10 Soal dan Pembahasan Laju Reaksi Kimia Kelas 11

Soal No. 1

Apa yang dimaksud dengan laju reaksi dan apa satuan dari laju reaksi?

Pembahasan:

Laju reaksi adalah berkurangnya jumlah pereaksi untuk tiap satuan waktu atauu bertambahnya jumlah hasil reaksi untuk tiap satuan waktu. Satuan laju reaksi umumnya dinyatakan dalam satuan mol/liter detik. 

Soal No. 2

Apabila Anda diminta untuk mengukur laju terhadap reaksi:

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

Bagaimanakah rancangan percobaan yang akan Anda buat terkait dengan:

1. Zat yang akan diukur konsentrasinya
2. Cara mengukurnya
3. Alat yang digunakan
4. Cara kerjanya

Pembahasan:

1. Zat yang akan diukur konsentrasinya yaitu gas H₂
2. Cara mengukurnya dengan menghitung volume gas H₂ yang dihasilkan per satuan waktu
3. Alat yang digunakan yaitu tabung reaksi, erlenmeyer, sumbat berlubang, silinder ukur 50 mL, arloji (stopwatch) dan gelas kimia 1 liter.
4. Cara kerjanya: disiapkan larutan HCl dan logam Zn dalam tabung reaksi. Laju reaksi dapat diamati dari pelepasan gas yaitu terjadinya gelembung udara dan waktu yang diperlukan untuk menghabiskan logam Zn. Tabung reaksi diamati waktu yang dibutuhkan sampai logam habis. Hitung laju reaksinya dan urutkan besarnya laju reaksi dari yang terbesar ke yang lebih kecil. Masukkan hasil dalam lembar kerja.

Soal No. 3

Ke dalam ruangan yang volumenya 10 liter direaksikan 0,1 mol gas N₂ dan 0,1 mol gas H₂ dengan persamaan reaksi berikut.

N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

Setelah reaksi berlangsung selama 5 detik, ternyata masih tersisa 0,08 mol gas N₂. Tentukan laju reaksi sesaat berdasarkan:

1. Gas nitrogen yang bereaksi (r N₂)
2. Gas hidrogen yang bereaksi (r H₂)
3. Gas NH₃ yang terbentuk (r NH₃)

Pembahasan:

[N₂] = 0,02 mol/10 L = 0,002 M

[H₂] = 0,06 mol/10 L = 0,006 M

[NH₃] = 0,04 mol/10 L = 0,004 M

1. Gas nitrogen yang bereaksi (r N₂)

r N₂ = [N₂]/t = 0,002 M/5 s = 4 x 10^-4 M/s

2. Gas hidrogen yang bereaksi (r H₂)

r H₂ = [H₂]/t = 0,006 M/5 s = 1,2 x 10^-3 M/s

3. Gas NH₃ yang terbentuk (r NH₃)

r NH₃ = [NH₃]/t = 0,004 M/5 s = 8 x 10^-4 M/s

Soal No. 4

Penentuan laju reaksi: 2A(g) + 3B₂(g) → 2AB₃(g), dilakukan dengan mengukur perubahan konsentrasi A setiap 5 detik sehingga didapatkan data sebagai berikut.

Tentukan:

1. Laju reaksi rata-rata gas A pada setiap selang waktu
2. Laju reaksi rata-rata tiap selang waktu berdasarkan gas AB₃ yang dihasilkan

Pembahasan:

1. Laju reaksi rata-rata gas A pada setiap selang waktu

Selang waktu 0 – 5 detik

r = [A]/t = (0,1 – 0,08)/ (5 – 0) = 4 x 10^-3 M/s

Selang waktu 5 – 10 detik

r = [A]/t = (0,8 – 0,065)/(10 – 5) = 3 x 10^-3 M/s

Selang waktu 0 – 10 detik

r = [A]/t = (0,1 – 0,065)/(10 – 0) = 35 x 10^-3 M/s

2. Laju reaksi rata-rata tiap selang waktu berdasarkan gas AB₃ yang dihasilkan

Selang waktu 0 – 5 detik

r = (koefisien AB₃/koefisien A) x r A = (2/2) x 4 x 10^-3 M/s = 4 x 10^-3 M/s

Selang waktu 5 – 10 detik

r = (koefisien AB₃/koefisien A) x r A = (2/2) x 3 x 10^-3 M/s = 3 x 10^-3 M/s

Selang waktu 0 – 10 detik

r = (koefisien AB₃/koefisien A) x r A = (2/2) x 35 x 10^-3 M/s = 35 x 10^-3 M/s

Soal No. 5

Laju reaksi pada reaksi: 4NO₂(g) + O₂(g) → 2N₂O₅(g) diukur berdasarkan berkurangnya konsentrasi gas oksigen setiap detik. Jika pada suhu tertentu laju reaksinya adalah 0,024 mol/L detik, hitunglah laju reaksi jika diukur berdasarkan:

1. Berkurangnya gas NO₂ tiap detik
2. Bertambahnya gas N₂O₅ tiap detik

Pembahasan:

Persamaan reaksi:

4NO₂(g) + O₂(g) → 2N₂O₅(g)

1. Berkurangnya gas NO₂ tiap detik

r = (koefisien O₂/koefisien NO₂) x r NO₂

0,024 = ¼ x r NO₂

r NO₂ = 0,024 x 4 = 0,096 M/s

2. Bertambahnya gas N₂O₅ tiap detik

r = (koefisien O₂/koefisien N₂O₅) x r N₂O₅

0,024 = ½ x r N₂O₅

r N₂O₅ = 0,024 x 2 = 0,048 M/s

Soal No. 6

Mengapa laju reaksi banyak ditentukan dengan menggunakan konsentrasi awal reaksi pereaksi?

Pembahasan:

Karena pada saat reaksi berlangsung konsentrasi zat pereaksi akan menurun sehingga tidak dapat ditentukan konsentrasi pada saat reaksi berlangsung dan ada kemungkinan reaksi berbalik arah.

Soal No. 7

Jika reaksi A → B merupakan reaksi orde ke-0, tuliskan persamaan laju reaksinya dan tentukan satuan tetapan laju reaksinya.

Pembahasan:

Persamaan laju reaksinya:

r = k [A]⁰

atau

r = k

Satuan tetapan laju reaksinya yaitu M/s atau mol/L.detik

Soal No. 8

Persamaan laju reaksi untuk:

NH₄⁺(aq) + NO₂^–(aq) → N₂(g) + 2H₂O(l)

Adalah r = k [NH₄⁺][NO₂^–]. Pada suhu 25⁰C, nilai k = 3,0 x 10^-4 mol^-1L detik^-1. Hitunglah laju reaksinya jika [NH₄⁺] = 0,25 M dan [NO₂^–] = 0,02 M.

Pembahasan:

r = k [NH₄⁺] [NO₂^–]

r = 3 x 10^-4 . (0,25) (0,02)

r = 3 x 10^-4 . (0,005)

r = 3 x 10^-4 . 5 x 10^-3

r = 15 x 10^-7 M/s

Soal No. 9

Laju reaksi terhadap: 2HgCl₂(aq) + C₂O₄^2-(aq) → 2CO₂(g) + Hg₂Cl₂(s) + 2Cl^–(aq). Diketahui dengan mengukur jumlah mol Hg₂Cl₂ yang mengendap tiap liter per menit, dan diperoleh data sebagai berikut.

1. Dari data tersebut, tentukan orde reaksi terhadap HgCl₂ dan C₂O₄^2-, serta orde reaksi keseluruhan.
2. Hitung nilai tetapan laju reaksinya (k)
3. Hitung laju reaksi jika konsentrasi awal HgCl₂ 0,02 mol/L dan C₂O₄^2- 0,22 mol/L

Pembahasan:

1. orde reaksi terhadap HgCl₂ dan C₂O₄^2-, serta orde reaksi keseluruhan.

Orde reaksi keseluruhan = x + y = 1 + 2 = 3

2. nilai tetapan laju reaksinya (k)

r = k [HgCl₂]^x [C₂O₄^2-]^y

1,8 x 10^-5 = k (0,105)¹ (0,15)²

k = 1,8 x 10^-5 / 2,36335 x 10^-3

k = 7,62 x 10^-3 M^-2.detik^-1

3. laju reaksi jika konsentrasi awal HgCl₂ 0,02 mol/L dan C₂O₄^2- 0,22 mol/L

r = k [HgCl₂]^x [C₂O₄^2-]^y

r = 7,62 x 10^-3 . (0,02)¹ (0,22)²

r = 7,62 x 10^-3 . 968 x 10^-6

r = 7.376,16 x 10^-9 M/s

Soal No. 10

Laju suatu reaksi menjadi dua kali lebih cepat pada setiap kenaikan suhu 10⁰C. Jika pada suhu 20⁰C reaksi berlangsung dengan laju 2 x 10^-3 mol/L detik, berapa laju reaksi yang terjadi pada suhu 50⁰C?

Pembahasan:

r₅₀ = r₂₀ (2)^{((50 – 20)/10)}

^­ r₅₀ = 2 x 10^-3 M/detik (2)³

r₅₀ = 1,6 x 10^-2 M/detik