Peran katalis adalah menurunkan energi aktivasi, sehingga suatu reaksi akan lebih mudah melampaui energi aktivasi. Jadi, pengaruh katalis terhadap laju reaksi adalah menurunkan energi aktivasi sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.
Teori tumbukan menyatakan bahwa ketika partikel reaktan yang sesuai saling bertumbukan, hanya persentase tertentu dari tumbukan yang menyebabkan perubahan kimia yang nyata atau signifikan; perubahan yang berhasil ini disebut sebagai tumbukan yang sukses.
Home / Kimia / Soal IPA
Jelaskan yang dimaksud dengan energi aktivasi dan katalis! Bagaimana hubungan antarkeduanya?
- Energi aktivasi adalah energi minimal yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi
- k=Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi tidak mengalami perubahan yang kekal.
- Hubungan antara katalis dan energi aktivasi, dengan adanya katalis reaksi dapat menurunkan energi aktivasi.
------------#------------
Jangan lupa komentar & sarannya
Email:
Newer Posts Older Posts
Energi aktivasi merupakan faktor penentu terjadinya reaksi kimia, yang memiliki pengaruh besar pada kecepatan reaksi.
Ada beberapa contoh reaksi kimia yang melibatkan kehidupan sehari-hari manusia pada umumnya, yang menjadikan kajiannya mendasar. Contoh reaksi yang sangat penting bagi kita adalah pembakaran bensin pada kendaraan bermotor, yang terjadi agar menghasilkan energi yang cukup bagi kendaraan untuk dapat bergerak.
Reaksi kimia dapat diproses dengan kecepatan yang bervariasi. Misalnya reaksi pembentukan intan sangat lambat, tetapi ledakan kembang api terjadi seketika.
Bagian dari Kimia yang mempelajari kecepatan reaksi kimia adalah Kinetika Kimia, yang lebih memfokuskan pada mekanisme yang menentukan dan mempengaruhi kecepatan reaksi kimia, seperti energi aktivasi. Namun, kita tidak dapat berbicara tentang energi aktivasi tanpa mengomentari kontak antara reaktan dan tumbukan yang menguntungkan.
- Kontak antar reagen: Reagen yang bersentuhan satu sama lain;
- Tumbukan yang menguntungkan: Molekul-molekul reagen harus bertabrakan satu sama lain sehingga jumlah atom terbesar bersentuhan.
Menurut Termokimia, selama terjadinya reaksi, setiap reagen memiliki sejumlah energi dan, selain itu, ia juga harus bersentuhan dengan energi dari lingkungan luar.
Dengan cara yang sangat obyektif, kita dapat mendefinisikan energi aktivas adalah energi yang dibutuhkan untuk terjadinya suatu reaksi. Sebagai contoh, agar nyala api kompor dapat terbentuk, diperlukan percikan listrik untuk memungkinkan terjadinya reaksi antara gas oksigen dan gas memasak.
Tumbukan antara partikel reaktan, dengan orientasi yang baik dan energi aktivasi yang cukup, selalu menghasilkan senyawa yang disebut kompleks aktif. Kompleks yang teraktivasi bukanlah produk, tetapi senyawa antara yang terbentuk antara reaktan dan produk. Ini adalah senyawa tidak stabil yang, setelah berasal, terurai dan membentuk produk. Berikut adalah representasi pembentukan kompleks HF teraktivasi dari reaksi antara H2 dan F2:
Pengertian
Kebutuhan energi minimum yang harus dipenuhi untuk reaksi kimia terjadi disebut energi aktivasi. Reaksi kimia antara dua zat hanya terjadi ketika sebuah atom, ion, atau molekul satu bertabrakan dengan atom, ion, atau molekul yang lain. Dan untuk lebih jelasnya silah simak uraian singkat berikut ini
Energi aktivasi adalah sejumlah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk dapat bereaksi hingga terbentuk zat baru. Reaksi kimia dapat berlangsung endoterm maupun eksoterm. Reaksi endoterm spontan, apabila energi yang diperlukan cukup diambil dari lingkungan saja.
Namun banyak reaksi yang harus dipanaskan agar dapat bereaksi. Reaksi eksoterm spontan, terjadi langsung saat zat-zat dicampur. Semua reaksi pembakaran eksoterm,namun memerlukan energi ambang untuk memulai reaksi, karena tak cukup hanya mengambil dari lingkungan saja. Semua energi untuk bereaksi ini adalah energi aktivasi.
Setiap zat memiliki sejumlah energi dalam, yaitu energi potensial. Energi ini terdapat pada setiap benda yang diam. Benda yang diam, tanpa kelihatan adanya gerakan, di dalamnya terdiri atas partikel-partikel yang sangat kecil, dinamakan atom. Setiap atom ini terdapat elektron yang terus bergerak tanpa henti, mengelilingi intinya.
Setiap zat yang tampak diam, di dalamnya selalu ada gerakan dan gerakan ini memerlukan energi. Setiap saat sejumlah energi potensialnya dapat berubah menjadi energi kinetik. Jumlah kedua jenis energi ini merupakan energi dalam zat.
Korek api, bagian ujungnya terdapat fosfor merah, P4 yang berfungsi seagai bahan bakar. Untuk membakar korek api, diperlukan energi ambang agar korek itu mencapai titik nyala. Walaupun reaksi pembakaran tergolong eksoterm. Bayangkan, seandainya reaksi pembakaran berlangsung dengan sendirinya, semua bahan bakar, bahkan, kertas, kain, plastik, karet, apa saja, diam-diam langsung terbakar, habislah sudah apapun di dunia ini, logampun akan meleleh.
Reaksi fosfor merah dari korek api memerlukan energi ambang atau energi aktivasi untuk memulai reaksi dengan oksigen. Dalam video ini, ditunjukkan suatu percobaan sederhana, memanaskan korek api dengan menggunakan wadah reaksi yang diletakkan di atas api, kemudian 2 batang korek api dimasukkan ke dalamnya. Ternyata kalor yang mengenai forfor merah dapat memberikan energi cukup sehingga reaksi dapat berlabgsung. Tampak api menyala dalam wadah reaksi itu.
Energi aktivasi dan laju reaksi
Energi aktivasi suatu reaksi kimia berkaitan erat dengan laju reaksi tersebut. Secara khusus, semakin tinggi energi aktivasi, semakin lambat reaksi kimianya. Ini karena molekul hanya dapat menyelesaikan reaksi setelah mencapai puncak penghalang energi aktivasi.
Semakin tinggi penghalang, semakin sedikit molekul yang memiliki cukup energi untuk melewatinya pada saat tertentu. [Mengapa beberapa molekul memiliki lebih banyak energi daripada yang lain?]
Banyak reaksi yang memiliki energi aktivasi yang tinggi sehingga pada dasarnya tidak berjalan sama sekali tanpa masukan energi. Misalnya, pembakaran bahan bakar seperti propana melepaskan energi, tetapi laju reaksi efektif nol pada suhu kamar. (Untuk lebih jelasnya, ini adalah hal yang baik – tidak akan begitu bagus jika tabung propana secara spontan terbakar di rak!).
Setelah percikan memberikan energi yang cukup untuk membawa beberapa molekul melewati penghalang energi aktivasi, molekul-molekul itu menyelesaikan reaksinya, melepaskan energi. Energi yang dilepaskan membantu molekul bahan bakar lain mengatasi penghalang energi juga, yang mengarah ke reaksi berantai.
Sebagian besar reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel mirip dengan contoh pembakaran hidrokarbon: energi aktivasi terlalu tinggi untuk reaksi berlangsung secara signifikan pada suhu lingkungan. Pada awalnya, ini tampak seperti masalah; bagaimanapun juga, Anda tidak dapat memicu percikan di dalam sel tanpa menyebabkan kerusakan.
Untungnya, energi aktivasi suatu reaksi dapat diturunkan, dan dengan demikian dapat meningkatkan laju reaksi. Proses mempercepat reaksi dengan mengurangi energi aktivasi disebut katalisis, dan faktor yang ditambahkan untuk menurunkan energi aktivasi disebut katalis. Katalis biologis dikenal sebagai enzim, dan Anda dapat membacanya di artikel lain.
Di dalam ilmu kimia, energi aktivasi merupakan sebuah istilah yang diperkenalkan oleh Svante Arrhenius,[1] yang didefinisikan sebagai energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi.[2] Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya dilambangkan sebagai Ea, dengan satuan joule (J) atau kilojoule per mol (kJ/mol) atau kilokalori per mol (kkal/mol).[3]
Energi aktivasi dapat dianggap sebagai besarnya penghalang potensial (kadang-kadang disebut penghalang energi) yang memisahkan minima dari energi potensial permukaan yang berkaitan dengan keadaan termodinamika awal dan akhir. Agar reaksi kimia[4] dapat berlangsung pada laju yang masuk akal, suhu sistem harus cukup tinggi sehingga terdapat sejumlah molekul dengan energi translasi yang sama dengan atau lebih besar dari energi aktivasi.
Terkadang suatu reaksi kimia membutuhkan energi aktivasi yang teramat sangat besar, maka dari itu dibutuhkan suatu katalis agar reaksi dapat berlangsung dengan pasokan energi yang lebih rendah.
Artikel utama: Persamaan Arrhenius
Persamaan Arrhenius menyediakan dasar kuantitatif bagi hubungan antara energi aktivasi dan laju ketika suatu reaksi berlangsung. Dari persamaan ini, energi aktivasi dapat dinyatakan melalui hubungan
k = A e − E a / ( R T ) {\displaystyle k=Ae^{{-E_{\textrm {a}}}/{(RT)}}}yang dalam persamaan ini, A adalah faktor pra-eksponensial bagi reaksi, R adalah konstanta gas semesta, T adalah suhu mutlak (biasanya dalam kelvin), dan k adalah koefisien laju reaksi. Meski nilai A tidak diketahui, Ea dapat ditentukan dari variasi dalam koefisien laju reaksi sebagai fungsi suhu (di dalam keabsahan persamaan Arrhenius).
Artikel utama: Katalisis
Hubungan antara energi aktivasi ( E a {\displaystyle E_{\textrm {a}}} ) dan entalpi pembentukan (ΔH) dengan dan tanpa katalis, diplot bersama koordinat reaksi. Posisi energi tertinggi (posisi puncak) mewakili keadaan transisi. Dengan katalis, energi yang dibutuhkan untuk memasuki keadaan transisi berkurang, sehingga mengurangi energi yang diperlukan untuk memulai reaksi.
Zat yang mengubah keadaan transisi untuk menurunkan energi aktivasi disebut katalis; sebuah katalis yang hanya terdiri dari protein dan (jika ada) kofaktor molekul kecil disebut enzim. Katalis meningkatkan laju reaksi tanpa dikonsumsi dalam reaksi.[5] Selain itu, katalis menurunkan energi aktivasi, tetapi tidak mengubah energi reaktan atau produk awalnya, sehingga tidak mengubah kesetimbangan.[6] Sebaliknya, energi reaktan dan energi produk tetap sama dan hanya energi aktivasi yang diubah (diturunkan).
- Kinetika kimia
- Suhu swasulut
- Suhu kinetik rata-rata
- Penerowongan kuantum
- Teori kinetika gas
- ^ "Activation Energy and the Arrhenius Equation – Introductory Chemistry- 1st Canadian Edition". opentextbc.ca (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-07-08. Diakses tanggal 2018-04-05.
- ^ "Activation Energy". www.chem.fsu.edu. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-12-07. Diakses tanggal 2017-01-13.
- ^ Pratt, Thomas H. "Electrostatic Ignitions of Fires and Explosions" Wiley-AIChE (15 Juli 1997) Center for Chemical Process Safety[halaman dibutuhkan]
- ^ Terracciano, Anthony C; De Oliveira, Samuel; Vazquez-Molina, Demetrius; Uribe-Romo, Fernando J; Vasu, Subith S; Orlovskaya, Nina (2017). "Effect of catalytically active Ce 0.8 Gd 0.2 O 1.9 coating on the heterogeneous combustion of methane within MgO stabilized ZrO 2 porous ceramics". Combustion and Flame. 180: 32. doi:10.1016/j.combustflame.2017.02.019.
- ^ "General Chemistry Online: FAQ: Chemical change: What are some examples of reactions that involve catalysts?". antoine.frostburg.edu. Diakses tanggal 2017-01-13.
- ^ Bui, Matthew. "The Arrhenius Law: Activation Energies". Chemistry LibreTexts. UC Davis. Diakses tanggal 17 Februari 2017.
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Activation energy.
Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Energi_aktivasi&oldid=19976973"