Dalam perubahaan kimia, beberapa
ikatan-ikatan diceraikan dan ikatan-ikatan baru dibentuj. Tidak jarang,
perubahan-perubahaan ini begitu rumit untuk dilangsungkan dalam satu langkah
sederhana. Melainkan, reaksi sering berlangsung dalam beberapa tahap
perubahaan-perubahaan kecil.
Mekanisme reaksi menjelaskan satu atau lebih
langkah yang terjadi di reaksi sehingga mampu menggambarkan bagaimana beberapa
ikatan tercerai dan terbentuk. Contoh-contoh berikut ini berdasar dari kimia
organik yang mudah dimengerti walaupun misalnya Anda tidak terbiasa dengannya.
Reaksi dibawah ini merupakan reaksi
2-bromo-2-metilpropan dengan ion hidroksi dari larutan natrium hidroksi.
Reaksi keseluruhan adalah pergantian atom
brom dalam senyawa organik dengan gugus OH.
Hal pertama yang terjadi ialah ikatan
karbon-brom dalam komposisi sedikit bercerai menjadi ion-ion:
Ikatan karbon-brom cukup kuat, sehingga
reaksi ini berlangsung lambat. Jika ion-ion inti bertumbukan satu dengan yang lainnya,
ikatan kovalen akan terbentuk kembali. Tanda anak panah dalam persamaan
menunjukkan perpindahan dari sepasang elektron.
Jika terdapat ion hidroksi dalam konsentrasi
pekat, ion positif akan memiliki kemungkinan tinggi untuk ditumbuk oleh ion-ion
hidroksi. Langkah keseluruhan reaksi akan berlangsung cepat. Ikatan kovalen
baru akan dibentuk antara karbon dan oksigen, menggunakan satu dari sepasang
elektron kosong dari atom oksigen.
Karena ikatan karbon-oksigen kuat, sekali
gugus OH berdempet dengan atom karbon, mereka akan cenderung untuk terus
berdempet.
Mekanisme menunjukkan reaksi berlangsung
dalam dua langkah dan mengdeskripsikan secara jelas bagaimana langkah-langkah
itu berlangsung dalam ikatan-ikatan yang tercerai dan terbentuk. Mekanisme juga
menggambarkan bahwa langkah-langkah laju reaksi berbeda -satu lambat dan
satunya cepat.
Laju reaksi keseluruhan (dimana pengukurannya
diperlukan beberapa eksperimen) dikontrol oleh laju reaksi yang paling lambat.
Dalam contoh diatas, ion hidroksi tidak dapat berinteraksi dengan ion positif
sampai ion positif terbentuk. Lankah kedua dapat diandaikan dengan reaksi yang
menunggu langkah laju reaksi pertama terbentuk.
Sepanjang terdapat beberapa macam laju yang
berbeda dari langkah-langkah, ketika kita mengukur laju suatu reaksi,
sebenarnya kita mengukur langkah penentuan laju reaksi.
Mekanisme reaksi dan order
reaksi
Contoh-contoh yang kita gunakan pada halaman
ini merupakan contoh yang sederhana dimana reaksi berlangsung dalam order 0, 1
atau 2. Dimana langkah reaksi lambat berlangsung sebelum langkah-langkah reaksi
cepat lainnya.
Contoh 1
Mekanisme dibawah ini merupakan mekanisme
yang telah kita bahas. Bagaimana kita tahu mekanisme berlangsung seperti ini?
Dengan melakukan eksperimen laju reaksi, kita
dapat menemukan persamaan laju sebagai berikut :
Reaksi ini berorder satu terhadap senyawa
organik dan beroder nol terhadap ion hidrokis. Konsentrasi dari ion hidroksi
tidak mempengaruhi laju reaksi keseluruhan. Bila ion hidroksi mengambil bagian
dalam langkah reaksi lambat, peningkatan dari konsentrasi akan mempercepat
reaksi. Namun peningkatan konsentrasi ini tidak memiliki perubahaan yang
berarti, sehingga konsentrasi ion hidroksi berada dalam bagian langkah reaksi
cepat. Peningkatan konsentrasi ion hidroksi akan mempercepat langkah reaksi
cepat, tetapi hal ini tidaklah memberikan pengaruh yang berarti pada laju
reaksi keseluruhan. Dimana reaksi keseluruhan ditentukan oleh cepatnya laju
reaksi lambat.
Dalam kasus sederhana seperti ini, dimana
langkah reaksi lambat merupakan langkah pertama, persamaan laju memberitahukan
apa saja yang mengambil bagian dalam laju reaksi lambat. Dalam kasus ini,
reaksi berorder satu terhadap senyawa organik. Hal ini memberikan gambaran
terhadap kita bagaimana menentukan kemungkinan mekanisme. Apabila kita ingin
menentukan suatu mekanisme, kita perlu mencari lebih banyak bukti-bukti untuk
memastikannya. Sebagai contoh, dalam kasus ini kita perlu mendeteksi keberadaan
ion positif yang dibentuk pada langkah pertama.
Contoh 2
Sekilas reaksi di bawah ini tampak mirip
dengan reaksi di atas. Atom brom digantikan dengan gugus OH pada senyawa
organik.
Walaupun begitu, persamaan laju dari reaksi
yang terlihat mirip ini cukup berbeda. Dimana mekanisme reaksinya berlainan.
Reaksi ini berorder satu terhadap senyawa
organik maupun ion hidroksi. Kedua darinya haruslah mengambil bagian dalam
langkah laju reaksi lambat. Reaksi haruslah berlangsung dalam keadaan tumbukan
langsung diantara mereka.
Atom karbon yang ditumbuk oleh ion hidroksi
memiliki muatan positif dan atom brom memiliki muatan negatif yang dikarenakan
oleh perbedaan elektronegatifas diantaranya.
Ketika ion hidroksi mendekat, brom akan
tertolak dalam suatu langkah yang mulus.
Molekularitas reaksi
Jika kita mengetahui mekanisme dari suatu
reaksi, kita dapat menuliskan persamaan dari suatu rangkaian langkah-langkah
yang membentuk reaksi tersebut. Tiap langkah-langkah tersebut memiliki
molekularitas.
Molekularitas dari sebuat langkah dapat
ditentukan dengan menghitung jumlah dari partikel (molekul, ion , atom atau
radikal bebas) yang terlibat dalam langkah tersebut. Sebagai contoh, mari kita
lihat mekanisme yang telah kita bahas sebelumnnya:
Langkah ini melibatkan satu molekul yang
tercerai menjadi ion-ion. Karena hanya ada satu jenis partikel yang terlibat
didalam reaksi, maka reaksi ini memiliki molekularitas 1. Ini dapat
dideskripsikan sebagai reaksi
unimolekular.
Langkah kedua dari mekanisme melibatkan dua ion yang berinteraksi bersama.
Langkah ini memiliki molekularitas 2 atau disebut juga dengan reaksi bimolekular.
Reaksi lainnya yang telah kita bahas terjadi
dalam satu langkah yaitu :
Karena dua jenis partikel terlibat (satu
molekul dan satu ion), reaksi ini juga merupakan reaksi bimolekular.
Kecuali reaksi keseluruhan yang terjadi dalam
satu langka (seperti reaksi terakhir diatas), kita tidak dapat menentukan
molekularitasnya. Kita perlu mengetahui mekanisme dan tiap-tiap langkah reaksi
memilki molekuralitasnya sendiri.
Satu hal yang perlu diingat dan sering sekali
kita dibingungkan adalah konsep molekularitas tidak sama dengan dengan konsep
order reaksi.
Belum ada tanggapan untuk "MEKANISME REAKSI DALAM PERUBAHAN KIMIA "
Posting Komentar