] = k1/k-1 [NO][NO] … (persamaan 2)
jadi persamaan lajunya masukan persamaan 2 ke persamaan 1 :
v = k2-k1/k-1 [NO][NO][H2]
– untuk mekanisme 2
v = k [H2O2] [H2] …(persamaan 1) laju lambat penentu
laju kanan = laju kiri
k1 [NO][H2] = k-1 [N2][H2O2]
maka..
[H2O2] = k1/k-1 [NO][H2] / [N2] … (persamaan 2) laju cepat
jadi persamaan lajunya :
v = k2-k1/k-1 [NO][H2][H2] / [N2]
Komentar