Persamaan Laju & Hukum Laju Terintegrasi — Kimia Kelas 11–12

Setelah ini kamu bisa memilih dan memakai persamaan laju terintegrasi orde nol, satu, atau dua untuk menentukan orde dari data konsentrasi-waktu serta menghitung konstanta laju.

Seorang kimiawan mencatat konsentrasi pereaksi setiap menit lalu memplotnya dalam tiga bentuk berbeda: [A], ln[A], dan 1/[A]. Salah satu dari ketiga plot itu berbentuk garis lurus, dua lainnya melengkung. Dari plot mana yang lurus, ia langsung tahu orde reaksi — tanpa harus mengulang percobaan. Trik ini berasal dari hukum laju terintegrasi. Bagaimana satu plot bisa membongkar orde? Coba pilah di bawah.

Baca tiap pasangan orde dan plot, lalu pilah mana yang benar dan salah, kemudian tekan Periksa.

Apa itu hukum laju terintegrasi

Hukum laju (diferensial) mengaitkan laju sesaat dengan konsentrasi, misalnya $v = k[A]$ . Tetapi dalam praktik, yang mudah diukur adalah konsentrasi terhadap waktu, bukan laju sesaat. Hukum laju terintegrasi adalah bentuk lain yang mengaitkan langsung konsentrasi dengan waktu. Untuk tiap orde, ada persamaan terintegrasi khas. Memplot data dalam bentuk yang sesuai menghasilkan garis lurus — dan dari sinilah orde bisa ditentukan tanpa eksperimen tambahan.

Hukum laju terintegrasi adalah persamaan yang mengaitkan konsentrasi zat dengan waktu secara langsung (bukan lewat laju sesaat). Untuk tiap orde reaksi, persamaannya berbeda dan menghasilkan plot linear yang khas terhadap waktu.

Pasangkan orde dengan persamaan lajunya.

Menentukan orde dari data konsentrasi-waktu

Cara menentukan orde dari data: catat konsentrasi pereaksi pada beberapa waktu, lalu plot tiga transformasi — [A], ln[A], dan 1/[A] — masing-masing terhadap waktu. Salah satu dari ketiga plot itu akan berbentuk garis lurus; dua lainnya melengkung. Plot mana yang lurus menunjukkan orde reaksi: [A] linear → orde nol, ln[A] linear → orde satu, 1/[A] linear → orde dua. Kemiringan garis lurus itu berkaitan dengan konstanta laju k.

Susun langkah menentukan orde dari data.

Latih perhitungan konstanta laju

Hitung konstanta laju orde satu berikut ini.

Bayangkan data konsentrasi sebagai kunci dan tiga plot sebagai tiga lubang kunci berbeda. Kunci (data) hanya cocok satu lubang — plot yang menghasilkan garis lurus. Begitu kamu menemukan kecocokan, kamu langsung tahu orde reaksinya. Kemiringan garis lurus itu seperti sidik jari konstanta laju k.

Coba dulu di kertas, baru buka.

Soal. Data konsentrasi [A] terhadap waktu diplot dalam tiga bentuk. Ternyata plot 1/[A] terhadap waktu menghasilkan garis lurus, sedangkan dua plot lain melengkung. Berapakah orde reaksi?

Plot 1/[A] terhadap waktu adalah yang linear, sedangkan [A] dan ln[A] melengkung.

Karena 1/[A] linear terhadap waktu, reaksi ini berorde dua terhadap A.

Jebakan: salah memasangkan plot linear dengan orde. Yang benar: [A] linear → orde nol; ln[A] linear → orde satu; 1/[A] linear → orde dua. Hafalkan urutan ini — ini inti metode hukum terintegrasi.

Jebakan: menganggap hukum laju terintegrasi menggantikan eksperimen. Yang benar: kamu tetap perlu data konsentrasi terhadap waktu dari eksperimen. Hukum terintegrasi adalah alat menganalisis data itu untuk menentukan orde, bukan mengganti pengukuran.

Hukum terintegrasi mengaitkan konsentrasi langsung dengan waktu.
Orde nol: [A] = [A]₀ − kt → plot [A] linear.
Orde satu: ln[A] = ln[A]₀ − kt → plot ln[A] linear.
Orde dua: 1/[A] = 1/[A]₀ + kt → plot 1/[A] linear.
Plot mana yang linear menentukan orde; kemiringan menentukan k.