Pertemuan 5_laju Fungsi Temperatur.ppt

PERTEMUAN KE LIMA

KETERGANTUNGAN KECEPATAN REAKSI PADA TEMPERATUR

•Persamaan Arrhenius •Energi aktivasi

•Komplek teraktivasi/keadaan transisi

Persamaan Arrhenius  Dari persamaan laju reaksi :v  k An1 B n2 ......  menyatakan bahwa laju reaksi tergantung pada konsentrasi  Orde reaksi dan konsentrasi tidak tergantung temperatur  secara empiris hubungan k dan T dinyatakan: a,b = konstanta a T = Temperatur log k  b 

T

 Van’t Hoff dan Arrhenius menyatakan hubungan konstanta kesetimbangan dan temperatur secara teoritis:

d ln K c E  dT RT 2 k1

 A + B

k-1

C + D

v1  k1  AB 

v1  k 1  AB 

 Pada kesetimbangan:  k1[A] [B] = k-1[C] [D]  konstanta kesetimbangan:

Kc

 C D    AB 

k1 k 1

d ln k1 d ln k 1 E   dT dT RT 2 d ln k1 E1 *  I 2 dT RT d ln k 1 E *  1 2  I dT RT E  E1 *  E1 * I=Konstanta integrasi

Arrhenius menemukan bahwa I= 0, sehingga:

d ln k E*  2 dT RT k  A exp  E * / RT  E* = Energi aktivasi Video

Grafik lnk versus T

Ea=activation energy is the minimum kinetic energy that reactants must have in order to form products.

LATIHAN

Energi aktivasi  Karena I = 0 maka v1 tergantung E1* dan v-1 tergantung E-1*

E1*

KOMPLEKS TERAKTIVASI

E-1*

REAKTAN E

PRODUK

 Molekul A dan B harus berenergi E1* untuk membentuk kompleks teraktivasi, E1*= energi aktivasi  Sebaliknya C dan D harus berenergi E-1* untuk membentuk kompleks terkaktivasi

Penentuan energi aktivasi  Konstanta kecepatan reaksi tergantung pada 2 faktor  frekuensi tumbukan antar molekul reaktan  energi aktivasi

k  A exp  E * / RT 

 A mempunyai dimensi = k dan berhubungan dengan jumlah tumbukan

ln k  ln A 

E* RT

E* log k  log A  2,303RT grafik log k versus 1/T diperoleh slope = -E*/2,303R

Video

Contoh:  Konstanta hidrolisis etil iodida pada 20 – 80 oC 103k/(dm3. mol-1.s-1)

0,10

0,335 1,41 3,06 8,13 21,1 50,1

Temperatur

20

30

40

50

60

70

 Tentukan energi aktivasi reaksi  Tentukan faktor frekuensi (konstanta arrhenius)  Slope=-4611,69 K  Intersep= 11,7754

80

t

k

1/T

log k

20

0,00010

0,003413

-4,00000

30

0,00034

0,003300

-3,46852

40

0,00141

0,003195

-2,85078

50

0,00306

0,003096

-2,51428

60

0,00813

0,003003

-2,08991

70

0,02110

0,002915

-1,67572

80

0,05010

0,002833

-1,30016

0 0,00275 -0,5

0,00285

0,00295

0,00305

0,00315

0,00325

Slope=-4611,69 K Intersep= 11,7754 sehingga: Energi aktivasi=88,3 kJ Konstanta Arrhenius= 5,88.1011

0,00335

0,00345

-1 -1,5 -2 -2,5 -3 -3,5 -4 -4,5

data asli data fit

Contoh soal Untuk reaksi orde 1 t1/2=5000s T=325 K t1/2=1000s T=335 K Tentukan k dan Energi aktivasi reaksi Soal numerik : Atkins 26.2 (hal 365)

PENGARUH TEKANAN PADA KECEPATAN REAKSI

 Secara eksperiman penentuan pengaruh tekanan terhadap kecepatan reaksi lebih sulit daripada pengaruh temperatur  Dilakukan melalui pengukuran volume aktivasi

 G  V    P T  G   d ln K  V      RT    P T  dP T  V  d ln K     RT  dP T  d ln K *   V *    RT  dP T

V* =Volume aktivasi  V*=Perubahan volume dari keadaan awal dan teraktivasi

Karena

 k BT  * k  K  h 

Maka

 V *  d ln k     RT  dP T  V * ln k  PC RT

V* bisa bernilai + dan bisa bernilai -

Pada tekanan 0 maka konstanta C = ln k o Sehingga

V * ln k  ln k0  P RT V * log k  log k0  P 2,303RT

Grafik log k versus P Slope= -V*/(2,303 RT) Intersep= log ko

LATIHAN