Disarikan dari berbagai sumber oleh : Dr. Sri Handayani Jurdik Kimia FMIPA Disampaikan Oleh : Dr. Kun Sri Budiasih
Yang dipelajari :
1
Pengertian
2
Persamaan Laju
3
Orde reaksi
4
Pengaruh Temperatur terhadap laju reaksi
5
Pengaruh Konsentrasi terhadap laju reaksi
6
Katalis
5
Reaksi Orde Nol
6
Reaksi Orde Satu
7
Reaksi Orde Dua
8
Waktu Paruh
POKOK BAHASAN (#7)
9
Model Teoritis Kinetika Kimia
10
Pengaruh Temperatur
11
Mekanisme Reaksi
12
Katalisis
Apakah laju reaksi itu..............?
Laju reaksi
A
B
KONSEP LAJU REAKSI Laju reaksi kimia adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam suatu satuan waktu.
Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk persatuan waktu. A
B
d A d B Laju reaksi dt dt
Perhatikan reaksi berikut : 3A
B
Persamaan di atas dapat diartikan tiga mol A berkurang untuk setiap mol B yang terbentuk. Atau laju berkurangnya A adalah tiga kali lebih cepat 1 d A 1 d B 1 d C 1 d D dibandingkan terbentuknya B. Sehingga laju reaksi tersebut : Laju reaksi a dt b dt c dt d dt 1 d A d B Laju reaksi 3 dt dt
Secara umum, untuk reaksi : aA + bB
cC + dD
PENENTUAN PERSAMAAN LAJU Mempelajari laju reaksi berarti : - menentukan pers. Laju - menentukan tetapan laju - menentukan orde reaksi Pers. laju, tetapan laju dan orde reaksi merupakan hasil eksperimen. Data kinetika pada umumnya berupa informasi tentang konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi pada berbagai waktu
CARA PENENTUAN PERSAMAAN LAJU 1. Cara Laju Awal Laju diukur pada saat awal reaksi untuk berbagai konsentrasi awal pereaksi Misal : A + B
Produk
Laju reaksi V k A B a
b
Konsentrasi awal A : [A]o Konsentrasi awal B : [B]o a b Maka laju awal adalah : Vo k Ao Bo Logaritma persamaan di atas menghasilkan :
log Vo log k a log Ao b log Bo
log Vo log k a log Ao b log Bo Untuk [B] tetap dibuat grafik log V0 terhadap log [A]0 log V0
Slope = tg α = a Intersep = log k
log [A]0
2. Cara Integrasi atau Grafik Untuk membuktikan orde reaksi REAKSI ORDE 1 Reaksi orde 1 adalah reaksi-reaksi yang lajunya berbanding langsung hanya dengan konsentrasi satu senyawa
A
B
Laju reaksi
d A k A dt
Hasil eksperimen memberikan harga konsentrasi A pada berbagai waktu. Jika konsentrasi pada t = 0 adalah A0 dan pada t tertentu konsentrasi A adalah A, maka integrasinya : d A k dt A A0 0 A
t
A k.t A0 ln A k . t ln A0 ln
Grafik reaksi orde 1 lurus.
plot ln [A] thd t membentuk garis
ln [A]
Intersep : [A0] Slope : -k
A0 A A0 ln 1 A 2 0 ln
k .t 12 k .t 12
ln 2 k .t 12 t 12
t
ln 2 0,693 k k
Waktu paruh (t1/2) Pada saat t = t1/2 maka A =1/2 A0
REAKSI ORDE 2 Reaksi dikatakan memiliki orde 2, jika laju reaksi sebanding dengan kuadrat konsentrasi salah satu pereaksi atau dengan hasil kali konsentrasi dua pereaksi yang masing-masing dipangkatkan satu
A + B
produk
1. Jika konsentrasi awal kedua pereaksi sama
d A 2 Laju reaksi k A dt
1/[A]
d A k dt A A0 0 A
t
1 1 k .t A A0 1 1 k.t A A0
t Intersep : 1/[A0] Slope : k
Waktu paruh orde 2 Pada saat t = t1/2 maka [A] = ½ [Ao] 1
1 k.t 1 2 A0
A 2 0 2 1 k.t 1 2 A0 A0 1
t1 2
1 k A0
2. Jka konsentrasi awal kedua reaktan tidak sama
A + B C a b (a-x) (b-x)
V =
= k [ A ] [B] = k ( a-x )( b-x) = k dt
x
= k Gunakan aturan integral parsial
=
+
= A (b - x) + B( a-x)
1 = A(b-x)+ B (a-x) Misal : x = b
1 = B (a-b)
B =
x= a
1=A (b–a)
A=
1 = A(b-x)+ B (a-x) +
1=
+
+
= k dt
= k dt
=
= k x
0
= k t = k t = k t
= k t = k t
REAKSI ORDE 3 1. Jika konsentrasi awal pereksi sama d C C C 3 k 0 dt 0 C
t
1 1 1 2 k .t 2 2 C C0 1 1 2 k.t 2 2 C C0
2. Jika konsentrasi awal pereksi tidak sama AWAL : BEREAKSI X
A [A]0
+
:
2B [B]0
X
[A]0-X
C 2X
[B]0-2X
[B]0 = 2[A]0
d A 2 k AB dt 2 k A0 x 2 A0 x 4 k A0 x
3
[ A]
[ A]
0
[ A]
d [ A] kdt 3 4[ A] [ A]0
1 2 [ A] A [ A]0 kt 8 1 1 1 kt 2 2 8 [ A] [ A]0
[ A]
[ A]
0
[ A]
d [ A] kdt 3 4[ A] [ A]0
1 2 A 8
[ A] [ A]0
kt
1 1 1 kt 2 2 8 [ A] [ A]0 1 1 8kt 2 2 [ A] [ A]0
[B] = 2 [A]0 – 2X [B] = 2 {[A]0 – X }
d [ A] k[ A][ B]2 dt
2
k [ A]0 x
2[ A]0 x
k [ A]0 x
4[ A]0 x 2
2
k 4[ A]0 x 2
k 4[ A]3
3
PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP LAJU REAKSI
PERSAMAAN ARRHENIUS k Ae Ea / RT Ea 1 ln k ln A R T Ea 1 ln k 2 ln A R T2 Ea 1 ln k1 ln A R T1 k2 Ea 1 1 ln k1 R T2 T1
PENGARUH KONSENTRASI DAN TEMPERATUR
CONTOH SOAL 1. Dari hasil pengamatan reaksi antara NO dengan Br2 : 2NO(g) + Br2(g)
2NOBr(g)
menghasilkan data sebagai berikut :
Percobaan ke : 1 2 3 4 5
Konsentrasi awal Mol/dm3 NO
Br2
0,10 0,10 0,10 0,20 0,30
0,10 0,20 0,30 0,10 0,10
Kecepatan awal pembentukan NOBr mol/dm3.dt
Tentukan orde reaksi dan konstanta reaksi !
12 24 36 48 108
Jawab : V = k [NO]x [Br2]y Pada percobaan 1 s/d 3, konsentrasi NO konstan, sedangkan Br2 bervariasi. Jadi laju reaksi yang bervariasi akibat perubahan konsentrasi Brom, Br2
V
1 × 0,10 2 × 0,10 3 × 0,10
1 × 12 2 × 12 3 × 12
Jadi V ≈ [Br2]1 berarti reaksi orde 1 terhadap Brom Pada percobaan 1, 4 dan 5 konsentrasi Brom tetap, konsentrasi NO bervariasi, jadi variasi laju reaksi akibat dari variasi konsentrasi NO. NO
V
1 × 0,01 2 × 0,01 3 × 0,10
1 × 12 4 × 12 atau 22 × 12 9 × 12 atau 33 × 12
Jadi V ≈ [NO]2 berarti reaksi orde 2 terhadap NO
V total = k [NO]2 [Br2]1 Orde reaksi = (2 +1) = 3 Dari percobaan 1 didapatkan data : 12 mol/dm3 dt = k (0,10 mol/dm3)2 ( 0,10 mol/ dm3)1 = k ( 0,0010 mol3/dm 9 k =
12 mol / dm 3 dt 0,0010 mol 3 / dm12 = 1,2 .104 dm9 mol-2 dt1
2.Suatu wadah berisi hidrogen iodida dengan konsentrasi sebesar 0,040 M, Laju penguraian HI ditentukan sebesar 8,0 x 10-6 mol L-1 S-1. Berapakah laju reaksi pada temperatur yang sama, bila konsentrasi HI dikurangi menjadi 0,010 M, diketahui orde reaksi sama dengan 2? Jawab: Reaksi : 2HI H2 + I2 Persamaan lajun = k [HI] 2 Untuk laju pertama
8,0 × 10-6 mol L-1S-1 = k (0,04 M)2
Untuk laju kedua
laju 2 = k (0,010 M)2
dari persamaan di atas diperoleh, k
Laju 2 =
8,0 10 6 mol L1 S 1
=
0,040 M 2
8,0 10
6
Laju 2
0,010 M 2
mol L1 S 1 0,010 M =5,0 x 10-7 mol L-1S-1
0,040 M 2
2
3.
Reaksi dekomposisi termal pada suhu 2980C adalah sbb : H3CN = NCH3(g)
C2H6(g) + N2(g)
Data : t (menit)
10,0
21,0
35,0
P (torr)
491,9
548,0
609,0
~
861,6
a. Buktikan bahwa reaksi mengikuti persamaan laju orde 1 b. Hitung harga tetapan laju pada suhu 320,60C, jika t1/2 = 9,5 menit c. Berapakah harga Ea Data diatas menunjukkan adanya t ~, yang berarti reaktan pada saat itu habis kondisi reaktan pada saat t = 0 adl P = 861,6 torr Dibuat data baru antara t dengan reaktan t (menit)
0
P (torr)
861,6
ln P reaktan
6,8
10,0
21,0
35,0
369,7
313,6
252,6
5,9
5,7
5,5
a.
Pembuktian reaksi orde 1
dP kP dt A dP k . dt P A0
Ln P
- (ln P – ln P0 ) = kt ln P = ln P0 - kt b.
slope k
t
5,7 5,9 0,0182 21 10
k 0,0182 k 0,032 T = 320,6oC = 593,6 K t1/2 = 9,5 menit
k=
0,693 1 0,073 menit 9,5 menit
T = 298oC = 571 K t1/2 = 0,693 21,66 menit 0,032
k A.e Ea / RT Ea RT 593, 6 Ea
ln k ln A 0 , 073
d ln k
0 , 032
571
RT
2
diturunkan terhadap T dT
0,073 Ea 1 1 1 ln K 0,032 R 593,6 571 Ea 0,825 6,67 x 10 5 K 1 R 0,825 . 8,314 J mol 1 K 1 Ea 1 5 6,67 x 10 K
102,87 kJ mol 1
SOAL LATIHAN 1.
Salah satu reaksi gas yang terjadi dalam kendaraan adalah: NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g) Laju = k[NO2]m[CO]n Jika diketahui data sebagai berikut, tentukan orde reaksi keseluruhan
Eksperimen
Laju awal (mol/L.s)
[NO2] awal (mol/L)
[CO] awal (mol/L)
1 2 3
0,0050 0,080 0,0050
0,10 0,40 0,10
0,10 0,10 0,20
2.
Penggabungan kembali atom-atom iodium dalam fasa gas dan yang mengandung argon mempunyai laju awal sbb : [I]0/10-5M Laju awal (M/det)
1,0
2,0
4,0
6,0
a. 8,7X10-4
3,48X10-3
1,39X10-2
3,13X10-2
b. 4,35X10-3
1,74X10-2
6,96X10-2
1,57X10-1
c. 8,69X10-3
3,47X10-2
1,38X10-1
3,13X10-1
Konsentrasi Ar pada keadaan : a. 1,0 x 10-3 M b. 5,0 x 10-3 M c. 1,0 x 10-2 M Tentukan orde reaksi dan tetapan laju penggabungan tsb dengan Menggunakan cara laju awal, dimanareaksinya dapat ditulis sbb : 2 I + Ar I2 + Ar
3. The initial rate of formation of a sobstance J depended on concentration as follows :
[J]0/10-3 M
5,0
8,2
17
30
Vj,0/10-7 Ms-1
3,6
9,6
41
130
Find the order of reaction and the rate constant 4. Siklobutana (C4H8) terdekomposisi pada 1000oC menjadi dua molekul
etilen (C2H4) dengan konstanta laju reaksi orde satu 87 s-1 a. Jika konsentrasi awal siklobutana 2,00 M berapa konsentrasinya setelah 0,010 s? b. Berapa fraksi siklobutana terdekomposisi pada waktu tersebut
5.
Harga tetapan laju k dari suatu reaksi pada berbagai suhu diamati sbb:
T (K)
250
300
350
400
450
500
k
0,042
0,240
0,894
2,356
5,039
9,311
Bila data tersebut diinterpretasikan berdasarkan hubungan Arrhenius, k = A. e-Ea/RT Tentukan harga A dan energi pengaktifan Ea
Jawab :
k A . e Ea / RT Ea ln k ln A RT 1/T
0,004 0,0033
0,0029 0,0025
0,0022
0,002
ln k
-3,17
-0,11
1,62
2,23
-1,43
0,86
Grafik ln k vs 1/T
0.005 0.004
Ea 2485,714 x 0,082 2,04 . 102
ln k
0.003 0.002 0.001 0 -4
-3
-2
-1
0 1/T
Ea 1,43 (3,17) 2485,714 R 0.0033 0.004
1
2
3
6. Laju reaksi : OH-(aq) + NH4+(aq)
H2O(l) + NH3(aq)
adalah orde pertama bagi konsentrasi OH- maupun NH4+, dan tetapan laju k pada 20oC adalah 3,4 x 1010 L.mol-1.s-1. Andaikan 1,00 L larutan NaOH 0,0010 M dengan cepat dicampurkan dengan larutan 0,0010 M NH4Cl dengan volume yang sama, hitunglah waktu (dalam detik) yang diperlukan agar konsentrasi OH- turun menjadi 1,0 x 10-5 M.
Jawab : Reaksi:
OH-(aq)
+
NH4+(aq)
0,001M 1L
H2O(l) +
0,001M 1L
k . dt
1 OH
d OH k . OH NH 4 k . OH dt
OH
t
d OH
OH
OH
2
2
o
1 OH
NH3(aq)
t
k. t
o
1 1 3,4 .1010 L.mol 1s 1.t 5 3 10 mol / 1L 10 mol / 2 L 1L 2L 3,4 .1010 L.mol 1.s 1 . t 5 3 10 mol 10 mol 98.000 L . mol 1 3,4 .1010 L . mol 1 . s 1 . t 98 .103 L . mol 1 Jadi : t 3,4 .1010 L . mol 1 . s 1 2,88 .10 6 s
7. Reaksi 2A P mempunyai hukum laju orde kedua dengan k = 3,50 x 10-4M-1s-1. Hitunglah waktu yang diperlukan agar konsentrasi A berubah dari 1,260 M menjadi 0,011 M 8. Buktikan bahwa t1/2 ∞ 1/[A0]n-1 untuk reaksi yang mempunyai orde ke-n terhadap A P dengan hukum 9. Suatu zat terdekomposisi menurut reaksi 2A laju orde kedua dan k = 2,62 x 10-3M-1s-1. Berapakah waktu paruh A jika [A]0 = 1,70M ?
TUGAS KELOMPOK 1.
Tekanan parsial azometana sbg fungsi waktu pada 600K ditunjukkan sbb:
t/detik P/10-2 mmHg
0 8,20
1000 5,72
2000 3,99
3000 2,78
4000 1,94
Tunjukkan reaksi penguraian azometana CH3N2CH3 CH3CH3 + N2 merupakan orde satu dan tentukan tetapan lajunya. 2.
Reaksi fase gas 2A
t/detik 0 [B] / M 0
B diikuti metode spekofotometri memberikan hasil sbb:
10 0,089
20 0,153
Tentukan orde dan tetapan laju reaksi
30 0,200
40 0,230
~ 0,312
3. Buktikan bahwa penguraian azometana merupakan orde satu dan carilah konstanta lajunya. Data konsentrasi dari azometana sebagai fungsi waktu adalah sebagai berikut : t / 102
0
[Azo] / 10-1 M 2,2
10
20
30
40
1,53
1,07
0,75
0,52
4. Suatu reaksi 2NO2 2 NO + O2 adalah orde satu dengan harga tetapan laju = 3,06 x10-5 menit-1 a. Tentukan waktu pada saat konsentrasi oksigen yang terbentuk sama dengan konsentrasi NO2 sisa b. Berapa konsentrasi NO yang terbentuk 5. Hubungan laju awal dengan konsentrasi awal J pada pembentukan senyawanya adalah sebagai berikut : [J]0 / 10-3 M
5,0
8,2
17
30
Vj,0 / 10-7 MS-1
3,6
9,6
41
130
Tentukan orde dan harga tetapan laju rekasi
6. Berlangsungnya reaksi antara atom Bromium dan Cl2O diikuti dengan mengukur konsentrasi radikal ClO, jika konsentrasi awal atom Bromium dan Cl2O adalah 12,2 x 10-6 M dan 24,4 x 10-6 M. Hitung tetapan laju reaksi. Br + Cl2O
Br + ClO
t/µs
10
20
30
40
50
60
70
80
100
ClO/10-6M
1,68
2,74
3,66
4,7
5,6
6,19
6,55
7,40
7,84
7. Tetapan laju dekomposisi N2O5 dalam reaksi 2 N2O5 4 NO2 + O2 adalah 388 x10-5 s-1. Tentukan : a. Orde untuk reaksi tersebut b. Waktu paruh N2O5 c. Tekanan parsial N2O5 pada t = 100s, jika diketahui P0 = 500 Torr
8. Tetapan laju suatu reaksi berubah oleh suhu dinyatakan sebagai persamaan :
ln k
11067 31,33 T
Tentukan besarnya energi aktivasi dan harga tetapan pra-eksponensial
EFFECT OF CATALYST ON REACTION
Enhances reaction rate by reducing the activation energy
EOS
DEFINISI KATALIS Definisi Katalis oleh Bell : Suatu zat yg muncul dlm ungkapan laju dg pangkat lebih tinggi dr yg ada dlm pers stoikiometri Contoh : A + B produk r = k [A] [B]3/2 maka menurut Bell, B tdk hanya sbg pereaksi ttp jg berfungsi sbg katalis Definisi praktis : Katalis adl suatu zat yg mempercepat suatu reaksi kimia, dg tanpa memperhatikan apa yg terj pada zat tsb Contoh : AlCl3 pada reaksi alkilasi (Friedel Kraft) R–Cl + R1H
R–R1 + HCl
AlCl3
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Reaction profile for the uncatalyzed and catalyzed decomposition of ozone
EOS
KATALISIS HOMOGEN FASA GAS 2 SO2 + O2 = 2 SO3
(lambat)
Dapat dipercepat oleh adanya NO, dengan mekanisme :
2 NO + O2 NO2 + SO2
2 NO2 SO3 + NO
MEKANISME KATALISIS Secara umum, mekanisme katalisis adl sbb: A +B k hasil (lambat tanpa katalis) A + kat X (cepat) X + B hasil + kat (lebih cepat) d[hasil] = k [A] [B] dt dapat diselesaikan berdasarkan pendekatan steady state atau kesetimbangan
Contoh Katalisis dlm Fasa Cair : Penguraian H2O2 H2O2 = H2O + ½ O2
Merupakan bahan bakar roket shg Utk menyimpan 1 mol O2 lebih praktis dlm bentuk H2O2 Penguraian tsb dikatalisis oleh HBr -d[H2O2] = k [H+] [Br-] [H2O2] dt Mekanisme : H2O2 + H+ + BrHBrO + Br- + H+ H2O2 + HBrO
HBrO + H2O Br2 + H2O O2 + Br- + H+ + H2O
lambat cepat lambat
Contoh : 2 Ce4+ + Tl2+
2 Ce3+ + Tl3+
Secara termodinamika : sangat mungkin Secara kinetik : sangat lambat Dipercepat oleh adanya Mn2+ Ce4+ + Mn2+ Mn3+ + Ce4+ Mn4+ + Tl4+
Ce3+ + Mn3+ Ce3+ + Mn4+ Mn2+ + Tl3+
Unsur transisi dpt berperan dg baik sebagai katalis, krn adanya tingkattingkat energi yg berdekatan satu sama lain (adanya tingkat-tingkat oksidasi)
HETEROGENEOUS CATALYSIS
Many reactions are catalyzed by the surfaces of appropriate solids
EOS
END PRESENTATION TERIMA KASIH
1
Pengertian & Cakupan Kinetika Kimia
2
Pengertian & Pengukuran Laju Reaksi
3
Pengaruh Konsentrasi – Hukum Laju
4
Penurunan Persamaan Laju Reaksi
5
Reaksi Orde Nol
6
Reaksi Orde Satu
7
Reaksi Orde Dua
8
Waktu Paruh
POKOK BAHASAN (#7)
9
Model Teoritis Kinetika Kimia
10
Pengaruh Temperatur
11
Mekanisme Reaksi
12
Katalisis
KINETIKA KIMIA Bagian dari kimia yang fokus kajiannya laju reaksi kimia, baik aspek: 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)
KINETIKA KIMIA Sangat 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:
KINETIKA VS TERMODINAMIKA KIMIA
A+B¾C+D Termodinamika Ž
[C] [D] [A] [B]
(pada kesetimbangan)
Termodinamika ŽDapatkah reaksi terjadi? Kinetika ŽSeberapa cepat reaksi terjadi? 1. Laju reaksi sebelum kesetimbangan tercapai 2. Mekanisme reaksi
KINETIKA VS TERMODINAMIKA: EA VS DH
Ea
DH
KINETIKA VS TERMODINAMIKA: EA VS DH Spontanitas reaksi:
Ea
DG = DH – TDS Laju reaksi terkait dengan energi aktivasi (E a). Menurunkan Ea menaikkan laju; tetapi
DH tetap.
DH
KINETIKA TERMODINAMIKA 2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) Fe2O3 (s) DGo = -740 kJ/mol Tapi laju reaksi sangat rendah! CH4 (g) + 3 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) DGo = -801 kJ/mol Laju reaksi jauh lebih tinggi!
LAJU REAKSI SANGAT BERVARIASI
Satuan waktu berjalannya reaksi: milidetik, detik, ..., trilyun tahun
LEDAKAN; SATUAN WAKTU: MS - S
PEMATANGAN BUAH; HARI/BULAN
PEMATANGAN BUAH; HARI/BULAN
PENANAMAN – PANEN TOMAT; BULAN
Tanaman muda; Awal Januari
Bakal Bunga; Februari
Buah Pertama; Februari
PENANAMAN – PANEN TOMAT; BULAN
Buah hijau; Awal Maret
Buah kuning; Tengah Maret
Buah Dipanen; Akhir Maret
PERKARATAN BESI; MINGGU/BULAN/THN
PENUAAN MANUSIA; TAHUN
PELURUHAN RADIOAKTIF:
MS – TRILYUN THN
LAJU REAKSI SANGAT BERVARIASI Proses Ledakan Pematangan buah Tanam – panen buah Perkaratan besi Penuaan (manusia) Peluruhan radioaktif
Waktu <1s hari/bulan bulan minggu/bulan/thn tahun ms – trilyun tahun
LAJU REAKSI (R) Perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu Pengurangan konsentrasi reaktan Penambahan konsentrasi produk Secara matematis, untuk reaksi: AB
Laju reaksi = r = -d[A]/dt = d[B]/dt
Dengan berjalannya waktu
LAJU REAKSI DAPAT DIPENGARUHI OLEH Konsentrasi reaktan
Luas permukaan Temperatur
Ada tidaknya katalis
Faktor paling dominan, tergantung jenis reaksi
MEMPELAJARI FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI 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
MEMPELAJARI FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI Mg (s) + 2 HCl (aq) MgCl + H (g) 2
Bagaimana desain eksperimen untuk mempelajari pengaruh: Konsentrasi HCl:
Suhu:
2
Laju Reaksi
Laju Rata-rata
Laju pada selang waktu
Laju Sesaat
Laju pada t tertentu
LAJU RATA-RATA Rerata perubahan konsentrasi reaktan atau produk dalam selang waktu tertentu Secara matematis, untuk reaksi: AB
Laju rata-rata D[A] laju = Dt laju =
D[B] Dt
D[A] = perubahan konsentrasi A dalam selang waktu Dt D[B] = perubahan konsentrasi B dalam selang waktu Dt
Karena [A] menurun terhadap waktu, D[A] bernilai negatif.
A
B
waktu D[A] laju = Dt laju =
D[B] Dt
Secara kasat mata
Br2 (aq) + HCOOH (aq)
2Br - (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
waktu
Perubahan warna dengan berjalannya waktu [Br2] a Intensitas warna coklat-kuning
Br2 (aq) + HCOOH (aq)
2Br - (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
Analisis Instrumen waktu
393 nm cahaya
Detektor
[Br2] a Absorbansi
393 nm
Br2 (aq)
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
[Br2]akhir – [Br2]awal D[Br2] Laju rata-rata = =Dt takhir - tawal
LAJU SESAAT
kemiringan garis singgung
Laju sesaat = laju pada saat tertentu
LAJU REAKSI & STOIKIOMETRI
aA+bB→cC+dD Laju reaksi = laju hilangnya reaktan 1 Δ[B] 1 Δ[A] ==b Δt a Δt = laju munculnya produk
1 Δ[D] 1 Δ[C] = = d Δt c Δt
Tulislah persamaan laju untuk reaksi di bawah ini: CH4 (g) + 2O2 (g)
CO2 (g) + 2H2O (g)
D[CH4] D[CO2] 1 D[O2] 1 D[H2O] laju = = == Dt Dt Dt 2 Dt 2
Jika konsentrasi O2 menurun dengan laju 0,10 M/s, berapakah laju reaksinya?
Berapakah laju terbentuknya CO2?
PENGARUH KONSENTRASI TERHADAP LAJU:
HUKUM LAJU a A + b B …. → g G + h H …. Laju reaksi = k [A]m[B]n …. Tetapan laju reaksi = k Orde/tingkat reaksi terhadap A = m Orde/tingkat reaksi terhadap B = n Orde/tingkat reaksi total = m + n + ….
Laju reaksi = k [A]m[B]n ….
k
• semakin besar k;
laju reaksi makin besar • k tergantung pada: • jenis reaksi • konsentrasi katalis • temperatur
m&n
• m & n dapat berupa:
• bil bulat (-, 0, +) • pecahan • m & n umumnya tidak terkait dengan koefisien reaksi
Apa pengaruh konsentrasi terhadap laju?
laju = k [Br2] laju = konstanta laju k= [Br2] = 3,50 x 10-3 s-1
PENURUNAN PERSAMAAN LAJU REAKSI
d [ A]
[ A]
kdt
d [ A] r k [ A]m dt m
Bentuk Diferensial
Bentuk Integral
JIKA M = 1, BAGAIMANA PERS. LAJU?
d [ A] k [ A] dt Bentuk Diferensial
Bentuk Integral
d [ A] A k dt
JIKA M = 1, BAGAIMANA PERS. LAJU?
d [ A] A k dt ln [ A] k t C
ln [ A] k t C [ A2 ] ln k (t2 t1 ) [ A1 ]
[ A1 ] ln k (t 2 t1 ) [ A2 ]
ORDE 1: LN [A] VS T; GARIS LURUS
TURUNKAN PERS. LAJU REAKSI AGARDIPEROLEH PERS. GARIS LURUS Untuk reaksi orde 0
Untuk reaksi orde 1
Untuk reaksi orde 2
SEE YOU NEXT WEEK!
