Kadar Tindak Balas

Menggunakan Teori Perlanggaran Untuk Menerangkan Faktor-Faktor Mempengaruhi Kadar Tiddak Balas

by

Penerangan oleh Teori Perlanggaran

Jumlah Luas Permukaan Bahan Tindak Balas

  1. Apabila saiz bahan pepejal yang bertindak balas lebih kecil, jumlah kawasan permukaan yang terdedah menjadi lebih besar.
  2. Ini menyebabkan frekuensi perlanggaran antara bahan tindak balas meningkat.
  3. Akibatnya, frekuensi perlanggaran berkesan juga meningkat dan dengan demikian meningkatkan kadar tindak balas.

Kepekatan

  1. Larutan dengan kepekatan yang lebih tinggi mempunyai lebih banyak zarah per unit isi padu dalam larutan.
  2. Oleh itu, frekuensi perlanggaran antara bahan tindak balas meningkat.
  3. Akibatnya, frekuensi perlanggaran berkesan juga meningkat dan oleh itu kadar tindak balas meningkat.

Suhu

  1. Apabila suhu tindak balas meningkat, zarah-zarah bahan tindak balas bergerak dengan lebih cepat.
  2. Ini menyebabkan frekuensi perlanggaran antara bahan tindak balas meningkat.
  3. Akibatnya, frekuensi perlanggaran berkesan juga meningkat dan dengan demikian meningkatkan kadar reaksi.

Kehadilan Mangkin

  1. Apabila mangkin positif digunakan dalam tindak balas, mangkin itu menyediakan lintasan alternatif dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah untuk tindak balas.
  2. Akibatnya, frekuensi pelanggaran berkesan meningkat dan dengan demikian meningkatkan kadar tindak balas.

Tekanan Gas

  1. Bagi tindak balas yang melibatkan gas, apabila tekanan meningkat, zarah gas dimampatkan untuk mengisi ruang yang kecil. Ini menjadikan bilangan zarah gas per unit isipadu meningkat.
  2. Dengan ini, frekuensi perlanggaran antara reaktan meningkat.
  3. Akibatnya, frekuensi perlanggaran berkesan juga meningkat dan dengan demikian meningkatkan kadar reaksi.

Teori Perlanggaran

by
Teori perlanggaran menyatakan bahawa:
  1. Zarah-zarah yang bertindak balas perlu berlanggar untuk membolehkan pembentukan atau pemecahan ikatan kimia supaya tindak balas boleh berlaku.
  2. Pelanggaran zarah-zarah bahan bertindak balas perlu mencapai tenaga minimum tertentu (Tenaga pengaktifan) untuk menghasilkan tindak balas.
  3. Zarah-zarah yang berlanggar juga perlu mengikut orientasi pelanggaran yang betul.

Tenaga Pengaktifan

  1. Tenaga pengaktifan ialah tenaga minimum yang mesti dicapai oleh zarah-zarah bertindak balas  semasa perlanggaran agar tindak balas kimia boleh berlaku.
  2. Nilai tenaga pengaktifan berbeza bagi tindak balas yang berbeza.
  3. Tindak balas dengan tenaga pengaktifan yang tinggi berlaku secara perlahan-lahan sedangkan tindak balas dengan tenaga pengaktifan yang rendah berlaku dengan cepat.

Perlanggaran Berkesan

Perlanggaran berkesan ialah perlanggaran yang menghasilkan tindak balas selepas mengatasi tenaga pengaktifan dan dengan orientasi pelanggaran yang betul.

Gambarajah Aras Tenaga

Dalam gambarajah aras tenaga, tenaga pengaktifan ditunjukkan oleh perbezaan tenaga antara puncak graf dan tahap tenaga bahan bertindak balas.

Tindak Balas Eksotermik

Tindak Balas Endotermik

Frekuensi perlanggaran berkesan dengan kadar tindak balas dan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas

  1. Frekuensi perlanggaran berkesan ialah bilangan perlanggaran berkesan yang berlaku dalam 1 unit masa.
  2. Kadar tindak balas bergantung kepada frekuensi perlanggaran berkesan yang berlaku.
  3. Sekiranya frekuensi pelanggaran berkesan untuk tindak balas adalah tinggi, maka kadar tindak balas juga tinggi.

Aplikasi Faktor-faktor Mempengaruhi Kadar Tindak Balas Dalam Industri

by

Applikasi Faktor Mempengaruhi Kadar Tindak Balas

Menyimpan Makanan di Dalam Peti Sejuk

Jika makanan disimpan di dalam peti sejuk, makanan akan tahan lebih lama kerana suhu rendah akan melambatkan kadar tindak balas kimia yang merosakkan makanan.

Memasak Makanan Dalam Periuk Tekanan

  1. Dalam periuk tekanan, tekanan tinggi menyebabkan air di dalam periuk mendidih pada suhu lebih daripada 100 ° C.
  2. Pada suhu yang lebih tinggi, masa untuk makanan dimasak menurun.

Memasak Makanan dalam Ketulan Kecil

  1. Makanan dalam bentuk ketulan besar mempunyai luas permukaan per isipadu yang kecil. Akibatnya haba memakan masa lebih lama untuk sampai ke bahagian dalam makanan.
  2. Jadi, untuk memasak dengan lebih cepat, makanan perlu dipotong menjadi ketulan yang lebih kecil.

Membuat Margarin

  1. Minyak sayuran adalah sebatian organik yang tidak tepu dan wujud dalam keadaan cair pada suhu bilik.
  2. Minyak sayuran boleh ditukar kepada marjerin melalui proses hidrogenasi menggunakan nikel sebagai mangkin pada suhu 180 ° C.

Pemecahan Petroleum

  1. Hidrokarbon bermolekul besar yang diperoleh semasa penyulingan beroeringkat petroleum didapati kurang kegunaannya berbanding dengan hidrokarbon bermolekul kecil.
  2. Proses pemecahan dengan penggunaan alumina sebagai mangkin menghasilkan hidrokarbon yang lebih kecil.

Pembakaran Arang

  1. Arang mengandungi unsur karbon. Pembakaran arang batu di udara yang berlebihan akan menghasilkan karbon dioksida, air, dan tenaga haba.
  2. Sebilangan besar arang batu mengambil masa yang lama untuk membakar kerana jumlah kawasan permukaan yang disentuh oleh api adalah kecil.
  3. Kadar pembakaran arang batu yang kecil adalah lebih tinggi kerana jumlah luas permukaan lebih besar. Dengan ini, ia memberikan banyak tenaga haba dalam masa yang singkat.

Proses Haber (Penghasilan Ammonia)

  1. Dalam proses Haber, campuran nitrogen dan hidrogen dalam nisbah 1: 3 dilakukan melalui serbuk besi sebagai mangkin pada suhu 450 ° C hingga 550 ° C dan tekanan 200 hingga 300 atmosfera dengan molibdenum sebagai pendorong.
  2. Serbuk besi digunakan sebagai mangkin untuk menaikkan kadar tindak balas.
  3. Juga, tindak balas dilakukan pada suhu yang tinggi untuk meningkatkan kadar tindak balas.
    N₂ + 3H₂ ⟶2NH₃
    (450- 550oC, Iron, 200-300atm)

Proses Sentuh (Penghasilan Asid Sulfurik)

Peringkat 1
Sulfur dibakar di udara untuk menghasilkan sulfur dioksida.

S(s) +  O₂ → SO₂

Peringkat 2,

  1. Sulfur dioksida yang terbentuk dicampur dengan oksigen yang berlebihan dengan kehadiran vanadium(V) oksida sebagai mangkin untuk menaikkan kadar tindak balas.
  2. Suhu 500 ° C dan tekanan l hingga 2 atmosfera digunakan.

    2SO₂(g) +  O₂(g)  → 2SO₃(g)

Peringkat 3

  1. Sulfur trioksida yang terbentuk di peringkat dua dilarutkan dalam asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum.
    SO₃ +  H₂SO₄ → H₂S₂0₇
  2. Sulfur trioksida tidak dilarut ke dalam air secar langsung kerana tindak balas ini melepaskan terlalu banyak haba dan bahkan menghasilkan letupan.

Peringkat 4
Air bercampur dengan oleum untuk menghasilkan asid sulfurik pekat.

H₂S₂O₇ +  H₂O (l) → 2 H₂SO₄(aq)

Fakto-faktor Mempengaruhi Kadar Tindak Balas – Tekanan Gas

by

Kesan Tekanan Ke Atas Kadar Tindak Balas

  1. Untuk tindak balas melibatkan gas, kadar tindak balas dipengaruhi oleh tekanan gas.
  2. Semakin tinggi tekanan gas, semakin tinggi kadar tindak balas
  3. Bagaimanapun, tekanan TIDAK memberi kesan kepada kadar tindak balas di mana bahan tindak balas adalah dalam bentuk pepejal atau cecair.

Kesan Mangkin

by

Kesan Mangkin Ke Atas Kadar Tindak Balas

  1. Mangkin ialah bahan yang dapat mengubah kadar kadar tindak balas.
  2. Terdapat 2 jenis mangkin:
    1. Mangkin positif – Meningkatkan kadar tindak balas.
    2. Mangkin negatif – Mengurangkan kadar tindak balas.

Eksperimen 1

Set 1: Zink + Asid hidroklorik
Set 2: Zink + Asid hidroklorik + Kuprum(II) sulfat (Mangkin)

Tindal Balas Kimia:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Keputusan:

Kuprum(II) sulfat bertindak sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas antara zink dan asid hidroklorik

Kesimpulan
Kehadiran mangkin meningkatkan kadar tindak balas.

    Eksperimen 2
    Set 1: Penguraian Hidrogen Peroksida
    Set 2: Penguraian Hidrogen Peroksida + Mangan(IV) Oksida (Mangkin)

    Persamaan Tindak Balas: 

    2H2O2 → 2H2O + O2

    Keputusan:

    Mangan (IV) oksida bertindak sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas penguraian hydrogen peroksida.

    Kesimpulan:
    Kehadiran mangkin meningkatkan kadar tindak balas

    Nota penting:
    Di SPM, anda perlu ingat nama mangkin yang digunakan dalam tindak balas kimia di atas.

    Ciri-ciri Mangkin

    1. Mangkin adalah bahan yang dapat mengubah kadar tindak balas.
    2. Terdapat beberapa perkara yang perlu anda ketahui tentang mangkin:
      1. Secara kimia, mangkin kekal tidak berubah semasa tindak balas.
      2. Mangkin tidak mengubah kuantiti produk.
      3. Mangkin adalah khusus, ini bermakna tindak balas kimia yang berlainan mungkin mempunyai mangkin yang berbeza
      4. Hanya sejumlah kecil yang diperlukan untuk mencapai peningkatan besar dalam tindak balas.
      5. Lebih banyak mangkin yang digunakan,  lebih tinggi kadar tindak balas.
      6. Mangkin dalam bentuk serbuk memberi peningkatan kadar tindak balas yang lebih tinggi berbanding dengan mangkin dalam bentuk ketulan.
      7. Mangkin boleh mengalami perubahan fizikal dalam tindak balas.

    Senarai Tindak Balas dan Mangkin

    Tindak Balas KimiaMangkin
    Penguraian hidrogen peroksida:
    2H2O2 → 2H2O + O2    		Mangan(IV) oksida, MnO2
    Plumbum(II) oksida, PbO
    Plumbum(IV) oksida, PbO2
    Tindak balas antara zink dan asid hidroklorik:
    Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2    		Manganese (IV) oksida, MnO2
    Kuprum(II) oksida, CuO
    Zink Oxide, ZnO
    Silikon(IV) oksida, SiO2
    Penguraian Kalium Klorat(V):
    2KClO3 + 2KCl → 3O2    		Kuprum(II) sulfat, CuSO4
    Kuprum(II) klorida, CuCl2
    Kuprum(II) nitrat, Cu(NO3)2
    Proses Haber 
    N2 + 3H2 → 2NH3    		 Ferum
    Proses Sentuh
    2SO2 + O2 → 2SO3    		 Vanadium(V) oksida, V2O5
     Proses Ostwald
    4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(1)    		Platinum

    Kesan Suhu

    by

    Kesan Suhu Ke Atas Kadar Tindak Balas

    Semakin tinggi suhu larutan, semakin tinggi kadar tindak balas.

    Eksperimen

    Dengan mengukur masa yang diambil untuk pembentukan mendakan sulfur (pepejal kuning) apabila asid sulfurik, H2SO4 bertindak balas dengan natrium thiosulfat (VI), Na2S2O3 pada suhu yang berbeza, kita boleh menyiasat kesan suhu bahan tindak balas ke atas kadar tindak balas.

    Persamaan Kimia

    H2SO4 + Na2S2O3 →  Na2SO4 + S + SO2 + H2O


    Prosedur:

    1. 50 cm3 larutan natrium thiosulfat 0.2 mol dm-3 pada 30ºC di tambah kepada 10 cm3 daripada  asid sulfurik 0.5 mol dm-3
    2. Masa yang diambil untuk tanda ̔X diletakkan di bawah kelalang kon hilang dari pandangan direkodkan.
    3. Eksperimen diulang dengan menggunakan larutan natrium thiosulfat dengan suhu 35ºC, 40ºC, 45ºC dan 50ºC.
    Kesimpulan 1:
    1. Graf suhu natrium thiosulfat (VI), Na2S2O3 melawan masa yang diambil untuk mendakan sulfur terbentuk diplotkan.
    2. Daripada graf, kita dapati apabila suhu larutan natrium thiosulfat bertambah, masa diperlukan untuk ditandakan ̔X ‘ hilang berkurang.
    Kesimpulan 2
    1. Graf suhu natrium thiosulfat (VI), Na2S203 melawan 1/masa diambil diplotkan.
    2. Apabila suhu natrium thiosulfat meningkat, nilai 1/masa bertambah.
    3. Kita perlu ambil perhatian bahawa 1/masa = kadar tindak balas.
    4. Semakin tinggi suhu larutan natrium thiosulfat, semakin tinggi kadar tindak balas.

    Kesan Kepekatan

    by

    Kesan Kepekatan Bahan Tindak Balas Ke Atas Kadar Tindak Balas

    Semakin tinggi kepekatan larutan, semakin tinggi kadar tindak balas.

    Eksperimen

    Dengan mengukur masa yang diambil untuk pembentukan mendakan sulfur (pepejal kuning) apabila asid sulfurik, H2SO4 bertindak balas dengan natrium thiosulfat (VI), Na2S2O3 dengan kepekatan yang berbeza, kita boleh menyiasat kesan kepekatan bahan tindak balas kepada kadar tindak balas.

    Persamaan Kimia

    H2SO4 + Na2S2O3 →  Na2SO4 + S + SO2 + H2O

    Prosedur

    1. 50 cm3 larutan natrium thiosulfat 0.2 mol dm-3 + 10 cm3  asid sulfurik 0.5 mol dm-3.
    2. Masa yang diambil untuk tanda ̔X diletakkan di bawah kelalang kon hilang daripada penglihatan direkodkan.
    3. Eksperimen diulangi dengan menggunakan larutan natrium thiosulfat berkepekatan 0.4 mol dm-3, 0.6 mol dm-3, 0.8 mol dm-3 dan 1.0 mol dm-3.
    Kesimpulan 1 (Graf Kepekatan Melawan Masa):

    1. Satu graf kepekatan natrium thiosulfate (VI), Na2S2O3 melawan masa yang diambil untuk mendakan menutup palang sehinga hilang diplotkan.
    2. Daripada graf, kita dapati semakin rendah kepekatan larutan natrium thiosulfat, semakin lama masa diperlukan untuk ditandakan ̔X ‘untuk hilang.

    Kesimpulan 2 (Graf Kepekatan Melawan 1/Masa):

    1. Satu graf kepekatan natrium thiosulfate (VI), Na2S203 melawan 1/masa diplotkan.
    2. Kita dapati bahawa, apabila kepekatan natrium thiosulfat meningkat, nilai 1/masa bertambah.
    3. Kita perlu ambil perhatian bahawa 1/masa = kadar tindak balas.
    4. Oleh itu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa kadar tindak balas adalah berkadar langsung dengan  kepekatan larutan natrium thiosulfat.

    Nota Ulangkaji

    Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

    Nota Ulangkaji

    Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

    Kesan Luas Permukaan Bahan Tindak Balas

    by

    Kesan Jumlah Luas Permukaan Bahan Tindak Balas Ke Atas Kadar Tindak Balas

    1. Bagi tindak balas kimia yang melibatkan bahan tindak balas berbentuk pepejal, apabila bahan tindak balas pepejal itu dipecah kepada kepingan yang lebih kecil, jumlah luas permukaan bahan tindak balas itu menjadi lebih besar.
    2. Semakin besar luas permukaan keseluruhan bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas.
    Semakin kecil saiz zarah, semakin besar jumlah luas permukaan.
    Semaikin besar jumlah luas permukaan, semakin tinggi kadar tindak balas.
    Eksperimen
    Tindak balas di antara asid hidroklorik, HCl dan kalsium karbonat, CaCO3.

    CaCO3 +2HCl→ CaCl2 +CO2 + H2O

    Eksperimen 1

    1. 25 cm3  asid hidroklorik 0.5 mol dm–3 + ketulan kalsium karbonat.
    2. Gas karbon dioksida yang dibebaskan dikumpulkan oleh buret.
    3. Jumlah gas yang dilepaskan dicatatkan pada setiap 30-s.
    4. Hasilnya diplot dalam graf.

    Eksperimen 2
    1. 25 cm3  asid hidroklorik 0.5 mol dm–3 + serbuk kalsium karbonat.
    2. Seoerti dalam eksperimen 1, gas karbon dioksida yang dibebaskan dikumpulkan oleh buret dan jumlah gas yang dilepaskan dicatatkan pada setiap 30-s.
    3. Hasilnya diplot dalam graf yang sama dalam eksperimen 1.

    Keputusan

    1. Kecerunan graf bagi eksperimen 2 adalah lebih besar daripada graf eksperimen 1.
    2. Ini menunjukkan bahawa kadar tindak balas dalam eksperimen 2 adalah lebih tinggi daripada eksperimen 1.
    3. Kita dapat menyimpulkan bahawa semakin kecil saiz zarah bahan tindak balas, semakin besar jumlah luas permukaannya dan semakin tinggi kadar tindak balas berlaku ke atasnya.

    Faktor-Faktor yanf Mempengaruhi Kadar Tindak Balas

    by

    Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar Tindak Balas

    1. Terdapat 4 faktor yang boleh mempengaruhi kadar tindak balas, iaitu
      1. Jumlah luas permukaan bahan tindak balas (pepejal sahaja)
      2. Kepekatan bahan tindak balas (penyelesaian sahaja)
      3. Suhu bahan tindak balas
      4. Kehadiran mangkin dalam bahan tindak balas
      5. Tekanan bahan tindak balas(gas sahaja)

    Jumlah Luas Permukaan

    1. Bagi jumlah bahan tindak balas yang sama, zarah dengan saiz yang lebih kecil mempunyai luas permukaan yang lebih besar
    2. Semakin besar luas permukaan, semakin tinggi kadar tindak balas

    Kepekatan Larutan

    1. Semakin tinggi kepekatan, semakin tinggi kadar tindak balas.

    Suhu

    Semakin tinggi suhu, semakin tinggi kadar tindak balas.

    Mangkin

    Mangkin positif – Meningkatkan kadar tindak balas.
    Mangkin negatif – Mengurangkan kadar tindak balas.

    Tekanan

    1. Hanya mempengaruhi tindak balas yang melibatkan gas sebagai bahan tindak balas.
    2. Semakin tinggi tekanan, semakin tinggi kadar tindak balas

    Menentukan Kadar Tindak Balas Satu Ketika Daripada Graf

    by

    Menentukan Kadar Tindak Balas Satu Ketika Daripada Graf

    1. Kadar tindak balas berubah dari semasa ke semasa apabila satu tindak balas berlaku.
    2. Kadar tindak balas pada masa tertentu dipanggil kadar seketika.
    3. Kadar seketika tindak balas adalah sama dengan kecerunan tangen pada satu titik yang mewakili ketika itu.
     

    Contoh

    Graf di atas menunjukkan isi padu gas karbon dioksida yang dibebaskan dari masa ke masa dalam satu tindak balas kimia. Cari kadar tindak balas pada t = 40s.

    Jawapan:

    Kadar tindak balas pada 40s
    = kecerunan tangen pada 40s