LAJU REAKSI

LAJU REAKSI

A. Konsep Laju Reaksi

Pengertian Laju Reaksi

Laju reaksi merupakan laju penurunan reaktan (pereaksi) atau laju bertambahnya produk (hasil reaksi). Laju reaksi ini juga menggambarkan cepat lambatnya suatu reaksi kimia, sedangkan reaksi kimia merupakan proses mengubah suatu zat (pereaksi) menjadi zat baru yang disebut dengan produk.

        Dalam mempelajari laju reaksi digunakan besaran konsentrasi tiap satuan waktu yang dinyatakan dengan molaritas. Apakah yang dimaksud molaritas? Simak uraian berikut.

Molaritas sebagai Satuan Konsentrasi dalam Laju Reaksi

Molaritas menyatakan jumlah mol zat dalam 1 L larutan, sehingga molaritas yang dinotasikan dengan M, dan dirumuskan sebagai berikut.

                 
                       M = n/V atau mol/liter

Keterangan :

n = jumlah mol dalam satuan mol atau mmol
V = volume dalam satuan L atau mL

Konsep Laju Reaksi

Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi dari reaktan ataupun produk per satu satuan waktu. Untuk reaksi dengan reaktan A dan B menghasilkan produk C dan D seperti pada rumus persamaan reaksi berikut,

                          pA  + qB  à rC   + sD

seiring waktu jumlah molekul reaktan A dan B akan berkurang dan jumlah molekul produk C dan D akan bertambah, 

saat pereaksi [A] dan [B] berkurang, hasil reaksi [C] dan [D] akan bertambah. Perhatikan diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada Gambar diatas

Berdasarkan gambar tersebut, maka rumusan laju reaksi dapat kita definisikan sebagai:

V= kecepatan reaksi

[  ] = konsenttrasi ( mol / liter )

∆t = selisih waktu

Dalam perbandingan tersebut, tanda + atau – tidak perlu dituliskan karena hanya menunjukkan sifat perubahan konsentrasi. Oleh karena harga dt masing-masing sama, maka perbandingan laju reaksi sesuai dengan perbandingan konsentrasi. Di sisi lain, konsentrasi berbanding lurus dengan mol serta berbanding lurus pula dengan koefisien reaksi, sehingga perbandingan laju reaksi sesuai dengan perbandingan koefisien reaksi.

Perhatikan contoh soal berikut.

Contoh Soal Laju Reaksi (3) :

Pada reaksi pembentukan gas SO₃ menurut reaksi: 2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g), sehingga

Perbandingan kecepatan reaksi sama dengan perbandingan koefisien reaksinya

diperoleh data sebagai berikut.

No.	[SO3] mol/L	Waktu (s)
1	0,00	0
2	0,25	20
3	0,50	40

Tentukanlah:

a. Laju bertambahnya SO₃

b. Laju berkurangnya SO₂

Penyelesaian :

Diketahui :

Persamaan reaksi : 2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g)

Ditanyakan :

    a. v SO₃.

    b. v SO₂.

  Jawaban :

  Lihat data 2 dan 3 dari tabel.

a. Δ[SO₃] = [SO₃]₃ – [SO₃]₂ = 0,50 – 0,25 = 0,25 M

    Δt = t₃ – t₂ = 40 – 20 = 20 s

    v SO₃ = Δ[SO₃]/ Δt  =  0,25 M/ 20 s= 0,0125 M/s

    Jadi, laju bertambahnya SO₃sebesar 1,25 x 10^–2 M/s.

b. Karena koefisien SO₂ = koefisien SO₃, maka:

     vSO₂ =  vSO₃ = 0,0125 M/s

     Jadi, laju berkurangnya SO₂ sebesar 1,25 x 10^–2 M/s

 B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

        Suatu reaksi kimia dapat terjadi bila ada tumbukan antara molekul zat-zat yang bereaksi. Apakah setiap tumbukan pasti menyebabkan berlangsungnya reaksi kimia? 

Tumbukan sebagai Syarat Berlangsungnya Reaksi Kimia.

          Tumbukan yang menghasilkan reaksi hanyalah tumbukan yang efektif. Tumbukan efektif harus memenuhi dua syarat, yaitu posisinya tepat dan energinya cukup.

Contoh tumbukan antarmolekul yang sama terjadi pada pereaksi hidrogen iodida berikut.

HI(g) + HI(g) → H₂(g) + I₂(g)

Secara umum, dituliskan:

AB + AB → A₂ + B₂

         Tumbukan yang efektif terjadi bila keadaan molekul sedemikian rupa sehingga antara A dan B saling bertabrakan . Dalam hal ini diperlukan energi minimum tertentu yang harus dipunyai molekul-molekul pereaksi untuk dapat menghasilkan reaksi.

 Energi tersebut dinamakan energi aktivasi atau energi pengaktifan (Ea).

         Bila keadaan awal lebih tinggi energinya, reaksi mcnghasilkan kalor atau dinamakan reaksi eksoterm, dan bila yang terjadi adalah sebaliknya, dinamakan reaksi endoterm. Perhatikan Gambar dibawah ini yang menggambarkan tentang energi aktivasi pada reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

Gambar . (a) Diagram potensial reaksi eksoterm dan,                          (b) Diagram potensial reaksi endoterm.

Dengan mengetahui teori tumbukan ini, kalian akan lebih mudah memahami penjelasan tentang faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi. 

Faktor-faktor yang mempengaruhinya antara lain:

1. Konsentrasi

      Semakin tinggi konsentrasi reaktan, semakin banyak jumlah partikel reaktan yang bertumbukan, sehingga semakin tinggi frekuensi terjadinya tumbukan dan lajunya meningkat. Sebagai contoh, dalam reaksi korosi besi di udara, laju reaksi korosi besi lebih tinggi pada udara yang kelembabannya lebih tinggi (konsentrasi reaktan H2O tinggi)

2. Luar Permukaan

              Semakin luas permukaan kontak reaktan per unit volum, maka semakin tinggi frekuensi terjadinya tumbukan partikel reaktan dan laju reaksi meningkat. Sebagai contoh, pada reaksi pembakaran kayu, akan lebih mudah dan cepat membakar kayu gelondongan yang telah dipotong menjadi balok-balok kecil dibanding dengan langsung membakar kayu gelondongan tersebut.

3. Temperatur

        Semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi energi kinetik dari partikel reaktan, sehingga frekuensi tumbukan dan energi tumbukan meningkat. Oleh karena itu, semakin tinggi temperatur, laju reaksi juga semakin cepat. Sebagai contoh, pada reaksi glowing stick menyala (reaksi chemiluminescence), glowing stick menyala lebih cepat dan terang di dalam air panas dibanding dalam air dingin.

4. Keberadaan Katalis

        Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tanpa terkonsumsi di dalam reaksi tersebut. Katalis menyediakan alternatif jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibanding jalur reaksi tanpa katalis sehingga reaksinya menjadi semakin cepat.

C. Konsentrasi Dan  Kecepatan Reaksi

Pengaruh Konsentrasi Pada Kecepatan Reaksi Dirumuskan Oleh Guldberg Dan Waage Dalam Hukum Keaktifan Massa Sbb

 Laju  Reaksi Sebanding Dengan Konsentrasi Dari Zat-Zat Yang Bereaksi Dan Di Pangkatkan Sesuai Dengan Tingkat Reaksi/Orde Reaksi.

Pada Reaksi

 A  +   B    à  C

V= K [ A ]^m[ B ]ⁿ 

V = Kecepatan Reaks

K = Tetapan Reaksi

[ A ]   ,[ B ] = Konsentrasi  A, B

m  Dan  m  =  Orde  Reaksi/ Tingkat Reaksi Berdasarkan Experimen

Contoh ;
Reaksi :  A  + B  --> C , dari percobaan diperoleh data;

Pertanyaan;

1. Tentukan Orde Reaksi Total
2. Tentukan Persamaan Laju Rekasi
3. Hitung Harga K
4. Berapa Laju Reaksinya,Jika [A]= 0,5m Dan [B] =0,2 M

Jawab:

Cara 1;

1.    Orde Reaksi Terhadap Zat A ,Maka  Konsentrasi Zat B Dicari Yang Sama

      Berarti Data : 1 , 2 , 3 atau data 4 dan 5

      Missal kita ambil data 1 dan 2

Orde Reaksi Terhadap Zat B ,Maka  Konsentrasi Zat  A Dicari Yang Sama

Berarti Data : 1 dan 4 atau data 2 Dan  5 .

Misal kita ambil data 2 dan 5 ,maka semua perhitungan berdasarkan data 2 dan 5

Jadi Orde  Reaksi /Tingkat Reaski  =   m +  n   =  1  +  1  =  2

2.  Persamaan Kecepatan Reaksi V= K [ A ]¹[ B ]¹ 

3.  Menentukan Harga K  Ambil Salah Satu Percobaan ,Misal Percobaan  1

4.. Laju Reaksi : 

Cara 2.

Rumus  Yang Digunakan  : 

 a = b^{x   Atau} a = b^y

Dimana   :     a =   Kenaikan / Penurunan Kecepatan /Lajureaksi

                     b  =  Kenaikan / Penurunan Konsentrasi Zat

                       X  Atau Y  = Orde Reaksi Terhadap Zat Yang Bersangkutan

Orde Reaksi Terhadap Zat A , 

Untuk Konsentrasi Zat  A   Dari Percb. 1  Ke Percb.  2  , mengalami  kenaikan  Dua Kali dari data 1 ( artinya supaya nilai konsentrasi sama dengan data 2 maka data 1 harus dikalikan 2,)      Maka   b  =  2

Dan  untuk Laju  Reaksi Zat  A   Dari Percb. 1  Ke Percb.  2  , mengalami  kenaikan  Dua Kali dari data 1( artinya supaya nilai konsentrasi sama dengan data 2 maka data 1 harus dikalikan 2,)     Maka   a  =  2

  a = b^x

  2 = 2^x

  2¹ = 2^x

  X = 1

Untuk Konsentrasi Zat  B   Dari Percb. 2  Ke Percb.  5  , mengalami  kenaikan  Dua Kali dari data 2 ( artinya supaya nilai konsentrasi sama dengan data 5 maka data 2 harus dikalikan 2,)      Maka   b  =  2

Dan  untuk Laju  Reaksi Zat  B   Dari Percb. 2  Ke Percb.  5  , mengalami  kenaikan  Dua Kali dari data 2( artinya supaya nilai konsentrasi sama dengan data 5 maka data 2 harus dikalikan 2,)     Maka   a  =  2

  a = b^y

  2 = 2^y

  2¹ = 2^y

  y = 1

D. Suhu Dan Laju Reaksi

Dalam  Kenyataan Bahwa Tiap Kenaikan 10^oC Kecepatan Reaksinya Akan Menjadi 2 Sampai 3 Kali Lebih Besar Atau Sebaliknya.

Berati Tiap Kenaikan 10^oCLaju Reaksinya Menjadi  n Kali 

Laju Awal  =  V₁  Pada Suhu Awal ( T₁ )

Laju Awal  =  V₂  Pada Suhu Awal ( T₂ )

Kenaikan Laju Reaksi Setiap  Suhu 10^oC = n

Laju Reaksi Berbanding Terbalik Dengan Waktu

dt= Waktu (Detik)

Pada Suhu 57^oC  Laju Reaksi Suatu Reaksi Kimia Adalah  2 . 10^-4 M/Det 

Dan Waktu Reaksinya  8 Detik

Hitunglah

1. Laju Reaksinya Pada 77^oC
2. Waktu Reaksinya Pada 77 ^OC

Jika Tiap Kenaikan 10^oC Laju Reaksinya Menjadi 2 Kali Laju Semula

Jawab 

Jadi Waktu Reaksi Pada  77^oc     =   2 detik

Soal ;

1. Dan hasil percobaan untuk reaksi:2 NO_(g) +2 H_2(g) → N_2(g) + 2H₂O_(g) diperoleh data:                  

Dan data tersebut laju reaksi yang terjadi jika konsentrasi [NO] dan [H₂] berturut-turut 0,1 M dan 0,4 M adalah .

a.k[0,1] [0,4]        b.  k [0,1]² [0,4]²    c. k [0,1] [0,4]²      d.  k [0,1]² [04]³       e. k [0,1]² [0,4]

2. Dan reaksi A + 2B → AB₂, diperoleh data sebagai berikut: 

Harga laju reaksi (V) dalam M.det ^-1 untuk konsentrasi A = 0,2 M dan B = 0,4 M adalah....     

a. 4,8 x 10^-4            b.  5,0 x 10^-4          c.   1,2 x 10^-3           d.  5,0 x 10^-3          e.   5,4 x 10^-3

3. Laju reaksi dari suatu reaksi tertentu menjadi dua kali lipat setiap kenaikan suhu 10 °C. Suatu reaksi berlangsung pada suhu 30 °C. Jika suhu ditingkatkan menjadi 100 °C maka laju reaksi akan menjadi ... kali lebih cepat dari semula.

A. 128                                          
B. 64                                            
C. 32

D. 16
E. 8

4. Setiap kenaikan suhu 20^oC, laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat dari semula. Jika pada suhu 20^o C laju reaksi berlangsung 9 menit, maka laju reaksi pada suhu 80^oC adalah….

a.       1/9 menit                      

b.       1/6 menit                      

c.        1/3 menit

d.       d. 2/3 menit

e.       e. 3/6 menit