Download - Week 13 - 28 November 2014
![Page 1: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/1.jpg)
Kinetika Kimia
Week XIII – 21 November 20124
![Page 2: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/2.jpg)
Pendahuluan
Apakah reaksi dapat berlangsung?
TERMODINAMIKA
Seberapa cepat proses reaksi terjadi? KINETIKA
![Page 3: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/3.jpg)
KINETIKA KIMIA
Kinetika kimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari laju dan mekanisme reaksi kimia
kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi / tekanan zat – zat yang bereaksi.
![Page 4: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/4.jpg)
LAJU REAKSI
A B
Laju A = -[A]t
Laju B = [B]t
[A] = Perubahan konsentrasi A selama t
[B] = Perubahan Konsentrasi B selama t
Karena [A] menurun selama reaksi, [A] = negatif
![Page 5: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/5.jpg)
LAJU REAKSI
Laju Reaksi dapat ditentukan dengan monitoring perubahan konsentrasi setiap reaktan/produk sebagai fungsi dari waktu [A] vs t
A B
![Page 6: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/6.jpg)
waktu
A B
Laju A = -[A]t
Laju B = [B]t
![Page 7: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/7.jpg)
LAJU REAKSI
pada reaksi ini, konsentrasi butil klorida, C4H9Cl, diukur pada variasi waktu, t.
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
[C4H9Cl] M
![Page 8: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/8.jpg)
LAJU REAKSI
Rata-rata laju reaksi pd setiap interval berubah dalam konsentrasi per perubahan waktu
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
= 1,9 x 10-4
![Page 9: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/9.jpg)
LAJU REAKSI
Rata-rata laju menurun utk setiap proses reaksi
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
![Page 10: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/10.jpg)
LAJU REAKSI
Plot konsentrasi vs waktu memberikan hasil kurva seperti ini.
Slope garis tangen pada kurva untuk setiap titik merupakan laju spontan pada waktu tersebut.
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
![Page 11: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/11.jpg)
LAJU REAKSI
Reaksi melambat karena konsentrasi reaktan menurun
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
![Page 12: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/12.jpg)
Br2 (aq) + HCOOH (aq) 2Br- (aq) + 2H+ (aq) + CO2 (g)
Laju rata-rata = -[Br2]t
= -[Br2]akhir – [Br2] awal
takhir - tawal
slope oftangent
slope oftangent
slope oftangent
![Page 13: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/13.jpg)
LAJU REAKSI & STOKIOMETRI
Rasio C4H9Cl terhadapC4H9OH = 1:1.
Laju pengurangan C4H9Cl sama dengan laju pembentukan of C4H9OH.
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)
Rate =-[C4H9Cl]
t=
[C4H9OH]t
![Page 14: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/14.jpg)
LAJU REAKSI & STOKIOMETRI2A B
2 mol A berubah menjadi 1 mol B
Rate B = [B]t
Laju A = -[A]t
12
aA + bB cC + dD
Laju = -[A]t
1a
= -[B]t
1b
=[C]t
1c
=[D]t
1d
![Page 15: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/15.jpg)
KONSENTRASI & LAJU
Setiap reaksi memiliki persamaan sendiri dimana laju sebagai fungsi dari konsentrasi reaktan disebut Rate Law
Rate law ditentukan dengan mengukur laju dengan konsentrasi awal yang berbeda
![Page 16: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/16.jpg)
KONSENTRASI & LAJU
Bandingkan percobaan 1 dan 2:
ketika [NH4+] menjadi 2x, laju awal menjadi 2X.
![Page 17: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/17.jpg)
KONSENTRASI & LAJU
Bandingkan percobaan 5 & 6:
ketika [NO2-] menjadi 2x, laju awal menjadi 2X
![Page 18: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/18.jpg)
KONSENTRASI & LAJU
Persamaan ini disebut rate law, & k adalah konstanta laju.
![Page 19: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/19.jpg)
Rate Laws
rate law menunjukkan hubungan antara: laju reaksi dan konsentrasi reaktan.
Untuk reaktan fasa gas, menggunakan PA bukan [A].
k merupakan konstanta yang bernilai spesifik untuk setiap rekasi.
nilai k ditentukan secara eksperimen
![Page 20: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/20.jpg)
Rate Laws
Exponen menunjukkan orde reaksi terhadap setiap reaktan.
Reaksi
orde pertama untuk [NH4+]
orde pertama untuk [NO2−]
Orde reaksi keseluruhan dapat dicari dengan menjumlahkan exponen reaktan pada rate law.
Orde reaksi seluruhnya yaitu orde reaksi kedua.
![Page 21: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/21.jpg)
F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)
V = k [F2]x[ClO2]y
Percobaan 1 & 3:
[F2] berubah 2X, laju reaksi berubah 2X, maka: x = 1
Percobaan 1 & 2:
[ClO2] berubah 4X, laju reaksi berubah 4X, maka: y = 1
V = k [F2][ClO2]
![Page 22: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/22.jpg)
RATE LAW
Laju reaksi selalu ditentukan berdasarkan hasil percobaan
Orde Reaksi didefinisikan dalam konsentrasi reaktan (bukan produk).
Orde reaktan tidak berhubungan dengan koefisien stoikiometri dari reaktan pada persamaan kesetimbangan kimia
F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)
rate = k [F2][ClO2]1
![Page 23: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/23.jpg)
MOLEKULARITAS Molekularitas yaitu jumlahmolekul yang bereaksi dalam
tahap dasar. Reaksi dasar merupakan reaksi sederhana (dijelaskan
dengan molekularitas).
a. A → Produk (reaksi unimolekular)H2C
H2C CH2
CH3CH
CH2
b. A + A → Produk or A + B → Produk (reaksi bimolekular)
CH3I + CH3CH2O- CH3OCH2CH3 + I-
c. 2A + B P or A + B + C P (Ter-molekular)
![Page 24: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/24.jpg)
Tentukan rate law dan hitung konstanta laju reaksi untuk reaksi:S2O8
2- (aq) + 3I- (aq) 2SO42- (aq) + I3
- (aq)
Percobaan [S2O82-] [I-]
Kec awal (M/s)
1 0.08 0.034 2.2 x 10-4
2 0.08 0.017 1.1 x 10-4
3 0.16 0.017 2.2 x 10-4
v = k [S2O82-]x[I-]y
Percobaan 1 & 2 untuk mencari orde [I-]
y = 1
Percobaan 2 & 3 untuk mencari orde [S2O82-]
x = 1
k = rate
[S2O82-][I-]
v = k [S2O82-][I-]
=2.2 x 10-4 M/s
(0.08 M)(0.034 M)= 0.08/M•s
![Page 25: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/25.jpg)
Secara kuantitatif, kecepatan reaksi kimia
ditentukan oleh orde reaksi, yaitu jumlah dari
eksponen konsentrasi pada persamaan
kecepatan reaksi.
Reaksi Orde Nol
Pada reaksi orde nol, kecepatan reaksi
tdk tergantung pada konsentrasi reaktan
![Page 26: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/26.jpg)
k =
Reaksi Orde NOL
A produk
v = - [A]t
v = k [A]° = k
V[A]°= M/s[A]
t = k-
[A] = [A]0 - kt
[A] = [ A] pd waktu t
[A]0 = [ A] pd waktu t = 0
t½ = t ketika [A] = [A]0/2
t½ =[A]0
2k
![Page 27: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/27.jpg)
Reaksi Orde Satu
Pada reaksi orde satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan.
Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai :
[A]t
= k [A]-
dA[A]
= k dt-
A produk
![Page 28: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/28.jpg)
Reaksi Orde Satu
Tetapan laju (k) dapat dihitung dari grafik ln [A] terhadap t, dengan – k sebagai gradiennya
Bila t = 0 A = A0 .
tA
Adtk
A
Adt0
][
][ 0 ][
][
y = mx + b
![Page 29: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/29.jpg)
Grafik ln [A] terhadap t utk reaksi orde satu
ln [A]
ln [A]0
gradien = -k
t
Bila t = 0 At = A0 .
![Page 30: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/30.jpg)
PROSES ORDE PERTAMA
• Jika reaksi adalah orde pertama
• plot ln [A]t vs. t akan menghasilkan garis lurus dengan slope -k.
• Jadi, gunakan grafik utk menentukan orde reaksi.
![Page 31: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/31.jpg)
PROSES ORDE PERTAMA
proses metil isonitril menjadi acetonitril.
CH3NC CH3CN
Bagaimana kita tahu ini adalah orde reaksi pertama?
![Page 32: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/32.jpg)
PROSES ORDE PERTAMA
data reaksi ini diambil pada 198.9°C.
CH3NC CH3CN
V = k[CH3NC] Untuk semua interval waktu?
![Page 33: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/33.jpg)
PROSES ORDE PERTAMA
ketika ln P diplotkan sebagai fungsi dari waktu, dihasilkan garis lurus. Proses merupakan orde pertama. Slope (k) negatif: 5.1 10-5 s-1.
![Page 34: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/34.jpg)
Reaksi 2A B merupakan reaksi orde pertama untuk A dengan konstanta = 2.8 x 10-2 s-1 @ 800C. Berapa lama waktu yang dibutuhkan agar [A] berkurang dari 0.88 M menjadi 0.14 M ?
ln[A] = ln[A]0 - kt
kt = ln[A]0 – ln[A]
t =ln[A]0 – ln[A]
k
[A]0 = 0.88 M [A] = 0.14 M
ln[A]0
[A]
k=
ln0.88 M
0.14 M
2.8 x 10-2 s-1= = 66 s
![Page 35: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/35.jpg)
Proses Orde Kedua
Sama saja, dengan mengintegralkan hukum laju reaksi pada orde kedua pada reaktan A:
juga dalam bentuk y = mx + b
Disusun mendapatkan:
![Page 36: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/36.jpg)
Proses Orde Kedua
Jadi jika proses orde kedua untuk A, plot 1/[A] vs. t akan menghasilkan sebuah garis lurus dengan kemiringan k.
Jadi jika proses orde pertama untuk A, plot ln [A]t vs. t akan menghasilkan sebuah garis lurus dengan kemiringan -k.
Ore pertama:
![Page 37: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/37.jpg)
WAKTU PARO
Waktu paro yaitu waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi berkurang setengahnya.
Karena [A] pada t1/2 adalah setengah dari [A] awal,
[A]t = 0.5 [A]0
![Page 38: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/38.jpg)
t½ = t ketika [A] = [A]0/2
ln[A]0
[A]0/2
k=t½
t½ln2k
=
Orde Reaksi Pertama
ln2k
=0.693
k=
Berapa waktu paro N2O5 jika terurai dengan nilai konstanta laju 5.7 x 10-4 s-1?
0.6935.7 x 10-4 s-1
= = 1200 s = 20 menit
Bagaimana kita tahu reaksi ini ,orde pertama? satuan k (s-1)
![Page 39: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/39.jpg)
Reaksi orde 1
Rate = k [A]
13
13
][
sdmmol
sdmmol
A
Rk
Satuan konstanta lajuUntuk orde reaksi pertama
11323
13
) (
]][[
smoldmdmmol
sdmmol
BA
Rk
Satuan konstanta laju
Untuk orde reaksi kedua
Reaksi orde 2
Rate = k [A][B]
![Page 40: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/40.jpg)
WAKTU PARO ORDE KEDUA
Untuk proses orde kedua, set
[A]t=0.5 [A]0 dalam persamaan orde kedua.
![Page 41: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/41.jpg)
PENENTUAN ORDE REAKSI
Penguraian NO2 pd 300°C :
NO2 (g) NO (g) + 1/2 O2 (g)
hasil data:
Time (s) [NO2], M
0.0 0.01000
50.0 0.00787
100.0 0.00649
200.0 0.00481
300.0 0.00380
![Page 42: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/42.jpg)
Grafik hasil ln [NO2] vs t :
Time (s) [NO2], M ln [NO2]
0.0 0.01000 -4.610
50.0 0.00787 -4.845
100.0 0.00649 -5.038
200.0 0.00481 -5.337
300.0 0.00380 -5.573
• Plot bukan garis lurus, jadi bukan reaksi orde pertama dalam [A].
PENENTUAN ORDE REAKSI
Tidak cocok
![Page 43: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/43.jpg)
PROSES ORDE KEDUA
GRAFIK 1/[NO2] vs. t memberikan plot
Time (s) [NO2], M 1/[NO2]
0.0 0.01000 100
50.0 0.00787 127
100.0 0.00649 154
200.0 0.00481 208
300.0 0.00380 263
Merupakan garis lurus. Oleh karena itu, prosesnya adalah orde kedua dalam [NO2].
![Page 44: Week 13 - 28 November 2014](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062408/563dbb2a550346aa9aaad18d/html5/thumbnails/44.jpg)
Summary
Orde Rate LawPersamaan
Konsentrasi-waktu Waktu paro
0 v = k [A] = [A]0 - kt t½ =[A]0
2k
1 v = k [A] ln[A] = ln[A]0 - kt t½ln2k
=
2 v = k [A]21
[A]=
1[A]0
+ kt t½ =1
k[A]0