cover makalah kimfis

of 42/42
Kesetimbangan Kimia Tugas Kimia Fisika Kelompok 4 Asyari Fauzan (1106069260) A Huda Fauzi Adzima (1106001321) Muslimah (1106017622) Saras wati Andini (1106006511)

Post on 05-Aug-2015

167 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Kesetimbangan KimiaTugas Kimia Fisika

Kelompok 4 Asyari Fauzan (1106069260) A Huda Fauzi Adzima (1106001321) Muslimah (1106017622) Saras wati Andini (1106006511)

Universitas Indonesia 2012

Soal Nomor 1 Konstanta reaksi orde pertama, k, untuk ikatan C-N pada molekul N,N-dimetilnicotiamide diukur pada temperatur berbeda dengan menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Diperoleh hasil pengamatan sebagai berikut: T 0C k sec -1 10,0 2,08 15,7 4,57 21,5 8,24 27,5 15,8 33,2 28,4 38,5 46,1 45,7 93,5

Tulislah persamaan Arrheniuss menjadi lebih lengkap. Ulangi soal no.1 dengan memplot dalam diagram x-y dimana sumbu y adalah data harga k hasil perhitungan dan sumbu x adalah harga k hasil percobaan. Berilah komentar anda hasil plot tersebut? Jawab: Persamaan Arhenius

Ea adalah energy aktivasi dari reaksi (dalam kilojoule per mol), R adalah konstanta gas (8,314J/K.mol), T adalah suhu mutlak, dan e adalah basis dari skala logaritma natural.Besaran A menyatakan frekuensi tumbukan dan dinamakan factor frekuensi.Faktor ini dapat dianggap sebagai konstanta tertentu dalam kisaran suhu yang cukup lebar. Persamaan ini dapat dinyatakan dengan dalam bentuk yang lebih baik dengan menghitung logaritma natural dkeidua sisi :

Persamaan ini dapat diubah ke bentuk persamaan linear :

Y m x c Jadi plot ln k terhadap 1/T menghasilkan garis lurus yang kemiringannya m sama dengan Ea/R dan titik potong b dengan sumbu y adalah ln A. Persamaan yang menghubungkan konstanta laju k1dan k2pada suhu T1 dan T2 dapat diguakan untuk menghitung energy aktivasi atau untuk menentukan konstanta laju pada suhu lain jika energy aktivasinya diketahui. Untuk menurunkan persamaan seperti itu kita mulai dengan persamaan

Dengan mengurangkan ln k2 dan ln k1dihasilkan:

Tabel Ringkasan dari Kinetika Reaksi Orde Pertama dan Kedua Orde 0 1 2 Hukum Laju Laju = k Laju = k[A] Laju = k[A]2 Hukum Laju Intergrasi [A]t=[A]0-kt ln[A]t=ln[A]0-kt Waktu Paruh Satuan konstanta laju mol liter-1 det-1 det-1 liter mol-1 det-1

X (kpercobaan)

2,08

4,57

8,24

15,8

28,4

46,1

93,5

kperhitungan = ?

Atau

Diket:

R= 8,314 T 0C K 10,0 283 15,7 288,7 21,5 294.5 27,5 300,5 33,2 306,2 38,5 311,5 45,7 318,7

1. 0,367 2. = - 33,262 + 34,299 1,037 3.

4.

5.

6.

7.

x y

kpercobaan kperhitungan

2,08 1,44

4,57 2,82

8,24 5,43

15,8 10,41

28,4 18,88

46,1 32,20

93,5 64,59

Grafik K percobaan vs K perhitungan70

Nilai k dari pengukuran dan perhitungan tidak tepat sama. Hal ini dimungkinkan karena adanya nilai kesalahan relatif yang menjadikan perbedaan antara nilai pengukuran dengan perhitungan. Perbedaan yang timbul nilainya juga tidak begitu besar, dan pada grafik linier, hasil linierisasi masih menunjukkan nilai R2 mendekati satu yang artinya data tersebut masih bisa diterima. Soal Nomor 2 R.T. Dilone mempelajari reaksi antara etilen bromida dan potasium iodida dalam metanol berkadar 99%, dan memperoleh hasil pengamatan sebagai berikut:

k perhitungan

60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 y = 0.6949x - 0.3272 R = 0.9998

k percobaan

Temperatur: 59,72 0C Konsentrasi Awal KI: 0,1531 kmol/m3 Konsentrasi Awal C2H4Br: 0,02864 kmol/m3 Waktu, ksec 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7 Fraksi Dibromida yang bereaksi 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

Tugas: Konsentrasi Awal KI (CBo) tetap 0,1531 kmol/m3, sedangkan rasio CBo/CAo adalah diubahubah misal menjadi 10, 15, 20, dst. Ulangi soal no. 2, buatlah plot dengan beberapa harga rasio dalam diagram x-y dimana y adalah dan sumbu x adalah waktu reaksi berlangsung ( t). Dan hasilnya berilah komentar tentang mungkinkah harga k berubahubah perubahan rasio tersebut? Terangkan kenapa? Tunjukkan persamaan laju secara lengkap. Persamaan Laju:

Fraksi konversi dari komponen A adalah sebagai berikut:

Dideferensiasikan sebagai berikut:

Sementara itu, konsentrasi komponen B adalah:

Mensubtitusi konsentrasi A dan B ke dalam persamaan hukum laju:

Mengintegrasi persamaan untuk t=0 dan XA=0 hingga t=t dan XA=XA,

Dimana B=

Untuk memperoleh nilai k(CB0-3CA0), kita membentuk persamaan garis lurus dengan

Rasio CBo /CAo = 5, 10, 15 A. CBo /CAo =5 0,1531 kmol/m3 / CAo = 5 CAo = 0,0306

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

5,000 4,141 3,911 3,771 3,628 3,533 3,382 3,262

5,000 5,8021 6,1397 6,3904 6,6839 6,9139 7,3458 7,7574

1,6094 1,7582 1,8147 1,8547 1,8997 1,9335 1,9941 2,0486

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100

k (CBo 3CAo) = m k= 0,0332/ (0,1531- 3x0,0306) k = 0,542 B. CBo /CAo =10 0,1531 kmol/m3 / CAo = 10 CAo = 0,01531

Diferensiasi persamaan fraksi

Y-Values Linear (Y-Values) y = 0.0332x + 4.8758 R = 0.9915

Waktu

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

10,000 9,141 8,911 8,770 8,628 8,533 8,381 8,262

10,0000 12,8080 13,9890 14,8624 15,8961 16,6986 18,2042 19,6468

2,3025 2,5500 2,6382 2,6988 2,7660 2,8153 2,9016 2,9779

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 y = 0.1161x + 9.5669 R = 0.9915 Y-Values Linear (Y-Values)

k (CBo 3CAo) = m k= 0,1161/ (0,1531- 3x0,01531) k = 1,0833 C. CBo /CAo =15 0,1531 kmol/m3 / CAo =1 5

CAo = 0,0102

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

15,000 14,141 13,911 13,770 13,628 13,533 13,381 13,262

15,0000 19,8138 21,8383 23,3355 25,1076 26,4834 29,0643 31,5375

2,7080 2,9863 3,0836 3,1499 3,2231 3,2622 3,3696 3,4511

35 30 25 20 15 10 5 0 0

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi

Y-Values Linear (Y-Values) y = 0.1991x + 14.258 R = 0.9915

20

40

60

80

100

k (CBo 3CAo) = m k= 0,1991/ (0,1531- 3x0,0102) k = 1,625 Nilai k berdasarkan perhitungan dalam rasio yang berbeda-beda tersebut menunjukkan hasil yang berbeda-beda. Hal ini dimungkinkan karena pada saat rasio CBo /CAo maka nilai konsentrasi CAo juga berubah untuk hasil pengukuran yang sama. Sehingga nilai konstanta laju atau k nya juga berubah. Soal Nomor 3 Tabel berikut ini memberikan data laju awal [-d(B2H6)/dt] untuk reaksi fase gas antara diborane dan aseton pada suhu 114 0C:

Hukum laju: . Percobaan 1 2 3 4 Tekanan Awal B2H6(torr) 6.0 8.0 10.0 12.0 Tekanan Awal Me2CO (torr) 20.0 20.0 20.0 20.0 Laju Awal x 103 (torr/sec) 0.50 0.63 0.83 1.00

5 6 7 8 9 10

16.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

20.0 10.0 20.0 40.0 60.0 100.0

1.28 0.33 0.80 1.50 2.21 3.33

Tulislah persamaan laju reaksinya secara lengkap. Ulangi soal no. 3 dengan memplot dalam diagram x-y dimana sumbu y adalah laju reaksi hasil perhitungan dan sumbu x adalah laju reaksi hasil percobaan. Berilah komentar anda hasil plot tersebut? Adakah perbedaan yang mencolok antara hasil perhitungan dengan hasil percobaan. Jawab: Persamaan laju reaksi:

Percobaan

Tekanan Awal B2H6(torr) 6.0 8.0 10.0 12.0 16.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tekanan Awal Me2CO (torr) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 10.0 20.0 40.0 60.0 100.0

Laju ln(laju) ln ln Laju Awal x Y pB2H6 pMe2CO 103 (torr/sec) 0.50 6,21 1,79 3,00 497,701 0.63 6,45 2,08 3,00 632,702 0.83 6,72 2,30 3,00 828,817 1.00 6,91 2,48 3,00 1002,247 1.28 7,15 2,77 3,00 1274,105 0.33 5,80 2,30 2,30 330,299 0.80 6,68 2,30 3,00 796,319 1.50 7,31 2,30 3,69 1495,177 2.21 7,70 2,30 4,09 2208,34 3.33 8,11 2,30 4,61 3327,57

1.

( ) ( ) ( ) Laju = 560,595

( ) ( ) ( ) Laju = 747,698 ( ) 3. ( ) ( ) Laju = 934,489 2. 4. ( ) ( ) ( ) Laju = 1098,828 ( ) ( ) ( ) Laju = 1495,177 ( ) ( ) ( ) Laju = 467,313 ( ) ( ) ( ) Laju = 934,489 ( ) ( ) ( ) Laju = 1863,105 ( ) ( ) ( ) Laju = 2804,554 ( ) ( ) ( ) Laju = 4675,072

5.

6.

7.

8.

9.

10.

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x 497,701 632,702 828,817 1002,247 1274,105 330,299 796,319 1495,177 2208,34 3327,57

y 560,595 747,698 934,489 1098,828 1495,177 467,313 934,489 1863,105 2804,554 4675,072

Grafik Laju Pengukuran vs Perhitungan5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 1000 2000 3000 4000

Pada perbandingan antara laju reaksi pada hasil percobaan dan pada perhitungan nampak adanya perbedaan, meskipin perbedaannya bila dirata-rata tidak begitu besar. Tapi semakin besar nilai tekanan perbedaan yang terjadi mengalami peningkatan yang cukup signifikan. Berdasarkan grafik linier terlihat nilai R2 yang mendekati satu, artinya berbedaan tersebut masih dalam batas yang dapat diterima. Dimana dimungkinkan perbedaan tersebut timbul karen afaktor kesalahan relatif pada suatu pengukuran. Soal Nomor 4 Untuk reaksi disosiasi termal satu arah paradehalidepada suhu 259 0C dan volume konstan, dihasilkan data sebagai berikut: Time, hrs 0 100 P total, mmHg Reaksi merupakan reaksi orde 2 1 175 2 220 3 250 4 270 300

Laju Perhitungan

Y-Values Linear (Y-Values) y = 1.4149x - 195.41 R = 0.9922

Laju Pengukuran

Tulislah persamaan laju reaksinya secara lengkap. Ulangi soal no. 4 dengan mengasumsikan reaksi berlangsung merupakan reaksi orde kedua dan berlangsung dalam sistem Batch bervolume konstan. Jawab: Persamaan Laju

Amount at t=0 Amount at t=t Amounts that have reacted

A nA0 nA (nA0-nA)

B nB0 nB (nB0-nB)

Jumlah mol total setiap waktunya adalah sebagai berikut, dengan asumsi jumlah mol B mulamula adalah 0:

Dengan mengaplikasikan persamaan gas ideal, diperoleh persamaan sebagai berikut:

Dimana, PT= tekanan total PA= tekanan parsial paraldehide pada t = t PA0= tekanan parsial paraldehide pada t = 0

Time 0 1 2 3 4

PT 100=PA0 175 220 250 270 300

PA 100 62,5 40,0 25,0 15,0 0

PA/PA0 1,0 0,625 0,400 0,250 0,150 0

ln (PA/PA0) 0 -0,47 -0,9163 -1,3863 -1,8971 -

Grafik Laju reaksi0 -0.2 0 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2 Y-Values 1 2 3 4 5

Berdasarkan grafik terlihat bahwa reaksi belangsung adalah reaksi orde 2. SOAL NO 5 Reaksi berikut ini dipelajari pada suhu 200 0C. Jika konsentrasi NOCL pada awalnya hanya terdiri atas NOCl berubah seiring berjalannya waktu seusai dengan yang tertera pada tabel, hitung orde reaksi dan konstanta laju reaksi.

Jawab: Persamaan Laju Reaksi :

, , -

-

, , -

-

, , , -

-

, -

, , -

, , -

Tabel data t,sec CNOCl, gmol/l 0 0,02 200 0,016 300 0,0145 500 0,012

Hukum Laju Orde Pertama

ln[A] = ln[A]0 kt Perhitungan t,sec 0 200 300 CNOClActual 0,02 0,016 0,0145 ln CA -3.912023005 -4.135166557 -4.23360663

500

0,012

-4.422848629

-3.8 0 -3.9 -4 ln Ca -4.1 -4.2 -4.3 -4.4 -4.5 t, sec y = -0.001x - 3.920 100 200 300 400 500 600

Mencari konsentrasi Saat t = 0 sec ln[A] = ln[A]0 kt ln[A] = -3.912023005 (-0.001)(0) ln[A] = -3.912023005 [A] = 0.02 saat t = 200 sec ln[A] = ln[A]0 kt ln[A] = -4.135166557 (-0.001)(200) ln[A] = -3.935 [A] = 0.0195 saat t = 300 sec ln[A] = ln[A]0 kt ln[A] = -4.23360663 (-0.001)(300) ln[A] = -3.933 [A] = 0.0196 Saat t = 500 sec ln[A] = ln[A]0 kt

ln[A] = -4.422848629 (-0.001)(500) ln[A] = -3.922 [A] = 0.0198 Persamaan Laju Reaksi Orde 1 , Saat t = 0 sec v = -0.001 [0.02] saat t = 200 sec v = -0.001 [0.0195] saat t = 300 sec v = -0.001 [0.0196] saat t = 500 sec v = -0.001 [0.0198] SOAL NO 6 Reaksi dekomposisi pada fase gas:

Dioperasikan dalam reaktor bervolume konstan. Percobaan 1 hingga 5 dilakukan pada suhu 100 0C sedangkan percobaan 6 dilakukan pada suhu 110 0C. Percobaan 1 2 3 4 5 6 Jawab: Persamaan laju reaksi , , , , , , CA0(gmol/L) 0,025 0,0133 0,01 0,05 0,075 0,025 t (min) 4,10 7,70 9,80 1,96 1,30 2,00

, , -

, , -

, , -

Data-data yang telah diketahui Orde raksi pada percobaan di atas adalah = 2 Energi Aktivasi E = 20383 cal/gmol Faktor tumbukan ko = 1.19 x 1014 lgmol/min *( ) ( ), * ( ( ), , , , ( ) ), + + -

Mecari nilai k

k = 1.19 x 1014 exp (-20383/8.314) k = 1.19 x 1014 exp (-2451.65) k = 1.19 x 1014 ( Persamaan laju Reaksi , , - Tugas PR soal no 7 : Tulislah persamaan laju reaksinya

secara lengkap dari hasil perhitungan tersebut. Ulangi soal no. 7 ini dengan mengasumsikan bahwa reaksi berlangsung mengikuti reaksi orde pertama. Berilah komentar hasil perhitungan anda. Persamaan reaksi untuk orde pertama adalah : -dc/dt = k1c

Dengan mengintegrasikannya dengan batas t = 0 dan t = t maka diperoleh :

ln c ln c0 = -k1t ln c/c0 = -k1t Waktu, t (ksec) C/C0 Ln c/c0

10,80 24,48 46,08 54,72 69,48 88,56 109,44 126,72 133,74 140,76

0,945 0,912 0,846 0,809 0,779 0,730 0,678 0,638 0,619 0,590

-0,056 -0,092 -0,167 -0,211 -0,249 -0,314 -0,388 -0,449 -0,479 -0,527

0,005 0,003 0,003 0,003 0,003 0,004 0,003 0,003 0,003 0,003

Dengan merata-ratakan konstanta laju kita memperoleh nilai k = 0,0033 m2/mol.sec Jika dibandingkan dengan perhitungan menggunakan orde kedua maka perhitungan dengan menggunakan orde pertama nilai k yang kita peroleh semakin kecil. Soal Nomor 8 Tulislah persamaan laju reaksinya secara lengkap dari hasil perhitungan tersebut. Ulangi soal no. 8 ini dengan mengasumsikan bahwa gas mengikuti hukum gas ideal, jika P0 (atm) adalah tekanan awal reaktor. Buktikan bahwa t = RT/kp0. 1) Karena reaksi dioperasikan pada sistem batch bervolume konstan, laju reaksi dapat diformulasikan sebagai berikut:

(1) dimana

.. (2) Mengintegrasikan persamaan (1) dengan batas-batas t=0, CA=CA0 hingga t=t, CA=CA memberikan hasil sebagai berikut:

2) Waktu paruh untuk reaksi orde ke-n dapat dirumuskan sebagai berikut:

Reaksi merupakan reaksi orde ke-2, sehingga bila disubtitusikan n=2 diperoleh hasil sebagai berikut:

Dimana

Soal Nomor 9 Ulangi soal no. 9 ini dan tentukanlah harga k dan order reaksinya yang sesuai dengan datadata yang ada. Apakah kinetika reaksi berorder satu atau order dua sudah sesuai?? Berilah komentar dan bagaimanakah seharusnya langkah-langkah perhitungan agar didapat persamaan laju reaksinya dengan harga k dan order reaksinya yang sesuai.

Konsentrasi CA, Time t, s 0 20 40 60 120 180 300 mol/liter 10=CA0 8 6 5 3 2 1

ln (CA0/CA) 0 0,223143551 0,510825624 0,693147181 1,203972804 1,609437912 2,302585093 1/CA 0,1 0,125 0,166667 0,2 0,333333 0,5 1

Untuk memudahkan menggunakan metode grafik untuk mengetahuii reaksi tersebut termasuk orde keberapa. Soal Nomor 10 Tentukanlah harga k la horde reaksi yang sesuai dengan data-data yang ada. Apakah orde reaksi satu sudah sesuai? Berilah komentar dan tulislah persamaan laju reaksinya secara lengkap dari hasil perhitungan tersebut dengan harga k dan orde reaksinya. Buatlah plot antara harga CA hasil percobaan (sumbu x) dengan CA hasil perhitungan (sumbu y), apakah cukup linear? Pertama kita harus menentukan apakah benar orde reaksi dari data yang ada adalah orde satu. Cara yang dilakukan adalah dengan mengecek seluruh orde dengan memasukannya ke dalam grafik.

Data Time (min) 4.0 20.2 40.0 60.0 120.0 180.0Percobaan orde nol Persamaan untuk orde nol adalah sebagai berikut.

CA , mol/l 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 0.0166 0.0099

CA = k t + CAo

y = m x+ c

Time (min) 4.0 20.2 40.0 60.0 120.0 180.0

CA , mol/l 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 0.0116 0.0099

Dengan menggunakan kalkulator, harga gradient dari grafik diatas dapat dicari yaitu dengan besar -3.37x10-5 Percobaan orde satu Persamaan untuk orde satu adalah sebagai berikut. ln CA = k t + ln CAo

y

= m x+ c Time (min) 4.0 20.2 40.0 60.0 CA , mol/l 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 ln CA -4.1477 -4.1865 -4.2405 -4.2977

120.0 180.0

0.0116 0.0099

-4.4568 -4.6152

Dengan menggunakan kalkulator, harga gradient dari grafik diatas dapat dicari yaitu dengan besar -2.67x10-3 Percobaan orde dua Persamaan untuk orde dua adalah sebagai berikut. 1 = k t+ 1 CA CAo

y = m x+ c Time (min) 4.0 20.2 40.0 60.0 120.0 180.0 CA , mol/l 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 0.0116 0.0099 1/CA 63.2911 65.7894 69.4444 73.5294 86.2069 101.0101

Grafik Perbandingan Antara Waktu dengan 1/CA120 100 80 1/CA 60 40 20 0 0 20.2 40 60 Waktu [min] 120 180

Dengan menggunakan kalkulator, harga gradient dari grafik

diatas dapat dicari yaitu dengan besar 0.2152 Karena data yang dibutuhkan tidak cukup banyak maka untuk menentukan orde pada data yang ada, digunakan pendekatan. Orde ditentukan dengan melihat dari gradient yang nilainya mendekati 1. Orde dengan grafik yang memiliki gradient terdekat dari nilai 1 adalah orde 2 dengan besar gradient 0.2152. Persamaan yang dipakai untuk orde kedua adalah 1 = k t+ 1 CA CAo

y = m x+ cPersamaan lengkap untuk dilakukannya perhitungan adalah sebagai berikut 1 = 0.2152.t + 62.5 CA Dari persamaan tersebut, bisa kita cari berapakah CA yang didapat dari hasil perhitungan (kita asumsikan konsentrasi awal dari reaktan adalah 0.0160 mol/l)

Time (min) 4 20.2 40 60 120 180

CA (percobaan) 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 0.0116 0.0099antara

CA (perhitungan) 0.0158 0.0150 0.0141 0.0133 0.0113 0.00988konsentrasi hasil percobaan

Berikut adalah grafik perbandingan dengan konsentrasi hasil perhitungan

Grafik Perbandingan Antara Konsentrasi Percobaan dengan Konsentrasi Perhitungan0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0.0158 0.0152 0.0144 0.0136 CA Percobaan 0.0116 0.0099

Hasil grafik yang dibuat antara konsentrasi percobaan dengan konsentrasi perhitungan (seperti terlihat pada grafik) menunjukan kelinearan karena perbandingan dari x dan y nya tidak signifikan. Maka gradiennya mendekati angka 1 atau dapat dikatakan lurus. Perhitungan lebih jelasnya dapat dilakukan Gradien yang terhitung adalah sebesar 0.9964Soal Nomor 11 Uraikan apa yang dimaksud dengan penentu laju reaksi? Pada prinsipnya, step reaksi yang manakah sebagai penentu berlangsungnya reaksi secara keseluruhan. Sebuah laju reaksi elementer ditentukan oleh laju reaksi yang paling lambat. Hal tersebut sering disebut sebagai langkah penentu laju reaksi. Dapat dilihat pada contoh sebagai berikut.

CA Perhitungan

dengan

kalkulator.

2 NO + O2 2NO2

seperti padapersamaan reaksi diatas, laju reaksi dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut.

V = k [NO2]2 [O2][NO]Persamaan reaksi diatas didapat dari turunan reaksi yang telah ada sebelumnya. Reaksi tersebut terbagi menjadi 2 tahap. Tahap pertama yaitu adalah tahap reaksi dengan kecepatan reaksi cepat dan satu lagi adalah tahap reaksi dengan kecepatan reaksi lambat. NO + NO N2O2 N2O2 + O2 2NO2 Reaksi diatas masing-masing memiliki kesetimbangan dengan laju reaksi ceoat (reaksi pertama) dan kesetimbangan dengan laju reaksi lambat (reaksi kedua). Masing-masing dari reaksi diatas memiliki laju reaksi masing-masing. Laju reaksi pada reaksi pertama v = k1 [N2O2] [NO]2 Laju reaksi pada reaksi kedua v = k 2 [NO2]2 [N2O2][O2] diantara kedua konstanta yang ada yaitu k1 Soal Nomor 12 Berdasarakan contoh soal nomor 12:

Apa yang dimaksud dengan laju reaksi sesaat dan tunjukkan beberapa laju reaksi sesaat yang telah dihitung? Ulangi contoh soal nomor 12 ini, selesaikanlah dengan metode integrasi untuk mendapatkan harga kinetika orde reaksi n dan k. Samakah hasil perhitungan anda dengan hasil contoh soal?

Beberapa laju reaksi sesaat yang telah dihitung Jawab Laju Sesaat Laju sesaat adalah laju pada saat tertentu. Laju reaksi berubah dari waktu ke waktu. Pada umumnya, laju reaksi makin kecil seiring dengan bertambahnya waktu reaksi. oleh karena itu, plot konsentrasi terhadap waktu berbentuk garis lengkung, seperti gambar di bawah ini. Laju sesaat pada waktu t dapat ditentukan dari kemiringan (gradien) tangen pada saat t tersebut, sebagai berikut. 1. Lukis garis singgung pada saat t 2. Lukis segitiga untuk menentukan kemiringan 3. laju sesaat = kemiringan tangen

Laju sesaat yang telah dihitung Rumus laju reaksi sesaat adalah dCA/dt sehingga tabel laju reaksi sesaat adalah Waktu t,s0 20 40 60 120 180 300

dCA/dt(10-0)/(0-75) = -0.1333 (10-0)/(-3-94) = -0.1031 (10-0)/(-21-131) = -0.0658 (8-0)/(-15-180) = - 0.0410 (6-0)/(-10-252) = -0.0238 (4-1)/(24-255) = -0.0108 (3-1)/(-10-300) = - 0.0065

Metode ini Integrasi mencocokkan persamaan laju reaksi dengan data hasil percobaan. Dengan metode integral ini: i. Pada sistem konstan volume, persamaan kecepatan reaksi penghilang reaktan akan mengikut bentuk: (4.e.13) Atau pada kasus yang lebih terbatas dapat dituliskan sebagai (4.e.14)

ii.

Persamaan diatas disusun ulang menjadi Kemudian diintegrasikan menjadi

(4.e.15) (4.e.16)

Fungsi konsentrasi proporsional dengan waktu dan diplot sehingga menghasilkan garis lurus dengan slope k untuk persamaan kecepatan reaksi yang diuji. Maka dari tabel diatas apabila dikerjakan dengan metoda integrasi Apabila orde reaksi 0, maka sumbu X adalah waktu dan sumbu Y adalah CAWaktu (x)0 20 40 60 120 180 300

CA 10 8 6 5 3 2 1

Maka grafik dari tabel diatas adalah

Grafik waktu vs konsentrasi12 10 8 6 4 2 0 -2 0 y = -0.0275x + 7.8294 R = 0.8081

CA

Series1 Linear (Series1)

100

200 300 Waktu (s)

400

Karena grafik tidak linear maka reaksi diatas tidak terjadi pada orde 0. Apabila orde reaksi 1 maka rumus integrasinya Ln CA = -k t + ln CA0 Dimana ln CA menjadi sumbu Y dan t menjadi sumbu X maka tabelnya Waktu (x) 0 20 40 60 ln CA 2,302585 2,079442 1,791759 1,609438

120 180 300

1,098612 0,693147 0

Sehingga grafiknya

ln CA2.5 2 1.5 ln CA 1 0.5 0 0 -0.5 100 200 waktu (s) 300 400 y = -0.0076x + 2.1481 R = 0.979 ln CA Linear (ln CA)

Karena grafik diatas tidak linear maka reaksi diatas tidak terjadi pada orde 1. Karena reaksi diatas tidak terjadi pada orde 0 maupun orde 1 , akan tetapi grafik menunjukan adanya kecenderungan linear pada grafik orde 1 maka dicoba grafik dengan orde pada rentang 0-1 yaitu orde 1.43 Apabila reaksi terjadi pada orde 1.43 maka rumus integrasinya 2.325 CA-0.43= -k t + 2.325CA0-0.43 Dimana sumbu Y adalah 2.325 CA-0.43 dan sumbu X nya adalah waktu (s) sehingga tabelnya Waktu (x) 0 20 40 60 120 180 300 2.325 CA-0.43 -0,86382 -0,95081 -1,07601 -1,16377 -1,44964 -1,72576 -2,325

Sehingga grafiknya adalah

2,324CA-0.430 0 -0.5 2,324CA^-o.43 -1 Series1 -1.5 -2 y = -0.0048x - 0.8665 R = 0.9996 -2.5 waktu (s) Linear (Series1) 100 200 300 400

Karena grafiknya linear maka reaksi benar terjadi di orde 1.43. Dari grafik diatas didapat persamaan linear y = -0,0048x - 0,8665 sehingga nilai K yang didapat adalah -0.0048. Hasil perhitungan orde n yang kami hitung sama dengan orde n dari contoh soal, sedangkan nilai k yang kami hitung berbeda dari contoh soal sebab dicontoh soal tidak terdapat nilai k. Untuk orde nol.

orde nol12 10 Concentration 8 6 4 2 0 0 100 200 Time 300 400 Series1

Reaksi ini bukan merupakan orde nol karena jika reaksi ini orde nol maka grafik yang terbentuk akan membentuk garis lurus.

Untuk orde pertama.

orde pertama2,500,000,000 2,000,000,000 Ln C 1,500,000,000 1,000,000,000 500,000,000 0 0 100 200 Time 300 400 0,223143551 0,510825624 0,693147181 300, 2,302,585,093

Reaksi ini bukan merupakan orde pertama karena jika reaksi ini orde pertama maka grafik yang terbentuk akan membentuk garis lurus. Untuk orde kedua.

Orde dua350 300 250 Time 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1/C y = -299x + 599 R = 1 1.5 2 2.5 Series1 Linear (Series1)

Reaksi ini merupakan reaksi orde kedua karena ketika diplot kedalam grafik yang mencerminkan hubungan 1/C dan Time grafik yang didapatkan adalah garis lurus. Penurunan t1/2 , -

, -

, -

, -

, -

, Dari table diketahui bahwa 60 = K = 0,00167 Jadi kesimpulannya reaksi diatas adalah reaksi dengan orde 2, langkah-langkah untuk menenetukan orde dan nilai k yang sesuai adalah pertama kita bisa mencari orde reaksi dengan metode grafik, setelah mengetahui orde reaksinya maka turunkan rumus itu barulah bisa menghitung nilai k. setelah adalah 60 s.