KIMDAS KINETIKA KIMIA

download KIMDAS KINETIKA KIMIA

of 72

  • date post

    26-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    52
  • download

    8

Embed Size (px)

description

KIMDAS

Transcript of KIMDAS KINETIKA KIMIA

  • Dra. Salbiah , Msi., Apt.

  • 14.2 LAJU REAKSI (REACTION RATE) Laju (kecepatan reaksi) adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam satu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk.

    Konsentrasi dinyatakan dalam: mol/L atau molar : atm., mmHg, pascal (reaksi fase gas) Satuan waktu : detik, menit, jam, hari, ., tahun.

  • 14.2.1 faktor yang mempengaruhi laju reaksiLaju reaksi kimia tergantung pada 4 faktor yaitu:sifat dasar pereaksitemperaturada tidaknya zat katalitikkonsentrasi pereaksi

  • 1. Sifat dasar pereaksiZat-zat berbeda secara nyata dalam lajunya mengalami perubahan kimia. Beberapa reaksi berlangsung cepat, dan lainnya berlangsung lambat. Molekul hydrogen dan fluor bereaksi secara meledak, bahkan pada temperature kamar, menghasilkan molekul hydrogen fluoride.H2 + F2 2HF(sangat cepat pada temp kamar) Pada kondisi serupa, molekul hydrogen dan oksigen bereaksi begitu lambat, sehingga tak nampak suatu perubahan kimia.2H2 + O2 2H2O (sangat lambat pada temp kamar)

  • 2. TemperaturLaju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Biasanya kenaikan sebesar 100C akan melipatkan dua atau tiga laju suatu reaksi antara molekul-molekul. Kenaikan laju reaksi ini disebabkan karena lebih cepatnya molekul-molekul bergerak kian kemari pada temp yang lebih tinggi sehingga bertabrakan satu sama lainnya lebih sering. Dengan naiknya temp bukan hanya molekul-molekul lebih sering bertabrakan, tetapi bertabrakan dengan benturan yang lebih keras, karena molekul-molekul bergerak lebih cepat.

  • 3. Adanya suatu katalis Katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanent. Prosesnya disebut katalisis. Suatu katalis mempengaruhi kecepatan reaksi dengan salah satu jalan: dengan pembentukan senyawa antara (katalis homogen) Dengan adsorpsi (katalis heterogen)

  • a. dengan pembentukan senyawa antara (katalis homogen)A + B AB(reaksi sangat lambat) Energi pengaktifan tinggi, AB terbentuk perlahan-lahanA + C AC(reaksi cepat)AC + B AB + C(reaksi cepat) Energi pengaktifan rendah; AB terbentuk lebih cepat. .

  • Contoh, reaksi fase gas antara SO2 dan O2 menghasilkan SO3.2 SO2 + O2 2 SO3 (oksidasi ini sangat perlahan-lahan, reaksi ini mempunyai energi pengaktifan yang tinggi). Namun laju reaksi ditingkatkan secara nyata oleh nitrogen oksida (NO) yang berfungsi sebagai katalis.

    2 NO + O2 2 NO2

    NO2 + SO2 SO3 + NO

  • Contoh lain, reaksi antara asam asetat dan etil alcohol yang menghasilkan etil asetat, suatu reaksi yang dikatalis oleh asam kuat seperti H2SO4 dan HCl. As asetat etil alcohol etil asetat Tanpa katalis: diperlukan waktu berminggu-minggu; dengan adanya katalis asam: hasil dicapai dalam beberapa jam.

  • b.Dengan adsorpsi (katalis heterogen) Banyak zat padat yang bertindak sebagai katalis, dapat mengikat cukup banyak kuantitas gas dan cairan pada permukaannya berdasarkan adsorpsi. Molekul yang teradsorpsi sering kali lebih reaktif dari pada molekul yang tidak teradsorpsi. Contoh katalis adsorpsi: serbuk Ni dan Pt, katalis Fe

  • 4. KonsentrasiLaju suatu reaksi adalah laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk.Laju/kecepatan reaksi berubah selama reaksi berlangsung. Hal ini disebabkan karena laju tergantung kepada konsentrasi pereaksi dan konsentrasi ini berubah selama reaksi berlansung.

  • Reaksi:A B + CDimana: [A]1 = konsentrasi A pada waktu t1 dalam mol/L [A]2 = konsentrasi A pada waktu t2Laju rata-rata berkurangnya [A] laju rata-rata bertambahnya [B] atau [C]

    Dalam pernyataan laju rata-rata berkurangnya [A], kuantitas [A]/ t adalah negative.Hubungan satu sama lain ke- 3 rumus tsb:

  • Contoh:Penguraian NO2 menjadi nitrogen oksida, NO, dan oksigen, O2;2 NO2 2 NO + O2a. tulislah pernyataan untuk laju rata-rata berkurangnya [NO2] dan laju rata-rata bertambahnya [NO] dan [O2].b. jika laju rata-rata berkurangnya [NO2] adalah 4.0 x 10-13 mol/L.s, berapakah laju rata-rata padanannya (dari) bertambahnya [NO] dan [O2]?Jawaban:laju rata-rata berkurangnya [NO2] dinyatakan sebagai:

  • Jawaban:laju rata-rata berkurangnya [NO2] dinyatakan sebagai: Laju rata bertambahnya [NO] dan [O2] dinyatakan sebagai: dan

    b. untuk tiap 2 molekul NO2 yang bereaksi, terbentuk 2 molekul NO, jadi berkurangnya [NO2] dan bertambahnya [NO] berlangsung dengan laju yang sama.

  • Untuk tiap 2 molekul NO yang terbentuk, hanya diperoleh satu molekul O2. jadi laju pembentukan NO dua kali laju pembentukan O2, yaitu:

  • Contoh:Pembakaran butane dengan oksigen menghasilkan CO2 dan H2O menurut persamaan: 2 C4H10 + 13 O2 (g) 8 CO2 (g) + 10 H2O Jika butane bereaksi dengan kecepatan 0.2 mol/L.s. Berapakah kecepatan laju bereaksinya oksigen dan kecepatan pembentukan hasil reaksi?Jawaban:Besarnya laju bereaksi berkaitan satu sama lainnya dengan koefisien reaksinya, maka:2 molekul C4H10 bereaksi dengan 13 molekul O2, jadi laju bereaksinya O2 adalah 13/2 laju bereaksinya C4H10 , sehingga diperoleh:

  • Jadi kecepatan oksigen bereaksi adalah:

    Dengan cara yang sama diperoleh:Kecepatan pembentukan CO2 adalah =

    Dan kecepatan pembentukan H2O adalah:

    Kecepatan reaksi pembentukan adalah positif.

  • 14.3. PENETAPAN HUKUM LAJU/PERSAMAAN LAJUHubungan Laju Reaksi dengan Konsentrasi Pereaksi:Bagaimana laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi pereaksi, tak dapat diramalkan dari persamaan reaksi keseluruhan. Hal itu haruslah ditentukan secara eksperimental. Misalnya, perhatikan data eksperimen untuk penguraian nitrogenpentoksida, N2O5, dibandingkan dengan penguraian nitrogendioksida, NO2, pada 250C:2 N2O5 NO2 + O2 2 NO2 2 NO + O2

    [N2O5]Laju, mol/L.s0.0200.70 x 10-60.0401.4 x 10-60.0802.8 x 10-6

    [NO2]Laju, mol/L.s0.0200.75 x 10-130.0403.0 x 10-130.08012.0 x 10-13

  • Tiap kali konsentrasi N2O5 di dua kalikan, laju reaksi penguraian reaksi pertama menjadi dua kali, sedangkan pada reaksi kedua, bila konsentrasi NO2 didua kalikan, laju penguraian berlipat empat. Oleh karena itu laju reaksi pertama berbanding lurus dengan konsentrasi N2O5, sedangkan laju reaksi kedua berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi NO2.

    data-data yang ditetapkan secara eksperimen ini dapat dipaparkan secara matematis sebagai:Laju [N2O5]Laju [NO2]2Masing-masing kesebandingan ini dapat diubah menjadi persamaan, dengan menggunakan suatu tetapan k:Laju = k [N2O5]Laju = k [NO2]2

  • Suatu persamaan yang menggambarkan hubungan antara laju reaksi dan konsentrasi pereaksi disebut persamaan laju atau hukum laju. Tetapan kesebandingan k dirujuk sebagai tetapan laju untuk suatu reaksi tertentu. Karena konsentrasi pereaksi, [N2O5] atau [NO2] dalam contoh ini berkurang dengan berlangsungnya reaksi, laju makin berkurang. Tetapi tetapan laju k tetap tak berubah sepanjang perjalanan reaksi. Jadi, laju reaksi memberikan suatu ukuran yang memudahkan bagi kecepatan reaksi. Makin cepat reaksi makin besar harga k, makin lambat reaksi makin kecil harga k

  • Soal: berdasarkan data diatas untuk konsentrasi N2O5 dan NO2 0.080 M , hitunglah tetapan laju untuk dua reaksi penguraian tsb.0.0802.8 x 10-612.0 x 10-13

    Jawaban: Untuk N2O5 , Laju = k [N2O5] 2.8 x 10-6 mol/L.s = k (8.0 x 10-2 mol/L) k = 3.5 x 10-5/sUntuk NO2, Laju = k [NO2]2 12.0 x 10-13 mol/L.s = k (8.0 x 10-2 mol/L)2 k = 1.9 x 10-10 L/mol.s

  • Contoh lain dari pengaruh konsentrasi, bergabungnya hydrogen dan iod pada suatu temperature (semua zat adalah gas):H2 + I2 2 HI Berdasarkan eksperimen ternyata bahwa laju didekat 4000C adalah berbanding lurus dengan konsentrasi masing-masing pereaksi. Persamaan laju untuk reaksi ini adalah:Laju = k [H2] [I2]Andaikan laju reaksi ini mula-mula ditetapkan pada suatu konsentrasi H2 dan I2 tertentu, dan dalam eksperimen kedua [H2] didua kalikan dan konsentrasi I2 ditiga kalikan, reaksi kedua haruslah berlangsung enam kali lebih cepat dari pada reaksi pertama.

  • Untuk reaksi penguraian hydrogen iodide,2 HI H2 + I2Ternyata bahwa laju berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi HI:Laju = k [HI]2

  • Contoh 14.3: dalam suatu wadah berisi 0.040 M hydrogen iodide, laju penguraian HI adalah 8.0 x 10-6 mol.L-1.s-1. berapakah laju reaksi pada temp yang sama, bila konsentrasi dikurangi menjadi 0.010 M?Jawaban: Persamaan laju untuk penguraian adalah: Laju = k [HI]2Untuk laju pertama pada 0.040 M:Laju = 8.0 x 10-6 mol.L-1.s-1 = k [0.040 M]2Dan untuk laju kedua, pada [HI] 0.010 M, Laju 2 = k [0.010 M]2Dari masing-masing persamaan dicari k dan disamakan

  • Dari masing-masing persamaan dicari k dan disamakan

    = 0.5 x 10-6 mol.L-1.s-1 = 5.0 x 10-7 mol.L-1.s-1

  • : dalam suatu wadah berisi 0.060 M hydrogen iodide, laju penguraian HI adalah 8.0 x 10-6 mol.L-1.s-1. berapakah laju reaksi pada temp yang sama, bila konsentrasi dikurangi menjadi 0.020 M?

  • Konsentrasi berkurang dengan factor 4, 0.010/0.040 = . karena laju berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi HI, suatu pengurangan konsentrasi dengan factor 4 akan mengakibatkan laju berkurang dengan factor 16. Jadi: laju suatu reaksi berbanding lurus pada konsentrasi masing-masing pereaksi yang diberi pangkat tertentu. Pangkat konsentrasi itu harus ditentukan secara eksperimen. Dalam banyak hal pangkat itu