1.Faktor Mempengaruhi Kadar Tindak Balas
Kadar tindak balas diukur berdasarkan perubahan kuantiti bahan tindak balas/hasil per unit masa. Faktor yang meningkatkan kadar:
- Kepekatan lebih tinggi — lebih banyak perlanggaran.
- Suhu lebih tinggi — zarah bergerak lebih pantas.
- Luas permukaan lebih besar — lebih banyak tapak untuk perlanggaran.
- Kehadiran mangkin — menurunkan tenaga pengaktifan tanpa digunakan habis.
2.Teori Perlanggaran
Teori perlanggaran menyatakan tindak balas kimia berlaku apabila zarah bahan tindak balas berlanggar dengan orientasi yang betul dan tenaga yang mencukupi (sekurang-kurangnya tenaga pengaktifan).
Meningkatkan suhu/kepekatan/luas permukaan meningkatkan kekerapan perlanggaran berkesan, dengan itu meningkatkan kadar tindak balas.
3.Mengukur Kadar Tindak Balas & Tafsiran Graf
Kadar tindak balas purata ialah jumlah perubahan kuantiti bahan tindak balas atau hasil tindak balas dibahagi dengan jumlah masa yang diambil untuk perubahan itu berlaku.
Perubahan yang boleh diperhatikan dan diukur:
- Isipadu gas terbebas — dikumpul dalam buret atau picagari gas, contohnya gas hidrogen daripada tindak balas logam dengan asid.
- Jisim berkurang — apabila gas terbebas ke udara, contohnya tindak balas kalsium karbonat dengan asid.
- Kemunculan mendakan — contohnya masa untuk tanda X di bawah kelalang kon tidak kelihatan dalam tindak balas natrium tiosulfat dengan asid.
- Perubahan warna, suhu atau pH larutan.
Tafsiran graf isipadu gas melawan masa:
- Kadar tindak balas pada masa tertentu (kadar seketika) ialah kecerunan tangen kepada lengkung pada masa tersebut.
- Lengkung paling curam pada permulaan kerana kepekatan bahan tindak balas paling tinggi; kecerunan berkurang apabila bahan tindak balas digunakan.
- Lengkung menjadi mendatar apabila tindak balas lengkap, iaitu apabila bahan tindak balas pengehad telah habis.
- Eksperimen yang lebih pantas menghasilkan lengkung yang lebih curam, tetapi isipadu gas maksimum hanya berubah jika bilangan mol bahan tindak balas pengehad berubah.
- Mangkin tidak mengubah kuantiti hasil; ia menyediakan lintasan alternatif dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah.
Semakin singkat masa yang diambil, semakin tinggi kadar tindak balas; oleh itu kadar tindak balas berkadar songsang dengan masa.
4.Contoh & Kesilapan Lazim: Kadar & Teori Perlanggaran
- Sebut perlanggaran berkesan — jawapan mesti menyatakan kekerapan perlanggaran berkesan bertambah, bukan sekadar lebih banyak perlanggaran.
- Suhu dan kepekatan berbeza mekanismenya — suhu meningkatkan tenaga kinetik zarah, jadi lebih banyak zarah mencapai tenaga pengaktifan; kepekatan meningkatkan bilangan zarah per unit isipadu.
- Isipadu gas maksimum ditentukan oleh bilangan mol bahan tindak balas pengehad, bukan oleh suhu, saiz bahan atau mangkin; lengkung eksperimen yang lebih pantas lebih curam tetapi mendatar pada aras yang sama.
- Tulis unit kadar — contohnya cm³ s⁻¹, g min⁻¹ atau s⁻¹, dan lukis tangen yang hanya menyentuh lengkung pada satu titik.
Contoh 1Serbuk zink berlebihan ditambah kepada 50 cm³ asid hidroklorik 0.2 mol dm⁻³. (a) Hitung isipadu maksimum gas hidrogen pada keadaan bilik. (b) Tindak balas lengkap dalam 4 minit. Hitung kadar tindak balas purata. [Isipadu molar = 24 dm³ mol⁻¹ pada keadaan bilik]Lihat jalan kerjaTutup
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g). (a) Mol HCl = (0.2 × 50) ÷ 1000 = 0.01 mol. Nisbah HCl : H₂ = 2 : 1, jadi mol H₂ = 0.005 mol. Isipadu maksimum H₂ = 0.005 × 24 = 0.12 dm³ = 120 cm³. (b) Kadar purata = 120 cm³ ÷ 4 min = 30 cm³ min⁻¹, atau 120 cm³ ÷ 240 s = 0.5 cm³ s⁻¹.
Contoh 2Dalam tindak balas antara larutan natrium tiosulfat dengan asid hidroklorik, tanda X tidak kelihatan selepas 50 s pada 30 °C dan selepas 25 s pada 40 °C. Hitung kadar tindak balas bagi setiap suhu dan terangkan perbezaannya menggunakan teori perlanggaran.Lihat jalan kerjaTutup
Kadar = 1 ÷ masa. Pada 30 °C: 1 ÷ 50 = 0.02 s⁻¹. Pada 40 °C: 1 ÷ 25 = 0.04 s⁻¹, jadi kadar tindak balas menjadi dua kali ganda. Penerangan: pada suhu yang lebih tinggi, ion tiosulfat dan ion hidrogen mempunyai tenaga kinetik yang lebih tinggi dan bergerak lebih laju. Kekerapan perlanggaran antara zarah bertambah dan lebih banyak perlanggaran mencapai tenaga pengaktifan. Maka kekerapan perlanggaran berkesan bertambah, mendakan sulfur terbentuk lebih cepat dan tanda X tidak kelihatan dalam masa yang lebih singkat.