Latihan 6

1.       Dekomposisi etana (C2H6) menjadi radikal metil merupakan reaksi orde pertama dengan konstanta laju 5,36 x 10-4 s-1 pada 700°C:

C2H2(g)à2CH3 (g)

Hitung waktu paruh reaksi dalam beberapa menit.

Jawab:

Untuk reaksi orde pertama, kita hanya membutuhkan konstanta laju untuk menghitung waktu paruh reaksi. Dari Persamaan (13.6).

2.       Identifikasi pasangan asam-basa konjugasi dalam reaksi antara amonia dan asam fluorida dalam larutan air

NH3 (aq) + HF (aq) ↔ NH4+  (aq) + F- (aq)

Jawab:

NH3 memiliki satu atom H lebih sedikit dan satu muatan positif lebih sedikit dari NH4+. F- memiliki satu atom H lebih sedikit dan satu muatan negatif lebih banyak dari HF. Oleh karena itu, pasangan basa asam konjugat adalah (1) NH4+ dan NH3 dan (2) HF dan F-.

3.       Proses kesetimbangan berikut telah dipelajari pada 230 ° C:

2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g)

Dalam satu percobaan, konsentrasi spesies yang bereaksi pada kesetimbangan ditemukan [NO] = 0,0542 M, [O2] = 0,127 M, dan [NO2] = 15,5 M. Hitung konstanta kesetimbangan (Kc) reaksi pada suhu ini.

Jawab:

Konstanta kesetimbangan diberikan dengan

Mengganti konsentrasi, kita menemukan itu

 

4.       Manakah dari solusi berikut yang dapat diklasifikasikan sebagai sistem penyangga?

(a) KH2PO4 / H3PO4

(b) NaClO4 / HClO4

(c) C5H5N / C5H5NHCl (C5H5N adalah piridin; Kb-nya diberikan pada Tabel 15.4).

                Jelaskan jawabanmu.

Jawab:

Kriteria sistem penyangga adalah kita harus memiliki asam lemah dan garamnya (mengandung basa konjugat lemah) atau basa lemah dan garamnya (mengandung asam konjugat lemah).

(a) H3PO4 adalah asam lemah, dan basa konjugasinya, H2PO4-, adalah basa lemah (lihat Tabel 15.5). Oleh karena itu, ini adalah sistem penyangga.

(b) Karena HClO4 adalah asam kuat, basa konjugasinya, ClO4-, adalah basa yang sangat lemah. Ini berarti ion ClO4- tidak akan bergabung dengan ion H+ dalam larutan membentuk HClO4. Dengan demikian, sistem tidak dapat bertindak sebagai sistem penyangga.

(c) Seperti yang ditunjukkan Tabel 15.4, C5H5N adalah basa lemah dan asam konjugatnya, C5H5N+H (kation garam C5H5NHCl), adalah asam lemah. Oleh karena itu, ini adalah buffer.

 

5.        Memprediksi apakah perubahan entropi sistem di setiap reaksi berikut adalah positif atau negatif.

(a) 2H2 (g) + O2 (g) à 2H2O (l)

(b) NH4Cl (s) à NH3 (g) + HCl (g)

(c) H2 (g) + Br2 (g) à 2HBr (g)

Jawab:

(a) Dua molekul reaktan bergabung membentuk satu molekul produk. Meskipun H2O adalah molekul yang lebih kompleks daripada H2 dan O2, fakta bahwa ada penurunan bersih dari satu molekul dan gas diubah menjadi cairan memastikan bahwa jumlah keadaan mikro akan berkurang dan karenanya ΔS ° negatif.

(b) Padatan diubah menjadi dua produk gas. Oleh karena itu, ΔS ° positif.

(c) Jumlah molekul yang sama yang terlibat dalam reaktan seperti dalam produk. Selain itu, semua molekul bersifat diatomik dan karenanya memiliki kompleksitas yang serupa. Akibatnya, kita tidak dapat memprediksi tanda ΔS °, tetapi kita tahu bahwa perubahannya pasti sangat kecil.

 

6.       Tulis persamaan ionik yang seimbang untuk merepresentasikan oksidasi ion iodida (I2) oleh ion permanganat (MnO4 2) dalam larutan basa untuk menghasilkan molekul yodium (I2) dan mangan (IV) oksida (MnO2).

Jawab:

Langkah 1: Persamaan tak seimbang adalah

MnO4^- + I^-àMnO2 + I2

Langkah 2: Dua setengah reaksi adalah

-1      0

Oksidasi: I- à I2

+7           +4

Reduksi: MnO4­^- à MnO2

Langkah 3: Kami menyeimbangkan setiap setengah- reaksi untuk jumlah dan jenis atom dan muatan. Oksidasi setengah reaksi: Pertama kita menyetarakan atom I:

2I^- à I2

Untuk menyeimbangkan muatan, kita menambahkan dua elektron ke sisi kanan persamaan:

2I^- à I2 + 2e^-

Reduksi setengah reaksi: Untuk menyeimbangkan atom O, kita tambahkan dua molekul H2O di kanan:

MnO4^- à MnO2 + 2H2O

Untuk menyeimbangkan atom H, kita tambahkan empat ion H1 di kiri:

MnO4^- + 4H⁺ à MnO2 + 2H2O

Ada tiga muatan positif bersih di sebelah kiri, jadi kita tambahkan tiga elektron ke sisi yang sama untuk menyeimbangkan muatan:

MnO4^- + 4H⁺ + 3e^- à MnO^­2 + 2H2O

Langkah 4: Sekarang kita tambahkan setengah reaksi oksidasi dan reduksi untuk menghasilkan reaksi keseluruhan. Untuk menyamakan jumlah elektron, kita perlu mengalikan oksidasi setengah reaksi dengan 3 dan reduksi setengah reaksi dengan 2 sebagai berikut:

Elektron di kedua sisi saling meniadakan, dan tersisa persamaan ionik bersih yang seimbang:

6I^- + 2MnO₄^- + 8H⁺ à 3I₂ + 2MnO₂ + 4H₂O

Ini adalah persamaan yang seimbang dalam media asam. Namun, karena reaksi dilakukan dalam media basa, untuk setiap ion H1 kita perlu menambahkan jumlah ion OH2 yang sama ke kedua sisi persamaan:

6I^- + 2MnO₄^- + 8H⁺ + 8OH^- à 3I₂ + 2MnO₂ + 4H₂O + 8OH^-

Akhirnya , menggabungkan ion H1 dan OH2 untuk membentuk air, kita memperoleh

6I^- + 2MnO₄^- + 4H₂O à 3I₂ + 2MnO₂ + 8OH^-

Langkah 5: Pemeriksaan terakhir menunjukkan bahwa persamaan seimbang dalam hal atom dan muatan.

Kuis 6

1.       Perhatikan reaksinya

A + B à Hasil

Dari data berikut diperoleh pada suhu tertentu, tentukan urutan reaksi dan hitung konstanta laju:

Jawab:

2.       Pada kesetimbangan, tekanan campuran yang bereaksi

CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g)

adalah 0,105 atm pada suhu 350 ° C. Hitung Kp dan Kc untuk ini reaksi.

Jawab:

3.       Hitung konsentrasi ion H+ dalam larutan NaOH 0,62 M.

Jawab:

4.       Hitung pH sistem penyangga yang terdiri dari 0,15 M NH3 / 0,35 M NH4Cl.

Jawab:

5.       Hitung KP untuk reaksi berikut pada 25 ° C:

H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI(g)  ΔG° = 2.60 kJ/mol

Jawab:

6.       Hitung ggl standar sel yang menggunakan reaksi setengah sel Ag / Ag+ dan Al / Al+3. Tuliskan reaksi sel yang terjadi dalam kondisi keadaan standar.

Jawab:

Esel  = EAg – EAl

         = 0,8 - (-1,66)

       = +2,46

Persamaan:   (Oksidasi) Al àAl+3 + 3e-

                     (Reduksi) Ag+ + e- à Ag