Oleh: risars | 5 Mei 2015

KINETIKA KIMIA

  1. Pendahuluan

Pada termodinamika kimia dibahas arah reaksi, spontanitas reaksi terkait dengan perubahan energi bebas.  Energi bebas dapat diramalkan apakah suatu proses atau reaksi dapat berlangsung atau tidak. Tetapi termodinamika tidak menjawab berapa lama proses atau reaksi berlangsung, bagaimana mekanisme perubahan pereaksi menjadi hasil. Dalam mempelajari suatu reaksi tidak cukup hanya dengan termodinamika, tetapi diperlukan pula kinetika kimia. Kinetika kimia membahas tentang kecepatan reaksi, faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi, orde reaksi dan mekanisme reaksi. Kecepatan reaksi berkaitan dengan besarnya perubahan suatu zat terhadap fungsi waktu.

Ada dua alasan dasar mengapa kecepatan reaksi dipelajari : pertama kecepatan reaksi dipelajari untuk memprediksi waktu yang diperlukan oleh suatu reaksi dari campuran sehingga tercapai kesetimbangan. Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi, temperatur, tekanan dan pemberian katalis serta faktor lainnya. Dari ke empat faktor ini, melalui pemilihan kondisi laju reaksi dihasilkan  sesuai dengan yang diinginkan. Alasan kedua kita mempelajari kecepatan reaksi adalah untuk mempelajari atau mengetahui mekanisme reaksi. Terjadinya suatu reaksi mungkin berupa tumbukan reaktif dalam fasa gas dan mungkin juga berupa pertemuan reaktif dalam fasa larutan.

Slide2

beberapa reaksi yang berlangsung dalam kehidupan sehari-hari

  1. Kecepatan reaksi

Kecepatan reaksi adalah besarnya perubahan zat yang bereaksi terhadap waktu.  Data yang diperlukan untuk menghitung kecepatan reaksi adalah konsentrasi reaktan yang membentuk produk dan waktu yang diperlukan untuk reaksi. Skema variasi reaktan dan  produk sebagai fungsi waktu dapat digambarkan sebagai berikut.

gambar 1

Gambar 1. variasi konsentrasi reaktan dan produk

Gambar 1. Menunjukkan bahwa konsentrasi reaktan menurun sampai tercapainya harga kesetimbangan dan konsentrasi produk meningkat dari mula-mula berharga nol sampai terciptanya keadaan kesetimbangan.

Gambar di atas seperti halnya penguraian ozon menjadi oksigen reaktan adalah O3 dan produknya adalah O2, dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi

gambar 2

Selama reaksi berlangsung selang waktu (Dt), terjadi pengurangan konsentrasi O3 dan peningkatan konsentrasi O2. Laju reaksi dapat dinyatakan dari pengurangan zat O3 dan penambahan zat O2.

gambar 3

Tanda negatif menunjukkan bahwa O3 berkurang, sedangkan untuk O2 positif karena bertambah.

  1. Stoikiometri Laju reaksi

Suatu reaksi kimia dengan dua pereaksi A1 dan A2 dengan dua hasil reaksi A3 dan A4 dapat dinyatakan sebagai berikut :

gambar 4

gambar 5

 

gambar 6

 

  1. Hukum Kecepatan Reaksi

Persamaan yang menyatakan kecepatan sebagai fungsi konsentrasi setiap zat yang mempengaruhi laju reaksi disebut hukum laju atau persamaan laju untuk reaksi. Hukum kecepatan reaksi hanya dapat ditentukan dengan eksperimen dan tidak dapat disimpulkan hanya dari persamaan reaksi. Kecepatan reaksi merupakan fungsi temperatur, tekanan, dan konsentrasi dari semua komponen yang bereaksi reaksi. Selain itu juga untuk reaksi homogen (misal dalam fasa gas) kecepatan reaksi juga proporsional dengan volume (V). Jika reaksi terjadi pada suatu permukaan aktif maka kecepatan reaksi proporsional terhadap luas dari permukaan aktif (A).

Jika reaksi homogen, kecepatan reaksi tidak dipengaruhi oleh permukaan aktif , maka reaksi hanya akan dipengaruhi oleh konsentrasi, temperature, dan tekanan. Pengaruh tekanan hanya terjadi pada reaksi yang memiliki fasa gas. Untuk persamaan reaksi:

A + B + C——> Hasil reaksi

hukum kecepatan reaksi yang ditulis dalam bentuk,

gambar 7

 

dimana [A][B][C] adalah notasi dari konsentrasi spesies yang terlibat, dan k adalah tetapan, total alfa, beta, gama sebagai orde reaksi.

Rumusan ini disebut hukum kecepatan untuk suatu reaksi homogen. Hukum ini ditentukan dengan percobaan dan tidak boleh diramalkan dari persamaan stoikiometri untuk total reaksi. Sebagai contoh hukum kecepatan pada reaksi antara H2 dan Br2 :

gambar 8

 

Salah satu obyek dalam percobaan kinetika adalah membuktikan alasan bentuk mekanisme yang sesuai dengan pendekatan  hukum kecepatan reaksi.

Langkah yang penting pada setiap kinetika adalah penentuan komponen yang aktif dari sistem reaksi tersebut yang diukur dari perubahan konsentrasi dalam unit  volume.

Jika konsentrasi produk memberikan pengaruh langsung pada komponen aktif dari sistem reaksi maka disebut Auto-katalitik (untuk pengaruh positif) dan auto-inhibisi (untuk pengaruh negatif). Hubungan fungsi antara kenaikan konsentrasi dari produk atau pengurangan konsentrasi reaktan dalam satuan waktu pada suatu reaksi disebut kecepatan reaksi. Pada umumnya kecepatan reaksi dapat diramalkan dengan hanya mengetahui persamaan stiokiometri. Tetapi tidak semua reaksi dapat dibuat semacam itu sebagai contoh reaksi Bromine atau Iodin dengan hidrogen yang mempunyai stoikiometri sama tetapi kecepatan reaksinya sangat berbeda bentuknya.

gambar 9

 

gambar 10

 

gambar 11

 

Jawablah pertanyaan berikut!

1. Apa yang dimaksud kinetika kimia?

2. Apa yang dimaksud dengan laju reaksi?

3. Adakah perbedaan antara kinetika dan laju reaksi?

4. Mengapa setiap reaksi kimia memiliki laju reaksi yang berbeda-beda?

5. Jelaskan perbedaan laju konsumsi dan laju produksi!

6. Jelaskan apa yang dimaksud orde reaksi?

7. Jelaskan pula apa perbedaan reaksi berorde reaksi satu, dua, dan tiga!

8. Ekspresikan persamaan hukum laju untuk reaksi berorde satu, dua, dan tiga!

Jawablah beberapa pertanyaan di atas di kolom comment (minimal 2 jawaban pertanyaan per orang)

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

Kalender Hijriyah

%d blogger menyukai ini: