kinetika kimia
DESCRIPTION
Untuk Kimia DasarTeknik LingkunganTRANSCRIPT
-
Kinetika Kimia
Titik Istirokhatun
-
Laju Reaksi
Hubungan Antara Konsentrasi Reaktan dan Waktu
Energi Aktivasi dan Ketergantungan Konstanta Laju terhadap Suhu
Mekanisme Reaksi dan Hukum Laju
Katalisis
Hukum Laju
Selesai
-
Laju Reaksi menyatakan ukuran seberapa cepat reaktan habis bereaksi atau seberapa cepat produk terbentuk
Hukum Laju untuk reaksi dihasilkan dari pengukuran laju secara percobaan, dinyatakandalam konstanta laju dan konsentrasi reaktan. Ketergantungan laju pada konsentrasi
menghasilkan orde reaksi. Waktu yang diperlukan untuk menurunkan konsentrasi suatu
reaktan menjadi setengah dari konsentrasi awal disebut waktu paruh
Ketergantungan Konstanta Laju terhadap Suhu Energi yang dimiliki olehmolekul harus sama atau bahkan lebih tinggi dari energi aktivasi agar dapat bereaksi.
Konstanta laju dengan energi aktivasi dan suhu dihubungan dengan persamaan Arhenius.
Peningkatan suhu akan meningkatkan konstanta laju.
Mekanisme Reaksi Pada tingkat molekul, proses reaksi dibagi menjadi serangkaiantahap elementer dan urutan tahap tersebut merupakan mekanisme rekasinya.
Katalis mempercepat laju reaksi tanpa ikut bereaksi.
Konsep Penting
-
Kinetika adalah bidang kimia yang mengkaji kecepatan atau laju terjadinya reaksi kimia.Kinetika merujuk pada reaction rate yaitu perubahan konsentrasi reaktan atau produk
terhadap waktu (M/s).
Selama reaksi terjadi molekul reaktan bereaksi dan molekul produk terbentuk.
Laju dinyatakan dalam perubahan konsentrasi terhadap waktu.
A B
Kinetika dan Laju
t
ALaju
][
t
BLaju
][
dengan [A] dan [B] adalah perubahan konsentrasi (dalam molaritas) selama waktu t.Karena konsentrasi A menurun selama waktu tersebut, maka [A] merupakan kuantitasnegatif. Laju reaksi adalah kuantitas positif sehingga tanda minus diperlukan agar lajunya
positif, sementara itu laju pembentukan produk tidak memerlukan tanda minus karena [B]adalah kuantitas positif ( [B] meningkat seiring waktu)
atau
-
2 A B
Dua mol A menghilang pada setiap mol B terbentuk ; laju hilangnya A 2x lebih cepat
dibandingkan terbentuknya B.
Kinetika dan Laju
t
ALaju
][
2
1
t
BLaju
][atau
Konsep Laju reaksi :
Laju pengurangan konsentrasi pereaksi/reaktan per satuan waktu
Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi/produk per satuan waktu
Perbadingan laju perubahan masing-masingkomponen sama dengan perbandingan
koefisien reaksinya
Molekul A
Molekul B
-
Kemolaran
Kemolaran adalah satuan konsentrasi
larutan yang menyatakan banyaknya mol
zat terlarut dalam 1 liter larutan
Kemolaran (M) sama dengan jumlah mol
(n) zat terlarut dibagi volume (V) larutan
V
nM
Vx
Mr
grM
1000atau
-
Kemolaran
Pengenceran larutan dengan
menambahkan pelarut menyebabkan
konsentrasi berubah dengan rumusan :
2211 MVMV
dimana:
V1M1 : volume dan konsentrasi larutan awal
V2M2 : volume dan konsentrasi hasil pengenceran
-
Kemolaran
Pencampuran larutan sejenis dengan
konsentrasi berbeda menghasilkan konsentrasi
baru, dengan rumusan :
n
nncampuran
VVV
MVMVMVM
...
...
21
2211
-
Pada reaksi :
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g),
Laju reaksi :
- laju penambahan konsentrasi produk NH3- laju pengurangan konsentrasi reaktan N2
dan H2.
Konsep Laju Reaksi
-
aA + b B cC + dD
Konsep Laju Reaksi
t
D
dt
C
ct
B
bt
A
aLaju
][1][1][1][1
Cara Mengukur Laju Reaksi :
1. Mengamati Perubahan Warna Dengan Spektrofotometer
Warna cokelat kemerahan pada bromin berkurang seiring dengan
berjalannya reaksi :
Br2(aq) + HCOOH(aq) 2 H+
(aq) + 2 Br-(aq) + CO2(g)
Perubahan konsentrasi
(ditunjukkan dengan perubahan
intensitas warna) terhadap waktu
diamati dengan spektrofotometer.
-
Konsep Laju Reaksi
Laju reaksi ditentukan secara grafis dengan memplotkan konsentrasi
bromin vs waktu. Laju reaksi digambarkan oleh kemiringan (slope) garis
singgung yaitu [Br2]/t pada saat itu. Umumnya laju berbanding lurusdengan konsentrasi reaktan. Laju semakin kecil seiring dengan
menurunnya konsentrasi bromin.
-
2. Menggunakan Manometer
Konsep Laju Reaksi
Dilakukan jika salah satu di antara produk atau reaktan dari reaksi adalah gas.
2H2O2 (l) 2 H2O (l) + O2(g)
Laju dekomposisi hidrogen peroksida ditentukan dengan mengukur laju terbentuknya
oksigen dengan manometer, kemudian tekanan yang terukur dapat dikonversi dengan
persamaan gas ideal :
P.V = n R T
MRTRTV
nP di mana, P
RTM
1 M
V
nmolaritas diperoleh
t
P
RTt
OLaju
12
Sehingga laju pembentukan oksigen ditentukan dengan :
-
Konsep Laju Reaksi
Laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida diukur dengan manometer
yang menunjukkan peningkatan tekanan gas oksigen seiring dengan
waktu.
3. Dengan mengukur pH
Suatu reaksi yang menkonsumsi ion ataupun menghasilkan ion, laju
reaksinya dapat diukur dengan memantau konduktansi listriknya. Jika
ion H+ merupaan reaktan atau produk, maka laju reaksi dapat diukur
dengan mengukur pH larutan sebagai fungsi waktu.
-
Laju reaksi dipengaruhi oleh :
Faktor-faktor yang mempengaruhi Laju Reaksi
Suhu
Luas permukaan sentuhan/ Ukuran partikel
Konsentrasi
Katalis
Back
-
Suhu
Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena
dengan naiknya suhu, energi kinetik partikel zat-zat yang
ada dalam sistem meningkat, partikel semakin aktif
bergerak sehingga memungkinkan semakin banyak
terjadinya tumbukan efektif yang dapat meningkatkan laju
reaksi. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel
semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil.
-
Suhu
Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi:
Hubungan ini ditetapkan dari suatu percobaan, misal diperoleh
data sebagai berikut:
Suhu (oC) Laju reaksi (M/detik)
10
20
30
40
0,3
0,6
1,2
2,4
-
Suhu
Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi:
Dari data diperoleh hubungan:
Setiap kenaikan suhu 10 oC, maka laju mengalami kenaikan 2 kali
semula, maka secara matematis dapat dirumuskan
100
0
2.
tt
t VV
Dimana :
Vt = laju reaksi pada suhu t
Vo = laju reaksi pada suhu awal (to)
-
Konsentrasi
Persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka
dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin
tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia dengan
demikian kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga
kecepatan reaksi meningkat. Semakin tinggi konsentrasi, akan meningkatkan laju
reaksi.
Ilustrasi
Mana yang lebih mungkin terjadi tabrakan, di jalan lenggang atau
dijalanan padat?
?
Gambar diambil dari liputan6.com dan batukota.go.id
-
Konsentrasi
Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi
tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus
melalui percobaan.
Dalam penetapan laju reaksi ditetapkan yang menjadi patokan
adalah laju perubahan konsentrasi reaktan.
Ada reaktan yang perubahan konsentrasinya tidak
mempengaruhi laju reaksi:
on
1x
1V x [reaktan]
V reaktan][
n
-
Hukum Laju
Pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi, diawali dengan menentukan
laju awal bergantung pada konsentrasi awal, karena saat reaksi berlangsung,
konsentrasi reaktan akan menurun dan menjadi sulit untuk mengukur
perubahannnya secara akurat. Selain itu mungkin saja terjadi reaksi balik untuk
reaksi yang bersifat reversible. Hal-hal tersebut menyebabkan galat (error) dalam
penentuan laju reaksi dan keduanya tidak akan terjadi dalam tahap awal reaksi.
F2 (g) + 2ClO2 2 FClO2(g)
[F2 ] [ClO2 ] Laju awal (M/s)
0,10 0,010 1,2 x 10 -3
0,10 0,040 4,8 x 10 -3
0,20 0,010 2,4 x 10 -3
Tabel 1. Data Laju untuk Reaksi antara F2 dan ClO2
-
Hukum Laju
K adalah konstanta laju (rate constant) : yaitu konstanta kesebandingan (konstanta
proporsionalitas) antara laju reaksi dan konsentrasi reaktan. Konstanta laju dihitung dari
konsentrasi dan laju awal.
Hukum laju (rate law) menyatakan persamaan yang menghubungkan laju reaksi dengan
konstanta laju dan konsentrasi reaktan.
aA + bB cC + dD
Hukum lajunya berbentuk :
laju = k[A]x [B] y
Jika k,x,and y dan konsentrasi [A] dan[B] diketahui maka laju rekasi dapat dihitung dengan
hukum laju.
k,x dan y ditentukan melalui percobaan.
Laju [F2][ClO2 ]
= k [F2][ClO2 ]
22 ClOFlaju
k
-
Hukum LajuK adalah konstanta laju (rate constant) : yaitu konstanta kesebandingan (konstanta
proporsionalitas) antara laju reaksi dan konsentrasi reaktan. Konstanta laju dihitung dari
konsentrasi dan laju awal.
Hukum laju (rate law) menyatakan persamaan yang menghubungkan laju reaksi dengan
konstanta laju dan konsentrasi reaktan.
aA + bB cC + dD
Hukum lajunya berbentuk :
laju = k[A]x [B] y
Jika k,x,and y dan konsentrasi [A] dan[B] diketahui maka laju rekasi dapat dihitung dengan
hukum laju.
k,x dan y ditentukan melalui percobaan.
22 ClOFlaju
k
-
Hukum LajuJumlah pangkat-pangkat setiap konsentrasi reaktan yang ada dalam hukum laju adalah juga
definisi orde reaksi (reaction order) keseluruhan.
Orde reaksi selalu ditentukan oleh konsentrasi reaktan dan tidak pernah oleh konsentrasi
produk.
Untukk reaksi tertentu x = 0 dan y = 1 maka hukum lajunya menjadi :
Laju = k [A]0 [B]
= k [B]
Reaksi seperti ini beroede 0 dalam A, orde pertama dalam B dan ore 1 secara keselurauhan.
Laju reaksi nya tidak bergantung pada [A]
-
Penentuan Hukum LajuUntuk reaksi yang melibatkan lebih dari satu reaktan, hukum laju ditentukan dengan mengukur
ketergantungan laju reaksi terhadap konsentrasi masing-masing reaktan dengan metode
isolasi. Konsentrasi reaktan dibuat sama kecuali satu reaktan, dan laju reaksi dibuat sebagai
fungsi dari reaktan yang berbeda, sehingga setiap perubahan laju disebabkan hanya oleh
konsentrasi yang berbeda tersebut. Dari ketergantungannya dapat diketahui orde dalam
reaktan tersebut. Cara yang sama dilakukan juga untuk mengetahui ketergantungan laju
rekasi pada reaktan yang berbeda.
Contoh :
Reaksi nitrat oksida dengan hidrogen pada suhu 1280oC
2NO(g) + 2H2(g) 2 N2 + 2H2O(g)
[NO ] [H2 ] Laju awal (M/s)
5,0 x 10 -3 2,0 x 10 -3 1,3 x 10 -5
10,0 x 10 -3 2,0 x 10 -3 5,0 x 10 -5
10,0 x 10 -3 4,0 x 10 -3 10,0 x 10 -5
Tabel 2. Data laju pada reaksi nitrat oksida dengan hidrogen pada suhu 1280oC
-
Penentuan Hukum Lajulaju = k [NO]x [H2]
y
Sehingga hukum laju dari reaksi tersebut adalah laju = k [NO]2 [H2], dengan orde reaksi untuk
NO adalah 2 dan pada H2 orde reaksinya adalah 1. Orde reaksi keseluruhan 3.
Konstanta laju k di tentukan menggunakann data percobaan mana saja sehingga :
][][ 22
ClONO
lajuk
]100,2[]100,10[
100,5
33
5
2
xx
xsMx ./ 22105,2
pada hukum laju, tidak ada hubungan antara pangkat x dan y dengan koefisien stoikiometri dalam persamaan yang telah setara.
2N2O5(g) 4NO2 (g) + O2(g)
Hukum lajunya adalah
laju = k [N2O5]
bukan k [N2O5]2 seperti dugaan pada persamaan yang setara
-
Penentuan Hukum Laju
Latihan :
Reaksi ion peroksidisulfat (S2O82-)dengan ion iodida I-ialah :
S2O82-
(aq) + 3I-(aq) 2SO4
2-(aq) + I3
-(aq)
[S2O82- ] [I- ] Laju awal (M/s)
0,080 0,034 2,2 x 10 -4
0,080 0,017 1,1 x 10 -4
0,16 0,017 2,2 x 10 -4
Tabel 3. Data laju pada reaksi ion peroksidisulfat (S2O82-)dengan ion iodida I- :
-
Hukum antara Konsentrasi Reaktan
dan Waktu
Pangkat perubahan konsentrasi terhadap perubahan laju disebut orde
reaksi
Jumlah pangkat-pangkat setiap konsentrasi reaktan yang ada dalam
hukum laju adalah juga definisi orde reaksi (reaction order)
keseluruhan
Ada reaksi berorde O, dimana tidak terjadi perubahan laju reaksi
berapapun perubahan konsentrasi pereaksi.
Ada reaksi berorde 1, di mana perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali
menyebabkan laju reaksi lebih cepat 2 kali. Melipatduakan konsentrasi
reaktan akan melipatduakan laju reaksi
Ada reaksi berorde 2, dimana laju perubahan konsentrasi pereaksi 2
kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 4 kali, dst.
Orde Reaksi
-
Konsentrasi
Grafik hubungan perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Konsentrasi
Laju
reaksi
Reaksi Orde 0
-
Reaksi Orde Pertama
Grafik hubungan perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Konsentrasi
Laju
reaksi
Reaksi Orde 1
Reaksi orde pertama (first-order reaction) adalah
reaksi yang lajunya bergantung pada konsentrasi
reaktan dipangkatkan satu
-
Reaksi Orde PertamaPada reaksi :
A produk
t
Alaju
][][Aklaju dari hukum laju, menjadi
][][
Akt
A
jadi tA
Ak
1
][
][
][][
Akdt
Ad kdt
A
Ad
][
][
tA
Adtk
A
Ad
o 0
][
][ ][
][ktAA 0]ln[]ln[
ktoA
A
][
][ln
atau
dan
dalam bentuk diferensial, menjadi ;
Dengan mengintegralkan antara t = 0 dan t = t dihasilkan :
;
-
Reaksi Orde PertamaContoh : Reaksi perubahan siklopropana mejadi propena terjadi pada orde pertama dengan
konstanta laju 6,7 x 10-4 detik -1 pada suhu 500oC.
CH2 - CH2 CH2=CHCH3
1. Jika konsentrasi awal siklopropana 0,25M, berapa konsentrasinya setelah 8,8 menit?
2. Berapa lama waktu diperlukan agar konsentrasi reaktan turun dari 0,25 Mmenjadi 0,15 M?
3. Berapa lama waktu diperlukan untuk mengubah 74 % dari bahan awalnya?
siklopropana
CH2
propena
ktoA
A
][
][ln
354,0min1
det60min8,8)107,6(
25,0
][ln 14
xsx
M
A
354,0
25,0
][ eM
A MA 18,0][ jadi
1.
-
Reaksi Orde Pertama
tsxM
M)107,6(
25,0
15,0ln 14
jadi
2.
2106,7 xt
menitt 13
detik
3. Konsentrasi awal tidak perlu dicari, jika 74 % beraksi, maka
sisa setelah waktu t adalah (100% - 74%)=26%
menitxsxA
A
kt 33det100,2
26,0
0,1ln
107,6
1
][
][ln
1 314
0
26,0%100
%26
][
][
0
A
A
Latihan :
Reaksi 2A B adalah reaksi orde pertama dalam A dengan konstanta laju 2,8 x 10-2 s-1
pada 80 oC . Berapa lama (dalam detik) diperlukanagar konsentrasi A turun dari 0,88M
menjadi 0,14 M?
-
Waktu ParuhWaktu paruh (half life)suatu reaksi t adalah waktu yang diperlukan agar konsentrasi reaktan
turun menjadi setengah dari konsentrasi awalnya.
][
][ln
1
A
A
kt o
2/][
][ln
12
1
o
o
A
A
kt Jika t= t maka
kkt
693,02ln
12
1 atau
Waktu -paruh (t )dari reaksi orde pertama tidak tergantung pada konsentrasi awal reaktan.
Diperlukan waktu yang sama agar konsentrasi reaktan turun dari 0,1 M menjadi 0,05 M dan dari
1,0M menjadi 0,50 M.
Mengukur t adalah suatu cara untuk menentukan konstanta laju reaksi orde pertama. Semakin
singkat waktu paruh semakin besar nilai k.
kt
693,02
1 sehingga
-
Reaksi Orde-Dua
Grafik hubungan perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Konsentrasi
Laju
reaksi
Reaksi Orde 2
Lanjut
Reaksi orde-kedua (second-order reaction) adalah reaksi
yang lajunya bergantung pada salah satu konsentrasi
reaktan dipangkatkan dua atau pada konsentrasi dua
reaktan berbeda yang masing-masing dipangkatkan satu
-
Reaksi Orde-Dua
Reaksi yang paling sederhana melibatkan hanya satu molekul reaktan.
A produk ; dengan
NEXT
t
Alaju
][ 2][Aklaju dari hukum laju
det./1det/
][ 22M
M
M
A
lajuk
A + B produk ; dengan ]][[ BAklaju
21
][
1
2][
1kt
oAoA
Reaksi ini adalah reaksi orde pertama pada A dan orde pertama pada B sehingga orde total 2.
Formula untuk reaksi orde 2 A produk
oAkt
][
12
1 t1/2 didapatkan :
Waktu paruh orde kedua berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan awal. Hasil ini dapat
diterima karena waktu paruh akan lebih singkat pada tahap awal reaksi krn banyaknya molekul
rekatan yang bertumbukan. Ini adalah hal yang membedakan antara reaksi orde pertama dan orde
kedua.
ktAA
0][
1
][
1diperoleh
-
Reaksi Orde-Dua
Reaksi yang paling sederhana melibatkan hanya satu molekul reaktan.
A produk ; dengan
NEXT
t
Alaju
][ 2][Aklaju dari hukum laju
det./1det/
][ 22M
M
M
A
lajuk
A + B produk ; dengan ]][[ BAklaju
21
][
1
2][
1kt
oAoA
Reaksi ini adalah reaksi orde pertama pada A dan orde pertama pada B sehingga orde total 2.
Formula untuk reaksi orde 2 A produk
oAkt
][
12
1 t1/2 didapatkan :
Waktu paruh orde kedua berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan awal. Hasil ini dapat
diterima karena waktu paruh akan lebih singkat pada tahap awal reaksi krn banyaknya molekul
rekatan yang bertumbukan. Ini adalah hal yang membedakan antara reaksi orde pertama dan orde
kedua.
ktAA
0][
1
][
1diperoleh
-
Reaksi Orde Nol, Pertama dan Kedua
Reaksi orde pertama dan kedua merupakan jenis reaksi yang paling lazim. Reaksi orde ke
nol jarang terjadi. Untuk rekasi orde ke nol :
A produk ; dengan hukum laju
Lanjut
Laju reaksi orde ke nol adalah suatu konstanta, tidak bergantung pada konsentrasi reaktan.
oAkt
][
12
1
kAklaju 0][
Ringkasan Kinetika Reaksi Orde Pertama dan Kedua Pada Jenis reaksi A produk :
Orde Hukum Laju Persamaan Waktu Paruh
Konsentrasi Waktu
1
22][Aklaju
ktoA
A
][
][ln
ktAA
0][
1
][
1
][Aklaju k
t693,0
21
-
Konsentrasi
Untuk reaksi
A + B C
Rumusan laju reaksi adalah :
V =k.[A]m.[B]n
Dimana :
k = tetapan laju reaksi
m = orde reaksi untuk A
n = orde reaksi untuk B
Orde reaksi total = m + n
-
Konsentrasi
Rumusan laju reaksi tersebut diperoleh dari percobaan.
Misalkan diperoleh data percobaan untuk reaksi :
NO(g) + Cl2(g) NOCl2(g)Diperoleh data sebagai berikut :
Perc [NO] M [Cl2] M V M/s
1
2
3
4
0,1
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,1
0,3
4
16
8
?
-
Konsentrasi
1
22
4
8
1,0
2,0
][
][
][
1
3
1
3
m
V
V
NO
NO
VNO
m
m
m
m
Rumusan laju reaksi untuk reaksi tersebut adalah :
V = k.[NO]m.[Cl2]n
Orde NO = m Orde Cl2 = n
Percobaan 1 dan 3 Percobaan 1 dan 2
2
42
4
16
1,0
2,0
][
][
][
1
2
12
22
2
n
V
V
Cl
Cl
VCl
n
n
n
n
-
Konsentrasi
Maka rumusan laju reaksinya adalah :
V=k.[NO]1.[Cl2]2
Harga k diperoleh dengan memasukan salah satu data
percobaan
123
2
2
2
10.4
1,0.1,0
4
]].[[
sMk
k
ClNO
Vk
-
Konsentrasi
Maka laju reaksi pada percobaan 4 adalah :
V= k.[NO].[Cl2]2
V= 4.103.0,3. 0,32
V= 108 Ms-1
-
Luas Permukaan
Mana yang lebih luas permukaannya?
Sebongkah balok kayu utuh atau setelah dipotong-potong menjadi 4?
-
Luas Permukaan
Pisahkan
-
Luas Permukaan
Ulangi
Lanjut
-
Luas Permukaan
Perhatikan bahwa luas permukaan balok kayu utuh lebih
kecil dari balok kayu yang dipotong 4
Sekarang!
Mana yang lebih luas permukaannya, gula berukuran butir
kasar atau gula berukuran butiran halus?
Mana yang lebih mudah larut, gula yang berukuran butir
kasar atau yang berukuran butiran halus ?
-
Luas Permukaan
Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin
luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang
saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya
tumbukan efektif menghasilkan perubahan
Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran
partikel zat. Jadi semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi
pun akan semakin cepat.
-
Katalis
Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi.
Ada 2 jenis katalis :
1. Katalis aktif yaitu katalis yang ikut terlibat reaksi dan
pada akhir rekasi terbentuk kembali.
2. Katalis pasif yaitu katalis yang tidak ikut bereaksi, hanya
sebagai media reaksi saja.
Bagaimana katalis bekerja akan dibahas pada teori tumbukan
Kembali
-
KatalisisKatalis (catalyst) adalah zat yang meningkatkan laju reaksi kimia tanpa ikut
terpakai bereaksi.
Katalis dapat bereaksi membentuk zat antara, tetapi akan diperoleh kembali
dalam tahap reaksi berikutnya.
Pada pembuatan molekul oksigen dalam skala laboratorium, sampel kalium
klorat dipanaskan :
2KClO2 (s) 2KCl (s) +3O (g).
Namun reaksi termal ini sangat lambat jika
tanpa katalis. Laju dapat ditingkatkan secara
drastis dengan menambahkan sedikit katalis
mangan dioksida (MnO2). Dan semua MnO2yang berupa serbuk warna hitam ini dapat
diperoleh kembali pada akhir reaksi.
Katalis meningkatkan laju dengan cara
menurunkan energi aktivasi reaksinya.
-
KatalisisKatalis heterogenAdalah katalis yang berbeda fasa dengan reaktan. Biasanya katalis berupa padatan dan
reaktan berupa gas atau cairan.
Asam nitrat merupakan asam anorganik penting untuk produksi pupuk, zat warna, obat-
obatan dan bahan peledak.
Metode dalam memproduksi asam nitrat skala industri yang banyak digunakan adalah
proses Ostwald. Reaksi ini berlangsung pada suhu 800 oC dengan tambahan katalis Platina
rodium.
4NH3 (g) + 5O2 (g) 4NO (g) + 6H2O (g)
.amonia oksigen
Nitrat Oksida yang terbentuk mudah teroksidasi (tanpa katalis) menjadi nitrogen dioksida
2NO (g) + O2 (g) NO2 (g)
Ketika dilarutkan dalam air, NO2 membentuk asam nitit dan asam nitrat
2NO2 (g) + H2 O(g) HNO2 (aq) + HNO3 (aq)
Ketika dipanaskan asam nitrit berubah menjadi asam nitrat
HNO2 (aq) HNO3 (aq) + H2O (l) + 2NO(g)
NO yang dihasilkan dapat didaur ulang untuk menghasilkan NO2 pada tahap kedua
-
KatalisisKonverter Katalitik
Pada suhu tinggi, di dalam mesin mobil yang berjalan gas nitrogen dan oksigen
bereaksi membentuk nitrat oksida.
2N2 (g) + O2 (g) 2NO(g)
Ketika lepas ke atmosfer, NO segera bereaksi dengan O2 membentuk NO2 yang
segera diemisikan oleh mobil, bersamaan dengan CO dan hidrokarbon lain yang
tidak terbakar vehicle sumber pencemar utama.
.
Sebagian besar mobil baru dilengkapi dengan konverter katalitik yang bertujuan :
1. Mengoksidasi CO dan hidrokarbon yang lain menjadi CO2 dan H2O
2. Mereduksi NO dan NO2 menjadi N2 dan O2
Sumber :hkaraca.com
-
KatalisisKonverter Katalitik
Gas buang panas yang telah diinjeksikan dengan udara dilewatkan ke konverter
untuk mempercepat pembakaran hidrokarbon yang sempurna dan menurunkan
emisi CO.
Konverter katalitik biasanya mengandung Pt atau Pd atau oksida logam transisi
seperti CuO atau Cr2O3.
Tetapi karena suhu tinggi semakin meningkatkan produksi NO maka diperlukan
konverter kedua yang mengandung katalis berbeda dari logam transisi atau
oksida logam transisi yang bekerja pada suhu yang lebih rendah untuk
menguraikan NO menjadi N2 dan O2.
.Katalis Homogen
Dalam katalis homogen, raktan dan katalis terdispersi dalam satu fasa, biasanya
cair.
Katalis asam dan basa adalah contoh jenis katalis homogen yang paling penting
dalam reaksi kimia.
-
KatalisisKatalis Enzim
Enzim adalah katalis biologis. Kenyataan yang menakjubkan adalah bahwa
enzim tidak hanya meningkatkan laju reaksi biokimiawi sampai 106 sampai 1018
kali, tetapi enzim bersifat sangat spesifik.
Satu enzim hanya bekerja untuk molekul-molekul tertentu (substrat/reaktan
tertentu), dan tidak mengganggu bagian lain pada sistem tersebut.
Katalisis enzim biasanya merupakan katalis homogen dengan substrat dan
enzim berada pada larutan yang sama.
.
-
12
3
4
Evaluasi
5
Dalam bejana bervolume 10 L, mula-mula terdapat 5 mol gas
NO2. Gas tersebut mengalami penguraian menurut reaksi :
2 NO2(g) 2 NO(g) + O2(g).
Setelah tiga jam tersisa 1,4 mol gas NO2. Tentukan
a.Laju reaksi penguraian gas NO2!
b.Laju pembentukan gas NO!
c.Laju pembentukan gas O2!
-
Evaluasi
Diketahui reaksi A + B + C D. Jika persamaan laju reaksi reaksi tersebut v = k.[B]2.[C]1, berapa
kali perubahan laju reaksinya bila konsentrasi
masing-masing komponen pereaksi diperbesar 2
kali semula?
1
2
3
4
5
-
Evaluasi
Dari percobaan reaksi A + B AB, diperoleh data sebagai berikut
Perc [A] M [B] M V M/s
1
2
3
4
1,3.10-2
6,5.10-3
3,9.10-2
1,3.10-2
2,1.10-2
1,05.10-2
4,2.10-2
1,05.10-2
1,4.10-1
3,5.10-2
8,4.10-1
7.10-2
Tentukan
A. Orde reaksi untuk A dan B
B. Persamaan laju reaksi
C. Harga tetapan laju reaksi
D. Laju reaksi jika konsentrasi A 0,026 M dan konsentrasi B
0,021 M
1
2
3
4
5
-
Evaluasi
Jika laju suatu reaksi meningkat 2 kali lebih cepat setiap
kenaikan suhu 15oC dan pada suhu 30oC lajunya 3.10-3 M/s,
berapakah laju reaksinya pada 105oC?
1
2
3
4
5
-
Evaluasi
Dari data berikut :
Perc Fe [HCl] M Suhu oC
1
2
3
4
5
Serbuk
Kepingan
Serbuk
Kepingan
Serbuk
0,1
0,1
0,3
0,1
0,1
25
25
50
50
50
Urutkan kelajuan reaksinya dari yang paling lambat ke yang paling cepat
1
2
3
4
5
Kembali