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
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

Postingan populer dari blog ini

Gravimetri dan Contoh Soal

PENENTUAN KADAR LEMAK METODE BABCOCK

Laporan Praktikum Kesetimbangan Kimia