Kontrol Kinetika dan Kontrol Termodinamika

KONTROL KINETKA DAN KONTROL TERMODINAMIK

Pada suatu reaksi kimia memiliki kemampuan untuk menghasilkan lebih dari satu produk rekasi. Jumlah produk yang dihasilkan dari reaksi tersebut, masing-masing tergantung pada kondisi saat  reaksi berlangsung. Jika suatu produk reaksi ingin menghasilkan hasil yang baik maka kita harus memperhatikan kestabilannya (termodinamik) dan kecepatan yang dihasilkan juga relative (kinetika).

Gambar diatas memperlihatkan profil energi-bebas untuk suatu reaksi dimana B lebih stabil secara termodinamika daripada C karena ∆G lebih rendah, tapi C terbentuk lebih cepat (∆G ‡ lebih rendah). Jika reaksi tersebut bukan reaksi revesibel maka C akan terbentuk lebih banyak karena reaksinya lebih cepat. Produk tersebut dikatakan terkontrol secara kinetik (kinetically controlled). Akan tetapi, jika reaksinya 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).

Reaksi karbonil merupakan contoh reaksi untuk membahas kontrol reaksi. Hal ini dikarenakan banyaknya produk yang bisa saja terbentuk jika tidak dikontrol secara ketat. Ini berkaitan dengan adanya “diverse reactivity” senyawa karbonil. Di satu sisi dia bisa berperilaku sebagai elektrofil, namun juga bisa bersifat nukleofil pada kondisi tertentu. Satu contoh misalnya pada reaksi Aldol, dengan 2 reaktan (A dan B) yang sama-sama mempunyai hidrogen alfa, maka kemungkinan reaksi yang terjadi: A + A, A + B, B + A, dan B + B. Artinya, selain adanya kondensasi silang, juga terdapat selfcondensation.

Senyawa karbonil yang memiliki H alfa jika diperlakukan pada kondisi asam, akan membentuk enol, sedangkan pada kondisi basa membentuk ion enolat. Kondisi asam termasuk kontrol termodinamik karena mengacu pada kestabilan intermediet (enol). Sedangkan kondisi basa, termasuk kontrol kinetik karena mengacu pada terbentuknya ion enolat yang berjalan cepat.

Kontrol termodinamika atau kinetika dalam reaksi kimia dapat menentukan komposisi campuran produk reaksi ketika jalur bersaing mengarah pada produk yang berbeda serta selektivitas dari pengaruh kondisi reaksi tersebut. Kondisi reaksi seperti suhu, tekanan atau pelarut mempengaruhi jalur reaksi; maka dari itu kontrol termodinamik maupun kinetik adalah satu kesatuan dalam suatu reaksi kimia. Kedua kontrol reaksi ini disebut sebagai faktor termodinamika dan faktor kinetika, dapat 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.

Permasalahan yang timbul :

Pada kondisi basa ion enolat yang terbentuk berjalan cepat (kontrol kinetik), mengapa hal tersebut bisa terjadi?

 

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga.

Firdaus. 2009. Modul Pembelajaran Matakuliah Kimia Organik Fisis 1. Makassar: Universitas Hasamuddin Press.

Sitorus, M. 2013. Kimia Organik Fisik. Yogyakarta: Graha Ilmu.