Semester Genap Tahun Akademik 2010-2011
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA – FTI UPN “VETERAN” YOGYAKARTA
Thursday, 19thMay 2011
Bagaimana persamaan kinetika sebuah reaksi dapat diperoleh?
r = ...?
Data-data dan persamaan-persamaan kecepatan reaksi yang tersedia dari literatur
Metode-metode untuk memperoleh data kecepatan reaksi dari percobaan di laboratorium, menganalisisnya, dan menginterpretasikannya.
Postulasi mekanisme reaksi untuk memprediksi persamaan kecepatan reaksi
Pendekatan umum:
1. Pemilihan spesies(reaktan atau produk) untuk memantau atau mengamati keberlangsungan reaksi
2. Pemilihan jenis reaktordan mode pengoperasiannya
3. Pemilihan metode untuk mengamati keberlangsungan reaksi terhadap waktu
4. Pemilihan strategi percobaan, yakni bagaimana cara mela-kukan percobaan kinetika, termasuk jumlah dan jenis percobaan yang diperlukan; bagaimana mengantisipasi adanya kemungkinan reaksi-reaksi samping; bagaimana kondisi operasinya; bagaimana menjamin supaya data-data yang dihasilkan mempunyai reproducibilitytinggi; dsb.
5. Pemilihan metode untuk menentukan harga-harga para-meterkecepatan reaksi secara kuantitatif/numerik.
A + B
produk reaksi
dan lain-lain.
Perlu memahami hubungan antar
besaran tersebut di atas…!!!
Dari Neraca Massa A di Reaktor
A
♦ ♦ ♦
!
"
!
" #
" $ % &
& &
! "
" $
1. Metode grafik (atau grafik
pemban-ding)
2. Metode merata-ratakan harga k
(k
averaging procedure)
3.
Metode
fractional life
(metode ini hanya bisa diterapkan
untuk model kinetika
hukum
pangkat
)
(trial and
error)
!
!
!
"
#
$ %
Hubungan antarafractional life suatu reaksi (tF) dengan konsentrasi awal reaktan (CA0):
Di dalam sebuah reaktor batchbervolume-tetap, reaktan A terdekomposisi menurut persamaan reaksi homogen berikut: A produk
Komposisi A dalam reaktor (CA) yang diukur pada
berba-gai variasi waktu t disajikan sebaberba-gai berikut:
Persamaan kecepatan reaksi dianggap mengikuti model
hukum pangkat:
Tentukan persamaan kinetika reaksi yang merepresentasi-kan data-data kinetika tersebut di atas, dengan mengguna-kan metode integraldan metode diferensial.
t (detik) 0 20 40 60 120 180 300
Metode Grafik Pembanding
Jika orde yang
ditebak:
n = 0
Analisis Anda…?
Metode Grafik Pembanding
Jika orde yang
ditebak:
n = 1
Analisis Anda…?
Metode Grafik Pembanding
Jika orde yang
ditebak:
n = 2
Analisis Anda…?
Metode Grafik Pembanding
Cek:
Jika
n = 1,4
Analisis Anda…?
Metode Perata-rataan Harga k
Analisis Anda…?
Metode Perata-rataan Harga k
Cek:
n = 1,4
Jadi:
k
rata-rata= ………..
Metode
Fractional
Life
(F = ½)
Penentuan n dan k:
Dengan
demiki-an,
n
dan
k
dapat ditentukan
berdasarkan
nilai-nilai
slope
dan
intercept
.
( )
Jangan lupa:
Satuan k: …..?
Bentuk persamaan kecepatan: f(C ) t
(") *
$
(
") *
Contoh smooth-curve atau freehand-curve ditunjukkan pada kurva (a). Smooth-curve harus dibuat secara hati-hati, dengan pandangan mata. Pada umumnya kurva ini tidak akan melewati semua titik data, tetapi mampu me-nunjukkan kecenderungan (trendline) data. Banding-kanlah dengan kurva (b), yang melewati semua titik data, tetapi justru tidak menunjukkan kecenderungan data.
(a)
(b)
$
$
$
$
Penentuan
:
t
d
C
d
A
1. Metode Grafik
Metode garis singgung
Metode diferensiasi (sederhana;
equal area
)
2. Metode Numerik
Metode
finite-divided difference
Metode
curve-fitting
Metode diferensial yang lain:
1. Metode isolasi
2. Metode
initial rate
t (detik)
CA
(m
o
l/
L)
Tangents (garis-garis singgung) pada titik-titik data yang bersesuaian
Nilai n dan k
dapat
ditentukan
Jangan lupa
satuannya!
Data berikut ini diperoleh melalui eksperimen reaksi
dekomposisi reaktan A pada 0
oC dalam sebuah reaktor
batch
bervolume-tetap menggunakan gas murni
(reaktan) A:
Waktu (menit) 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞
Tekanan parsial
A (mm Hg) 760 600 475 390 320 275 240 215 150
tentukan persamaan kecepatan reaksi yang
merepresen-tasikan data-data di atas!
Contoh Soal:
! " #$ % &
' () *+ , - ((
' .*(, .* ./0) ./ , ./*- ./((
1 2 & →→→→!"#
2 3
2 & ! 4 ( ' .
% 2 " $ 2 3 2
"5 $ 6 2 &
$ 7 2 .$ % 2
$ !"# " 2 2
2 $
$ 2 2 87 2 2
$ 2 2 2 2 9 2
6
% & ( ) , + (/
' %(& *0./, , .) 0-.(( -).+/ -+. +
)
*
+
,
:
" $&
→
→
→
→
2
"
3
2
$
, !.
2
%
;
2
2
2
% 2
&
% & ( / *
-% & ,* ,(( +/ + /* )+0 ),*
