Kimia Laju Reaksi
Kimia Laju Reaksi
Kimia Laju Reaksi
1
Data percobaan laju reaksi diperoleh dari reaksi:
A+BC
sebagai berikut:
Nomor Percobaan
[A] molar
[B] molar
0,01
0,20
0,02
0,02
0,20
0,08
0,03
0,20
0,18
0,03
0,40
0,36
Sehingga
V = k [A]x[B]y = k [A]2[B]1 = k [A]2[B]
Soal No. 2
Dari reaksi:
2 NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)
diperoleh data percobaan sebagai berikut:
Nomor Percobaan
Konsentrasi (M)
NO
H2
2 103
2 103
4 106
4 103
2 103
8 106
6 103
2 103
12 106
4 103
6 103
24 106
4 103
8 103
32 106
Sehingga
V = k [NO]x[H2]y = k [NO]1[H2]1= k [NO][H2]
Soal No. 3
Laju reaksi dari suatu gas dinyatakan sebagai = k [A][B]. Tentukan perbandingan laju
reaksinya dibandingkan terhadap laju reaksi mula-mula jika:
a) volum yang ditempati gas-gas diperkecil menjadi 1/2 volum semula
b) volum yang ditempati gas-gas diperkecil menjadi 1/4 volum semula
Pembahasan
a) volum yang ditempati gas-gas diperkecil menjadi 1/2 volum semula
Artinya, konsentrasi larutan menjadi 2 kali semula. Sehingga
Soal No. 4
Data hasil percobaan laju reaksi:
2NO (g) + 2H2 (g) N2 (g) + 2H2 (g) + 2H2O (g)
[B] (mol/L)
0,1
0,05
20
0,3
0,05
180
0,1
0,20
320
[B] (mol/L)
0,1
0,05
20
0,3
0,05
180
0,1
0,20
320
Orde reaksi B, lihat data [A] yang sama angkanya (0,1), yaitu dari data pertama dan ketiga, ambil
data [B] disampingnya:
[A] (mol/L)
[B] (mol/L)
0,1
0,05
20
0,3
0,05
180
0,1
0,20
320
Laju reaksi bila konsentrasi gas NO = 0,01 M dan gas Br2 = 0,03 M adalah...
A. 0,012
B. 0,36
C. 1,200
D. 4,600
E. 12,00
(Laju Reaksi - Un Kimia 2010 P04)
Pembahasan
Orde reaksi terhadap NO
Diperoleh
Diperoleh
Persamaan lajunya
Bandingkan v4 terhadap v1
Soal No. 8
Nitrogen oksida, NO, bereaksi dengan hidrogen membentuk dinitrogen oksida N2O dan uap air
menurut persamaan:
2NO (g) + H2O (g) N2O (g) + H2O (g).
Pengaruh konsentrasi NO dan H2 terhadap laju reaksi ditemukan sebagai berikut:
C. 5/18
D. 5/18
E. 5/9
(Laju reaksi - Un Kimia 2010 P37)
Pembahasan
Orde reaksi terhadap NO
Soal No. 9
Setiap 15C laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat dari mula-mula. Jika pada suhu 30C reaksi
berlangsung 12 menit, tentukan waktu reaksi pada suhu 75C!
Pembahasan
Jika laju reaksi menjadi n kali setiap kenaikan suhu aC maka hubungan laju reaksi pada suhu T1
dan pada suhu T2 adalah
Data soal:
a = 15C
n = 2 kali
T1 = 30C
T2 = 75C
T = 75C 30C = 45C
t1 = 12 menit
t2 =......
Dengan rumus yang kedua
Soal No. 10
Reaksi akan berlangsung 3 kali lebih cepat dari semula setiap kenaikan 20C. Jika pada suhu
30C suatu reaksi berlangsung 3 menit, maka pada suhu 70C reaksi akan berlangsung selama....
A. 1/3 menit
B. 2/3 menit
C. 1 menit
D. 4 menit
E. 12 menit
(Laju reaksi - ebtanas 1992)
Pembahasan
Data:
a = 20C
n=3
T = 70 30 = 40C
t1 = 3 menit
t2 =.....
Bisa juga dengan bentuk lain dari rumus mencari waktu reaksi,
dalam bidang industri untuk mengetahi molaritasnya harus diketahui volume larutan pekatnya (larutan
primer). Caranya dengan menentukan molaritas dari alrutan pekat yangdikatahui kadar dan massa
jenisnya. Kemolaran tersebut dapat dicari dengan rumus:
p x 10 x % massa
M = ------------------------ mol.L-1
Mr
Dimana = M adalah Molaritas, r = massa jenis, % massa = kadar, Mr = massa molekul relatif
LAJU REAKSI
Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk tiap satuan waktu, yang
dituliskan sebagai berikut :
Perubahan konsentarasi
Laju = ----------------------------Periode waktu reaksi
Selama reaksi berlangsung, konsentrasi pereaksi berkurang, sedangkan konsentrasi produk bertambah.
Jika A --> B maka untuk
d[A] d[B] d[C]
Laju A = - ------- dan Laju B = + ------ sehingga V = ---------,
dt dt dt
Dimana : d[C] = perubahan konsentrasi, V = laju reaksi, dan dt = perubahan waktu
Untuk reaksi yang lebi kompleks, misal 2A --> B, maka laju reaksi berkurangnya A adalah 2 kali lebih
cepat dari laju pembentukan B, sehingga penulisan laju reaksi menjadi
1 d[A] d[B]
Laju A = - -- ------- dan Laju B = + -----2 dt dt
Atau melihat kecenderungan koefisien yang terlibat
PERSAMAAN LAJU REAKSI
INGAT : Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi, bukan konsentrasi hasil reaksi.
GULBERG dan WAAGE menuturkan : Laju reaksi dalam sistem pada suatu temperatur tertentu
berbanding lurus dengan konsentrasi zat yang bereaksi, setelah tiap-tiap konsentrasi dipangkatkan
dengan koefisiennya dalam persamaan reaksi yang bersangkutan.
Misalnya pada reaksi :
mA + nB ---> pC + qDmaka Laju Reaksi menurut reaksi di atas adalah :
V = k [A]m [B]n
m dan n merupakan pangkat atau menunjukkan orde reaksi, jika dijumlahkan maka akan menjadi orde
reaksi total.
Orde reaksi memunkinkan kita mengetahui kebergantungan reaksi terhadap reaktan. Pada reaksi yang
berlangsung bertahap, orde reaksi ditentukan oleh tahapan reaksi yang paling lambat
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHILAJU REAKSI
1. KonsentrasiSemakin
besar konsentrasi pereaksi yang direaksikan akan semakin besar pula laju reaksinya
2. SuhuSemakin
tinggi suhu akan semakin mempercepat terjadinya reaksi. Hal ini terjadi karena dengan
bertambahnya suhu maka energi kinetik pada partikel reaktan semakin besar.
Dalam praktiknya setiap kenaikan suhu 10oC, maka laju reaksi akan naik 2 kali lebih besar, yang
dirumuskan sebagai :
Vt = (dV)dt/10.Vo atau Vt = (2)dt/10.Vo
dt = t2 t1
3. KatalisKatalis
adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia
secara permanen. Katalis dibedakan atas 2, yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. (bergantung
fasa zat)
4. Luas PermukaanPada
sistem heterogen sangat bergantung pada luas permukaan antara fasa. Reaksi
antara padatan dan cairan atau padatan dengan gas akan lebih cepat jika luas permukaan bidang sentuh
zat padat diperbanyak.
Pilihan Ganda Latihan contoh soal dan jawaban laju reaksi 20 butir. 5 uraian Latihan contoh soal dan jawaban laju reaksi
Berilah tanda silang pada huruf A, B, C, D atau E di depan jawaban yang benar!
1.
Larutan
asam
nitrat
(HNO3)
dengan Mr =
63
mempunyai
konsentrasi
1
molar,
artinya
.
A.
dalam
1
liter
larutannya
mengandung
63
gram
HNO 3
B.
dalam
1
liter
pelarut
terdapat
63
gram
HNO 3
C.
dalam
1
liter
air
mengandung
63
gram
HNO 3
D.
sebanyak
63
gram
HNO 3 dilarutkan
dalam
100
mL
air
E. sebanyak 63 gram HNO3 dilarutkan sampai 100 mL
2. Molaritas asam
nitrat
pekat
63%
dengan
massa
jenis
1,3
kg/liter
adalah
.
(Mr HNO3 =
63)
A.
6,3 M
B.
6,5 M
C.
10 M
D.
13 M
E. 63 M
3. Jika ke dalam 10 mL larutan asam sulfat (H 2SO4) 2 M ditambahkan air sebanyak 90 mL, maka konsentrasi larutan asam sulfat sekarang
adalah
.
A.
0,002 M
B.
0,02 M
C.
0,2 M
D.
2M
E. 20 M
4.
Sebanyak
10
mL
larutan
HCl
2 M dicampur
dengan
140
mL
larutan
HCl
0,5 M.
Konsentrasi
larutan
HCl
sekarang
adalah
.
A.
0,2 M
B.
0,3 M
C.
0,4 M
D.
0,5 M
E. 0,6 M
5. Larutan urea [CO(NH2)2] dibuat dengan jalan melarutkan 3 gram urea ke dalam air sampai volume 250 mL. Konsentrasi larutan urea yang
dibuat
adalah
.
(Mr urea
=
60)
A.
0,1 M
B.
0,2 M
C.
0,3 M
D.
0,4 M
E. 0,5 M
6.
Diketahui
reaksi P + Q R + S.
Pernyataan
yang benar untuk
menunjukkan
laju
reaksi
adalah
.
A.
vP =
+[P].
t-1
B.
vQ =
+[Q].
t-1
C.
vP =
-[P].
t-1
D.
vR =
-[R].
t-1
E. vS = -[S]. t-1
7. Suatu reaksi melibatkan zat A dan B, sehingga menghasilkan reaksi dengan persamaan A(g) + 2 B(g) > C(g). Konsentrasi awal
zat A adalah 0,8 mol/liter. Setelah 10 detik ternyata didapatkan 0,2 mol/liter zat C. Ungkapan laju reaksi yang tepat bagi reaksi tersebut
adalah
.
A.
vA =
0,5/10
molar.detik-1
B.
vA =
(0,8
0,2)/10
molar.detik -1
C.
vB =
(0,8
0,4
)/10
D.
vA =
(0,8
0,2
)/10
E. vC = 0,2/10 molar.detik-1
8.
Di
bawah
ini
yang tidak mempengaruhi
laju
reaksi
A.
B.
C.
luas
D.
gerak
E. konsentrasi
9. Pada percobaan yang mereaksikan logam magnesium dengan larutan HCl didapatkan data sebagai berikut.
molar.detik-1
molar.detik -1
adalah
.
katalis
suhu
permukaan
partikel
Percobaan
Massa Mg (gram)
Wujud Mg
Pengamatan
10
Sebuk
Timbul gas
10
Kepingan
Timbul gas
10
Batang
Timbul gas
10
Serbuk
Timbul gas
10
Batang
Timbul gas
Reaksi
yang
paling
cepat
terjadi
adalah
pada
percobaan
ke
.
A.
1
B.
2
C.
3
D.
4
E. 5
10.
Suatu
reaksi
yang
melibatkan
zat X dan Y menghasilkan
reaksi
sebagai
berikut.
2 X(g) + 2 Y(g) Z(g)
Diperoleh data bahwa reaksi tersebut merupakan pangkat 2 terhadap pereaksi X dan orde total reaksi adalah 3. Rumus persamaan laju
reaksi
yang
benar
bagi
reaksi
tersebut
adalah
.
A. v = k [X]2[Y]
B. v = k [X][Y][Z]
C. v = k [X][Y]2
D. v = k [X]2[Z]
E. v = k [Z]3
11. Dari reaksi A2B(g) 2A(g) + B(g) diketahui bahwa reaksi tersebut berorde dua terhadap A2B. Grafik yang menyatakan hubungan antara
laju reaksi dengan konsentrasi A2B adalah .
A.
B.
C.
D.
E.
Bentuk CaCO3
Suhu (oC)
10 gram serbuk
0,2
25
10 gram butiran
0,2
25
10 gram bongkahan
0,2
10
25
10 gram butiran
0,4
25
10 gram butiran
0,2
25
Pada
percobaan
1
dan
3,
laju
reaksi
dipengaruhi
oleh
.
A.
temperatur
B.
katalis
C.
sifat-sifat
D.
konsentrasi
E. luas permukaan
13.
Energi
minimum
yang
diperlukan
oleh
sebuah
reaksi
agar
dapat
berlangsung
disebut
energi
.
A.
potensial
B.
gerak
C.
kinetik
D.
reaksi
E. aktivasi
14. Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi. Hal tersebut disebabkan karena kenaikan suhu akan .
A.
menaikkan
energi
pengaktifan
zat
yang
bereaksi
B.
memperbesar
konsentrasi
zat
yang
bereaksi
C.
memperbesar
energi
kinetik
molekul
pereaksi
D.
memperbesar
tekanan
ruang
terjadinya
reaksi
E. memperbesar luas permukaan
15. 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
16. Untuk reaksi A + B C, ternyata jika konsentrasi awal A dinaikkan menjadi dua kali (konsentrasi B tetap), maka laju reaksi menjadi dua
kali lebih besar. Bila konsentrasi awal Adan B masing-masing dinaikkan tiga kali, maka laju reaksi menjadi 27 kali lebih besar. Persamaan
laju
reaksi
tersebut
adalah
.
A. v = k
[A]2[B]2
B. v = k
[A][B]
C. v = k
[A]2[B]
D. v = k
[A][B]3
2
E. v = k [A] [B]
17. Reaksi antara gas H2 dan O2 pada suhu 25 oC berlangsung sangat lambat, tetapi ketika ditambah serbuk Pt, reaksi menjadi lebih cepat. Hal
ini
menunjukkan
bahwa
laju
reaksi
dipengaruhi
oleh
.
A.
temperatur
B.
katalis
C.
sifat-sifat
D.
konsentrasi
E. luas permukaan
18. Untuk reaksi A + B C + D diperoleh data sebagai berikut.
Percobaan
[A] (mol/liter)
[B] (mol/liter)
0,1
0,1
0,2
0,2
8x
0,1
Orde
A.
B.
C.
D.
E. 5
0,3
reaksi
9x
terhadap A adalah
.
1
2
3
4
19. Dari reaksi Br2(g) + 2 NO(g) > 2 NOBr(g), diperoleh data eksperimen sebagai berikut.
Percobaan
[NO] (mol/liter)
[Br2] (mol/liter)
0,1
0,1
108
0,1
0,2
48
0,2
0,1
24
0,3
0,1
12
Orde
reaksi
total
dari
A.
B.
C.
D.
E. 5
20. Untuk reaksi P + Q + R hasil, diperoleh data sebagai berikut.
reaksi
tersebut
No
[P] (M)
[Q] (M)
[R] (M)
0,10
0,10
0,10
0,100
0,10
0,10
0,05
0,025
0,10
0,20
0,05
0,050
0,20
0,20
0,10
0,400
adalah
.
1
2
3
4
Persamaan
laju
untuk
reaksi
tersebut
adalah
.
A. v = k [P]2[Q]
B. v = k [P]2[Q][R]
C. v = k [P][Q][R]
D. v = k [P][Q]2[R]
E. v = k [P][Q][R]2
II. Essai
Jawablah
Pertanyaan
berikut
dengan
singkat
dan
benar!
1.
Asam
klorida
pekat
mengandung
37%
massa
HCl
dan
massa
jenis
1,19
kg/liter.
a.
Berapakah
molaritas
larutan
asam
klorida
tersebut?
(Mr HCl
=
36,5)
b.
Berapa
mL
asam
klorida
ini
diperlukan
untuk
membuat
500
mL
larutan
HCl
2 M?
2. Diketahui reaksi:
2 H2O2(aq) + 2 I(aq) 2 H2O(l) + I2(aq)
Pada suatu percobaan, sebanyak 1 liter larutan H2O2 2 M dicampur dengan 1 liter larutan I 1M. Ternyata setelah 10 detik terbentuk 0,04 mol
I2.
a.
Tentukan
laju
reaksi
pembentukan
I 2!
b.
Tentukan
laju
reaksi
untuk
H 2O2!
3. Suatu reaksi berlangsung dua kali lebih cepat setiap kali suhu dinaikkan 10 C. Jika laju reaksi pada suhu 25 C adalah x molar/detik,
tentukan
laju
reaksinya
pada
suhu
55
C!
4.
Reaksi
antara
gas
nitrogen
dioksida
dengan
gas
CO:
NO2(g)
+
CO(g)
NO(g)
+
CO 2(g)
Reaksi
tersebut
mempunyai
persamaan
laju
reaksi
v
=
k
[NO 2]2
[CO].
a.
Berapa
orde
reaksi
terhadap
masing-masing
pereaksi?
b.
Berapa
orde
reaksi
totalnya?
c. Jika masing-masing konsentrasi pereaksi diperbesar dua kali semula, bagaimana dengan perubahan laju reaksinya?
d. Bagaimana perubahan laju reaksinya, jika konsentrasi NO 2 diperbesar dua kali sedangkan konsentrasi CO dipertahankan tetap?
5. Diketahui data percobaan reaksi 2 A(g) + B(g) + C(g) hasil reaksi, sebagai berikut.
Percobaan
[A] (mol/liter)
[B] (mol/liter)
[C] (mol/liter)
v (M/detik)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
0,1
0,2
0,2
0,2
0,1
0,4
0,3
0,3
0,3
0,9
0,5
0,4
0,2
a.
Tentukan
b.
Tentukan
harga
c. Tentukan harga x!
Kunci
I.
1.
A
3.
C
5.
B
7.
B
9. D 19. C
II. Uraian
1. a. M = (kadar 10) / Mr
= (37 1,19 10)/36,5
= 12,06 M
b. (M1V1)HCl = (M2V2)HCl
12,06 V1 = 2 500
V1 = 82,92 mL
3. t = (55 25) C = 30 C
v2 =2 (30/10) x = 23 x = 8x
5. a. Persamaan laju reaksi: v = k [A]1 [B]1 [C]0
b. k = 1 (mol/liter)2 detik
c. v = 0,2 (mol/liter) . detik
dan
persamaan
satuan
laju
jenis
tetapan
Pilihan
11.
13.
15.
17.
reaksi
reaksinya!
(k)!
Jawaban
Ganda
C
E
A
B
Pengertian Laju Reaksi Kimia, Rumus, Contoh Soal, Faktorfaktor yang Mempengaruhi, Orde, Praktikum,
Pembahasan, Grafik, Katalis, Persamaan
AddThis Sharing Buttons
Share to Facebook61Share to TwitterShare to PrintShare to EmailShare to
PinterestShare to GmailShare to More12
2:56 AM
Pengertian Laju Reaksi Kimia, Rumus, Contoh Soal, Faktor-faktor yang
Mempengaruhi, Orde, Praktikum, Pembahasan, Grafik, Katalis, Persamaan - Laju
reaksi sama dengan kecepatan reaksi. Langit di malam hari, saat perayaan tahun
baru atau hari-hari istimewa lainnya, menjadi lebih indah ketika nyala kembang api
mulai kelihatan di angkasa. Tampak nyalanya gemerlapan menambah terang sinar
rembulan. Sekejap kemudian, langit nampak redup kembali, cahaya gemerlap dari
nyala kembang api tidak lagi kelihatan. Begitu cepatnya nyala itu hilang, berbeda
tatkala kita menyalakan kayu bakar pada api unggun, membutuhkan waktu cukup
lama. Cepat dan lambatnya nyala api ini menunjukkan cepat atau lambatnya reaksi
kimia dalam kembang api maupun dalam kayu bakar. Cepat dan lambatnya proses
reaksi kimia yang berlangsung dinyatakan dengan laju reaksi. Lantas, apakah
pengertian laju reaksi itu? Bagaimana cara mengukurnya? Apa saja faktor-faktor
Cepatnya reaksi kimia dari kembang api dapat kita amati dari menyalanya kembang
api hingga matinya. Begitu pula dengan beberapa reaksi kimia yang kita laksanakan
di laboratorium. Selesainya sebuah reaksi ditandai dengan terbentuknya produk
yang sebagian besar dapat kita amati. Nah, untuk mengetahui berapa kecepatan
reaksi kimia yang kita lakukan, kita bisa mengetahui dari konsentrasi pereaksinya
atau hasil reaksinya. Konsentrasi ini biasa dinyatakan dengan satuan molaritas.
Ada beberapa faktor yang memberikan pengaruh pada laju reaksi kimia. Faktorfaktor tersebut adalah konsentrasi, luas permukaan, suhu, dan katalis. Bagaimana
masing-masing faktor mempengaruhi laju suatu reaksi, dan bagaimana cara kita
menganalisis faktor tersebut akan kita pelajari pula dalam bab ini. Selain hal-hal di
atas, kita juga akan mempelajari tentang persamaan laju reaksi, waktu reaksi, dan
orde reaksinya.
A.
Laju reaksi adalah 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 sebagai produk. Reaksi kimia digambarkan
seperti pada bagan berikut.
Beberapa reaksi kimia ada yang berlangsung cepat. Natrium yang dimasukkan ke
dalam air akan menunjukkan reaksi hebat dan sangat cepat, begitu pula dengan
petasan dan kembang api yang disulut. Bensin akan terbakar lebih cepat daripada
minyak tanah. Namun, ada pula reaksi yang berjalan lambat. Proses pengaratan
besi, misalnya, membutuhkan waktu sangat lama sehingga laju reaksinya lambat.
Cepat lambatnya proses reaksi kimia yang berlangsung dinyatakan dengan laju
reaksi. Dalam mempelajari laju reaksi digunakan besaran konsentrasi tiap satuan
waktu yang dinyatakan dengan molaritas. Apakah yang dimaksud molaritas? Simak
uraian berikut.
Molaritas menyatakan jumlah mol zat dalam 1 L larutan, sehingga molaritas yang
dinotasikan dengan M, dan dirumuskan sebagai berikut.
M = n/V
Keterangan :
molaritas?
Kalian
akan
Sebanyak 17,1 g sukrosa (Mr = 342) dilarutkan dalam air hingga volume larutan
500 mL. Tentukan kemolaran sukrosa.
Penyelesaian:
Diketahui :
Mr sukrosa = 342
Massa (m) sukrosa = 17,1 g
Volume larutan = 500 mL
Ditanyakan :
Molaritas sukrosa.
Jawaban :
Berapa gram soda kue (NaHCO3) yang diperlukan untuk membuat 150 mL
larutan NaHCO3 0,5 M? (Ar Na = 23, H = 1, C = 12, 0 = 16)
Pembahasan :
Diketahui :
Ditanyakan :
Massa NaHCO3 ?
Jawaban :
Pembuatan suatu larutan dapat juga dilakukan dengan mengencerkan larutan yang
sudah ada, dengan catatan molaritas larutan yang akan dibuat lebih rendah dari
molaritas larutan yang sudah ada. Misalnya di laboratorium hanya ada larutan HCl 1
M, sedangkan kita memerlukan larutan HCl 0,5 M sebanyak 100 mL, bagaimana kita
mendapatkannya?
Gambar 1. Pengenceran.
Pada gambar 1 (a) :
sebelum pengenceran
V = V1
M = M1
n = n1
sebelum pengenceran
V = V2
M = M2
n = n2
Dalam pengenceran, jumlah zat terlarut tidak berubah sehingga jumlah molnya
tetap. Jadi, n1 = n2 atau M1 x V1 = M2 x V2. Rumus ini biasa disebut sebagai rumus
pengenceran.
Dari gambaran cara tcrsebut, maka larutan HC1 0,5 M sebanyak 100 mL dapat
dibuat dengan mengencerkan larutan HC1 1M. Volume HC1 1 M yang dibutuhkan
dicari melalui rumus pengenceran.
V 1 x M 1 = V2 x M 2
V1 x 1 = 100 x 0,5
V1 = 50 mL
Jadi, kita bisa mclakukannya dengan mengambil 50 mL HC1 1M, kemudian kin
masukkan ke dalam labu ukur 100 mL lalu ditambahi air hingga tanda batas, dan
100 ml Larutan HCl 0,5 M telah selesai dibuat.
Untuk menghitung molaritas larutan H2SO4 dengan kadar 97% dan massa jenis 1,8
kg/L, kita tinggal memasukkan data ke dalam rumus hingga diperoleh molaritas
asam sulfat tersebut sebesar 17,82 M seperti pada perhitungan berikut.
Laju reaksi kimia bukan hanya sebuah teori, namun dapat dirumuskan secara
matematis untuk memudahkan pembelajaran. Pada reaksi kimia: A B, maka laju
berubahnya zat A menjadi zat B ditentukan dari jumlah zat A yang bereaksi atau
jumlah zat B yang terbentuk per satuan waktu. Pada saat pereaksi (A) berkurang,
hasil reaksi (B) akan bertambah. Perhatikan diagram perubahan konsentrasi
pereaksi dan hasil reaksi pada Gambar 3.
b.
bertambahnya
atau :
jumlah
produk
(konsentrasi
produk)
per
satuan
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. Perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai
berikut.
rA : rB : rC = p : q : r
Pada
reaksi
pembentukan
gas SO3 menurut
O2(g) 2SO3(g), sehingga diperoleh data sebagai berikut.
No.
[SO3]
mol/L
Waktu
(s)
0,00
0,25
20
0,50
40
Tentukanlah:
SO2
reaksi: 2SO2(g)
c. Laju berkurangnya
O2
Penyelesaian :
Diketahui :
Ditanyakan :
a. r SO3.
b. r
SO2.
c. r
O2 .
Jawaban :
r SO3 =
= 0,0125 M/s
b. Karena koefisien
SO2
= koefisien
SO3,
maka:
SO2
O2
Setelah kalian mempelajari apa itu laju reaksi dan bagaimana menentukan
besarnya laju reaksi zat dalam persamaan reaksi, maka dapat kalian simpulkan
bagaimana cepat lambatnya suatu reaksi kimia berdasarkan laju reaksi zat
tersebut. Jika laju reaksi zat itu besar, maka reaksi berlangsung cepat, dan
sebaliknya, jika laju reaksi zat kecil, maka reaksi berlangsung lambat. Nah,
sebenarnya apa yang mempengaruhi cepat lambatnya laju reaksi kimia? Berikut ini
akan kalian pelajari faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, termasuk di
dalamnya teori tumbukan.
Faktor-faktor
Reaksi
B.
yang
Mempengaruhi
Laju
Laju reaksi suatu reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi
pereaksi, luas permukaan zat yang bereaksi, suhu pada saat reaksi kimia terjadi,
dan ada tidaknya katalis. Sehubungan dengan proses reaksi kimia, maka ada satu
hal penting yang harus dipelajari untuk menentukan berjalan tidaknya sebuah
reaksi kimia, yakni tumbukan. Suatu reaksi kimia dapat terjadi bila ada tumbukan
antara molekul zat-zat yang bereaksi. Apakah setiap tumbukan pasti menyebabkan
berlangsungnya reaksi kimia? Akan kita ketahui jawabannya dengan mempelajari
teori tumbukan dahulu sebelum melangkah pada pembahasan faktor-faktor yang
mempengaruhi laju reaksi.
Gambar 4. Konsentrasi reaktan sangat berpengaruh pada laju reaksi seng dengan
asam sulfat. Laju reaksi lambat dalam larutan berkonsentrasi rendah (kiri) dan
cepat dalam larutan berkonsentrasi tinggi.
2.1. Tumbukan sebagai Syarat Berlangsungnya Reaksi Kimia
AB + AB A2 + B2
Tumbukan yang efektif terjadi bila keadaan molekul sedemikian rupa sehingga
antara A dan B saling bertabrakan (Gambar 5(a)). Jika yang bertabrakan adalah
atom yang sama, yaitu antara A dan A (Gambar 5(b)) atau atom A dan B namun
hanya bersenggolan saja (Gambar 5(c)), maka tumbukan tersebut merupakan
tumbukan yang tidak efektif.
Gambar 5. (a) tumbukan yang efektif karena posisi tumbukan tepat, (b) tumbukan
tidak efektif karena molekul yang bertabrakan sama (c) tumbukan tidak efektif
karena posisinya tidak tepat.
Selanjutnya apa yang dimaksud energi tumbukan harus cukup? Jika kalian
melemparkan batu pada kaca dan kacanya tidak pecah, berarti energi kinetik batu
tidak cukup untuk memecahkan kaca. Demikian juga tumbukan antarmolekul
pereaksi, meskipun sudah terjadi tumbukan dengan posisi tepat, namun apabila
energinya kurang, maka reaksi tidak akan terjadi. Dalam hal ini diperlukan energi
minimum tertentu yang harus dipunyai molekul-molekul pereaksi untuk dapat
menghasilkan reaksi.
Perhatikan Gambar 6. tentang tumbukan dengan energi yang cukup dan tidak
cukup.
Gambar 6. (a) energi cukup menghasilkan reaksi dan (b) energi tidak cukup tidak
menghasilkan reaksi.
Bila gerakan molekul AB dan C lambat, maka tidak akan terjadi ikatan antara B dan
C saat bertumbukan. Akibatnya, keduanya terpental tanpa ada perubahan (Gambar
6(a)). Dengan mempercepat gerakan molekul, maka akan membuat tumpang tindih
B dan C serta membuat ikatan, dan akhirnya terjadi ikatan kimia (Gambar 6(b)).
Dalam suatu reaksi terdapat tiga keadaan yaitu keadaan awal (pereaksi), keadaan
transisi, dan keadaan akhir (hasil reaksi). Keadaan transisi disebut juga komplek
teraktivasi. Pada keadaan ini ikatan baru sudah terbentuk namun ikatan lama belum
putus. Keadaan tersebut hanya berlangsung sesaat dan tidak stabil. Keadaan
transisi ini selalu mempunyai energi lebih tinggi daripada keadaan awal dan akhir,
sedangkan energi keadaan awal dapat lebih tinggi atau lebih rendah daripada
energi keadaan akhir.
Bila keadaan awal lebih tinggi energinya, reaksi mcnghasilkan kalor atau dinamakan
reaksi eksoterm, dan bila yang terjadi adalah sebaliknya, dinamakan reaksi
endoterm. Perhatikan Gambar 7. yang menggambarkan tentang energi aktivasi
pada reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.
Gambar 7. (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. Percepatan gerakan
molekul akan memperbesar kemungkinan tumbukan efektif karena percepatan
gerakan memberikan energi lebih besar. Percepatan gerakan molekul berarti
percepatan laju reaksi. Dengan dipercepatnya laju reaksi menggunakan salah satu
faktor-faktor berikut, diharapkan energi yang dibutuhkan untuk tumbukan dapat
tercukupi sehingga bisa menghasilkan tumbukan yang efektif. Faktor-faktor tersebut
akan segera diuraikan dalam penjelasan berikut ini.
Jika konsentrasi suatu larutan makin besar, larutan akan mengandung jumlah
partikel semakin banyak sehingga partikel-partikel tersebut akan tersusun lebih
rapat dibandingkan larutan yang konsentrasinya lebih rendah. Susunan partikel
yang lebih rapat memungkinkan terjadinya tumbukan semakin banyak dan
kemungkinan terjadi reaksi lebih besar. Makin besar konsentrasi zat, makin cepat
laju reaksinya. Perhatikan Gambar 8. tentang pengaruh konsentrasi berikut.
Gambar 8. (a) tumbukan yang terjadi pada konsentrasi kecil, (b) tumbukan yang
terjadi pada konsentrasi besar.
Apabila dibuat sebuah grafik yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi
dengan laju reaksi, maka dihasilkan grafik seperti pada Gambar 9. Grafik
menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.
Pada saat zat-zat pereaksi bercampur, maka akan terjadi tumbukan antar partikel
pereaksi di permukaan zat. Laju reaksi dapat diperbesar dengan memperluas
permukaan bidang sentuh zat yang dilakukan dengan cara memperkecil ukuran zat
pereaksi. Perhatikan Gambar 10.
Gambar 10. Tumbukan antar partikel pada (a) permukaan kecil dan (b) permukaan
besar.
Semakin luas permukaan bidang sentuh zat, semakin besar laju reaksinya, seperti
yang ditunjukkan oleh grafik hubungan luas permukaan dengan laju reaksi pada
Gambar 11.
Partikel-partikel dalam zat selalu bergerak. Jika suhu zat dinaikkan, maka energi
kinetik partikel-partikel akan bertambah sehingga tumbukan antar partikel akan
mempunyai energi yang cukup untuk melampaui energi pengaktifan. Hal ini akan
menyebabkan lebih banyak terjadi tumbukan yang efektif dan menghasilkan reaksi
(Gambar 12).
Gambar 12. (a) tumbukan antarpartikel pada suhu rendah, (b) tumbukan
Karena besarnya laju berbanding terbalik dengan waktu yang ditempuh, maka
perumusan di atas dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan :
Suatu reaksi berlangsung dua kali lebih cepat setiap suhu dinaikkan 10 oC . Apabila
pada suhu 25 oC laju reaksi suatu reaksi adalah 2y M/s. Berapa laju reaksi pada suhu
75 oC?
Penyelesaian :
Diketahui :
r0 = 2y
r = 2
T1 = 25 C
T2 = 75 C
Ditanyakan:
rt = .... ?
Jawab:
= (2)50/10 x 2y
= 25 x 2y = 32 . 2y
= 64y
Suhu (C)
25
35
45
55
65
75
2y
4y
8y
16y
32y
64y
Apabila pengaruh suhu terhadap laju reaksi ini dibuat grafik, akan tampak seperti
pada Gambar 13. Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa makin tinggi suhu,
laju reaksi semakin besar.
Reaksi yang berlangsung lambat dapat dipercepat dengan memberi zat lain tanpa
menambah konsentrasi atau suhu reaksi. Zat tersebut disebut katalis. Katalis dapat
mempercepat laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia secara
permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali.
Fungsi katalis dalam reaksi adalah menurunkan energi aktivasi sehingga jumlah
molekul yang dapat melampaui energi aktivasi menjadi lebih besar. Gambar 14
menunjukkan peranan katalis dalam menurunkan energi aktivasi.
Gambar 14. Diagram energi potensial reaksi tanpa katalis dan dengan katalis.
Energi aktivasi reaksi dengan katalis (EaK) lebih kecil dari reaksi tanpa katalis.
Katalis memiliki beberapa sifat, di antaranya:
1. Katalis tidak bereaksi secara permanen.
2. Jumlah katalis yang diperlukan dalam reaksi sangat sedikit.
3. Katalis tidak mempengaruhi hasil reaksi.
4. Katalis tidak memulai suatu reaksi, tetapi hanya mempengaruhi lajunya.
5. Katalis hanya bekerja efektif pada suhu optimum, artinya di atas atau di
bawah suhu tersebut kerja katalis berkurang.
6. Suatu katalis hanya mempengaruhi laju reaksi secara spesifik, artinya suatu
katalis hanya mempengaruhi laju satu jenis reaksi dan tidak dapat untuk
reaksi yang lain.
7. Keaktifan katalis dapat diperbesar oleh zat lain yang disebut promotor.
8. Hasil suatu reaksi dapat bertindak sebagai katalis, sehingga zat tersebut
disebut autokatalis.
9. Katalis dalam senyawa organik disebut enzim.
10.Terdapat katalis yang dapat memperlambat suatu reaksi, sehingga katalis itu
disebut katalis negatif atau inhibitor.
Gambar 15. Dekomposisi H2O2 dengan katalis MnO2 menjadi air dan oksigen.
NO(g)
2CO(g) + O2(g)
2CO2(g)
H+
C12H22O11(aq) + H2O(l)
C6H12O6(aq) + C6H12O6(aq)
Fe(s)
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
Ni(s)
C2H4(g) + H2(g)
C6H6(g)
Beberapa faktor yang memengaruhi laju reaksi telah usai kalian pelajari.
A. Dasar Teori
Suatu reaksi kimia berlangsung apabila terjadi tumbukan yang efektif antar partikel
pereaksi. Cepat lambatnya suatu reaksi kimia dinyatakan dengan laju reaksi.
Kecepatan laju reaksi ini dapat dikendalikan karena ada beberapa faktor yang
memengaruhinya, yaitu konsentrasi pereaksi, luas permukaan partikel dari
pereaksi, suhu saat reaksi, dan keberadaan katalis.
B. Tujuan Percobaan
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi pada laju reaksi.
2. Mengetahui pengaruh luas permukaan pada laju reaksi.
3. Mengetahui pengaruh suhu pada laju reaksi.
4. Mengetahui pengaruh katalis pada laju reaksi penguraian
C. Alat dan Bahan Percobaan
Alat :
1. tabung reaksi
2. stop watch
3. gelas kimia
4. alat pemanas
5. termometer
6. gelas ukur
7. kertas kosong yang diberi tanda silang (X)
Bahan :
1. pita magnesium
2. batu pualam, CaCO3 (bongkahan dan serbuk)
3. larutan HCI 1M, 2M, 3M
4. larutan Na2S2O3 0,1M
5. larutan hydrogen peroksida (H2O2) 5%
6. larutan besi (III) klorida (FeCI3) 0,1M
7. larutan natrium klorida (Nod) 0,1M
H2O2
D. Langkah Percobaan
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi pada laju reaksi
b. Masukkan 1 cm pita magnesium ke tabung 1 dan catat waktunya mulai dari pita
Mg dimasukkan sampai pita Mg habis bereaksi.
c. Ulangi langkah b untuk tabung 2 dan 3.
catat
waktunya
Na2S2O3
. Ukurlah
Gambar 16.Langkah kerja untuk menganalisis faktor suhu yang mempengaruhi laju
reaksi.
4. Pengaruh katalis terhadap laju reaksi
H 2 O2
H 2 O2
Tabung
reaksi
Pita
Mg
Konsentrasi
HCl
1 cm
1M
1 cm
2M
1 cm
3M
Waktu
(s)
Tabun
g
CaCO3 1
gram
Konsentra
si HCl
serbuk
2M
Waktu
(s)
bongkahan
2M
Gelas
Kimia
Suhu (
C)
V HCl
2M
V Na2S2O3
0,1 M
x=
10 mL
20 mL
x + 10
=
10 mL
20 mL
x + 20
=
10 mL
20 mL
x + 30
=
10 mL
20 mL
Waktu
(s)
Gelas
Kimia
Larutan
H2O2
H2O2 +
NaCI
H2O2 +
FeCI,
Pengamata
n
F. Pembahasan
beberapa
a. Reaksi pada gelas manakah yang lebih cepat menghasilkan endapan belerang?
(ditandai dengan larutan yang keruh dan tanda silang tidak kelihatan)
b. Faktor apa yang mempengaruhi cepat lambatnya reaksi?
c. Tentukanlah variabel bebas dan variabel kontrolnya.
d. Buatlah grafik fungsi suhu Vs waktu dari hasil percobaan.
e. Berapa kalikah laju reaksi pada tabung 2 dibandingkan dengan tabung 1?
G. Kesimpulan
C.
Laju reaksi dalam suatu reaksi sangat bergantung pada konsentrasi pereaksi.
Besarnya laju reaksi akan berkurang karena konsentrasi pereaksi makin kecil.
Hubungan antara konsentrasi pereaksi dan laju reaksi tersebut dinyatakan dalam
persamaan reaksi. Bagaimana kita menuliskan persamaan laju reaksi? Pelajari
persamaan laju reaksi dan orde reaksi berikut.
Persamaan laju reaksi hanya dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Untuk reaksi
secara umum:
pA + qB rC + sD
r = k [A]m [B]n
Dalam rumusan tersebut, r merupakan laju reaksi dengan satuan mol/Ls atau M/s, k
adalah konstanta laju reaksi, lambang [A] dan [B] merupakan konsentrasi molar zat
A dan B, sedangkan pangkat m dan n merupakan angka-angka bilangan bulat ( 0, 1,
2,...) dan disebut sebagai orde reaksi atau tingkat reaksi. m merupakan orde reaksi
terhadap A, n orde reaksi terhadap B, dan m + n merupakan orde reaksi total.
Besarnya m dan n tersebut tidak berhubungan dengan koefisien reaksi. Jika
ternyata besarnya sama, maka itu suatu kebetulan saja karena orde reaksi hanya
dapat ditentukan dan data percobaan.
Contoh beberapa persamaan reaksi dan cara menuliskan persamaan laju reaksinya
serta tingkat reaksinya dapat dilihat pada Tabel 1.
Pada Tabel 1. terlihat bahwa tingkat (orde) reaksi tidak berhubungan dengan
koefisien pereaksi. Adapun langkah-langkah dalam penulisan persamaan laju reaksi
dan pencntuan orde reaksinya adalah sebagai berikut.
SO2
dan gas
Percoba
an
[SO2] M
[H2] M
0,03
0,12
0,06
0,12
r (M/s)
1 x 10
2
2 x 10
2
H2
0,06
0,24
8 x 10
2
Tentukanlah:
Jawaban :
Cara 1 :
Percobaa
n
[SO2]
M
v
(M/s)
0,03
1 x 102
0,06
2 x 102
m.
Kita
ambil
data
pada
Pada data tersebut, jika [SO2] dinaikkan 2 kali ternyata laju reaksi juga naik 2 kali.
Jadi laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi A, ditulis r = k [A]. Konsentrasi
A berpangkat satu atau orde reaksi terhadap A adalah 1. Jika dibuat grafik fungsi
laju reaksi terhadap [A], maka grafiknya berupa garis lurus, seperti terlihat pada
Gambar 18.
Percobaa
n
[H2] M
v (M/s)
0,12
2 x 102
0,24
8 x 102
n.
Kita
ambil
data
pada
Dari data tersebut, jika [H 2] dinaikkan 2 kali ternyata laju reaksinya naik 4 kali. Jadi,
laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi H2 pangkat 2, ditulis r = k
[H2]2. Grafik fungsi laju reaksi terhadap [B] berupa parabola, seperti tampak pada
Gambar 19.
Cara 2 :
Cara yang kedua ini dilakukan dengan membandingkan persamaan reaksi pada
data satu dengan data lainnya. Berikut penyelesaiannya.
SO2
SO2
adalah 1.
b. Menentukan orde reaksi terhadap H2 pada data [SO2] yang konstan, yaitu data 3
dan 2.
Untuk menentukan harga k dapat digunakan salah satu data, kemudian dimasukkan
dalam persamaan laju reaksi yang sudah dituliskan tersebut. Misalnya kita ambil
data 1.
r1 = k [SO2] [H2]2
1 x 102 M/s = k (0,03 M) (0,12 M)2
1 x 102 M/s = 4,32 x l04 k M3
k=
k = 23,15 M-2/s
D.
-2
M /s.
Kalian pernah melarutkan gula dalam air bukan? Mungkin sewaktu kalian membuat
teh manis, kopi, atau minuman lainnya. Bagaimana kira-kira larutnya gula dalam air
jika yang dilarutkan bongkahan gula batu atau serbuk? Tentulah lebih cepat larut
yang dalam bentuk serbuk. Itulah pengaruh luas permukaan pada laju reaksi yang
kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam bidang industri, reaksi-reaksi yang
terjadi selalu diusahakan berlangsung lebih cepat. Faktor laju reaksi yang sering
digunakan adalah katalis. Seperti yang telah kalian pelajari tentang uraian katalis di
depan, katalis merupakan zat yang mempercepat laju reaksi tetapi pada akhir
reaksi didapatkan kembali seperti semula. Contoh industri yang menggunakan
katalis adalah pembuatan amonia (NH3) dan asam sulfat (H2SO4).
Amonia merupakan bahan untuk membuat asam nitrat, pupuk, dan bahan peledak.
Proses pembuatan amonia dikenal dengan nama Proses Haber-Bosch sesuai dengan
nama penemunya, yaitu Fritz Haber dan Karl Bosch. Reaksi pembuatan amonia dari
gas nitrogen dan gas hidrogen sebagai berikut:
H= - 92kJ/mol
Ternyata reaksi tersebut sangat lambat pada suhu kamar, sehingga perlu dilakukan
usaha-usaha untuk mempercepat laju reaksinya. Usaha itu harus dilakukan agar
segera didapatkan hasil sebanyak-banyaknya dalam waktu sesingkat-singkatnya,
sesuai prinsip ekonomi. Salah satu usaha yang dilakukan adalah dengan
menambahkan katalis besi. Pada proses pembuatan asam sulfat yang sering dikenal
dengan nama proses kontak, juga diperlukan katalis yaitu Vanadium
pentoksida, V2O5.
Silakan tonton video mengenai Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Jika
bermanfaat, berikan dukungan dengan cara klik suka video ini di
YouTube di http://goo.gl/OKlWZ. Klik suka yang anda berikan, akan memberikan
motivasi bagi pembuat video ini untuk terus berkarya.
Anda sekarang sudah mengetahui Laju Reaksi. Terima kasih anda sudah
berkunjung ke Perpustakaan Cyber.