Simulator Laju Reaksi dan Teori Tumbukan
Persamaan dalam simulasi ini
| [A], [B] | Molekul A | lebih banyak molekul di kotak yang sama berarti lebih banyak tumbukan per detik, jadi laju naik bersama tiap konsentrasi | |
|---|---|---|---|
| laju | reaksi per detik | dihitung di kotak, dirata-ratakan selama beberapa detik terakhir | |
| k | konstanta laju | semua hal tentang satu tumbukan: seberapa sering molekul bertemu dan berapa banyak tumbukan yang cukup berenergi |
Dengan nilai saat ini:
| Ea | Energi aktivasi Ea (kJ/mol) | energi terkecil yang diperlukan tumbukan, sepanjang garis antara kedua pusat, untuk memutus ikatan lama; reaksi nyata punya 40 sampai 200 kJ/mol, di sini lebih kecil supaya kamu bisa melihatnya terjadi | |
|---|---|---|---|
| R | tetapan gas | 8.314 J/(mol·K) | |
| T | Suhu T (K) | ||
| fraksi | bagian tumbukan yang cukup berenergi | teori, dibanding bagian yang diukur di kotak |
Dengan nilai saat ini:
| A | faktor frekuensi | seberapa sering molekul bertumbukan dengan arah yang tepat; hampir tidak berubah dengan suhu | |
|---|---|---|---|
| k ÷ k(300 K) | percepatan dibanding suhu kamar | untuk Ea = 50 kJ/mol, pemanasan 10 °C hampir menggandakan laju |
Dengan nilai saat ini:
| f(E) | distribusi energi Maxwell-Boltzmann | grafik: luas di kanan garis merah adalah bagian molekul dengan energi lebih dari Ea; luas ini cepat membesar saat kurva melandai pada T lebih tinggi |
|---|
Cara memakai simulator laju reaksi
- Kotak berisi molekul A merah dan molekul B biru yang beterbangan dan saling memantul. Bila A menabrak B cukup keras, dengan energi di sepanjang garis antara kedua pusatnya lebih besar dari energi aktivasi, keduanya bereaksi: sebuah kilatan, dan molekul C hijau menggantikan mereka.
- Naikkan suhu: molekul bergerak lebih cepat, dan bagian tumbukan yang cukup berenergi naik jauh lebih cepat daripada jumlah tumbukannya. Tambahkan lebih banyak A atau B dan tumbukan per detik bertambah. Centang Tambahkan katalis untuk menurunkan penghalang dan lihat lajunya melonjak pada suhu yang sama.
- Bandingkan bagian tumbukan A–B yang bereaksi, yang dihitung di kotak, dengan e^(−Ea/RT) yang diramalkan teori. Grafik menunjukkan distribusi energi Maxwell-Boltzmann dengan energi aktivasi sebagai garis merah: ekor yang diarsir di kanannya adalah yang bereaksi.
Pertanyaan umum
Apa itu teori tumbukan?
Molekul hanya bereaksi saat bertumbukan, dengan energi cukup dan arah yang tepat. Lajunya adalah jumlah tumbukan per detik dikali bagian yang berhasil. Lebih banyak molekul di ruang yang sama berarti lebih banyak tumbukan; suhu lebih tinggi berarti lebih banyak tumbukan dan, yang jauh lebih penting, bagian yang cukup berenergi lebih besar.
Mengapa sedikit kenaikan suhu sangat mempercepat reaksi?
Karena bagian tumbukan dengan energi lebih dari energi aktivasi adalah e^(−Ea/RT), yang tumbuh curam bersama T. Untuk Ea khas 50 kJ/mol, naik dari 25 °C ke 35 °C menaikkan bagian itu sekitar 90%: aturan praktis bahwa 10 °C menggandakan laju. Energi rata-rata molekul hanya naik 3%.
Bagaimana katalis bekerja?
Katalis memberi reaksi jalur lain dengan energi aktivasi lebih rendah, misalnya dengan menahan molekul di permukaan pada posisi yang tepat. Jauh lebih banyak tumbukan kemudian melewati penghalang pada suhu yang sama. Katalis tidak habis terpakai dan mempercepat reaksi maju dan balik sama besar, jadi tidak mengubah letak kesetimbangan.
Mengapa energi aktivasi di sini kecil sekali?
Agar kamu bisa melihat reaksi terjadi. Dengan energi aktivasi nyata 50 sampai 100 kJ/mol pada suhu kamar, hanya satu dari 10⁹ sampai 10¹⁸ tumbukan yang berhasil, dan di kotak berisi 160 molekul tak satu pun akan bereaksi selama kamu menunggu. Simulasi memakai 2 sampai 25 kJ/mol; persamaannya sama, dan rasio Arrhenius menunjukkan akibat Ea yang lebih besar.
Katanya WebGL dimatikan.
Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.
Apakah ada yang diunggah?
Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.