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 Bahan Pekan Ujian Hasil1 Konsep Dasar Kinetika 12 Persamaan Laju Reaksi 23 Pengukuran Laju Reaksi 34 Teori Tumbukan Molekul 4-55 Teori Keadaan Transisi 6-76 Reaksi Kompleks 87 Analisis reaksi homogen non katalisis 9-108 Katalisis Homogen 119 Aplikasi katalis homogen 12

10 Adsorpsi 13-14

Ujian 1: Pekan 4Sabtu, 29-9-2012

Ujian 2: Pekan 8Sabtu, 27-10-2012

Ujian 3: Pekan 15Rabu, 12-12-2012

Bebas: A, A-, B+, BRemedial: B-, C+, C, D, E

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

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

Energi potensial sbg fungsi dari R untuk molekul H-H

H + H-H

H + H-H

“Ascending” path

Eyring Equation: Concentration of AC

Koordinat reaksi

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

Pote

ntial

Ene

rgy

Progress of reaction

Reactant

Ea

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 kuantumPlanck, Einstein, Heisenberg, Schrödinger

Termodinamika transformasi energiTermodinamika klasik sifat2 makrokopisTermodinamika statistik sifat2 mikroskopik mekanika statistik energi ditentukan oleh distribusi partikel dalam sistem

Mekanika statistik

Fisika klasik mekanika klasik Fisika modern mekanika kuantumPlanck, Einstein, Heisenberg, Schrödinger

Termodinamika transformasi energiTermodinamika klasik sifat2 makrokopisTermodinamika 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

V = 3

V = 2

V = 1

V = 0

a b c a b c a b c a b c a b c a b c

V = 3

V = 2

V = 1

V = 0

a b c

V = 3

V = 2

V = 1

V = 0

a b c

V = 3

V = 2

V = 1

V = 0

a b c

V = 3

V = 2

V = 1

V = 0

a b c

Kelompok I 6 cara

Kelompok II 3 cara

Kelompok III 1 cara

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