7.1 - Penentuan Kadar Tindak Balas

Tindak Balas Cepat dan Tindak Balas Perlahan

Tindak balas cepat mengambil masa yang singkat untuk lengkap. Contoh: tindak balas dalam sel elektrik, nyalaan mancis, pembakaran gas dan pembakaran bunga api.
Tindak balas perlahan mengambil masa yang panjang untuk lengkap. Contoh: pereputan buah, pengaratan logam, fotosintesis, kakisan batu dan penapaian.

Kadar tindak balas ialah perubahan kuantiti bahan tindak balas per unit masa atau perubahan kuantiti hasil tindak balas per unit masa.

Kadar tindak balas = \frac{perubahan kuantiti bahan tindak balas atau hasil tindak balas}{masa yang diambil untuk perubahan berlaku}

Kuantiti bahan tindak balas berkurang manakala kuantiti hasil tindak balas bertambah semasa tindak balas berlaku.
Jisim pepejal diukur dalam g, isi padu gas dalam $cm^{3}$ atau $dm^{3}$ , dan kepekatan zat terlarut dalam $mol dm^{- 3}$ .
Unit lazim ialah $g s^{- 1}$ , $g minit^{- 1}$ , $cm^{3} s^{- 1}$ , $cm^{3} minit^{- 1}$ , $mol dm^{- 3} s^{- 1}$ dan $mol dm^{- 3} minit^{- 1}$ .
Saat biasanya sesuai bagi tindak balas cepat; minit boleh digunakan bagi tindak balas yang lebih perlahan.

Perubahan	Pengukuran atau contoh
Pembentukan mendakan	Masa untuk tanda tidak kelihatan atau jisim mendakan; AgCl menyebabkan campuran keruh apabila $AgN O_{3}$ bertindak balas dengan $NaCl$ .
Pengurangan jumlah jisim	Diukur dengan penimbang elektronik apabila hasil berbentuk gas terbebas; contohnya tindak balas $HN O_{3}$ dengan $CaC O_{3}$ .
Penambahan isi padu gas	Gas dikumpul dan diukur dengan picagari gas atau buret telangkup; contohnya tindak balas $HCl$ dengan Mg menghasilkan $H_{2}$ .
Perubahan tekanan gas	Diukur dengan tolok tekanan.
Perubahan kekonduksian elektrik	Diukur dengan ammeter apabila ion-ion bergerak bebas terlibat.
Perubahan nilai pH	Diukur dengan meter pH apabila asid atau alkali terlibat dalam larutan akueus.

Zink dan asid sulfurik: 5.0 g serbuk zink bertindak balas dengan $20.0 cm^{3}$ asid sulfurik $0.1 mol dm^{- 3}$ . Hidrogen dikumpulkan di dalam buret telangkup berisi air dengan bacaan awal $50.00 cm^{3}$ . Bacaan pada sela masa 0.5 minit selama 5 minit mengukur penambahan isi padu gas. Semua sambungan radas mesti kedap udara. Isi padu gas tidak lagi bertambah apabila tindak balas selesai.
Asid nitrik dan ketulan marmar: 10.0 g ketulan marmar bertindak balas dengan $100.0 cm^{3}$ asid nitrik $2.0 mol dm^{- 3}$ . Penimbang elektronik merekod pengurangan jumlah jisim pada sela masa 30 saat apabila karbon dioksida terbebas. Kelalang ditutup secara longgar dengan kapas. Jisim malar menunjukkan tindak balas telah selesai.
Kalium iodida dan plumbum(II) nitrat: 2.0 g setiap serbuk diletakkan di tepi bertentangan piring Petri yang mengandungi air suling sedalam 0.5 cm. Masa tindak balas berakhir apabila tiada lagi mendakan terbentuk. Mendakan dituras, dibasuh dengan air suling, dikeringkan dan ditimbang untuk mengukur kuantiti yang terbentuk.

Kadar tindak balas purata ialah nilai purata kadar tindak balas dalam suatu tempoh masa tertentu.

Kadar purata keseluruhan = \frac{V}{t}

Kadar purata dari t_{1} hingga t_{2} = \frac{V _{2} - V _{1}}{t _{2} - t _{1}}

Bagi $t_{1}$ saat yang pertama, kadar purata ialah $V_{1} / t_{1}$ , dengan $V_{1}$ ialah isi padu gas yang terkumpul dalam tempoh itu.

Gunakan masa sebenar lengkung mula mendatar sebagai masa tindak balas lengkap, bukan masa terakhir yang dipaparkan pada graf.

Kadar tindak balas pada masa tertentu ialah kadar tindak balas pada satu ketika sahaja.

Plot graf kuantiti bahan tindak balas atau hasil tindak balas melawan masa.
Lukis tangen pada lengkung pada masa yang dikehendaki.
Bina segi tiga bersudut tegak yang besar menggunakan tangen; segi tiga yang lebih besar memberikan kecerunan yang lebih tepat.
Hitung kecerunan:

Kadar pada masa t = \frac{Δ V}{Δ t} = \frac{V _{2} - V _{1}}{t _{2} - t _{1}}

Graf isi padu hasil mempunyai kecerunan positif yang semakin landai apabila tindak balas menjadi perlahan.
Graf jumlah jisim bahan tindak balas menurun. Kadar dinyatakan sebagai magnitud positif walaupun kecerunannya negatif.

Magnesium karbonat berlebihan bertindak balas dengan asid sulfurik dan menghasilkan $70 cm^{3}$ karbon dioksida pada minit ke-7.

Kadar purata minit kelima: $\frac{63 - 58}{5 - 4} = 5 cm^{3} minit^{- 1}$ .
Kadar purata keseluruhan: $\frac{70}{7} = 10 cm^{3} minit^{- 1}$ .
Kecerunan tangen pada minit kedua pada graf ialah $\frac{64 - 20}{4 - 0.2} = 11.58 cm^{3} minit^{- 1}$ .