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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
3
Pokok Bahasan (#6)Pokok Bahasan (#6)
5
Reaksi Orde Satu6
Reaksi Orde Dua 7
Waktu Paruh8
Reaksi Orde Nol
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
4
Pokok Bahasan (#7)Pokok Bahasan (#7)
9
Pengaruh Temperatur10
Mekanisme Reaksi11
Katalisis12
Model Teoritis Kinetika Kimia
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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:
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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:
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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)
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
8
KinetikaKinetika vsvs Termodinamika: Termodinamika: EEaa vs vs HH
H
Ea
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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!
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
11
Laju reaksi Laju reaksi sangat bervariasisangat bervariasi
Satuan waktu berjalannya reaksi: milidetik, detik, ..., trilyun tahun
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
12
Ledakan; satuan waktu: ms - sLedakan; satuan waktu: ms - s
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
13
Pematangan Buah; hari/bulanPematangan Buah; hari/bulan
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
14
Pematangan Buah; hari/bulanPematangan Buah; hari/bulan
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
15
Penanaman – Panen Tomat; Penanaman – Panen Tomat; bulanbulan
Tanaman muda;Awal Januari
Bakal Bunga;Februari
Buah Pertama;Februari
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
16
Penanaman – Panen Tomat; Penanaman – Panen Tomat; bulanbulan
Buah hijau;Awal Maret
Buah kuning;Tengah Maret
Buah Dipanen;Akhir Maret
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
17
Perkaratan besi; Perkaratan besi; minggu/bulan/thnminggu/bulan/thn
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
18
Penuaan Penuaan manusia; manusia;
tahuntahun
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
19
Peluruhan Peluruhan radioaktif:radioaktif:
ms – trilyun thnms – trilyun thn
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
22
Laju reaksi Laju reaksi dapat dipengaruhi olehdapat dipengaruhi oleh
Konsentrasi reaktan
Luas permukaan
Temperatur
Ada tidaknya katalis
Faktor paling dominan,
tergantung jenis reaksi
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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:
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
25
Laju Rata-rata
Laju Reaksi
Laju Sesaat
Laju padaselang waktu
Laju padat tertentu
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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.
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
27
A A B B
waktu
laju = -[A]t
laju = [B]t
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
29
Br2 (aq) + HCOOH (aq) 2Br - (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
waktu
Analisis Instrumen
393
nm
Br2 (aq)
393 nmcahaya
Detektor
[Br2] Absorbansi
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
30
Br2 (aq) + HCOOH (aq) 2Br - (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
31
Laju sesaatLaju sesaat
Laju sesaat = laju pada saat tertentu
kemiringan garis singgung
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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?
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
36
laju = k [Br2]
k = laju[Br2]
= konstanta laju
= 3,50 x 10-3 s-1
Apa pengaruh konsentrasi
terhadap laju?
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
37
Penurunan Penurunan Persamaan Laju ReaksiPersamaan Laju Reaksi
dtkA
Adm
][][
mAkdtAdr ][][
Bentuk Bentuk
DiferensialDiferensial
Bentuk Bentuk
IntegralIntegral
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
38
Jika m = 1, bagaimana pers. laju?Jika m = 1, bagaimana pers. laju?
Bentuk Bentuk
DiferensialDiferensial
Bentuk Bentuk
IntegralIntegral
dtkAAd ][
][][ AkdtAd
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
40
Orde 1: ln [A] vs t; garis lurusOrde 1: ln [A] vs t; garis lurus
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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
UIN Sunan KalijagaUIN Sunan KalijagaYogyakartaYogyakarta
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!