bab9-kinetika kimia
DESCRIPTION
teknik kimiaTRANSCRIPT
Kelompok 4Nama : 1. Deka Pitaloka (061330400293)
2. Diah Lestari (061330400294) 3. Irda Agustina (061330400301) 4. Ridho Tri Julian (061330400311)
Jurusan : Teknik Kimia (DIII)Dosen Pembimbing : Idha Silviyati,S.T,M.T
KINETIKA KIMIA
1 TEORI TUMBUKAN DARI LAJU REAKSI
2 TEORI KEADAAN TRANSISI DARI LAJU
REAKSI
3 HUKUM LAJU REAKSI
4 FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI
5 MEKANISME REAKSI
6 ENZIM SEBAGAI KATALIS
1 TEORI TUMBUKAN DARI LAJU REAKSI
• LAJU REAKSI BERBANDING LURUS:
- FREKUENSI TUMBUKAN (x)
- FRAKSI MOLEKUL TERAKTIFKAN (f)
- PELUANG UNTUK BERTUMBUKAN (p)
Reaksi : A + B C + D
Laju reaksi = f. p. x = f. p. [A].[B]
= k. [A].[B]
Diagram koordinat reaksi eksoterm dan molekul teraktifkan
NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g)
NO2(g) + CO(g)Reaktan
Produk: NO(g) + CO2(g)
energi reaksi ke kiri
energi reaksi ke kanan
ΔE reaksi
N….O…..COO
Koordinat Reaksi
En
erg
i Po
ten
sial
2 TEORI KEADAAN TRANSISI DARI LAJU REAKSI
Laju reaksi • Laju pengurangan konsentrasi reaktan terhadap waktu• Laju kenaikan konsentrasi produk terhadap waktu
NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)
Laju = - = - = =d[NO2] d[CO] d[NO] d[CO2] dt dt dt dt
Reaksi umum : aA + bB cC + dD
Laju = - = - = =1 d[A] 1 d[B] 1 d[C] 1 d[D]a dt b dt c dt d dt
3 HUKUM LAJU REAKSI
Pada suhu tinggi, HI bereaksi menurut persamaan berikut: 2 HI(g) → H2(g) + I2(g)Pada suhu 443°C laju reaksi meningkat seiring dengan meningkatnya
konsentrasi HI sebagai berikut:
[HI] (mol/L 0,0050 0,010 0,020Laju (mol/L detik)7,5 x 10-4 3,0 x 10-3 1,2 x 10-2
a. Tentukan orde reaksi dan tulislah hukum lajunyab. Hitunglah tetapan laju dan nyatakan satuannyac. Hitunglah laju reaksi untuk HI dengan konsentrasi 0,0020 M
Contoh 1
a. Hukum laju pada dua konsentrasi [HI]1 dan[HI]2yang berbeda ialah:
laju2 [HI]2
laju1 [HI]1 =
nlaju1 = k([HI]1)n
laju2 = k([HI]2)n
4 = (2)n n = 2
Hukum laju = k[HI]2
3,0 x 10-3 0,0107,5 x 10-4 0,0050
=
n
Penyelesaian
b. Tetapan laju k dihitung dengan memasukan nilai pada set data yang mana saja dengan menggunakan hukum laju yang sudah ditetapkan. Misalnya, jika kita ambil set data pertama:
7, 5 x 10-4 mol L-1 s-1 = k(0,0050 mol L-1)2
Jadi, k = 30 L mol-1 s-1
c. Laju dapat dihitung untuk [HI] = 0,0020 M:
laju = k[HI]2 = (30 L mol-1 s-1)(0,0020 mol L-1)2 = 1,2 x 10-4 mol L-1 s-1
Orde Reaksi
Laju = k [A]n......n = orde reaksi (tidak berkaitan langsung dengan koefisien a)
-d[A] = k [A]0
dtd[A] = -kdt[A] – [A]0 = -ktLaju = k (orde nol)
aA → Produk
Reaksi Orde Nol
[A]
[A]0
Waktu (t)
Laju yang berkaitan pada dua atau lebih unsur kimia yang berbeda
Laju = - = - = - k [A]m [B]n
aA + bB → Produk
1 d[A] 1 d[B] a dt b dt
Reaksi Orde Pertama:
N2O5(g) → 2NO2(g) + ½O2(g)Hukum laju = k [N2O5)
-d[N2O5] = k[N2O5] dtd[N2O5] = -kdt [N2O5]Bila diintegrasikanln [N2O5]t – ln [N2O5]0 = -kt [N2O5]t = [N2O5]0 e-kt
Waktu paruh, t½ = ln 2 = 0,6931 k k
Intersep = ln [N2O5]0
ln [
N2O
5]
Slope = - k
Waktu (t)
Grafik: ln c vs t
Penguraian termal aseton pada suhu 600oC merupakan reaksi orde pertama dengan waktu paruh 80 detik
1. Hitunglah nilai konstanta laju reaksi (k)
2. Berapa waktu yang diperlukan agar 25% dari contoh aseton itu terurai
Contoh 2
Penyelesaian
1. k = 0,693/t½ = 0,693/80 detik = 8,7 x 10-3 detik-1
2. Jika yang terurai 25% maka yang tersisa = 100% - 25% = 75%
[A]0kt = 2,303 log
[A]t
(8,7 x 10-3) t = 2,303 (log 1,0/0,75)
t = 32 detik
Untuk reaksi 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g)
Hukum lajunya = k [NO2]2
-d[NO2] = k[NO2]2
dtd[NO2] = -kdt[NO2]2
Bila diintegrasikan
= + 2 kt
2 = koefisien stoikiometri dari NO2
1 1 [NO2]t [NO2]0
Reaksi Orde Kedua:
Slope = 2 k
Waktu (t)
1[N
O2]
(L m
ol-1
)
Reaksi Orde Pertama Semu
Merupakan reaksi orde kedua atau orde yang lebih tinggi tapi mengikuti reaksi orde pertama
Contoh: C + D hasil reaksi
Laju reaksinya = k [C] [D]
d[C]- = k [C] [D]; bila k[D] tetap maka laju reaksinya = k’ [C] dt
d[C]atau - = k’ [C] dan k’ = k [D], k’= tetapan laju orde 1 semu dt
dan waktu paruhnya (t ½) = 0,693/k’
Reaksi radikal OH- dengan metana di atmosfir mempunyai konstanta laju reaksi pada suhu 25oC sebesar 6,3 x 10-15 mol/L detik.
Reaksinya: OH- (g) + CH4 (g) H2O (g) + CH3- (g)
1. Tentukan hukum laju reaksi orde pertama semu jika OH- konstan dan hitunglah k’ jika [OH-] = 1,2 x 106 mol/L
2. Hitunglah waktu paruh metana bila [OH-] = 1,2 x 106 mol/L
Contoh 3
Penyelesaian
1. Laju reaksi = k [OH-] [CH4]
karena [OH-] konstan maka konstanta laju reaksi = k’
laju reaksi menjadi = k’ [CH4]; dan k’ = k [OH-]
k’ = (6,3 x 10-15 mol/L detik) (1,2 x 106 mol/L)
= 7,6 x 10-9 detik-1
2. t½ = 0,693/k’ = 0,693/ 7,6 x 10-9 detik-1 = 2 tahun 11 bulan
4 FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI
1. Macam zat yang bereaksi
2. Konsentrasi zat yang bereaksiKonsentrasi pereaksi berbanding lurus dengan laju reaksi
3. Tekananuntuk reaksi yang melibatkan gas, karena konsentrasi gas berhubungan dengan tekanan
4. Luas permukaansemakin halus bentuk zat yang bereaksi semakin cepat laju reaksi.
Contoh: laju reaksi Alumunium dalam bentuk serbuk > laju reaksi alumunium dalam bentuk batangan
5. Suhu semakin tinggi suhu maka energi kinetik molekul meningkatsehingga frekuensi tumbukan semakin tinggi sehingga laju reaksi meningkat
EaRT
Tetapan laju bervariasi secara eksponensial dengan kebalikan suhu
k = A e-Ea/RT
ln k = ln A - ≈ ln k = ln A - Ea R( ) 1
T( )y xba
6. Katalis zat yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak mengalami
perubahan yang permanen
• Katalis homogen : fasa sama dengan reaktan• Katalis heterogen : fasa berbeda dengan reaktan
Katalis Inhibitor><Contoh:
H2 + C2H4 → C2H6
Logam platina (Pt) mengkatalis reaksi hidrogenasi etena menjadi etana
Pt
Permukaan Pt
EtilenaFasa gas
H2
Fasa gas
Atom H2
teradsorpsi
Etilena, C2H4
teradsorpsi
C2H5,Zat antara
Etana, C2H6
teradsorpsi Etana, C2H6
terdesorpsi
Reaktan
Produk
Penghalang energi dengan katalis
Penghalang energi tanpa katalis
En
erg
i P
ote
nsi
al
Koordinat reaksi
Ea.r
ΔE
Ea.r
Ea.f
Ea.f
Katalis
Menurunkan energi aktivasi
5 MEKANISME REAKSI
Unimolekular : N2O5* → NO2 + NO3 laju = k [N2O5*]
Bimolekular : NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) laju = k [NO] [O3]
Termolekular : I + I + Ar → I2 + Ar laju = k [ I ]2 [Ar] laju = k [ I ]2
Reaksi Elementer
Mekanisme reaksi menyatakan jenis dan jumlah tahap pada suatu reaksi
Carilah molekularitas pada reaksi satu tahap beikut:
a. NO + N2O5 3NO2
b. 2NO + Cl2 2NOCl
c. Cl + Cl + M Cl2 + M
d. C6H5 – CH C6H5 – CH (isomer cis trans) NC – CH CH - CN
Contoh 4
a. bimolekular (2 molekul yaitu NO dan N2O5)
b. termokular (3 molekul yaitu 2 molekul NO dan 1 molekul Cl2)
c. termokular (3 molekul yaitu Cl, Cl, dan M)
d. unimolekular (1 molekul)
Penyelesaian
Mekanisme Kerja Enzim
E + S E – S E – P E + P
S = substrat; P = produk
6 ENZIM SEBAGAI KATALIS
Enzim merupakan protein globular yang dapat mengkatalisis reaksi biokimia spesifik
a. pH
muatan enzim bergantung pada pH lingkungannya dan mempengaruhi keaktifan dari sisi aktif enzim
b. Suhu
suhu dapat merusak struktur tiga dimensi dari enzim (protein)
c. Aktivator
aktivitas enzim dapat meningkat dengan adanya ion-ion anorganik. Contohnhya: ion Cl- pada enzim amilase air liur
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim