5 Konsep Dasar Kinetika Kimia

1

Liana AisyahLiana AisyahUIN Sunan Kalijaga YogyakartaUIN Sunan Kalijaga Yogyakarta

Kimia Dasar IIKimia Dasar IIProdi KimiaProdi Kimia

# 5 (Kamis, 31 Maret 2011)# 5 (Kamis, 31 Maret 2011)

Kinetika KimiaKinetika Kimia

waktu

UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta

2

Pokok Bahasan (#5)Pokok Bahasan (#5)

1

Pengertian & Pengukuran Laju Reaksi2

Pengaruh Konsentrasi – Hukum Laju3

Penurunan Persamaan Laju Reaksi4

Pengertian & Cakupan Kinetika Kimia


3


5

Reaksi Orde Satu6

Reaksi Orde Dua 7

Waktu Paruh8

Reaksi Orde Nol


4


9

Pengaruh Temperatur10

Mekanisme Reaksi11

Katalisis12

Model Teoritis Kinetika Kimia


5

Kinetika KimiaKinetika Kimia

Teoritis: pengembangan model/teori yang menjelaskan laju

reaksi (dan mekanisme reaksi) Eksperimental:

Metode penentuan orde reaksi & konstanta laju Kondisi agar reaksi dapat berlangsung dalam laju

yang bermakna (T, p, katalis, reaktor yang sesuai)

Bagian dari kimia yang fokus kajiannya laju reaksi kimia, baik

aspek:


6

Kinetika KimiaKinetika KimiaSangat penting karena: Umumnya suatu reaksi kimia hanya akan

bermakna jika berlangsung dalam laju yang bermakna.Contoh:

Jika kita mengetahui laju (dan mekanisme reaksi), kita dapat mengendalikannya!Contoh:


7

Kinetika vs Termodinamika Kinetika vs Termodinamika KimiaKimia

A + B ¾ C + D

Termodinamika Ž

Termodinamika Ž Dapatkah reaksi terjadi? Kinetika Ž Seberapa cepat reaksi terjadi?

1. Laju reaksi sebelum kesetimbangan tercapai2. Mekanisme reaksi

[C] [D]

[A] [B] (pada kesetimbangan)


8

KinetikaKinetika vsvs Termodinamika: Termodinamika: EEaa vs vs HH

H

Ea


9

KinetikaKinetika vsvs Termodinamika: Termodinamika: EEaa vs vs HH

Spontanitas reaksi:G = H – TS

Laju reaksi terkait dengan energi aktivasi (Ea).

Menurunkan Ea menaikkan laju; tetapi H tetap.

Ea

H


10

KinetikaKinetika TermodinamikaTermodinamika

2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) Fe2O3 (s)

Go = -740 kJ/molTapi laju reaksi sangat rendah!

CH4 (g) + 3 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)

Go = -801 kJ/molLaju reaksi jauh lebih tinggi!


11

Laju reaksi Laju reaksi sangat bervariasisangat bervariasi

Satuan waktu berjalannya reaksi: milidetik, detik, ..., trilyun tahun


12

Ledakan; satuan waktu: ms - sLedakan; satuan waktu: ms - s


13

Pematangan Buah; hari/bulanPematangan Buah; hari/bulan


14

Pematangan Buah; hari/bulanPematangan Buah; hari/bulan


15

Penanaman – Panen Tomat; Penanaman – Panen Tomat; bulanbulan

Tanaman muda;Awal Januari

Bakal Bunga;Februari

Buah Pertama;Februari


16

Penanaman – Panen Tomat; Penanaman – Panen Tomat; bulanbulan

Buah hijau;Awal Maret

Buah kuning;Tengah Maret

Buah Dipanen;Akhir Maret


17

Perkaratan besi; Perkaratan besi; minggu/bulan/thnminggu/bulan/thn


18

Penuaan Penuaan manusia; manusia;

tahuntahun


19

Peluruhan Peluruhan radioaktif:radioaktif:

ms – trilyun thnms – trilyun thn


20

Laju reaksi sangat Laju reaksi sangat bervariasibervariasi

Proses WaktuLedakan < 1 sPematangan buah hari/bulanTanam – panen buah bulanPerkaratan besi minggu/bulan/thnPenuaan (manusia) tahun

Peluruhan radioaktif ms – trilyun tahun


21

Laju reaksi (r)Laju 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


22

Laju reaksi Laju reaksi dapat dipengaruhi olehdapat dipengaruhi oleh

Konsentrasi reaktan

Luas permukaan

Temperatur

Ada tidaknya katalis

Faktor paling dominan,

tergantung jenis reaksi


23

Mempelajari Faktor-faktor Laju Mempelajari Faktor-faktor Laju ReaksiReaksi

Prinsip desain eksperimen: variasi 1 faktor; jaga agar faktor lain tetap.

Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl2 + H2 (g) Luas muka:

Sejumlah tertentu pita Mg (misal 1 cm) divariasi ukuran potongannya (1 cm; 0,75 cm; 0,5 cm; 0,25 cm; 0,1 cm)

Direaksikan dengan HCl konsentrasi tertentu (misalnya 1 M)

Pada suhu tertentu (misalnya 300C) & tanpa katalis


24

Mempelajari Faktor-faktor Laju Mempelajari Faktor-faktor Laju ReaksiReaksi

Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl2 + H2 (g)

Bagaimana desain eksperimen untuk mempelajari pengaruh: Konsentrasi HCl:

Suhu:


25

Laju Rata-rata

Laju Reaksi

Laju Sesaat

Laju padaselang waktu

Laju padat tertentu


26

Laju rata-rataLaju rata-rata Rerata perubahan konsentrasi reaktan

atau produk dalam selang waktu tertentu Secara matematis, untuk reaksi:

A BLaju rata-rata

laju = -[A]t

laju = [B]t

[A] = perubahan konsentrasi A dalam selang waktu t[B] = perubahan konsentrasi B dalam selang waktu t

Karena [A] menurun terhadap waktu, [A] bernilai negatif.


27

A A B B

waktu

laju = -[A]t

laju = [B]t


28

Br2 (aq) + HCOOH (aq) 2Br - (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)

waktu

Perubahan warna dengan berjalannya waktu

[Br2] Intensitas warna coklat-kuning

Sec

ara

kasa

t mat

a


29


waktu

Analisis Instrumen

393

nm

Br2 (aq)

393 nmcahaya

Detektor

[Br2] Absorbansi


30


Hitunglah laju rata-rata pada:

a) 200 s pertama

b) dari 300 s hingga 350 s

Laju rata-rata = -[Br2]t

= -[Br2]akhir – [Br2]awal

takhir - tawal


31

Laju sesaatLaju sesaat

Laju sesaat = laju pada saat tertentu

kemiringan garis singgung


32

Laju Reaksi &Laju Reaksi & StoikiometriStoikiometri

a A + b B → c C + d DLaju reaksi = laju hilangnya reaktan

=Δ[C]

Δt1c

=Δ[D]

Δt1d

Δ[A] Δt

1a

= -Δ[B]

Δt1b

= -

= laju munculnya produk


33

Tulislah persamaan laju untuk reaksi di bawah ini:

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)

laju = -[CH4]

t= -

[O2]t

12

=[H2O]

t12

=[CO2]

t

Jika konsentrasi O2 menurun dengan laju 0,10 M/s, berapakah laju reaksinya?

Berapakah laju terbentuknya CO2?


34

Pengaruh Konsentrasi terhadap Pengaruh Konsentrasi terhadap LajuLaju: : Hukum LajuHukum Laju

a A + b B …. → g G + h H ….

Laju reaksi = k [A]m[B]n ….

Tetapan laju reaksi = k

Orde/tingkat reaksi total = m + n + ….

Orde/tingkat reaksi terhadap A = mOrde/tingkat reaksi terhadap B = n


35

Laju reaksi = k [A]m[B]n ….

• semakin besar k; laju reaksi makin besar• k tergantung pada:

• jenis reaksi• konsentrasi katalis• temperatur

• m & n dapat berupa:• bil bulat (-, 0, +)• pecahan

• m & n umumnya tidak terkait dengan koefisien reaksi

k m & n


36

laju = k [Br2]

k = laju[Br2]

= konstanta laju

= 3,50 x 10-3 s-1

Apa pengaruh konsentrasi

terhadap laju?


37

Penurunan Penurunan Persamaan Laju ReaksiPersamaan Laju Reaksi

dtkA

Adm

][][

mAkdtAdr ][][

Bentuk Bentuk

DiferensialDiferensial

Bentuk Bentuk

IntegralIntegral


38

Jika m = 1, bagaimana pers. laju?Jika m = 1, bagaimana pers. laju?

Bentuk Bentuk

DiferensialDiferensial

Bentuk Bentuk

IntegralIntegral

dtkAAd ][

][][ AkdtAd


39

Jika m = 1, bagaimana pers. laju?Jika m = 1, bagaimana pers. laju?

CtkA ][ln

CtkA ][ln

)(][][ln 12

1

2 ttkAA

dtkAAd ][

)(][][ln 12

2

1 ttkAA


40

Orde 1: ln [A] vs t; garis lurusOrde 1: ln [A] vs t; garis lurus


41

Turunkan pers. laju reaksi Turunkan pers. laju reaksi agardiperoleh pers. garis lurusagardiperoleh pers. garis lurus

Untuk reaksi orde 0

Untuk reaksi orde 1

Untuk reaksi orde 2


42

PendalamanPendalaman Definisi kata-kata kunci & uji pemahaman

konsep (contoh: 14.7 s.d. 14.14) Menuliskan rumus laju untuk suatu reaksi

berdasarkan hilangnya reaktan & munculnya produk (contoh: 14.5)

Menghitung laju reaksi rata-rata Menghitung laju reaksi sesaat (contoh: 14.15) Menghitung konstanta laju reaksi (contoh

14.16)

UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta, Indonesia

See you next week!

5 Konsep Dasar Kinetika Kimia

Documents

Transcript of 5 Konsep Dasar Kinetika Kimia