Kimia Fisika IV
Dr. M. Masykuri, M.Si.
Chemical Education Study Program Teacher Training and Educational Studies Sebelas Maret University (UNS) Website: http://masykuri.staf.fkip.uns.ac.id, email: mmasykuri@
[email protected] yahoo.com
T eacher Training and Educatio nal Studies 3/20/2013
1
Definisi Reaksi Sederhana: •
• •
Persamaan stokiometrinya stokiometr inya menggambarkan menggambarkan apa yang sebenarnya sebenarnya berlangsung Berlangsung 1 tahap (reaksi elementer) Misal: H2 + Br = HBr + H satu molekul H2 bertumbukan dengan satu atom Br, dan terjadi pertukaran pertukaran “partner” “partner ” dengan pembentukan HBr dan H, maka reaksi tersebut adalah reaksi sederhana
•
Persamaan lajunya diberikan oleh r k H B Br r 2
Teacher Training and Educatio nal Studies
Definisi Reaksi Kompleks (Rumit): • •
•
Tersusun atas beberapa reaksi sederhana. Pada umumnya persamaan laju reaksi rumit tidak dapat diturunkan dari persamaan stoikiometrinya Misal: CO + Cl2 = COCl2
Teacher Training and Educatio nal Studies
Definisi Reaksi Kompleks (Rumit): •
Contoh Reaksi: CO + Cl2 = COCl2
•
Persamaan lajunya diberikan oleh r
•
d COCl 2
3
k Cl 2
dt
2
CO
Mekanisme yang melibatkan beberapa kesetimbangan seperti berikut : (i ) Cl == 2Cl 2
2
(ii ) Cl + CO == k (iii ) COCl + Cl2 3
Teacher Training and Educatio nal Studies
COCl COCl2 + Cl
Komponen Reaksi Kompleks Tiga macam komponen penyusun reaksi kompleks:
1. Reaksi Paralel
2. Reaksi Seri/Berurutan 3. Reaksi Berlawanan
Teacher Training and Educatio nal Studies
Reaksi Paralel •
Suatu susunan reaksi disebut sebagai parallel bila satu pereaksi secara bersamaan dapat mengalami dua atau lebih reaksi yang berbeda, dengan produk yang berbeda pula.
A→B A→C
Or:
A→B C
Bagaimana penurunan persamaan lajunya?
Teacher Training and Educatio nal Studies
Reaksi Paralel Contoh Reaksi Paralel:
•
A+B
P1 + …
A+C
k 1
k 2
P2 + …
Persamaan lajunya diberikan oleh: r
d A
dt
k AC
k 1 A B
k B k C A 1
Teacher Training and Educatio nal Studies
2
2
Reaksi Seri/Berurutan •
Suatu susunan reaksi disebut sebagai berurutan bila salah satu produk dari reaksi pertama mengalami reaksi lebih lanjut pada reaksi kedua.
A→B→C •
Sebagai contoh adalah dua reaksi pertama pada mekanisme dissosiasi etana, dengan kehadiran oksida nitrogen :
C2H6 + NO → C2H5 → + HNO Teacher Training and Educatio nal Studies
H + C2H4
Reaksi Seri/Berurutan Contoh Reaksi Seri
•
•
C2H6 + NO
C2H5 + HNO
C2H5
H + C2H4
k 1
k 2
C2H5 disebut zat antara, karena tidak terdapat dalam produk reaksi maupun dalam pereaksi. Laju pembentukan C 2H5 diberikan oleh
d C 2 H 5 dt
Teacher Training and Educatio nal Studies
k 1C 2 H 6 NO k 2 C 2 H 5
Reaksi Berlawanan •
Suatu susunan reaksi disebut berlawanan bila produkproduk reaksinya dapat bereaksi kembali menghasilkan reaksi awal.
A→B B→A •
Sebagai contoh adalah satu bagian dari mekanisma pembentukan HBr dari hidrogen dan brom
Br + H2 H + HBr
k1 → k2 →
Teacher Training and Educatio nal Studies
HBr + H H2 + Br
Ini bukan suatu reaksi kesetimbangan, karena lajunya tak harus sama pada kedua arah. Penyusunan persamaan laju berdasar mekanisma
Pendekatan Steady state •
Zat antara/Intermediet (disingkat ZANTARA): Pada awal reaksi, konsentrasi zat antara nol yang kemudian bertambah; pada saat yang sama zat ini mengalami reaksi pula, yang mengurangi konsentrasinya
•
Pendekatan steady state/keadaan tunak:
d X dt
0
bila X adalah zat antara
Orde reaksi terhadap A = p, diperoleh dari slope = tg Tetapan laju k, diperoleh dari intersep grafik Teacher Training and Educatio nal Studies
Pendekatan Steady state Contoh: Reaksi yang secara stokiometri diberikan oleh A+B=C+D
Kemungkinan mekanisma reaksi 1: melibatkan suatu zat antara X, adalah sebagai berikut,
k1 →
A+B X
k2 →
X+D C
Bagaimana penurunan persamaan lajunya?
Teacher Training and Educatio nal Studies
Pendekatan Steady state 1
Mekanisma reaksi 1:
k1 →
A+B
X+D
k2 →
X
Laju reaksi pada pembentukan produk C, r
C
d C dt
k 2 X
Ungkapan bagi konsentrasi X diperoleh dari pendekatan steady state bagi X, yaitu:
d X dt
k A B k X 0
X
1
2
k 1 A B k 2
Teacher Training and Educatio nal Studies
Maka persamaan laju secara keseluruhan menjadi,
r k 1 A B
Pendekatan Steady state 2
Mekanisma reaksi 2:
A+B X+D X
k1 → k-1 → k2 →
X+D
Laju reaksi pada pembentukan produk C, r
A+B
d C dt
k 2 X
C
Pendekatan steady state bagi X, yaitu:
d X dt
k 1 A B k 2 X 0
X
Maka persamaan laju secara keseluruhan menjadi,
r k 1 A B
k 1 A B k 2
Teacher Training and Educatio nal Studies
Sama!
Pendekatan Kesetimbangan Bila pada mekanisma reaksi 2:
A+B X+D X
k1 → k-1 → k2 →
X+D A+B
Bila kedua tetapan laju dari reaksi berlawanan ini jauh lebih besar dari tetapan laju reaksi terakhir
k 1
C
k 1 k 2
maka reaksi terakhir tak berpengaruh pada pasangan reaksi berlawanan. Pasangan reaksi ini praktis mengalami suatu kesetimbangan. Sehingga: Disebut: k k A B k 1 A B r Pendekatan k D X k 1 D Kesetimbangan 1
2
1
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh Contoh 1. Reaksi pembentukan fosgen: CO + Cl2 = COCl2 •
dengan persamaan laju, r
•
d COCl 2 dt
3
k Cl 2
2
CO
Reaksi ini diterangkan melalui suatu mekanisme:
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh •
•
Dari dua reaksi kesetimbangan diperoleh ungkapanungkapan berikut Persamaan laju pembentukan fosgen menjadi,
yang menghasilkan ungkapan,
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh Contoh 2. Reaksi penguraian nitrogen pentokside: 2N2O5 = 2 N2O4 + O2 •
dengan persamaan laju,
•
Mekanismeyang diusulkan oleh Ogg:
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh •
Penerapan pendekatan steady state bagi NO 3 dan NO:
•
Sedangkan laju reaksi adalah :
•
Eliminasi konsentrasi NO dan NO3 menghasilkan,
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh Contoh 3. Reaksi penguraian OZON: 2O3 = 3O2 •
•
FAKTA PENGAMATAN: Reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi oksigen dan pada keadaan oksigen berlebihan diamati berorde dua terhadap ozon Mekanisme Benson dan Axworthy, dimana M adalah molekul sebarang atau permukaan
Teacher Training and Educatio nal Studies
Contoh-contoh •
•
•
Laju reaksi,
Penerapan kaidah steady state bagi konsentrasi O menghasilkan,
Sehingga ungkapan laju reaksi,
Teacher Training and Educatio nal Studies
Sekian
Teacher Training and Educatio nal Studies
