factor frekuensi tumbukan.docx
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
1/20
I. Factor Frekuensi Tumbukan
Teori factor tumbukan pada Laju Reaksi, Energi Aktivasi, Kecepatan,reaksi kimia terjadi sebagai
akibat tumbukan antara molekul-molekul. Jumla tumbukan antara molekul-molekul per satuan
!aktu disebut frekuensi tumbukan. "esar frekuensi tumbukan ini dipengarui ole berbagai
faktor antara lain#
$. konsentrasi%
&. suu, dan
'. luas permukaan bidang sentu.
(emakin besar konsentrasi suatu larutan, semakin ban)ak molekul )ang terkandung di dalamn)a.*engan demikian, semakin sering terjadi tumbukan di antara molekul-molekul tersebut. +al itu
berarti an)a sebagian dari tumbukan molekul )ang mengasilkan reaksi. Keadaan itu
didasarkan pada & faktor, )aitu#
$. an)a molekul-molekul )ang lebi energik )ang akan mengasilkan reaksi sebagai asil
tumbukan%
&. kemungkinan suatu tumbukan tertentu untuk mengasilkan reaksi kimia tergantung dariorientasi molekul )ang bertumbukan.
Energi minimum )ang arus dimiliki molekul untuk dapat bereaksi disebut energi pengaktifan
Ea. "erdasarkan teori kinetik gas, molekul-molekul gas dalam satu !ada tidak mempun)ai
energi kinetik )ang sama, tetapi bervariasi seperti ditampilkan pada gambar $. di ba!a ini.
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
2/20
ambar $. *istribusi energi molekul-molekul gas.
/ada suu )ang lebi tinggi T&, fraksi molekul )ang mencapai energi pengaktifan sebesar 0&,
distribusi energi melebar. Energi kinetik molekul rata-rata meningkat dengan kenaikkan suu
seingga lebi ban)ak molekul )ang memiliki energi lebi besar dari energi pengaktifan.Akibatn)a, reaksi makin sering terjadi dan laju reaksi juga semakin meningkat.
Laju reaksi kimia tergantung pada asil kali frekuensi tumbukan dengan fraksi molekul )ang
memiliki energi sama atau melebii energi pengaktifan. Karena fraksi molekul )ang teraktifkan
biasan)a sangat kecil, maka laju reaksi jau lebi kecil daripada frekuensi tumbukann)a sendiri.
(emakin tinggi nilai energi pengaktifan, semakin kecil fraksi molekul )ang teraktifkan dan
semakin lambat reaksi berlangsung. /eratikan conto reaksi berikut.
A&g 1 "&g 2 &A"g
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
3/20
3enurut pengertian teori tumbukan, selama tumbukan antara molekul A&dan "&dianggap
ikatan A4A dan "4" putus dan terbentuk ikatan A4". /ada gambar &. ditunjukkan ba!a
anggapan itu tidak selaman)a berlaku untuk setiap tumbukan.
ambar &. Tumbukan molekul dan reaksi kimia a Tumbukan )ang tidak memungkinkan
terjadin)a reaksi. b Tumbukan )ang memungkinkan terjadin)a reaksi.
3olekul-molekul arus mempun)ai orientasi tertentu agar tumbukan efektif untuk
mengasilkan reaksi kimia. /ada gambar &. ditunjukkan ba!a jumla tumbukan )ang
orientasin)a tidak memungkinkan terjadi reaksi umumn)a lebi ban)ak daripada jumla
tumbukan )ang memungkinkan terjadin)a reaksi. +al itu berarti peluang suatu tumbukan tertentu
untuk mengasilkan reaksi umumn)a kecil.
$. Luas permukaan sentuhan
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
4/20
3akin luas permukaan sentuan antara 5at-5at pereaksi, makin ban)ak molekul-molekul
pereaksi )ang bertumbukan. *engan demikian, kemungkinan terjadi reaksi semakin besar
seingga reaksi lebi cepat berlangsung.
&. Sifat kimia pereaksi
(en)a!a-sen)a!a ion lebi cepat bereaksi daripada sen)a!a-sen)a!a kovalen. /ada setiap
tumbukan )ang terjadi antara ion positif dan ion negatif selalu diasilkan reaksi sebab tidak ada
energi tumbukan )ang diperlukan untuk memutuskan ikatan terlebi daulu. Lain aln)a dengan
reaksi antara sen)a!a-sen)a!a kovalen )ang tidak setiap tumbukan dapat mengasilkan reaksi.
'. Konsentrasi
*alam konsentrasi )ang besar, jumla partikel per satuan volume juga besar. Kemungkinan
terjadin)a tumbukan antar partikel di dalamn)a lebi besar jika dibandingkan dengan )ang
terjadi pada konsentrasi )ang renda. *engan demikian makin besar konsentrasi 5at )ang
bereaksi, makin ban)ak partikel )ang bereaksi per satuan !aktu dan makin besar laju reaksin)a.
/ada beberapa jenis reaksi, perbesaran konsentrasi pereaksi tidak selalu mempercepat
reaksi atau perbesaran konsentrasi tidak sebanding dengan perbesaran laju reaksin)a. +al ini
dijelaskan dengan teori tumbukansebagai berikut.
Agar pereaksi dapat bereaksi, terlebi daulu arus terjadi tumbukan antara partikel-
partikel 5at pereaksi tersebut. /ada reaksi sederana, )aitu reaksi )ang berlangsung satu taap,
perubaan konsentrasi pereaksi sebanding dengan perubaan kecepatan reaksin)a. 3isaln)a,
pada reaksi sederana A 1 " 2 6 jika konsentrasi A dijadikan & kali dan konsentrasi " tetap,
maka laju reaksi akan menjadi & kali pula. *emikian pula, jika konsentrasi " dijadikan & kali dan
konsentrasi A tetap. /ada reaksi )ang tidak sederana, tumbukan antara partikel-partikel pereaksi
tidak langsung mengasilkan asil akir. Reaksi ini dapat terjadi pada reaksi )ang melibatkan
satu jenis pereaksi atau lebi. Reaksi )ang melibatkan lebi dari dua partikel seperti dalam
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
5/20
reaksi &+&1 &78 2 7& 1 &+&8 tidak mungkin terjadi karena tumbukan sekaligus antara 9
partikel pada satu titik dan satu saat )ang sama. Tumbukan an)a mungkin terjadi antara dua
partikel. 8le karena itu, diperkirakan ba!a reaksi )ang tidak sederana berjalan taap demi
taap )ang pada setiap taap an)a terjadi tumbukan antara dua partikel. /ada conto reaksi di
atas, diperkirakan reaksi berjalan melalui taap-taap sebagai berikut.
Taap $ # 78g 1 78g : 7&8&g cepat
Taap & # 7&8&g 1 +&g 2 7&8g 1 +&8l cepat
Taap ' # 7&8g 1 +&g 2 7&g 1 +&8l lambat1
&78g 1 &+&g 2 7&g 1 & +&8l reaksi stoikiometri
Tiap-tiap taap merupakan reaksi sederana.
Rangkaian taap-taap )ang menerangkan jalann)a suatu reaksi dari a!al ingga akir disebut
mekanisme reaksi. (etiap taap mempun)ai laju reaksi )ang berbeda. (eringkali ditemukan
ba!a di antara taap-taap reaksi dalam mekanisme reaksi terdapat satu taap dengan laju )ang
relatif renda. *alam al ini, laju reaksi secara keseluruan ditentukan ole taap )ang lambat
atau dengan kata lain taap )ang paling lambat dalam suatu mekanisme reaksi merupakan taap
penentu laju reaksi.
/ada mekanisme reaksi tersebut, taap ketiga merupakan taap )ang menentukan laju reaksi
keseluruan.
r ; k
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
6/20
rke kiri; k>
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
7/20
a. Reaksi # &7&8g 2 &7&g 1 8&g
Reaksi ini membutukan energi pengaktifan sebesar &9D kJ jika tanpa katalis. Akan tetapi,
dengan memberikan logam platina /t sebagai katalis, energi pengaktifann)a berkurang menjadi
$' kJ.
b. Reaksi # &+Fg 2 +&g 1 F&g
Reaksi ini membutukan energi pengaktifan sebesar $9 kJ jika tanpa katalis. Akan tetapi,
dengan memberikan logam emas Au sebagai katalis, energi pengaktifann)a berkurang menjadi
CG kJ.
/eranan katalis dalam menurunkan energi pengaktifan ditunjukkan pada gambar '.
ambar '. Katalis menurunkan energi pengaktifan seingga memperbesar laju reaksi.
H. Jenis katalis
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
8/20
Katalis digolongkan sebagai katalis omogen dan eterogen. Katalis omogen adala katalis
)ang memiliki fase )ang sama dengan pereaksi dan bekerja melalui penggabungan dengan
molekul atau ion pereaksi membentuk keadaan Iantara@. Keadaan antara ini bergabung dengan
pereaksi lainn)a membentuk produk dan setela produk diasilkan, katalis melakukan regenerasi
sebagai 5at semula.
(uatu katalis eterogen adala katalis )ang berbeda fase dengan pereaksi dan produk. Katalis ini
biasan)a padatan dalam pereaksi gas atau cairan, dan reaksi terjadi pada permukaan katalis
eterogen. ntuk alasan ini, katalis biasan)a dipeca-peca menjadi butiran alus.
D. Hubungan Faktor-Faktor yang empercepat La!u "eaksi #engan Teori Tumbukan
Tumbukan antara pereaksi ada )ang mengasilkan reaksi dan tidak, sebagai conto amati gambar
reaksi antara idrogen dan iodium berikut.
$. Tumbukan dengan energi )ang tidak
cukup.
&. 3olekul terpisa kembali tumbukan tidak
berasil.
$. Tumbukan dengan energi )ang cukup.
Fkatan-ikatan akan putus dan terbentuk
ikatan baru.
&. 3olekul +F terbentuk. Tumbukan
berasil.
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
9/20
(umber# Le!is, Tinking 6emistr)
"agaimana teori tumbukan menjelaskan faktor-faktor )ang mempengarui laju reaksi
/eratikan Tabel $.
Tabel $. +ubungan faktor-faktor )ang mempercepat laju reaksi dengan teori tumbukan
Fakta $raian Teori
/eningkatan konsentrasi pereaksi dapat
mempercepat laju reaksi.
/eningkatan konsentrasi berarti jumla
partikel akan bertamba pada volume
tersebut dan men)ebabkan tumbukan antar
partikel lebi sering terjadi. "an)akn)a
tumbukan memungkinkan tumbukan )ang
berasil akan bertamba seingga laju
reaksi meningkat.
/eningkatan suu dapat mempercepat laju
reaksi.
(uu suatu sistem adala ukuran dari rata-
rata energi kinetik dari partikel-partikel
pada sistem tersebut. Jika suu naik maka
energi kinetik partikel-partikel akan
bertamba, seingga kemungkinan terjadi
tumbukan )ang berasil akan bertamba
dan laju reaksi meningkat.
/enambaan luas permukaan bidang 3akin besar luas permukaan,
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
10/20
sentu akan mempercepat laju reaksi. men)ebabkan tumbukan makin ban)ak,
karena makin ban)ak bagian permukaan
)ang bersentuan seingga laju reaksi
makin cepat.
Katalis dapat mempercepat reaksi. Katalis dapat menurunkan energi aktivasi
Ea, seingga dengan energi )ang sama
jumla tumbukan )ang berasil lebi
ban)ak seingga laju reaksi makin cepat.
Sumber% Le!is, Tinking 6emistr)
"erdasarkan teori tumbukan, suatu tumbukan akan mengasilkan suatu reaksi jika ada energi
)ang cukup. (elain energi, jumla tumbukan juga berpengaru. Laju reaksi akan lebi cepat, jika
tumbukan antara partikel )ang berasil lebi ban)ak terjadi.
.&nergi'kti(asi
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
11/20
ambar 9. rafik energi potensial dan !aktu pada reaksi +&dan F&.
Energi aktivasi pada reaksi tersebut adala $D kJ per mol. ntuk terjadi tumbukan
antara +&dan F&diperlukan energi M D kJ. /ada saat reaksi terjadi energi sebesar $D kJ diserap
dan digunakan untuk memutuskan ikatan + 4 + dan F 4 F selanjutn)a ikatan + 4 F terbentuk.
/ada saat terbentuk + 4 F ada energi )ang dilepaskan seingga reaksi tersebut termasuk reaksi
eksoterm.
"agaimana kerja katalis seingga dapat mempercepat reaksi
/eratikan ambar C.
ambar C. rafik energi potensial reaksi tanpa katalis dan dengan bantuan katalis.
/ada ambar C, proses reaksi tanpa katalis digambarkan dengan satu kurva )ang tinggi
sedangkan dengan katalis menjadi kurva dengan dua puncak )ang renda seingga energi
aktivasi pada reaksi dengan katalis lebi renda daripada energi aktivasi pada reaksi tanpa
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
12/20
katalis. "erarti secara keseluruan katalis dapat menurunkan energi aktivasi dengan cara
menguba jalann)a reaksi atau mekanisme reaksi seingga reaksi lebi cepat.
)ustaka
anon)m. &$'. Teori Tumbukan pada laju reaksi energy aktivasi.
ttp#BBperpustakaanc)ber.blogspot.comB&$'BHBteori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-
aktivasi.tml.diakses $G 7ovember &$C
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/06/teori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-aktivasi.htmlhttp://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/06/teori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-aktivasi.htmlhttp://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/06/teori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-aktivasi.htmlhttp://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/06/teori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-aktivasi.htmlhttp://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/06/teori-tumbukan-pada-laju-reaksi-energi-aktivasi.html -
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
13/20
Kur(a )sikometrik
T$*'S
*iajukan untuk memenui sala satu tugas mata kulia Teknik Reaktor )ang
diberikan ole. *R. Fr. Endang (R, 3T
8le
N)nne Rapaela 7F3 $'$9&9&D
Kelas 'A 4 Teknik Kimia /roduksi "ersi
)"+*"' ST$,I ,-I T&KIK KII' )"+,$KSI &"SIH
J$"$S' T&KIK KII'
)+LIT&KIK &*&"I ',$*
0123
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
14/20
II. Kur(a )sikometrik
6art psikrometrik merupakan asil kar)a jenius peninggalan kakek mo)ang kita )ang
berubungan dengan karakteristik udara. *engan adan)a cart ini maka perencanaan tata udara
menjadi lebi sederana, karena tidak perlu menggunakan itungan matematis )ang rumit. 6art
psikrometrik merupakan tampilan secara grafikal sifat termodinamik udara antara lain suu,
kelembaban, entalpi, kandungan uap air dan volume spesific. *alam cart ini dapat langsung
diketaui ubungan antara berbagai parameter udara secara cepat dan persisi, baik )ang
berkaitan dengan sifat fisik udara maupun sifat termikn)a.
0.2 ,efinisi Istilah #an )lotting pa#a 4hart
"erikut ini dijelaskan tuju parameter udara terpenting )ang digunakan untuk keperluan
perancangan air conditioning. 6art )ang digunakan sebagai acuan adala cart psikrometirk
)ang disusun ole 6arrier dengan mengacu pada kondisi atmosfir normal.
*r)-bulb Temperature *"
*" adala suu udara ruang )ang diperole melalui pengukuran dengan (link
/sikrometer pada teremometer dengan bulb kering. (uu *" diplotkan sebagai garis
vertikal )ang bera!al dari garis sumbu mendatar )ang terletak di bagian ba!a cart.
(uu *" ini merupakan ukuran panas sensibel. /erubaan suu *" menunjukkan adan)a
perubaan panas sensibel.
Net-bulb Temperature N"
N" adala suu udara ruang )ang diperole melalui pengukuran dengan (link
/sikrometer pada teremometer dengan bulb basa. (uu N" diplotkan sebagai garis
miring ke ba!a )ang bera!al dari garis saturasi )ang terletak di bagian samping kanan
cart. (uu N" ini merupakan ukuran panas total entalpi. /erubaan suu N"
menunjukkan adan)a perubaan panas total.
*e!-point temperature */
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
15/20
(uu */ adala suu di mana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika
didinginkan. (uu */ ditandai sebagai titik sepanjang garis saturasi. /ada saat udara
ruang mengalami saturasi jenu maka besarn)a suu *" sama dengan suu N"
demikian pula suu */. (uu */ merupakan ukuran dari panas laten )ang diberikan ole
sistem. Adan)a perubaan suu */ menunjukkan adan)a perubaan panas laten atau
adan)a perubaan kandungan uap air di udara.
(pecific +umidit) N
(pecific umidit) adala jumla kandungan uap air di udara )ang diukur dalam satuan
grains per pound udara. D grains ; $ pound dan diplotkan pada garis sumbu vertikal
)ang ada di bagian samping kanan cart.
Relative +umidit) O R+
O R+ merupakan perbandingan jumla actual dan jumla maksimal saturasi dari uap
air )ang ada pada suatu ruang atau lokasi tertentu. $O R+ berarti saturasi dan
diplortkan menurut garis saturasi. ntuk ukuran )ang lebi kecil diplotkan sesuai ara
garis saturasi.
Entalpi +
Entalpi adala jumla panas total dari campuran udara dan uap air di atas titik nol.
*in)atakan dalam satuan "T per pound udara. +arga entapi dapat diperole
sepanjang skala di atas garis saturasi
0.0 4ara membaca 4hart
ambar &.$ memperliatkan suatu kondisi udara titik / )ang parametern)a diplotkan pada
cart psikrometirk )ang disederanakan untuk mempermuda. "ila an)a dua parameter )ang
diketaui maka kedua parameter tersebut diplotkan pada cart seingga bertemu titik potongn)a
misaln)a titik /. kemudian dari titik potong tersebut dapat ditentukan parameter lainn)a.
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
16/20
6onto /enggunaan #
(uatu ruangan mempun)ai data sebagai berikut #
- (uu "ola kering # ' 6
- (uu "ola basa # && 6
Tentukan # suu titik embun, O R+ dan kandungan uap airn)a
/etunjuk # ntuk mempermuda mencari solusi dari kasus di atas maka diperlukan keterampilan
membaca cart psikrometrik. *alam kesempatan ini, untuk mempermuda pembacaan maka
digunakan cart )ang suda disederanakan.
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
17/20
/rosedur #
. /lot kan nilai kedua suu tersebut pada cart psikrometrik. *i mana (kala suu bola kering
terletak di garis mendatar ba!a dan suu bola basa miring diagonal. Kemudian pro)eksikan
kedua nilai tersebut di atas ingga saling berpotongan. Titik perpotongan dari kedua pro)eksi
nilai suu tersebut merupakan titik penentuan untuk mencari parameter )ang ditan)akan.
- (uu titik embun didapat dengan menarik garis dari titik perpotongan ke kiri sampai memotong
garis jenu, diperole nilai # $,H 6.
- Kelembaban Relatif didapat dengan membaca skala OR+ , )aitu kurva lengkung ke atas ,
diperole nilai # CO R+.- Kandungan uap air didapat dengan menarik garis dari titik perpotongan ke kanan, diperole
nilai # $',' gram
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
18/20
aDew Point
(aat udara pada titik A didinginkan pada tekanan tetap efekn)a adala umidit) konstan
seingga mencapai temperature dimana udara tersebut mulai terkondensasi. /roses ini dapat
diketaui di grafik dengan menarik garis ori5ontal dari titik A ke kiri sampai berpotongan
dengansaturated air line.Dew point ditunjukkan pada titik " )aitu pada suu H oP.
bRelative humidity
*iperole dengan menginterpolasi antara garisRelative humidity 'O dan 9O, seingga dapat
ditentukan relative humidity untuk titik A adala sekitar 'DO.
cHumidity H
Humidity dapat diperole dengan menarik garis dari titik A ke kanan seingga diperole nilai
.$$& lb +&8Blb udara kering.
dHumid volume
3elalui interpolasi antara garis humid volume $9. ft'Blb dan $9.C ft'Blb, seingga diperole
humid volume sebesar $9.$ ft'Blb udara kering.
eEnthalpy
Entalpi untuk udara jenu pada kondisi wet-bulb temperature D oP adala '9.$ "tuBlb udara
kering. *eviasi entalpi ditunjukkan pada garis putus-putus pada gambar G.D. /ada keadaan
kurang dari udara jenu, entalpi adala -.& "tuB lb udara kering seingga entalpi udara )ang
sesunggun)a pada relative humidity 'DO adala '9.$-.& ; ''.G "tuBlb udara kering.
-
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
19/20
0.5 'plikasi *rafik Humi#itas
/ada beberapa proses industri, dapat ditemukan beberapa properti )ang terdapat dalam grafik
humidity antara lain %
a /roses pengeringan udara basa masuk dan udara dengan kandungan air lebi sedikit keluar
pada proses.
b +umidifikasi air liQuid diuapkan menjadi udara basa.
c /embakaran udara basa masuk ke proses dan air tambaan ditambakan ke udara basa
tersebut dari asil pembakaran.
d Air onditioning udara bersi dipanaskan dan didinginkan Kondensasi udara kering
didinginkan di ba!a suu jenun)a
)ustaka
anon)m. &'.psikometrik dan hart.
ttp#BBpsbtik.smkn$cms.netBelektroBteknikpendingindantataudaraBpsikometrikdancart.pdf
diakses $G 7ovember &$C
anon)m. t.t. kurva kelembaban dan penggunaannya. ttp#BBtekkim.unnes.ac.idB!p-contentBuploadsB&$9B'B+umidt)-6art.pdf.diakses $G 7ovember &$C
http://psbtik.smkn1cms.net/elektro/teknik_pendingin_dan_tata_udara/psikometrik_dan_chart.pdfhttp://tekkim.unnes.ac.id/wp-content/uploads/2014/03/Humidty-Chart.pdfhttp://tekkim.unnes.ac.id/wp-content/uploads/2014/03/Humidty-Chart.pdfhttp://tekkim.unnes.ac.id/wp-content/uploads/2014/03/Humidty-Chart.pdfhttp://psbtik.smkn1cms.net/elektro/teknik_pendingin_dan_tata_udara/psikometrik_dan_chart.pdfhttp://tekkim.unnes.ac.id/wp-content/uploads/2014/03/Humidty-Chart.pdfhttp://tekkim.unnes.ac.id/wp-content/uploads/2014/03/Humidty-Chart.pdf -
7/23/2019 Factor Frekuensi Tumbukan.docx
20/20
Faktor Frekuensi Tumbukan
T$*'S
*iajukan untuk memenui sala satu tugas mata kulia Teknik Reaktor )ang
diberikan ole. *R. Fr. Endang (R, 3T
8le
N)nne Rapaela 7F3 $'$9&9&D
Kelas 'A 4 Teknik Kimia /roduksi "ersi
)"+*"' ST$,I ,-I T&KIK KII' )"+,$KSI &"SIH
J$"$S' T&KIK KII'
)+LIT&KIK &*&"I ',$*
0123