Makalah Pemicu 2 - Copy

35
BAB I PENDAHULUAN I.1 Teori Dasar 1.1.1 Reaksi Kesetimbangan Kimia Keadaan Kesetimbang adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas, larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas, padat-larutan. Faktor faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan: Pengaruh konsentrasi Pengaruh tekanan Pengaruh suhu Katalis Konstanta Kesetimbangan Perhitungan konstanta kesetimbangan dilakukan pada saat kesetimbangan reaksi bolak-balik. Konstanta kesetimbangan 1

description

makalah pemicu 2

Transcript of Makalah Pemicu 2 - Copy

BAB IPENDAHULUANI.1 Teori Dasar1.1.1 Reaksi Kesetimbangan KimiaKeadaan Kesetimbang adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas, larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas, padat-larutan.Faktor faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan: Pengaruh konsentrasi Pengaruh tekanan Pengaruh suhu KatalisKonstanta KesetimbanganPerhitungan konstanta kesetimbangan dilakukan pada saat kesetimbangan reaksi bolak-balik. Konstanta kesetimbangan merupakan jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh dari suatu reaksi secara kuantitatif.Macam-macam konstanta kesetimbangan :, , , , dan Sifat-sifat konstanta kesetimbangan1. Dari berbagai tetapan yang ada, merupakan tetapan yang sering digunakan karena hanya bergantung pada suhu dan tidak bergantung pada tekanan maupun volume. dan merupakan tetapan pada sistem ideal.2. Konstanta kesetimbangan menyatakan secara kuantitatif pengaruh konsentrasi perekasi dan hasil reaksi terhadap tingkat selesainya reaksi. Besarnya menentukan sampai seberapa jauh reaksi berlangsung.

Kesetimbangan HomogenIstilah kesetimbangan homogen berlaku untuk reaksi yang semua spesi bereaksinya berada pada fasa yang sama.

Kesetimbangan HeterogenReaksi reversible yang melibatkan reaktan dan produk yang fasanya berbeda menghasilkan kesetimbangan heterogen.

Prinsip Le Chateller BraunBila pada sistem yang ada dalam kesetimbangan diberikan aksi, maka dalam sistem akan terdapat reaksi yang berusaha memperkecil aksi tadiContoh :

Bila Tekanan (P) dinaikkan maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil P, dan reaksi bergeser ke kanan.Bila Temperatur (T) dinaikkan, maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil kenaikan temperatur, reaksi bergeser ke kiriHubungan tetapan kesetimbangan (K) dengan Tekanan (P) dan Temperatur (T) Nilai K tidak bergantung pada tekanan. Bila P naik, maka nilai K tetap. Nilai K bergantung pada temperatur. Nilai K pada bermacam-macam temperatur, berbeda-beda.Hubungan Konstanta Kesetimbangan dengan Derajat Disosiasi

Hubungan Derajat Disosiasi dengan Berat Molekul Campuran

1.1.2 Laju Reaksi Perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu yang bersifat kuantitatif positif.Contoh penulisan laju reaksi pada persaman umum reaksi dibawah aA+bBcC+dDlaju reaksnya adalah

Jika dikonversi kedalam persamaan gas ideal, maka laju reaksi menjadi

Factor yang mempengaruhi laju reaksi KonsentrasiSemakin tinggi konsentrasi, maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin cepat). Luas permukaan bidang sentuhSemakin luas permukaan bidang sentuhnya, maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin cepat). Semakin kecil ukuran zat atau partikelnya, maka semakin besar luas bidang sentuhnya. TemperatureSemakin tinggi temperatur, maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin cepat). KatalisKatalis dapat menurunkan energy aktivasi. Jika energy aktivasi rendah, maka akan banyak tumbukan yang terjadi dan reaksi berlangsung cepat.Konstanta reaksi Adalah konstanta kesebandingan antara laju reaksi dan konsentrasi reaktan. Persamaan umum reaksiaA+ bB cC + dDpersamaan laju reaksinya menjadi

Konstanta laju reaksi juga dipengaruhi oleh suhu, sehingga didapatkan persamaan

Orde ReaksiOrde reaksi adalah nilai dalam konsentrasi reaktan yang dapat menaikkan laju reaksi, sedangkan orde reaksi keseluruhan adalah jumlah dari pangkat-pangkat setiap konsentrasi reaktan yang ada dalam hukum laju. Persamaan v = k [A] [B] menunjukkan bahwa A memiliki orde pertama dan B juga memiliki orde pertama, sehingga orde reaksi keseluruhan adalah 2. Orde reaksi tidak perlu memiliki angka yang bulat, contohnya v = k [A]1/2 [B]. Untuk persamaan v = k[A]0[B], A memiliki orde reaksi nol, sehingga laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi A.

Energi aktivasiEnergi aktivasi adalah jumlah energi minimum yang mengawali reaksi kimia.

Hubungan konstanta laju reaksi dengan suhu (Persamaan Arrhenius)Ketergantungan konstanta laju reaksi terhadap suhu dapat dinyatakan dengan persamaan Arrhenius: k = Ae-Ea/RT dimana Ea adalah energi aktiviasi dari reaksi (dalam kilojoule per mol), R adalah konstanta gas (8.314 J/M mol), T adalah suhu mutlak, dan e adalah basis dari skala logaritma natural.

Hubungan konstanta kesetimbangan dengan suhu (Persamaan Vant Hoff)Persamaan Vant Hoff menunjukkan bahwa ketika H bernilai negatif (reaksi eksotermik), K akan berkurang dengan temperatur, sedangkan ketika H bernilai positif (reaksi endotermik), K akan meningkat dengan temperatur.

BAB IIISIJawaban Pertanyaan

Kesetimbangan Kimia1. Reaksi pembentukan NO dari komponen-komponennya hanya dapat terjadi pada suhu tinggi. Jika dalam wadah 1,0 dm3 yang mengandung 5,0 g nitrogen dan 2,0 g oksigen dipanaskan sampai suhu 2300 K, nilai konstanta kesetimbangan dari reaksi N2(g) + O2(g) 2NO(g) adalah 1,69 x 10-3.

a. Reaksi pembentukan NO, berdasarkan persamaan reaksi di atas, merupakan reaksi kesetimbangan. Berikanlah penjelasan tentang perbedaan reaksi kesetimbangan dengan reaksi bentuk lain. Jawab :Reaksi kesetimbangan merupakan reaksi reversibel, dimana reaksi pembentukan produk dan reaksi pembentukan reaktan kembali oleh produk terus berlangsung. Namun, dalam reaksi kesetimbangan laju pembentukan produk dan reaktan sama sehingga tidak ada perbedaan lagi dalam sistem tersebut. Reaksi irreversibel merupakan reaksi yang berjalan 1 arah yaitu reaktan bereaksi membentuk produk, reaksi ini berbeda dengan reaksi kesetimbangan dimana dalam reaksi kesetimbangan reaksi berlangsung dalam 2 arah. Dalam reaksi seri (consecutive reaction), reaksi untuk menghasilkan produk melalui beberapa tahap dan membentuk produk intermediate. Contohnya reaksi AC, reaksi ini terdiri dari 2 tahapan reaksi yaitu A B C. Reaksi seri ini juga dapat dikombinasikan dengan reaksi reversibel contohnya A B C.Dalam reaksi paralel, pada reaktan yang sama dapat terjadi dua atau lebih reaksi yang menghasilkan produk yang berbeda. Reaksi paralel ini dapat juga merupakan reaksi kesetimbangan. Contohnya:A + B C + DA + B C + ESehingga reaksi totalnya menjadi 2A + 2B 2C + D + EReaksi rantai adalah reaksi yang berlangsung dalam suatu rangkaian reaksi yang berurutan yang diinisiasi oleh proses primer yang sesuai. Dalam reaksi rantai, senyawa intermediet reaktif (sering juga disebut chain carrier) dikonsumsi, reaktan dikonversi menjadi produk, dan kemudian senyawa intermediet reaktif diregenerasi kembali. Regenerasi dari senyawa intermediet reaktif yang kemudian mengijinkan siklus ini terjadi berulang-ulang. Kebanyakan dari reaksi pembakaran, peledakan, dan adisi polimerisasi adalah reaksi rantai dan biasanya melibatkan radikal bebas sebagai senyawa intermediet. Dalam reaksinya melalui 4 tahap yaitu Inisiasi, Propagasi, Inhibisi, danTerminasi.

b. Ketika menjelaskan tentang reaksi kesetimbangan, kita selalu melibatkan suatu konstanta yang dikenal dengan konstanta kesetimbangan. Berikanlah penjelasan mengenai suatu konstanta kesetimbagan tersebut, persamaan yang menghubungkan antara berbagai jenis konstanta kesetimbangan dan hubungannya dengan energi bebas Gibbs.Jawab:Perhitungan konstanta kesetimbangan dilakukan pada saat kesetimbangan reaksi bolak-balik. Konstanta kesetimbangan merupakan jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh dari suatu reaksi secara kuantitatif.Macam-macam konstanta kesetimbangan1. (Konstanta Kesetimbanagan Termodinamika)Konstanta kesetimbangan ini berdasarkan perubahan energi bebas Gibbs secara termodinamika.

, pada saat kesetimbangan

, karena konstan maka

Dengana= aktivitas= Perubahan energi bebas standar (cal/mol)= Perubahan energi bebas (cal/mol)= 1,987 cal/mol= Suhu Kelvin

2. Hukum fugasitas Lewis menyatakan bahwa aktivitas gas dalam campuran sebanding dengan tekanan parsial dikalikan dengan koefisien aktivitas dari gas murni dari tekanan total pada campuran.

Dengan= aktivitas gas i= koefisien aktifitas gas i= fraksi mol dari gas i= tekanan parsial gas i= tekanan total dari campuran gasDiketahui

tergantung pada gas yang terlibat dan tekanan serta sebanding dengan satuan yang digunakan. Untuk gas ideal atau gas nyata pada tekanan mendekati 0, nilai . Selain kondisi tersebut , dan .

3.

Dengan = Konstanta kesetimbangan fugisitas= Koefisien fugisitas ()

4.

merupakan kosntanta kesetimbangan konsentrasi karena banyaknya zat dinyatakan dalam konsentrasi. Konsentrasi untukzat berfasa liquid dan solid adalah 1.

5. Telah diketahui bahwa campuran beberapa gas dalam wadah yang sama bergantung pada volume, tekanan, dan suhu yang sama, maka jumlah partikel masing-masing komponen setara dengan jumlah molnya. Karena tekanan parsial komponen gas setara dengan jumlah molnya maka kesetimbangan gas dikenal dengan kesetimbangan tekanan ()

Hubungan dengan dapat diketahui dari persamaan berikut.

Dengan= (c+d) (a+b)Jika maka c. Dengan memanfaatkan nilai konsatanta kesetimbagan, kita dapat menentukan komposisi atau fraksi dari dari spesi reaksi. Dari persamaan pembentukan NO di atas, turunkanlah suatu persaman yang menghubungkan antara konstanta kesetimbangan dengan fraksi spesi reaktan maupun produk. Berikanlah langkah-langkah penyelesaiannya.Jawab :

V= m = 5,0 gramm = 2,0 gramT= 2300 KK= 1,69x10-3Ditanyakan : fraksi reaktan dan produk ?Penyelesaian :Perhitungan mol

mrs

Banyaknya zat yang bereaksi dimisalkan x karena tidak diketahui apakah perekasi pembatas bereaksi semua atau tidak.Pada saat kesetimbangan terdapat

Fraksi mol dapat dicari dengan

Tekanan total dapat dicari dari persamaan gas ideal dengan mol total saat kesetimbangan (diasumsikan sebagai gas ideal karena hanya pada suhu tinggi sedangkan tekanan belum diketahui).

Sistem merupakan reaksi homogen fasa gas sehingga konstanta kesetimbangan yang dimaksud (K) adalah

Dipilih nilai karena secara teoritis yang menjadi pereaksi pembatas adalah oksigen sehingga nilai x maksimal sama dengan mol oksigen (0,06)

Nilai x disubtituskan dalam persamaan awal yaitu

2. Untuk mengurangi konsentrasi NO2 dapat dilakukan reaksi dekomposisi terhadap NO2 mengikuti persamaan reaksi berikut.

Jika reaksi dilakukan pada tekanan 1 atm, maka persentasi NO2 yang terdekomposisi adalah :a. Dari bacaan sebelumnya diketahui bahwa NO2 dapat terbentuk dari reaksi NO dengan oksigen. Berikanlah penjelasan hubungan antara nilai konstanta kesetimbangan reaksi pembentukan NO2 dari NO dan penguraian NO2 kembali menjadi NO seperti reaksi di atas, dan bagaimanakah nilai konstanta kesetimbangan jika reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut

Jawab :Konstanta kesetimbangan bergantung pada bentuk reaksi, sehingga konstanta kesetimbangan tetap jika reaksi berbentuk tetapJika reaksi penguraian NO2 seperti berikut

Maka

Sehingga reaksi pembentukan NO2 mempunyai

b. Derajat disosiasi dari suatu reaksi disosiasi dapat ditentukan dengan memanfaatkan nilai konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu atau sebaliknya. Turunkanlah persamaan yang menghubungkan derajat disosiasi dengan konstanta kesetimbangan, dan berikanlah langkah-langkah penyelesaian untuk menentukan nilai konstanta kesetimbangan dari reaksi penguraian NO2, pada setiap suhu yang diberikan.Jawab :

T=00n - -n n nT=T0 n-n mol n mol n moln total = n-n + n + n = n(1+) mol

Pada suhu 457 K

Pada suhu 552 K

Pada suhu 767 K

Pada suhu 903 K

c. Berdasarkan tabel di atas, diketahui bahwa suhu berpengaruh terhadap derajat disosiasi NO2. Penjelasan tentang hal ini sudah dijelaskan oleh Le Chateller-Braun yang mengatakan bahwa whenever stress is placed on any system in a state of equilibrium, the system will always react in a direction which will teng to counteract the applied stress. Berikanlah penjelasan lebih lanjut mengenai prinsip Le Chateller-Braun tersebut. Bagaimanakah hubungan nya dengan nilai konstanta kesetimbangan untuk setiap pengaruh yang diberikan.Jawab :Prinsip Le Chateller BraunBila pada sistem yang ada dalam kesetimbangan diberikan aksi, maka dalam sistem akan terdapat reaksi yang berusaha memperkecil aksi tadiContoh :

Bila Tekanan (P) dinaikkan maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil P, dan reaksi bergeser ke kananBila Temperatur (T) dinaikkan, maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil kenaikan temperatur, reaksi bergeser ke kiriHubungan tetapan kesetimbangan (K) dengan Tekanan (P) dan Temperatur (T) Nilai K tidak bergantung pada tekanan. Bila P naik, maka nilai K tetap. Nilai K bergantung pada temperatur. Nilai K pada bermacam-macam temperatur, berbeda-beda.

d. Persamaan yang menggambarkan hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan perubahan suhu adalah persamaan Gibbs-Helmholtz. Turunkanlah persamaan tersebut menjadi persamaan yang lebih sederhana jika kita asumsikan bahwa perubahan entalpi reaksi adalah tetap dan bagaimana bentuk penurunannya jika perubahan entalpi reaksi juga dipengaruhi oleh perubahan suhu?Jawab: Persamaan Gibbs-Helmholtz (perubahan entalpi reaksi dipengaruhi oleh perubahan suhu)Hubungan Ka dengan

Untuk gas,

Persamaan Gibbs-Helmholtz (perubahan entalpi reaksi tetap)Bila tetap terhadap T :

Dapat pula integrasi:

Secara grafik :

Grafik log Kp terhadap 1/T berupa garis lurus dengan dari ini dapat ditentukan:Untuk Kc :

Untuk larutan : hingga:

3. Bentuk NO2 bisa berdisosiasi dengan N2O4 dan bentuk ini bergantung pada suhu. Disosiasi yang terjadi adalah N2O4(g) NO2 (g). Jika pada 25oC dan tekanan 0,597 bar, diketahui densitas dari gas adalah 1,477 g/dm3.a. Turunkanlah persamaan yang menghubungkan antara konstanta kesetimbangan dengan densitas gas, dan kemudian tentukan derajat disosiasi untuk reaksi disosiasi N2O4.Jawab :Asumsikan mol N2O4 adalah X dan mol NO2 adalah Y pada reaksi tersebutDengan persamaan gas ideal, maka didapatkanPV = nRT0,597 = (X+Y).0,0831.298,15/1X+Y = 0,02408 ......... (1)

= massa N2O4 + massa NO2/ volume = 92,02X + 46,01Y/ 12X + Y = 0,03210 (2) Dengan mensubstitusikan persamaan 1 dan 2, maka didapatkanX = 0,00802Y = 0,0161

PN2O4 = 0,00802/0,02408 x 0,597 = 0,1988 barPNO2 = 0,0161/0,02408 x 0,597 = 0,3992 bar

Kp = PNO2/ PN2O4Kp = 0,4979

N2O4(g) NO2 (g)Mn-RnanaSn-nana

Kp = na.P/n-na.P0,4979 = a/1-aa = 0,332b. Penambahan gas inert ke dalam sistem reaksi dapat mempengaruhi kondisi kesetimbangan. Berikanlah penjelasan mengenai pengaruh tersebut, dan bagaimana dengan derajat disosiasi dari reaksi diatas.Jawab:Penambahan gas inert pada suatu reaksi, akan menyebabkan tekanan total dari reaksi tersebut bertambah. Sesuai dengan azas Le-Chatelier, jika tekanan ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser kearah mol yang lebih kecil. Akan tetapi, selama gas tersebut diasumsikan sebagai gas ideal, penambahan gas lain tidak akan mengalami perubahan pada tekanan parsialnya. Tekanan parsial dari gas ideal adalah tekanan yang akan digunakan jika dia hanya sendiri di dalam suatu sistem sehingga gas lain tidak berpengaruh, oleh karena itu kesetimbangannya juga tidak juga mengalami perubahan. Maka untuk kasus reaksi ini, penambahan gas inert hanya akan menambah tekanan totalnya karena ada tambahan dari tekanan parsial gas inert, tetapi kesetimbangannya tidak akan berubah.4. Reaksi yang melibatkan NOx di atas merupakan reaksi kesetimbangan dari reaksi homogen dalam fasa gas. Seperti yang kita ketahui, reaksi kesetimbangan homogen bisa saja terjadi dalam fasa cair, seperti reaksi berikut ini.Fruktosa-1,6-disfosfat gliseraldehid-3-fosfat +diheidroksiaseton fosfat

Atau dalam bentuk reaksi kesetimbagan heterogen seperti di bawah ini

Bagaimana bentuk persamaan konstanta kesetimbangan dari dua reaksi tersebut? Jelaskan perbedaannya dengan reaksi kesetimbangan dalam fasa gas.Jawab:Bentuk persamaan konstanta kesetimbangan dari reaksi homogen pada fasa cair di bawah ini adalah :

fruktosa-1,6-difosfat gliseraldehid-3-fosfat + dihidroksiaseton fosfat

Dalam bentuk rumus molekulnya adalah :

C6H10O6P2 (aq) C3H5O3P1 (aq) + C3H5O3P1 (aq)Sehingga persamaan Konstanta Kesetimbangan Berdasarkan Konsentr asi(Kc):

Pada reaksi di atas merupakan reaksi kesetimbangan homogen pada fasa cair, sehinggatidak memiliki konstanta kesetimbangan berdasarkan tekanan (Kp) karena Kp hanya berlaku pada reaksi kimia yang memiliki fasa gas.Bentuk persamaan konstanta kesetimbangan dari reaksi heterogen pada penguraianCaCO3 di bawah ini adalah :

Konstanta Kesetimbanga n Berdasarkan Konsentrasi (Kc), yaitu :Kc = CO2Konstanta Kesetimbanga n Berdasarkan Tekanan (Kp), yaitu :Kp = Kc RT nKp = [CO2] (RT1)Kp = PCO2Perbedaan dengan Reaksi Kesetimbangan Fasa GasReaksi kesetimbangan homogen fasa cair adalah reaksi kesetimbangan dimana reaksi tersebut hanya memiliki satu fasa yang sama, yaitu fasa cair (aq). Sedangkan pada reaksi kesetimbangan homogen fasa cair memiliki satu fasa yang sama, yaitu fasa gas. Pada reaksi kesetimbangan homogen fasa cair pada penguraian senyawa fruktosa-1,6 difosfat menjadi gliseraldehid-3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, hanya memiliki konstanta kesetimbangan yang berdasarkan pada konsentrasi (Kc). Sedangkan reaksi penguraian tersebut tidak memiliki konstanta kesetimbangan yang berdasarkan pada tekanan (Kp), karena Kp hanya berlaku pada reaksi kimia yang memiliki fasa gas sehingga komponen atau senyawa selain fasa gas tidak dapat diikutsertakan dalam perhitungan untuk mencari besar Kp. Dalam reaksi kesetimbangan homogen fasa gas semua senyawa atau unsur yang terlibat dalam reaksi tersebut dapat diikutsertakan dalam perhitungan untuk mencari besar nilai Kc dan Kp.

5. KINETIKA REAKSI KIMIA ( tambahan)a. Jika dalam reaksi kesetimbangan kita mengenal istilah konstanta kesetimbangan, maka dalam kinetika reaksi kimia dikenal istilah konstanta laju reaksi. Berikanlah penjelasan mengenai hubungan antara konstanta tersebut, dan turunkanlah bentuk persamaan laju reksi untuk reaksi pembentukan NO? Bagaimanakah bentuk persamaan laju reaksi untuk jenis reaksi lain, seperti yang anda jelaskan sebelumnya?Jawab :Konstanta kesetimbangan dalam reaksi kesetimbangan bergantung pada koefisien stoikiometrinya, sedangkan pada konstanta laju reaksi tidak bergantung pada koefisien stoikiometrinya. Namun pada reaksi kesetimbangan dengan tahap elementer, dimana laju reaksi pembentukannya akan sama dengan laju reaksi penguraiannya, sehingga untuk tahap elementer, orde reaksinya sama dengan koefisien stoikiometrinya. Persamaan reaksi pembentukan NON2(g) + O2() NO(g)Jika kita tinjau bahwa mekanisme reaksi pembentukan menggunakan tahap elementer dimana Untuk reaksi elementer orde reaksi = koefisien, maka persamaan laju reaksinya adalah

Atau dengan menggunakan persamaan umum laju reaksiaA(aq) + bB(aq) cC(aq) + dD(aq)

Sehingga persamaan laju reaksinya adalah

Jika dihubungkan dengan persamaan gas ideal, maka laju reaksiny menjadi

b. Ada beberapa metoda yang dapat digunakan untuk menentukan persamaan laju reaksi, yaitu menentukan konstanta laju reaksi dan orde reaksi. Berikanlah penjelasan mengenai metoda yang dapat digunakan untuk menentukan persamaan laju reaksi. Jika pada reaksi dekomposisi C2H4O menjadi CH4 dan CO dlam fasa gas, data yang dikumpulkan dari hasil percobaan adalah data perubahan tekanan setiap waktu seperti di bawah ini:t, menit05791218

P, mm116.51122.56125.72128.74133.23141.37

Jelaskan langkah-langkah yang anda gunakan untuk menentukan konstanta laju reaksi dan orde reaksinya.Jawab :Metode yang dapat digunakan untuk menentukan persamaan laju reaksi adalah metode isolasi. Jika suatu reaksi hanya memiliki satu reagen, persamaan laju reaksi dapat ditentukan dengan fungsi konsentrasi. Jika reagen konsentrasinya dilipat duakan dan laju reaksinya menjadi dua kalinya, maka dapat diasumsikan bahwa reaksi yang terjadi adalah orde 1. Dan jika reagen konsentrasinya dilipat duakan dan lajunya menjadi empat kalinya, maka reaksi yang terjadi adalah reaksi orde 2. Jika suatu reaksi memiliki lebih dari dua reagen, maka cara pengukurannya adalah dengan mengkonstankan konsentrasi dari reagen lain selain yang ingin diuji. Kemudian dicari hubungannya dengan konsentrasi, lakukan berulang dan orde reaksi tiap reagen dapat ditentukan. Maka dari soal tersebut, yang diketahui adalah tekanan awal dari C2H4O, dan karena wujud dari reagen adalah gas. Maka perbandingan mol akan sama dengan perbandingan tekanan (hukum gas ideal). Untuk orde nol

Untuk orde satu

Untuk orde dua

dengan memasukan data percobaan pada orde nol, orde satu dan orde dua, kita bisa mendatapatkan ploting grafik dengan 3 bentuk persamaan linearnya. Dari ketiga grafik yang mendekati kemiringan garisnya satu adalah pada grafik orde nol.c. Jika nilai konstanta kesetimbangan sangan dipengaruhi oleh suhu, begitu juga dengan nilai konstanta laju reaksi. Hubungan antara konstanta laju reaksi dengan suhu digambarkan oleh vant Hoff dan Arrhenius dalam bentuk . Berdasarkan persamaan tersebut, jelaskan bagaimana anda bisa menentukan energy aktivasi dari suatu reaksi, dan berikan satu contoh.Jawab :

Dengan

Contoh soalKonstanta laju suatu reaksi orde pertama ialah 3.46 x 10-2 /detik, pada 298 K. Berapa konstanta laju reaksi pada 350 K, jika energy aktivasi reaksi tersebut sebesar 50.2 kJ/mol?Penyelesaian :T1 = 298 K k1 = 3.46 x 10-2 /detikT2 = 350 K k2 = ?Dengan menggunakan persamaan

d. Salah satu manfaat mempelajari kinetika adalah kita dapat menurunkan satu persamaan laju untuk beberapa tahap reaksi, yang biasa dikenal dengan reaksi rantai. Contohnya dalah reaksi pembentukan HBr dari H2 dan Br2. Berikanlah langkah-langkah yang jelas untuk dapat menurunkan persamaan laju reaksi dari reaksi tersebut. Jawab Reaksi yang terjadi untuk pembentukan HBr terdiri dari 5 reaksi, yaitu:1) Br2 2Br2) Br- + H2 HBr + H+3) H+ + Br2HBr + Br-4) H+ + HBr H2 + Br-5) 2 Br- Br2Berdasarkan mekanisme tersebut, maka HBr terbentuk pada reaksi 2 dan 3, dantereaksi pada reaksi 4. Maka laju pembentukan HBr adalah

Dan dengan asumsi bahwa laju pembentukan H dan Br dalam steady state maka,

Setelah disubtitusi diperoleh persamaan sebagai berikut:

Subtitusi konsentrasi Br pada persamaan H didapat :2[][2] = [](3[2] + 4[])

Setelah itu, disubtitusi pada persamaan laju pembentukan HBr sehingga persamaannya menjadi :

Bentuk sederhana ( Komponen penyebut dan pembilang di bagi dengan 3[2]

Dan jika nilai k semuanya disederhanakan sesuai dengan persamaan dibawah ini

Maka persamaan menjadi laju reaksinya menjadi

BAB IIIKESIMPULAN1. Reaksi kesetimbangan dapat terjadi reaksi dua arah (bolak balik ) yaitu reversible.2. Faktor faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan: Pengaruh konsentrasi, Pengaruh tekanan, Pengaruh suhu dan Katalis3. Turunan NOx adalah NO,NO2,N2O3 dan N2O54. Laju reaksi merupakan perubahan konsentrasi terhadap waktu yang dapat ditulis dengan persamaan dc/dt. 5. Untuk orde reaksi nol, persamaan laju reaksi dc/dt = k0, 6. Untuk orde reaksi satu, persamaan laju reaksi dc/dt = k1.C, 7. Untuk orde reaksi dua, persamaan laju reaksi dc/dt = k2.C28. Dari persamaan laju reaksi masing-masing orde dapat diketahui konsentrasinya dengan metode integral.9. Pada laju reaksi diikuti dengan reaksi peluruhan konsentrasi awal dan menghasilkan reaksi pembentukan pada produk.10. Jenis-jenis reaksi yang terjadi yaitu reaksi searah (irreversibel), reaksi bolak-balik (reversibel), reaksi beruntun (konsekutif), reaksi parallel dan reaksi rantai.

REFERENSI

Bird, Tony. 1987. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta. PT. Gramedia Pustaka

Chang, Raymond. 2007. Basic Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill.Irwin, J. 2007. Astrophysics: Decoding the Cosmos. John Wiley and Sons.Spitzer Jr., L., Physical Processes in the Interstellar Medium, John Wiley & Sons, NewYork, 1978Clark, Jim 2002. Equilibrium Constants and Le Chateliers Principle. Tersedia di:www.chemguide.co.uk/physical/equilibria/change.html#top. Diakses pada tanggal 4Oktober 2014.Maron, Samuel H. Lando, Jerome B. 1974. Fundamentals of Physical Chemistry. New York:Macmillan Publisihing Co. Inc.Sukardjo. (2013). Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.

1