BAB IPENDAHULUANI.1 Teori Dasar1.1.1 Reaksi Kesetimbangan
KimiaKeadaan Kesetimbang adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi
seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas
kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama.
Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus
berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan
kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis
(perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia
dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.
Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem
kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas,
larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada
dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk
padat-gas, padat-larutan.Faktor faktor yang mempengaruhi
Kesetimbangan: Pengaruh konsentrasi Pengaruh tekanan Pengaruh suhu
KatalisKonstanta KesetimbanganPerhitungan konstanta kesetimbangan
dilakukan pada saat kesetimbangan reaksi bolak-balik. Konstanta
kesetimbangan merupakan jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh
dari suatu reaksi secara kuantitatif.Macam-macam konstanta
kesetimbangan :, , , , dan Sifat-sifat konstanta kesetimbangan1.
Dari berbagai tetapan yang ada, merupakan tetapan yang sering
digunakan karena hanya bergantung pada suhu dan tidak bergantung
pada tekanan maupun volume. dan merupakan tetapan pada sistem
ideal.2. Konstanta kesetimbangan menyatakan secara kuantitatif
pengaruh konsentrasi perekasi dan hasil reaksi terhadap tingkat
selesainya reaksi. Besarnya menentukan sampai seberapa jauh reaksi
berlangsung.
Kesetimbangan HomogenIstilah kesetimbangan homogen berlaku untuk
reaksi yang semua spesi bereaksinya berada pada fasa yang sama.
Kesetimbangan HeterogenReaksi reversible yang melibatkan reaktan
dan produk yang fasanya berbeda menghasilkan kesetimbangan
heterogen.
Prinsip Le Chateller BraunBila pada sistem yang ada dalam
kesetimbangan diberikan aksi, maka dalam sistem akan terdapat
reaksi yang berusaha memperkecil aksi tadiContoh :
Bila Tekanan (P) dinaikkan maka dalam sistem timbul reaksi yang
memperkecil P, dan reaksi bergeser ke kanan.Bila Temperatur (T)
dinaikkan, maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil
kenaikan temperatur, reaksi bergeser ke kiriHubungan tetapan
kesetimbangan (K) dengan Tekanan (P) dan Temperatur (T) Nilai K
tidak bergantung pada tekanan. Bila P naik, maka nilai K tetap.
Nilai K bergantung pada temperatur. Nilai K pada bermacam-macam
temperatur, berbeda-beda.Hubungan Konstanta Kesetimbangan dengan
Derajat Disosiasi
Hubungan Derajat Disosiasi dengan Berat Molekul Campuran
1.1.2 Laju Reaksi Perubahan konsentrasi reaktan atau produk
terhadap waktu yang bersifat kuantitatif positif.Contoh penulisan
laju reaksi pada persaman umum reaksi dibawah aA+bBcC+dDlaju
reaksnya adalah
Jika dikonversi kedalam persamaan gas ideal, maka laju reaksi
menjadi
Factor yang mempengaruhi laju reaksi KonsentrasiSemakin tinggi
konsentrasi, maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin
cepat). Luas permukaan bidang sentuhSemakin luas permukaan bidang
sentuhnya, maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin
cepat). Semakin kecil ukuran zat atau partikelnya, maka semakin
besar luas bidang sentuhnya. TemperatureSemakin tinggi temperatur,
maka semakin besar laju reaksinya (reaksi semakin cepat).
KatalisKatalis dapat menurunkan energy aktivasi. Jika energy
aktivasi rendah, maka akan banyak tumbukan yang terjadi dan reaksi
berlangsung cepat.Konstanta reaksi Adalah konstanta kesebandingan
antara laju reaksi dan konsentrasi reaktan. Persamaan umum
reaksiaA+ bB cC + dDpersamaan laju reaksinya menjadi
Konstanta laju reaksi juga dipengaruhi oleh suhu, sehingga
didapatkan persamaan
Orde ReaksiOrde reaksi adalah nilai dalam konsentrasi reaktan
yang dapat menaikkan laju reaksi, sedangkan orde reaksi keseluruhan
adalah jumlah dari pangkat-pangkat setiap konsentrasi reaktan yang
ada dalam hukum laju. Persamaan v = k [A] [B] menunjukkan bahwa A
memiliki orde pertama dan B juga memiliki orde pertama, sehingga
orde reaksi keseluruhan adalah 2. Orde reaksi tidak perlu memiliki
angka yang bulat, contohnya v = k [A]1/2 [B]. Untuk persamaan v =
k[A]0[B], A memiliki orde reaksi nol, sehingga laju reaksi tidak
bergantung pada konsentrasi A.
Energi aktivasiEnergi aktivasi adalah jumlah energi minimum yang
mengawali reaksi kimia.
Hubungan konstanta laju reaksi dengan suhu (Persamaan
Arrhenius)Ketergantungan konstanta laju reaksi terhadap suhu dapat
dinyatakan dengan persamaan Arrhenius: k = Ae-Ea/RT dimana Ea
adalah energi aktiviasi dari reaksi (dalam kilojoule per mol), R
adalah konstanta gas (8.314 J/M mol), T adalah suhu mutlak, dan e
adalah basis dari skala logaritma natural.
Hubungan konstanta kesetimbangan dengan suhu (Persamaan Vant
Hoff)Persamaan Vant Hoff menunjukkan bahwa ketika H bernilai
negatif (reaksi eksotermik), K akan berkurang dengan temperatur,
sedangkan ketika H bernilai positif (reaksi endotermik), K akan
meningkat dengan temperatur.
BAB IIISIJawaban Pertanyaan
Kesetimbangan Kimia1. Reaksi pembentukan NO dari
komponen-komponennya hanya dapat terjadi pada suhu tinggi. Jika
dalam wadah 1,0 dm3 yang mengandung 5,0 g nitrogen dan 2,0 g
oksigen dipanaskan sampai suhu 2300 K, nilai konstanta
kesetimbangan dari reaksi N2(g) + O2(g) 2NO(g) adalah 1,69 x
10-3.
a. Reaksi pembentukan NO, berdasarkan persamaan reaksi di atas,
merupakan reaksi kesetimbangan. Berikanlah penjelasan tentang
perbedaan reaksi kesetimbangan dengan reaksi bentuk lain. Jawab
:Reaksi kesetimbangan merupakan reaksi reversibel, dimana reaksi
pembentukan produk dan reaksi pembentukan reaktan kembali oleh
produk terus berlangsung. Namun, dalam reaksi kesetimbangan laju
pembentukan produk dan reaktan sama sehingga tidak ada perbedaan
lagi dalam sistem tersebut. Reaksi irreversibel merupakan reaksi
yang berjalan 1 arah yaitu reaktan bereaksi membentuk produk,
reaksi ini berbeda dengan reaksi kesetimbangan dimana dalam reaksi
kesetimbangan reaksi berlangsung dalam 2 arah. Dalam reaksi seri
(consecutive reaction), reaksi untuk menghasilkan produk melalui
beberapa tahap dan membentuk produk intermediate. Contohnya reaksi
AC, reaksi ini terdiri dari 2 tahapan reaksi yaitu A B C. Reaksi
seri ini juga dapat dikombinasikan dengan reaksi reversibel
contohnya A B C.Dalam reaksi paralel, pada reaktan yang sama dapat
terjadi dua atau lebih reaksi yang menghasilkan produk yang
berbeda. Reaksi paralel ini dapat juga merupakan reaksi
kesetimbangan. Contohnya:A + B C + DA + B C + ESehingga reaksi
totalnya menjadi 2A + 2B 2C + D + EReaksi rantai adalah reaksi yang
berlangsung dalam suatu rangkaian reaksi yang berurutan yang
diinisiasi oleh proses primer yang sesuai. Dalam reaksi rantai,
senyawa intermediet reaktif (sering juga disebut chain carrier)
dikonsumsi, reaktan dikonversi menjadi produk, dan kemudian senyawa
intermediet reaktif diregenerasi kembali. Regenerasi dari senyawa
intermediet reaktif yang kemudian mengijinkan siklus ini terjadi
berulang-ulang. Kebanyakan dari reaksi pembakaran, peledakan, dan
adisi polimerisasi adalah reaksi rantai dan biasanya melibatkan
radikal bebas sebagai senyawa intermediet. Dalam reaksinya melalui
4 tahap yaitu Inisiasi, Propagasi, Inhibisi, danTerminasi.
b. Ketika menjelaskan tentang reaksi kesetimbangan, kita selalu
melibatkan suatu konstanta yang dikenal dengan konstanta
kesetimbangan. Berikanlah penjelasan mengenai suatu konstanta
kesetimbagan tersebut, persamaan yang menghubungkan antara berbagai
jenis konstanta kesetimbangan dan hubungannya dengan energi bebas
Gibbs.Jawab:Perhitungan konstanta kesetimbangan dilakukan pada saat
kesetimbangan reaksi bolak-balik. Konstanta kesetimbangan merupakan
jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh dari suatu reaksi secara
kuantitatif.Macam-macam konstanta kesetimbangan1. (Konstanta
Kesetimbanagan Termodinamika)Konstanta kesetimbangan ini
berdasarkan perubahan energi bebas Gibbs secara termodinamika.
, pada saat kesetimbangan
, karena konstan maka
Dengana= aktivitas= Perubahan energi bebas standar (cal/mol)=
Perubahan energi bebas (cal/mol)= 1,987 cal/mol= Suhu Kelvin
2. Hukum fugasitas Lewis menyatakan bahwa aktivitas gas dalam
campuran sebanding dengan tekanan parsial dikalikan dengan
koefisien aktivitas dari gas murni dari tekanan total pada
campuran.
Dengan= aktivitas gas i= koefisien aktifitas gas i= fraksi mol
dari gas i= tekanan parsial gas i= tekanan total dari campuran
gasDiketahui
tergantung pada gas yang terlibat dan tekanan serta sebanding
dengan satuan yang digunakan. Untuk gas ideal atau gas nyata pada
tekanan mendekati 0, nilai . Selain kondisi tersebut , dan .
3.
Dengan = Konstanta kesetimbangan fugisitas= Koefisien fugisitas
()
4.
merupakan kosntanta kesetimbangan konsentrasi karena banyaknya
zat dinyatakan dalam konsentrasi. Konsentrasi untukzat berfasa
liquid dan solid adalah 1.
5. Telah diketahui bahwa campuran beberapa gas dalam wadah yang
sama bergantung pada volume, tekanan, dan suhu yang sama, maka
jumlah partikel masing-masing komponen setara dengan jumlah molnya.
Karena tekanan parsial komponen gas setara dengan jumlah molnya
maka kesetimbangan gas dikenal dengan kesetimbangan tekanan ()
Hubungan dengan dapat diketahui dari persamaan berikut.
Dengan= (c+d) (a+b)Jika maka c. Dengan memanfaatkan nilai
konsatanta kesetimbagan, kita dapat menentukan komposisi atau
fraksi dari dari spesi reaksi. Dari persamaan pembentukan NO di
atas, turunkanlah suatu persaman yang menghubungkan antara
konstanta kesetimbangan dengan fraksi spesi reaktan maupun produk.
Berikanlah langkah-langkah penyelesaiannya.Jawab :
V= m = 5,0 gramm = 2,0 gramT= 2300 KK= 1,69x10-3Ditanyakan :
fraksi reaktan dan produk ?Penyelesaian :Perhitungan mol
mrs
Banyaknya zat yang bereaksi dimisalkan x karena tidak diketahui
apakah perekasi pembatas bereaksi semua atau tidak.Pada saat
kesetimbangan terdapat
Fraksi mol dapat dicari dengan
Tekanan total dapat dicari dari persamaan gas ideal dengan mol
total saat kesetimbangan (diasumsikan sebagai gas ideal karena
hanya pada suhu tinggi sedangkan tekanan belum diketahui).
Sistem merupakan reaksi homogen fasa gas sehingga konstanta
kesetimbangan yang dimaksud (K) adalah
Dipilih nilai karena secara teoritis yang menjadi pereaksi
pembatas adalah oksigen sehingga nilai x maksimal sama dengan mol
oksigen (0,06)
Nilai x disubtituskan dalam persamaan awal yaitu
2. Untuk mengurangi konsentrasi NO2 dapat dilakukan reaksi
dekomposisi terhadap NO2 mengikuti persamaan reaksi berikut.
Jika reaksi dilakukan pada tekanan 1 atm, maka persentasi NO2
yang terdekomposisi adalah :a. Dari bacaan sebelumnya diketahui
bahwa NO2 dapat terbentuk dari reaksi NO dengan oksigen. Berikanlah
penjelasan hubungan antara nilai konstanta kesetimbangan reaksi
pembentukan NO2 dari NO dan penguraian NO2 kembali menjadi NO
seperti reaksi di atas, dan bagaimanakah nilai konstanta
kesetimbangan jika reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut
Jawab :Konstanta kesetimbangan bergantung pada bentuk reaksi,
sehingga konstanta kesetimbangan tetap jika reaksi berbentuk
tetapJika reaksi penguraian NO2 seperti berikut
Maka
Sehingga reaksi pembentukan NO2 mempunyai
b. Derajat disosiasi dari suatu reaksi disosiasi dapat
ditentukan dengan memanfaatkan nilai konstanta kesetimbangan pada
suhu tertentu atau sebaliknya. Turunkanlah persamaan yang
menghubungkan derajat disosiasi dengan konstanta kesetimbangan, dan
berikanlah langkah-langkah penyelesaian untuk menentukan nilai
konstanta kesetimbangan dari reaksi penguraian NO2, pada setiap
suhu yang diberikan.Jawab :
T=00n - -n n nT=T0 n-n mol n mol n moln total = n-n + n + n =
n(1+) mol
Pada suhu 457 K
Pada suhu 552 K
Pada suhu 767 K
Pada suhu 903 K
c. Berdasarkan tabel di atas, diketahui bahwa suhu berpengaruh
terhadap derajat disosiasi NO2. Penjelasan tentang hal ini sudah
dijelaskan oleh Le Chateller-Braun yang mengatakan bahwa whenever
stress is placed on any system in a state of equilibrium, the
system will always react in a direction which will teng to
counteract the applied stress. Berikanlah penjelasan lebih lanjut
mengenai prinsip Le Chateller-Braun tersebut. Bagaimanakah hubungan
nya dengan nilai konstanta kesetimbangan untuk setiap pengaruh yang
diberikan.Jawab :Prinsip Le Chateller BraunBila pada sistem yang
ada dalam kesetimbangan diberikan aksi, maka dalam sistem akan
terdapat reaksi yang berusaha memperkecil aksi tadiContoh :
Bila Tekanan (P) dinaikkan maka dalam sistem timbul reaksi yang
memperkecil P, dan reaksi bergeser ke kananBila Temperatur (T)
dinaikkan, maka dalam sistem timbul reaksi yang memperkecil
kenaikan temperatur, reaksi bergeser ke kiriHubungan tetapan
kesetimbangan (K) dengan Tekanan (P) dan Temperatur (T) Nilai K
tidak bergantung pada tekanan. Bila P naik, maka nilai K tetap.
Nilai K bergantung pada temperatur. Nilai K pada bermacam-macam
temperatur, berbeda-beda.
d. Persamaan yang menggambarkan hubungan antara konstanta
kesetimbangan dengan perubahan suhu adalah persamaan
Gibbs-Helmholtz. Turunkanlah persamaan tersebut menjadi persamaan
yang lebih sederhana jika kita asumsikan bahwa perubahan entalpi
reaksi adalah tetap dan bagaimana bentuk penurunannya jika
perubahan entalpi reaksi juga dipengaruhi oleh perubahan
suhu?Jawab: Persamaan Gibbs-Helmholtz (perubahan entalpi reaksi
dipengaruhi oleh perubahan suhu)Hubungan Ka dengan
Untuk gas,
Persamaan Gibbs-Helmholtz (perubahan entalpi reaksi tetap)Bila
tetap terhadap T :
Dapat pula integrasi:
Secara grafik :
Grafik log Kp terhadap 1/T berupa garis lurus dengan dari ini
dapat ditentukan:Untuk Kc :
Untuk larutan : hingga:
3. Bentuk NO2 bisa berdisosiasi dengan N2O4 dan bentuk ini
bergantung pada suhu. Disosiasi yang terjadi adalah N2O4(g) NO2
(g). Jika pada 25oC dan tekanan 0,597 bar, diketahui densitas dari
gas adalah 1,477 g/dm3.a. Turunkanlah persamaan yang menghubungkan
antara konstanta kesetimbangan dengan densitas gas, dan kemudian
tentukan derajat disosiasi untuk reaksi disosiasi N2O4.Jawab
:Asumsikan mol N2O4 adalah X dan mol NO2 adalah Y pada reaksi
tersebutDengan persamaan gas ideal, maka didapatkanPV = nRT0,597 =
(X+Y).0,0831.298,15/1X+Y = 0,02408 ......... (1)
= massa N2O4 + massa NO2/ volume = 92,02X + 46,01Y/ 12X + Y =
0,03210 (2) Dengan mensubstitusikan persamaan 1 dan 2, maka
didapatkanX = 0,00802Y = 0,0161
PN2O4 = 0,00802/0,02408 x 0,597 = 0,1988 barPNO2 =
0,0161/0,02408 x 0,597 = 0,3992 bar
Kp = PNO2/ PN2O4Kp = 0,4979
N2O4(g) NO2 (g)Mn-RnanaSn-nana
Kp = na.P/n-na.P0,4979 = a/1-aa = 0,332b. Penambahan gas inert
ke dalam sistem reaksi dapat mempengaruhi kondisi kesetimbangan.
Berikanlah penjelasan mengenai pengaruh tersebut, dan bagaimana
dengan derajat disosiasi dari reaksi diatas.Jawab:Penambahan gas
inert pada suatu reaksi, akan menyebabkan tekanan total dari reaksi
tersebut bertambah. Sesuai dengan azas Le-Chatelier, jika tekanan
ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser kearah mol yang lebih
kecil. Akan tetapi, selama gas tersebut diasumsikan sebagai gas
ideal, penambahan gas lain tidak akan mengalami perubahan pada
tekanan parsialnya. Tekanan parsial dari gas ideal adalah tekanan
yang akan digunakan jika dia hanya sendiri di dalam suatu sistem
sehingga gas lain tidak berpengaruh, oleh karena itu
kesetimbangannya juga tidak juga mengalami perubahan. Maka untuk
kasus reaksi ini, penambahan gas inert hanya akan menambah tekanan
totalnya karena ada tambahan dari tekanan parsial gas inert, tetapi
kesetimbangannya tidak akan berubah.4. Reaksi yang melibatkan NOx
di atas merupakan reaksi kesetimbangan dari reaksi homogen dalam
fasa gas. Seperti yang kita ketahui, reaksi kesetimbangan homogen
bisa saja terjadi dalam fasa cair, seperti reaksi berikut
ini.Fruktosa-1,6-disfosfat gliseraldehid-3-fosfat
+diheidroksiaseton fosfat
Atau dalam bentuk reaksi kesetimbagan heterogen seperti di bawah
ini
Bagaimana bentuk persamaan konstanta kesetimbangan dari dua
reaksi tersebut? Jelaskan perbedaannya dengan reaksi kesetimbangan
dalam fasa gas.Jawab:Bentuk persamaan konstanta kesetimbangan dari
reaksi homogen pada fasa cair di bawah ini adalah :
fruktosa-1,6-difosfat gliseraldehid-3-fosfat + dihidroksiaseton
fosfat
Dalam bentuk rumus molekulnya adalah :
C6H10O6P2 (aq) C3H5O3P1 (aq) + C3H5O3P1 (aq)Sehingga persamaan
Konstanta Kesetimbangan Berdasarkan Konsentr asi(Kc):
Pada reaksi di atas merupakan reaksi kesetimbangan homogen pada
fasa cair, sehinggatidak memiliki konstanta kesetimbangan
berdasarkan tekanan (Kp) karena Kp hanya berlaku pada reaksi kimia
yang memiliki fasa gas.Bentuk persamaan konstanta kesetimbangan
dari reaksi heterogen pada penguraianCaCO3 di bawah ini adalah
:
Konstanta Kesetimbanga n Berdasarkan Konsentrasi (Kc), yaitu :Kc
= CO2Konstanta Kesetimbanga n Berdasarkan Tekanan (Kp), yaitu :Kp =
Kc RT nKp = [CO2] (RT1)Kp = PCO2Perbedaan dengan Reaksi
Kesetimbangan Fasa GasReaksi kesetimbangan homogen fasa cair adalah
reaksi kesetimbangan dimana reaksi tersebut hanya memiliki satu
fasa yang sama, yaitu fasa cair (aq). Sedangkan pada reaksi
kesetimbangan homogen fasa cair memiliki satu fasa yang sama, yaitu
fasa gas. Pada reaksi kesetimbangan homogen fasa cair pada
penguraian senyawa fruktosa-1,6 difosfat menjadi
gliseraldehid-3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat, hanya memiliki
konstanta kesetimbangan yang berdasarkan pada konsentrasi (Kc).
Sedangkan reaksi penguraian tersebut tidak memiliki konstanta
kesetimbangan yang berdasarkan pada tekanan (Kp), karena Kp hanya
berlaku pada reaksi kimia yang memiliki fasa gas sehingga komponen
atau senyawa selain fasa gas tidak dapat diikutsertakan dalam
perhitungan untuk mencari besar Kp. Dalam reaksi kesetimbangan
homogen fasa gas semua senyawa atau unsur yang terlibat dalam
reaksi tersebut dapat diikutsertakan dalam perhitungan untuk
mencari besar nilai Kc dan Kp.
5. KINETIKA REAKSI KIMIA ( tambahan)a. Jika dalam reaksi
kesetimbangan kita mengenal istilah konstanta kesetimbangan, maka
dalam kinetika reaksi kimia dikenal istilah konstanta laju reaksi.
Berikanlah penjelasan mengenai hubungan antara konstanta tersebut,
dan turunkanlah bentuk persamaan laju reksi untuk reaksi
pembentukan NO? Bagaimanakah bentuk persamaan laju reaksi untuk
jenis reaksi lain, seperti yang anda jelaskan sebelumnya?Jawab
:Konstanta kesetimbangan dalam reaksi kesetimbangan bergantung pada
koefisien stoikiometrinya, sedangkan pada konstanta laju reaksi
tidak bergantung pada koefisien stoikiometrinya. Namun pada reaksi
kesetimbangan dengan tahap elementer, dimana laju reaksi
pembentukannya akan sama dengan laju reaksi penguraiannya, sehingga
untuk tahap elementer, orde reaksinya sama dengan koefisien
stoikiometrinya. Persamaan reaksi pembentukan NON2(g) + O2()
NO(g)Jika kita tinjau bahwa mekanisme reaksi pembentukan
menggunakan tahap elementer dimana Untuk reaksi elementer orde
reaksi = koefisien, maka persamaan laju reaksinya adalah
Atau dengan menggunakan persamaan umum laju reaksiaA(aq) +
bB(aq) cC(aq) + dD(aq)
Sehingga persamaan laju reaksinya adalah
Jika dihubungkan dengan persamaan gas ideal, maka laju reaksiny
menjadi
b. Ada beberapa metoda yang dapat digunakan untuk menentukan
persamaan laju reaksi, yaitu menentukan konstanta laju reaksi dan
orde reaksi. Berikanlah penjelasan mengenai metoda yang dapat
digunakan untuk menentukan persamaan laju reaksi. Jika pada reaksi
dekomposisi C2H4O menjadi CH4 dan CO dlam fasa gas, data yang
dikumpulkan dari hasil percobaan adalah data perubahan tekanan
setiap waktu seperti di bawah ini:t, menit05791218
P, mm116.51122.56125.72128.74133.23141.37
Jelaskan langkah-langkah yang anda gunakan untuk menentukan
konstanta laju reaksi dan orde reaksinya.Jawab :Metode yang dapat
digunakan untuk menentukan persamaan laju reaksi adalah metode
isolasi. Jika suatu reaksi hanya memiliki satu reagen, persamaan
laju reaksi dapat ditentukan dengan fungsi konsentrasi. Jika reagen
konsentrasinya dilipat duakan dan laju reaksinya menjadi dua
kalinya, maka dapat diasumsikan bahwa reaksi yang terjadi adalah
orde 1. Dan jika reagen konsentrasinya dilipat duakan dan lajunya
menjadi empat kalinya, maka reaksi yang terjadi adalah reaksi orde
2. Jika suatu reaksi memiliki lebih dari dua reagen, maka cara
pengukurannya adalah dengan mengkonstankan konsentrasi dari reagen
lain selain yang ingin diuji. Kemudian dicari hubungannya dengan
konsentrasi, lakukan berulang dan orde reaksi tiap reagen dapat
ditentukan. Maka dari soal tersebut, yang diketahui adalah tekanan
awal dari C2H4O, dan karena wujud dari reagen adalah gas. Maka
perbandingan mol akan sama dengan perbandingan tekanan (hukum gas
ideal). Untuk orde nol
Untuk orde satu
Untuk orde dua
dengan memasukan data percobaan pada orde nol, orde satu dan
orde dua, kita bisa mendatapatkan ploting grafik dengan 3 bentuk
persamaan linearnya. Dari ketiga grafik yang mendekati kemiringan
garisnya satu adalah pada grafik orde nol.c. Jika nilai konstanta
kesetimbangan sangan dipengaruhi oleh suhu, begitu juga dengan
nilai konstanta laju reaksi. Hubungan antara konstanta laju reaksi
dengan suhu digambarkan oleh vant Hoff dan Arrhenius dalam bentuk .
Berdasarkan persamaan tersebut, jelaskan bagaimana anda bisa
menentukan energy aktivasi dari suatu reaksi, dan berikan satu
contoh.Jawab :
Dengan
Contoh soalKonstanta laju suatu reaksi orde pertama ialah 3.46 x
10-2 /detik, pada 298 K. Berapa konstanta laju reaksi pada 350 K,
jika energy aktivasi reaksi tersebut sebesar 50.2
kJ/mol?Penyelesaian :T1 = 298 K k1 = 3.46 x 10-2 /detikT2 = 350 K
k2 = ?Dengan menggunakan persamaan
d. Salah satu manfaat mempelajari kinetika adalah kita dapat
menurunkan satu persamaan laju untuk beberapa tahap reaksi, yang
biasa dikenal dengan reaksi rantai. Contohnya dalah reaksi
pembentukan HBr dari H2 dan Br2. Berikanlah langkah-langkah yang
jelas untuk dapat menurunkan persamaan laju reaksi dari reaksi
tersebut. Jawab Reaksi yang terjadi untuk pembentukan HBr terdiri
dari 5 reaksi, yaitu:1) Br2 2Br2) Br- + H2 HBr + H+3) H+ + Br2HBr +
Br-4) H+ + HBr H2 + Br-5) 2 Br- Br2Berdasarkan mekanisme tersebut,
maka HBr terbentuk pada reaksi 2 dan 3, dantereaksi pada reaksi 4.
Maka laju pembentukan HBr adalah
Dan dengan asumsi bahwa laju pembentukan H dan Br dalam steady
state maka,
Setelah disubtitusi diperoleh persamaan sebagai berikut:
Subtitusi konsentrasi Br pada persamaan H didapat :2[][2] =
[](3[2] + 4[])
Setelah itu, disubtitusi pada persamaan laju pembentukan HBr
sehingga persamaannya menjadi :
Bentuk sederhana ( Komponen penyebut dan pembilang di bagi
dengan 3[2]
Dan jika nilai k semuanya disederhanakan sesuai dengan persamaan
dibawah ini
Maka persamaan menjadi laju reaksinya menjadi
BAB IIIKESIMPULAN1. Reaksi kesetimbangan dapat terjadi reaksi
dua arah (bolak balik ) yaitu reversible.2. Faktor faktor yang
mempengaruhi Kesetimbangan: Pengaruh konsentrasi, Pengaruh tekanan,
Pengaruh suhu dan Katalis3. Turunan NOx adalah NO,NO2,N2O3 dan
N2O54. Laju reaksi merupakan perubahan konsentrasi terhadap waktu
yang dapat ditulis dengan persamaan dc/dt. 5. Untuk orde reaksi
nol, persamaan laju reaksi dc/dt = k0, 6. Untuk orde reaksi satu,
persamaan laju reaksi dc/dt = k1.C, 7. Untuk orde reaksi dua,
persamaan laju reaksi dc/dt = k2.C28. Dari persamaan laju reaksi
masing-masing orde dapat diketahui konsentrasinya dengan metode
integral.9. Pada laju reaksi diikuti dengan reaksi peluruhan
konsentrasi awal dan menghasilkan reaksi pembentukan pada
produk.10. Jenis-jenis reaksi yang terjadi yaitu reaksi searah
(irreversibel), reaksi bolak-balik (reversibel), reaksi beruntun
(konsekutif), reaksi parallel dan reaksi rantai.
REFERENSI
Bird, Tony. 1987. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta. PT.
Gramedia Pustaka
Chang, Raymond. 2007. Basic Chemistry Ninth Edition. New York:
Mc Graw Hill.Irwin, J. 2007. Astrophysics: Decoding the Cosmos.
John Wiley and Sons.Spitzer Jr., L., Physical Processes in the
Interstellar Medium, John Wiley & Sons, NewYork, 1978Clark, Jim
2002. Equilibrium Constants and Le Chateliers Principle. Tersedia
di:www.chemguide.co.uk/physical/equilibria/change.html#top. Diakses
pada tanggal 4Oktober 2014.Maron, Samuel H. Lando, Jerome B. 1974.
Fundamentals of Physical Chemistry. New York:Macmillan Publisihing
Co. Inc.Sukardjo. (2013). Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.
1