Latihan Ujian Dinamika Kimia

1. Jelaskan perbandingan suatu reaksi yang berlangsung pada suhu tinggi dengan reaksi yang menggunakan katalis tapi berlangsung pada suhu yang moderat.

jawab:

       Pada suhu tinggi tanpa katalis dengan suhu moderat dengan katalis didapatkan kesimpulan keduanya memiliki laju reaksi  hampir sama. Hal ini reaksi tanpa katalis-suhu tinggi, reaksi juga berjalan cepat  karena semakin tinggi suhu laju reaksi semakin cepat. Hal ini diakibatkan oleh meningkatnya energi kinetik(tumbukan partikel banyak)

Sedangkan pada reaksi suhu moderat-dengan katalis, energi aktivasi akan turun karena penambahan katalis sehingga laju reaksi bertambah walaupun pada suhu yang moderat.  

2. Jelaskan bagaimana terjadinya reaksi ledakan, dan berikan contoh reaksi kimia yang dapat menimbulkan reaksi ledakan! 

jawab:

       Ada 2 jenis ledakan, yang pertama yaitu ledakan termal. Ledakan ini terjadi karena dalam reaksi eksotermik ketika energi tidak dapat lepas. Laju reaksi meningkat dengan cepat karena konsentrasi energi. Yang kedua yaitu ledakan cabang. Dalam hal ini, ada reaksi rantai cabang dan jumlah operator tumbuh secara eksponensial. 

Pada tekanan rendah, pembawa rantai dapat mencapai dinding dan tersesat. Tidak ada ledakan yang terjadi. Saat tekanan meningkat di sepanjang garis putus-putus ditunjukkan, radikal bereaksi sebelum mencapai dinding dan reaksinya tiba-tiba menjadi meledak. Ini adalah batas ledakan pertama. Pada batas ledakan kedua, tekanan produk adalah tinggi sehingga reaksi O2 + H∙ → ∙O2H terjadi.  Reaksi rekombinasi ini menjadi efisien sebagai energi berlebih dapat dihilangkan dengan tiga tabrakan tubuh. Kemudian reaksinya berjalan lancar. Pada batas ledakan ketiga, ledakan termal terjadi. Dalam batas ini, reaksi seperti HO2∙ + H2 → H2O2 + H∙ mendominasi eliminasi HO2∙ di dinding.

3. Dekomposisi benzoyl peroksida dikarakterisasi dengan waktu paruh 8,5 jam pada 60oC dan energy aktivasi 30,5 kkal/mol. Berapa konsentrasi (mol/L) peroksida yang diperlukan untuk mengkonversi 40% dari jumlah mula-mula monomer vinyl menjadi polimer dalam waktu 5 jam pada 50oC? (Data: f=0,4; kp2/kt = 1,04x10-2 L/mol.s pada 50oC)

jawab: 

t1/2 = ln2Kd 

             Kd (pada 60℃ ) = ln2t1/2 = ln28,5 x 3600 s = 0,693147/30.600 = 2,2647 x 10-5

                     Kd = Ad e-Ed/RT 

             ln Kd = ln Ad - EdRT

             ln (Kd pada 50℃)(Kd pada 60℃ ) = - EdRT [1323 - 1333 ]

              ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - 30,5 x 103kal/molR [1323 - 1333 ] 

              ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - 30,5 x 103kal/mol1,987 kal mol-1 K-1 [1323 - 1333 ]

              ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - 30,5 x 103kal/mol1,987 kal mol-1 K-1 [1323 - 1333 ]

ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - 15.349,77 k [10107.559]

ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - [153.497,7 107.559]

ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - [153.497,7 107.559]

              ln (Kd pada 50℃)(2,2647 x 105) = - [1,427102]

              ln Kd pada 50℃ = - 17,59669

              Kd = 2,2796 x 10-8 s-1

             Konversi 40% :

             ([I]0)-1/2 = 2-ln⁡(1-p)(kp2/kt)1/2(f/kd)1/2(1 – e-kd.t / 2)

             ([I]0)-1/2 = 2-ln⁡(1-0,4)(1,04x10-2 )1/2(0,4/2,2796 x 10-8)1/2(1 – e-2,2796 x 10^-8 (18000) / 2)

            ([I]0)-1/2 = 2-ln⁡(0,6)(5,2x10-3 )(8.773.469,03)(1 – e-2,05164 x 10^-4 )

             ([I]0)-1/2 = 3,9152 (5,2x10-3 )(8.773.469,03)(1 – 0,9998)

             ([I]0)-1/2 = 35,7329

             [I]0 = 7,8318 x 10-4 mol/L

 

4. Pirolisis asetaldehid menghasilkan metana dan karbon monoksida. Hasil pengamatan laju pembentukan metana menunjukkan bahwa reaksi memiliki orde 3/2 terhadap asetaldehid. Mekanisme Rice-Herzfeld untuk pirolisis asetaldehid adalah sebagai berikut:

CH3CHO → •CH3 + •CHO
•CH3 + CH3CHO → CH4 + (CH3)•CO 

(CH3)•CO → CO + •CH3
2•CH3 → C2H6
Hitunglah panjang rantai!

jawab:

1. Initiation: CH3CHO → ⋅CH3 + ⋅CHO

R = ka [CH3CHO]

(b) Propagation: CH3CHO + ⋅CH3 → CH4 + CH3CO⋅ 

R = kb [CH3CHO] [⋅CH3]

(c) Propagation: CH3CO⋅ → ⋅CH3 + CO 

R = kc [CH3CO⋅]

(d) Termination: ⋅CH3 + ⋅CH3 → CH3CH3 

R = kd [⋅CH3]2

5. Enzim karbonik anhidrase mengkatalisis hidrasi CO2 dalam sel darah merah dengan reaksi sebagai berikut:
   CO2(g) + H2O → HCO3(aq) + H+(aq)
   Reaksi berlangsung pada pH 7,1 dan suhu 273,5 K dengan konsentrasi enzim 2,3 nmol/dm3:

 

 

Tentukan Vmax, KM dan tetapan laju reaksi!

jawab:

Membuat grafik dengan sumbu y = 1/v dan sumbu x = 1/konsentrasi CO2

Mol.dm-3 1/[S]	dm3smol-11/v
0,8	0,3597
0,4	0,2
0,2	0,12
0,05	0,598

 

Intersep = 1/Vmax

0,3669 = 1/Vmax

Vmax = 1/0,3669

Vmax = 2,7255 mol/Ls

Slope = Km/Vmax

0,131 =Km/2,7255

Km = 2,7255 x 0,131

Km = 0,3570 mol/L

K(tetapan laju reaksi) = Vmax/ konsentrasi enzim

                                   = 2,7255 mol/Ls : 2,3 x 10-9 mol/L

    = 1,185 x 109 /s