laporan pendahuluan kinetika analog
Post on 09-Dec-2015
138 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perancangan reaktor, baik batch maupun kontinyu sangat memerlukan
persamaan kinetika reaksi kimia, hal ini dibuktikan dengan persamaan desain
yang diperoleh dari analisis yang diawali dengan hukum konservasi massa/mol.
Untuk merancang suatu reaktor reaksi tertentu, diperlukan data kinetis yang
menyangkut persamaan laju reaksi, mekanisme reaksi yang cocok, orde reaksi
dan konstanta laju reaksi.Pada dasarnya data kinetik tersebut didapat dengan
melakukan serangkaian percobaan serta analisis kinetik.
Pada dasarnya data-data kinetik tersebut didapat dengan melakukan
serangkaian percobaan yang langkah-langkahnya diurutkan sebagai berikut :
1. Menelaah untuk mendapatkan data laboratorium,
2. Menduga persamaan laju reaksi dari mekanisme yang diduga,
3. Menguji persamaan laju reaksi tersebut melalui pencocokan dengan data
percobaan,
4. Jika cocok, kemudian persamaan tersebut dapat dipakai menentukan konstanta
laju reaksi.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Menentukan konstanta laju reaksi (k) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi seri-
pararel, dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang diperoleh.
2. Menentukan orde reaksi (n) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi seri-pararel,
dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang diperoleh
Kinetika Analog Halaman 1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Laju Reaksi
Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai banyaknya pembentukan suatu
produk atau banyaknya pengurangan reaktan persatuan waktu. Persamaan reaksi
secara umum dapat ditulis sebagai berikut :
aA + bB rR + sS
Laju reaksi juga dapat dinyatakan sebagai perubahan mol persatuan waktu.
Untuk menghitung laju reaksi ini dapat dengan melakukan percobaan dengan melihat
mekanisme reaksi yang terjadi .
Persamaan laju reaksi menurut hukum pangkat (Power Law)
-rA = K.CAn.CB
m
Dimana :
k = Konstanta laju reaksi
n,m = Orde atau tingkatan reaksi (bisa nol , bulat , pecahan)
CA,CB = Konsentrasi (mol)
(rA) = Laju reaksi
2.2 Bentuk Persamaan Laju Reaksi
Bentuk persamaan matematis laju empiris, tidak dapat diperkirakan atau
mengacu pada pesamaan reaksi stoikiometrinya. Persamaan laju reaksi selain
tergantung pada konsentrasi reaktan atau produk, dapat pula bergantung kepada
konsetrasi spesi zat kimia lainnya yang dalam persamaan reaksi stoikiometri tidak
tampak. Spesi zat kimia tersebut disebut sebagai katalis atau akselerator dan inhibitor
tergantung apakah spesi tersebut mrmpercepat atau menghambat laju reaksi kimia
tersebut.
Kinetika Analog Halaman 2
Beberapa bentuk laju yang didapat dari persamaan reaksi :
a.Searah orde satu
A k⃗ 1P -rA= kCA
b. Bolak balik orde satu
A k⃗ 1, k 2B -rA= k1CA – k2 CB
c. Komplek searah orde satu
A k⃗ 1R - rA = (k1 + k2 ) CA
A k⃗ 2S
d. Seri Orde satu
A k⃗ 1R k⃗2 S -rA = K1 CA – k2 CB
2.3 Jenis-jenis Reaksi
Jenis-jenis reaksi yang akan diamati pada percobaan ini, yaitu :
Reaksi Searah
Merupakan reaksi dimana pada saat waktu tak terhingga, zat A habis
bereaksi
Contoh :A→R
Reaksi parallel
Merupakan reaksi yang teramati dua macam produk, pada waktu tertentu
misalkan zat R pernah terbesar dan saat pengamatan dilanjutkan, ternyata
harga R tidak turun.
Contoh :A→R
Kinetika Analog Halaman 3
A→S
Reaksi seri
Merupakan reaksi yang teramati dua macam produk, yaitu R dan S, dan
pada waktu tertentu R pernah terbesar dan pada pengamatan lebih lanjut
harga R mengalami penurunan.
Contoh :A→R→S
Reaksi kesetimbangan
Merupakan reaksi dimana sebagian produk yang dihasilkan kembali
berubah menjadi rekatan pada laju reaksi yang berbeda.
Contoh :A↔R
2.4 Penetuan Data Kinetik
Ada beberapa metoda yang dikenal untuk menentukan data kinetik
dari suatu percobaan adalah :
1. metode differensial
2. metode integrasi
3. metode waktu paro (frational lifetime)
4. metode isolasi
5. metode laju awal
Namun yang paling sering digunakan adalah metode integrasi dan metode
differensial. Berikut adalah uraian langkah-langkah salah satu metoda yaitu
metoda integrasi :
1. mencocokan data percobaan dengan fungsi laju reaksi yang telah dipilih
sebelumnya
Kinetika Analog Halaman 4
k
CA0
AAt
Ci
CA = 0
R
Gambar 2.1 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi, Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi searah. A R
2. menduga orde reaksinya
3. mengintegrasikan persamaan laju reaksi dugaan
-rA = dCA/dt = k f(CA)
−∫C A 0
C A
dC A ¿ f (CA )=k∫0
t
dt
4. plot hasil integrasi tersebut terhadap waktu
5. jika persamaan berupa garis lurus, maka persamaan laju reaksi sesuai dengan
data
6. jika condong berbentuk kurva lengkung, persamaan diolah dan dicoba lagi
persamaan laju reaksinya
2.5 Mengevaluasi Jenis dari Suatu Reaksi
Untuk mengevaluasi apakah suatu reaksi itu searah, paralel, seri atau
kesetimbangan. Maka dibuat hubungan antara perubahan konsentrasi, C i dari zat
yang terlibat dalam reaksi terhadap waktu reaksi, t.
Reaksi searah
Apabila pada waktu reaksi yang lama sekali (t = ∞) reaktan A habis bereaksi
(CA = 0) maka kemungkinan reaksinya searah.
A R
Kinetika Analog Halaman 5
k2
k1
CA0
AAt
Ci
CA = 0
R
R
Gambar 2.2 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A,R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksiparalel : A RA S
Reaksi paralel/samping
Apabila setelah dianalisa terdapat 2 macam produk (misal zat R dan zat S) dan
kemudian diamati pada waktu lebih lanjut kedua produk tersebut jumlahnya
bertambah dan tidak ada yang berkurang maka kemungkinan reaksinya adalah
reaksi paralel atau samping.
A R
A S
Kinetika Analog Halaman 6
Gambar 2.3 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A, R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi seri : A R S
CA0
AAt
Ci
S
R
Reaksi seri/rantai/konsekutif
Apabila setelah dianalisa terdapat dua macam produk (misal zat R dan zat S)
dan pada waktu tertentu salah satu produk (misal zat R) pernah mencapai
jumlah yang maksimum dan kemudian pada waktu pengamatan yang lebih
lanjut ternyata jumlah mol zat yang maksimum tersebut kemudian menurun
maka kemungkinan reaksinya adalah reaksi seri/konsekutif.
Kinetika Analog Halaman 7
CA = 0
S
CA ≠ 0
CA0
AA
t
Ci
R
Gambar 2.4 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi kesetimbangan : A R
Reaksi Kesetimbangan/bolak-balik
Apabila pada waktu yang lama sekali (t = ∞) reaktan A tidak habis bereaksi
(CA ≠ 0) maka kemungkinan reaksinya adalah kesetimbangan.
Kinetika Analog Halaman 8
BAB III
METODOLOGI
Pada percobaan Kinetika Analog ini kita hanya membutuhkan dua bahan saja,
diantaranya air dan pewarna sebagai zat yang bereaksi didalam suatu wadah. Adapun
alat-alat pada praktikum kali ini yang digunakan diantaranya buret, klem, statif,
corong, Erlenmeyer, botol semprot, gelas ukur berukuran 10ml dan 50 ml, pipa
kapiler selang, stopwatch dan beberapa alat yang menunjang dalam praktikum ini.
Sebelum melakukan percobaan sesuai dengan diagram alir 3.1, yang harus dilakukan
adalah merangkai alat sesuai gambar 3.1 lalu mengkalibrasi semua percobaan
sehingga didapatkanlah suatu waktu yang digunakan sebagai acuan dalam selang
waktu berapa kita mengambil data. Khusus untuk yang sesuai gambar data dibagi
kedalam 20 data sedangkan waktu paruh hanya 5 data.
Kinetika Analog Halaman 9
Merangkai alat sesuai gambar 3.1 dan memastikan bahwa pipa kapiler menyusun
sejajar dengan titik 50ml
Mengisi Buret Dengan air berwarna hingga titik nol
Membuka kran buret pada bukaan penuh dan mulai mengukur waktu menggunakan stopwatch
Mengkalibrasi buret dari 0 ml hingga 50 ml
Diagram Alir 3.1 Cara Kerja Perubahan Konsentrasi Pada selang waktu tertentu
3.1. Skema Alat Percobaan Perubahan Konsentrasi Pada Selang Waktu Tertentu
Kinetika Analog Halaman 10
Ulangi langkah 1-2, mencatat volume dalam selang waktu tertentu berdasarkan pengkalibrasian
Diagram Alir 3.2 Waktu paruh Untuk Erlenmayer dan Corong
Gambar 3.2 Rangkaian alat untuk waktu paruh pada Corong dan Erlenmayer
Kinetika Analog Halaman 11
Merangkai alat sesuai gambar 3.4, dengan pipa kapiler sejajar dengan miniskus 0 di corong & erlenmeyer
Mengisi Corong & Erlenmeyer Dengan air berwarna
Melakukan pengkalibrasian volume pada corong maupun erlemeyer
Melakukan pengkalibrasian waktu pada corong maupun erlemeyer dari 50-0 ml
serat dari 50-25 ml
Ulangi langkah 1-2, mencatat volume dalam selang waktu tertentu berdasarkan pengkalibrasian
top related