kinetika kimia (pertemuan 4)
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
KINETIKA KIMIA
Laju Reaksi
Hukum Laju Reaksi
Laju Rata-rata
Laju Reaksi
Laju Sesaat
Laju padaselang waktu
Laju padat tertentu
3Laju reaksi (r)
Perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktuPengurangan konsentrasi reaktanPenambahan konsentrasi produk
Secara matematis, untuk reaksi:A B
Laju reaksi = r = -d[A]/dt = d[B]/dt
Dengan berjalannya
waktu
4
Laju Reaksi & Stoikiometri
a A + b B → c C + d DLaju reaksi = laju hilangnya reaktan
=Δ[C]
Δt1c
=Δ[D]
Δt1d
Δ[A]
Δt1a
= -Δ[B]
Δt1b
= -
= laju munculnya produk
Laju Reaksi dan Stoikiometri
Laju reaksi sebagai perubahan konsentrasi komponen reaksi dinyatakan secara konsisten dengan koefisien dari persamaan reaksi
Pada sebagian besar reaksi, perbandingan koefisien reaksi ≠ 1:1
Mis: untuk reaksi berikut: H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
Untuk setiap 1 molekul H2 dan 1 molekul I2 yang terurai, terbentuk 2 molekul HIMaka, laju reaksi dinyatakan sebagai suatu fungsi stoikiometris:
Misalkan pada reaksi berikut:
CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O
(g) Untuk setiap molekul metana yang terurai, 2 molekul
oksigen terurai Untuk setiap molekul metana yang terurai, terbentuk
1 molekul karbondioksida dan 2 molekul airlaju = -D[CH4]Dt
= -
D[O2]Dt
12
=D[H2O]
Dt12
=D[CO2]
Dt
Misalkan untuk reaksi: 2 NO2(g) 2 NO(g) + O2(g)Tuliskan laju reaksi pengurangan konsentrasi nitrogen dioksida sebagai fungsi dari laju pembentukan oksigen
Laju Reaksi
Perhatikan bahwa seiring dengan bertambahnya waktu, laju reaksi rata-rata semakin berkurang. Hal ini dikarenakan jumlah partikel reaktan yang dapat mengalami tumbukan juga semakin berkurang
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
Hukum Laju Reaksi
Hukum laju reaksi menyatakan bagaimana konsentrasi dari suatu reaktan akan mempengaruhi laju reaksi secara keseluruhan
Seberapa besar pengaruh konsentrasi dari salah satu reaktan terhadap laju reaksi dinyatakan dalam orde reaksi
Hukum laju reaksi merupakan fungsi dari reaktan dan temperatur
Secara umum, untuk reaksi: aA + bB + … cC + dD + …
hukum laju reaksinya adalah:Persamaan laju reaksi = k[A]m[B]n ...
Hukum Laju Reaksi
Untuk reaksi aA + bB + … xX + yY + …
laju reaksi sebagai fungsi perubahan konsentrasi reaktan atau produk dinyatakan sebagai:
laju = -[A]/t = [X]/t
dengan persamaan laju reaksi = k[A]m[B]n[C]p
Komponen dalam suatu hukum laju reaksi: [A]; [B]; … = konsentrasi reaktan [C] = konsentrasi katalis (optional) m; n;… = orde reaksi dari reaktan m + n + … = orde reaksi total
Make a mental note, bahwa orde reaksi TIDAK TERKAIT dengan koefisien dari persamaan laju reaksi
Hukum Laju Reaksi
Dalam suatu persamaan laju reaksi, harga konstanta laju reaksi (dinotasikan dengan k) merupakan suatu konstanta yang nilainya tetap, selama temperatur reaksi dipertahankan tetap
Nilai “m”, “n”, sebagai orde reaksi merupakan harga yang harus ditentukan melalui eksperimen (cannot simply determined from its stoichiometric balanced chemical equation)
11
Lakukan untuk semua reaktan
Ingat prinsip desain eksperimen: variasi 1 faktor jaga faktor lain
tetap
Metode Laju Reaksi Awal(Initial rate method)
Metode Laju Reaksi Awal(Initial rate method)
Variasi konsentrasi awal reaktan tertentuVariasi konsentrasi
awal reaktan tertentu
Periksa pengaruhnyaterhadap laju awal
Periksa pengaruhnyaterhadap laju awal
Hukum Laju Reaksi
Jika laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan tertentu, maka orde dari reaktan tersebut terhadap reaksi = 0
Jika laju reaksi meningkat dua kali lipat dengan pertambahan konsentrasi reaktan sebanyak 2 kali lipat, maka orde dari reaktan tersebut terhadap reaksi = 1
Jika laju reaksi meningkat dua kali lipat dengan pertambahan konsentrasi reaktan sebanyak 4 kali lipat, maka orde dari reaktan tersebut terhadap reaksi = 2
Satuan Konstanta Laju
04/10/2023
13
Satuan dari konstanta laju reaksi bergantung pada orde reaksi total
Orde Reaksi Total Satuan k (second)
0 mol/Ls (or mol L-1 s-1)
1 1/s (or s-1)
2 L/mols (or L mol -1 s-1)
3 L2 / mol2 s (or L2 mol-2 s-1)
Hukum Laju Reaksi
Bandingkan hasil eksperimen 1 dan 2:ketika [NH4
+] dinaikkan dua kali lipat, laju reaksi bertamabah dua kali lipat
Hukum Laju Reaksi
Bandingkan hasil eksperimen 5 dan 6:ketika [NO2
-] dinaikkan dua kali lipat, laju reaksi bertambah dua kali lipat
Hukum Laju Reaksi
Reaksi Orde 0
rate = -D[A]Dt
rate = k [A]0 = k
[A]t adalah konsentrasi A pada saat t
[A]0 adalah konsentrasi A at saat t=0[A] - [A]0 = kt
18
Orde 0: [A] vs t; garis lurus
Menentukan k:k = - slope
Intersep c = [A]o
Pers. Garis: [A] = - kt + c
Reaksi Orde 1
rate = -D[A]Dt
rate = k [A] [A] = [A]0e-kt
ln[A] - ln[A]0 = - kt
20
Orde 1: ln [A] vs t; garis lurus
Pers. Garis:ln [A] = - kt + c
k = - slopeIntersep c = ln [A]o
Reaksi Orde Dua
rate = -D[A]Dt rate = k [A]2 1
[A]-
1[A]0
= - kt
22
Orde 2: 1/[A] vs t; garis lurus
Menentukan k:k = slope
Intersep c = 1/[A]o
Pers. Garis: 1/[A] = kt + c
23
Bentuk Diferensial:
-d[A]/dt = [A]m
Pers. Laju Reaksi
Bentuk Integral:
mis. Orde 1: ln [A] = -kt + ln [A0]
Konsentrasisebagai
fungsi waktuLaju sesaat
24Ikhtisar Pers. Laju Reaksi
Orde 0 1 2
Hukum Laju(Diferensial)
Hukum Laju(Integral)
Plot Garis Lurus [A] vs t ln [A] vs t 1/[A] vs t
k - slope - slope slope
Satuan k M/s 1/s 1/(M.s)
25
Bentuk Integral: untuk menentukan m & k
11 22 33
Lakukan reaksidengan [A]o
tertentu.
Cek [A]t
tiap selangwaktu tertentu
Buat plot:1. [A] vs t2. ln [A] vs t3. 1/[A] vs t
26
Bentuk Integral: untuk menentukan m & k
44 55 66
Cek kelurusanketiga grafik (koefisien korelasi ~ +/-1)
Garis lurus menunjukkan orde reaksi (m) yang sesuai
Hitung k
27
Laju sesaat: dapat dihitung jika m & k diketahui
- d[A]/dt = k [A]m
Laju sesaatKonstanta
laju
Orde reaksi
Plot garis lurusbentuk integral yang sesuai