TEKNIK REAKSI KIMIA UTS

Tugas Teknik Reaksi Kimia

Anggi Sagitha Putri

TUGAS Penentuan nilai
kinetika laju reaksi
[Type the document subtitle]

Anggi Sagitha

METODE PENENTUAN ORDE REAKSI
LajuReaksidanPersamaanLaju

1. Pengertian Laju Reaksi
Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju juga
menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu. Satuan waktu dapat
berupa detik, menit, jam, hari atau tahun.

Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan
bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk
semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju
terbentuknya produk.

1.1 Bagisuatureaksikimiadenganpersamaanstoikiometrisebagaiberikut

aA + b B --- c C + d D
laju reaksi r didefinisikan sebagai
r

= -

1 dA
1 dC
1 dD
1 dB
===a dt
c dt
d dt
b dt

Dimensidari r adalah :konsentrasi/waktu. Bagisistem gas, dimanadiandaikanpersamaan gas
ideal berlaku, maka :
konsentrasi = n/V = P/RT
sehingapadasuhutetap, konsentrasidapatdigantidengantekanan P.
Untukpengamatandenganspektrofotometer, konsentrasidapatdigantidenganabsorbansi.

1.2 Lajureaksi r merupakanfungsidariberbagaivariabel yang menentukanjalanreaksi, seperti
:konsentrasipereaksi, konsentrasihasilreaksi, suhu, tekanan total (bagisistem gas), zat-zat lain
di luarpereaksidanhasilreaksi (sepertikatalis), dansebagainya. Jadi
r = f(T,P,[Xi],C,…)

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

1

kefungsian r padakonsentrasidisebutsebagaipersamaanlaju, yang merupakanungkapan yang
diperolehsebagaisuatupengamataneksperiment.

Dengan

bentukpersamaanlajutakdapatdiperolehdaripersamaanstokiometri

kata

lain,

;bentukstokiometri

yang

samadapatmenghasilkanlaju yang berbeda.
Beberapacontohberikutdapatmemperjelas.
a. Reaksihidrogendenganiodmembentukhidrogeniodid (fasa gas).
H2 + I2 = 2HI
memiliki persamaan laju
r = k[H2][I2]
b. Reaksi hidrogen dengan brom membentuk hidrogen bromid (fasa gas)
H2 + Br2 = 2HBr
memiliki persamaan laju
k H 2 Br2 
r
HBr
1  k2
Br2 

12

c. Reaksi pembentukan fosgen (fasa gas).
CO + Cl2 = COCl2
memiliki persamaan laju
r = k[Cl2]3/2[CO]
d. Reaksi penguraian asetaldehida (fasa gas)
CH3CHO = CH4 + CO

memiliki persamaan laju
r =k[CH3CHO]3/2
Kesimpulan :persamaanstokiometrisuatureaksitidakmenggambarkan proses kimia yang
berlangsungsecaralengkap. Yang sebenarnyaberlangsungadalahlebihrumitdaripada yang
digambarkanolehpersamaanstokiometri.

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

2

Persamaanlajudapatmemilikiberbagaibentuk.

1.3

Bilapersamaanlajuberbentukperkaliandarikonsentrasi, masing-masingdenganpangkattertentu,
seperti :
r = k[A]a[B]b[C]c…
makadapatdidefinisikanpengertianordereaksi, yaitu :
a = ordereaksiterhadap A
b = ordereaksiterhadap B
danseterusnya, sedangkan
k = tetapanlajureaksi.
Ordereaksidapatbilanganbulatataupecahan,
positifmaupunnegatif.Bilapersamaanlajutakdapatdituliskandalambentukpemfaktoransepertidi
atas,

sepertidalamhalreaksiantarahidrogendanbrom,

makareaksidikatakantakmemilikiordetertentuterhadapberbagaikomponennya.

Penentuanorderaksidapatdilakukanmelaluiduacara,

1.4

:caradifferensialdancaraintegral.

yaitu

Dalamcaradifferensial,

ditentukanadalahordereaksiterhadapsalahsatukomponenpereaksi,

yang
sedangkandalamcara

integral dilakukanpengandaiansuatuordereaksidandicekdengan data reaksi.

a.

Cara

diferrensialdidasarkanataspenggunaanpersamaanlajusecaralangsung.

Untukkasussatukomponen, denganpersamaaanlaju
r = k[A]a
maka
ln r = ln k + a ln [A]
Pengaluranln r terhadapln [A] dari data pengamatan, akanmenghasilkangarislurus,
dengankoeffisienkelerengan

(slope)

a

danperpotongandenganordinatpadaln

k.

Dengandemikianordedapatlangsungditentukanmelaluipenarikangarislurusterbaik
(berdasarkan data pengamatan) danpenentuankelerengannya.
Bilareaksiterdiriatasduapereaksi, denganpersamaanlajudituliskansebagai
r = k[A]a[B]b
salahsatukomponendibuatberharga
jauhlebihbesardari

yang

lain.

“tetap”,
Jadi,

denagancaramenggunakankonsentrasi
jika

[B]>>[A],makaperubahanharga

yang
[A]

takakanbanyakmempengaruhi [B] sehinggaselamareaksiberlangsungdapatdianggap “tetap”.
Dengandemikian, dariungkapan
Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

3

ln r = {ln k + b ln [B]} + a ln [A]
Pengaluranln r terhadapln [A] tetapmenghasilkanordeterhadapAdengansukudalamkurung
{…}

merupakanperpotongandenganordinat.

denganmembuatkonsentrasiA

“tetap”

Proses

inidapatdibalik,

untukmemperolehordeterhadap

b,

dankemudianhargatetapanlaju k.

b. Cara integral didasarkanataspengandaianhargaordereaksitertentuterhadapsuatukomponen.
Jadidiandaikanberorde a terhadapkomponen A, persamaamlajumenjadi( untuksatukomponen
):
r =-

d A
= -k dt
Aa

Bilaordereaksi a=1, integrasimenghasilkanungkapan
ln [A] = ln [A]0 – kt
sehinggapengaluranln [A] terhadap t akanmenghasilkangarislurus, dengankelerangansebesar
–k. Disini [A]0adalahkonsentrasi A padaawalreaksi, yaitu t=0.
Biladigunakanandaianorde a  1, integrasiakanmenghasilkan

1
1
 k 


t
a 1
a 1
A
A0  a  1 
Pengaluran

1
dari data eksperimentterhadapwaktu t akanmenghasilkankurvagarislurus,
Aa 1

 k 
dengankelerengansebesar 
.
 a 1
Cara integral biasanyadigunakansetelahadaindikasibesarordereaksidaricaradifferensial.

Penentuan nilai kinetika laju reaksi


Metode Penentuan Kinetika Laju Reaksi
o Metode Integral

4

o Metode Diferensial

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

A. Metode Integral
Cara Langsung
Dengan trial and error
Cara tidak langsung
Dengan linierisasi


Penentuan nilai k metode integral

B. Metode Diferensial
Cara Langsung
Dengan euler atau runge-kutta
Cara tidak langsung
Dengan linierisasi (finite difference)



Penentuan nilai k metode diferensial

5

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

Berikut ini adalah factor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi:
 Konsentrasi

Kecepatan reaksi bergantung pada banyak factor. Konsentrasi reaktan memainkan peran
penting dalam mempercepat atau memperlambat rekasi tertentu. Konsentrasi mempengaruhi
laju reaksi karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu
membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.
 Suhu

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu, energy kinetic
partikel zat-zat meningkat sehinga memungkinkan semakin banyaknya tumbukan efektif
yang menghasilkan perubahan. Berdasarkan teori tumbukan, reaksi terjadi bila molekul
bertumbukan dengan energy yang cukup besar, disebut energy aktivasi. Untuk memutus
ikatan dan mengawali reaksi, konsatanta laju dan energy aktivasi dihubungkan oleh
persamaan Arrhenius.
k = Ae-Ea/RT
keterangan:
Ea = energy aktivasi
T = suhu mutlak
A = frekuensi tumbukan

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

6

 Luas

Permukaan

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin
banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan
efektif menghasilkan perubahan.
Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin
cepat.
 Katalis

Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalamn reaksi kimia dan mempercepatnya, tetapi ia
sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen. Jadi, katalis tidak muncul dalam
laju persamaan kimia balans secara keseluruhan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi
hukum laju, memodifikasi dan mempercepat lintasan yang ada.
Katalis menimbulkan efek yang nyata pada laju reaksi, meskipun dengan jumlah yang sangat
sedikit. Dalam kimia industry, banyak upaya untuk menemukan katalis yang akan
mempercepat reaksi tertentu tanpa meningkatkan timbulnya produk yang tidak diinginkan
(Oxtoby, 2001).
 Efek

pelarut

Pengaruh pelarut terhadap laju penguraian obat merupakan suatu topic terpenting untuk ahli
farmasi. Walau efek-efek tersebut rumit dan generalisasi tidak dapat dilaksanakan. Tampak
reaksi nonelektrolik dihubungkan dengan tekanan dalam relative atau parameter kelarutan
dari pelarut dan zat terlarut. (Martin, 1993)
Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi setiap orang yang
berkaitanKefarmasiaan, mulai dari pengusaha obat sampai ke pasien. Pengusaha obat harus
dengan jelas menunjukkan bahwa bentuk obat atau sediaan yang dihasilkannya cukup stabil
sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu yang cukup lama, dimana obat tidak berubah
menjadi zat tidak berkhasiat atau racun, ahli farmasi harus mengetahui kestabilan potensial
dari obat yang dibuatnya. Dokter dan pasien harus diyakinkan bahwa obat yang ditulis atau
digunakannya akan sampai pada tempat pengobatan dalam konsentrasi yang cukup untuk
mencapai efek pengobatan yang diinginkan. Ada beberapa prinsip dan proses laju yang
berkaitan dimasukkan dalam rantai peristiwa ini yaitu: kestabilan dan tak tercampurkan,
Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

7

disolusi, proses absorbs,distribusi dan eliminasi, dan kerja obat pada tingkat molekuler obat
(Martin, 1993)
Orde reaksi dapat ditentukan dengan beberapa metode,
1. Metode substansi. Data yang terkumpul dari hasil pengamatan jalannya suatu reaksi
disubtitusikan ke dalam bentuk integral dari persamaan berbagai orde reaksi. Jika
persamaan itu menghasilkan menghasilkan harga K yang tetap konstan dalam
batas-batas variasi percobaan, maka reaksi dianggap berjalan sesuai dengan orde
tersebut.
2. Metode grafik. Plot data dalam bentuk grafik dapat digunakan untuk mengetahui
orde reaksi tersebut. Jika konsentrasi diplot terhadap t dan didapatkan garis lurus,
reaksi adalah orde nol. Reaksi dikatakan orde pertama bila log (a-x) terhadap t
menghasilkan garis lurus. Suatu reaksi orde-kedua akan memberikan garis lurus
bila 1/(a-x) diplot terhadap t (jika konsentrasi mula-mula sama). Jika plot 1/(ax)2 terhadap t menghasilkan garis lurus dengan seluruh reaktan sama konsentrasi
mula-mulanya, reaksi adalah orde-ketiga.
3. Metode waktu-paruh. Dal reaksi orde, waktu paruh sebanding dengan konsentrasi
awal a, waktu paruh reaksi orde-pertama tidak bergantung pada a, waktu paruh
untuk reaksi orde-kedua, dimana a=b sebanding dengan 1/a dari dalam reaksi ordeketiga, dimana a=b=c, sebanding dengan 1/a2.

Tugas Teknik Reaksi Kimia

8

Metode Integral
���
= − ��
��

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

�� ���
�� ��




=−

��

��
[ln ��]��
= − �

ln Ct – ln Cto = -kt




ln Ct = -kt + ln Cto
y

= bx + a
Tabel Integral

t

Ct (mol/m3)

Ln Ct

0

100

4,605170186

4

22

3,091042453

8

8

2,079441542

12

2

0,693147181

16

0,5

-0,693147181

24

0,01

-4,605170186

Hasil Grafik Linier Integral
6
4

Ln Ct

2
Ряд1

0
0

5

10

15

20

-2
-4

25

30

Л не ная Ряд1

y = -0.373x + 4.846

-6

t(waktu)

9

Berdasarkan persamaan ln CT = -kt + ln Cto
y

= bx + a

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

Dan berdasarkan persamaan linear pada grafik, y = -0,3735x + 4,8457 dapat
disimpulkan nilai k = 0,3735
Metode Differensial
���
= − ��
��
���

= ��
��
���
= ln[ ��]

��
���

= ln + ln ��
��
=

Mencari nilai

+

���
��

dengan metode finite difference :

1. Initial
���
��

� ���

=

−3 ��� + 4 ���+1 − ���+2
2∆�

−220
[dCa] −3 100 + 4 22 − 8
=
=
= −27,5
2(4)
8
[��]

2. Interior

[dCa]
�2 − �0 8 − 100
−92
1=
=
=
= −11,5
[��]
2(4)
2(4)
8

�3 − �1 2 − 22
−20
[dCa]
2=
=
=
= −2,5
2(4)
2(4)
8
[��]

[dCa]
�4 − �2 0,5 − 8
−7,5
3=
=
=
= −0,9375
[��]
2(4)
2(4)
8

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

10

[dCa]
�5 − �3 0,01 − 2
−1,99
4=
=
=
= −0,24875
[��]
2(4)
2(4)
8

3. Final

3 �5 − 4 �4 + �3 3 0,01 − 4 0,5 + 2
0,03
[dCa]
�=
=
=
= 0,001875
2(8)
2(8)
16
[��]
Tabel Diferensial
t

Ct

Ln Ct

dCt/dt

(-) dCt/dt

Ln (-) dCt/dt

0

100

4,60517

-27,5

27,5

-3,314186005

4

22

3,091042 -11,5

11,5

-2,442347035

8

8

2,079442 -2,5

2,5

-0,916290732

12

2

0,693147 -0,9375

0,9375

0,064538521

16

0,5

-0,69315

-0,24875

0,24875

1,391306903

24

0,01

-4,60517

0,001875

(-)0,001875

6,27914662

Hasil Grafik Linier Diferensial
8
6

y = 0.389x - 3.974

Ln (-) dCt/dt

4

2

Ряд1

0
-2

0

10

20

30

Л не ная Ряд1

-4
-6

t(waktu)

11

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement

Berdasarkan persamaan −

���
��

= ln

+ ln ��

=

+

Dan berdasarkan persamaan linear pada grafik y = 0,3892x - 3,9746, dapat disimpulkan
nilai ln k = 3,9746.
Jadi, nilai k = 0,01878.

12

Tugas Teknik Reaksi Kimia | Sekolah Tinggi Teknologi Indocement


Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

76 1872 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 494 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 434 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

9 262 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

19 381 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

31 576 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

25 506 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

10 319 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

15 493 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

26 586 23