Cover MAKALAH Kimfis

download Cover MAKALAH Kimfis

of 36

  • date post

    05-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    150
  • download

    2

Embed Size (px)

Transcript of Cover MAKALAH Kimfis

Kesetimbangan KimiaTugas Kimia Fisika

Kelompok 4 Asyari Fauzan (1106069260) A Huda Fauzi Adzima (1106001321) Muslimah (1106017622) Saras wati Andini (1106006511)

Universitas Indonesia 2012

Soal Nomor 1 Konstanta reaksi orde pertama, k, untuk ikatan C-N pada molekul N,N-dimetilnicotiamide diukur pada temperatur berbeda dengan menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Diperoleh hasil pengamatan sebagai berikut: T 0C k sec -1 10,0 2,08 15,7 4,57 21,5 8,24 27,5 15,8 33,2 28,4 38,5 46,1 45,7 93,5

Tulislah persamaan Arrheniuss menjadi lebih lengkap. Ulangi soal no.1 dengan memplot dalam diagram x-y dimana sumbu y adalah data harga k hasil perhitungan dan sumbu x adalah harga k hasil percobaan. Berilah komentar anda hasil plot tersebut? Jawab: Persamaan Arhenius

Ea adalah energy aktivasi dari reaksi (dalam kilojoule per mol), R adalah konstanta gas (8,314J/K.mol), T adalah suhu mutlak, dan e adalah basis dari skala logaritma natural.Besaran A menyatakan frekuensi tumbukan dan dinamakan factor frekuensi.Faktor ini dapat dianggap sebagai konstanta tertentu dalam kisaran suhu yang cukup lebar. Persamaan ini dapat dinyatakan dengan dalam bentuk yang lebih baik dengan menghitung logaritma natural dkeidua sisi :

Persamaan ini dapat diubah ke bentuk persamaan linear :

Y m x c Jadi plot ln k terhadap 1/T menghasilkan garis lurus yang kemiringannya m sama dengan Ea/R dan titik potong b dengan sumbu y adalah ln A. Persamaan yang menghubungkan konstanta laju k1dan k2pada suhu T1 dan T2 dapat diguakan untuk menghitung energy aktivasi atau untuk menentukan konstanta laju pada suhu lain jika energy aktivasinya diketahui. Untuk menurunkan persamaan seperti itu kita mulai dengan persamaan

Dengan mengurangkan ln k2 dan ln k1dihasilkan:

Tabel Ringkasan dari Kinetika Reaksi Orde Pertama dan Kedua Orde 0 1 2 Hukum Laju Laju = k Laju = k[A] Laju = k[A]2 Hukum Laju Intergrasi [A]t=[A]0-kt ln[A]t=ln[A]0-kt Waktu Paruh Satuan konstanta laju mol liter-1 det-1 det-1 liter mol-1 det-1

X (kpercobaan)

2,08

4,57

8,24

15,8

28,4

46,1

93,5

kperhitungan = ?

Atau

Diket:

R= 8,314 T 0C K 10,0 283 15,7 288,7 21,5 294.5 27,5 300,5 33,2 306,2 38,5 311,5 45,7 318,7

1. 0,367 2. = - 33,262 + 34,299 1,037 3.

4.

5.

6.

7.

x y

kpercobaan kperhitungan

2,08 1,44

4,57 2,82

8,24 5,43

15,8 10,41

28,4 18,88

46,1 32,20

93,5 64,59

Grafik K percobaan vs K perhitungan70

Nilai k dari pengukuran dan perhitungan tidak tepat sama. Hal ini dimungkinkan karena adanya nilai kesalahan relatif yang menjadikan perbedaan antara nilai pengukuran dengan perhitungan. Perbedaan yang timbul nilainya juga tidak begitu besar, dan pada grafik linier, hasil linierisasi masih menunjukkan nilai R2 mendekati satu yang artinya data tersebut masih bisa diterima. Soal Nomor 2 R.T. Dilone mempelajari reaksi antara etilen bromida dan potasium iodida dalam metanol berkadar 99%, dan memperoleh hasil pengamatan sebagai berikut:

k perhitungan

60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 y = 0.6949x - 0.3272 R = 0.9998

k percobaan

Temperatur: 59,72 0C Konsentrasi Awal KI: 0,1531 kmol/m3 Konsentrasi Awal C2H4Br: 0,02864 kmol/m3 Waktu, ksec 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7 Fraksi Dibromida yang bereaksi 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

Tugas: Konsentrasi Awal KI (CBo) tetap 0,1531 kmol/m3, sedangkan rasio CBo/CAo adalah diubahubah misal menjadi 10, 15, 20, dst. Ulangi soal no. 2, buatlah plot dengan beberapa harga rasio dalam diagram x-y dimana y adalah dan sumbu x adalah waktu reaksi berlangsung ( t). Dan hasilnya berilah komentar tentang mungkinkah harga k berubahubah perubahan rasio tersebut? Terangkan kenapa? Tunjukkan persamaan laju secara lengkap. Persamaan Laju:

Fraksi konversi dari komponen A adalah sebagai berikut:

Dideferensiasikan sebagai berikut:

Sementara itu, konsentrasi komponen B adalah:

Mensubtitusi konsentrasi A dan B ke dalam persamaan hukum laju:

Mengintegrasi persamaan untuk t=0 dan XA=0 hingga t=t dan XA=XA,

Dimana B=

Untuk memperoleh nilai k(CB0-3CA0), kita membentuk persamaan garis lurus dengan

Rasio CBo /CAo = 5, 10, 15 A. CBo /CAo =5 0,1531 kmol/m3 / CAo = 5 CAo = 0,0306

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

5,000 4,141 3,911 3,771 3,628 3,533 3,382 3,262

5,000 5,8021 6,1397 6,3904 6,6839 6,9139 7,3458 7,7574

1,6094 1,7582 1,8147 1,8547 1,8997 1,9335 1,9941 2,0486

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100

k (CBo 3CAo) = m k= 0,0332/ (0,1531- 3x0,0306) k = 0,542 B. CBo /CAo =10 0,1531 kmol/m3 / CAo = 10 CAo = 0,01531

Diferensiasi persamaan fraksi

Y-Values Linear (Y-Values) y = 0.0332x + 4.8758 R = 0.9915

Waktu

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

10,000 9,141 8,911 8,770 8,628 8,533 8,381 8,262

10,0000 12,8080 13,9890 14,8624 15,8961 16,6986 18,2042 19,6468

2,3025 2,5500 2,6382 2,6988 2,7660 2,8153 2,9016 2,9779

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 y = 0.1161x + 9.5669 R = 0.9915 Y-Values Linear (Y-Values)

k (CBo 3CAo) = m k= 0,1161/ (0,1531- 3x0,01531) k = 1,0833 C. CBo /CAo =15 0,1531 kmol/m3 / CAo =1 5

CAo = 0,0102

Waktu, ksec x

0 29,7 40,5 47,7 55,8 62,1 72,9 83,7

Fraksi Dibromida yang bereaksi (XA) 0 0,2863 0,3630 0,4099 0,4572 0,4890 0,5396 0,5795

3 XA

1- XA

0 0,8589 1,089 1,2297 1,3716 1,467 1,6188 1,7385

1 0,7137 0,637 0,5901 0,5428 0,511 0,4604 0,4205

15,000 14,141 13,911 13,770 13,628 13,533 13,381 13,262

15,0000 19,8138 21,8383 23,3355 25,1076 26,4834 29,0643 31,5375

2,7080 2,9863 3,0836 3,1499 3,2231 3,2622 3,3696 3,4511

35 30 25 20 15 10 5 0 0

Grafik Waktu Terhadap Diferensiasi Persamaan Fraksi

Y-Values Linear (Y-Values) y = 0.1991x + 14.258 R = 0.9915

20

40

60

80

100

k (CBo 3CAo) = m k= 0,1991/ (0,1531- 3x0,0102) k = 1,625 Nilai k berdasarkan perhitungan dalam rasio yang berbeda-beda tersebut menunjukkan hasil yang berbeda-beda. Hal ini dimungkinkan karena pada saat rasio CBo /CAo maka nilai konsentrasi CAo juga berubah untuk hasil pengukuran yang sama. Sehingga nilai konstanta laju atau k nya juga berubah. Soal Nomor 3 Tabel berikut ini memberikan data laju awal [-d(B2H6)/dt] untuk reaksi fase gas antara diborane dan aseton pada suhu 114 0C:

Hukum laju: . Percobaan 1 2 3 4 Tekanan Awal B2H6(torr) 6.0 8.0 10.0 12.0 Tekanan Awal Me2CO (torr) 20.0 20.0 20.0 20.0 Laju Awal x 103 (torr/sec) 0.50 0.63 0.83 1.00

5 6 7 8 9 10

16.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

20.0 10.0 20.0 40.0 60.0 100.0

1.28 0.33 0.80 1.50 2.21 3.33

Tulislah persamaan laju reaksinya secara lengkap. Ulangi soal no. 3 dengan memplot dalam diagram x-y dimana sumbu y adalah laju reaksi hasil perhitungan dan sumbu x adalah laju reaksi hasil percobaan. Berilah komentar anda hasil plot tersebut? Adakah perbedaan yang mencolok antara hasil perhitungan dengan hasil percobaan. Jawab: Persamaan laju reaksi:

Percobaan

Tekanan Awal B2H6(torr) 6.0 8.0 10.0 12.0 16.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tekanan Awal Me2CO (torr) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 10.0 20.0 40.0 60.0 100.0

Laju ln(laju) ln ln Laju Awal x Y pB2H6 pMe2CO 103 (torr/sec) 0.50 6,21 1,79 3,00 497,701 0.63 6,45 2,08 3,00 632,702 0.83 6,72 2,30 3,00 828,817 1.00 6,91 2,48 3,00 1002,247 1.28 7,15 2,77 3,00 1274,105 0.33 5,80 2,30 2,30 330,299 0.80 6,68 2,30 3,00 796,319 1.50 7,31 2,30 3,69 1495,177 2.21 7,70 2,30 4,09 2208,34 3.33 8,11 2,30 4,61 3327,57

1.

( ) ( ) ( ) Laju = 560,595

( ) ( ) ( ) Laju = 747,698 ( ) 3. ( ) ( ) Laju = 934,489 2. 4. ( ) ( ) ( ) Laju = 1098,828 ( ) ( ) ( ) Laju = 1495,177 ( ) ( ) ( ) Laju = 467,313 ( ) ( ) ( ) Laju = 934,489 ( ) ( ) ( ) Laju = 1863,105 ( ) ( ) ( ) Laju = 2804,554 ( ) ( ) ( ) Laju = 4675,072

5.

6.

7.

8.

9.

10.

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x 497,701 632,702 828,817 1002,247 1274,105 330,299 796,319 1495,177 2208,34 3327,57

y 560,595 747,698 934,489 1098,828 1495,177 467,313 934,489 1863,105 2804,554 4675,072

Grafik Laju Pengukuran vs Perhitungan5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 1000 2000 3000 4000

Pada perbandingan antara laju reaksi pada hasil percobaan dan pada perhitungan nampak adanya perbedaan, meskipin perbedaannya bila dirata-rata tidak begitu besar. Tapi semakin besar nilai tekanan perbedaan yang terjadi mengalami peningkatan yang cukup signifikan. Berdasarkan grafik linier terlihat nilai R2 yang mendekati satu, artinya berbedaan tersebut masih dalam batas yang dapat diterima. Dimana dimungkinkan perbedaan tersebut timbul karen afaktor kesalahan relatif pada suatu pengukuran. Soal Nomor 4 Untuk reaksi disosiasi termal satu arah paradehalidepada suhu 259 0C dan volume konstan, dihasilkan data sebagai berikut: Time, hrs 0 100 P total, mmHg Reaksi merupakan reaksi orde 2 1 175 2 220 3 250 4 270 300

L