610 likes | 1.56k Views
KINETIKA KIMIA. BAB X. KINETIKA KIMIA. 1. Laju reaksi kimia. 2. Hukum laju reaksi kimia. 3. Reaksi orde nol , satu dan dua. 4. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi. 5. Katalis. 2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi. 1. Sifat Reaktan. 2. Konsentrasi Reaktan.
E N D
KINETIKA KIMIA BAB X
KINETIKA KIMIA 1 • Lajureaksikimia 2 • Hukumlajureaksikimia 3 • Reaksiordenol, satudandua 4 • Pengaruhsuhuterhadaplajureaksi 5 • Katalis 2
Faktor-Faktor Yang MempengaruhiLajuReaksi 1. SifatReaktan 2. KonsentrasiReaktan 3. Temperatur 4. Katalis 3
SIFAT REAKTAN Fosfor putih Fosfor merah Fosorputihakanmenyalajikaterpaparoksigensedangkanallotropesnyafosformerahtidakmenyalajikaterpaparoksigen
SifatReaktan • Genanganminyakterbakarsecaraperlahansedangkanuapminyakterbakardengansangatcepatdiiringiledakan • Campuranpadat K2SO4dengan Ba2(NO3)2 tidakbereaksiselamabertahun-tahun, sedangkancampurancairnyaakanbereaksidengansangatcepat
LAJU REAKSI Kinetika Kimia Laju Reaksi Perubahankonsentrasireaktanatauprodukterhadapwaktu (M/dt) Bagiandariilmukimia yang mangkajikecepatanataulajuterjadinyareaksikimia aA + bB cC + dD Hukumlajuuntukreaksi yang melibatkanreaktan A, B, ….. dapatditulissebagaiberikut: Laju = k[A]x[B]y …. 7
……….LajuReaksi A B Menurunnyajumlahmolekul A danmeningkatnyamolekul B seiringdenganwaktu ∆[B] = perubahankonsentrasiselamawaktu ∆t ∆[A] = perubahankonsentrasiselamawaktu ∆t Lajudalamperubahan konsentrasiterhdapwaktu
……….LajuReaksi 2 mol A menghilanguntuksetiap mol B yang terbentuk Lajuhilangnya A adalahdua kali lebihcepatdibandingkanlaju terbentuknya B 2A B Lajureaksi A B, dinyatakansebagaipenurunanmolekul A seiringdenganwaktudansebagaipeningkatanmolekul B seiringdenganwaktu
……….LajuReaksi aA + bB cC + dD Contoh 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) Laju ?????
LATIHAN Tulislahrumuslajuuntukreaksi-reaksiberikutiniditinjauhilangnyareaktandanmunculnyaproduk I-(aq) + OCl-(aq) Cl-(aq) + OI-(aq) 1 3O2(g) 2O3(g) 2 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(aq) 3
HUKUM LAJU Table : Data LajuUntukReaksiAntara F2 dan ClO2 F2(g) + 2ClO2(g) 2FClO2(g) Pada data 1 dan 3 dalamTabel Jikamelipatduakan [F2], sementara [ClO2] dijagatetapmakalajumenjadi 2 kali lipat lajuberbandinglurusdengan [F2] Pada data 1 dan 2 dalamTabel Jikamelipatduakan[ClO2] pada[F2] dijagatetapmakalajumeningkatmenjadisebanyak 4 kali lajuberbandinglurusdengan[ClO2] Laju∞[F2][ClO2] = k[F2][ClO2] k = konstantalaju : konstantakesebandinganantaralajureaksidankonsentrasireaktan HUKUM LAJU
........HukumLaju Untukreaksiumumdenganjenis aA + bB cC + dD HukumLajunyaberbentuk Laju= k[A]x[B]y Jikanilai k, x dan y sertakonsentrasi A dan B makahukumlajudapatdigunakanuntukmenghitunglajureaksi • Ordereaksi : jumlahdaripangkat-pangkatsetiapkonsentrasireaktan yang adadalamhukumlaju • Padapersamaandiatas, ordereaksiadalah x+ y • Ordereaksimemungkinkanmelihatketergantunganlajuterhadapkonsentrasireaktan • Misal x= 1 dan y = 1 makahukumlajuadalah • Laju = k[A]1[B]2 • Reaksiiniadalahordepertamadalam A, ordekeduadalam B danordeketigasecarakeseluruhan (1 + 2)
Arti Dari PangkatKonsentrasi aA + bB cC + dD Laju = k[A] pangkatzat A adalahsatu (1), berartilajureaksiberbandinglurusdengankonsentrasi A Laju = k[A]2 pangkatzat A adalahdua (2), berartilajureaksimeningkatseiringandengankuadratkonsentrasi A
ContohPersamaanLaju • 3NO(g) N2O(g) + NO2(g) Laju = k[NO]2 ordereaksi NO adalah 2 danordereaksikeseluruhanadalah 2 • 2NO2(g) + F2(g) 2NO2F(g) Laju = k[NO2][F2] ordereaksi NO2 adalah 1, ordereaksi F2adalah 1 danordereaksikeseluruhanadalah 2 • H2O2(aq) + 3I-(aq) + 2H+(aq) 2H2O(l) + I3-(aq) Laju = k[H2O2][I-] ordereaksi H2O2adalah 1, ordereaksi I-adalah 1, ordereaksi H+ adalahnoldanordereaksikeseluruhanadalah 2
KonstantaLaju, k • Nilaikspesifikuntuksetiapreaksi, ditentukanberdasarkanreaksi yang setimbang. • Satuanktergantungdenganordereaksikeseluruhan. • Nilaik tidakberubahmeskipunkonsentrasireaktanatauprodukberubah. • Nilaik tidakakanberubahdenganperubahanwaktu • Nilaikuntuksetiapreaksispesifikpadatemperaturtertentu. • Nilaikdipengaruhiolehkeberadaankatalis. • Nilaikharusditentukanmelaluipercobaanuntuksetiapreaksipadakondisitertentu.
KonsentrasiReaktan PersamaanLajuReaksiUntukReaktan A, B,… Laju = k[A]x[B]y kadalahkonstantalaju, nilainyatetaptidakdipengaruhikonsentrasireaktan Exponen x dan y adalahnilai yang ditentukansecaraeksperimen, danx+ymerupakan order reaksi Contoh: A + B + C D laju = k[A][B]2 • Pengaruhperubahankonsentrasiterhadaplaju: • Jikakonsetrasi A 2x dan yang lain tetapmaka: laju = 21 = 2 • Jikakonsentrasi B 2x dan yang lain tetapmaka: laju = 22 = 4 • Perubahan C tidakmempengaruhilaju • Jikakonsentrasi A dan B 2x maka: laju = 21 x 22 = 8
MENENTUKAN PERSAMAAN LAJU Contoh: A + 2B C • Tentukannilai x, y dank danpersamaanlajunya • Tentukanordereaksi A, B dankeseluruhan
PerumusanMasalah • Diketahui: • Persamaanlajuumumuntukreaksi • A + 2B AB2adalahlaju = k[A]x[B]y • Nilai yang harusditentukanadalahk, x dan y Penjelasan dan penyelesaian: • Data darieksperimen 1 dan 2 1,0 =(0,5) maka y = 0 laju = k[A]x[B]0ataulaju = k[A]x
Data eksperimen 1 dan 3 4,0 = (2,0)x diperoleh x =2 laju = k[A]2 • Menentukannilaik laju1 = k[A1]2 maka = 0,75 M-1.s-1
HukumLajuTerintegrasi: Konsentrasi Vs Waktu Persamaan yang menunjukanhubungankonsentrasidanwaktudikenaldenganPERSAMAAN LAJU TERINTEGRASI. Persamaaninidapatdigunakanuntukmenentukanwaktuparuh (t1/2) reaktan. Waktuparuhmerupakanwaktu yang diperlukanolehsetengahdarijumlahreaktanuntukberubahmenjadiproduk. Reaksiordenol aAB Lajureaksitaktergantungpadareaksi
HubunganWaktuDenganKonsentrasi: aAB Reaksiordesatuterhadap A sehinggaordereaksikeseluruhanadalahsatu Reaksi order 1 [A]o = konsentrasiawaldarireactan A [A] = consentrasisetelahwaktu t setelahreaksimula-mula
HubunganWaktuDenganKonsentrasi: Reaksi order 2 Reaksiordeduaterhadap A sehinggaordereaksikeseluruhanadalahdua [A]o = konsentrasiawaldarireactan A [A] = consentrasisetelahwaktu t setelahreaksimula-mula
CONTOH Senyawa A terdekomposisimenjadi B dan C denganreaksiordesatuterhadap A danordereaksikeseluruhanadalahsatu. Pada 25°C, konstantalajureaksiadalah 0.045s-1. Berapawaktuparuhreaksipada 25°C tsb? Reaksi A → B + C Ordereaksi = 1 Jadisetelah 15.4 detik, setengahreaktanakanbersisasehingga [A] = ½ [A]o
CONTOH Senyawa A dan B bereaksimembentuk C dan D denganreaksiordeduaterhadap A danordereaksikeseluruhanadalahdua. Pada 30°C, konstantalajureaksiadalah 0.622L/mols-1. Berapawaktuparuhreaksibila 4.10 x 10-2 M dari A dengan B berlebih? Reaksi A + B → C Laju = k[A]2 Selamareaksi, hanyakonsentrasi A yang berpengaruhterhadaplaju. Reaksiadalahordekeduaterhadap [A] danordereaksikeseluruhanadalahduamaka
Reaksi2N2O5(g) 2N2O4(g) + O2(g) memilikipersamaanlaju = k[N2O5] dengankonstantalajuspesifik 0,00840 s-1padatemperaturtertentu. Jika 2,50 mol N2O5ditempatkandalamwadah 5,00 L, berapa mol N2O5tersisasetelah 1,00 menit. • Diketahui: • 2N2O5(g) 2N2O4(g) + O2(g) • laju = k[N2O5] dengank = 0,00840 s-1 • N2O5 = 2,50 mol, volume = 5,00 L Ditanya: mol N2O5setelah 1 menit ????? Strategi: tentukan [N2O5] tentukan mol N2O5sisasetelah 1 menit
Konsentrasi N2O5setelah 1 menitadalah 0,182 M, maka mol N2O5 yang tersisaadalah: Jadi mol N2O5 yang tersisasetelah 1 menitadalah 0,910 mol Berapawaktu yang diperlukanuntukmereaksikan 90% dari N2O5 ?
Faktor yang MempengaruhiLajuReaksi • Konsentrasi: molekul-molekulharusbertumbukan agar terjadireaksidalamkonteksinilajureaksiproporsionaldengankonsentrasireaktan MisalNO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g) Reaksidapatterjadibilamolekul-molekul NO2 bertumbukandenganmolekul CO. Jikakonsentrasi NO2dinaikkandua kali lipatmakamolekul CO adalahmenjadidua kali lipat. Hanyasangatsedikitkemungkinansetiapreaksiterjadimenjadidua kali lipatseandainyakonsentrasi NO2 yang dua kali lipat.
Karbonterbakarlebihcepatdalamoksigenmurni (a)dibandingkandalamudara (b) Karenakonsentrasidarispesi yang bereaksiyaitu O2lebihbesar
NO bereaksidengan O3. Meningkatnyakonsentrasi NO atau O3 akanmeningkatkanlajureaksi
….Faktor yang MempengaruhiLajuReaksi • Tekanan • Tekanantakberpengaruhpadareaksi yang terjadidalamcairanataupadatan • Pada gas, tekanan gas dinaikkandua kali lipatmakakonsentrasinaikdua kali lipat • Sehinggaperubahantekanandari gas ataucampuran gas hanyaakanmerubahkonsentrasiaksi
….Faktor yang MempengaruhiLajuReaksi • Temperatur: molekulharusbertumbukandenganenergi yang cukupuntukbereaksi Temperaturakanmempengaruhireaksidanlajudarireaksikimiaakanmeningkatdenganmeningkatnyatemperatur Temperaturakannaik 10 % dari 273 ke 300 K
Temperatur Kenaikantemperaturdapatmeningkatkanlajureaksi. Persamaan Arrhenius atau e = 2,718 A adalah konstanta yang nilainya sama dengan konstanta laju k adalah konstantan laju pada temperatur tertentu R =8,314 J/mol
….Pengaruhtemperatur Sb (antimoni)
…Pengaruh Temperatur Persamaan Arrhenius untukduatemperatur yang berbeda
PengaruhStrukturMolekul : FaktorFrekuensi • Tumbukan Efektif: molekul harus bertumbukan sedemikian rupa sehingga atom yang bereaksi melakukan kontak dengan energi yang cukup sehingga membentuk produk • 2 kriteria: energi yang cukup dan orientasi molekul yang tepat
SoalLatihan • Salah satu reaksi gas yang terjadi dalam kendaraan adalah: NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g) Laju = k[NO2]m[CO]n • Jika diketahui data sebagai berikut, tentukan orde reaksi keseluruhan
SoalLatihan Siklobutana (C4H8) terdekomposisipada 1000oC menjadiduamolekuletilen (C2H4) dengankonstantalajureaksiordesatu 87 s-1 • Jikakonsentrasiawalsiklobutana 2,00 M berapakonsentrasinyasetelah 0,010 s? • Berapafraksisiklobutanaterdekomposisipadawaktutersebut
Collision Theory Sebelumreaksibisaterjadi, molekul, atom atau ion harusbisamencapaikeadaanuntukbisasalingberbenturan/bertabrakan Peningkatanjumlahkonsentrasireaktanakanmeningkatkanjumlahtabrakan per satuanwaktu • Faktor-faktor yang mempengaruhitabrakanreaktan: • Harusmencapaikeadaanenergi minimum yang dibutuhkanuntukmenataulangelektronterluarsehinggabisaterbentukikatan • Harusdalamkeadaanorientasi yang tepatuntukbisabereaksi
Katalis Zat lain yang ditambahkanuntuktujuanmempercepatlajureaksi. Katalisdapatmenurunkanenergiaktivasi, sehinggabisamemepercepatlajureaksi Katalistidakterlibatdalamreaksi • Katalisterbagiduakelompok : • Katalishomogen: fasasamadenganreaktan • Katalisheterogen: fasaberbedadenganreaktan