Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Amin Fatoni 2009. Pendahuluan Perubahan kimia secara sederhana ditulis dalam persamaan reaksi dengan koefisien seimbang Namun persamaan reaksi tidak dapat.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Amin Fatoni 2009. Pendahuluan Perubahan kimia secara sederhana ditulis dalam persamaan reaksi dengan koefisien seimbang Namun persamaan reaksi tidak dapat."— Transcript presentasi:

1 Amin Fatoni 2009

2 Pendahuluan Perubahan kimia secara sederhana ditulis dalam persamaan reaksi dengan koefisien seimbang Namun persamaan reaksi tidak dapat menjawab 3 isu penting 1.Seberapa cepat reaksi berlangsung 2.Bagaimana konsentrasi reaktan dan produk saat reaksi selesai 3.Apakah reaksi berjalan dengan sendirinya dan melepaskan energi, ataukah memerlukan energi untuk bereaksi?

3 Pendahuluan Kinetika kimia adalah studi laju reaksi kimia dan mekanisme (tahapan) reaksinya Laju Reaksi : menggambarkan seberapa cepat reaktan terpakai dan produk terbentuk Reaksi dapat berlangsung dengan laju yang bervariasi ada yang serta merta, perlu cukup waktu (pembakaran) atau waktu yang sangat lama seperti penuaan, pembentukan batubara dan beberapa reaksi peluruhan radioaktif

4 Contoh Reaksi Dekomposisi N 2 O 5 Dinitrogen pentaoksida dapat terdekomposisi menurut reaksi : 2N 2 O 5 (g)2N 2 O 4 (g) + O 2 (g) Reaksi ini dapat berlangsung dalam suatu pelarut inert seperti CCl 4 Ketika N 2 O 5 terdekomposisi, N 2 O 4 akan tetap berada dalam pelarut dan O 2 akan terbang sehingga dapat diukur

5 Kita dapat mengukur O 2 selama reaksi dekomposisi N 2 O 5 berlangsung Temperatur harus dijaga sampai ketelitian 0,01 o C Larutan harus dikocok untuk menghindari adanya O 2 yang terlarut jenuh Diketahui bahwa pada awalnya reaksi berlangsung cepat kemudian melambat

6 Stirring bar

7 Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Sifat alami reaktan Eg. Bensin cair terbakar perlahan, tetapi bensin gas terbakar eksplosif Dua larutan yang tidak bercampur ( immiscible) bereaksi lambat pada interface, tetapi ketika dikocok reaksi bertambah cepat Fosfor putih terbakar spontan dalam udara, tetapi, fosfor merah stabil di udara

8 Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Konsentrasi reaktan Eg. Untuk reaksi 2HCl(aq) + Mg(s)  MgCl 2 (aq) + H 2 (g) meningkatkan konentrasi HCl meningkatkan laju reaksi yang dapat diamati dengan pelepasan gas hidrogen

9 Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Temperatur Tergantung dari perubahan entalpi reaksi,  H rxn = +, membutuhkan kalor, sehingga meningkatkan temperatur akan meningkatkan laju. Secara umum, peningkatan 10 K menyebabkan kenaikan laju dua kali lipatnya. Katalis Menurunkan energi aktivasi reaksi

10 Teori Laju Reaksi Teori Tumbukan (Collision Theory) Berdasarkan teori kinetik-molekuler Reaktan harus bertumbukan agar dapat bereaksi Mereka harus bertumbukan dengan energi yang cukup dan orientasi yang tepat,sehingga dapat memutuskan ikatan lama untuk membentuk ikatan baru Bila temperatur naik, maka energi kinetik rata-ratanya bertambah-laju reaksi juga bertambah Bila konsentrasi dinaikkan, maka jumlah tumbukan akan bertambah sehingga laju reaksi pun meningkat

11 Teori Laju Reaksi

12 Keadaan transisi (Transition state) Ketika reaktan bertumbukan mereka akan membentuk kompleks teraktifkan Kompelks teraktifkan tersebut berada pada keadaan transisi. Kemudian akan membentuk produk atau reaktan Ketika produk terbentuk, sangatlah sulit untuk kembali ke keadaan tansisi, untuk reaksi yang eksotermal

13 Energi Aktivasi Amin Fatoni

14 Teori keadaan transisi Amin Fatoni

15 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Examples of Reaction Profile Contoh Profil Reaksi

16 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Examples of Reaction Profile Contoh Profil Reaksi Energi aktivasi tinggi, panas reaksi rendah Energi aktivasi rendah, panas reaksi tinggi

17 Mengekspresikan Laju Reaksi Untuk reaksi : A  B

18 Soal Latihan Hidrogen sebagai bahan bakar roket dan diusulkan sumber energi masa depan karena menghasilkan produk gas non polusi: 2H 2 (g) + O 2 (g)  2H 2 O(g) 1.Tuliskan laju reaksi ini dalam suku perubahan [H 2 ], [O 2 ] dan [H 2 O] terhadap waktu 2.Saat O 2 turun pada 0,23 M.s -1, berapa kenaikan terbentuknya H 2 O?

19 Kembali ke …… Reaksi dekomposisi N 2 O 5 2N 2 O 5 (g)2N 2 O 4 (g) + O 2 (g)

20 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Dekomposisi Reaksi N 2 O 5 Hasil ekperimen Laju produksi O 2 berkurang

21 Laju reaksi rata-rata Kita dapat menghitung laju reaksi rata-rata pembentukan oksigen selang waktu tertentu Satuan laju untuk reaksi ini adalah mL O 2 (STP) / s Perhatikan bahwa laju reaksi berkurang sejalan meningkatnya waktu Kecepatan rata-rata pembentukan O 2

22 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Plot Data

23 Laju sesaat (Instantaneous) Dari grafik terlihat bahwa laju reaksi berkurang selama waktu reaksi Laju sesaat Laju pada waktu tertentu Dilihat dari slope (tengensial) Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Slope pada 1600 s Slope pada 2400 s Slope pada 4000 s Laju pembentukan O 2 semakin berkurang

24 Laju Awal Reaksi (Initial Rate) Laju pembentukan O 2 pada waktu nol ( 0 s) atau pada saat reaksi tepat akan dimulai

25 Laju vs Konsentrasi Kita dapat mengembangkan secara kuantitatif hubungan antara konsentrasi dengan laju reaksi Dengan mencari tangensial dari kurva [N 2 O 5 ], kita dapat mengukur laju reaksi Sesuai dengan data dapat diketahui bahwa laju raksi berbanding lurus dengan konstanta laju reaksi Laju = k [N 2 O 5 ] Sehingga kita dapat menghitung nilai k untuk tiap nilai laju reaksi

26 Hukum Laju Reaksi Untuk reaksi umum aA + bB + …..eE + fF + gG……. Hukum laju reaksinya : v = k [A] x [B] y Dimana v = laju reaksi k = konstanta laju reaksi x, y = orde reaksi terhadap A dan B x+y = total orde reaksi Orde reaksi tidak selalu sama dengan koefisien reaksi

27 Mencari Hukum Laju Metode laju awal reaksi Orde untuk tiap reaktan dapat dicari dengan Merubah konsentrasi awalnya Menjaga konsentrasi dan kondisi reaktan lainnya tetap Mengukur laju awalnya Perubahan pada kecepatan digunakan untuk mengukur orde tiap reaktan. Prosesnya dilakukan secara berulang-ulang

28 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Contoh : N 2 O 5 Diambil dari dekomposisi N 2 O 5 Hukum laju : v = k[N 2 O 5 ] x Tujuannya adalah mencari x

29 Contoh N 2 O 5 Eksp. 1 Eksp. 2 Kita bagi persamaan eksperimen 1 dengan persamaan eksperimen 2

30 Contoh yang lebih kompleks Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Untuk reaksi dibawah diperoleh hasil :

31 Contoh yang lebih kompleks Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Sehinga diperoleh X = 2, y = 3/2 dan z = 0 Hukum Laju: V = k [A] 2 [B] 3/2 Total orde : 31/2 Untuk Order A Gunakan Reaksi 1 dan 2 Untuk Order B Gunakan Reaksi 1 dan 3 Untuk Order C Gunakan Reaksi 1 dan 2

32 Mencari Hukum Laju Reaksi Metode Grafik Dengan menggunakan persamaan integral, dapat diperoleh garis lurus dari plot data. Order reaksi ditetntukan apabila data sesuai dengan plotnya

33 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Finding the Rate Law Mencari Hukum Laju Reaksi Dilihat dari plot ini maka dapat disimpulkan bahwa reaksi dekomposisi N 2 O 5 merupakan reaksi order 1 karena menghasilkan garis lurus

34 Reaksi Order Pertama Beberapa aplikasi dari reaksi order I Menggambarkan berapa banyak obat yang dilepas pada peredaran darah atau yang digunakan tubuh Sangat berguna di bidang geokimia Peluruhan radioakif Waktu Paruh (t 1/2 ) Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan ½ dari kuantitas awal suatu reaktan

35 Waktu Paruh Dari data N 2 O 5 dilihat bahwa dibutuhkan waktu 1900 detik untuk mereduksi jumlah awal N 2 O 5 menjadi setengahnya. Butuh 1900 detik lagi untuk mereduksi setengahnya kembali

36 Waktu Paruh Hubungan waktu paruh dengan konstanta laju reaksi Waktu paruh dapat digunakan untuk menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama Contoh N 2 O 5 dengan waktu paruh 1900 detik

37 Persamaan yang menyatakan hubungan ini adalah persamaan Arrhenius Pengaruh Temperatur

38 Laju reaksi sangat bergantung dengan temperatur Berikut adalah konstanta reaksi dekomposisi N 2 O 5 pada berbagai temperatur

39 Bentuk lain persamaan Arrhenius: Pengaruh Temperatur Jika ln k diplot terhadap 1/T maka akan didapat garis lurus dengan nilai tangensial –Ea/R Energi Aktivasi Energi yang dibutuhkan oleh suatu molekul untuk dapat bereksi

40 Hasil dari perhitungan data N 2 O 5

41 Kimia Dasar II-Rahmat Wibowo Temperatur dan E a Bila temperatur meningkat, fraksi molekul yang memiliki energi kinetik pun meningkat sehingga meningkatkan energi aktivasinya

42 Mekanisme Reaksi Belangsung dapat berlangsung hanya dengan satu tahap Contoh: Na + (aq) + OH - (aq) + H + (aq) + Cl - (aq)  H 2 O(l) + Na + (aq) + Cl - (aq) Spectator ions

43 Mekanisme Reaksi Kebanyakan reaksi kimia berjalan dengan beberapa tahap yang berurutan Setiap tahapan memiliki laju yang bersesuaian Laju keseluruhanditentukan oleh tahapan yang berlangsung paling lambat (rate-determining step) Mengapa? Prinsip: “ Jika konsentrasi suatu reaktan muncul dalam persamaan laju reaksi, maka reaktan tersebut atau sesuatu yang merupakan hasil penurunan reaktan tsb terlibat dalam tahapan yang lambat. Jika tidak muncul dalam persamaan laju reaksi, maka baik reaktan maupun turunannya tidak terlibat dalam tahapan yang lambat.”

44 Go to …… Reaksi dekomposisi N 2 O 5 2N 2 O 5 (g)2N 2 O 4 (g) + O 2 (g) Reaksi ini bukan reaksi orde 2 walaupun ini merupakan reaksi bimolecular tumbukan Dua molekul gas dalam tumbukan

45 v = k [N 2 O 5 ] Persamaan ini menunjukkan bahwa tahapan yang paling lambat melibatkan satu molekul N 2 O 5 yang terdekomposisi lambat Tahapan pertama merupakan unimolecular – dimana tiap molekul pecah. Mereka tidak bertumbukan terlebih dahulu cepat lambat + cepat

46 energienergi waktu E a1 E a2 Tahap I E a3 Tahap II Tahap III

47 Contoh, lagi…. Reaksi yang dikatalisis asam antara propanon dengan iodin CH 3 COCH 3 (aq) + I 2 (aq) CH 3 COCH 2 I(aq) + HI(aq) r = k[CH 3 COCH 3 ] 1 [H + ] 1 [I 2 ] o H + (aq)

48 Katalisis Katalis meningatkan koefisien reaksi dengan menyediakan jalur reaksi alternatif (atau mekanisme) dengan energi aktivasi yang lebih rendah Katalis tidak mengubah kesetimbangan hanya mempercepat terjadinya kesetimbangan Contoh: Produksi NH 3 menggunakan katalis Pt Catalytic converter pada knalpot

49 Aksi Katalis

50 Katalisis Homogen: satu fasa Heterogen: reaktan dan katalis berada pada fasa yang berbeda Contoh : pada produksi amonia N 2 + 3H 2 2NH 3 (katalis Pt) Tahapan penentu laju adalah pemutusan ikatan H-H


Download ppt "Amin Fatoni 2009. Pendahuluan Perubahan kimia secara sederhana ditulis dalam persamaan reaksi dengan koefisien seimbang Namun persamaan reaksi tidak dapat."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google