Welcome to my blog, hope you enjoy reading
RSS

Rabu, 15 Juni 2011

KINETIKA KIMIA


BAB VII
KINETIKA KIMIA

A.  PENDAHULUAN

Kinetika kimia, juga dikenal sebagai kinetika reaksi, adalah studi tentang tingkat proses kimia. Kinetika kimia termasuk penyelidikan tentang bagaimana kondisi percobaan yang berbeda dapat mempengaruhi kecepatan reaksi kimia dan menghasilkan informasi tentang itu mekanisme reaksi dan keadaan transisi , serta pembangunan model matematis yang dapat menggambarkan karakteristik dari suatu reaksi kimia. Pada tahun 1864, Peter Waage dan Cato Guldberg mempelopori pengembangan kinetika kimia dengan memformulasikan hukum aksi massa , yang menyatakan bahwa kecepatan suatu reaksi kimia proporsional dengan kuantitas zat yang bereaksi.
Kinetika kimia berkaitan dengan penentuan percobaan laju reaksi dari yang tingkat hukum dan konstanta laju berasal. Relatif sederhana hukum menilai ada untuk orde reaksi nol (yang laju reaksi adalah independen konsentrasi), orde pertama reaksi , dan orde reaksi kedua , dan dapat diturunkan bagi orang lain. Dalam reaksi berturut-turut itu -langkah menentukan tingkat sering menentukan kinetika. Pada reaksi orde pertama berturut-turut, sebuah steady state pendekatan dapat menyederhanakan hukum laju . Para Energi aktivasi untuk reaksi adalah eksperimen ditentukan melalui persamaan Arrhenius dan persamaan Eyring . Faktor utama yang mempengaruhi laju reaksi meliputi: kondisi fisik dari reaktan, maka konsentrasi reaktan, dengan temperatur reaksi awal yang terjadi, dan apakah tidak ada katalis yang hadir dalam reaksi.

B.    ISI

Ø     Definisi

Reaksi kimia adalah proses berubahnya pereaksi menjadi hasil reaksi. Proses itu ada yang lambat dan ada yang cepat. Contohnya bensin terbakar lebih cepat dibandingkan dengan minyak tanah. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat, seperti membakar dinamit yang menghasilkan ledakan, dan yang sangat lambat adalah seperti proses berkaratnya besi. Pembahasan tentang kecepatan (laju) reaksi disebut kinetika kimia. Dalam kinetika kimia ini dikemukakan cara menentukan laju reaksi dan faktor apa yang mempengaruhinya (Syukri,1999).
Kinetika reaksi merupakan cabang ilmu kimia yang membahas tentang laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi. Laju (kecepatan) reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap satuan waktu. Laju rekasi suatu reaksi kimia dapat dinyatakan dengan persamaan laju reaksi. Untuk reaksi berikut:
A + B AB
Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi. Laju reaksi berhubungan dengan pembahasan seberapa cepat atau lambar reaksi berlagsung. Sebagai contoh seberapa cepat reaksi pemusnahan ozon di atmosfer bumi, seberapa cepat reaksi suatu enzim dalam tubuh berlangsung dan sebagainya. Bila terdapat reaksi sebagai berikut:
aA  + bB   ->  cC  + dD
dimana a, b, c, dan d adalah koefisien reaksi dan A, B adalah reaktan dan C, D adalah produk reaksi. Laju reaksi dapat didefinikan sebagai pengurangan reaktan tiap satuan waktu dan derumuskan sebagai:
rumuslajureaksi
atau didefinisikan sebagai penambahan jumlah produk tiap satuan waktu dan dirumuskan sebagai:
ru
tanda minus (-) digunakan pada reaktan disebabkan jumlah reaktan setelah t detik akan lebih kecil dibandingan dengan jumlah reaktan pada to (waktu awal) sehingga untuk mendapatkan hasil v yag bernilai positif maka harus ditambahkan tanda minus. Nilai v yang dicarai dari keempat cara diatas yaitu dengan memakai [A], [B], [C], dan [D] akan memiliki nilai yang sama.
Ø     Persamaan Laju Reaksi
Persamaan laju reaksi mendiskripsikan persamaan matematika yang dipegunakan dalam kinetika kimia yang menghubungkan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan. Untuk reaksi yang sama seperti diatas,
aA  + bB   ->  cC  + dD
maka persamaan laju reaksinya secara umum dapat didefinisikan sebagai berikut:
v = k[A]a[B]b
dimana k adalah konstanta laju reaksi, a disebut orde reaksi terhadap A dan b disebut orde reaksi terhadap B. Penjumlahan a+b meghasilkan orde reaksi total. Persamaan laju reaksi tidak dapat ditentukan secara teoritis akan tetapi bisa ditentukan melalui percobaan kimia/eksperimental. Ada kalanya reaksi hanya dipengaruhi oleh satu reaktan atupun semua reaktan, dan nilai order reaksi bisa sama dengan koefisien reaksi maupun tidak.
Berdasarkan orde reaksi totalnya maka reaksi dibedakan atas reaksi orde 1, orde 2, orde 3 dan sebagainya. Ada kalanya reaksi berorder “nol” yang artinya reaksi tidak dipengaruhi oleh reaktan yang terlibat dalam reaksi, dan biasanya terjadi pada reaksi dekomposisi/ penguraian.
Bila terdapat reaktan yang berbentuk padatan maka reaktan ini tidak dimasukkan dalam persamaan reaksi disebabkan reaksi yang terjadi pada padatan hanya terjadi pada permukaan padatan sehingga konsentrasinya dianggap constant.
Penggabungan laju reaksi dengan persamaan laju reaksi diatas dapat dinyatakan sebagai:
rumuslajureaksi2
Persamaan laju reaksi secara umum ditulis sebagai berikut:
R = k [A]m [B]n
K sebagai konstanta laju reaksi, m dan n orde parsial masing-masing pereaksi (Petrucci, 1987).
Pengetahuan tentang faktor yang mempengaruhi laju reaksi berguna dalam mengontrol kecepatan reaksi berlangsung cepat, seperti pembuatan amoniak dari nitrogen dan hidrogen, atau dalam pabrik menghasilkan zat tertentu. Akan tetapi kadangkala kita ingin memperlambat laju reaksi, seperti mengatasi berkaratnya besi, memperlambat pembusukan makanan oleh bakteri, dan sebagainya (Syukri, 1999).
Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
a. Sifat dan ukuran pereaksi. Semakin reaktif dari sifat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah, hal ini dapat dijelaskan dengan semakin luas permukaan zat yang bereaksi maka daerah interaksi zat pereaksi semakin luas juga. Permukaan zat pereaksi dapat diperluas dengan memperkecil ukuran pereaksi. Jadi untuk meningkatkan laju reaksi, pada zat pereaksi dalam bentuk serbuk lebih baik bila dibandingkan dalam bentuk bongkahan (Petrucci, 1987).
b. Konsentrasi. Dari persamaan umum laju reaksi, besarnya laju reaksi sebanding dengan konsentrasi pereaksi. Jika natrium tiosulfat dicampur dengan asam kuat encer maka akan timbul endapan putih. Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Ø     Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

v     Sifat Reaktan

Tergantung pada apa yang zat yang bereaksi, laju reaksi bervariasi.. Reaksi asam, pembentukan garam , dan pertukaran ion adalah reaksi cepat. Ketika pembentukan ikatan kovalen terjadi antara molekul-molekul dan ketika molekul besar terbentuk, reaksi cenderung sangat lambat. Sifat dan kekuatan obligasi dalam molekul reaktan sangat mempengaruhi tingkat transformasinya menjadi produk. Reaksi yang melibatkan penataan ulang obligasi lebih rendah melanjutkan lebih cepat dibandingkan dengan reaksi yang melibatkan pengaturan kembali obligasi yang lebih besar.

v     Keadaan Fisik

Keadaan fisik ( padat , cair , atau gas ) dari reaktan adalah juga merupakan faktor penting dari laju perubahan. Ketika reaktan dalam sama fase , seperti pada air larutan , gerak termal membawa mereka ke dalam kontak. Namun, ketika mereka berada di fase yang berbeda, reaksi terbatas pada antarmuka antara reaktan. Reaksi hanya dapat terjadi di wilayah mereka kontak, dalam kasus cair dan gas, pada permukaan cairan. Kuat gemetar dan diaduk mungkin diperlukan untuk membawa reaksi sampai selesai. Ini berarti bahwa semakin halus dibagi atau cair reaktan padat, semakin besar yang luas permukaan per unit volume , dan kontak lebih itu membuat dengan reaktan lain, sehingga reaksi lebih cepat. Untuk membuat analogi, misalnya, ketika seseorang mulai api, seseorang menggunakan chip kayu dan cabang-cabang kecil-satu tidak dimulai dengan besar kayu segera. Dalam kimia organik, Pada reaksi air adalah pengecualian dari aturan bahwa reaksi homogen berlangsung lebih cepat dari reaksi heterogen.

v     Konsentrasi

Konsentrasi memainkan peran yang sangat penting dalam reaksi sesuai dengan teori tabrakan reaksi kimia, karena molekul harus bertabrakan untuk bereaksi bersama-sama. Sebagai konsentrasi reaktan meningkat, maka frekuensi dari molekul bertabrakan meningkat, mencolok satu sama lain lebih sering dengan berada di kontak yang lebih dekat pada suatu titik waktu tertentu. Pikirkan dua reaktan berada di wadah tertutup. Semua molekul yang terkandung dalam yang bertabrakan terus-menerus. Dengan meningkatkan jumlah satu atau lebih reaktan itu menyebabkan tabrakan ini terjadi lebih sering, meningkatkan laju reaksi

v     Suhu

Suhu biasanya memiliki pengaruh besar pada laju reaksi kimia. Molekul pada suhu yang lebih tinggi memiliki lebih energi panas . Walaupun frekuensi tumbukan lebih besar pada temperatur yang lebih tinggi, ini saja memberikan kontribusi hanya sebagian yang sangat kecil untuk peningkatan laju reaksi. Jauh lebih penting adalah kenyataan bahwa proporsi molekul reaktan dengan energi yang cukup untuk bereaksi (energi lebih besar dari energi aktivasi : E> E a) secara signifikan lebih tinggi dan dijelaskan secara rinci oleh Maxwell-Boltzmann distribusi energi molekular. 'Rule of thumb "bahwa tingkat reaksi kimia dua kali lipat untuk setiap kenaikan suhu 10 ° C adalah kesalahpahaman umum Hal ini mungkin telah umum dari kasus khusus sistem biologi, di mana Q 10 (suhu koefisien) seringkali antara 1,5 dan 2,5. Reaksi kinetika A juga dapat dipelajari dengan melompat suhu pendekatan. Hal ini melibatkan menggunakan kenaikan tajam dalam suhu dan mengamati tingkat relaksasi dari sebuah proses keseimbangan.

v     Katalis


Generik diagram energi potensial yang menunjukkan pengaruh katalis dalam suatu reaksi kimia endotermik hipotetis. Keberadaan katalis membuka jalur reaksi yang berbeda (ditampilkan dalam warna merah) dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Hasil akhir dan termodinamika secara keseluruhan adalah sama.
Suatu katalis adalah zat yang mempercepat laju reaksi kimia tetapi tetap kimia berubah setelah itu.. Katalis meningkatkan laju reaksi yang berbeda dengan menyediakan mekanisme reaksi terjadi dengan lebih rendah energi aktivasi . Dalam autocatalysis produk reaksi itu sendiri merupakan katalis untuk itu reaksi yang mengarah ke umpan balik positif . Protein yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biokimia yang disebut enzim . Michaelis-Menten kinetika menggambarkan laju reaksi enzim dimediasi . katalis A tidak mempengaruhi posisi kesetimbangan, sebagai katalis mempercepat reaksi mundur dan maju sama. Dalam molekul organik tertentu, substituen tertentu dapat memiliki pengaruh terhadap laju reaksi di tetangga partisipasi kelompok . Menghasut atau mencampur larutan juga akan mempercepat laju reaksi kimia, karena hal ini memberikan energi kinetik partikel yang lebih besar, meningkatkan jumlah tumbukan antara reaktan dan karenanya kemungkinan tabrakan sukses.

v     Tekanan

Peningkatan tekanan dalam reaksi gas akan meningkatkan jumlah tumbukan antara reaktan, meningkatkan laju reaksi. Hal ini karena aktivitas gas berbanding lurus dengan tekanan parsial gas. Hal ini mirip dengan efek meningkatkan konsentrasi suatu larutan.

v     Equilibrium

Sementara kinetika kimia berkaitan dengan laju reaksi kimia, termodinamika menentukan sejauh mana reaksi terjadi. Dalam reaksi reversibel , kesetimbangan kimia tercapai bila tingkat maju dan reaksi reverse adalah sama dan konsentrasi dari reaktan dan produk ada perubahan lagi. Hal ini ditunjukkan dengan, misalnya, proses Haber-Bosch untuk menggabungkan nitrogen dan hidrogen untuk memproduksi amoniak. clock Kimia reaksi seperti reaksi-Zhabotinsky Belousov menunjukkan bahwa konsentrasi komponen dapat berosilasi untuk waktu yang lama sebelum akhirnya mencapai keseimbangan.

v     Energi Gratis

Secara umum, perubahan energi bebas (? G) reaksi menentukan apakah perubahan kimiawi akan terjadi, namun kinetika menggambarkan bagaimana reaksi cepat. Reaksi bisa sangat eksotermik dan memiliki sangat positif entropi perubahan tetapi tidak akan terjadi dalam praktek jika reaksi ini terlalu lambat. Jika reaktan dapat menghasilkan dua produk yang berbeda, yang stabil yang paling termodinamika pada umumnya akan membentuk kecuali dalam keadaan khusus ketika reaksi dikatakan berada di bawah kendali kinetika reaksi . The -Hammett Prinsip Curtin berlaku ketika menentukan rasio produk dua reaktan interconverting cepat, masing-masing pergi ke produk yang berbeda. Hal ini dimungkinkan untuk membuat prediksi tentang konstanta laju reaksi untuk reaksi dari -energi hubungan bebas . Para Efek isotop kinetik adalah perbedaan dalam tingkat reaksi kimia ketika sebuah atom di salah satu reaktan diganti oleh salah satu perusahaan isotop . Kinetika kimia memberikan informasi tentang waktu tinggal dan perpindahan panas dalam reaktor kimia di teknik kimia dan distribusi massa molar di kimia polimer .

v     Aplikasi

Model matematis yang menggambarkan kinetika reaksi kimia memberikan ahli kimia dan insinyur kimia dengan alat untuk lebih memahami dan menjelaskan proses kimia seperti dekomposisi makanan, pertumbuhan mikroorganisme, dekomposisi ozon stratosfir, dan kimia kompleks sistem biologi. Model ini juga dapat digunakan dalam desain atau modifikasi reaktor kimia untuk menghasilkan produk mengoptimalkan, lebih efisien produk yang terpisah, dan menghilangkan lingkungan berbahaya oleh-produk Ketika melakukan catalytic cracking dari hidrokarbon yang berat menjadi bensin dan gas ringan, misalnya, model kinetik dapat digunakan untuk mencari suhu dan tekanan di mana hasil tertinggi dari hidrokarbon berat menjadi bensin akan terjadi.

C.    KESIMPULAN

Kinetika reaksi merupakan cabang ilmu kimia yang membahas tentang laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi. Laju (kecepatan) reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap satuan waktu. Laju rekasi suatu reaksi kimia dapat dinyatakan dengan persamaan laju reaksi. Reaksi kimia adalah proses berubahnya pereaksi menjadi hasil reaksi. Proses itu ada yang lambat dan ada yang cepat.
Persamaan laju reaksi mendiskripsikan persamaan matematika yang dipegunakan dalam kinetika kimia yang menghubungkan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan. Berdasarkan orde reaksi totalnya maka reaksi dibedakan atas reaksi orde 1, orde 2, orde 3 dan sebagainya. Ada kalanya reaksi berorder “nol” yang artinya reaksi tidak dipengaruhi oleh reaktan yang terlibat dalam reaksi, dan biasanya terjadi pada reaksi dekomposisi/ penguraian.
Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain sifat reaktan, keadaan fisik, konsentrasi, suhu. katalis, dan tekanan. Persamaan laju reaksi dapat ditentukan dengan mengolah data hasil percobaan dalam berbagai konsentrasi dan waktu. Dari persamaan laju dapat diketahui orde masing-masing pereaksi terhadap laju reaksi dan orde total reaksi.



















D.  DAFTAR PUSTAKA

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar. Bandung. ITB








































E.  SOAL DAN JAWABAN

1.      Reaksi A  +  B    X,mempunyai persamaan laju reaksi r = k[A]2[B].
a.     Hitunglah orde reaksi
b.    Bila konsentrasi A dan B keduanya diperbesar dua kali semula,berapa kali semulakah laju reaksi.
Jawab:
a.     Orde reaksi =2 + 1 = 3
b.    r1= k[A]2[B]
jika [A]'=2[A] dan [B]'=2[B],maka
r2=k x [2A]2[2B]
=8k[A]2[B]
=8r1(delapan kali semula)
2.      Reaksi A    Hasil,berorde satu dengan k=0,26 s-1.Konsentrasi A mula-mula 8M.Hitung konsentrasi A yang tinggal setelah:
a.     0,5 menit
b.    6,3 menit
Jawab:
a.     (a-x)=ae-kt
=8 x e-0,26x0,5
=7,02 M

b.    (a-x)=ae-kt
=8 x e-0,26x6,3
=1,55 M
3.      Suatu reaksi mempunyai energi aktivasi 65 kj mol-1.Laju pada 100=7,8x10-2 mol l-1 s-1.Tentukanlah tetapan laju pada suhu 200 !
Jawab:
 
-2,55 + =-4,43
k2=6,55 mol l-1 s-1
4.      Pada suhu 300,tetapan laju reaksi:siklopropana    propelin adalah 2,4x10-10 s-1,dan pada suhu 400 adalah 1,16x10-6 s-1.Tentukan nilai Ea.
Jawab:
 
 
-9,94  =  Ea(3,1x10-5 j-1mol)
Ea=320 kJ mol-1
5.      Tentukan persamaan laju reaksi
2H2(g)  +  SO2(g)    2H2O(g)  +  S(s)
Yang mempunai tahap:
a.     H2(g)  +  SO2(g)    SO2H2 (lambat)
b.    SO2H2      H2O(g)  +  SO (cepat)
c.     SO  +  H2(g)  +     SOH2 (cepat)
d.    SOH2(g)    H2O  +  S        (cepat)
Jawab:
Tahap penentu laju reaksi adalah tahap 1,yang bergantung pada konsentrasi H2 dan SO2.Karena kedua zat ini adalah pereaksi,maka persamaan laju reaksinya adalah:
r  =  k[H2][SO2]

1 komentar:

NURUL RAMADHAN mengatakan...

kamu copas dari mana ? kok soalnya gak jelas gitu. Panah reaksi kagak ada, reaksinya yang dijawaban juga kagak ada. klo lu copas tolong dong disertai web asli yg lu copas jd kan yg baca jd tau.

Poskan Komentar