NOTA BAB 4 KADAR TINDAKBALAS USC1112

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

STANDARD PEMBELAJARAN

4.0 KADAR TINDAK BALAS

4.1 Menganalisis kadar tindakbalas
4.1.1 Menyatakan maksud kadar tindakbalas.
4.1.2 Mengenalpasti perubahan yang dapat diperhatikan pada bahan atau hasil
tindakbalas
4.1.3 Menentukan kadar tindakbalas purata

4.2 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi kadar tindakbalas
4.2.1 Menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi

kadar tindakbalas (saiz bahan tindak balas, kepekatan, suhu dan mangkin)
4.2.2 Menjalankan eksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi kadar

tindakbalas seperti saiz bahan tindak balas, kepekatan, suhu dan mangkin.
4.2.3 Mengaplikasikan faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas dalam industri

dan kehidupan harian

HASIL PEMBELAJARAN

Kurikulum Sains dalam Modul Kimia Tak Organik membolehkan pelajar:
1. Mengaplikasi konsep dan prinsip kimia dengan betul dalam situasi tertentu (C3, PLO1)
2. Menggunakan kemahiran saintifik dengan betul dalam aktiviti di makmal (P3, PLO3)
3. Mempamerkan sikit sainstifik dan nilai murni yang beretika melalui penyelesaian masalah
saintifik dengan berkesan (A2, PLO7)

1

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
4.1 MENGANALISIS KADAR TINDAKBALAS

4.1.1 Menyatakan maksud kadar tindakbalas
a) Tindak balas kimia (chemical reaction) berlaku apabila bahan tindak balas (reactant)
dicampurkan bersama-sama, pada keadaan yang sesuai.
b) Kadar tindak balas ialah ukuran perubahan kuantiti bahan atau hasil tindak balas
terhadap masa.
Kadar tindak balas = Perubahan kuantiti bahan atau hasil tindak balas
Masa yang diambil
c) Kadar tindak balas berkadar songsang dengan masa tindak balas.

d) Kadar tindak balas yang berlaku terlalu cepat dalam tempoh masa yang singkat
mempunyai kadar tindak balas yang tinggi.

e) Kadar tindak balas yang berlaku terlalu lambat dalam tempoh masa yang lama
mempunyai kadar tindak balas yang rendah.

f) Kadar tindak balas boleh ditakrifkan sebagai jumlah sesuatu bahan tindak balas yang
digunakan bagi setiap unit masa.

g) Kadar tindak balas juga boleh ditakrifkan sebagai jumlah hasil tindak balas yang
diperolehi per unit masa.

2

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
4.1.2 Mengenalpasti perubahan yang diperhatikan pada bahan atau hasil tindakbalas

a) Perubahan jumlah bahan / hasil tindak balas boleh diukur dengan :
i. pengurangan jisim bahan tindak balas ( reactant)
ii. penambahan jisim hasil tindak balas
iii. peningkatan isipadu gas terbebas
iv. pembentukan mendakan
v. perubahan pada pH, suhu atau kekonduksian elektrik.

b) Unit-unit yang digunakan untuk kadar tindak balas bergantung kepada perubahan yang
diukur. Sebagai contoh:
i. cm3 per unit masa (saat atau minit) untuk gas.
ii. g per unit masa atau mol per unit masa untuk bahan tindak balas pepejal.
iii. mol dm-3 per unit masa bagi bahan tindak balas dalam larutan akueus (aqueous
solution).

c) Tindak balas kimia yang berlainan berlaku pada kadar yang berbeza. Sebahagian tindak
balas berlaku dengan cepat/pantas dan ada juga yang berlaku secara perlahan.

d) Semasa tindak balas kimia, bahan tindak balas digunakan sehinggalah hasil tindak
balasnyanya (product) terbentuk. Oleh itu, jumlah bahan tindak balas akan berkurangan
manakala jumlah hasil tindak balas akan meningkat, sebagaimana tindak-balasnya
diteruskan.

e) Oleh itu, kadar tindak balas boleh ditentukan oleh salah satu daripada cara-cara berikut:
1. Kadar kehilangan bahan tindak balas, atau
2. Kadar pembentukan sesuatu hasil tindak balas (product).

Kaedah mengukur kadar tindak balas.

• Jumlah bahan tindak balas yang digunakan atau hasil tindak balas yang diperolehi boleh
diukur dari segi jisim bahan atau kepekatan bahan tersebut.

• Untuk tindak balas kimia yang menghasilkan gas, kadar tindak balas boleh diukur
sebagai jumlah gas yang dihasilkan per unit masa.

3

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
CONTOH : Tindak balas antara kalsium karbonat dan asid hidroklorik cair.

Gas karbon
dioksida

air

Larutan asid
hidroklorik cair

kalsium karbonat
Rajah 4.1 : susunan radas tindak balas antara kalsium karbonat dan asid hidroklorik cair.
Tindak balas antara kalsium karbonat (kepingan kecil marmar) dan asid hidroklorik cair
boleh diwakili oleh persamaan berikut:

CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) +H2O(l)
dimana;
CaCO3(s) + 2HCl(aq) adalah bahan tindak balas, dan
CaCl2(aq) + CO2(g) +H2O(l) adalah hasil tindak balas.
Semasa tindak balas, berlaku perubahan yang dapat dilihat seperti berikut:
• Jisim kalsium karbonat (bahan tindak balas) berkurangan.
• Kepekatan asid hidroklorik (bahan tindak balas) berkurangan.
• Jumlah isipadu karbon dioksida (hasil tindak balas) yang dihasilkan meningkat.

Oleh itu, kadar tindak balas antara kalsium karbonat dan asid hidroklorik boleh ditentukan
dengan mengukur:

i.Penurunan dalam jisim kalsium karbonat per unit masa, atau
ii.Peningkatan dalam isipadu karbon dioksida per unit masa.
Iaitu,

atau

4

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Rajah 4.2 menunjukkan lakaran graf bagi perubahan bahan dan hasil tindak balas.

Jisim CaCO3 /g Kepekatan HCl
/mol dm-3

masa /s masa /s

Kepekatan CaCl2/ mol dm-3 Isipadu CO2 /cm3

masa /s masa /s
Rajah 4.2

4.1.3 Menentukan kadar tindak balas purata

a) Terdapat dua cara untuk menentukan kadar tindak balas iaitu :
i. kadar tindak balas purata
ii. kadar tindak balas pada masa tertentu

Kadar tindak balas purata

a) Kadar tindak balas purata ialah purata kadar tindak balas yang berlaku dalam satu
tempoh masa tertentu.

b) Ia boleh ditentukan dengan mengira jumlah bahan tindak balas yang digunakan atau
jumlah hasil tindak balas yang terbentuk dalam satu tempoh masa tertentu.

5

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

PENENTUAN KADAR TINDAK BALAS PURATA

Kadar tindak balas pada masa tertentu
c) Kadar tindak balas pada masa tertentu ialah kadar tindak balas sebenar yang berlaku

pada masa tersebut.
d)

Kadar Tindak Balas Pada Masa Tertentu

a) Pengiraan juga boleh dibuat dengan menggunakan data daripada jadual 3.1 contohnya:
Keputusan berikut diperolehi apabila 20 cm3 HCl 0.5 mol dm-3 ditindak balaskan dengan
pita magnesium.

Masa ( t) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150
s

Isipadu 0 10.0 16.0 22.0 27.0 31.0 36.0 39.0 42.0 44.0 46.0
Jadual 4.1
H2 (V)
cm3

6

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Tentukan :

i. Kadar tindak balas purata pada 15 saat yang pertama.
ii. Kadar tindak balas purata pada 15 saat yang kedua.
iii. Kadar tindak balas purata antara 30 saat dan 120 saat.
iv. Kadar tindak balas purata keseluruhan.

Kaedah penyelesaian :

i. Kadar tindak balas purata pada 15 saat yang pertama.

= V2 - V1 = 10.0 - 0 = 0.67 cm3 / s

t2 - t1 15 - 0

ii. Kadar tindak balas purata pada 15 saat yang kedua.

= V2 - V1 = 16.0 - 10.0 = 0.40 cm3 / s
t2 - t1 30 - 15

iii. Kadar tindak balas purata antara 3 saat dan 120 saat.

= V2 - V1 = 42.0 - 16.0 = 0.29 cm3 / s
t2 - t1 120 - 30

iv. Kadar tindak balas purata keseluruhan.

= V2 - V1 = 46.0 - 0 = 0.31 cm3 / s
t2 - t1 150 - 0

7

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
4.2 MENGANALISIS FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KADAR TINDAKBALAS
4.2.1 Menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar tindakbalas

Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas:
a) Saiz bahan

• Jumlah luas permukaan bahan tindak balas : semakin besar JLP semakin tinggi kadar
tindak balas.

• bahan yang lebih kecil mempunyai JLP yang terdedah kpd tindak balas yg lebih besar.
Jadi peluang utk pelanggaran bertambah iaitu frekuensi pelanggaran bertambah.

•

8

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
b) Kepekatan : semakin tinggi kepekatan semakin tinggi kadar tindak balas.

• pertambahan kepekatan bahan tindak balas bermakna bilangan zarah bahan tindak
balas dalam satu unit isipadu campuran akan bertambah. Oleh itu, zarah bahan tindak
balas akan berlanggaran dengan lebih kerap.

c) Suhu → semakin tinggi suhu semakin tinggi kadar tindak balas
• suhu yang tinggi akan menambahkan tenaga kinetik zarah bahan tindak balas. Oleh itu,
zarah bahan tindak balas bergerak dengan lebih pantas. Tenaga yang dipunyai oleh
zarah bahan tindak balas juga bertambah apabila suhu meningkat.

9

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
d) Mangkin → kehadiran mangkin positif akan meningkatkan kadar tindak balas.

• kehadiran mangkin positif membekalkan suatu lintasan alternatif bagi tindak balas
berlaku. Lintasan alternatif ini mempunyai tenaga pengaktifan yang lebih rendah. Oleh
itu, bilangan zarah yang mempunyai bahan tindak balas yang mempunyai tenaga
pengaktifan yang lebih rendah ini adalah lebih banyak.

• Mangkin bersifat:
✓ tidak berubah dari segi kuantiti dan komposis kimia
✓ tindakan mangkin adalah khusus
✓ mangkin hanya diperlukan dalam kuantiti yang kecil
✓ tidak mengubah kuanti hasil tindak balas.
✓ menyediakan satu jalan alternatif yang mempunyai tenaga pengaktifan yang
rendah.

10

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
4.2.2 Menjalankan eksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi kadar
tindakbalas
Saiz bahan tindak balas
■ Saiz bahan tindak balas

► Apabila pepejal bertindak balas dengan cecair atau gas, saiz bahan tindak balas pepejal
akan memberi kesan kepada kadar tindak balas.

Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin besar jumlah luas
permukaan yang terdedah

► Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin besar jumlah luas permukaan yang
terdedah.

► Oleh itu, kadar tindak balas akan menjadi lebih tinggi.

11

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Aktiviti Makmal 1: Kesan Saiz Bahan Tindak Balas Ke Atas Kadar Tindak Balas

Tujuan : Untuk mengkaji kesan saiz bahan tindak balas ke atas kadar tindak balas

Pernyataan masalah : Adakah semakin kecil saiz bahan tindak balas semakin tinggi kadar
tindak balas?
Hipotesis : Semakin kecil saiz bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas
Pemboleh ubah :
yang dimanipulasikan : Saiz bahan tindak balas
yang bergerak balas : Kadar tindak balas
yang dimalarkan : suhu, jisim kalsium karbonat, kepekatan asid hidroklorik.
Bahan :
Ketulan dan serbuk kalsium karbonat, asid hidroklorik 0.2 mol dm -3
Radas : Buret, kelalang kon, kaki retort dan pengapit, silinder penyukat, takung air, salur
penghantar, penyumbat getah dan jam randik.
Kaedah :

Rajah 4.2 : susunan radas
1) Isi buret hingga penuh dengan air lalu telangkupkan di atas sebuah takung air yang

berisi air.
2) Apit buret secara menegak dengan kaki retort dan pengapit.
3) Timbang 5 g ketulan kalsium karbonat dan masukkan ke dalam sebuah kelalang kon.
4) Sukat 50 cm3 larutan asid hidroklorik cair 0.2 mol dm -3 dengan silinder penyukat.
5) Tuang asid secepat mungkin dan pasang salur penghantar dan penyumbat getah

dengan segera seperti rajah di atas dan mulakan jam randik.
6) Rekod isipadu gas karbon dioksida yang terkumpul dalam buret setiap 30 saat sehingga

tindak balas selesai.
7) Ulang langkah 1 hingga 6 dengan menggunakan 5 g serbuk kalsium karbonat.
8) Rekod keputusan dalam jadual.

12

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

9) Plotkan graf isipadu gas CO2 melawan masa bagi kedua-dua eksperimen di atas kertas
graf yang sama.

Keputusan :

Tindak balas antara ketulan kalsium karbonat dengan larutan asid hidroklorik cair
(Rujuk Jadual 4.2 a)

Masa / s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Bacaan buret /
cm3

Isipadu gas
CO2 / cm3

Jadual 4.2 a

Tindak balas antara serbuk kalsium karbonat dengan larutan asid hidroklorik cair
(Rujuk Jadual 4.2 b)

Masa / s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Bacaan buret /
cm3

Isipadu gas
CO2 / cm3

Jadual 4.2 b

Graf saiz bahan tindak balas terhadap kadar tindak balas bagi tindak balas antara kalsium
karbonat dan asid hidroklorik.

13

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Analisis :
1) Eksperimen ini menunjukkan kadar tindak balas bagi serbuk kalsium karbonat adalah
lebih cepat berbanding kadar tindak balas dengan mengggunakan ketulan kalsium
karbonat.

2) Kecerunan graf semakin berkurang apabila masa bertambah. Pada akhirnya kadar
tindak balas adalah sifar. Ini menunjukkan kadar tindak balas berkurang dengan masa.

3) Sifat ini disebabkan oleh faktor-faktor berikut:
i. kepekatan asid hidroklorik berkurang semasa tindak balas.
ii. jisim kalsium karbonat berkurang semasa tindak balas.

4) Jumlah jisim kalsium karbonat dan jumlah bilangan mol asid hidroklorik yang digunakan
adalah sama. Oleh itu, jumlah gas karbon dioksida yang terbebas daripada kedua-dua
eksperimen adalah sama cuma berbeza dari segi kadar isipadu yang dikumpulkan.

Kesimpulan :

Semakin kecil saiz bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas

Kesan Kepekatan
■ Kesan Kepekatan

14

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
► Kepekatan bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas bagi bahan yang

berbentuk cecair.

Zarah-zarah
asid

Serpihan marmar (kalsium karbonat)
Rajah 4.3

► Semakin tinggi kepekatan, semakin tinggi bilangan zarah per unit isipadu.

(Rujuk Rajah 4.3)

► Oleh itu, kadar tindak balas akan menjadi lebih tinggi.

✍ Contoh :
Satu eksperimen telah dijalankan untuk mengkaji kadar tindak balas di antara serbuk marmar
(kalsium karbonat) dan asid hidroklorik pada kepekatan yang berbeza.
Senarai berikut menunjukkan lima eksperimen yang telah dijalankan untuk mengkaji kesan
kepekatan ke atas kadar tindak balas.

a. Eksperimen I : 50cm3 1mol dm-3 HCl dalam serbuk marmar berlebihan.
b. Eksperimen II : 100cm3 2mol dm-3 HCl dalam serbuk marmar berlebihan.
c. Eksperimen III : 150cm3 0.5mol dm-3 HCl dalam serbuk marmar berlebihan.
d. Eksperimen IV: 25cm3 1.5mol dm-3 HCl dalam serbuk marmar berlebihan.
e. Eksperimen V : 50cm3 0.5mol dm-3 HCl dalam serbuk marmar berlebihan.

Lakaran graf berikut menunjukkan isipadu gas karbon dioksida yang terbebas melawan masa
bagi setiap keadaan dengan membandingkannya terhadap Eksperimen I.

► Eksperimen I melawan Eksperimen II

Hasil akhir Ekperimen II lebih tinggi
sebab isipadunya lebih tinggi.

Kecerunan graf Ekperimen II lebih tinggi
sebab kepekatannya lebih tinggi

15

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

► Eksperimen I melawan Eksperimen III

Hasil akhir Ekperimen III lebih tinggi
sebab isipadunya lebih tinggi.
Kecerunan graf Ekperimen III lebih
rendah sebab kepekatannya lebih
rendah

► Eksperimen I melawan Eksperimen IV

Hasil akhir Ekperimen IV lebih rendah
sebab isipadunya lebih rendah.
Kecerunan graf Ekperimen IV lebih tinggi
sebab kepekatannya lebih tinggi

► Eksperimen I melawan Experimen V
Hasil akhir Ekperimen V sama dengan
eksperimen I sebab isipadunya sama.
Kecerunan graf Ekperimen V lebih
rendah sebab kepekatannya lebih
rendah

16

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Aktiviti Makmal 2 : Kesan Kepekatan Ke Atas Kadar Tindak Balas

Tujuan : Untuk mengkaji kesan kepekatan bahan tindak balas ke atas kadar tindak balas

Pernyataan masalah : Adakah semakin tinggi kepekatan bahan tindak balas semakin tinggi
kadar tindak balas?
Hipotesis : Semakin tinggi kepekatan bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas
Pemboleh ubah :
yang dimanipulasikan : Kepekatan bahan tindak balas
yang bergerak balas : Kadar tindak balas
yang dimalarkan : suhu dan isipadu bahan tindak balas
Bahan :
Larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0.2 mol dm -3, larutan asid sulfurik (H2SO4) 1 mol dm -3 dan
air suling.
Radas : Buret, kelalang kon 100 cm3, silinder penyukat 50 cm3 dan 5 cm3, kertas putih dan jam
randik.
Kaedah :

Rajah 4.4
1) Lukis satu tanda X yang bersaiz kira-kira 1 cm2 di tengah sekeping kertas putih.
2) Dengan menggunakan silinder penyukat 50 cm3, sukat 50 cm3 larutan natrium tiosulfat,

Na2S2O3 dan tuangkan larutan itu ke dalam kelalang kon yang diletakkan di atas tanda
pangkah X pada kertas putih.
3) Dengan menggunakan silinder penyukat 5 cm3 , sukat 5 cm3 larutan asid sulfurik,
H2SO4.

17

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

4) Tuang larutan asid sulfurik, H2SO4 yang telah disukat ke dalam kelalang kon yang
mengandungi larutan natrium tiosulfat, Na2S2O3 dan goncangkan. Pada masa yang
sama, mulakan jam randik.

5) Perhatikan tanda pangkah X seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.4
6) Hentikan jam randik sebaik sahaja tanda pangkah X tidak kelihatan lagi dan catat masa

tersebut dalam Jadual 3.4
7) Ulang langkah 1 hingga 6 dengan menggunakan isipadu larutan natrium tiosulfat,

Na2S2O3, isipadu air suling dan isipadu larutan asid sulfurik, H2SO4 seperti yang
ditunjukkan dalam Jadual 4.4
8) Kirakan nilai 1/masa dan rekod di dalam Jadual 4.4
9) Plotkan graf kepekatan natrium tiosulfat / mol dm-3 terhadap masa.
10) Plotkan graf kepekatan natrium tiosulfat / mol dm-3 terhadap 1/masa.

Keputusan :

No. Eksperimen 12345

Isipadu H2SO4 / cm3 55555

Isipadu Na2S2O3 V / cm3 50 40 30 20 10

Isipadu air suling / cm3 0 10 20 30 10 x 0.2
50
Kepekatan larutan 50 x 0.2 40 x 0.2 30 x 0.2 20 x 0.2
Na2S2O3, 50 50 50 50
V x 0.2 / mol dm -3
= 0.20 = 0.16 = 0.12 = 0.08 = 0.04
50

Masa yang diambil / s 20 23 32 46 95

1/masa / s-1 0.050 0.043 0.031 0.022 0.011
Jadual 4.4

18

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Graf kepekatan natrium tiosulfat, Na2S2O3 / mol dm-3 terhadap masa.
kepekatan natrium tiosulfat, Na2S2O3 / mol dm-3

masa / s

Graf kepekatan natrium tiosulfat, Na2S2O3/ mol dm-3 terhadap 1/masa.
kepekatan natrium tiosulfat, Na2S2O3 / mol dm-3

Analisis :

19

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Persamaan kimia bagi tindak balas di antara Natrium tiosulfat dan asid sulfurik adalah

Na2S2O3 (ak) + H2SO4 Na2SO4 (ak) + H2O(ce) + SO2 (g) + S (p)

Natrium asid Natrium sulfat air sulfur sulfur
tiosulfat sulfurik dioksida

Semasa eksperimen dijalankan, tanda pangkah X beransur hilang dari pandangan kerana
pembentukan mendakan kuning dalam kelalang kon. Mendakan kuning yang terbentuk
sebenarnya adalah sulfur yang terhasil daripada tindak balas yang berlaku..

Daripada kedua-dua graf didapati :

i. Semasa kepekatan natrium tiosulfat tinggi, masa tindak balas adalah pendek.
ii. Semasa kepekatan natrium tiosulfat tinggi, nilai 1/masa tindak balas juga tinggi
iii. Nilai 1/masa adalah merujuk kepada kadar tindak balas.

Kesimpulan:

Semakin tinggi kepekatan bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas. Hipotesis
diterima.

20

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
Kesan suhu
■ Kesan suhu

► Apabila suhu tindak balas bertambah, lebih banyak zarah memperolehi tenaga kinetik
yang tinggi.

► Oleh itu, kadar tindak balas akan menjadi lebih tinggi.
■ Graf kadar tindak balas
► Graf berikut menunjukkan kesan suhu ke atas kadar tindak balas bagi tindak balas antara

kalsium karbonat dan asid hidroklorik.
Isipadu CO2 / cm3
Kecerunan rendah,
# kadar tindak balas rendah

Kecerunan tinggi,
# kadar tindak balas tinggi

masa/ s

21

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Aktiviti Makmal 3: Kesan Suhu Ke Atas Kadar Tindak Balas

Tujuan : Untuk mengkaji kesan suhu ke atas kadar tindak balas
Pernyataan masalah : Adakah semakin tinggi suhu semakin tinggi kadar tindak balas?
Hipotesis : Semakin tinggi suhu bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas
Pemboleh ubah :
yang dimanipulasikan : Suhu natrium tiosulfat
yang bergerak balas : Kadar tindak balas
yang dimalarkan : Isipadu dan kepekatan bahan tindak balas
Bahan :
Larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0.2 mol dm -3 dan arutan asid sulfurik (H2SO4)
1 mol dm -3.
Radas : Buret, kelalang kon 100 cm3, silinder penyukat 50 cm3 dan 5 cm3, kertas putih, penunu
Bunsen, jam randik, termometer, kasa dawai, tungku kaki tiga, kepingan asbestos dan jam
randik.
Kaedah :

Rajah 4.5
1) Lukis satu tanda X yang bersaiz kira-kira 1 cm2 di tengah sekeping kertas putih.
2) Dengan menggunakan silinder penyukat 50 cm3, sukat 50 cm3 larutan natrium tiosulfat,

Na2S2O3 dan tuangkan larutan itu ke dalam kelalang kon yang diletakkan di atas tanda
pangkah X pada kertas putih.
3) Catatkan suhu larutan natrium tiosulfat.
4) Dengan menggunakan silinder penyukat 5 cm3 , sukat 5 cm3 larutan asid sulfurik,
H2SO4.
5) Tuang larutan asid sulfurik, H2SO4 yang telah disukat ke dalam kelalang kon yang
mengandungi larutan natrium tiosulfat, Na2S2O3 dan goncangkan. Pada masa yang
sama, mulakan jam randik.
6) Perhatikan tanda pangkah X seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.5

22

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

7) Hentikan jam randik sebaik sahaja tanda pangkah X tidak kelihatan lagi dan catat masa
tersebut dalam Jadual 3.6

8) Ulang langkah 1 hingga 7 dengan menggunakan suhu larutan natrium tiosulfat,
Na2S2O3, yang berbeza seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 4.5

9) Kirakan nilai 1/masa dan rekod di dalam Jadual 4.5
10) Plotkan graf suhu terhadap masa.
11) Plotkan graf suhu terhadap 1/masa.

Keputusan :

No. Eksperimen 123 4 5
45 50
Suhu / °C 30 35 40 12 10
0.083 0.100
Masa yang diambil / s 23 16 14

1/masa / s-1 0.043 0.063 0.071
Jadual 4.5

Graf suhu natrium tiosulfat, Na2S2O3 / °C terhadap masa.

Graf suhu natrium tiosulfat, Na2S2O3 / °C terhadap 1/masa.
23

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Analisis :
Daripada kedua-dua graf didapati :

i. Apabila suhu natrium tiosulfat bertambah , masa tindak balas semakin pendek.
ii. Apabila suhu natrium tiosulfat tinggi, nilai 1/masa tindak balas juga tinggi
iii. Nilai 1/masa adalah merujuk kepada kadar tindak balas.
Biasanya kadar suatu tindak balas akan bertambah dua kali ganda jika suhu tindak balas
dinaikkan sebanyak 10°C.
Kesimpulan:
Semakin tinggi suhu bahan tindak balas semakin tinggi kadar tindak balas. Hipotesis diterima.

24

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
Kesan Mangkin
■ Mangkin

► Suatu bahan yang boleh mengubah kadar tindak balas kimia tetapi tidak memberi kesan
kepada jumlah hasil tindak balas.

■ Ciri-ciri bagi mangkin
► Tidak memberi kesan kepada jumlah hasil yang diperolehi.
► Hanya mempengaruhi kadar tindak balas. (Mangkin positif akan meningkatkan kadar
tindak balas sementara mangkin negatif akan mengurangkan kadar tindak balas)
► Tindakan khusus terhadap sesuatu tindak balas tertentu sahaja.
► Hanya sebilangan kecil mangkin diperlukan.
► Ciri-ciri kimia tidak berubah pada akhir tindak balas. (Ia mungkin berubah dari segi fizikal)

25

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Aktiviti Makmal 4: Kesan Kehadiran Mangkin Ke Atas Kadar Tindak Balas

Tujuan : Untuk mengkaji kesan kehadiran mangkin ke atas kadar tindak balas

Pernyataan masalah : Adakah kehadiran mangkin meningkatkan kadar tindak balas?
Hipotesis : kehadiran mangkin meningkatkan kadar tindak balas
Pemboleh ubah :
yang dimanipulasikan : Kehadiran mangkin
yang bergerak balas : Kadar tindak balas
yang dimalarkan : suhu, isipadu dan kepekatan larutan hidrogen peroksida.
Bahan :
Larutan hidrogen peroksida, serbuk mangan (IV) oksida.
Radas : Buret, kelalang kon, kaki retort dan pengapit, silinder penyukat, takung air, salur
penghantar, penyumbat getah, spatula dan jam randik.
Kaedah :

Rajah 4.6 : Susunan radas eksperimen
1) Isi buret hingga penuh dengan air lalu telangkupkan di atas sebuah takung air yang

berisi air.
2) Apit buret secara menegak dengan kaki retort dan pengapit.
3) Sukat 50 cm3 larutan hidrogen peroksida dengan silinder penyukat dan tuangkan ke

dalam kelalang kon.
4) Masukkan setengah spatula serbuk mangan (IV) oksida ke dalam kelalang kon secepat

mungkin dan pasang salur penghantar dan penyumbat getah dengan segera seperti
rajah 4.6 dan mulakan jam randik.
5) Rekod isipadu gas karbon dioksida yang terkumpul dalam buret setiap 30 saat
sehingga tindak balas selesai dalam Jadual 4.6 a
6) Ulang eksperimen tanpa menggunakan mangkin serbuk mangan (IV) oksida.
7) Rekod keputusan dalam jadual 4.6 b

26

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

8) Plotkan graf isipadu gas CO2 melawan masa bagi kedua-dua eksperimen di atas kertas
graf yang sama.

Keputusan :

Tindak balas penguraian hidrogen peroksida dengan kehadiran mangkin

Masa / s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Bacaan buret /
cm3

Isipadu gas
CO2 / cm3

Jadual 4.6 a

Tindak balas penguraian hidrogen peroksida tanpa kehadiran mangkin

Masa / s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Bacaan buret / Jadual 4.6 b
cm3

Isipadu gas
CO2 / cm3

■ Graf kadar tindak balas

► Graf berikut menunjukkan kesan mangkin ke atas kadar tindak balas bagi penguraian
hidrogen peroksida yang dimangkinkan oleh serbuk mangan (IV) oksida.

○ Persamaan kimia: 2H2O2(aq) → 2H2O(aq) + O2(g)
○ Pemerhatian: Hidrogen peroksida terurai untuk membebaskan gas oksigen.

27

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

○ Kaedah yang sesuai untuk mengukur kadar tindak balas: Isipadu gas oksigen yang
terbebas.

Analisis :

o Daripada graf didapati:
✓ kecerunan lengkung graf yang menggunakan mangkin lebih besar berbanding
kecerunan graf tanpa mangkin.
✓ Hasil akhir adalah sama kerana kuantiti bahan tindak balas yang digunakan
dalam kedua-dua eksperimen adalah sama.
✓ mangkin mangan (IV) oksida merendahkan tenaga pengaktifan bagi penguraian
hidrogen peroksida. Dengan itu lebih banyak zarah berlanggar akan mencapai
tenaga sama atau melebihi tenaga pengaktifan. Maka kadar tindak balas
meningkat.

o Penggunaan mangkin yang berbeza juga memberikan kadar tindak balas yang berbeza.
Contohnya, sekiranya mangkin mangan (IV) oksida, (MnO2) diganti dengan mangkin
yang lain seperti kromium (VI) oksida, (Cr2O3) dan plumbum (IV) oksida, (PbO2) graf
seperti di bawah akan diperolehi.

Kesimpulan :
Kehadiran mangkin meningkatkan kadar tindak balas. Hipotesis diterima.

28

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS
4.2.3 Penggunaan faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas dalam industri

■ Pengeluaran ammonia oleh proses Haber

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Nitrogen dan hidrogen dicampurkan dalam nisbah isipadu 1: 3 akan mengalir
melalui besi (mangkin) yang dicampurkan dengan aluminium oksida pada suhu
450-550 ℃ dan tekanan optimum 200 atmosfera.
Rajah 4.7 menunjukkan proses Haber dalam industri penghasilan ammonia

Rajah 4.7

■ Proses Sentuh untuk mengeluarkan asid sulfurik
► Langkah I: Pengeluaran gas sulfur dioksida, SO2

S(s) + O2(g) → SO2(g)

Sulfur oksigen sulfur dioksida

► Langkah II: Penukaran sulfur dioksida kepada sulfur trioksida, SO3

29

2SO2(g) + O2(g) BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

Sulfur dioksida oksigen ⇌ 2SO3(g)

sulfur trioksida

Campuran gas mengalir melalui vanadium (V) oksida, V2O5(mangkin) pada suhu 450-500
℃ dan di tekanan 1 atmosfera.

► Langkah III: Pengeluaran asid sulfurik, H2SO4

Gas sulfur trioksida kemudiannya diserap ke dalam asid sulfurik pekat sehingga
kepekatan asid sulfurik meningkat kepada 99.5%.

SO3(g) + H2SO4(ak) → H2S2O7(ak)

Sulfur trioksida asid sulfurik pekat oleum

Pada peringkat ini cecair oleum dihasilkan.

Oleum tidak menunjukkan sifat asid dalam keadaan tanpa air kerana oleum tidak mengion
(tidak tercerai kepada ion-ionnya)

Akhirnya asid sulfurik pekat dihasilkan daripada oleum dengan melarutkannya dalam air.

H2S2O7(ak) + H2O(ce) → 2H2SO4(ak)

Oleum air asid sulfurik

Rajah 4.10 menunjukkan proses Sentuh dalam industri penghasilan asid sulfurik

Rajah 4.10
■ Pengeluaran asid nitrik oleh proses Ostwald

► Langkah I:

30

BAB 4: KADAR TINDAKBALAS

4NH3(g) + 5O2(g) ⇌ 4NO(g) + 6H2O(ce)

ammonia oksigen nitrogen monoksida air

Campuran gas ammonia dan gas oksigen mengalir melalui platinum, Pt (mangkin) pada
suhu 850℃ untuk menghasilkan gas nitrogen monoksida dan air

► Langkah II:

2NO(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)

nitrogen monoksida oksigen nitrogen dioksida

Gas nitrogen monoksida kemudiannya dioksidakan dengan gas oksigen untuk
menghasilkan gas nitrogen dioksida.

► Langkah III:

NO2(g) + O2(g) + 2H2O(ce) → 4HNO3(ak)

nitrogen dioksida oksigen air asid nitrik

Gas nitrogen dioksida kemudiannya dioksidakan lagi dan dicampur dengan air untuk
menghasilkan asid nitrik.

■ Peretakan Petroleum Hidrokarbon

► Alkana (molekul hidrokarbon yang besar) mengalir melalui aluminosilikat (mangkin) pada
suhu kira-kira 500 ℃ dan tekanan 1 atmosfera.

■ Peroses Penghidrogenan dalam Pembuatan marjerin

► Logam nikel digunakan dalam penghidrogenan minyak sayuran untuk membuat marjerin
pada suhu kira-kira 180 ℃ dan tekanan 1 atmosfera.

31