Kinetics · ⁨Kinetic Kimia⁩

AP Chemistry · ⁨AP Kimia⁩ · Topic 5 · ⁨Topik 5⁩

View Slides · ⁨Lihat Salindia⁩ Train · ⁨Latih⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩

5.1

How Fast a Reaction Goes · ⁨Kapan Reaksi Berlaku⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.1.A: Explain the relationship between the rate of a chemical reaction and experimental parameters.

5.1.A.1 The kinetics of a chemical reaction is defined as the rate at which an amount of reactants is converted to products per unit of time.
5.1.A.2 The rates of change of reactant and product concentrations are determined by the stoichiometry in the balanced chemical equation.
5.1.A.3 The rate of a reaction is influenced by reactant concentrations, temperature, surface area, catalysts, and other environmental factors.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.1.A: Jelaskan hubungan antara laju reaksi kimia dan parameter eksperimen.

5.1.A.1 Kinetika reaksi kimia didefinisikan sebagai laju di mana jumlah reaktan dikonversi menjadi produk per satuan waktu.
5.1.A.2 Laju perubahan konsentrasi reaktan dan produk ditentukan oleh stoikiometri dalam persamaan kimia yang setara.
5.1.A.3 Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan, suhu, luas permukaan, katalis, dan faktor lingkungan lainnya.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The Maxwell–Boltzmann distribution

Kinetics 动力学 studies reaction rate 反应速率 – how fast reactants become products. Rate is the change in concentration per unit time, and it typically decreases as reactants are used up. Rate rises with higher concentration, higher temperature, greater surface area, and a catalyst.

Bahasa Indonesia

Konverter katalitik: katalis mempercepat kadar dengan menurunkan tenaga pengaktifan tanpa digunakan

Taburan Maxwell–Boltzmann

Kinetik mengkaji kadar tindak balas – seberapa cepat pereaksi menjadi produk. Kadar ialah perubahan kepekatan per unit masa, dan biasanya menurun apabila pereaksi digunakan. Kadar meningkat dengan kepekatan lebih tinggi, suhu lebih tinggi, luas permukaan lebih besar, dan katalis.

Lebih banyak partikel dalam volume yang sama bertumbukan lebih sering, sehingga laju meningkat

Siring gas: pengukuran volume gas terhadap waktu memberikan laju reaksi dari kemiringan kurva — Siring gas: mengukur isipadu gas sepanjang masa memberikan kadar tindak balas dari kecerunan

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Change conditions and watch the rate · ⁨Ubah kondisi dan lihat laju reaksinya⁩

Reaction rate rises with temperature, concentration, and a catalyst — each gives more frequent or more successful collisions. Change each and watch the reaction speed up. · ⁨Laju reaksi meningkat seiring suhu, konsentrasi, dan katalis — masing-masing memberikan tumbukan lebih sering atau lebih sukses. Ubah salah satu dan lihat reaksi berjalan lebih cepat.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
Kinetics/kɪˈnetɪks/	Kinetic Kimia
reaction rate/rɪˈækʃn reɪt/	laju reaksi
rate law/reɪt lɔː/	hukum laju
rate constant/reɪt ˈkɒnstənt/	pemalar kadar
orders/ˈɔːdəz/	tertib-tertib
catalyst/ˈkætəlɪst/	katalisator

5.2

Writing the Rate Law · ⁨Menulis Hukum Kadar⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.2.A: Represent experimental data with a consistent rate law expression.

5.2.A.1 Experimental methods can be used to monitor the amounts of reactants and/or products of a reaction over time and to determine the rate of the reaction.
5.2.A.2 The rate law expresses the rate of a reaction as proportional to the concentration of each reactant raised to a power.
5.2.A.3 The power of each reactant in the rate law is the order of the reaction with respect to that reactant. The sum of the powers of the reactant concentrations in the rate law is the overall order of the reaction.
5.2.A.4 The proportionality constant in the rate law is called the rate constant. The value of this constant is temperature dependent and the units reflect the overall reaction order.
5.2.A.5 Comparing initial rates of a reaction is a method to determine the order with respect to each reactant.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.2.A: Menyajikan data eksperimen dengan ekspresi hukum laju yang konsisten.

5.2.A.1 Metode eksperimental dapat digunakan untuk memantau jumlah reaktan dan/atau produk dari suatu reaksi seiring berjalannya waktu serta untuk menentukan laju reaksi.
5.2.A.2 Hukum laju menyatakan bahwa laju suatu reaksi sebanding dengan konsentrasi setiap reaktan yang dipangkatkan dengan suatu bilangan.
5.2.A.3 Pangkat dari setiap reaktan dalam hukum laju adalah orde reaksi terhadap reaktan tersebut. Jumlah pangkat dari konsentrasi reaktan dalam hukum laju adalah orde keseluruhan reaksi.
5.2.A.4 Konstanta proporsionalitas dalam hukum laju disebut konstanta laju. Nilai konstanta ini bergantung pada suhu, dan satuannya mencerminkan orde keseluruhan reaksi.
5.2.A.5 Membandingkan laju awal suatu reaksi merupakan metode untuk menentukan orde terhadap setiap reaktan.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The rate law 速率方程 relates rate to reactant concentrations:

$$\text{rate}=k[\text{A}]^m[\text{B}]^n,$$

where $k$ is the rate constant 速率常数 and $m,n$ are the orders 级数. Orders are found experimentally (not from the balanced coefficients) by seeing how the rate changes when you change one concentration at a time.

Worked example. In experiments, doubling $[\text{A}]$ makes the rate four times larger, while doubling $[\text{B}]$ leaves the rate unchanged. So the reaction is second order in A ($2^2=4$) and zero order in B, giving $\text{rate}=k[\text{A}]^2$. The overall order is $2+0=2$. Never read the orders off the balanced coefficients – only experiment gives them.

Bahasa Indonesia

Hukum kadar mengaitkan kadar dengan kepekatan pereaksi:

$$\text{rate}=k[\text{A}]^m[\text{B}]^n,$$

di mana $k$ ialah pemalar kadar dan $m,n$ ialah perdarab. Perdarab didapati secara eksperimen (bukan daripada pekali seimbang) dengan melihat bagaimana kadar berubah apabila anda menukar satu kepekatan pada satu masa.

Laju terhadap konsentrasi untuk reaksi orde nol, pertama, dan kedua — Kadar terhadap kepekatan bagi tindak balas darjah sifar, pertama, dan kedua

Contoh terpecahkan. Dalam eksperimen, menggandakan $[\text{A}]$ menjadikan kadar empat kali ganda, manakala menggandakan $[\text{B}]$ meninggalkan kadar tidak berubah. Jadi tindak balas itu darjah kedua dalam A ($2^2=4$) dan darjah sifar dalam B, menghasilkan $\text{rate}=k[\text{A}]^2$. Darjah keseluruhan ialah $2+0=2$. Jangan baca perdarab daripada pekali seimbang – hanya eksperimen yang memberinya.

5.3

Concentration Over Time · ⁨Kepekatan Sepanjang Masa⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.3.A: Identify the rate law expression of a chemical reaction using data that show how the concentrations of reaction species change over time.

5.3.A.1 The order of a reaction can be inferred from a graph of concentration of reactant versus time.
5.3.A.2 If a reaction is first order with respect to a reactant being monitored, a plot of the natural log (ln) of the reactant concentration as a function of time will be linear.
5.3.A.3 If a reaction is second order with respect to a reactant being monitored, a plot of the reciprocal of the concentration of that reactant versus time will be linear.
5.3.A.4 The slopes of the concentration versus time data for zeroth, first, and second order reactions can be used to determine the rate constant for the reaction.
- Zeroth order:
- Equation: $[\mathrm{A}]_t - [\mathrm{A}]_0 = -kt$
- First order:
- Equation: $\ln[\mathrm{A}]_t - \ln[\mathrm{A}]_0 = -kt$
- Second order:
- Equation: $1/[\mathrm{A}]_t - 1/[\mathrm{A}]_0 = kt$
5.3.A.5 Half-life is a critical parameter for first order reactions because the half-life is constant and related to the rate constant for the reaction by the equation:
- Equation: $t_{1/2} = 0.693/k.$
5.3.A.6 Radioactive decay processes provide an important illustration of first order kinetics.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.3.A: Mengidentifikasi ekspresi hukum laju dari reaksi kimia menggunakan data yang menunjukkan bagaimana konsentrasi spesies reaksi berubah seiring berjalannya waktu.

5.3.A.1 Orde suatu reaksi dapat disimpulkan dari grafik konsentrasi reaktan terhadap waktu.
5.3.A.2 Jika suatu reaksi berorde pertama terhadap reaktan yang dipantau, plot logaritma natural (ln) dari konsentrasi reaktan sebagai fungsi waktu akan bersifat linear.
5.3.A.3 Jika suatu reaksi berorde kedua terhadap reaktan yang dipantau, plot kebalikan dari konsentrasi reaktan tersebut terhadap waktu akan bersifat linear.
5.3.A.4 Kemiringan dari data konsentrasi terhadap waktu untuk reaksi orde nol, orde pertama, dan orde kedua dapat digunakan untuk menentukan konstanta laju reaksi.
- Orde nol:
- Persamaan: $[\mathrm{A}]_t - [\mathrm{A}]_0 = -kt$
- Orde pertama:
- Persamaan: $\ln[\mathrm{A}]_t - \ln[\mathrm{A}]_0 = -kt$
- Orde kedua:
- Persamaan: $1/[\mathrm{A}]_t - 1/[\mathrm{A}]_0 = kt$
5.3.A.5 Waktu paruh merupakan parameter kritis untuk reaksi berorde pertama karena waktu paruhnya konstan dan terkait dengan konstanta laju reaksi melalui persamaan:
- Persamaan: $t_{1/2} = 0.693/k.$
5.3.A.6 Proses peluruhan radioaktif memberikan ilustrasi penting tentang kinetika orde pertama.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The integrated rate laws describe how concentration falls with time and give straight-line tests:

Zero order: $[\text{A}]$ vs $t$ is linear.
First order: $\ln[\text{A}]$ vs $t$ is linear; constant half-life 半衰期.
Second order: $\dfrac{1}{[\text{A}]}$ vs $t$ is linear.

Whichever plot is straight tells you the order and gives $k$ from its slope.

Worked example. A first-order reaction has rate constant $k=0.030\ \text{s}^{-1}$. Its half-life is

$$t_{1/2}=\frac{0.693}{k}=\frac{0.693}{0.030}=23\ \text{s},$$

and, being first order, that half-life stays the same no matter how much reactant remains – so after $46\ \text{s}$ ($2$ half-lives) one quarter is left.

Bahasa Indonesia

Hukum kadar bersepadu menerangkan bagaimana kepekatan menurun sepanjang masa dan memberikan ujian garis lurus:

Reaksi orde pertama memiliki waktu paruh yang konstan

Darjah sifar: $[\text{A}]$ vs $t$ adalah linear.
Darjah pertama: $\ln[\text{A}]$ vs $t$ adalah linear; masa separuh tetap.
Darjah kedua: $\dfrac{1}{[\text{A}]}$ vs $t$ adalah linear.

Graf mana pun yang lurus memberitahu anda darjahnya dan memberi $k$ daripada kecerunannya.

Contoh terpecahkan. Tindak balas darjah pertama mempunyai pemalar kadar $k=0.030\ \text{s}^{-1}$. Masa separuhnya ialah

$$t_{1/2}=\frac{0.693}{k}=\frac{0.693}{0.030}=23\ \text{s},$$

dan, kerana darjah pertama, masa separuh ini kekal sama tidak kira berapa banyak pereaksi tinggal – jadi selepas $46\ \text{s}$ ($2$ masa separuh) satu suku tinggal.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Track concentration as a reaction runs · ⁨Jejak konsentrasi saat reaksi berlangsung⁩

As reactants are used up the rate slows, so a concentration-time curve is steep at first and flattens out. Raising temperature or adding a catalyst steepens it. · ⁨Saat reaktan habis, laju melambat, sehingga kurva konsentrasi-waktu curam di awal dan meratakan. Meningkatkan suhu atau menambahkan katalis membuatnya lebih curam.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
half-life/hɑːf laɪf/	waktu paruh
reaction mechanism/rɪˈækʃn ˈmekənɪzəm/	mekanisme reaksi
elementary steps/ˌelɪˈmentəri steps/	langkah-langkah elementer
intermediates/ˌɪntəˈmiːdɪəts/	perantara

5.4

The Steps a Reaction Really Takes · ⁨Langkah-Langkah Yang Benar-Benar Dilalui Reaksi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.4.A: Represent an elementary reaction as a rate law expression using stoichiometry.

5.4.A.1 The rate law of an elementary reaction can be inferred from the stoichiometry of the particles participating in a collision.
5.4.A.2 Elementary reactions involving the simultaneous collision of three or more particles are rare.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.4.A: Merepresentasikan reaksi elementer sebagai ekspresi hukum laju menggunakan stoikiometri.

5.4.A.1 Hukum laju dari reaksi elementer dapat disimpulkan dari stoikiometri partikel yang terlibat dalam tabrakan.
5.4.A.2 Reaksi elementer yang melibatkan tabrakan simultan tiga atau lebih partikel jarang terjadi.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

A reaction mechanism 反应机理 is the sequence of elementary steps 基元反应 that actually occur. Their molecularity (how many particles collide in a step) sets that step's rate law directly. Species made in one step and used up in a later one are intermediates 中间体.

Bahasa Indonesia

Mekanisme tindak balas adalah urutan langkah asas yang benar-benar berlaku. Molekulariti mereka (berapa banyak zarah bertumbuk dalam satu langkah) menetapkan hukum kadar langkah tersebut secara langsung. Spesies yang dibuat dalam satu langkah dan digunakan habis dalam langkah seterusnya adalah sengatan.

5.5

Why Collisions Do or Do Not React · ⁨Mengapa Tumbukan Berlaku atau Tidak⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.5.A: Explain the relationship between the rate of an elementary reaction and the frequency, energy, and orientation of particle collisions.

5.5.A.1 For an elementary reaction to successfully produce products, reactants must successfully collide to initiate bond-breaking and bond-making events.
5.5.A.2 In most reactions, only a small fraction of the collisions leads to a reaction. Successful collisions have both sufficient energy to overcome the activation energy requirements and orientations that allow the bonds to rearrange in the required manner.
5.5.A.3 The Maxwell-Boltzmann distribution curve describes the distribution of particle energies; this distribution can be used to gain a qualitative estimate of the fraction of collisions with sufficient energy to lead to a reaction, and also how that fraction depends on temperature.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.5.A: Menjelaskan hubungan antara laju reaksi elementer dengan frekuensi, energi, dan orientasi tabrakan partikel.

5.5.A.1 Agar reaksi elementer berhasil menghasilkan produk, reaktan harus bertabrakan secara efektif untuk memulai peristiwa pemutusan dan pembentukan ikatan.
5.5.A.2 Dalam sebagian besar reaksi, hanya sebagian kecil tabrakan yang mengarah pada reaksi. Tabrakan efektif memiliki energi yang cukup untuk mengatasi persyaratan energi aktivasi serta orientasi yang memungkinkan ikatan tersusun ulang dengan cara yang diperlukan.
5.5.A.3 Kurva distribusi Maxwell-Boltzmann menggambarkan distribusi energi partikel; distribusi ini dapat digunakan untuk mendapatkan perkiraan kualitatif mengenai fraksi tabrakan yang memiliki energi cukup untuk menghasilkan reaksi, serta bagaimana fraksi tersebut bergantung pada suhu.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Collision theory

Collision theory 碰撞理论: molecules must collide with enough energy (the activation energy 活化能, $E_a$) and the correct orientation to react. Higher temperature means more molecules exceed $E_a$, so the reaction speeds up sharply.

Bahasa Indonesia

Teori tumbukan

Teori tumbukan: molekul mesti bertumbuk dengan cukup tenaga (tenaga pengaktifan, $E_a$) dan orientasi yang betul untuk bereaksi. Suhu lebih tinggi bermakna lebih banyak molekul melebihi $E_a$, jadi tindak balas menjadi lebih pantas.

Tumbukan hanya akan bereaksi jika orientasinya tepat dan memiliki energi yang cukup — Tumbukan hanya bereaksi dengan orientasi yang benar dan energi yang cukup

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Which molecules clear the activation energy · ⁨Molekul mana yang melebihi energi aktivasi⁩

Only collisions with energy above the activation energy react. Heating shifts the speed distribution right, so a much larger fraction of molecules can react. · ⁨Hanya tumbukan dengan energi di atas energi aktivasi yang bereaksi. Pemanasan menggeser distribusi kecepatan ke kanan, sehingga fraksi molekul yang bisa bereaksi jauh lebih besar.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
Collision theory/kəˈlɪʒn ˈθɪəri/	Teori tumbukan
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/	energi pengaktifan
energy profile/ˈenədʒi ˈprəʊfaɪl/	profil energi
transition state/trænˈsɪʃn steɪt/	keadaan transisi

5.6

Reading an Energy Profile · ⁨Membaca Profil Tenaga⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.6.A: Represent the activation energy and overall energy change in an elementary reaction using a reaction energy profile.

5.6.A.1 Elementary reactions typically involve the breaking of some bonds and the forming of new ones.
5.6.A.2 The reaction coordinate is the axis along which the complex set of motions involved in rearranging reactants to form products can be plotted.
5.6.A.3 The energy profile gives the energy along the reaction coordinate, which typically proceeds from reactants, through a transition state, to products. The energy difference between the reactants and the transition state is the activation energy for the forward reaction.
5.6.A.4 The rate of an elementary reaction is temperature dependent because the proportion of particle collisions that are energetic enough to reach the transition state varies with temperature. The Arrhenius equation relates the temperature dependence of the rate of an elementary reaction to the activation energy needed by molecular collisions to reach the transition state.
- Exclusion statement: Calculations involving the Arrhenius equation will not be assessed on the AP Exam.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.6.A: Merepresentasikan energi aktivasi dan perubahan energi keseluruhan dalam reaksi elementer menggunakan profil energi reaksi.

5.6.A.1 Reaksi elementer biasanya melibatkan pemutusan beberapa ikatan dan pembentukan ikatan baru.
5.6.A.2 Koordinat reaksi adalah sumbu di sepanjang mana sekumpulan gerak kompleks yang terlibat dalam penyusunan ulang reaktan menjadi produk dapat digambarkan.
5.6.A.3 Profil energi memberikan energi sepanjang koordinat reaksi, yang umumnya berlangsung dari reaktan, melalui keadaan transisi, menuju produk. Perbedaan energi antara reaktan dan keadaan transisi adalah energi aktivasi untuk reaksi maju.
5.6.A.4 Laju reaksi elementer bergantung pada suhu karena proporsi tabrakan partikel yang benergi cukup untuk mencapai keadaan transisi bervariasi sesuai suhu. Persamaan Arrhenius menghubungkan ketergantungan suhu pada laju reaksi elementer dengan energi aktivasi yang dibutuhkan oleh tabrakan molekuler untuk mencapai keadaan transisi.
- Pernyataan pengecualian: Perhitungan yang melibatkan persamaan Arrhenius tidak akan dinilai dalam Ujian AP.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Reaction energy profile

An energy profile 能量图 plots energy along the reaction path. The peak is the transition state 过渡态; the climb from reactants to the peak is $E_a$; the difference between reactant and product energies is the enthalpy change $\Delta H$ (down for exothermic).

Bahasa Indonesia

Profil tenaga tindak balas

Profil tenaga melukis tenaga di sepanjang laluan tindak balas. Puncaknya ialah keadaan transisi; pendakian dari pereaksi ke puncak ialah $E_a$; perbezaan antara tenaga pereaksi dan produk ialah perubahan entalpi $\Delta H$ (turun untuk eksotermik).

Reaksi eksotermik berakhir lebih rendah daripada reaktan; endotermik berakhir lebih tinggi — Reaksi eksotermik berakhir lebih rendah daripada pereaksi; endotermik berakhir lebih tinggi

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Read activation energy off the profile · ⁨Baca energi aktivasi dari profil energi⁩

An energy profile plots energy along the reaction. The hump is the activation energy; the drop from reactants to products is $\Delta H$. A catalyst lowers the hump. · ⁨Profil energi memplot energi sepanjang reaksi. Puncaknya adalah energi aktivasi; penurunan dari reaktan ke produk adalah $\Delta H$. Katalis menurunkan puncak tersebut.⁩

5.7

The Sequence of Steps · ⁨Urutan Langkah-Langkah⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.7.A: Identify the components of a reaction mechanism.

5.7.A.1 A reaction mechanism consists of a series of elementary reactions, or steps, that occur in sequence. The components may include reactants, intermediates, products, and catalysts.
5.7.A.2 The elementary steps when combined should align with the overall balanced equation of a chemical reaction.
5.7.A.3 A reaction intermediate is produced by some elementary steps and consumed by others, such that it is present only while a reaction is occurring.
5.7.A.4 Experimental detection of a reaction intermediate is a common way to build evidence in support of one reaction mechanism over an alternative mechanism.
- Exclusion statement: Collection of data pertaining to detection of a reaction intermediate will not be assessed on the AP Exam.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.7.A: Mengidentifikasi komponen-komponen dari mekanisme reaksi.

5.7.A.1 Mekanisme reaksi terdiri dari serangkaian reaksi elementer, atau langkah-langkah, yang terjadi secara berurutan. Komponennya dapat mencakup reaktan, intermediet, produk, dan katalis.
5.7.A.2 Langkah-langkah elementer ketika digabungkan harus selaras dengan persamaan kesetimbangan keseluruhan dari suatu reaksi kimia.
5.7.A.3 Intermediet reaksi dihasilkan oleh beberapa langkah elementer dan dikonsumsi oleh langkah lainnya, sehingga ia hadir hanya selama reaksi sedang berlangsung.
5.7.A.4 Deteksi eksperimental intermediet reaksi merupakan cara umum untuk membangun bukti mendukung satu mekanisme reaksi dibandingkan mekanisme alternatif.
- Pernyataan pengecualian: Pengumpulan data yang berkaitan dengan deteksi intermediet reaksi tidak akan dinilai dalam Ujian AP.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

In a multi-step mechanism, the steps must add up to the overall balanced equation (intermediates cancel). Each step has its own energy hill; the tallest hill is the slowest step.

Bahasa Indonesia

Dalam mekanisme berbilang langkah, langkah-langkah mesti dijumlahkan kepada persamaan keseluruhan yang seimbang (sengatan dibatalkan). Setiap langkah mempunyai bukit tenaganya sendiri; bukit tertinggi ialah langkah paling lambat.

Tahap lambat dengan halangan yang lebih tinggi adalah penentu laju — Langkah perlahan dengan halangan yang lebih tinggi menentukan kadar

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
rate-determining step/reɪt dɪˈtɜːmɪnɪŋ step/	langkah penentu laju

5.8

Finding the Rate Law From a Mechanism · ⁨Mencari Hukum Kadar Dari Mekanisme⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.8.A: Identify the rate law for a reaction from a mechanism in which the first step is rate limiting.

5.8.A.1 For reaction mechanisms in which each elementary step is irreversible, or in which the first step is rate limiting, the rate law of the reaction is set by the molecularity of the slowest elementary step (i.e., the rate-limiting step).
- Exclusion statement: Collection of data pertaining to detection of a reaction intermediate will not be assessed on the AP Exam.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.8.A: Mengidentifikasi hukum laju untuk suatu reaksi dari mekanisme di mana langkah pertama membatasi laju.

5.8.A.1 Untuk mekanisme reaksi di mana setiap langkah elementer bersifat ireversibel, atau di mana langkah pertama membatasi laju, hukum laju reaksi ditentukan oleh molekularitas dari langkah elementer ter lambat (yaitu, langkah pembatas laju).
- Pernyataan pengecualian: Pengumpulan data yang berkaitan dengan deteksi intermediet reaksi tidak akan dinilai dalam Ujian AP.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The rate-determining step 决速步骤 is the slowest step; its molecularity gives the overall rate law. A valid mechanism must (1) add to the overall reaction and (2) predict the experimentally observed rate law.

Worked example. Suppose the slow (rate-determining) step is the bimolecular collision $\text{NO}_2+\text{NO}_2\rightarrow\text{NO}_3+\text{NO}$. Its molecularity gives the rate law directly: $\text{rate}=k[\text{NO}_2]^2$. If experiment shows exactly this, the proposed mechanism is consistent; if experiment gave $\text{rate}=k[\text{NO}_2]$, the mechanism would be wrong.

Bahasa Indonesia

Langkah penentu kadar ialah langkah paling lambat; molekularitinya memberikan hukum kadar keseluruhan. Mekanisme yang sah mesti (1) menjumlahkan kepada tindak balas keseluruhan dan (2) meramalkan hukum kadar yang diperhatikan secara eksperimen.

Contoh terpecahkan. Anggaplah langkah perlahan (penentu kadar) ialah tumbukan bimolekular $\text{NO}_2+\text{NO}_2\rightarrow\text{NO}_3+\text{NO}$. Molekularitinya memberikan hukum kadar secara langsung: $\text{rate}=k[\text{NO}_2]^2$. Jika eksperimen menunjukkan tepat seperti ini, mekanisme yang dicadangkan adalah konsisten; jika eksperimen memberikan $\text{rate}=k[\text{NO}_2]$, mekanisme itu akan salah.

5.9

When the First Step Is Fast · ⁨Apabila Langkah Pertama Cepat⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.9.A: Identify the rate law for a reaction from a mechanism in which the first step is not rate limiting.

5.9.A.1 If the first elementary reaction is not rate limiting, approximations (such as pre-equilibrium) must be made to determine a rate law expression.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.9.A: Mengidentifikasi hukum laju untuk suatu reaksi dari sebuah mekanisme di mana langkah pertama tidak membatasi laju.

5.9.A.1 Jika reaksi elementer pertama tidak membatasi laju, pendekatan (seperti pra-kesetimbangan) harus dilakukan untuk menentukan ekspresi hukum laju.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

If a fast step precedes the slow one, an intermediate appears in the slow step's rate law. Use the fast pre-equilibrium to rewrite that intermediate in terms of reactants, so the final rate law contains only measurable species.

Bahasa Indonesia

Jika langkah cepat mendahului langkah lambat, sengatan muncul dalam hukum kadar langkah lambat. Gunakan praseimbangan cepat untuk menulis semula sengatan itu dalam sebutan pereaksi, supaya hukum kadar akhir hanya mengandungi spesies yang boleh diukur.

5.10

Energy Profiles for Many Steps · ⁨Profil Tenaga Bagi Banyak Langkah⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.10.A: Represent the activation energy and overall energy change in a multistep reaction with a reaction energy profile.

5.10.A.1 Knowledge of the energetics of each elementary reaction in a mechanism allows for the construction of an energy profile for a multistep reaction.

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.10.A: Menyajikan energi aktivasi dan perubahan energi keseluruhan dalam reaksi bertahap dengan profil energi reaksi.

5.10.A.1 Pengetahuan tentang termodinamika setiap reaksi elementer dalam mekanisme memungkinkan penyusunan profil energi untuk reaksi bertahap.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

A multi-step reaction's profile shows several peaks (one per step) with valleys (intermediates) between them. The highest peak is the rate-determining transition state – it controls the overall rate.

Bahasa Indonesia

Profil reaksi bertahap menunjukkan beberapa puncak (satu per tahap) dengan lembah (intermediet) di antaranya. Puncak tertinggi adalah transisi yang menentukan laju – ia mengontrol laju keseluruhan.

5.11

How Catalysts Speed Things Up · ⁨Bagaimana Katalis Mempercepat Reaksi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Learning Objective 5.11.A: Explain the relationship between the effect of a catalyst on a reaction and changes in the reaction mechanism.

5.11.A.1 In order for a catalyst to increase the rate of a reaction, the addition of the catalyst must increase the number of effective collisions and/or provide a reaction path with a lower activation energy relative to the original reaction coordinate.
5.11.A.2 In a reaction mechanism containing a catalyst, the net concentration of the catalyst is constant. However, the catalyst will frequently be consumed in the rate-determining step of the reaction, only to be regenerated in a subsequent step in the mechanism.
5.11.A.3 Some catalysts accelerate a reaction by binding to the reactant(s). The reactants are either oriented more favorably or react with lower activation energy. There is often a new reaction intermediate in which the catalyst is bound to the reactant(s). Many enzymes function in this manner.
5.11.A.4 Some catalysts involve covalent bonding between the catalyst and the reactant(s). An example is acid-base catalysis, in which a reactant or intermediate either gains or loses a proton. This introduces a new reaction intermediate and new elementary reactions involving that intermediate.
5.11.A.5 In surface catalysis, a reactant or intermediate binds to, or forms a covalent bond with, the surface. This introduces elementary reactions involving these new bound reaction intermediate(s).

Bahasa Indonesia

Tujuan Pembelajaran 5.11.A: Jelaskan hubungan antara efek katalis terhadap reaksi dan perubahan mekanisme reaksi.

5.11.A.1 Agar katalis dapat meningkatkan laju reaksi, penambahan katalis harus meningkatkan jumlah tumbukan efektif dan/atau menyediakan jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibandingkan dengan koordinat reaksi asli.
5.11.A.2 Dalam mekanisme reaksi yang mengandung katalis, konsentrasi neto katalis tetap konstan. Namun, katalis sering kali dikonsumsi dalam langkah penentu laju reaksi, hanya untuk diregenerasi pada langkah berikutnya dalam mekanisme.
5.11.A.3 Beberapa katalis mempercepat reaksi dengan berikatan pada reaktan. Reaktan dapat tertata lebih menguntungkan atau bereaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Sering terdapat intermediat reaksi baru di mana katalis berikatan dengan reaktan. Banyak enzim berfungsi dengan cara ini.
5.11.A.4 Beberapa katalis melibatkan ikatan kovalen antara katalis dan reaktan. Contoh adalah katalisis asam-basa, di mana reaktan atau intermediat mendapatkan atau kehilangan proton. Hal ini memperkenalkan intermediat reaksi baru dan reaksi elementer baru yang melibatkan intermediat tersebut.
5.11.A.5 Dalam katalisis permukaan, reaktan atau intermediat berikatan dengan, atau membentuk ikatan kovalen dengan, permukaan. Hal ini memperkenalkan reaksi elementer yang melibatkan intermediat reaksi terikat baru ini.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

A catalyst 催化剂 speeds a reaction by providing a new pathway with a lower activation energy, without being consumed. It does not change $\Delta H$ or the equilibrium position – only how fast equilibrium is reached. On an energy profile, a catalyst lowers the peak(s).

Bahasa Indonesia

Katalis mempercepat reaksi dengan menyediakan jalur baru dengan energi aktivasi lebih rendah, tanpa terkonsumsi. Katalis tidak mengubah $\Delta H$ atau posisi kesetimbangan – hanya seberapa cepat kesetimbangan tercapai. Pada profil energi, katalis menurunkan puncak-puncaknya.

Katalisator menyediakan jalur dengan energi aktivasi lebih rendah; perubahan entalpi tetap tidak berubah — Katalis menyediakan jalur dengan energi aktivasi lebih rendah; perubahan entalpi tetap tidak berubah

5.11

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English

Rate rises with concentration, temperature, surface area, and a catalyst — explain each with collision theory (more, or more energetic, successful collisions).
Temperature works mainly by getting more particles above the activation energy, not just more collisions.
Reaction orders come from experiment, not the balanced coefficients — see how the rate changes when one concentration is varied.
On an energy profile the hill height is the activation energy and the reactant–product gap is $\Delta H$.
A catalyst lowers the activation energy (a new pathway) but leaves $\Delta H$ and the equilibrium position unchanged.

Bahasa Indonesia

Laju meningkat seiring konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalis – jelaskan masing-masing menggunakan teori tumbukan (lebih banyak, atau lebih berenergi, tumbukan efektif).
Suhu bekerja terutama dengan membuat lebih banyak partikel melebihi energi aktivasi, bukan sekadar lebih banyak tumbukan.
Orde reaksi berasal dari eksperimen, bukan koefisien setara – lihat bagaimana laju berubah ketika satu konsentrasi diubah.
Pada profil energi tinggi bukit adalah energi aktivasi dan selisih reaktan-produk adalah $\Delta H$.
Katalis menurunkan energi aktivasi (jalur baru) tetapi meninggalkan $\Delta H$ dan posisi kesetimbangan tetap.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in AP Chemistry · ⁨AP Kimia⁩ · ⁨Topik lain dalam AP Chemistry · ⁨AP Kimia⁩⁩