Hubungan Konsentrasi Dan Tekanan (Minggu 2)

HUBUNGAN ANTARA KONSENTRASI dan TEKA TE KAN NAN PAR ARSI SIAL AL

KONSENTRASI dan TEKANAN PARSIAL

Hubungan antara konsentrasi dengan tekanan parsial dari hukum gas ideal : pA = CA RT

Persamaan laju reaksi : 1 dNA - r A = - ----- ------V dt

= kC CAa CBb

Untuk volume konstan : - r A

- dCA = -------- = kC CAa CBb mol/unit volume.wkt dt

dapat dinyatakan sebagai : - r A

- r A*

d(pA /RT) = ------------dt

1 = kC ( ------- )(a+b) pAa pBb RT

dpA

=

-------- = kC( RT )1 - (a+b) pAa pBb

=

kP pAa pBb (unit tekanan) / (unit waktu)

dt

Dimana laju reaksi spesifik atau konstanta laju reaksi adalah kP = kC (RT) 1 - n

;

. . . (16)

n = a + b

Untuk reaksi fasa gas komposisi dalam persamaan laju reaksi

umumnya dinyatakan dalam bentuk

tekanan parsial dari komponen yang bereaksi. Pada

berbagai

situasi

biasanya

lebih

baik

bila

konsentrasi diubah ke tekanan parsial sehingga lebih mudah dalam evaluasinya.

. . . (17)

(mol/lt)1-n /jam

mol/lit.atm n. jam

- r A = kC. CAa CBb mol/lit.jam

- r A = kP pAa pBb

(mol/lt)n

mol/lit. jam

k P = k C (RT)

n

 – 

mol/lit.atmn.jam

(atm)n

Contoh

1. Mengubah bentuk tekanan ke konsentrasi

Pada 610oK dan 1 atm, reaksi bolak balik elementer diketahui sebagai berikut :

k1 = 10 -3 mol/lt.atm2 jam

1

2A

2

B,

Kp = 0,5 atm -1

- r A = k1 pA2 – k2* pB mol/lit.jam ( k2*selerusnya ditulis k2)

Ubah laju reaksi ini ke unit konsentrasi & tekanan a. - r A’

= k1 CA2 – k2 CB mol/lit.jam

b. - r A*

= k1”CA2 – k2” CB atm/jam

Data diketahui : 1. k1 ; 3. T

;

2. KP 4.

 S olution

a.)

:

diketahui

diingini bentuk

- r A =

k1 pA2 – k2 pB

- r A = k1* CA2 – k2* CB

(mole/lit.jam) (mole/liter.jam)

 jadi disini bentuk dari – r A tetap sebagai – dCA /dt mole/liter.jam atau yang akan diubah hanya bentuk pA dan pB ke CA dan CB Diketahui :

pA = CA.RT mol

mol

mol

- r A = (10-3 ------------- )( pA2 atm2) – ( k2 --------------)(pB atm) --------lit.atm2.jam

lit.atm.jam

lit.jam

mole k1 pA2 =

(10-3 -------------- ) { ( CART)2 } (atm)2 lit atm2 jam mole

liter.atm

CA.RT = ----------- ---------------liter

mole.

oK

=

atm

oK

Jadi : k1.pA2 = ( 10-3 mole/lt.atm2. jam ) [ CA2 ( mole/lt)2] [ (0,082 )(610) ] 2 (liter.atm/mole) 2 = (10 –3)(0,082)2(610)2 CA2 = 2,5 CA2 mole/liter.jam

mole/liter.jam

KP = 0,05

atm –1

k1 = ----k2

k2.pB = ( 2 x

k1 10-3 mol/lit.atm2.jam or k2 = ----- = ------------------------KP 0,5 atm -1

10-3

mol ------------ ) ( pB atm ) lit atm jam

k2 pB = ( 2 x 10 –3 )( CB RT) = ( 2 x 10 –3 )(RT) CB =

k2” CB

k2” = (2 x

10  –3

= 0,1 jam -1 25

mol lit.atm )( 610 K) ------------ )(0,082 ----------lit.atm.jam mol.oK

Persamaan yang diingini menjadi : - r A’ = 2,5 CA2 – 0,1CB

mol/lt.jam

b. Diingini : - rA  * dalam atm/jam dari : dCA - r A = ------- = k1.pA2 - k2 pB mol/lit.jam dt dCA 1 dpA - r A = ------- = ----- --------- ( mol/lit.jam) dt RT dt

- dCA -1 d pA - r A = -------- = ----- --------- = k1.pA2 – k2.pB mole/lit.jam dt RT dt - dPA - r A* = ------- = k1 (RT) pA2 - k2 (RT) pB dt

atm/jam

k1RTpA2 = (10-3 mol/lit.atm2.jam)(0,082 lit.atm/mol. K) (610 K) p A2 atm2 = 0,05 . pA2 atm/jam k2 RT pB = (2 x 10  –3mol/lit.atm.jam )(0,082 lit.atm/mol. K)(610 K) p B = 10 –1 pB atm/jam Persamaan laju reaksi menjadi : - r A* = 0,05 pA2 - 0,1 pB atm/jam

Contoh 2. Mengubah tekanan ke konsentrasi Reaksi dengan persamaan stoikiometeri : A

R

dengan persamaan laju reaksi : - r A = 0,5 CA2 mol/lit.det terjadi pada 100oC & 1 atm. Ubah bentuk ini ke bentuk unit konsentrasi dan tekanan a).

- r A* = kP pA2

mol/lit.det

b).

- r A” = kP pA2

atm/ det

 S olution

:

(aq)