KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx

1. KINETIKA REAKSI

2. KINETIKA REAKSI
 Kinetika kimia adalah bagian dari kimia fisika yang
mempelajari tentang kecepatan reaksi dan
mekanisme reaksi.
 Cabang ilmu yang mempelajari reaksi kimia secara
kuantitatif dan juga mempelajari faktor-faktor yang
mempengaruhinya.
 Laju reaksi kimia adalah jumlah mol reaktan per satuan
volume yang bereaksi dalam satuan waktu tertentu
V dt (volume fluida)(waktu)
i
1 dN

jumlah mol i yang terbentuk
i
r


3. TINGKAT REAKSI (ORDE) DAN
MOLEKULARITAS
• Kecepatan reaksi adalah kecepatan perubahan konsentrasi
pereaksi terhadap waktu (), tanda minus menunjukkan
konsentrasi berkurang jika waktu bertambah
• Hukum Kegiatan Massa :
kecepatan reaksi pada temperatur tetap berbanding lurus
dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing
berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi
• Molekularitas : jumlah molekul pereaksi yang ikut dalam reaksi.
• Tingkat Reaksi (orde) Jumlah molekul pereaksi yang
konsentrasinya menentukan kecepatan reaksi

4. Orde reaksi ditentukan dengan percobaan
TINGKAT REAKSI (ORDE) DAN MOLEKULARITAS

5. MOLEKULARITAS
Contoh
Reaksi :
• Reaksi berlangsung dalam satu tahap.
• Reaksi ini bersifat bimolekuler karena dalam setiap
tahap reaksi melibatkan 2 molekul.
• Molekuraritas hanya mempunyai nilai 1,2 dan 3.
• Reaksi orde 2 tidak selalu bersifat bimolekuler,
tetapi reaksi bimolekuler selalu orde 2

6. PERSAMAAN LAJU REAKSI
Dapat juga ditulis dengan konsentrasi lain:

7. PERSAMAAN LAJU REAKSI

8. REAKSI ORDE NOL

9. REAKSI ORDE NOl
• Suatu reaksi orde nol, berjalan 50 % sempurna dalam 10
menit, reaksi dibiarkan berlangsung 5 menit lagi, berapa
banyak reaksi tersebut akan sempurna pada akhir 15 menit ?
Jawab
= 50 menit
Setelah menit ke 5/reaksi berjalan 15 menit

10. REAKSI ORDE PERTAMA
• Reaksi tingkat satu uni molekuler :
A  Hasil
rate = - = k. CA
Dimana :
k = tetapan kecepatan reaksi
CA= konsentrasi A pada saat t

11. REAKSI ORDE PERTAMA

12. REAKSI ORDE PERTAMA
Untuk menentukan apakah reaksi tingkat satu atau bukan
menggunakan metode:
1. Menggunakan harga konsentrasi awal () dan konsentrasi
pada waktu t (c), maka bila nilai k tetap untuk berbagai
harga c, maka reaksi tingkat satu
2. Secara grafik, jika data diplot pada grafik ln c vs t, jika
grafik berupa garis lurus yang memiliki slope , maka reaksi
tersebut orde satu.
3. Menggunakan waktu paruh

13. REAKSI ORDE PERTAMA

14. contoh

15. REAKSI ORDE KEDUA

16. REAKSI ORDE KEDUA

17. REAKSI ORDE KEDUA

18. REAKSI ORDE KEDUA-Contoh

19. Menentukan Laju dan Orde Reaksi
1. Metode Diferensial
2. Metode Integral
3. Metode Paruh Waktu
4. Metode Relaksasi
5. Metode Analisis Guggenheim

20. PENENTUAN ORDE REAKSI - Metode
Diferensial
• Data dinyatakan sebagai laju perubahan konsentrai waktu
terhadap konsentrasi reaktan.

21. PENETUAN ORDE REAKSI - Metode Integral
sebagai
kemudian diintegrasikan menjadi
dt
atau pada kasus yang lebih terbatas dapat dituliskan
Metode Integrasi  mencocokkan persamaan laju reaksi
dengan data hasil percobaan
dengan metode integral ini adalah
1. Pada sistem konstan volume, persamaan kecepatan
reaksi
penghilangan reaktan A akan mengikuti bentuk :
 r  
dCA
 f (k,C)
dt
2. Persamaan diatas disusun ulang
menjadi
 r  
dCA
 k f
(C)  k dt
f (C)
 dCA
f (CA )
dCA
t
 k dt  kt
C A

CA 0

0

22. PENENTUAN ORDE REAKSI - Metode Integral
3. Fungsi konsentrasi proporsional dengan waktu dan
diplot sehingga menghasilkan garis lurus dengan slope
k untuk persamaan kecepatan reaksi yang diuji.
4. Dari eksperimen tentukan nilai integrasi-nya dan plot.
5. Cek apakah data-data ini fit bagus dengan mekanisme
yang diujikan. Bila tidak coba mekanisme lain.

23. Waktu (s) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Konsentrasi (M) 8,000 4,106 2,107 1,082 0,555 0,285 0,146
Bila diketahui data kinetik sebagai berikut
Uji apakah data waktu-konsentrasi tersebut memenuhi orde
satu ! Bila ya berapa konstanta kecepatan reaksinya.
CONTOH METODE INTEGRAL

24. Jawab :
Asumsi bahwa data tersebut mengikuti orde satu sehingga
persamaan kecepatan reaksi mengikuti
A0
 ln
CA
 kt
C
A
 (ln C  ln
C
A0 A0
A
)  kt ln C  kt  ln C
0 1 2
-2
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
3 4 5
6
t det
Ln(C)
Konstanta kecepatan reaksi sebesar 0.66715 det
CONTOH METODE INTEGRAL

25. PENETUAN ORDE REAKSI –
METODE LAJU REAKSI AWAL

26. METODE LAJU REAKSI AWAL

27. Example 17. A.2
The recombination of I atoms in the gas phase in the presence
of argon was investigated and the order of the reaction was
determined by the method of initial rates. The initial rates of
reaction of 2 I(g) + Ar(g I2(g) + Ar(g) were as follows:
The Ar concentrations are
(a) 1.0 × 10−3
mol dm−3
(b) 5.0 × 10−3
mol dm−3
(c) 1.0 × 10−2
mol dm−3
.
Find the orders of reaction with respect to I and Ar, and the
rate constant.

28. The solution The data give the following points for the
graph:
The graph for varying [I] but
constant [Ar] is shown in Fig. a.
The slopes of the lines are 2, so
the reaction is second order with
respect to I

29. The effective rate constants kr,eff are as follows:
Figure 17A.5b shows the plot of log{kr,eff/(dm3
mol-1
s-1
)} against log{[Ar]0/(mol
dm-3
)}. The slope is 1, so b = 1 and the reaction is first order with respect to Ar.
The intercept at log{[Ar]0/(mol dm-3
)} = 0 is log{kr,eff/(dm3
mol-1
s-1
)} = 9.94, so
kr = 8.7 × 109 dm6
mol-2
s-1
. The overall (initial) rate law is therefore v =
kr[I]0
2
[Ar]0.

30. PENENTUAN KONSTANTA REAKSI

31. METODE GUGGENHEIM UNTUK ORDE 1

32. METODE GUGGENHEIM UNTUK ORDE 1

33. REAKSI REVERSIBEL
Reaksi diatas adalah reaksi reversibel orde ke-2, Laju reaksi:
Konsentrasi awal a mol/liter a mol/liter - -
Konsentrasi setelah waktu t (a-x) (a-x) x x

34. Pada keadaan seimbang  Reaksi ke kiri = reaksi ke kanan
REAKSI REVERSIBEL

35. Intermediate  Tidak Terdeteksi
REAKSI REVERSIBEL

36. Dua atau lebih reaksi terjadi secara bersamaan dari
reaktan yang sama
Laju reaksi
REAKSI PARALEL

37. Contoh:
Laju terurainya A:
Laju pembentukan B:
Laju pembentukan C:
REAKSI BERURUTAN
Misal konsentrasinya : x y c mol/liter

38. REAKSI BERURUTAN

39. Intermediet B konsentrasinya dianggap tetap:
REAKSI BERURUTAN

40. REAKSI BERURUTAN

41. REAKSI BERANTAI
Ada dua jenis reaksi seri/berantai :
a. Reaksi lurus - menggunakan pendekatan keadaan
b. Reaksi bercabang – reaksi cukup kompleks sehingga
pendekatan keadaan tetap tidak dapat digunakan 
Reaksi eksplosif
Contoh reaksi rantai lurus:
Reaksi :
Laju reaksi :
 dan  = konstanta

42. Tahap reaksi:

43.  Mempelajari jenis dan tahap reaksi
Misal:
Tahap penentu laju reaksi
MEKANISME REAKSI

44. Persamaan Arrhenius (1889):
K = konstanta laju reaksi, untuk reaksi orde satu satuan det-1
A = Faktor frekuensi (satuannya sama dengan laju reaksi)
Ea = Energi aktivasi
SUHU DAN LAJU REAKSI

45. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar
A dapat menghasilkan produk
ENERGI AKTIVASI

46. ENERGI AKTIVASI