MolDraw › Alat kimia › Kalkulator Hukum Laju dan Arrhenius
Kalkulator Hukum Laju dan Persamaan Arrhenius
Singkatnya: Kalkulator hukum laju dan Arrhenius: hukum laju terintegrasi dan waktu paruh untuk orde nol, satu, dan dua, orde reaksi dari laju awal atau data konsentrasi–waktu, serta energi aktivasi dari persamaan Arrhenius. Gratis, berjalan di peramban web Anda, dan tidak perlu diunduh.
Tiga kalkulator dalam satu. Selesaikan hukum laju terintegrasi untuk [A], [A]₀, k, atau t beserta waktu paruh. Tentukan orde reaksi dan k (dengan satuan) dari percobaan laju awal, atau uji data konsentrasi–waktu untuk orde nol, satu, atau dua. Gunakan persamaan Arrhenius untuk mencari Ea, k, atau T, dalam °C atau K.
Isi tiga nilai dan biarkan nilai yang ingin dicari kosong.
Metode laju awal
Masukkan 2 hingga 4 percobaan. Kosongkan kolom [B] untuk satu reaktan. Hukum laju: laju = k[A]m[B]n.
| Perc. | [A] (M) | [B] (M) | Laju awal (M/waktu) |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 |
Orde dari data konsentrasi–waktu
Persamaan Arrhenius dua titik
ln(k₂/k₁) = (Ea/R)(1/T₁ − 1/T₂). Isi empat nilai dan biarkan satu kosong. k₁ dan k₂ harus memiliki satuan yang sama.
k = A·e−Ea/RT (biarkan satu kosong)
Hukum laju terintegrasi dan waktu paruh
| Orde | Hukum laju | Bentuk terintegrasi | Plot garis lurus | Waktu paruh | Satuan k |
|---|---|---|---|---|---|
| Nol | laju = k | [A] = [A]₀ − kt | [A] vs t, kemiringan −k | [A]₀ / 2k | M s⁻¹ |
| Satu | laju = k[A] | ln[A] = ln[A]₀ − kt | ln[A] vs t, kemiringan −k | 0,693 / k | s⁻¹ |
| Dua | laju = k[A]² | 1/[A] = 1/[A]₀ + kt | 1/[A] vs t, kemiringan +k | 1 / (k[A]₀) | M⁻¹ s⁻¹ |
Untuk orde total p, satuan k adalah M1−p waktu⁻¹. Reaksi orde satu sering ditulis dengan log₁₀: k = (2,303/t) log([A]₀/[A]).
Metode laju awal
Bandingkan dua percobaan yang hanya satu konsentrasinya berubah. Jika menggandakan [A] mengalikan laju dengan 4, maka 2m = 4 dan m = 2. Secara umum m = log(rasio laju) / log(rasio konsentrasi). Kalkulator juga mencocokkan semua percobaan sekaligus dengan kuadrat terkecil pada ln(laju) = ln k + m ln[A] + n ln[B], membulatkan orde yang berjarak kurang dari 0,1 dari bilangan bulat atau setengah, lalu merata-ratakan k dari semua percobaan.
Persamaan Arrhenius
k = A·e^(−Ea/RT) ln k = ln A − (Ea/R)(1/T) ln(k₂/k₁) = (Ea/R)(1/T₁ − 1/T₂)
R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹. Plot ln k terhadap 1/T berupa garis lurus dengan kemiringan −Ea/R. Dalam bentuk log₁₀: log(k₂/k₁) = Ea/(2,303R) × (T₂ − T₁)/(T₁T₂).
Contoh soal
Peluruhan orde satu
N₂O₅ terurai dengan k = 6,2 × 10⁻⁴ s⁻¹. [A]₀ = 0,050 M. Tentukan [A] setelah 600 s.
[A] = 0,050 × e^(−6,2 × 10⁻⁴ × 600) = 0,050 × e^(−0,372)
[A] = 0,0345 M
75% selesai (gaya NEET)
Suatu reaksi orde satu selesai 75% dalam 40 menit. Tentukan t½.
75% selesai = 2 waktu paruh, sehingga t½ = 40/2. Periksa: k = ln 4 / 40 = 0,0347 menit⁻¹.
t½ = 20 menit
Orde dua
2NO₂ → 2NO + O₂ adalah reaksi orde dua dengan k = 0,50 M⁻¹ s⁻¹. Berapa lama waktu untuk turun dari 0,010 M menjadi 0,0010 M?
t = (1/0,0010 − 1/0,010) / 0,50 = 900 / 0,50
t = 1800 s (30 menit)
Laju awal (gaya AP)
Perc. 1: [A] 0,10, [B] 0,10, laju 2,0 × 10⁻³. Perc. 2: [A] 0,20, laju 8,0 × 10⁻³. Perc. 3: [B] 0,20, laju 4,0 × 10⁻³.
Menggandakan [A] menghasilkan ×4, jadi m = 2. Menggandakan [B] menghasilkan ×2, jadi n = 1. k = 2,0 × 10⁻³ / (0,10² × 0,10)
laju = k[A]²[B], k = 2,0 M⁻² s⁻¹
Energi aktivasi (NCERT)
Laju menjadi empat kali lipat ketika T naik dari 293 K ke 313 K. Tentukan Ea.
Ea = 8,314 × ln 4 / (1/293 − 1/313) = 8,314 × 1,386 / 2,181 × 10⁻⁴
Ea = 52,9 kJ/mol
Aturan "laju berlipat dua setiap 10 °C"
Laju berlipat dua antara 25 °C dan 35 °C.
Ea = 8,314 × ln 2 / (1/298,15 − 1/308,15)
Ea ≈ 52,9 kJ/mol
Satuan dan kesalahan umum
- Suhu dalam kelvin. Persamaan Arrhenius memerlukan K. Menggunakan °C menghasilkan nilai yang tidak masuk akal (dan pembagian dengan nol pada 0 °C).
- Ea dalam J vs kJ. R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹, jadi ubah Ea ke J/mol di dalam eksponen. Kalkulator ini menerima kJ/mol dan mengonversinya untuk Anda.
- Satuan k menunjukkan ordenya. s⁻¹ berarti orde satu. M⁻¹ s⁻¹ berarti orde dua. M s⁻¹ berarti orde nol.
- Jaga konsistensi satuan waktu. Jika k dalam menit⁻¹, waktu harus dalam menit.
- Orde ditentukan dari percobaan. Orde bukan koefisien persamaan setara, kecuali untuk tahap elementer.
- Waktu paruh bergantung pada [A]₀ untuk orde nol dan dua. Hanya waktu paruh orde satu yang konstan.
- Pilih percobaan yang hanya satu konsentrasinya berubah. Jika keduanya berubah bersamaan, Anda tidak dapat memisahkan kedua orde.
Menggambar mekanisme reaksi? Sketsa zat antara, keadaan transisi, dan profil energi di MolDraw, editor struktur kimia online gratis.
Buka editor MolDrawPertanyaan yang sering diajukan
Bagaimana cara menentukan orde reaksi dari laju awal?
Pilih dua percobaan yang hanya satu konsentrasinya berubah. Orde = log(laju₂/laju₁) / log(konsentrasi₂/konsentrasi₁). Menggandakan konsentrasi yang menggandakan laju berarti orde satu; ×4 berarti orde dua; tidak berubah berarti orde nol.
Bagaimana menentukan orde dari data konsentrasi–waktu?
Plot [A], ln[A], dan 1/[A] terhadap waktu. Yang menghasilkan garis lurus menunjukkan ordenya: nol, satu, atau dua. Kalkulator membandingkan nilai R² dari ketiga kecocokan.
Apa satuan konstanta laju?
Untuk orde total n, satuan k adalah M^(1−n) waktu⁻¹. Orde nol: M s⁻¹. Orde satu: s⁻¹. Orde dua: M⁻¹ s⁻¹. Orde tiga: M⁻² s⁻¹.
Bagaimana cara menghitung energi aktivasi dari dua suhu?
Gunakan Ea = R ln(k₂/k₁) / (1/T₁ − 1/T₂) dengan T dalam kelvin dan R = 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹. Jika laju menjadi empat kali lipat dari 293 K ke 313 K, Ea = 52,9 kJ/mol.
Berapa waktu paruh reaksi orde satu?
t½ = ln 2 / k ≈ 0,693/k. Nilainya tidak bergantung pada konsentrasi awal. Setelah n waktu paruh, tersisa (1/2)ⁿ dari reaktan.
Mengapa kenaikan 10 °C kira-kira menggandakan laju?
Untuk reaksi dengan Ea sekitar 50 kJ/mol di dekat suhu kamar, persamaan Arrhenius memprediksi kenaikan sekitar dua kali lipat per 10 °C. Ini aturan praktis, bukan hukum.
Alat kimia terkait
Terakhir diperbarui: