KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx

KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx

1. KINETIKA REAKSI

2. KINETIKA REAKSI Kinetika kimia adalah bagian dari kimia fisika yang mempelajari tentang kecepatan reaksi dan mekanisme reaksi . Cabang ilmu yang mempelajari reaksi kimia secara kuantitatif dan juga mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhinya . Laju reaksi kimia adalah jumlah mol reaktan per satuan volume yang bereaksi dalam satuan waktu tertentu V dt ( volume fluida )( waktu ) i 1 dN  jumlah mol i yang terbentuk i r 

3. TINGKAT REAKSI (ORDE) DAN MOLEKULARITAS Kecepatan reaksi adalah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu ( ), tanda minus menunjukkan konsentrasi berkurang jika waktu bertambah Hukum Kegiatan Massa : kecepatan reaksi pada temperatur tetap berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi Molekularitas : jumlah molekul pereaksi yang ikut dalam reaksi . Tingkat Reaksi ( orde ) Jumlah molekul pereaksi yang konsentrasinya menentukan kecepatan reaksi  

4. Orde reaksi ditentukan dengan percobaan TINGKAT REAKSI (ORDE) DAN MOLEKULARITAS

5. MOLEKULARITAS Contoh Reaksi : Reaksi berlangsung dalam satu tahap. Reaksi ini bersifat bimolekuler karena dalam setiap tahap reaksi melibatkan 2 molekul. Molekuraritas hanya mempunyai nilai 1,2 dan 3. Reaksi orde 2 tidak selalu bersifat bimolekuler, tetapi reaksi bimolekuler selalu orde 2  

6. PERSAMAAN LAJU REAKSI Dapat juga ditulis dengan konsentrasi lain:

7. PERSAMAAN LAJU REAKSI

8. REAKSI ORDE NOL

9. REAKSI ORDE NOl Suatu reaksi orde nol , berjalan 50 % sempurna dalam 10 menit , reaksi dibiarkan berlangsung 5 menit lagi , berapa banyak reaksi tersebut akan sempurna pada akhir 15 menit ? Jawab = 50 menit Setelah menit ke 5/ reaksi berjalan 15 menit  

10. REAKSI ORDE PERTAMA Reaksi tingkat satu uni molekuler : A  Hasil rate = - = k. C A Dimana : k = tetapan kecepatan reaksi C A = konsentrasi A pada saat t  

11. REAKSI ORDE PERTAMA

12. REAKSI ORDE PERTAMA Untuk menentukan apakah reaksi tingkat satu atau bukan menggunakan metode : Menggunakan harga konsentrasi awal ( ) dan konsentrasi pada waktu t (c), maka bila nilai k tetap untuk berbagai harga c , maka reaksi tingkat satu Secara grafik , jika data diplot pada grafik ln c vs t, jika grafik berupa garis lurus yang memiliki slope , maka reaksi tersebut orde satu . Menggunakan waktu paruh  

13. REAKSI ORDE PERTAMA

14. contoh

15. REAKSI ORDE KEDUA

16. REAKSI ORDE KEDUA

17. REAKSI ORDE KEDUA

18. REAKSI ORDE KEDUA - Contoh

19. Menentukan Laju dan Orde Reaksi Metode Diferensial Metode Integral Metode Paruh Waktu Metode Relaksasi Metode Analisis Guggenheim

20. PENE N TUAN ORDE REAKSI - Metode Diferensial Data dinyatakan sebagai laju perubahan konsentrai waktu terhadap konsentrasi reaktan .

21. PENETUAN ORDE REAKSI - Metode Integral seb a gai kemudian diintegrasikan menjadi dt atau pada kasus yang lebih terbatas dapat dituliskan Metode Integrasi  mencocokkan persamaan laju reaksi dengan data hasil percobaan dengan metode integral ini adalah Pada sistem konstan volume, persamaan kecepatan reaksi penghilangan reaktan A akan mengikuti bentuk : r   dC A  f ( k , C ) dt 2. Persamaan diatas disusun ulang menjadi r   dC A  k f ( C )  k dt f ( C ) dC A f ( C A ) dC A t  k dt  kt C A   C A 

22. PENE N TUAN ORDE REAKSI - Metode Integral Fungsi konsentrasi proporsional dengan waktu dan diplot sehingga menghasilkan garis lurus dengan slope k untuk persamaan kecepatan reaksi yang diuji. Dari eksperimen tentukan nilai integrasi-nya dan plot. Cek apakah data-data ini fit bagus dengan mekanisme yang diujikan. Bila tidak coba mekanisme lain.

23. Waktu (s) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Konsentrasi (M) 8,000 4,106 2,107 1,082 0,555 0,285 0,146 Bila diketahui data kinetik sebagai berikut Uji apakah data waktu-konsentrasi tersebut memenuhi orde satu ! Bila ya berapa konstanta kecepatan reaksinya. CONTOH METODE INTEGRAL

24. Jawab : Asumsi bahwa data tersebut mengikuti orde satu sehingga persamaan kecepatan reaksi mengikuti A ln C A  kt C A (ln C  ln C A A A )  kt ln C   kt  ln C 0 1 2 -2 2 . 5 2 1 . 5 1 . 5 - . 5 -1 - 1 . 5 3 4 5 6 t det Ln ( C ) Konstanta kecepatan reaksi sebesar 0.66715 det CONTOH METODE INTEGRAL

25. PENETUAN ORDE REAKSI – METODE LAJU REAKSI AWAL

26. METODE LAJU REAKSI AWAL

27. Example 17. A.2 The recombination of I atoms in the gas phase in the presence of argon was investigated and the order of the reaction was determined by the method of initial rates. The initial rates of reaction of 2 I(g) + Ar(g  I2(g) + Ar(g) were as follows: The Ar concentrations are 1.0 × 10 −3 mol dm −3 5.0 × 10 −3 mol dm −3 1.0 × 10 −2 mol dm −3 . Find the orders of reaction with respect to I and Ar , and the rate constant.

28. The solution The data give the following points for the graph: The graph for varying [I] but constant [Ar] is shown in Fig. a. The slopes of the lines are 2, so the reaction is second order with respect to I

29. The effective rate constants k r,eff are as follows: Figure 17A.5b shows the plot of log{kr,eff/(dm 3 mol -1 s -1 )} against log{[Ar]0/(mol dm -3 )}. The slope is 1, so b = 1 and the reaction is first order with respect to Ar. The intercept at log{[Ar]0/(mol dm -3 )} = 0 is log{kr,eff/(dm 3 mol -1 s -1 )} = 9.94, so kr = 8.7 × 109 dm 6 mol -2 s -1 . The overall (initial) rate law is therefore v = kr[I] 2 [Ar]0.

30. PENE N TUAN KONSTANTA REAKSI

31. METODE GUGGENHEIM UNTUK ORDE 1

32. METODE GUGGENHEIM UNTUK ORDE 1

33. REAKSI REVERSIBEL Reaksi diatas adalah reaksi reversibel orde ke-2 , Laju reaksi: Konsentrasi awal a mol /liter a mol /liter - - Konsentrasi setelah waktu t (a-x) (a-x) x x

34. Pada keadaan seimbang  Reaksi ke kiri = reaksi ke kanan REAKSI REVERSIBEL

35. Intermediate  Tidak Terdeteksi REAKSI REVERSIBEL

36. Dua atau lebih reaksi terjadi secara bersamaan dari reaktan yang sama Laju reaksi REAKSI PARALEL

37. C o ntoh: Laju terurainya A: Laju pembentukan B: Laju pembentukan C: REAKSI BERURUTAN Misal konsentrasinya : x y c mol /liter

38. REAKSI BERURUTAN

39. Intermediet B konsentrasinya dianggap tetap: REAKSI BERURUTAN

40. REAKSI BERURUTAN

41. REAKSI BERANTAI Ada dua jenis reaksi seri / berantai : Reaksi lurus - menggunakan pendekatan keadaan Reaksi bercabang – reaksi cukup kompleks sehingga pendekatan keadaan tetap tidak dapat digunakan  Reaksi eksplosif Contoh reaksi rantai lurus : Reaksi : Laju reaksi :  dan  = konstanta  

42. Tahap reaksi:

43.  Mempelajari jenis dan tahap reaksi Misal: Tahap penentu laju reaksi MEKANISME REAKSI

44. Persamaan Arrhenius (1889 ): K = konstanta laju reaksi , untuk reaksi orde satu satuan det -1 A = Faktor frekuensi ( satuannya sama dengan laju reaksi ) Ea = Energi aktivasi   SUHU DAN LAJU REAKSI

45. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar A dapat menghasilkan produk ENERGI AKTIVASI

46. ENERGI AKTIVASI