REAKSI RANTAI BANYAK DI GUANAKAN PADA REAKSI-REAKSI RADIKAL

Oleh Diran (W04-DIRAN)

PENDAHULUAN

          Reaksi rantai merupakan  salah satu cara bahwa sistem yang tidak dalam kesetimbangan termodinamika dapat melepaskan energi atau meningkatkan entropi untuk mencapai keadaan entropi yang lebih tinggi. Reaksi ini juga merupakan urutan reaksi produk reaktif atau produk sampaingan berantai atau umpan  balik yang positif mengarah ke rantai kejadian yang menguatkan diri. Suatu sistem mungkin tidak dapat mencapai keadaan energi yang lebih rendah dengan melepaskan energi ke lingkungan, karena terhalang atau dicegah dengan cara tertentu dari mengambil jalur yang akan menghasilkan pelepasan energi. Jika suatu reaksi menghasilkan pelepasan energi kecil yang menghasilkan lebih banyak energi yang dilepaskan dalam rantai yang meluas, maka sistem biasanya akan runtuh secara eksplosif sampai sebagian atau seluruh energi yang tersimpan dilepaskan.

PEMBAHASAN

          Reaksi  rantai  atau chain  reaction berlangsung  dalam  sederetan  reaksi  elementer  dan  beberapa  antaranya  reaksi  ini  terjadi  berulang ulang.  Reaksi  rantai  terdiri  atas  tiga tahap  yaitu  inisiasi  (pembukaan  rantai),  propagasi  dan  terminasi  (pemutusan  rantai). Reaksi  berantai adalah  urutan  reaksi  di  mana  produk  reaktif  atau  produk  sampingan menyebabkan  reaksi  tambahan  terjadi.  Dalam  reaksi  berantai,  umpan  balik  positif  mengarah  ke  rantai  peristiwa  yang  memperkuat  dirinya  sendiri. Reaksi  berantai  adalah  salah  satu  cara  sistem  yang  tidak  berada  dalam  kesetimbangan termodinamika  dapat  melepaskan  energi  atau  meningkatkan  entropi  untuk  mencapai  keadaan  entropi   yang  lebih tinggi.  Misalnya,  suatu  sistem  mungkin  tidak  dapat  mencapai keadaan energi  yang  lebih  rendah  dengan  melepaskan  energi  ke  lingkungan, karena  terhalang  atau  dicegah  dalam  beberapa  cara  dari  mengambil jalan  yang  akan  menghasilkan  pelepasan  energi.  Jika  suatu  reaksi menghasilkan  pelepasan  energi  kecil  yang  memungkinkan  pelepasan energi  lebih  banyak  dalam  rantai  yang  meluas,  maka  sistem  biasanya akan  runtuh  secara  eksplosif  sampai  banyak  atau  semua  energi  yang tersimpan dilepaskan.

Tahapan Reaksi Rantai

Reaksi Rantai umumnya mempunyai

1.Tahap Inisiasi

Insiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan  jumlah   radikal   bebas   meningkat   pesat.   Dalam klorinasi  metana,  tahap  inisiasi  adalah  pemutusan  secara  homilitik ikatan Cl - Cl.

Tahapan Insiasi :

• Tahapan ini dicirikan melalui pembentukan radial bebas oleh suatu pembentuk radikal (Intiator).
• Reaksi diawali dengan pemecahan intiator yang dipicu oleh Peningkatan tenaga akibat tumbukan keras dan Absorbsi  foton  (hѵ)  misal  dengan  penyinaran  sinar matahari, lampu UV atau radiasi gelombang mikro
• Kenaikan   temperatur   sehingga   melampaui   titik reaktif intiator. Intiator  akan  mengalami  peruraian  menjadi  radikal  titik  reaktif intiator. Pembelahan homolitik atau heterolitik. Intiator  sangat  reaktif  dan  harus  diberikan  dalam  jumlah  sangat sedikit.

 Contoh intiator

 

2. Tahap Propagasi

Propagasi adalah reaksi  yang melibatkan  radikal  bebas  yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebasklor  akan menjalani  sederetan  reaksi.  Tahap  propagasi  yang  pertama adalah  radikal  bebas  klor  yang  merebut  sebuah  atom  hidrogen  dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.

Cl• + H:CH3 + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH3

 Radikal  bebas  metil  juga  sangat  reaktif.  Dalam  tahap  propagasi kedua,  radikal  bebas  metil  merebut  sebuah  atom  klor  dari  dalam molekul Cl2.

Tahapan Propagasi dan Inhibisi :

• Tahapan     penyerangan     radikal     pada     molekul     lain     untuk menghasilkan radikal baru lainnya.
• Apabila jumlah reaktan dalam bentuk molekul netral masih tersedia cukup   banyak,   maka   reaksi   akan   berlangsung   semakin   lama semakin cepat à tahapan propagasi.
• Seiring  waktu,  jumlah  reaktan  dalam  bentuk  molekul  netral  akan semakin terbatas maka laju reaksi akan berkurang dan radikal akan  menyerang molekul produk → tahapan inhibisi.

 

3.Tahap Terminasi

Terminasi  adalah  reaksi   yang  berujung  pada   turunnya  jumlah radikal  bebas.  Umumnya,  penurunan  ini  diakibatkan  oleh  adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.

Cl• + CH3 → CH3 Cl

 Tahapan terminasi :

• Reaksi  berantai  berhenti  setelah  satu  atau  kedua  reaktan  habis digunakan.
• Pada    tahapan    ini    radikal-radikal    akan    saling    bereaksi menghasilkan  molekul  baru  yang  relatif  stabil  dan  disebut  sebagai tahapan terminasi.
• Tahapan ini dapat terjadi melalui proses dimerisasi radikal.

Contoh : 

CH3CH2• + •CH2CH3 → CH3 CH2 CH2 CH3Tahapan   terminasi  dapat   dimanipulasi   dengan   penambahan   agen pendeaktivasi radikal → nitrogen dioksida (NO2).

 

Contoh :

• Reaksi  pembentukan  HCl  dari  gas  hidrogen  dan  gas  klorida  maka
• dengan adanya cahaya akan terjadi reaksi :
• Cl• + H2 → HCl + H•
• H• + Cl2 → HCl + Cl• dan seterusnya. 
• Reaksi  berhenti  apabila  radikal  klorida  menjadi  tidak  reaktif  lagi (menjadi  Cl2).  Atau  jika  ditambahkan  gas  NO2 yang  akan  dapat menghentikan reaksi tersebut.

 Reaksi Ledakan

          Reaksi  ledakan  adalah  reaksi  berantai  yang  berlangsung  sangat cepat  dan  mengakibatkan  efek  pelepasan  energi  (panas,  suara).  Kenaikan temperatur  selama  reaksi  berlangsung  secara eksponensial dan  apabila energi  dari  reaksi  eksotermis  tersebut  tidak  dapat  dikeluarkan  dari  sistem maka  energi  tadi  akan  mempercepat  reaksi.  Sampai  batas  tertentu maka sistem akan tidak kuat lagi maka akan timbul ledakan.

 Contoh Reaksi Rantai

• Radikal Bebas pada Klorinasi Metana

Salah  satu  contoh  reaksi  rantai  adalah  reaksi Radikal  Bebas Klorinasi Metana.Reaksi  methana  yang  dicampurkan  dengan  khlor  dan  terkena sinar  matahari atau  energi akan  menyebabkan  reaksi  berantai  berupa ledakan dan menghasilkan produk berupa methana terkhlorinasi dan HCl.

•  Tahapan pada Klorinasi Metana

1. Tahap Inisiasi
2. Tahap Propagasi
3. Tahapan Terminasi

  

KESIMPULAN

          Reaksi rantai atau chain reaction berlangsung dalam sederetan reaksi elementer dan beberapa antaranya reakasi ini terjadi berulang-ulang. Reaksi rantai terdiri atas tiga tahap yaitu inisiasi, propagasi, dan terminasi. Reaksi ledakan adalah termasuk reaksi berantai yang berlangsung sangat cepat dan mengakibatkan efek pelepasan energi panas dan suara.

 

REFERENSI

https://studylib.net/doc/25380248/makalah-kinetika-reaksi-kimia-reaksi-rantai

https://www.youtube.com/watch?v=9XuUic3EklY