Kinetika Kimia adalah disiplin ilmu kimia yang mempelajari laju reaksi kimia yang terjadi. Dengan demikian, kinetika kimia sesuai dengan kecepatan reaksi, yaitu variasi temporal dalam konsentrasi reaktan.
Reaksi generik Reagen —- Jenis produk dapat diuraikan sebagai berikut:
Kecepatan rata-rata suatu reaksi dapat didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi dalam selang waktu tertentu. Namun, perubahan warna dan sifat fisik atau kimia lainnya juga dapat digunakan untuk membantu menentukan kecepatan.
Persamaan Kinetik atau Hukum Laju Reaksi
Penentuan ini selalu dilakukan secara eksperimental, biasanya menganalisis variasi sifat pada saat awal.
Reaksi kimia generik tipe aA + bB -> cC + dD memiliki persamaan kinetik dalam bentuk:
x dan y adalah orde parsial reaksi dan jumlah mereka sesuai dengan orde global reaksi. Perhatikan bahwa orde reaksi ditentukan dalam kaitannya dengan konsentrasi reaktan dan bukan produk.
Sekarang kita akan menganalisis bagaimana hukum kecepatan reaksi ditentukan dari sekumpulan data eksperimen:
Dari himpunan hasil, dapat dilihat bahwa ketika konsentrasi A menjadi dua kali lipat, dengan menjaga konsentrasi B konstan, lajunya menjadi dua kali lipat, sehingga reaksinya adalah orde pertama dalam kaitannya dengan A.
Sebaliknya, bila konsentrasi A dipertahankan konstan dan konsentrasi B digandakan, laju reaksi menjadi empat kali lipat, reaksi menjadi orde kedua dalam kaitannya dengan B.
Cara lain untuk mencapai kesimpulan yang sama adalah melalui penggunaan hukum kecepatan.
Jadi mengingat pengalaman 1 dan 2 (konsentrasi konstan B) ekspresi hukum kecepatan adalah:
Menghubungkan kedua ekspresi sehingga memiliki v1 / v2 dan mensubstitusi nilai v1 dan v2 kita mendapatkan:
Perhatikan bahwa k1 dan k2 sama sehingga mereka membatalkan dalam ekspresi terakhir. Dari sini disimpulkan bahwa reaksi adalah orde pertama dalam kaitannya dengan A.
Untuk reagen B, prosedurnya identik:
Jadi reaksinya adalah orde kedua relatif terhadap B. Jadi, hukum laju atau persamaan kinetik untuk reaksi ini akan ditulis sebagai berikut:
Orde reaksi global adalah 1 + 2 = 3
Untuk menentukan konstanta laju reaksi, cukup melakukan perhitungan untuk salah satu pengalaman. Jadi, sebagai contoh kami menyajikan perhitungan k untuk pengalaman 3.
Jika kebetulan kita punya reaksi tipe aA + bB + cC –> Produk dengan himpunan hasil seperti berikut :
Dalam contoh ini, set dua reagen dengan konsentrasi konstan dipertimbangkan, dan perhitungan dibuat untuk yang lain. A) Ya:
Konsentrasi konstan B dan C (pengalaman 1 dan 2): analisis kasus ini menunjukkan bahwa konsentrasi berlipat ganda dan kecepatan juga berlipat ganda; reaksi orde satu terhadap A.
Konsentrasi A dan C konstan (pengalaman 3 dan 4): dalam kasus ini, dibuktikan bahwa konsentrasi B menjadi dua kali lipat dan kecepatannya menjadi empat kali lipat; orde reaksi terhadap B adalah dua.
Konsentrasi konstan A dan B (pengalaman 1 dan 5): juga diverifikasi bahwa konsentrasi C berlipat ganda dan kecepatannya empat kali lipat; reaksi orde dua relatif terhadap C.
Jika kita membuat perhitungan orde reaksi yang menggunakan hukum kecepatan, kesimpulan yang sama diverifikasi. Ekspresi ini disajikan sudah disederhanakan.
Persamaan kinetik menjadi:
Orde global dari reaksi ini adalah: 1 + 2 + 2 = 5
Perhitungan konstanta kecepatan, k, dilakukan dengan melihat data dari salah satu pengalaman.