Kontrol Kinetik dan Kontrol Termodinamik dan Kurva program reaksi

             Sebelum masuk kemateri yang akan kita bahas kita akan memahai beberapa pemahamn menganaik mekanism dan apa itu kinetiki kimia , sehingga  nantinya kita bisa mengerti apa peran dari kontrol kinetik dan dinamik terhadap mekanisme laju reaksi suatu senyawa dan apa sajanyarat dari reaksi kontrol kinetik dan reaksi kontrol dinamik
              Mekanisme adalah proses nyata yang terjadi dalam suatu reaksi, memperlihatkan ikatan yang putus, urutan-untannya, berapa tahap yang terlibat, kecepatan relatif masing-masing tahap, dan sebagainya. Untuk menyatakan mekanisme secara lengkap maka posisi semua atom harus ditentukan, termasuk molekul pelarut dan energi sistem pada setiap titik dalam proses. Mekanisme yang diusulkan harus sesuai dengan semua fakta yang ada. Biasanya penulisan mekanisme awalnya didasarkan pada fakta sederhana dan kemudian mencari fakta-fakta baru untuk uraian mekanisme yang mendalam. Selalu perlu adanya penelitian yang lebih mendalam untuk mendapat uraianyang lebih mendalam lagi.
             Kinetika kimia disebut juga dinamika kimia, dikarnakan adanya gerakan molekul dan ion dalam mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu. Mekanisme reaksi  dari kedua senyawa yang direaksikan dapat ditentukan hasil produknya dengan pengamatan dan pemahaman terhadap sifat-sifat senyawa yang di gunakan dalam mereaksikan kedua senyawa tersebut dan dapat pula dengan pengukuran besaran termodinamika suatu reaksi dimana akankah produk yang diharapkan mampu terbentuk dengan jumlah energi tertentu yang diserap atau dilepaskan, dimana  arah dari jalanyan reaksi rekaktan membentuk produk dalam suatu sistem terentu.
            Pengentrolan dari termodinamika atau kinetika dalam pengreaksian dua buah senyawa akan dapat menentukan komposisi campuran produk reaksi(yang diharapkan) ketika jalur bersaing mengarah pada produk lain (yang tidak diharapkan) dan ini selektivitas dari pengaruh kondisi reaksi tersebut. Dimana reaksi ini akan di pengaruhi terhadap suhu, tekanan atau  pelarut dimana yang di pengaruhi dari sistem senyawa adalah jalur reaksinya sengingga kontrol termodinamik maupun kinetik adalah bagian dari sistem reaksi kimia untuk hasil dari percepatan suatu reaksi. kontrol reaksi termodinamika dan  kinetika  disebut faktor termodinamika dan faktor kinetika, yang diuraikan sebagai berikut :

1. Faktor termodinamika (adanya stabilitas realtif dari produk)Pada suhu tinggi, reaksi berada di     bawah kendali termodinamika (ekuilibrium,kondisi reversibel) dan produk utama berada dalam sistem lebih stabil.

2. Faktor kinetik (kecepatan pembentukan produk) pada temperatur rendah, reaksi ini di  bawah kontrol kinetik (tingkat, kondisi irreversible) dan produk utama adalah produk yang dihasilkan dari reaksi tercepat.


Kontrol Kinetik dan Kontrol Termodinamik
          Ada banyak hal dalam mana suatu senyawa di bawah kondisi reaksi yang diberikan dapat mengalami reaksi kompotisi menghasilkan produk yang berbeda.

         Gambar 2 memperlihatkan profil energi-bebas untuk suatu reaksi dalam mana B lebih stabil secara termodinamika daripada C (∆G lebih rendah), tapi C terbentuk lebih cepat (∆G‡ lebih rendah). Jika tidak ada satupun reaksi yang revesibel maka C akan terbentuk lebih banyak karena terbentuk lebih cepat. Produk tersebut dikatakan terkontrol secara kinetik (kinetically controlled). Akan tetapi, jika reaksi adalah reversibel maka hal tersebut tidak menjadi penting. jika proses dihentikan sebelum kesetimbangan tercapai maka reaksi akan dikontrol oleh kinetik karena akan lebih banyak diperoleh produk yang cepat terbentuk. Akan tetapi jika reaksi dibiarkan sampai mendekati kesetimbangan maka produk yang akan dominan adalah B. di bawah kondisi tersebut, C yang mula-mula terbentuk akan kembali ke A, sementara B yang lebih stabil tidak berkurang banyak. Maka dikatan bahwa produk terkontrol secara termodinamik (thermodynamically controlled). Tentu saja Gambar 2 tidak menggambarkan semua reaksi dalam mana senyawa A dapat memberikan dua produk. Di dalam banyak hal, produk yang lebih stabil adalah juga merupakan produk lebih cepat terbentuk. Di dalam hal yang demikian, produk kontrol kinetik adalah juga produk kontrol termodinamika.


Persyaratan Reaksi bejalan Termodinamik 
         Dan agar suatu reaksi berjalan secara termodinamik maka ada syarat-syaratnya salah satunya adalah reaksi terjadi secara spontan, energi bebas produk harus lebih rendah daripada energi bebas reaktan, yakni ∆G harus negatif. Reaksi dapat saja berlangsung melalui jalan lain, tapi tentu saja hanya jika energi bebas ditambahkan. Seperti halnya air di atas permukaan bumi, air hanya mengalir ke bawah dan tidak pernah mengalir ke atas (meskipun air dapat dibawa ke atas atau menggunakan pompa), molekul-molekul mencari energi potensial yang paling rendah mungkin. Energi bebas terbuat dari dua komponen yaitu entalpi H dan entropi S. Kuantitas tersebut dihubungkan dengan
persamaan:

∆G = ∆H – T∆S

Perubahan entalpi dalam suatu reaksi terutama adalah perbedaan energi ikat (meliputi energi resonansi, tegangan, dan solvasi) antara reaktan dengan produk.


Persyaratan Reaksi berjalan kinetik
Reaksi yang dapat berlangsung tidak hanya karena menpunyai ∆G negatif. ∆G yang negatif memang suatu hal yang penting tapi bukan suatu persyaratan yang cukup untuk berlangsungnya suatu reaksi secara spontan. Sebagai contoh, reaksi antara H2 dengan O2 untuk menghasilkan H2O mempunyai ∆G negatif, tapi campuran H2 dan O2 dapat disimpan pada suhu kamar selama berabad-abad tanpa adanya reaksi yang berarti. Untuk terjadinya reaksi maka variabel energi bebas aktivasi ∆G* harus ditambahkan.

Diilustrasikan dalam Gambar 3 yang merupakan profil energi untuk reaksi satu tahap tanpa spesies-antara. Dalam gambar seperti ini, absis menandai kemajuan reaksi. ∆Gf* adalah energi bebas aktivasi untuk reaksi maju. Jika reaksi antara dua molekul atau lebih telah maju ke titik yang berkaitan dengan puncak kurva maka digunakan istilah keadaan transisi untuk posisi inti dan elektron spesies yang ada pada keadaan ini. Keadaan transisi memiliki geometri yang terbatas dan distribusi muatan tapi tidak memiliki keberadaan yang terbatas. Sistem pada titik ini disebut kompleks teraktivasi. Di dalam teori keadaan transisi, starting material dan kompleks teraktivasi dipertimbangkan ada dalam kesetimbangan dengan tetapan kesetimbangan K* . Menurut teori ini, semua kompleks teraktivasi terus berubah menjadi produk dengan kecepatan yang sama sehingga tetapan kecepatan reaksi hanya tergantung pada posisi kesetimbangan antara starting material dengan kompleks teraktvasi, yaitu nilai K*. ∆G* dihubungkan ke K* dengan persamaan.

∆G* = -2,3 RT log K*

 sehingga suatu nilai ∆G* yang lebih tinggi adalah disertai dengan suatu tetapan kecepatan yang lebih kecil. Kecepatan hampir semua reaksi meningkat dengan meningkatnya suhu karena penambahan energi dapat membantu molekul melewati rintangan energi aktivasi. Sejumlah reaksi tidak mempunyai energi bebas aktivasi sama sekali, berarti K* tidak terbatas dan hampir semua tumbukan mengarah kepada reaksi. Proses seperti itu dikatakan terkontrol difusi (diffusion-controlled).

Contoh dari kontrol kinetik dan termodinamik
Kontrol Kinetik dan Termodinamika
• Penambahan diena terkonjugasi pada atau di bawah ruangan suhu biasanya menyebabkan campuran produk di yang 1,2 adduct mendominasi lebih dari 1,4 adduct
• Pada suhu yang lebih tinggi, perubahan rasio produk dan 1,4 adduct mendominasi

Bentuk kurva reaksi

 dimana tahapan untuk reaksi diduga sebagai berikut:

DAFTAR PUSTAKA

Firdaus, 2009. Kimia Organik Fisis I. Program Studi Kimia Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan                           Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin.
Grossman, R.,B., 2002. The Art of Writing Reasonable Organic Reaction Mechanisms. Second                                   Edition. Springer: New York
Hart, H., Crain,L.E., Hart,D.J.,2003. Kimia Organik: Suatu Kuliah Singkat. Edisi Ke Sebelas. Alih                             bahasa Suminar Setiati Achmadi. Penerbit Erlangga: Jakarta

Pertanyaan :

Bila suatu  reaksi terjadi dan reaksi berjalan sangat cepat karna pemanasan suhu maka mekanisme dari produk yang dihasilkan merupakan hasil kinetik atau termodinamik , dan apakan ada kemungkina di peroleh hasil sebaliknya? beserta alasan?

Terima kasih