FITRIA YULISTIANI, S.T., M.T.
TEKNIK REAKSI KIMIA
(16KPB4013)
Kinetika Reaksi Kimia
(2 minggu)
Reaktor Ideal
❑ Terdapat 3 pola aliran reaktor ideal: batch, plug flow, mixed flow
Laju Reaksi (1)
Laju Reaksi (2)
❑ Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi dan temperatur
Ketergantungan Laju Reaksi
terhadap Konsentrasi
Ketergantungan Laju Reaksi terhadap Konsentrasi
❑ Sebelum mencari persamaan laju reaksi sebagai fungsi
konsentrasi, perlu pemahaman mengenai perbedaan jenis-jenis reaksi
❑ Reaksi dapat dibedakan berdasarkan persamaan kinetika yang menggambarkan progress reaksi
❑ Ketika menyusun persamaan laju reaksi sebagai fungsi
konsentrasi, temperatur sistem reaksi dianggap konstan
Jenis Reaksi (1)
Single vs Multiple Reaction → ditentukan berdasarkan hasil pemeriksaan stoikiometri reaksi pada berbagai temperatur
❑ Ketika progress suatu reaksi dapat direpresentasikan dengan satu persamaan
stoikiometrik dan satu laju reaksi, maka reaksi tersebut dapat digolongkan sebagai reaksi tunggal (single reaction). Contoh: A + B ➔ C
❑ Ketika progress suatu reaksi direpresentasikan dengan lebih dari satu persamaan stoikiometrik dan lebih dari satu laju reaksi, maka reaksi tersebut dapat digolongkan sebagai reaksi jamak (multiple reaction). Reaksi jamak dapat dikelompokkan menjadi reaksi seri dan paralel.
❑ Contoh reaksi seri : A → R → S
❑ Contoh reaksi paralel:
Jenis Reaksi (2)
• Reaksi seri atau paralel??
Jenis Reaksi (3)
Elementary dan Non-Elementary Reaction
❑ Apabila diperkirakan bahwa mekanisme pengendali laju reaksi melibatkan tumbukan dan interaksi molekul A (tunggal) dan molekul B (tunggal) maka jumlah molekul A dan B yang bertumbukan akan proporsional terhadap laju reaksi. Pada temperatur tertentu jumlah tumbukan juga proporsional dengan konsentrasi reaktan di dalam campuran. Sehingga laju reaksi:
❑ Ketika persamaan laju suatu reaksi berkaitan langsung dengan stoikiometri reaksi, maka reaksi tersebut termasuk dalam kelompok Reaksi Elementer
Elementary dan Non Elementary Reaction
❑ Ketika persamaan laju suatu reaksi tidak berkaitan langsung
dengan stoikiometri reaksi, maka reaksi tersebut termasuk dalam kelompok Reaksi Non Elementer
Jenis Reaksi (4)
Reaksi Elementer
❑ Dalam sebuah reaksi elementer, molekularitas menunjukkan jumlah molekul yang terlibat di dalam reaksi, umumnya bernilai 1, 2, atau 3.
❑ Bilangan pangkat yang menunjukkan peningkatan konsentrasi reaktan dinyatakan sebagai besaran Orde Reaksi
❑ Orde reaksi terhadap molekul A adalah a, orde reaksi terhadap molekul B
adalah b, ... Dst. Orde reaksi belum tentu sama dengan koefisien stoikiometri
❑ Orde reaksi secara keseluruhan adalah n
Molekularitas dan Orde Reaksi
Latihan
Apabila reaksi merupakan reaksi elementer, -rA = k.CA.CB
maka orde reaksi = 2
❑ Perhatikan kembali persamaan laju reaksi berikut ini
❑ Dimensi laju reaksi pada reaksi orde n adalah:
(waktu)-1(konsentrasi)1-n
❑ Untuk sebuah reaksi berorde 1 dimensi laju reaksi dapat disederhanakan menjadi:
(waktu)-1
Konstanta Laju Reaksi
Problems 2.4, 2.6
6 mol/m
3Langkah Penyelesaian
• Penentuan satuan konstanta 6
Perhatikan bagian penyebut → 6 + CA. Karena 6 bisa langsung
ditambahkan dengan CA, berarti satuan untuk konstanta 6 ini sama dengan satuan konsentrasi: mol/m
3• Penentuan satuan konstanta 1760
Satuan rA = mol/m3.s
Mol/m3.s = 1760 [mol/m3][mol/m3] mol/m3
Satuan konstanta 1760 → 1/s atau s-1
Langkah Penyelesaian
• Mencari satuan k awal:
Mol/cm3.menit = 0,005 (mol/cm3)2
1/menit = 0,005 mol/cm3 ➔ satuan k = cm3/mol.menit
• Apabila C menjadi mol/L dan t menjadi jam maka:
K = 0,005 cm3/mol.menit x 1 L/1000 cm3 x 60 menit/jam = 0,0003 L/mol.jam
Ketika C mol/L dan t jam, nilai dan satuan k menjadi?
❑ Selain dalam bentuk konsentrasi reaktan, laju reaksi dapat juga dinyatakan sebagai fungsi dari tekanan parsial reaktan. Biasanya untuk reaksi yang
berjalan pada fasa gas.
Reaksi Elementer (3)
Ingat Pers Gas Ideal:
P V = n R T
Langkah Penyelesaian
• Satuan konstanta laju reaksi??
• Satuan p = atm
• atm/jam = k. (atm)
2• k = 1/jam x 1/atm = 1/atm.jam
❑ Perlu ketelitian dalam menuliskan laju reaksi, jangan
mengubah orde reaksi karena akan mengubah persamaan laju reaksi
Reaksi Elementer (3)
❑ Latihan: Tuliskan persamaan laju untuk reaksi berikut dalam bentuk laju pengurangan B, laju pengurangan D, dan laju penambahan T
❑ Persamaan laju berdasarkan stoikiometri
Reaksi Elementer (3)
Reaksi Elementer (3)
❑ Problem 2.2
Reaksi Elementer (3)
❑ Problem 2.3
Reaksi Non Elementer
Konstanta Laju Reaksi
❑ Perhatikan persamaan laju reaksi berikut ini
❑ Persamaan laju reaksi non elementer disusun berdasarkan mekanisme
Reaksi Non Elementer (1)
❑ Perhatikan reaksi berikut ini
❑ Apabila persamaan kinetika menunjukkan bahwa reaksi di atas adalah reaksi non elementer, maka mekanisme reaksi dapat diasumsikan sebagai beberapa reaksi elementer untuk menjelaskan kinetika yang terjadi. Contoh:
❑ Tanda bintang menunjukkan elemen intermediet yang tidak diobservasi
Model Kinetika Reaksi Non Elementer
Elemen Intermediet
❑ Radikal bebas: atom bebas yang memiliki satu atau lebih electron yang tidak berpasangan. Dilambangkan dengan tanda titik
❑ Senyawa ion dan polar
❑ Molekul
Reaksi Non Elementer (3)
Reaksi Berantai vs Reaksi Tak Berantai
❑ Reaksi tak berantai: intermediet terbentuk pada reaksi pertama kemudian bereaksi kembali untuk menghasilkan produk
❑ Reaksi berantai: intermediet terbentuk pada reaksi pertama (dinamakan chain initiation step). Intermediet kemudian bergabung dengan reaktan sehingga membentuk produk dan intermediet baru (chain propagation step). Kemudian intermediet akan dihilangkan pada chain termination step
