 dA v  dB  dC 1. Laju Reaksi 2. Hukum Laju dan Orde Reaksi

Presentasi berjudul: " dA v  dB  dC 1. Laju Reaksi 2. Hukum Laju dan Orde Reaksi"— Transcript presentasi:

1  dA v  dB  dC 1. Laju Reaksi 2. Hukum Laju dan Orde Reaksi
TRANSPARANSI INTI Kinetika Kimia 1. Laju Reaksi 1.1 Pengertian Laju reaksi adalah konsentrasi pereaksi yang bereaksi tiap satuan waktu, ATAU konsentrasi hasil reaksi yang dihasilkan tiap satuan waktu. A + 2B  C  dA v A dt v  dB vA = ½vB = vC B dt  dC v C dt 1.2 Faktor Penentu Laju Laju reaksi dipengaruhi oleh Jenis pereaksi (dan hasil reaksi) Konsentrasi Katalis (zat yang mempengaruhi laju tanpa turut dalam reaksi keseluruhan) Luas permukaan pereaksi/katalis (khusus reaksi heterogen) Pengadukan Suhu Cahaya atau radiasi (khususnya ultraungu) 2. Hukum Laju dan Orde Reaksi 2.1 Pengertian Hukum Laju Hukum laju adalah persamaan yang menghubungkan laju reaksi dengan konsentrasi/tekanan spesi yang terlibat dalam reaksi (pereaksi, hasil reaksi, katalis, dll.). Dalam hukum laju keseluruhan, tidak boleh terdapat konsentrasi senyawa antara. KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

2 v  kA B kA2 1  k2 B A2 B
TRANSPARANSI INTI Hukum laju hanya dapat ditentukan secara percobaan, dan tidak dapat ditentukan dari koefisien reaksi. Contoh: A + 2B  C Beberapa bentuk hukum laju yang mungkin diperoleh dari percobaan: A2 B v  kA B 2 v  k kA2 1  k2 B v  2.2 Orde Reaksi dan Tetapan laju (k) Orde reaksi adalah pangkat dari konsentrasi dalam hukum laju, jika hukum laju tersebut berupa perkalian konsentrasi, dimana masing- masing konsentrasi dapat dipangkatkan bilangan tertentu. Orde reaksi keseluruhan: jumlah dari semua orde reaksi terhadap masing-masing spesi. Tetapan laju (k): … Contoh: KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

3  dA   kdt  A   kdt v  dA  kA dA  kdt
TRANSPARANSI INTI 3. Hukum Laju Bentuk Integral 3.1 Pengertian Hukum laju bentuk integral adalah hubungan antara konsentrasi terhadap waktu (merupakan integral dari hukum laju di atas). 3.2 Reaksi Orde Nol A  hasil [A]t v  dA  k Ao dt dA  kdt At  dA   kdt t Ao 0 At  Ao  kt 3.3 Reaksi Orde Satu A  hasil t [A] Ao v  dA  kA dt dA  kdt A At dA  A   kdt t t ln[A] Ao 0 ln At  kt ? Ao   A  A e  kt t o 3.4 Reaksi Orde Dua A  hasil t d A  k A v  2 (Integralkan, dan buat kurva liniernya!) dt A + B  hasil d A v   k AB (Bisa menggunakan Kalkulus I) dt KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

4   A  x B dA  k  dt    dA  kAB
TRANSPARANSI INTI dA  k  dt A2 At dA   k  dt t     A 2 Ao 1  1  kt   1  kt  At At Ao Ao Untuk reaksi orde 2 dengan 2 pereaksi, terdapat 2 variabel konsentrasi, yaitu [A] dan [B]. Untuk memudahkan, dipilih satu variabel yaitu konsentrasi zat yang bereaksi atau konsentrasi hasil reaksi. Variabel ini kita sebut saja x: A + B  hasil Awal: Reaksi: Ao Bo x x – x Ao–x Bo–x  dA  kAB dt dx  k  A  x B  x  dt o o dx  k  dt  Ao  x Bo  x  x dx x    k  dt t   A  x B 0 o o 0 Dengan menggunakan prinsip yang diajarkan di Kalkulus I: 1 ln Bo  Ao  x   kt Ao  Bo Ao Bo  x  3.5 Reaksi Orde Tiga A  hasil  dA  kA3 dt Dengan integrasi sederhana, anda bisa menyelesaikan persamaan diferensial ini. (Silakan dicoba!) KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

5 4. Penentuan Hukum Laju   4.1 Cara Laju Awal
TRANSPARANSI INTI 4. Penentuan Hukum Laju 4.1 Cara Laju Awal Contoh: [A] [B] V 0,1 M 0,001 M/s 0,3 M 0,009 M/s 0,2 M 0,018 M/s Tentukan hukum laju! 4.2 Cara Grafis (dari hukum laju integral) Cara ini pada dasarnya cara coba-coba. Jika aluran konsentrasi pereaksi terhadap waktu berupa garis lurus, maka orde reaksi tersebut adalah nol terhadap pereaksi tersebut. Jika aluran ln C terhadap waktu berupa garis lurus, maka orde reaksinya adalah 1, dan seterusnya. Contoh: Untuk reaksi orde tiga, 1 1  kt  . Dengan mengalurkan 2 A   2 2 A2 t o ekspresi di ruas kiri terhadap waktu, kita dapat menyimpulkan orde tiga dari kurva yang lurus, dan tetapan laju k ditentukan dari kemiringan kurva. KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

6  Ao  1  ln 2  1 5. Waktu Paro   A Pengertian Reaksi Orde Nol
TRANSPARANSI INTI 5. Waktu Paro Pengertian Waktu paro adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu pereaksi untuk menjadi tinggal setengahnya. Di bawah ini, waktu paro untuk berbagai orde reaksi diturunkan dari hukum laju bentuk integral. Reaksi Orde Nol A  A  kt   t o  Ao 2k  1 A  A  kt  t 2 o o 1 2 1 2 5.3 Reaksi Orde Satu  ln t  kt Ao A 1 A  ln 2 o  kt  t  ln 2 Ao k 1 1 2 2 Perhatikan bahwa untuk reaksi orde satu, waktu paro tidak bergantung pada konsentrasi awal. 5.4 Reaksi Orde Dua 1  1  kt At Ao 1  1  kt ½ Ao Ao 12  1 t 12 kA o KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

7 6. Pengaruh Suhu (Persamaan Arrhenius)
TRANSPARANSI INTI 6. Pengaruh Suhu (Persamaan Arrhenius) 6.1 Energi Pengaktifan Energi pengaktifan (Ea) adalah energi minimum yang diperlukan oleh molekul pereaksi untuk terjadinya reaksi. E koordinat reaksi 6.2 Persamaan Arrhenius Arrhenius menemukan bahwa untuk reaksi gas, kenaikan suhu akan menyebabkan peningkatan nilai tetapan laju k melalui hubungan, k  Ae RT dimana, Ea k = tetapan laju, A = tetapan Arrhenius, menggambarkan laju maksimum, Ea = energi pengaktifan, R = tetapan gas = 8,31441 J/K.mol, T = suhu (K) KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

8 Alurkan ln k terhadap 1/T.
TRANSPARANSI INTI 6.3 Penentuan Energi Pengaktifan Secara Matematika E ln k  ln A  a 2 RT 2 E ln k  ln A  a 1 RT  ln k2  Ea  1  1  1 T  k R  T  2 1  1 Secara Grafis Alurkan ln k terhadap 1/T. ln A ln k kemiringan =  Ea R 1/T KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

9 7. Mekanisme Reaksi Reaksi Elementer dan Reaksi Rumit
TRANSPARANSI INTI 7. Mekanisme Reaksi Beberapa reaksi kimia terdiri atas beberapa tahap reaksi elementer. Reaksi Elementer dan Reaksi Rumit Reaksi elementer: reaksi yang tidak terdiri atas tahap-tahap reaksi. Reaksi rumit terdiri atas beberapa tahap reaksi elementer. Tahap Penentu Laju Laju reaksi keseluruhan sangat ditentukan oleh tahap reaksi yang paling lambat. Tahap reaksi ini disebut sebagai tahap penentu laju. Contoh: Kemolekulan Reaksi ~ adalah jumlah molekul pereaksi pada tahap penentu laju. Kemolekulan reaksi sama dengan orde reaksi untuk tahap tersebut. Reaksi Rantai Reaksi rantai terjadi melalui tahap-tahap inisiasi, propagasi dan terminasi. Reaksi ini biasa terjadi pada reaksi radikal bebas. Inisiasi: reaksi pembentukan radikal bebas. (Pengawalan) Propagasi: reaksi radikal bebas dengan molekul menghasilkan radikal bebas dan molekul yang lain. (Perambatan) Terminasi: pengakhiran tahap propagasi, antara lain akibat penggabungan radikal menghasilkan molekul stabil. (Pengakhiran) Contoh: C2H6 + Cl2  C2H5Cl + HCl KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB

10    X2 A 8. Teori Kinetika Reaksi
TRANSPARANSI INTI 7.5 Hukum Laju dari Mekanisme Reaksi Hukum laju dapat ditentukan dari informasi tentang tahap penentu laju. Dari persamaan laju tahap tersebut, dan dengan mensubstitusi konsentrasi spesi-spesi antara, kita dapat menentukan hukum laju keseluruhan. Asumsi: tahap-tahap sebelum tahap penentu laju, dapat dianggap berada dalam keadaan setimbang selama reaksi berlangsung. Contoh: A + B  C + D Mekanisme reaksi: A Ö 2X B + 2X  C + D (cepat) (lambat) v  k B X    2 2 X harus disubstitusi, karena merupakan senyawa antara. X2 A  X2  K A K  v  k2K BA 8. Teori Kinetika Reaksi 8.1 Teori Tumbukan KI MIA -TP B De part em en Kimia F MIP A I TB