Rabu, 31 Oktober 2012

LAJU REAKSI


PENGERTIAN LAJU REAKSI
Laju reaksi dapat didefinisikan sebagai:
·        Laju/kecepatan berkurangnya konsentrasi reaktan tiap satuan waktu (-∆M/∆t)
·        Laju/kecepatan bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu (+∆M/∆t)
Dari reaksi    A(aq) + B(aq) → C(aq) + D(aq)
Secara umum, laju reaksi dirumuskan dengan:
V = k [A]m[B]n              dimana      v = laju reaksi (M/det)
K = v/[A]m[B]n                                  K = tetapan laju reaksi (/det)
                                                [A],[B] = konsentrasi zat (M)
                                                m,n = orde reaksi/tingkat reaksi
orde reaksi dapat dihitung berdasarkan data percobaan.
Contoh : pada reaksi A(aq) + B(aq) → C(aq) + D(aq) diperoleh data sbb:
percobaan
[A] (M)
[B] (M)
V (M/det)
1
2.10-3
2.10-3
1.10-5
2
4.10-3
2.10-3
2.10-5
3
2.10-3
4.10-3
4.10-5
Tentukan :
a)     Orde reaksi terhadap A
b)    Orde reaksi terhadap B
c)     Orde reaksi total
d)    Rumus laju reaksi
e)     Nilai tetapan laju reaksi
f)      Laju reaksi jika [A]=3.10-2 M dan [B]=2.10-2 M
a.     Untuk menghitung orde reaksi A, ambil 2 data percobaan dimana konsentrasi A berbeda,tapi konsentrasi B sama dan dimasukkan ke dalam rumus umum laju reaksi.
Dari data percobaan di atas, untuk menghitung orde reaksi A data yang digunakan adalah data 1 dan 2
V2 = k [A]2m[B]2n
V1      k [A]1m[B]1n
2.10-5  = k(4.10-3)m(2.10-3)n
1.10-5      k(2.10-3)m(2.10-3)n

2   =  2m
m  =  1

b.     Untuk menghitung orde reaksi B, ambil 2 data percobaan dimana konsentrasi B berbeda,tapi konsentrasi A sama dan dimasukkan ke dalam rumus umum laju reaksi.
Dari data percobaan di atas, untuk menghitung orde reaksi B data yang digunakan adalah data 1 dan 2
V3 = k [A]3m[B]3n
V1      k [A]1m[B]1n
4.10-5  = k(2.10-3)m(4.10-3)n
1.10-5      k(2.10-3)m(2.10-3)n

4   =  2n
n  =  2

c.      Orde reaksi total = orde reaksi A + orde reaksi B = 1 + 2 = 3
d.     Rumus laju reaksi adalah dengan memasukkan nilai orde reaksi ke dalam rumus umum laju reaksi.
V = k [A]m [B]n
V = k [A]1 [B]2
V = k [A] [B]2
e.     Untuk menentukan nilai konstanta laju reaksi caranya adalah dengan memasukkan salah satu data percobaan ke dalam rumus laju reaksi yang sudah diperoleh
Misalnya dari data di atas, kita ambil data percobaan 1 untuk dimasukkan ke dalam rumus laju reaksi.
V = k [A] [B]2
1.10-5 = k (2.10-3) (2.10-3)2
1.10-5 = k (2.10-3)(4.10-6)
1.10-5 = k 8.10-9
K = 1.10-5/ 8. 10-9
K = 0,125 . 104
K = 1250
f.       Untuk menghitung nilai laju reaksi, data yang dikehendaki dimasukkan dalam rumus laju reaksi.
V = k [A] [B]2
V = 1250 (3.10-2) (2.10-2)2
V = 1250 (3.10-2) (4.10-4)
V = 1250 (12.10-6)
V = 15000 . 10-6
V = 1,5. 10-2 M/det

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

#Teori Tumbukan
Berdasarkan teori tumbukan, laju reaksi terjadi karena adanya tumbukan efektif.
Energi aktivasi/ energi pengaktifan adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan tumbukan yang efektif sehingga reaksi dapat berlangsung.

Berikut beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi berdasarkan teori tumbukan :

1.  Konsentrasi
“semakin tinggi konsentrasi, laju reaksi semakin cepat”
Berdasarkan teori tumbukan, semakin tinggi konsentrasi maka jumlah partikel zat semakin banyak. Jika jumlah partikel zat semakin banyak maka akan lebih mudah terjadi tumbukan yang efektif, sehingga laju reaksi makin cepat
2.  Luas Permukaan
“semakin besar luas permukaan, laju reaksi makin cepat”
Luas permukaan berhubungan dengan ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, maka luas permukaan semakin besar. (contohnya gula pasir dan gula batu, dengan massa yang sama maka gula pasir lebih cepat larut daripada gula batu bukan?hal ini karena luas permukaan total bentuk serbuk lebih besar daripada luas permukaan bentuk bongkahan.)
Berdasarkan teori tumbukan, semakin besar luas permukaan maka semakin mudah partikel – partikel untuk saling bertumbukan, sehingga menghasilkan tumbukan efektif dan laju reaksi makin cepat.
3.  Suhu
“semakin tinggi suhu, laju reaksi makin cepat”
Berdasarkan teori tumbukan, semakin tinggi suhu maka energy kinetik partikel juga semakin besar. Karena semakin tinggi suhu gerakan partikel juga semakin cepat sehingga memungkinkan terjadinya tumbukan efektif dan laju reaksi semakin cepat.
4.  Katalisator
“adanya katalisator mempercepat laju reaksi”
Katalisator adalah zat yang ditambahkan sehingga dapat mempercepat laju reaksi tanpa zat tersebut ikut bereaksi . Fungsi katalisator adalah untuk menurunkan energy aktivasi, sehingga dengan energy sedikit, reaksi sudah dapat berlangsung.
Contoh katalis : MnO2, logam Pt, Ni, Pd, V

Soal Latihan
1.     Apa yang dimaksud dengan laju reaksi?
2.     Sebut dan jelaskan apa saja factor – factor yang mempengaruhi laju reaksi?
3.     Mengapa kenaikan suhu akan mempercepat reaksi ?
4.     Bagaimana cara energy aktifasi diperkecil ?
5.     pada reaksi 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) diperoleh data sbb:
percobaan
[NO] (M)
[O2] (M)
V (M/det)
1
2.10-3
2.10-3
2.10-5
2
4.10-3
2.10-3
2.10-5
3
2.10-3
4.10-3
8.10-5
Tentukan :
a)     Orde reaksi terhadap NO
b)    Orde reaksi terhadap O2
c)     Orde reaksi total
d)    Rumus laju reaksi
e)     Nilai tetapan laju reaksi
f)      Laju reaksi jika [NO]=2.10-2 M dan [O2]=1.10-2 M

Diposting oleh di 11 komentar:

Selasa, 30 Oktober 2012

RADIOAKTIF


Sejarah Penemuan

Sejarah penemuanRadioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

Jenis - jenis Sinar Radioaktif :
a.     Sinar alfa( α )
Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium .
b.     Sinar beta( ß )
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam uadara kering dan dapat menembus kulit.Sinar beta dapat dihentikan dengan plat alumunium.
c.      Sinar gamma(γ )
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya tembus besar. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron.
  • Urutan daya ionisasi  α > β > γ
  • Urutan daya tembus  α < β < γ

Peluruhan Radioaktif
Peluruhan radioaktifSatuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). 1 Bq = 1 peluruhan/detik
Inti tdk stabil→ meluruh → radiasi 
contoh:    Ra → Rn + a → He                Th → Pa +b → e                N → P + e
Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg terbentuk?
Jawab :Massa unsur baru = 239-4 = 235 dan muatannya = 94-2 =92Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)94Pu239 → 2He4 + 92U235

Reaksi Transmutasi
Transmutasi inti atau transmutasi nuklir adalah perubahan suatu unsur kimia atau isotop menjadi unsur kimia atau isotop lain melalui reaksi nuklir. Di alam berlangsung transmutasi nuklir natural yang terjadi pada unsur radioaktif yang secara spontan meluruh selama kurun waktu bertahun-tahun dan akhirnya berubah menjadi unsur yang lebih stabil. Transmutasi nuklir buatan dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor fisi, reaktor fusi atau alat pemercepat partikel (particle accelerator). Transmutasi nuklir buatan dilakukan dengan tujuan mengubah unsur kimia atau radioisotop dengan tujuan tertentu. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari reaktor nuklir yang mempunyai umur sangat panjang dapat saja ditransmutasikan menjadi radioisotop yang lebih stabil dan memancarkan radioaktivitas dengan umur yang lebih pendek,untuk mengubah bahan yang tidak dapat membelah menjadi bahan fisil, atau mengubah radioisotop berumur sangat panjang menjadi radioisotop yang lebih pendek umurnya atau bahkan menjadi unsur stabil yang tidak memancarkan radioaktif. Bahan yang dapat diubah menjadi bahan fisil disebut sebagai bahan fertil. Reaksi nuklir transmutasi tersebut diantaranya adalah sebagai berikut.
 Transmutasi bahan fertil (thorium-232 dan uranium-238) menjadi bahan fisil (U-233 dan Pu-239):0n1 + 90Th232 → 92U233 + 2 -1e0 0n1 + 92U238 → 94Pu239 + 2 -1e0Transmutasi limbah radioaktif berumur panjang dari kelompok aktinida minor yaitu amerisium-241 (95Am241) menjadi bahan fisil kurium-243 (96Cm243) agar dapat berfisi di dalam reaktor nuklir dari pada meluruh dengan memancarkan radioaktif yang berbahaya sebagai limbah nuklir: 0n1 + 95Am241 → 96Cm242 +  -1e0  0n1 + 96Cm242 → 96Cm243 

Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi
Definisi reaksi fusi adalah reaksi penggabungan beberapa inti ringan, disertai pengeluaran energy yang sangat besar. Proses ini merupakan kebalikan dari fisi, tetapi hasil terakhir sama yaitu energi yang dahsyat.
Perbedaan fisi dan fusi adalah pada prosesnya. Pada fisi, atom berat terbelah menjadi dua, sebaliknya pada fusi, atom ringan bergabung menjadi satu.
Dalam hal ini (fusi) yang berperan adalah hydrogen. Jika dua atom hydrogen digabung akan menghasilikan unsur lain yaitu helium dan energy yang besar. Namun, untuk menggabungkan dua unsur hydrogen sangatlah sulit, karena adanya gaya ikat inti (elektrostatik). Oleh karenanya satu-satunya jalan adalah memanasinya lebih dahulu agar inti atom terpisah dari elektron yang mengelilingnya.Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13,6 elektronvolt -- lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi fusi hidrogen menjadi helium.

DAMPAK RADIOAKTIF
Pengertian atau arti definisi pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90-Th merupakan karsinogen tulang.Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini :
1. Pusing-pusing
2. Nafsu makan berkurang atau hilang
3. Terjadi diare
4. Badan panas atau demam
5. Berat badan turun
6. Kanker darah atau leukimia
7. Meningkatnya denyut jantung atau nadi
8. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih   yang jumlahnya berkurang

Penggunaan Radioaktif
A.    Bidang kedokteran
Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.Radioaktif juga digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran dan untuk terapi kanker dan tumor.
B.    Bidang lndustri
Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.Radioaktif juga digunakan untuk mengontrol ketebalan bahan,memeriksa cacat pada logam,dan untuk pengawetan bahan.
C.     Bidang Hidrologi.
1.Mempelajari kecepatan aliran sungai.
2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
D.    Bidang Biologis
1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.
2. Mempelajari reaksi pengesteran.
3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
E.     Bidang pertanian.
1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul
Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.
2) Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
3) Penyimpanan makanan
Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.

Waktu Paruh
Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh unsur radioaktif untuk meluruh sehingga tinggal separuh dari jumlah semula.t1/2 = 0,693/λ
t1/2 = waktu paruh
λ = tetapan peluruhan
Nt/N0 = (1/2)t/t1/2
Nt = banyak unsur setelah meluruh
N0 = banyak unsur mula-mula
t = waktu peluruhan
t1/2 = waktu paruh
contoh: 
Waktu paruh dari Au-198 adalah 3 hari, tentukan tetapan peluruhnya?                       
λ = 0,693/3     = 0,231   per hari  = 2,7 x 10-7 per detik
Suatu unsur radioaktif X memiliki waktu paruh 400 tahun. Jika mula-mula terdapat 4 kg unsur X, berapa sisa unsur X setelah meluruh selama 1600 tahun?
Nt/N0 = (1/2)t/t1/2
Nt/4 = (1/2)1600/400
Nt/4 = (1/2)4Nt/4 = 1/16
Nt = 1/16 x 4
Nt = 1/4 Kg = 0,25 Kg
Kerjakan soal-soal berikut!
1.       Jelaskan bagaimana sejarah penemuan radioaktif!
2.       Sebutkan sifat-sifat sinar α,β dan γ !
3.       Suatu unsur radioaktif 92U238 ditembak dengan 2 partikel sinar β sehingga menghasilkan unsur X dan memancarkan 2 partikel neutron.
Tuliskan reaksi transmutasi tersebut dan unsur apakah X?
4.       Apakah yang dimaksud dengan reaksi fisi dan fusi? Berikan contohnya!
5.       Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg menggambarkan deret peluruhan radioaktif:
a.       16S32→ 17Cl---- + -1e0                                  d. 92U235 → 90Th231 + ….
b.      8O14 → 7N14  + …..                                     e. 11Na23 + 1H2 → …. + 1H1
c.       96Cm246 + 6C13 → 102No254 + ….

6.       Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini:
a.  3Li7(p,g)4Be8
b.  16S33(n.p)15P33
c.  94Pu239(a,n)96Cm242
d.  92U238(a,3n)94Pu239
7.       Apakah bahaya dari radioaktif?
8.       Apakah yang dimaksud dengan limbah/sampah radioaktif?
9.       Sebutkan kegunaan radioaktif dalam bidang kedokteran dan pertanian!
10.   Unsur radioaktif Y sebanyak 20 Kg memiliki waktu paruh 20 tahun. Berapakah sisa unsur X setelah meluruh selama 80 tahun!
  






Diposting oleh di 8 komentar:
Langganan: Postingan (Atom)