LAJU REAKSI

5/11/2018 LAJU REAKSI - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laju-reaksi-55a232be6a432 1/3

Henny Destina

MIPA MATEMATIKA1

KINETIKA KIMIA

LAJU DAN MEKANISME

DALAM REAKSI KIMIA

Pendahuluan Perubahan kimia secara sederhana

ditulis dalam persamaan reaksi

dengan koefisien seimbang Persamaan reaksi tidak dapat

menjawab 3 isu penting1. Seberapa cepat reaksi berlangsung

2. Bagaimana konsentrasi reaktan

dan produk saat reaksi selesai3. Apakah reaksi berjalan dengan

sendirinya dan melepaskan energi,

ataukah ia memerlukan energiuntuk bereaksi?

Pendahuluan lanjutan

Kinetika kimia adalah studi tentanglaju reaksi, perubahan konsentrasi

reaktan (atau produk) sebagai fungsi

dari waktu Laju reaksi didefinisikan sebagai

perubahan konsentrasi pereaksi atau

hasil reaksi per satuan waktu. 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 beberapareaksi peluruhan radioaktif

Faktor yang Mempengaruhi Laju

Reaksi Pada kondisi tertentu masing-masing

reaksi memiliki karakteristik lajumasing-masing yang ditentu-kan

oleh sifat kimia reaktan

Pada suhu kamar:

H2(g) + F2(g) 2HF(g) sangat cepat

3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) sangat lambat

Luas permukaan zat ; Makin luas

permukaan, maka tumbukan makin

banyak, sehingga reaksi makin cepat. Konsentrasi: molekul-molekul harus

bertumbukan agar terjadi reaksi

dalam konteks ini laju reaksiproporsional dengan konsentrasi

reaktan Keadaan fisik: molekul-molekul

harus bercampur agar dapat

bertumbukan

Temperatur: molekul harusbertumbukan dengan energi yang

cukup untuk bereaksi

Makin tinggi suhu, maka energikinetik molekul makin tinggi

sehingga tumbukan makin sering,

laju reaksi makin tinggi. Pada beberapa reaksi yang umum,

laju reaksi makin besar (waktu reaksi

makin singkat) 2 kali setiap kenaikansuhu 10oC, sehingga didapatkan

rumus:

v = laju reaksi pada suhu tvo= laju reaksi pada suhu awal

ta = suhu akhir

to = suhu awal

V = perubahan laju reaksi

Penambahan katalis

Katalis adalah zat yang dapat menurunkan

energi aktivasi (energi minimum yangdiperlukan agar suatu reaksi kimia dapat

berlangsung. Penambahan katalis akan

mempercepat reaksi. Alasan mengapakatalis dapat mempermudah dan

mempercepat reaksi disajikan dalam grafik

antara energi potensial terhadap koordinat

reaksi dari persamaan reaksi: A + B C

+ D

Mengekspresikan Laju Reaksi Jika ada reaksi : A + B C ; pada

keadaan awal, yang terdapat pada

sistem reaksi hanyalah pereaksi Adan B. Setelah reaksi berjalan,pereaksi A dan B makin berkurang

dan hasil reaksi C makin bertambah.

Laju reaksi dapat diukur denganmengukur penambahan konsentrasi

C (produk), atau pengurangan

konsentrasi A/B (pereaksi) tiapsatuan waktu.

v = laju reaksi (mol/L.det)

[A] = konsentrasi A (mol/L)

[B] = konsentrasi A (mol/L)

[C] = konsentrasi C (mol/L)t = waktu (detik)

Secara umum laju reaksi di atasdinyatakan sebagai :

v = k[A]x [B]y

v = laju reaksi (mol/L/det)k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A (mol/L)[B] = konsentrasi zat B (mol/L)

x = orde reaksi terhadap A

y = orde reaksi terhadap B

Mengekspresikan Laju Reaksi

Catatan :

1. Orde reaksi total = x + y

2.Koefisien reaksi tidak menunjukkan orde

reaksi, kecuali untuk reaksi sederhana.

3.laju reaksi ditentukan oleh tahapan

paling lambatPada tahap reaksi paling lambat, orde

reaksi = koefisien reaksi.4. Satuan tetapan laju reaksi (k) dapatbervariasi tergantung orde reaksi. Jika

orde reaksi adalah orde 1, maka satuan

k = det – 1, jika orde reaksi orde 2,satuan

k=Mol – 1.L.det – 1.5. Laju reaksi berbanding terbalik dengan

waktu (v ~ 1/t), jadi laju reaksi makin

cepat, berarti waktu reaksimakin kecil.

6. Rumus laju reaksi ditentukan lewat

eksperimen.

Laju Reaksi Rerata, Instan dan

Awal

C2H4(g) + O3(g) C2H4O(g) + O2(g)Konsentrasi O3 pada beberapa waktu

dalam Reaksinya dengan C2H4 pada 303 K

Waktu (s)Konsentrasi O3(mol/L)

0,010,0

20,0

30,040,0

50,060,0

3,20 x 10-52,42 x 10-5

1,95 x 10-5

1,63 x 10-51,40 x 10-5

1,23 x 10-51,10 x 10-5

Plot Konsentrasi vs Waktu

Ekspresi Laju dalam Konsentrasi

Reaktan dan Produk

Menentukan Laju Awal Metoda Spektrometri Metoda Konduktometri Metoda Manometri

Metoda Penentuan kimia secaralangsung

Terminologi Orde Reaksi

NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g) Persamaan laju hasil eksperimen

Laju = k[NO][O3]

Reaksi dikatakan orde satu terhadapNO dan orde satu terhadap O3 dan

secara overall reaksi berorde dua

Penentuan Rumus Laju Reaksi

a. Penentuan Orde Reaksi

- Pilih dua reaksi dimana salahsatu pereaksi

konstan.

- Bandingkan laju kedua reaksi.

t

C

t

B

t

Av

totat

V.VV o

t

x

t t

x x

12

12

waktuPerubahan

posisiPerubahanGerak Laju

t t t

A)Konst(AKonstAKonst

waktuPerubahan

AikonsentrasPerubahanreaksiLaju

12

12

t

I

t

H

t

HI Laju

t

HI

t

I

t

H Laju

g HI g I (g) H

t

O

t

O H C

t

O

t

H C Laju

22

22

22

242342

22

atau2

1

)(2)(

HImembentuk iodinedanhidrogenreaksiUntuk



Henny Destina

MIPA MATEMATIKA2

- Hitung orde reaksi terhadappereaksi yang

berubah.

Menentukan Orde Reaksi

Misalkan suatu reaksi:

O2(g) + 2NO(g) 2NO2(g) Persamaan laju dituliskan sebagai

Laju = k[O2]m[NO]n

Untuk menentukan orde reaksi kita

harus melakukan serangkaianeksperimen masing-masing dimulai

dengan satu set konsentrasi reaktan

yang berbeda-beda dan dari masing-masing akan diperoleh laju awal

b. Persamaan Reaksi Persamaan reaksi dapat ditentukan dari

orde

reaksi yang sudah diketahui.

c. Tetapan laju reaksi Tetapan laju reaksi dihitung dengan

meng-gunakan salah satu data laju yang

diketahui.

Contoh soal

1. Dari reaksi :

2H2 + 2 NO 2H2O + N2 diperoleh

data eksperimen sebagai berikut:

[H2 ],

mol/L

[NO],

mol/L Laju reaksi,

mol/L.det

0.1 0,1 30

0,5 0,1 150

0,1 0,3 270

Dari data di atas, tentukan :

a. orde reaksi

b. persamaan laju reaksic. tetapan laju (k)

d. laju reaksi jika H2 dengan

konsentrasi 0,2 mol/L direaksikandengan NO (konsentrasi 0,2 mol /L)

JawabPersamaan umum laju reaksi di atas adalah

:v = k [H2]

x [NO]y

x = orde reaksi terhadap H2

y = orde reaksi terhadap NO

Orde reaksi terhadap H2 :dipilih reaksi (1) dan (2) dimana [NO]

konstan.

5 = [5]x

x = 1 ; orde reaksiterhadap H2 = 1

9 = [3]y

y = 2 ;

orde reaksi terhadap NO = 2

b. Persamaan laju reaksi: v = k [H2][NO]2

c. Untuk menghitung tetapan laju reaksi,gunakan

salah satu data reaksi, misal reaksi 1:

v1 = k [H2][NO]2

30 = k [0,1][0,1]2

Jawab

k =

= 30.000 mol – 2 L2 det – 1

d. Laju reaksi pada [H2] = 0,2 mol/L dan

[NO] = 0,2 mol/L adalah ..

v = k [H2][NO]2

v = 30.000 mol – 2.L2.det – 1

[0,2 mol.L – 1][0,2 mol.L – 1]2

= 30.000 [0,2]3

= 240 mol.L – 1.det – 1

laju reaksi (v) = 240 mol.L – 1.det – 1

Soal Latihan

Salah satu reaksi gas yang terjadidalam kendaraan adalah:

NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)

Laju = k[NO2]m[CO]n

Jika diketahui data sebagai berikut:

Eksperimen

Laju

awal(mol/L.s)

[NO2]

awal(mol/L)

[CO]

awal(mol/L)

1

2

3

0,0050

0,0800

0,0050

0,10

0,40

0,10

0,10

0,10

0,20

Dari data di atas, tentukan : orde reaksi

persamaan laju reaksi

tetapan laju (k) laju reaksi jika NO2 dengan

konsentrasi 0,2 mol/L direaksikan

dengan CO (konsentrasi 0,2 mol /L)

Persamaan laju Integral Perubahan

Konsentrasi terhadap waktu

Soal Latihan

Siklobutana (C4H8) terdekomposisi

pada 1000oC menjadi dua molekul

etilen (C2H4) dengan konstanta lajureaksi orde satu 87 s-1

1. Jika konsentrasi awal siklobutana

2,00 M berapa konsentrasinyasetelah 0,010 s?

2. Berapa fraksi siklobutana

terdekomposisi pada waktu tersebut

Menentukan Orde Reaksi dari

Persamaan Laju Integral

Waktu Paruh Reaksi

Pengaruh Temperatur Terhadap Laju

Reaksi

1

3

v

v

y1

y3

NOk

]NO[k

30

270y

1,0

3,0

1

2

v

v

x12

x22

Hk

Hk

30

150

x

x

]1,0[

]5,0[

x

1,0

5,0

y

y

]1,0[

]3,0[

]L / mol1,0[

det.L / mol303

2

0

2

0

0

k[A]lajuduaordeReaksi11

duaordereaksiUntuk

lnln:}Alaju{satuordeReaksi

lnmaka

B AreaksiMisal

kt A A

Ak t

Alaju

kt A Ak

kt A

A Ak

t

A

Ak Lajuataut

A Laju

t

t

t

0

0

11lnln

Akt

A Akt A

t

t



Henny Destina

MIPA MATEMATIKA3

Persamaan Arrhenius

Pengaruh Konsentrasi danTemperatur

Diagram Tingkat Energi

Pengaruh Struktur Molekul : Faktor

Frekuensi Tumbukan Efektif: molekul harus

bertumbukan sedemikian rupa

sehingga atom yang bereaksimelakukan kontak dengan energi

yang cukup sehingga membentuk

produk 2 kriteria: energi yang cukup dan

orientasi molekul yang tepat

Teori Keadaan Transisi

Diagram Energi dan Keadaan

Transisi 3 Jenis Reaksi

Diagram Energi Reaksi 2 Tahap

Diagram Energi Reaksi Katalisis

dan Non Katalisis

121

2

1

1

2

2

/

11ln

1lnln

1lnln

1lnln

T T R

Ea

k

k

T R

Ea Ak

T R

Ea Ak

T R

Ea Ak

Aek RT Ea

Documents

LAJU REAKSI