TEORI DASAR

Hubungan Konstanta Laju Reaksi Dengan Suhu Arrhenius mengusulkan sebuah persamaan menghubungkan antara konstanta laju reaksi suatu reaksi kimia dengan suhu . Persamaan tersebut adalah:

k=A e−Ea /RT

Dengan: k = konstanta laju reaksi A = Faktor Frekuensi Ea = energi aktivasi R = tetapan gas T = temperatur/suhu

Dimana seringkali persamaan tersebut biasa ditulis dengan bentuk algoritma sebagai berikut:

lnk=lnA− EaRT

5D.

Laju reaksi ditentukan dengan penentuan laju pembentukan HBr sebagai intermediat. HBr terbentuk pada reaksi (b) dan (c), tetapi hilang pada reaksi (c), maka laju pembentukan totalnya :

d [Hbr]dt

=kb [Br . ] [ H 2 ]+kc [H . ] [Br2 ]−kd [H .][HBr ]

Penyelesainnya harus dilakukan dengan mengetahui konsentrasi atom brom dan hidrogen, untuk disusun dalam persamaan lajunya dan dianggap dalam keadaan steady :

d [H . ]dt

=kb [Br . ] [H 2 ]−kc [H . ] [Br2 ]−kd [ H . ] [ Hbr ]≈0

d [Br .]dt

=2ka [Br2 ]−kb [Br . ] [ H 2 ]+k c [ H . ] [ Br2 ]+kd [ H . ] [ Hbr ]−2k e [Br2 ] ≈0

Substitusi masing-masing persamaan menghasilkan

d [Hbr ]dt

=2kb¿¿

Tetapan laju reaksi semu ditentukan sebagai :

k '=2kb(ka

kc

)12 dank ' '=

ka

kc

Sehingga persamaan diatas menjadi

d [HBr ]dt

=k ' [ H 2 ] [Br .]

1+k ' ' [HBr ][Br2]

3A

K p=(nNO2

n total

Ptotal)2

nN 2O4

ntotal

Ptotal

Dari densitas NO2 dan N204 murni yang telah diketahui(asumsi gas ideal) kita dapat mencari fraksi mol dari NO2 dan N2O4.

Karena ρ=m x V maka :

ρ=grammol

xLitermol

Dengan gram/mol adalah Mr dan volume dalam liter/mol menggunakan persamaan gas ideal, maka V=RT/P, didapat :

ρN2O4=MrN3O4

xRTP

ρNO2=MrNO2

xRTP

Dengan menggunakan persamaan untuk mencari densitas rata-rata maka didapat :

( ρN2O 4x A N2O4 )+( ρNO2

x ANO2 )=ρgas

Dengan A = fraksi, dan dengan mengasumsikan AN2O4=x dan ANO2

=1−x , maka :

AN2O4=

ρgas−ρNO2

ρN 2O 4−ρNO2

ANO4=

ρN2O4−ρgas

ρN 2O4−ρNO2

Dengan mensubstitusi persamaan diatas ke persamaan awal maka didapat persamaan :

K p=(

ρN2O4− ρgas

ρN2O 4−ρNO2

P total)2

(ρgas−ρNO2

ρN 2O4− ρNO2

Ptotal)

Untuk menentukan derajat disosiasi maka terlebih dahulu kita tulis reaksinya

N2O4 ↔ 2NO2

Mula-mula 1 -

Reaksi x 2x

Setimbang 1-x 2x

Fraksi mol N2O4 dapat dinyatakan dengan

X N2O4= 1−x1−x+2x

=1−x1+x

Lalu dengan menggunakan persamaan 3 dan 5 kita dapat mencari fraksi dari densitas

ρN2O4=MrN3O4

xRTP

=92 grammol

x 0,082LatmK mol

x298Kx1

0,589atm=2,218 gram

L

ρNO2=12

ρN 2O 4=1,106 gr

L

ρgas=1,477gram

L

AN2O4=

ρgas−ρNO2

ρN 2O 4−ρNO2

=1,477−1,1062,218−1,106

=0,335

Dengan menggasumsikan bahwa X N2O4=AN2O4

maka didapatkan

1−x1+x

=0,335

x=0,6651,335

=0,498

Dengan x adalah derajat ionisasi

3B

Ada dua kemungkinan pengaruh penambahan gas inert pada kesetimbangan yaitu pada volume konstan dan tekanan konstan.

Penambahan gas inert pada volume konstan

Penambahan gas inert pada sistem dalam keadaan setimbang akan membuat tekanan total dari sistem tersebut meningkat yang diakibatkan karena jumlah molekul yang meningkat. Tetapi ketika konsentrasi dari produk dan reaktan sebanding dengan rasio dari mol dan volume dari wadah tidak akan berubah. Sehingga ketika gas inert ditambahkan ke dalam sistem pada keadaan setimbang maka tidak ada efek pada kesetimbangan. Karena hanya tekanan total yang meningkat dan tidak ada efek pada kesetimbangan maka derajat disosiasi tidak akan berubah

Penambahan gas inert pada tekanan tetap

Ketika gas inert ditambahkan ke dalam sistem pada keadaan setimbang pada tekanan tetap maka volume total akan meningkat. Sehingga jumlah dari mol per volume untuk berbagai reaktan dan produk akan berkurang. Sehingga kesetimbangan akan berpindah menuju arah yang terdapat koefisien yang lebih besar.

Sehingga pada reaksi N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g) diatas ketika sistem diberikan gas inert pada kondisi kesetimbangan. Maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah kanan karena konsentrasi reaktan ditambah/diperbesar. Sehingga mol N2O4 akan berkurang dan mol 2NO2 akan bertambah dan derajat disasosiasi akan bertambah besar.