Makalah Kinetika Kimia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Kinetika Kimia

Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi kimia, faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan hubungannya terhadap mekanisme reaksi. Kinetika kimia disebut juga dinamika kimia, karena adanya gerakan molekul, elemen atau ion dalam mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu.

REAKSI ORDE NOL

REAKSI ORDE SATU

REAKSI ORDE KEDUA

A. Molekularitas

Molekularitas pada reaksi kimia didefenisikan sebagai jumlah molekul pereaksi yang ikut serta pada reaksi sederhana yang sesuai pada tahap dasar. Umumnya reaksi dasar memiliki satu atau dua molekularitas, meskipun beberapa rreaksi meliputi tiga molekul yang bertumbukan secara serentak mempuyai tiga molekularitas, dan pada hal yang sangat jarang penyelesaiannya, empat molekularitas.

1. Reaksi-reaksi Unimolekular

Reaksi unimolekular meliputi satu molekul pereaksi dan salah satunya isomerisasi

A B

Atau dekomposisi

A B + C

Beberapa contoh reaksi-reaksi unimolekular

CH₃NC CH₃CN

C₂H₆ 2 CH₃

C₂H₅ C₂H₄ + H

2. Reaksi-reaksi Bimolekular

Reaksi bimolekular adalah satu reaksi dimana dua molekul pereaksi yang sama atau tidak bergabung menghasilkan satu atau sejumlah molekul produk. Mereka adalah reaksi-reaksi asosiasi (kebalikan reaksi dekomposisi)

A + B AB

2A A₂

Atau reaksi pertukaran

A + B C + D

2A C + D

Beberapa contoh reaksi-reaksi bimolekular

CH₃ + C₂H₅ C₃H₈

CH₃ + CH₃ C₂H₆

C₂H₄ + HI C₂H₅I

H + H₂ H₂ + H

O₃ + NO O₂ + NO₂

Sulivan menunjukkan bahwa seringkali diberikanreaksi bimolekular klasik

2HI H₂ + I₂

adalah reaksi rantai pada temperatur tinggi (800 K) dengan penentuan laju tahap termolekular

3. Reaksi-reaksi Termolekular

Reaksi termolekular relatif jarang terjadi mereka termasuk tumbukan pada tiga molekul secara serentak menghasilkan satu atau lebih produk

A + B + C produk

Beberapa contoh reaksi-reaksi termolekular

NO + O₂ 2NO₂

NO + Cl₂ 2NOCl

2I + H₂ 2HI

H + H + Ar H₂ + Ar

Seperti yang dapat dilihat dari contoh yang diberikan di atas, saa molekularitas tidak dibentuk untuk proses yang melibatkan molekul stabil tetapi digunakan ketika bereaksinya spesies atom, radikal bebas atau ion. Selanjutnya pada dekomposisi asetaldehida, asetil radikal terurai

CH₃CO CH₃ + CO

Adalah proses unimolekular, ketika penggabungan pada radikal metil adalah proses bimolekular

CH₃ + CH₃ + M C₂H₆ + M

Ini hanya tepat untuk digunakan molekularitas untuk proses yang terjadi pada tunggal atau tahap dasar. Oleh karena menyatakan pengertian teoritical pada reaksi molekular dinamik. Reaksi dimana molekul pereaksi atau molekul-molekul mengaghasilkan produk atau produk-produk pada tahap sendiri atau dasar jarang.Jika reaksi adalah reaksi komplek diperlukan molekular spesifik pada tiap tahap individual reaksi.

B. Reaksi Berturutan

C. Reaksi Berantai

Hukum Laju Reaksi Berantai

Reaksi berantai sering menghasilkan hukum laju yang rumit namun tidak selalu. Sebagai contoh reaksi Thermal antara H₂ dan Br₂ dengan reaksi keseluruhan dan hukum laju yang diamati adalah:

H₂ + Br₂ à 2HBr

Dengan mekanisme berantai radikal:

Inisiasi :

Br₂ à 2 Br

Perambatan:

Br· + H₂ à HBr + H· v = k_b [Br][H2]

H· +Br₂ à HBr + Br v = k_b [H][Br2]

Perlambatan :

H· + HBr àH₂ + Br· v = k_c[H][HBr]

Terminasi :

Br· + Br· + M à Br₂ + M v = k_d [Br2]²

PEMBUKTIAN ORDE REAKSI

1. PEMBUKTIAN ORDE REAKSI

1. V = k [A]^o

V = k

Mol dm^-3s^-1= k

K = mol dm^-3s^-1

2. V = k [A]¹

K = s^-1

Mol dm^-3 s^-1 = k mol dm^-3

3. V = k [A]²

Mol dm^-3 s^-1 = k mol² dm^-6

K = mol^-1 dm^-3s^-1

s^-1 = k mol dm^-3

4. V = k [A] [B]²

K = mol ^-2 dm⁶ s^-1

Mol dm^-3 s^-1 = k [mol³ dm^-9]

PEMBUKTIAN RUMUS REAKSI ORDE NOL

PEMBUKTIAN RUMUS REAKSI ORDE SATU

PEMBUKTIAN RUMUS REAKSI ORDE DUA

PEMBAHASAN SOAL

Latihan 19.5

1. Emisi fosforescensi dari aseton-d₆ (0.05 M) dalam Asetonitril pada 20⁰C di ukur pada 450 nm. Hitung konstanta laju untuk emisi dan juga hitung life-time rata-rata keadaan triplet aseton dari data berikut:

T(μ detik)	20	32	40	60	80	100	120	140
I	5,5	4,6	4,0	2,9	2,1	1,5	1,05	0,75
Log I	0,74	0,66	0,60	0,46	0,33	0,18	0,025	-0,12

Jawab :

WAKTU PARUH

Contoh soal (Atkins, 26.11 & 26.12):

Suatu zat terkomposisi menurut reaksi 2A P dengan hukum laju orde kedua dan k = 2,62 x 10^-3 M^-1s^-1. Berapakah waktu paruh A jika [A]_o = 1,70 M?

Jawab:

Reaksi 2A P mempunyai hukum laju orde kedua dengan k = 3,50 x 10^-4 M^-1s^-1. Hitung waktu yang diperlukan agar konsentrasi A berubah dari 0,260 menjadi 0,011 M.

Jawab:

4. Soal dogra, 19.15 hal 638

Data berikut dicatat dalam peluruhan radikal ClO. Hitung orde reaksi tersebut

[ClO]_o x 10³ (mol m^-3)	8,7	8,44	7,44	7,39	7,13
Log [ClO]_o	0,94	0,926	0,892	0,869	0,853
t_1/2(m detik)	4,8	4,9	5,4	5,5	5,8
Log t_1/2	0,681	0,690	0,732	0,74	0,763

Data menunjukkan bahwa waktu paruh tidak bebas dari konsentrasi awak radikal ClO. Plot log [ClO] terhadap log t_1/2 adalah suatu garis lurus dan kemiringannya = -1.

Kemiringan =