Latihan 6

 

Example 13.6

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) → 2CH₃ (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).

Example 14.4

Metanol (CH3OH) diproduksi secara industri melalui reaksi ini

 

CO (g) + 2H₂ (g)  ↔ CH₃OH (g)

 

Konstanta kesetimbangan (Kc) untuk reaksi adalah 10,5 pada 220 ° C. Berapakah nilai KPat suhu ini?

 

Strategi

Hubungan antara Kc dan KP diberikan oleh Persamaan (14.5). Berapakah perubahan jumlah mol gas dari reaktan menjadi produk?Ingat itu

 

∆n= mol produk gas - mol reaktan gas

 

Satuan suhu apa yang harus kita gunakan?

 

solusi

Hubungan antara Kc dan KP adalah

 

Dan karena T = 273 + 220 = 493 K dan Δn = 1 - 3 = -2, maka

Example 15.12

Memprediksi kekuatan relatif asam okso di masing-masing kelompok berikut: (a) HClO, HBrO, dan HIO; (b) HNO3 dan HNO2.

Strategi :

Memeriksa struktur molekul. Dalam (a) kedua asam memiliki kemiripan struktur tetapi hanya berbeda dalam atom pusat (Cl, Br, dan I). Atom pusat yang mana yang paling elektronegatif? Dalam (b) asam memiliki atom pusat (N) yang sama tetapi berbeda dalam jumlah atom O. Berapa bilangan oksidasi N di masing-masing dua asam ini?

Solusi :

(a) Asam-asam ini semuanya memiliki struktur yang sama, dan semua halogen memiliki struktur yang sama bilangan oksidasi (11). Karena elektronegativitas menurun dari Cl ke I, atom Cl paling banyak menarik pasangan elektron yang dibaginya dengan atom O. Akibatnya, ikatan O¬H adalah yang paling polar di HClO dan paling sedikit di HIO. Dengan demikian, kekuatan asam berkurang sebagai berikut:

HClO > HBrO > HIO

(b) Struktur HNO3 dan HNO2 ditunjukkan pada Gambar 15.5. Karena bilangan oksidasi N adalah 15 di HNO3 dan 13 di HNO2, HNO3 adalah asam yang lebih kuat dari HNO2.

Example 16.13

Manakah dari senyawa berikut yang akan lebih larut dalam larutan asam daripada dalam air: (a) CuS, (b) AgCl, (c) PbSO₄?

Strategi

Dalam setiap kasus, tuliskan reaksi disosiasi garam ke dalam kation dan anionnya. Kation tidak akan berinteraksi dengan ion H⁺ karena keduanya memiliki muatan positif. Anion akan bertindak sebagai akseptor proton hanya jika anion merupakan basa konjugasi dari asam lemah. Bagaimana penghilangan anion mempengaruhi kelarutan garam?

Penyelesaian

(a) Kesetimbangan kelarutan untuk CuS adalah

CuS(s) ⇋ Cu²⁺(aq) + S²⁻(aq)

Ion sulfida adalah basa konjugasi dari asam lemah HS⁻. Oleh karena itu, ion S²⁻ bereaksi dengan ion H⁺ sebagai berikut:

S²⁻(aq) + H⁺(aq) → HS⁻(aq)

Reaksi ini menghilangkan ion S²⁻ dari larutan. Menurut prinsip Le Châtelier, kesetimbangan akan bergeser ke kanan untuk menggantikan beberapa ion S²⁻ yang dihilangkan, sehingga meningkatkan kelarutan CuS.

 

(b) Ekuilibrium kelarutan adalah

AgCl(s) ⇋ Ag⁺(aq) + Cl⁼(aq)

Karena Cl⁻ adalah basa konjugasi dari asam kuat (HCl), kelarutan AgCl tidak dipengaruhi oleh larutan asam.

 

(c) Ekuilibrium kelarutan untuk PbSO₄ adalah

PbSO₄(s) ⇋ Pb²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)

Ion sulfat adalah basa lemah karena merupakan basa konjugasi dari asam lemah HSO₄⁻. Oleh karena itu, ion SO₄²⁻ bereaksi dengan ion H⁺ sebagai berikut:

SO₄²⁻(aq) + H⁺(aq) → HSO₄⁻(aq)

Reaksi ini menghilangkan ion SO₄²⁻ dari larutan. Menurut prinsip Le Châtelier, kesetimbangan akan bergeser ke kanan untuk menggantikan sebagian ion SO₄²⁻ yang dihilangkan, sehingga meningkatkan kelarutan PbSO₄.

Chapter 17

Prediksi apakah perubahan entropi sistem dalam setiap reaksi berikut adalah positif atau negatif.

(a) 2H2(g)+O2(g) → 2H2O(l)

(b) NH4Cl (s)  → NH3(g)+HCl (g)

(c) H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)

Jawab :

(a) Dua molekul reaktif digabungkan untuk 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 dikonversi ke cairan memastikan bahwa jumlah mikrostates akan berkurang dan karenanya DS° negatif.

( b) Padat dikonversi menjadi dua produk gas. Oleh karena itu, DS° positif. 

( c) Jumlah molekul yang sama terlibat dalam reaktif seperti dalam produk. Selain itu, semua molekul ber diatomik dan karenanya kompleksitas yang sama. Sebagaimana hasilnya, kita tidak dapat memprediksi tanda DS°, tetapi kita tahu bahwa perubahan harus dilepas kecil dalam besarannya.

 

Chapter 18.1

Prediksikan apa yang akan terjadi jika molekul brom (Br2) ditambahkan ke larutan yang mengandung NaCl dan NaI pada suhu 25 ° C. Asumsikan semua spesies dalam keadaan standarnya.

Jawab:

Dari Tabel 18.1, kami menulis potensi reduksi standar sebagai berikut:

 

Menerapkan aturan diagonal kita melihat bahwa Br2 akan mengoksidasi I2 tetapi tidak akan mengoksidasi Cl2. Oleh karena itu, satu-satunya reaksi redoks yang akan terjadi dalam kondisi keadaan standar adalah