MEKANISME REAKSI

MEKANISME REAKSI

Reaksi Tunggal (Single- Reaction)

Adalah jika ada satu persamaan stiokiometri tunggal dan satu persamaan kecepatan tunggaluntuk mempresentasikan berlangsungnya reaksi

Contoh : A+ B R

Reaksi Jamak atau gnada (Multiple Reaction)

Adalah jika ada lebih dari satu persamaan stoikiometri yang dipilih untuk mempresentasikanperubahan yang teramati, sehingga lebih dari satu persamaan kinetka diperlukan untukmenyatakan perubahan komposisi semua komponen yang terlibat dalam reaksi

Contoh :

reaksi tunggal bolak balik

Reaksi irreversible seri : A P Q

Reaski irreversible pararel

REAKSI ELEMENTER DAN REAKSI NON-ELEMENTER

Reaksi elementer

: jika persamaan kecepatan reaksinya berkaitan langsung dengan persamaan stoikiometrinya

: suatu reaksi kimia tidak selalu berjalan dalam satu langkah reaksi, namun juga terjadibeberapa tahapan reaksi yang hanya berkaitan dengan satu atau dua molekul.

Contoh : A + B R -rA = k CA CB

2A P -rA = k CA2

Sederetan reaksi elementer yang berkaitan dengan sutau reaksi keseluruhan disebut denganmekanisme reaaksi

Ditinjau dari molekularitas, yaitu jumlah molekul pereaksi dalam tahap sederhana, maka tiaptahap mekanisme reaksi mungkin tergolong unimolekuler, bimolekuler, dan termolekuler.

REAKSI ELEMENTER

Untuk reaksi elementer,molekularitas sama dengan orde reaksi, tetapi tidak sama dengan hukumlajukeseluruhan.

Unimolekuler : A

Bimolekuler : A+ B

Termolekuler : A + B+ C

Reaksi bomolekuler :

H + Br2 HBr + Br

Artinya satu atom H tertentu akan menyerang molekul Br2 tertentu menghasilkan molekul HBr dan Br

Pada reaksi unimolekuler :

molekul tunggal saling bertumbukan menjadi susunan molekul baru.

Contoh : isomerisasi siklopropanan menjadi propena

MEKANISME REAKSI

Beberapa hal yang berkaitan dengan mekanisme reaksi :

Mekanisme reaksi merupakan uraian secara rinci menegenai tahap-tahap reaksi kimia yang menjelaskan perubahan dari reaktan awal (yang teramati) menjadi produk reaksi (yang teramati) secara keseluruhan, ditinjau dari aspek molekuler

Mekanisme reaksi bersifat dugaan (postulat) yang merupakan hasil pemikiran secara induktif

Mekanisme reaksi terdiri dari sejumlah tahap reaksi elementer

Mekanisme reaksi melibatkan spesies-spesies lain dalam system reaksi (yang bukan reaktanmaupun produk) yang tidak muncul pada persamaan stoikimetrinya reaksi keseluruhan. Spesies-spesies ini biasa disebut sebagai intermediet (zat antara)

Beberapa spesies intermediet merupakan molekul stabol yang dapat dideteksikeberadaaanya dan dapat diisolasi di lab

Intermediet mempunyai lifetime yang sangat singkat dan jumlahnya sangat sedikit

Contoh sebuah reaksi : A2 + B2 2AB

Mekansime reaksi yang merupakan tahap-tahap reaksi elementer yang mungkinberlangsung :

A2 2A*

A* + B2 AB + B*

A* + B* AB

-----------------------------

A2+ B2 2AB

Intermediate ?

Pendekatan konsentrasi

Untuk reaksi : A ⇌ B

• In practice, most kinetic

studies are on reactions

far from equilibrium

• ∴ Reverse reactionsare unimportant

MEKANISME REAKSI ELEMENTER SECARABERURUTAN

Laju dekomposisi A menjadi P melewati intermediate I

A I P

Laju dekomposisi A :

d[A] / dt = -ka[A]

Laju pembentukan intermediate I :

d[I] / dt = ka[A] – kb [I]

Laju pembentukan produk P

d[P]/dt = kb [I]

TAHAP PENENTU LAJUPada contoh kasus tersebut, andaikan kb>> ka, maka setiap molekul I yang terbentuk, molekul itu akan segera meluruh menjadi P

Pembentukan P hanya bergantung padakonstanta laju yang lebih kecil. Jadi lajupembentukan P hanya bergantung pada lajupembentukan I, tidak pada laju peruabahan I menjadi P.

Dengan demikian, tahap A I ini disebuttahap penentu dari laju reaksi tersebut.

Secara umum tahap penentu laju adalahtahap dengan konstanta laju reaksi yang terkecil

PENDEKATAN STEADY STATE

Untuk kinetika reaksi yang terkait dengan suatu mekanisme yang terdiri daribeberapa tahapan, maka penyelesaian analisisnya semakin rumit.

Untuk membantu penyelesaian maka diperlukan pendetana yang disebut sebagaikeadaan steady state:

Secara kinetic, hal ini diasumsikan bahwa selama bagian terbesar reaksi, konsentrasidan laju perubahan semua zat antara (intermediate) adalah konstan dan bernilaikecil.

Pendekatan dasar steady-state

[I] remains negligibly small

A → I → P

Assumption:

0dt

]I[d

Comparison of the exact result for the concentrations

of a reaction and concentrations from steady-state approximation

THE STEADY-STATE APPROXIMATION

Examine the following simple reaction mechanism

Bkv 2p

Rate of product formation, vp, is proportional to the concentration of an intermediate.

1 2

1

k k

kA B P

APPLYING THE STEADY STATE APPROXIMATION (SSA)

Look for the intermediate in the mechanism. Step 1 – B is produced.

Reverse of Step 1 – B is consumed.

Step 2 – B is consumed.

BkBkAkdt

Bd211

THE SSA (CONT’D)

The SSA applied to the intermediate B.

21

1

211

kk

AkB

BkBkAk

0dt

Bd

SSA – THE FINAL STEP

Substitute the expression for the concentration of B into the rate law vp.

Akk

kk

dt

Pd

Bkdt

Pd

21

12

2

LATIHAN

Penguraian fasa gas nitrit oksida (N2O) dipercaya berlangsung melalui dua tahapelementer

Tahap 1 : N2O N2 + O

Tahap 2 : N2O + O N2 + O2

Secara percobaan hokum laju diketahui sebagai laju = k [N2O]

A) tulislah persamaan untuk reaksi keseluruhan

B) identifikasi zat antaranya

LATIHAN

Reaksi penguraian nitrogen pentaoksida (N2O5)

2N2O5 4NO2 + O2

N2O5 ⇌ NO2 + NO3 tahap 1

NO2 + NO3 NO + O2 + NO2 tahap 2

NO + N2O5 3NO2 tahap 3

Tentukan zat intermediate

Tentukan laju intermediate

Tentukan hokum laju untuk keseluruhan

LATIHAN

Reaksi H3COH + H+ + Br- H2CBr + H2O

Mekanisme reaksi yang diusulkan :

Tahap 1 : H3COH + H+ H3COH2

+ cepat

Tahap 2 : H3COH2+ H3COH + H+ cepat

Tahap 3 Br- + H3COH2+ H3CBr + H2O lambat

Tentukan zat intermediate

Tentukan laju intermediate

Tentukan hokum laju keseluruhan