Latihan dan Kuis 6

 Latihan 6

• Example chapter 13

Penguraian ethana (C2H6) menjadi  radikal metil adalah reaksi urutan pertama dengan nilai konstanta  5,36 x  10 ^-4 s^-1  pada 700^oC:  

C2H6(g)→2CH3(g)   

Hitung paruh reaksi dalam hitungan menit.

Jawaban :

Untuk reaksi urutan pertama, kita hanya perlu nilai konstanta untuk menghitung setengah dari reaksi. Dari Persamaan (13.6)

• Example chapter 14

Pertimbangkan sistem keseimbangan berikut:

(a) 2PbS(s) + 3O2(g) ⇋2PbO(s) + 2SO2(g)

(b) PCl5(g)⇋PCl3(g) + Cl2(g)

(c) H2(g) + CO2(g) ⇋H2O(g) + CO(g)

Prediksi arah reaksi bersih dalam setiap kasus sebagai akibat dari peningkatan tekanan (penurunan volume) pada sistem pada suhu yang konstan.

Jawaban :

(a) Pertimbangkan hanya molekul gas. Dalam persamaan seimbang, ada 3 mol reaktan gas dan 2 mol produk gas. Oleh karena itu, reaksi bersih akan bergeser ke arah produk (ke kanan) ketika tekanan meningkat.

(b) Jumlah mol produk adalah 2 dan reaktif adalah 1; oleh karena itu, reaksi bersih akan bergeser ke kiri, ke arah reaktif.

(c) Jumlah mol produk sama dengan jumlah mol reaktan, sehingga perubahan tekanan tidak berpengaruh pada keseimbangan.

Cek

Dalam setiap kasus, prediksinya konsisten dengan prinsip Le Châtelier.

• Example chapter 15

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

Strategi :

Jawaban :

(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 chapter 16

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

Jawaban :

(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.

• Example 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)

Jawaban :

(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.

• Example Chapter 18

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.

Jawaban:

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

Kuis 6

• Problem 13.70

Sebutkan empat faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Jawab :

1. Luas permukaan sentuh.
2. Suhu.
3. Katalis.
4. Molaritas.
5. Konsentrasi

• Problem 14.96

Pada suhu 20 ° C, tekanan uap air adalah 0,0231 atm. Hitung KP dan Kc untuk prosesnya H2O (l) Δ H2O (g)

Jawab :

• Problem 15.82

Hitung pH larutan 0,42 M NH4Cl

Jawab :

Basa Lemah l

[OH-] = /kb.M

    = /1,8 × 10^-5 . 0,42

    = /18 × 10^-6 . 42 × 10^-2

    = /756 × 10^-8

    = 27 × 10^-4

pOH = - Log [OH-]

    = - Log (27 × 10^-4)

    = 4 - Log 27    

    pH = 14 - pOH

    = 14 - (4 - Log 27)

    = 10 + Log 27

• Problem 16.107

Kelarutan Pb(IO3)2 didalam NAIO3 0,1M adalah 2,4x10^-11. Hitunglah Ksp Pb(IO3)2

Jawaban :

• Problem 17.37

Jelaskan sajak anak-anak berikut dalam kaitannya dengan hukum kedua termodinamika.

Humpty Dumpty sat on a wall

Humpty Dumpty had a great fall.

All the King’s horses and all the King’s men 

Couldn’t put Humpty together again.

Jawaban :

hubungan dengan hukum kedua termodinamika adalah bahwa semua hal cenderung ke arah peningkatan entropi - artinya, seiring waktu segala sesuatu akan semakin campur aduk, kacau dan acak.

• Problem 18.13

Prediksi apakah Fe3+ dapat mengoksidasi I2 menjadi I2 di bawah kondisi standar-negara.

Jawab :

Tidak