KONSEP LAJU REAKSI

Kamu mungkin pernah mendengar bom meledak tau besi berkarat. Ledakan bom berlangsung begitu cepat hingga orang-orang disekitarnya tidak sempat menghindar. Sebaliknya, pengkaratan besi sukar diamati secara lngsung karena reaksinya berlangsung sangat lambat. Apakah yang dimaksud dengan kecepatan atau laju reaksi?

Laju didefinisikan sebagai jumlah suatu perubahan tiap satuan waktu. Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun. Dalam reaksi kimia, perubahan yang dimaksud adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk. Laju reaksi berarti laju perubahan konsentrasi pereaksi atau produk pada satuan waktu.
Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju bertambahnya produk. Satuan konsentrasi yang digunakan adalah molaritas (M) atau mol per liter. Satuan waktu yang digunakan biasanya detik (dt). Sehingga laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per detik
.

Untuk persamaan stoikiometri berikut:
a A  +  b B  c C  +  d D

Laju reaksi diungkapkan sebagai berkurangnya pereaksi A atau B dan bertambahnya produk C atau D tiap satuan waktu, maka persamaan lajunya adalah

 

Dengan tanda minus (-) menunjukkan konsentrasi pereaksi semakin berkurang, tanda positip (+) menunjukkan konsentrasi produk semakin bertambah dan Δ menunjukkan perubahan konsentrasi pereaksi atau produk.
Hubungan antara perubahan konsentrasi dan waktu dapat dijelaskan pada gambar berikut:

Dengan demikian laju reksi dapat dinyatakan sebagai pengurangan pereaksi per satuan waktu, atau penambahan hasil reaksi per satuan waktu.

 

Contoh: reaksi antara bromin dengan asam formiat yang ditunjukkan dengan persamaan reaksi berikut.

Persamaan Laju Reaksi

Umumnya reaksi kimia dapat berlangsung cepat jika konsentrasi zat-zat yang bereaksi (reaktan) diperbesar (James E. Brady, 1990).Secara umum pada reaksi :

Persamaan laju reaksi dapat ditulis ssebagai:

Persamaan seperti di atas, disebut persamaan laju reaksi atau hukum laju reaksi. Persamaan laju reaksi seperti itu menyatakan hubungan antara konsentrasi pereaksi dengan laju reaksi. Bilangan pangkat pada persamaan di atas disebut sebagai orde reaksi atau tingkat reaksi pada reaksi yang bersangkutan. Jumlah bilangan pangkat konsentrasi pereaksi-pereaksi disebut sebagai orde reaksi total. Artinya, reaksi berorde x terhadap pereaksi Areaksi berorde y terhadap pereaksi B, orde reaksi total pada reaksi tersebut adalah (x + y). Nilai dari x dan y hanya dapat diperoleh dari percobaan (James E. Brady, 1990 : 622).Faktor k yang terdapat pada persamaan tersebut disebut tetapan laju reaksi. Harga k ini tetap untuk suatu reaksi, dan hanya dipengaruhi oleh suhu dan katalis.
Terdapat dua metode yang dapat dikembangkan untuk menentukan perubahan konsentrasi pereaksi per satuan waktu, yaitu metode diferensial dan metode integral. Metode diferensial berguna untuk menentukan tingkat reaksi, sedangkan metode integral berguna untuk mengevaluasi tingkat reaksi.
Metode integral didasarkan pada pengukuran reaksi setiap saat. Data yang terkumpul selanjutnya dievaluasi dengan persamaan integral yang dimodifikasi ke dalam bentuk grafik. Kemudian, ditentukan apakah reaksi tersebut tingkat  satu, tingkat  dua, atau tingkat  tertentu.  Mengingat metode integral memerlukan pemahaman matematika, khususnya integral yang memadai maka tidak diberikan di sini .Metode diferensial disebut juga metode laju awal atau metode laju rata-rata.  Metode ini didasarkan pada perubahan konsentrasi pereaksi dalam selang waktu tertentu. Dengan kata lain, metode diferensial adalah metode untuk menentukan tingkat reaksi atau laju  reaksi.

Dalam praktiknya, penentuan kecepatan reaksi didasarkan pada konsentrasi awal pereaksi yang berbeda secara beraturan, sedangkan selang waktu reaksi dibuat tetap. Simak reaksi berikut:Text Box: A → Produk . Persamaan kecepatan reaksinya dapat ditulis:Text Box: V = k . [A]X. Nilai x ditentukan dari hasil penyelidikan menggunakan metode laju awal. Untuk menentukan tingkat reaksi diperlukan sekurang-kurangnya tiga kali pengukuran dengan konsentrasi awal berbeda dalam selang waktu yang dibuat tetap. Data hasil pengukuran kemudian ditabulasikan ke dalam tabel, misalnya sebagai berikut.

Tabel 4.1 Contoh Data Hasil Pengukuran Kecepatan Reaksi Hipotetik

Setelah  data  ditabulasikan ke dalam tabel,  selanjutnya  masing-m asing data laju reaksi dibandingkan , misalnya

Jadi, tingkat reaksinya sama dengan 2. Oleh karena itu, persamaan untuk kecepatan reaksi hipotetik di atas dapat ditulis sebagai:

Orde Reaksi

Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. Beberapa orde reaksi yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia beserta maknanya sebagai berikut :

Reaksi Orde 0Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya, seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak akan mempengaruhi besarnya laju reaksi. Secara grafik, reaksi yang mempunyai orde nol dapat dilihat pada gambar 4.1

Grafik Orde 0

Reaksi Orde 1

 

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu, apabila besarnya laju reaksi berbanding lurus dengan besarnya konsentrasi pereaksi. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali semula, maka laju reaksi juga akan meningkat besarnya sebanyak (2)1 atau 2 kali semula juga. Secara grafik, reaksi orde satu dapat digambarkan seperti terlihat pada gambar
Grafik orde 1

Reaksi Orde 2

Suatu reaksi dikatakan mempunyai orde dua, apabila besarnya laju reaksi merupakan pangkat dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali semula, maka laju reaksi akan meningkat sebesar (2)2 atau 4 kali semula. Apabila konsentrasi pereaksi dinaikkan 3 kali semula, maka laju reaksi akan menjadi (3)2 atau 9 kali semula. Secara grafik, reaksi orde dua dapat digambarkan pada gambar 4.3.

Grafik orde 2

 

 

 

 

 

FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

LAJU REAKSI

a). Luas Permukaan.

Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan luas permukaan, dapat mencitrakan luas permukaan bola. Berbeda dengan luas permukaan bola, yang dimaksud dengan luas permukaan dalam reaksi kimia adalah luas permukaan zat-zat pereaksi yang bersentuhan untuk menghasilkan reaksi. Dalam  reaksi  kimia,  tidak  semua  luas  permukaan  zat  yang  bereaksi dapat bersentuhan hingga terjadi reaksi, hal ini bergantung pada bentuk partikel zat-zat  yang bereaksi. Suatu reaksi dapat saja melibatkan pereaksi dalam bentuk padatan. Luas permukaan zat ini akan berkaitan dengan bidang sentuh zat tersebut.Luas permukaan zat padat akan bertambah jika ukurannya diperkecil.

 

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan perubahan. Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat. Jadi semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat.
Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran. Bidang batas campuran inilah yang dimaksud dengan bidang sentuh. Dengan memperbesar luas bidang sentuh, reaksi akan berlangsung lebih cepat.Dari gambar 2.3 dapat dilihat bahwa luas permukaan P gambar pada poin B lebih besar daripada gambar poin A. Jumlah zat terlarut (lingkaran berwarna hijau) pada kedua gambar diatas adalah sama, namun ukurannya yang berbeda. Kita dapat menghitung molekul zat terlarut yang dapat bertumbukkan dengan molekul pelarut (lingkaran berwarna merah). Makin banyak molekul zat terlarut yang dapat bersentuhan dengan molekul pelarut, berarti luas permukaannya semakin besar. Dengan semakin luas permukaan zat pereaksi, akan memudahkan molekul-molekul tersebut bertumbukkan dan menghasilkan hasil reaksi. Dengan kata lain, laju reaksinya meningkat.Laju reaksi berbanding lurus dengan luas permukaan reaktan

b) Konsentrasi Larutan

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 2.6 tentang pengaruh konsentrasi berikut. Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus melalui percobaan

Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, makin besar laju reaksinya.

c) Suhu

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. Di samping memperbesar energi kinetik, ternyata peningkatan suhu juga meningkatkan energi potensial suatu zat. Dengan semakin besarnya energi potensial zat, maka semakin besar terjadinya tumbukan yang efektif, sehingga laju reaksi semakin cepat.
 

d) Katalis

Katalis adalah zat yang pada umumnya ditambahkan dalam ke dalam suatu sistem reaksi untuk mempercepat reaksi. Pada akhir reaksi, katalis diperoleh kembali dalam bentuk zat semula. Katalis bekerja dengan cara turut terlibat dalam setiap tahap reaksi, tetapi pada akhir tahap, katalis terbentuk kembali.
Jika suatu campuran zat tidak dapat bereaksi, penambahan katalis pun tidak akan membuat reaksi terjadi. Dengan kata lain, katalis tidak dapat memicu reaksi, tetapi hanya membantu reaksi yang berlangsung lambat menjadi lebih cepat. Katalis bekerja secara khusus. Artinya, tidak semua reaksi dapat dipercepat dengan satu macam katalis. Dengan kata lain, katalis bekerja hanya pada satu atau dua macam reaksi, tetapi untuk reaksi yang lain tidak dapat digunakan. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

a). Luas Permukaan Sentuh

Dalam reaksi kimia, tidak semua luas permukaan zat yang bereaksi dapat bersentuhan hingga terjadi reaksi, hal ini bergantung pada bentuk partikel zat-zat yang bereaksi

c).Suhu
Setiap kenaikan 10 ,  umumnya reaksi akan berlangsung dua kali lebih cepat. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah molekul pereaksi yang mencapai energi pengaktifan menjadi dua kali lebih banyak pada kenaikkan suhu 10.
b).Konsentrasi Pereaksi
Banyaknya konsentrasi akan berpengaruh pada besarnya probabilitas partikel-partikel pereaksi untuk berinteraksi.

 

d)Katalis Katalis adalah zat yang ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam suatu sistem reaksi untuk mempercepat reaksi. Katalis bekerja dengan cara turut terlibat dalam setiap tahap reaksi, tetapi pada akhir tahap, katalis terbentuk kembali. Katalis tidak dapat memicu reaksi, tetapi hanya membantu reaksi yang berlangsung lambat menjadi lebih cepat.

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s