Transcript TRANSITION STATE THEORY (TST) TEORI KEADAAN TRANSISI

TRANSITION STATE THEORY (TST)
TEORI KEADAAN TRANSISI
Schedule:
7 and 14 November 2012
Tujuan Pembelajaran
• Menjelaskan pengertian teori
keadaan transisi dan
hubungannya dengan
termodinamika kimia
Contents
•
•
•
•
•
Konsep energi potensial permukaan,
Mekanika statistik,
Fungsi partisi,
Koordinat reaksi;
Perbandingan antara teori tumbukan dengan
teori keadaan transisi,
• Koefisien transisi dan korelasi teori keadaan
transisi dengan termodinamika
Time Table: Examination
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Bahan
Konsep Dasar Kinetika
Persamaan Laju Reaksi
Pengukuran Laju Reaksi
Teori Tumbukan Molekul
Teori Keadaan Transisi
Reaksi Kompleks
Analisis reaksi homogen non katalisis
Katalisis Homogen
Aplikasi katalis homogen
Adsorpsi
Pekan
1
2
3
4-5
6-7
8
9-10
11
12
13-14
Ujian
Hasil
Ujian 1: Pekan 4
Sabtu, 29-9-2012
Ujian 2: Pekan 8
Sabtu, 27-10-2012
Bebas: A, A-, B+,
B
Remedial: B-, C+,
C, D, E
Ujian 3: Pekan 15
Rabu, 12-12-2012
On line assessment, 15 November 2012
• On line assessment is
postponed. The exact
schedule will be
announced soon on the
internet.
Potential Energy Surfaces
Energi Potensial Permukaan
Reaksi: X+YZ + XY + Z
Re
P.W. Atkin
p.887
1. Energi potensial permukaan
(potential energy surfaces)
Adalah energi potensial sebagai fungsi dari posisi relative dari seluruh atom
yang berpartisipasi dalam reaksi.
Energi potensial permukaan dapat dikonstruksi dari
(a) data percobaan dengan teknik molecular beams experiment
(b) perhitungan orbital molekul dengan metode ab initio
H + H-H
Energi potensial sbg fungsi dari R
untuk molekul H-H
H + H-H
“Ascending” path
Eyring Equation: Concentration of AC
Potential Energy
Koordinat reaksi
Ea
Reactant
Progress of reaction
 Reaction coordinate : the collections of motions, such as
changes in interatomic distances and bond angles, that are
directly involved in the formations of products from reactants
 The horizontal axis of the diagram represents the course of
individual reaction event (a bimolecular collision in a gas-phase
reaction)
 Activated complex: the cluster of atoms that corresponds to
the regions close to the maximum
KOORDINAT REAKSI:
JALUR PES MINIMUM YANG MENGHUBUNGKAN REAKTAN
DENGAN PRODUK
5. Perbandingan antara teori tumbukan
dan teori keadaan transisi
CT  Laju reaksi didasarkan pada:
- jumlah tumbukan per satuan volume per satuan waktu.
- molekul2 yang berpartisipasi dalam tumbukan harus
mempunyai energi cukup (energi pengaktivasi) sebelum
molekul2 tsb dapat diubah menjadi produk.
TST  Laju atau konstanta laju didasarkan pada:
- reaktan diubah menjadi suatu komplex teraktivasi sebelum
diubah menjadi produk.
- ada suatu kesetimbangan antara komplex teraktivasi dan
reaktan
Hubungan antara teori keadaan transisi
dan termodinamika
Mekanika statistik
Fisika klasik  mekanika klasik
Fisika modern  mekanika kuantum
Planck, Einstein, Heisenberg, Schrödinger
Termodinamika  transformasi energi
Termodinamika klasik  sifat2 makrokopis
Termodinamika statistik  sifat2 mikroskopik
 mekanika statistik  energi ditentukan oleh
distribusi partikel dalam sistem
Keadaan Mikro dan keacakan
Keadaan mikro suatu sistem adalah suatu konfigurasi yang khas dan
distribusi energi diantara partikel2 yang digambarkan secara terperinci
Pada suatu keadaan termodinamika tertentu (misal sejumlah partikel
pada suhu, tekanan dan volum tertentu) terdapat beberapa kedaan mikro
yang mungkin
Gambar  cara yang berbeda dalam membagi 3 kuantum energi
(jumlah/total energi = 3 hv, ) diantara 3 atom dalam kristal.
10 keadaan  mempunyai kebolehjadian yang sama
Kelompok I, II, III  tiga distribusi yang berbeda
Kelompok I  2 hv + 1 hv + 0 hv (ground state)  ada 6 cara
Kelompok II  3 hv + 0 hv  3 cara
Kelompok III  1 hv + 1 hv + 1 hv  1 cara
Kelompok I  6 cara
V=3
V=2
V=1
V=0
a b c
a b c
a b c
a b c
a b c
Kelompok II  3 cara
V=3
V=3
V=3
V=2
V=2
V=2
V=1
V=1
V=1
V=0
V=0
V=0
a b c
a b c
Kelompok III  1 cara
V=3
V=2
V=1
V=0
a b c
a b c
a b c
Jumlah keadaan mikro
N!
W = ------------------------------N1 ! N2 ! N3 ! …. Nn !
N = jumlah total partikel/atom
N1= jumlah atom/partikel pada keadaan mikro 1 (nol kuanta /nol hv)  GS
N2 = jumlah atom/partikel pada keadaan mikro 2 (1 kuanta /1 hv)
N3 = jumlah atom/partikel pada keadaan mikro 3 (2 kuanta /2 hv)
0! =1
Kl N sedikit  bisa dibuat diagram
Kl N banyak  rumus lebih berguna
Fungsi partisi
Partisi  pembagi2an menjadi sejumlah
subset
mis: harddisk
Fungsi partisi: rumus yang menunjukkan
pembagian molekul sebuah sistem,
dalam keadaan kuanta energi