Dalam kinetika kimia, orde reaksi terhadap reaktan tertentu didefinisikan sebagai pangkat (eksponensial) di mana suku konsentrasinya dalam persamaan laju tinggi.
Misalnya, diberikan reaksi kimia 2A + B -> C dengan persamaan laju
r = k [A] 2 [B] 1
orde reaksi terhadap A adalah 2 dan terhadap B adalah 1, orde reaksi totalnya adalah 2 + 1 = 3. Orde reaksi tidak harus bilangan bulat; Nilai urutan nol dan pecahan dimungkinkan, tetapi cenderung bilangan bulat. Orde reaksi hanya dapat ditentukan dengan eksperimen. Pengetahuan mereka mengarah pada kesimpulan tentang mekanisme reaksi.
Orde reaksi tidak selalu berhubungan dengan stoikiometri reaksi, kecuali reaksi tersebut bersifat unsur. Reaksi kompleks mungkin atau mungkin tidak memiliki orde reaksi yang sama dengan koefisien stoikiometrinya.
Penentuan penting dalam studi kinetika reaksi kimia adalah orde reaksi. Lebih mudah untuk mengingat, dalam kasus yang paling sederhana, apa yang dipahami dengan orde reaksi. Dimana C o adalah konsentrasi awal reagen dan C adalah konsentrasi reagen setelah waktu reaksi t , jika dC / dt mengikuti persamaan (1), n akan menjadi orde reaksi.
Jika n = 0 (reaksi orde nol), persamaan (2) akan diperoleh dari persamaan (1)
Dalam kasus n = 1 (reaksi orde satu, atau orde pertama) dan n = 2 (reaksi orde dua, atau orde kedua), persamaan (1) masing-masing akan mengarah ke persamaan (3) dan ( 4).
Jika kita mengukur, selama percobaan, nilai C pada saat yang berbeda t, dalam kasus yang dipertimbangkan di sini, grafik yang diwakili secara skematis pada gambar di bawah ini akan diperoleh.
Variasi konsentrasi reagen (C) sebagai fungsi waktu (t) untuk tiga nilai orde reaksi (n).
Contoh numerik:
Misalkan, dalam percobaan, hasil yang ditunjukkan pada Tabel 1 telah diperoleh
Ini adalah reaksi yang relatif lambat, karena, setelah 16 jam, konsentrasi reagen masih sama dengan 44,7% dari konsentrasi awal.
Dari nilai pada Tabel 1 , dengan regresi linier, persamaan (2), (3) dan (4) masing-masing memimpin, persamaan (5), (6) dan (7) (lihat Gambar 2), menjadi r korelasi koefisien.
Gambar 2: Nilai eksperimen C dan garis yang diperoleh untuk tiga nilai n pada Contoh Nº1 dengan durasi 16 jam. Agar tidak membebani gambar, tidak semua nilai pada Tabel 1 diwakili.
Persamaan (5), (6) dan (7) (atau Gambar 2) menunjukkan bahwa persamaan (6) adalah persamaan yang paling sesuai, sehingga dapat disimpulkan bahwa reaksi tersebut adalah orde pertama (n = 1) dengan k = 0,0500 jam -1 .
Misalkan, percobaan telah dihentikan pada waktu t = 4 jam , yaitu, ketika konsentrasi reagen adalah 82,0% dari konsentrasi awal.
Dalam hal ini, persamaan (8), (9) dan (10) akan diperoleh (lihat Gambar 3).
Persamaan (8), (9) dan (10) (atau Gambar 3) tidak memungkinkan, dengan pasti, untuk menentukan nilai n .
Gambar 2: Nilai eksperimental C dan garis yang diperoleh untuk tiga nilai n dengan mempertimbangkan 4 jam pertama Contoh No. 1
Menunjukkan dengan D mean dari nilai absolut dari perbedaan antara nilai C yang dihitung dengan salah satu persamaan (5) hingga (10) dan nilai eksperimen yang sesuai dari C , Tabel 2 menunjukkan hasil yang diperoleh.
Singkatnya, jika dari semua nilai dalam Tabel 1 dimungkinkan untuk menentukan orde reaksi, hal yang sama tidak terjadi ketika nilai yang diperoleh dalam empat jam pertama percobaan dipertimbangkan.
Contoh numerik ini menggambarkan dengan baik apa yang dikatakan Levenspiel dalam bukunya Engineering of Chemical Reactions “Keputusan untuk mengetahui apakah garis lurus menawarkan kecocokan yang baik umumnya dibuat secara intuitif, menggunakan penilaian yang baik saat memeriksa data. Jika ada keraguan, lebih banyak data harus diperoleh”.