![Solid State Reaction Handout [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/solid-state-reaction-handout.jpg)
6 0 7 MB
10/28/2015
Tipe dekomposisi padatan murni
Dr. Rachmat Mauludin
I.Solid II.Solid III.Solid IV.Solid V.Solid VI.Solid
Solid + Solid Solid + Liquid Liquid + Liquid Solid + Gas Liquid + Gas Gas + Gas
Pertama kali di teliti oleh Prout dan Tompkins 1944 Contoh: dekomposisi dari asam p-aminosalisilat, asam oksalat, Kalium permanganat, perak permanganat Permukaan padatan biasanya kasar memungkinkan terjadinya kerusakan kristal. Sisi kasar ini mudah sekali bereaksi (energetik)
1
10/28/2015
DEKOMPOSISI ASAM P-AMINOSALISILAT
SISI TERAKTIVASI PERMUKAAN PADATAN
Kecepatan awal teraktivasi molekul (propogasi)
dN dt = a[N + N o ] 0
dx = ax(1− x) dt
N= jumlah molekul baru teraktivasi No = jumlah molekul awal yg teraktivasi
a = konstanta kecepatam dekomposisi (k)
dN = {a − b}N dt
x ln = a(t − t1/ 2 ) 1− x
b Termination probability (probalitas akhir) a,b diasumsikan eqivalen dengan fraksi mol terdekomposisi (x) Pada
t1/2
t1/2= waktu paruh
b=2xa
2
10/28/2015
CONTOH SOAL : 5.55 mmol padatan terdekomposisipd T= 55.6oC seperti tabel 4.2 tentukan konstanta kecepatan dekomposisi dan t1/2
0,821
0,148
1,315
0,237
1,991
0,359
2,775
0,50
3,176
0,572
3,559
0,641
3
10/28/2015
Karena A/Ao=1-x, maka :
d(1− x) = −k [(1− x − Sx]−k xS s l dt
Ao: padatan awal S: solid terlarut/cairan hasil urai
Jika:
B=
Yang terurai:
kl −1− S ks
Padatan terdekomposisi:Aox Persamaan Bawn: Padatan terlarut:AoSx
ln[1+ Bx] =Bkst dA = −k [A (1− x) − A Sx) − k (A xS) s o o l o dt
B: parameter penyesuai
Dekomposisi p-methylaminobenzoat mengikuti kinetik Bawn
ln[1+ Bx] =Bkst
Program utk mendapatkan B
4
10/28/2015
Penghitungan nilai B yang diharapkan
GRAFIK UNTUK MENCARI NILAI B YANG SESUAI
Penguraian asam p-metilaminobenzoat setelah t*
S=
1− x* x*
Jumlah yang terdekomposisi setelah t*
1− x ln = −k l (t − t*) 1−x *
5
10/28/2015
Grafik setelah t* berdasarkan persamaan:
1− x ln = −kl (t − t*) 1−x*
Kurva penurunan titik beku ditentukan denga persamaan:
(
)
ln 1− x* =
∆H 1 1 ( − ) R Tf T
6
10/28/2015
Suatu padatan terurai menjadi cairan dan gas, dengan data sbb: Waktu (jam)
Fraksi yang terurai (x)
261
0.05
379
0.10
491
0.18
531
0.22
688
0.47
718
0.54
875
0.78
956
0.85
1152
0.94
Jika pada saat fraksi yang terurai 0.47, zat padat sisa terlarut sempurna dalam cairan produk urai tentukanlah S, ks, kl dan B. Parameter penyesuai (B) yang dicobakan 45, 100, 175! Tentukan berapa banyak padatan yang terlarut saat 1000 jam?
TOPOCHEMICAL REACTIONS Reaksi pada pertumbuhan kristal (McCabe law)
Dekomposisi aspirin dalam suasana alkali
Jumlah yg tidak terdekomposisi pada saat t : Berdasarkan persamaan Topochemical reaction
NDa3 = ND(ao – kt)3
x=
ND a 3 ND a o
3
k = 1− t ao
disusun ulang menjadi:
Berdasarkan persamaan reaksi orde satu
3
k 1 − 3 x = ao
t
ao = panjang sisi padatan X = fraksi padatan sisa
7
10/28/2015
A + B
Suatu serbuk A (titik lebur dan titik lelehnya sangat tinggi) mengalami penguraian membentuk padatan dan gas. Kinetika penguraian padatan menjadi padatan dan gas pertama kali dipelajari oleh Prout dan Tompkins (1944). Dari 8,5 mmol sebuk A akan terurai pada suhu yang berbeda beda dan gas yang terbentuk dikumpulkan dan ditentukan jumlahnya seperti data dibawah ini:
C luas permukaan kontak 1 cm2 B
A
B
A C B
CC B A
Waktu (hari)
B
B
dB dh =D dt dt
dB q = dt h
X = fraksi terdekomposisi ao = sisi padatan awal Terjadi pada aspirin dg natrium bicarbonat
h = 2
2q
t = k't
D (kt)1/ 2 1− x = 1− ao
1/3
1 3 3,5 5 8 12
Jumlah gas yg terbentuk (mmol) pada Suhu: 303oC 203oC 103oC 1,340 2,191 3,169 3,545 3,802 4,029 4,250 4,250 4,250 6,223 5,555 4,908 8,103 7,398 6,106 8,472 8,273 7,261
Dari data diatas hitunglah energi aktivasi (Ea) reaksi penguraian padatan A! (Konstanta gas R= 1,986 kalori/ K mol)
8
