dy_pertemuan 2 dan 3 1

Transkripsi

1 KKt Gsl /20/2011 e t e m u K e - 2 & 3 KINETIK N KTLISIS SEMESTER GSL 2011/2012 SR-SR KINETIK REKSI KIMI St y Kholsoh ROGRM STUI TEKNIK KIMI FTI UN ETERN YOGYKRT Rbu, 21 Septembe 2011 Kompetes yg g cp (1: 1. Mmpu meyusu tbel stokomet eks (yg sellu ushk bebss mol utuk eks tuggl mupu eks kompleks, bebep plksy. 2. Memhm mk koves eks mol extet of ecto, yg ktk eg lmtg ectt excess ectt. 3. Mmpu membek t cmpu ekumol, cmpu stokometk, cmpu eg pebg (tu so mol tetetu. 4. Mmpu memftk peekt tu sums ke el utuk melkuk pehtug gsgs. 5. Memhm bebep mcm peggolog eks (eg bs mejelsk pebey cotohy msg-msg. Kompetes yg g cp (2: 6. Memhm bebep c peefs kecept eks: efs sec ekstesf tesf, efs utuk eks homoge heteoge, set mmpu mejelsk kty msg-msg. 7. Memhm kosep stokomet lm kecept eks bs mejelsk hubug t kecept eks yg ytk tehp msg-msg kompoe/zty. 8. Memhm stokomet eks (mellu peyusu tbel stokomet, utuk eks tuggl-vs-kompleks, mupu sstem btch-vs-kotyu (l. 9. Memhm stlh 2 koves eks, yel (peoleh pouk, selektvts pouk, set kty eg stokomet eks. 10. Memhm gmb eks yg belgsug sec btch. Kompetes yg g cp (3: 11. Memhm gmb eks yg beests tetp (costt-esty tu beests beubh (vble/vyg-esty 12. Mmpu memftk stokomet eks utuk mejbk hubug t kosets msg 2 kompoe eks eg koves ekt-ekty. 13. Mmpu memftk stokomet eks pesm ke gs (el utuk mejbk hubug t tek psl msg 2 kompoe eks eg tek totly. 14. Memhm mk pesm ketk/kecept/lju eks km bgm pesm tesebut peoleh (utuk melkuk stu ketk. 15. Memhm moel pesm ketk eks yg bebetuk hukum pgkt (powe-lw o-hukum pgkt. Kompetes yg g cp (4: 16. Memhm kosep oe tu tgkt eks (lm ketk hukum pgkt pebey eg kemolekul/molekults eks, set memhm pebe t eks elemete oelemete (lm koteks. 17. Memhm kostt kecept eks (tu kecept eks spesfk, k lm pesm ketk eks mmpu megetfksk oe sebuh eks homoge besk stu k. 18. Memhm fkto-fkto yg mempeguh kecept eks. 19. Memhm peguh suhu tehp kecept eks, bk sec kulttf mupu kutttf (mellu peekt koels heus. ENGGOLONGN REKSI-1 1. esk byky fse yg telbt lm sstem eks Reks homoge, eks heteoge 2. esk kebe tu peggu ktls Reks ktltk, eks o-ktltk 3. esk meksme tu komplekstsy Reks seeh (eks tuggl seh tu evesbel Reks kompleks (eks bolk-blk tu evesbel, eks se tu kosekutf tu beuut, eks plel, eks se-plel, eks t, eks polmess 4. esk kemolekul eksy Reks umolekule, eks bmolekule, eks tmolekule tu temolekule 5. esk oe eksy Reks beoe blg bult, eks beoe blg pech y_etemu 2 3 1

2 KKt Gsl /20/2011 ENGGOLONGN REKSI-2 6. esk h eksy Reks evesbel (bolk-blk Reks evesbel meupk eks bolkblk; lm hl tej kesetmbg. Reks evesbel (seh Reks evesbel meupk eks stu h; tk ke setmbg, meskpu sesugguhy tk eks km yg betul-betul tk pt blk. yk ksus kesetmbg be sgt juh k seemk sehgg ggp evesbel. 7. esk jes pegopes ektoy Sstem ekto btch, sstem ekto l tu kotyu 8. esk posesy (kos posesy Reks soteml (p volume tetp, p tek tetp, eks btk, eks osoteml o-btk otoh-cotoh Reks eoe 1: ekomposs N 2 O 5 : N 2 O 5 2 NO 2 + ½ O 2 eoe 2: embetuk HI: H 2 + I 2 2 HI eoe 3: 2 NO + O 2 2 NO 2 eoe pech: embetuk phosgee O l 2 ( k (l 2 3/2 O Heteoge oktltk: (s + O 2 (g O 2 (g REKSI KOMLEKS - otoh Reks evesbel (bolk-blk: Isomess but: Holss metl sett: Reks evesbel plel: ehs ehoges etol: Reks evesbel se: ekomposs seto (se tehp kete: 4 EFINISI KEETN REKSI Kecept eks ekstesf: Kecept eks tesf: mol tebetuk ( volume flu ( wktu t ' mol tebetuk mol tebetuk R stu wktu 1 1 W ( mss p t ( wktu t '' mol tebetuk ( lus pemuk ( wktu S t ''' mol tebetuk 1 1 ( volume pt ( wktu s t mol tebetuk 1 '''' ( volume ekto ( wktu t W ' S '' s ''' R ''' ' t (sstem eks homoge (sstem eks heteoge lm sstem eks homoge: STOIKIOMETRI KEETN REKSI KIMI Utuk sebuh eks tuggl, hubug stokometk t molekul-molekul lm sstem eks pt sjk lm betuk tbel stokomet eks. Utuk eks homoge tuggl: + b c + hubug stokomet kecept eksy pt tulsk: b c meytk kecept eks homoge pembetuk kompoe meytk koefse stokomet eks kompoe. Jg lup bhw: Hg tu, sec umum: postf (+ utuk pouk tu hsl eks egtf (- utuk ekt tu zt peeks oblem: Tulsk hubug stokometk t lju eks bekugy ekt lju eks tebetuky pouk, utuk ekseks sbb.:. 2 NOl 2 NO + l 2 b. H 2 O 2 + H 2 2 H 2 O y_etemu 2 3 2

3 KKt Gsl /20/2011 oblem: Reks fse gs: 4 NH O 2 2 N H 2 O belgsug sec btch. Jk p sutu st (t t gs N 2 tebetuk eg lju 0,60 mol lte -1 etk -1, bepkh lju bekugy O 2? Oe eks semu (pseuo oe Kompoe Mol wl Mol tebetuk Mol tess Iet (I Jumlh eg: I0 T0 STOIKIOMETRI REKSI KIMI SISTEM TH-1 Utuk eks homoge tuggl: + b c + p sstem btch, pt susu tbel stokomety (sesuh tecp koves sebes sebg bekut: δ c b b ( 0 b 0 ( 0 c ( c ( 0 ( ( 0 0 δ 0 T T 0 I I 0 + δ 0 ob ulg (peyusu tbel stokomet t, jk koves eks ytk tehp ( STOIKIOMETRI REKSI KIMI SISTEM TH-2 Kosets setp kompoe yg ytk lm koves: 0 (1 b ( 0 0 c ( ( eg: θ 0 b 0 θ tu: c 0 θ + tu: 0 θ + tu: ( meytk kompoe-kompoe sstem eks sel STOIKIOMETRI REKSI KIMI SISTEM TH-3 Sstem btch eg volume eks tetp Kos sstem volume eks kost (tu tetp pt cp jk: Selm eks belgsug, tetp tu ρ tetp lm sstem btch fse gs, ekto legkp eg stume pegtu suhu tek, seemk sehgg tetp. Jumlh mol pouk eks jumlh mol ekt otoh: Reks gs O eg p poses gsfks btub: O + H 2 O O 2 + H 2 2 mol 2 mol (jk z-fcto ggp tetp Reks fse c;ρtetp seemk sehgg tetp STOIKIOMETRI REKSI KIMI SISTEM TH-4 sstem btch eg sstem volume eks tetp: sstem setp st (t t sm eg sstem mulmul, tu: 0 eg emk: 0 (1 0 (1 b 0 θ b 0 θ eg c yg sm, peoleh: c 0 θ + 0 θ + (Sstem btch eg volume eks beubh (tk tetp k pelj lm mte yg l y_etemu 2 3 3

4 KKt Gsl /20/2011 Hubug t ejt Koves Tgkt Reks (Mol Extet of Recto ε (tgkt eks (koves eks (koves ekt Kompoe Mol wl Mol tebetuk Mol tess Iet (I Jumlh STOIKIOMETRI REKSI KIMI SISTEM TH(lm Tgkt Reks Utuk eks homoge tuggl: + b I0 T0 ε c + p sstem btch, pt susu tbel stokomety (sesuh tecp tgkt eks sebes ε sebg bekut: ε 0 ob sk kolomkolom yg l s!!! otoh Sol: Reks homoge fse c: lgsugk lm ekto btch p T tetp, eg volume sstem eks sebes 1 m 3. mpu mul-mul megug eg kosets 20 gmol/m 3 sebes 5 gmol/m 3. epkh mol extet of ecto kosets hsl jk koves : ( 15%, (b 90% ek komet!!! Utuk mempeoleh hubug t tek psl tek totl sstem eks, besk stokomet, slk pelj se p hout kulh, hlm 5. otoh Sol: Utuk eks homoge fse gs: R + S yg belgsug p kos soteml lm sebuh ekto sstem btch bevolume tetp, tuuklh hubug t tek psl (p, (p, R (p R, S (p S sebg fugs tek totly ( setp st. mpu wl eks te ts: 30%-mol, 50%-mol, R 5%-mol, ssy beup gs et. Gs-gs sumsk bekelku el oblem: Set up stochometc tble fo the followg ecto expess the cocetto of ech speces the ecto s fucto of coveso evlutg ll costts. 2 H 4 + ½ O 2 H 2 (OH 2 The fee etes t 6 tm 260 o s stochometc mxtue of ethylee. (Fogle, 1992, p. 97 gm pesm ketk sebuh eks pt peoleh?...? ERSMN KINETIK TU KEETN REKSI esm ketk tu kecept eks: hubug mtemtk yg meggmbk besy peubh jumlh mol sebuh kompoe eks seg eg peubh wktu, sesu eg efs kecept eks bg sebelumy. t-t pesm-pesm kecept eks yg tese ltetu Metoe-metoe utuk mempeoleh t kecept eks pecob lbotoum, meglssy, megtepetsky. ostuls meksme eks utuk mempeks pesm kecept eks y_etemu 2 3 4

5 KKt Gsl /20/2011 KEMOLEKULN, ORE, N KONSTNT KEETN REKSI-1 Utuk moel pesm kecept (tu ketk eks yg bebetuk hukum pgkt, pesm kecept eks homoge pt tulsk sebg fugs kosets ekt-ekty, tu: f ( tu: f (k, esm lzm tulsk sebg: k α β γ... Utuk eks: + b c + pesm kecept eksy pt tulsk: k α β eg:, kosets ekt, α, β oe eks tehp, k kostt tu tetp kecept eks eks fse gs, eks belgsug p volume tetp sec soteml, kecept eks kg-kg ytk sebg peubh tek pe stu wktu. KEMOLEKULN, ORE, N KONSTNT KEETN REKSI-2 Kemolekul (Moleculty Reks: byky molekul zt peeks (ekt lm sebuh pesm stokomet eks yg seeh. Kemolekul eks sellu beup blg bult postf. otoh: Reks: + b c + Kemolekul eksy + b Reks: Kemolekul eksy Reks eg kemolekul 1 (stu: eks umolekule. Reks eg kemolekul 2 (u: eks bmolekule. Reks eg kemolekul 3 (tg: eks tmolekule tu temolekule KEMOLEKULN, ORE, N KONSTNT KEETN REKSI-3 Oe Reks Oe eks (ecto oe meupk jumlh pgkt fkto kosets ekt-ekt lm pesm kecept (tu ketk eks. Oe eks hy pt tetuk besk tepets t hsl pecob lbotoum. Oe eks pt beup blg bult postf, pech, tupu ol. Jk pesm kecept eks: + b c + lh: k α β mk: α oe eks tehp β oe eks tehp α + β oe eks keseluuh (tu sebut oe eks sj. Utuk eks elemete : oe eks kemolekul eks Utuk eks o-elemete : oe eks kemolekul eks (Hll, 1977 KEMOLEKULN, ORE, N KONSTNT KEETN REKSI-4 Kostt Kecept Reks (Rte ostt - 1 sebut jug kecept eks spesfk (specfc te Jk sebuh eks eg ekt tuggl mempuy kecept eks yg beoe sebes: k tu: k' p mk eks tsb. mempuy hg kostt kecept eks sebes: k tu: k' p Ke lm hl bs ytk lm stu mol pe stu volume eks lm stu mol pe stu volume eks pe stu wktu, mk sec umum hg k pt ytk lm stu: 1 mol k [ ] ( wktu tu: k' [ ]( tek ( wktu volume KEMOLEKULN, ORE, N KONSTNT KEETN REKSI-5 Kostt Kecept Reks (Rte ostt - 2 esk stu-stu yg sgt spesfk utuk setp oe eks yg bel, hg k sebuh eks km sec tk lgsug pt megksk besy oe eks tesebut. (ob jbklh stu-stu kostt kecept eks yg beoe 0, 1, 2, 3, ½ Hg k sgt peguh oleh suhu. eks fse gs, hg k jug peguh oleh ktls, tek totl sstem, sb. eks fse c, hg k jug peguh oleh tek totl sstem, kekut o, pemlh pelut, sb. Nmu emk, peguh fkto-fkto bsy sgt kecl sehgg pt bk tehp peguh suhu. y_etemu 2 3 5

6 KKt Gsl /20/2011 oblem: oblem: Lju eks homoge: + + lh: k ½ ½. epkh oe eks? b. Tulsk slh stu cotoh stu kostt kecept eksy. c. Jk kk mej 4 kl lpt, mej bep kl lptkh kecept eksy? Sebuh eks homoge fse gs p 300 o mempuy l kostt lju eks sebes 5 x 10-4 tm -1 s -1.. eoe bepkh eks? b. epkh l kostt lju eksy jk ytk lm kombs stu: mol (utuk kosets met (utuk wktu FKTOR YNG MEMENGRUHI KEETN REKSI ebep fkto yg mempeguh kecept eks: 1. Suhu (T 2. Komposs cmpu eks ( 3. Tek ( 4. Kebe ktls tu hbto 5. mete-pmete yg behubug eg poses tsfe sec fsk (msly: kos l, tgkt pecmpu, pmete-pmete peph mss tfse, kesetmbg fse, lus bg kotk tfse, pmete-pmete peph ps, sb. eks homoge o-ktltk, hy fkto (1, (2, (3 yg mempeguh kecept eks. eks ktltk, fkto (4 tu fkto ktls jug bepe mempeguh kecept eks. sstem eks heteoge ( m poblem yg hp mej juh lebh kompleks bgk eg sstem eks homoge, fkto (5 jug mempeguh kecept eks. ENGRUH SUHU TERH KONSTNT KEETN REKSI Sec seeh, peguh suhu tehp sebg bes eks km pt ekt mellu koels yg smpk oleh heus, yk: E k exp Jk T mk bes, mk R T k jug mk bes eg: k kostt kecept eks fkto fekues tumbuk eks (tu sebut jug fkto pe-ekspoesl E eeg tu teg ktvs eks R kostt gs uvesl (R 8,314 J/mol.K 1,987 kl/mol.k 82,06 cm 3.tm/mol.K T suhu bsolut E exp fkto ekspoesl R T Gmb Eeg ktvs (E s Reks ( H utuk Ksus Reks Seeh eetu Eeg ktvs Reks besk ecob E sebuh eks pt kethu mellu pecob ketk eks p bebg suhu T yg bebe-be. T T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 k k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 (Ksus eks eotemk Tgkt Eeg (Ksus eks eksotemk l k l E R 1 T eguh suhu tehp kecept eks yg gmbk tesebut ts tk belku utuk ksus eks-eks bokm (ezmtk eks pelek. y_etemu 2 3 6

7 KKt Gsl /20/2011 oblem: oblem: Sebuh eks homoge mempuy eeg pegktf sebes 65 kj mol -1. suhu 100 o eks mempuy kecept sebes 7,8 x 10-2 mol lte -1 etk -1.. suhu bep kecepty mej 1/10 kl kecept p 100 o? b. epkh kecept eks p 20 o, jk t yg l tetp? Hg k yg temt utuk eks fse gs: 2 HI H 2 + I 2 p 356 o 443 o msg-msg lh 3,02 x ,53 x 10-3 mol -1 m 3 s -1. Jk peubh etlp eksy (ggp tetp p etg suhu yg tju lh H 16,32 kj/mol, bepkh besy eeg ktvs eks lm h mju (fow mupu keblky (evese? oblem: u eks homoge beoe u eg kostt lju k 1 k 2 set E 1 > E 2. Jk suhu eks kk T 1 ke T 2, mk:? k 1 ( T 2 2 ( 2... k T k ( T k ( T Koves Sebuh Rekt Koves sebuh ekt ( : mol yg tekoves mol yg beeks mol wl mol wl,0,0 F,0 F F,0,0 0 1,0 eoleh (Yel Sebuh ouk Reks eoleh sebuh pouk tehp ekt (Y / : Y / mol yg beeks membetuk mol wl Y Y / / Y / F,0,0 F F,0,0,0,0 0 Y / 1 Selektvts (Fctol Yel ouk Reks Selektvts ovell sebuh pouk tehp ekt (S / : S / mol yg beeks membetuk mol yg beeks S S S / / /,0,0 F F,0 F F,0,0,0 0 S / 1 y_etemu 2 3 7

8 KKt Gsl /20/2011 Hubug t peoleh, koves, selektvts: Y /. S / Hubug t ejt Koves Tgkt Reks (Mol Extet of Recto Istteous fctol yel sebuh pouk tehp ekt (s / : kecept pembetuk s / kecept bekugy ε (tgkt eks (koves eks sebuh sstem eks plel: ε k (utuk multple ectos moles of ese pouct fome Selektvts 0 moles of uese pouct fome R R0 ese Selektvt s uese R Test Youself! ose the followg p of ectos: 2 (ese (uese Suppose 100 mol of s fe to btch ecto the fl pouct cots 20 mol of, 140 mol of, 10 mol of. lculte: ( The fctol coveso of (b The pecetge selectvty of & eltve to (c The extets of the fst seco ectos Reks fse-gs: Yel & Selectvty ehyogeto Recto 2 H 6 2 H 4 + H 2 (1 2 H 6 + H 2 2 H 4 (2 Kos wl: 85%-mol et ssy et (I. Fctol coveso et 0,70 Fctol yel (selektvts etle 0,60. lculte the mol composto of the pouct gs. ONTOH SOL 1 Sstem eks plel: 2 Q + R belgsug lm sebuh ekto bevolume tetp yg beopes sec btch. Jk: # mul-mul hy tept Q eg kosets msg-msg sebes: 0 0,5 mol/l Q0 0,01 mol/l, # selektvts (ovell fctol yel tehp pembetuk sebes 80%, # byky yg telh beeks p sutu st sebes 35%, mk bep: kosets,, Q, R p st tesebut? b yel (tu peoleh pouk p st tesebut? oblem (Fogle, 1992, p. 531 Okss fomleh yg meghslk sm fomt belgsug lm fse gs meuut eks sbb: HHO + ½ O 2 HOOH 2 HHO HOOH 3 yg belgsug smult. Jk k 1 0,7 (m 3 /mol ½ m -1 k 2 0,6 (m 3 /mol m -1. Lju l volumetk ump msuk 100 m 3 /m p 5 tm 140 o. Ump beup cmpu: HHO 66,7% O 2 33,3%. Wktu ug 10 met.. ep koves HHO? b. ep yel selektvts HOOH? y_etemu 2 3 8