tugas 2 pemicu 1: kimia fisika 2 2011

7/22/2019 Tugas 2 Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-2-pemicu-1-kimia-fisika-2-2011 1/8

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 1

Nama : Rizqi Pandu Sudarmawan

NPM : 0906557045

1. t0,5 dari suatu reaksi orde pertama adalah 23 menit. Hitunglah waktu agar reaksi berjalan 90% !

Jawab:

t0,5 = (0,693/k)

23menit = (0,693/k)

k = 0,03013 menit-1

k = (2,303/t) log (co/c) co = 10c

k = (2,303/t) log 10

0,03013 = (2,303/t)

t = 76,435 menit

2. Pada 550oC suatu reaksi memiliki k 1 = 1,1.10-3 sec-1. Bila suhu reaksi dinaikkan menjadi 625oC, nilai

k 2 yang tercatat pada saat itu adala 6,4.10-3 sec-1. Tentukan Ea reaksi tersebut!

Jawab:

T1 = 550+273 = 823 K

T2 = 625+273 = 898 K

ln (k 2/k 1) = (

-)

ln (6,4.10-3/1,1.10-3) = ( -

)

1,76 =

x 0,000101 K -1

Ea = 14,48.104 J/mol

3. Buatlah persamaan laju reaksi untuk reaksi dibawah ini

←

→




Apabila konsentrasi B kecil bila dibandingkan dengan konsentrasi A,C, dan D. tunjukkan bahwa

reaksi ini mengikuti persamaan orde 1 pada kondisi reaksi bertekanan tinggi dan orde dua pada

tekanan rendah.

Jawab:

Kondisi yang dapat kita asumsikan adalah kondisi steady state

,- , - ,-,-

,- , - ,-

Laju pembentukan produknya adalah

,- ,-,-

Substitusikan persamaan (1) ke persamaan (2)

,- , - ,-

Pada saat kondisi reaksi tekanan tinggi ,- , sehingga

,- , - Sebaliknya pada saat tekanan rendah ,- , sehingga

,- , -,-

4. Perhatikan mekanisme reaksi dibawah ini

←

←

←




←

Tunjukkan bahwa persamaan laju reaksi pada saat kesetimbangan adalah

,- ,-, - ,-

,-, - (

√

,- ,-,- )

Dimana

Jawab:

,- ,-, - , -,- ,-, - ,- ,-,- ,-,-

, - , - ,-,- ,-, - , - , -,- ,-,-

,- , -,- ,-,- ,-,-,-, -

Dengan menambahkan persamaan (2) dan (3) diperoleh:

, - , -

Kemudian disubstitusikan ke persamaan (3) menghasilkan

,- ,- ,-

,-

,

- , -

Persamaan di atas disubstitusikan ke persamaan (1)

,- ,-, - ,- , - ,- ,- ,-,- , - , -

,- ,- , - ,- , -,- , -




,- ,-, - ,- *, -,- ,-, - ,-,- ,-,- ,-,- , -,- ,-,- ,-, -+ √ ,-

,-

,

-

,- ,-, - ,- , -,- ,-,- √ ,-,- , - ,- ,-, - ,-,-, - , -,- ,-, -,- √ ,-,- , -

,- ,-, - ,-,-, - ( √ ,-,- , -)

,- ,-, - ,-,-, -(

√ ,- ,-,-)

5. Kerusakan lapisan ozon di atmosfer mengikuti reaksi sebagai berikut:

→

Reaksi ini memiliki orde 1 dan konstanta laju reaksinya adalah pada suhu

298 K. Konsentrasi awal dari NO dan O3 adalah tentukan konsentrasi dari

NO dan O3 pada saat t=2,00 s.

Jawab:

,- ,-

,- ,-

6. Asumsikan data dibawah ini diambil pada suhu 298 K untuk reaksi

→




,- ,-

0,0200 0,0200 7,1x10-

0,0400 0,0200 2,8x10-

0,0200 0,0400 1,4x10-

Tentukan orde terhadap masing-masing reaktan!

Jawab:

,-,-,-,-

,-

,-

,-,-

7. Perhatikan mekanisme reaksi konsekutif di bawah ini

← →

a. Turunkanlah persamaan lajunya saat keadaan setimbang.

b. Dengan asumsi , nyatakan faktor pengeksponensial A dan Ea untuk tetapan laju orde

dua dalam A1,A2,A3 dan Ea1,Ea2,Ea3 dari reaksi konsekutif diatas.

Jawab:

a. ,- , -,- ,-

,- ,-

, -,-

b. Untuk

⁄ ⁄ ⁄ ⁄




8. Diketahui reaksi sebagai berikut.

N2O5 NO2 + NO3

NO2 + NO3 NO + O2 + NO2

NO +NO3 2NO2

Reaksi kimia totalnya adalah sebagai berikut.

N2O5 4NO2 + O2

Buktikan:

D[N2O5] / dt = ({ -2k 1k 3} / {k 2 + 2k 3} ) [N2O5]

Jawab:

d[NO3] / dt = k 1 [N2O5] – k 2 [NO2][NO3] - k 3 [NO2][NO3] - k 4[NO][NO3]

d[NO] / dt = k 3 [NO2][NO3] – k 4[NO][NO3]

Karena konsentrasi dari zat antara NO dan NO3 selama reaksi tidak pernah punya nilai yangsangat besar, maka:

d[NO] / dt << - d[N2O5] / dt

d[NO3] / dt << -d[N2O5] / dt

Sehingga: d[NO] / dt = 0 = k 3 [NO2][NO3] – k 4[NO][NO3]

k 3 [NO2][NO3] = k 4[NO][NO3]

{k 3/k 4} [NO2] = [NO]

d[NO3] / dt = 0 = k 1 [N2O5] – k 2 [NO2][NO3] - k 3 [NO2][NO3] - k 4[NO][NO3]

0 = k 1 [N2O5] – (k 2 +k 3) [NO2][NO3] - k 4[NO][NO3]

(k 2 +k 3) [NO2][NO3] + k 4[NO][NO3] = k 1 [N2O5]

(k 2 +k 3) [NO2][NO3] + k 4 ( {k 3/k 4} [NO2] ) [NO3] = k 1 [N2O5]

K1

K2

K3

K4




(k 2 +k 3) [NO2][NO3] + k 3[NO2] [NO3] = k 1 [N2O5]

(k 2 +2k 3) [NO2][NO3] = k 1 [N2O5]

[NO3] = k 1 [N2O5] / ( {k 2 +2k 3} [NO2] )

Persamaan penguraian N2O5 adalah

-d[N2O5] /dt = k 1[N2O5] - k 2[NO2][NO3]

d[N2O5] /dt = - k 1[N2O5] + k 2[NO2][NO3]

= -k 1[N2O5] + k 2[NO2] ( k 1 [N2O5] / {(k 2 +2k 3) [NO2] })

= -k 1[N2O5] + k 2 k 1 [N2O5] / (k 2 +2k 3)

= { -k 1k 2[N2O5] - 2k 1k 3[N2O5] + k 1k 2[N2O5] } / { k 2 +2k 3}

= {(-2k 1k 3)/ (k 2 +2k 3)} [N2O5] (terbukti)

9. Buktikan bahwa dalam reaksi berorde satu dengan dn/dt = -kn , umur rata-rata yaitu umur rata-

rata yang diharapkan dari molekul adalah 1/k.

Jawab:

Waktu rata-rata = ∫

dt

=∫

= ∫ = – =

(terbukti)

10. The following data were obtained for the vapor phase decomposition of ethylene oxide into

methane and carbonmonoxide at 414,50C :

Time

(minute)0 5 7 9 12 18

Pressure

(mm)116,51 122,56 125,72 128,74 133,23 141,37

Calculate the mean spesific rate constant if the reaction is the first order.




Jawab :

Reaksi : C2H4O CH4 + CO

Untuk menghitung nilai k secara keseluruhan berdasarkan data yang ada, maka perlu dihitung

satu per satu nilai k masing-masing kondisi, yaitu dengan persamaan :

Untuk nilai diperoleh dari :

Jadi persamaan k 1 akan menjadi :

Perhitungan dilanjutkan dengan menghitung nilai k 1 pada masing-masing kondisi, dan hasilnya

adalah sebagai berikut.

Time (minute) Ptotal k 1(min-

)

0 116,51 --

5 122,56 0,01067

7 125,72 0,01177

9 128,74 0,0123242

12 133,23 0,01291142

18 141,37 0,013336

Jadi nilai k 1 rata-rata diperoleh dengan merata-ratakan nilai k 1 masing-masing kondisi tersebut,

yaitu :

k 1 = 0,0123 min-1

k1

tugas 2 pemicu 1: kimia fisika 2 2011

Documents