Laju Reaksi

LAJU REAKSI

Download Link:Laju Reaksi.pdf

Pendahuluan

Laju reaksi merupakan proses yang dapat diamati pada kehidupan sehari-hari. Proses ini memungkinkan kita menentukan pilihan tindakan terhadap waktu yang ada.

Laju Reaksi

Laju reaksi adalah cara untuk menyatakan kecepatan terjadinya reaksi kimia. Dalam bahasa lain, ia didefinisikan sebagai laju pengurangan konsentrasi reaktan atau laju penambahan konsentrasi produk (dalam satuan waktu, biasanya detik). Maka dapat dikatakan, ini menyatakan seberapa cepat terbentuk produk atau habisnya reaktan. Satuannya biasanya M/s atau mol/ dm³ s.

Laju pada reaksi  ‘aA + bB -> cC’ dapat dicari dengan

 @ a, b, dan c adalah koefisien reaksi

V_A, v_B, dan v_C dapat dicari dengan

   dan   @:

·       V_A, V_B, dan V_C adalah laju reaksi, dengan satuan Ms^-1

·       Δ[A], Δ[B], dan Δ[C] adalah perubahan konsentrasi masing-masing senyawa

·       Δt adalah perubahan satuan waktu

Catatan: tanda negatif diberi untuk reaktan (laju penguraian) sementara positif untuk produk (laju    pembentukan)

Perlu diingat bahwa laju reaksi berbanding terbalik dengan waktu, atau: . Ingat juga bahwa besarnya ΔH tidak mempengaruhi laju reaksi.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi proses laju reaksi, yaitu:

1.      Sifat Reaktan

Zat seperti CCl₄ tidak terbakar pada oksigen, sementara CH₄ terbakar dengan baik. Faktor ini tidak dapat dikendalikan.

2.      Tekanan Pada Reaktan Gas

Semakin tinggi tekanan pada reaktan yang  berbentuk gas, maka semakin besar lajunya. Tekanan berbanding terbalik dengan volume. Pada mol yang sama, jika volume diperkecil maka M akan semakin besar. Hubungannya akan dilihat pada poin 6.

3.      Keberadaan Katalis

Katalis adalah zat yang ditambahkan pada reaksi, namun tidak mempengaruhi hasil reaksi maupun perubahan entalpi reaksi tersebut. Jadi, perubahan yang ada tidak permanen. Ia berguna untuk mempercepat terjadinya reaksi. Katalis yang digunakan ditulis kecil di atas tanda panah. Contoh yang sering digunakan adalah Pt ada Ni. Mengenai ini, akan dibahas pada bagian Teori Tumbukan.

4.      Keadaan Ukuran Partikel/Luas Permukaan

Luas permukaan, atau keadaan ukuran partikel memiliki pengaruh pada laju reaksi. Semakin besar bidang sentuh, semakin  cepat reaksi. Maka, serbuk Fe akan lebih cepat dari kepingan Fe, yang akan lebih cepat dari padatan/balok Fe pada massa yang sama untuk setiap bentuk.

5.      Suhu

Semakin tinggi suhu, semakin cepat laju terjadi. Untuk menghitung ini, digunakan rumus:

  @:

·       V₂ adalah laju yang dicari

·       V₁ adalah laju awal

·       x adalah kelipatan kecepatan pada perubahan suhu

·       ΔT adalah perubahan suhu

·       a adalah kelipatan perubahan suhu

Catatan: peningkatan suhu 10^oC akan meningkatkan laju menjadi 2 kali laju awal

6.      Konsentrasi Reaktan

Konsentrasi reaktan dan pengaruhnya akan dibahas pada bagian berikut.

Konsentrasi Reaktan

Konsentrasi adalah konsep penting. Untuk, perlu dipahami mengenai molaritas terlebih dahulu.

Molaritas adalah satuan konsentrasi senyawa. Ia merupakan mol senyawa dibagi volume total senyawa (atau volume total wadah isi senyawa) dalam liter. Ia dilambangkan dengan M, dengan satuan mol L^-1.

Molaritas, atau konsentrasi, berpengaruh penting pada laju. Semakin besar konsentrasi, semakin besar laju reaksi. Untuk menyatakan hubungannya, dibuat persamaan laju reaksi. Bentuk umumnya adalah:

 @:

·       V adalah laju reaksi (Ms^-1)

·       K adalah tetapan laju reaksi (satuan tergantung kondisi)

·       [x], [y] , dan [z] adalah konsentrasi reaktan

·       a, b, dan c adalah orde reaksi

Orde reaksi adalah bilangan yang menyatakan pengaruh konsentrasi reaktan pada laju reaksi. Orde reaksi dapat dicari melalui data percobaan, yang hanya bisa didapat melalui percobaan. Dalam soal, umumnya data percobaan telah diberikan. Untuk itu, gunakan rumus:

Dimana indeks 1 dan 2 menandakan untuk membandingkan hasil 2 percobaan yang berbeda. Sebagai tips, pilihlah percobaan dimana salah satu reaktan memiliki nilai M yang sama. Hal itu akan memudahkan mencari orde reaktan satunya. Orde total reaksi didapat dengan menjumlah seluruh orde reaktan.

Dari situ, dapat diambil 5 jenis orde reaksi, yaitu:

1.      Orde 0

Tidak ada reaksi berorde 0, namun ada reaktan berorde 0. Artinya, perubahan konsentrasinya tidak berpengaruh pada laju reaksi.

2.      Orde 1

Orde reaksi 1, berarti laju reaksi berjalan sesuai konsentrasi reaksinya. Biasanya terjadi pada reaksi dengan reaktan hanya 1.

3.      Orde 2 atau lebih

Laju reaksi meningkat secara eksponen sesuai konsentrasi reaktan. Kebanyakan reaksi masuk dalam kategori ini.

4.      Orde 1 ‘bayangan’

Umumnya terjadi pada reaksi hidrolisis, dimana H₂O ada pada kadar yang berlimpah sehingga perubahan konsentrasi tidak berpengaruh pada laju reaksi. Contoh:

CH₃CO₂C₂H₅(aq) + H₂O(l) -> CH₃CO₂H(aq) + C₂H₅OH(aq) memiliki orde reaksi 1, karena keberadaan H₂O tidak mempengaruhi laju reaksi.

5.      Orde antara 0 dan 1

Laju reaksi ada pada akar dari konsentrasi reaktan terkait.

Jika orde telah diketahui, maka nilai k dapat ditentukan. Caranya dengan mensubstitusi salah satu nilai dari hasil percobaan pada persamaan laju reaksi yang telah diketahui ordenya. Dari sana, dapat ditentukan besar k serta satuannya (untuk reaksi berorde 2, satuan k adalah M^-2s^-1).

Teori Tumbukan

Teori tumbukan (collision theory) menyatakan bahwa untuk terjadi suatu reaksi, maka molekul-molekul reaktan perlu bertabrakan dengan energi yang cukup dan arah yang benar. Hal itu akan memutus ikatan, lalu menciptakan tahap activated complex, sehingga mungkin terbentuk senyawa produk. Energi minimal itu disebut energi aktivasi (E_a), sebagai kunci terjadi reaksi.

Reaksi ini dapat terjadi secara eksoterm maupun endoterm. Namun, energi aktivasi yang dibutuhkan pasti lebih tinggi dari tingkat energi awal, maupun tingkat energi akhir (jika reaksi tersebut endoterm). Bayangkan bila tidak ada E_a, maka semua reaksi akan terjadi seketika.

Fungsi katalis disini adalah memberikan jalan alternatif bagi reaktan dengan menurunkan nilai E_a dari reaksi. Maka, laju reaksi akan semakin besar. Pada konsentrasi yang tetap, yang berubah adalah nilai k dari reaksi tersebut.

Pemanfaatan Katalis dalam Kehidupan

Enzim dalam tubuh adalah contoh katalis murni. Dengan enzim amilase pada ludah, kita bisa mencerna karbohidrat yang kita makan dengan lebih cepat. Selain itu, katalis memegang peranan penting dalam industri. Yang paling terkenal, Proses Haber-Bosch (pembuatan amonia) dan Proses Kontak (pembuatan asam sulfat ) menggunakan katalis. Katalis seperti Ni juga ditambahkan pada margarin (karena itu, saya kadang berpikir untuk makan margarin). Katalis digunakan juga untuk menyaring udara pada knalpot dan cerobong asap.

Sumber:

Retnowati, Priscilla. 2007. Seribupena Kimia untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga

Suyatno, dkk. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI. 2007. Jakarta: Grasindo

Purba, Michael. Kimia 2A Untuk SMA Kelas XI. 2006. Jakarta: Erlangga

Toh, CS. A-Level Study Guide-Chemistry-Edition 3.0.3 for Higher 2. 2009. Singapore: Step-by-Step

Goldberg, David E. 2005.Schaum’s Outlines: Kimia Untuk Pemula Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga

Kirimkan semua pertanyaan pada: pauly.simanjuntak@gmail.com