4.1 - Pengenalan Kadar Tindak Balas

Tindak Balas Cepat dan Tindak Balas Perlahan dalam Kehidupan Harian

• Tindak balas kimia ialah proses pertukaran satu atau lebih bahan tindak balas untuk menghasilkan satu atau lebih hasil tindak balas.
• Contoh:

• Larutan plumbum(II) nitrat tidak berwarna dan larutan kalium iodida tidak berwarna ialah bahan tindak balas.
• Mendakan plumbum(II) iodida berwarna kuning dan larutan kalium nitrat tidak berwarna ialah hasil tindak balas.
• Semasa tindak balas berlaku:
  • kuantiti bahan tindak balas berkurang dengan masa;
  • kuantiti hasil tindak balas bertambah dengan masa.

Tindak balas cepat	Tindak balas perlahan
Kadar tindak balas tinggi	Kadar tindak balas rendah
Berlaku dengan cepat	Berlaku dengan perlahan
Mengambil masa yang lebih singkat untuk lengkap	Mengambil masa yang lebih panjang untuk lengkap
Bahan tindak balas berkurang dengan cepat; hasil tindak balas bertambah dengan cepat	Bahan tindak balas berkurang dengan perlahan; hasil tindak balas bertambah dengan perlahan
Contoh: pembakaran gas butana	Contoh: pengaratan besi

Tafsiran graf

• Graf kuantiti bahan tindak balas melawan masa mencerun ke bawah.
• Graf kuantiti hasil tindak balas melawan masa mencerun ke atas.
• Tindak balas cepat mempunyai lengkung yang lebih curam dan mencapai kuantiti akhirnya dalam masa yang lebih singkat.
• Tindak balas perlahan mempunyai lengkung yang kurang curam dan mencapai kuantiti akhirnya dalam masa yang lebih panjang.

Kadar Tindak Balas

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

Perubahan yang boleh diperhatikan atau diukur dalam tempoh masa tertentu termasuk:

• pengurangan jisim, isi padu atau kepekatan bahan tindak balas;
• pertambahan jisim, isi padu atau kepekatan hasil tindak balas;
• pengurangan atau pertambahan tekanan, suhu, nilai pH, kekonduksian elektrik, kekonduksian haba atau keamatan warna campuran tindak balas;
• pertambahan isi padu atau tekanan gas yang terbebas;
• pertambahan ketinggian mendakan yang terbentuk.

Unit kadar bergantung pada kuantiti yang diukur dan unit masa, contohnya:

• jisim per unit masa: ${\text{g s}}^{-1}$;
• isi padu gas per unit masa: ${\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$.

Menentukan Kadar Tindak Balas Purata

Kadar tindak balas purata ialah nilai purata kadar tindak balas yang berlaku dalam sesuatu tempoh masa tertentu.

Contoh 1: pengurangan jisim bahan tindak balas

Apabila $0.3\text{g}$ pita magnesium bertindak balas dengan lengkap dengan asid hidroklorik cair berlebihan dalam masa $30\text{s}$:

Contoh 2: isi padu gas hidrogen melawan masa

Diberi bacaan graf $20.00{\text{cm}}^3$ pada $60\text{s}$, $30.00{\text{cm}}^3$ pada $120\text{s}$ dan $35.00{\text{cm}}^3$ pada $180\text{s}$, kemudian graf menjadi mendatar:

Tempoh masa	Kadar tindak balas purata
Minit pertama, $0$–$60\text{s}$	$\frac{20.00}{60}=0.33{\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$
2 minit pertama, $0$–$120\text{s}$	$\frac{30.00}{120}=0.25{\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$
Minit kedua, $60$–$120\text{s}$	$\frac{30.00-20.00}{120-60}=0.17{\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$
Minit ketiga, $120$–$180\text{s}$	$\frac{35.00-30.00}{180-120}=0.08{\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$
Keseluruhan tindak balas, $0$–$180\text{s}$	$\frac{35.00}{180}=0.19{\text{cm}}^3{\text{ s}}^{-1}$

• Gunakan perubahan dalam tempoh yang dinyatakan, bukan jumlah kuantiti dari masa sifar, jika tempoh itu tidak bermula pada masa sifar.
• Tindak balas tamat apabila graf mula-mula menjadi mendatar. Dalam contoh ini, gunakan $180\text{s}$, bukan masa terakhir yang ditunjukkan pada paksi mengufuk.

Kadar Tindak Balas pada Masa Tertentu

Kadar tindak balas pada masa tertentu, atau kadar tindak balas seketika, ialah kadar tindak balas pada satu-satu masa atau ketika tertentu.

Kaedah

1. Tandakan titik yang dikehendaki pada lengkung.
2. Lukis tangen yang menyentuh lengkung pada titik itu.
3. Pilih dua titik yang berjauhan pada tangen.
4. Bentukkan segi tiga bersudut tegak yang besar.
5. Hitung kecerunan:

Contoh pengiraan tangen

• Pada saat ke-20:

• Pada saat ke-60:

• Pada saat ke-120: