Cara Menentukan Orde Reaksi dan Bentuk Grafik Reaksi

Cara Menentukan Orde Reaksi dan Bentuk Grafik Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Laju reaksi dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan seperti yang telah dibahas pada artikel sebelumnya. Dalam persamaan tersebut, terdapat orde reaksi yang menjadi pangkat dari konsentrasi reaktan. Konsentrasi zat pereaksi dan laju reaksi biasanya diperoleh berdasarkan data percobaan, sedangkan orde reaksi harus dihitung terlebih dahulu menggunakan data yang telah diperoleh. Pada kesempatan ini, kita akan membahas tentang definisi order reaksi dan cara mementukan orde reaksi berdasarkan data percobaan.

Definisi Orde Reaksi

Orde reaksi adalah bilangan yang menyatakan besar pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi. Pada persamaan laju reaksi, orde reaksi adalah jumlah dari orde reaksi terhadap masing-masing zat pereaksinya.

Pada reaksi sederhana (biasanya berlaku untuk reaksi homogen), orde reaksi dapat ditentukan berdasarkan koefisien reaksinya. Misalnya reaksi A(g) → B(g) memiliki orde reaksi 1 dan A(g) + 2B(g) → C(g) memiliki orde reaksi 1 + 2 = 3. Untuk reaksi yang kompleks, orde reaksi harus ditentukan berdasarkan data percobaan.

Berdasarkan besar pengaruh konsentrasi reaktan, maka reaksi dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu reaksi orde nol, reaksi orde satu, reaksi orde dua, dan reaksi orde negatif. Berikut grafik laju reaksi terhadap konsentrasi untuk orde nol, orde satu, dan orde dua.

Keterangan :

1. Reaksi Orde Nol
   Reaksi orde nol adalah reaksi yang tidak bergantung pada konsentrasi pereaksi. Karena ordenya nol, maka berlaku :
   

   v = k [M]0 = k

   
   Dari persamaan di atas jelas terliha bahwa jika orde reaksi sama dengan nol, maka laju reaksinya akan sama dengan tetapan laju reaksi. Dengan demikian laju reaksinya tetap. Karena tetap, maka grafiknya berbentuk garis lurus mendatar seperti gambar 1 di atas.
   
   
2. Reaksi Orde Satu
   Reaksi orde satu adalah reaksi yang laju reaksinya berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksinya. Karena ordenya sama dengan satu, maka berlaku :
   

   v = k [M]1 = k [M]

   
   Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaa linear (garis lurus) sehingga bentuk grafiknya berupa grais lurus dengan kemiringan tertentu seperti gambar 2 di atas.
   
   
3. Reaksi Orde Dua
   Reaksi orde dua adalah reaksi yang laju reaksinya berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasi pereaksinya. Karena ordenya sama dengan dua, maka berlaku :
   

   v = k [M]2

   
   Persamaan reaksi orde dua merupakan persamaan kuadrat sehingga bentuk grafiknya terlihat (menyerupai grafik eksponensial) seperti gambar tiga di atas.
   
   
4. Reaksi Orde Negatif
   Jika laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan, maka reaksi tersebut merupakan reaksi orde negatif. Karena berbanding terbalik, apabila konsentrasi pereaksi diperbesar, maka laju reaksi akan menjadi lebih kecil.

Penentuan Orde Reaksi

Berikut cara menentukan orde reaksi berdasarkan data percobaan :

1. Tentukan persamaan laju reaksinya 
   Secara umum persamaan laju reaksi dapat ditulis sebagai berikut :
   

   v = k [A]m.[B]n

   
   m = orde reaksi terhadap zat A
   n = orde reaksi terhadap zat B
   m + n = orde reaksi
   
   
2. Tentukan orde reaksi terhadap zat A (m)
   Untuk menentukan orde reaksi terhadap A (nilai m), lihat percobaan yang konsentrasi zat B-nya sama, kemudian bandingkan persamaan laju reaksinya. Misalnya percobaan yang konsentrasi B-nya sama adalah percobaan nomor 1 dan 2.
   

   ⇒	v1	=	k [A1]m.[B]n
   	v2		k [A2]m.[B]n

   
   Karena tetapan laju reaksi (k) dan konsentrasi B tetap, maka :
   

   ⇒	v1	=	[A1]m
   	v2		[A2]m

   
   Dengan :
   v₁ = laju reaksi pada percobaan nomor 1
   v₂ = laju reaksi pada percobaan nomor 2
   A₁ = konsentrasi zat A pada percobaan nomor 1
   A₂ = konsentrasi zat A pada percobaan nomor 2
   
   
3. Tentukan orde reaksi terhadap zat B (n)
   Untuk menentukan orde reaksi terhadap B (nilai n), lihat percobaan yang konsentrasi zat A-nya sama, kemudian bandingkan persamaan laju reaksinya. Misalnya percobaan yang konsentrasi A-nya sama adalah percobaan nomor 1 dan 3.
   

   ⇒	v1	=	k [A]m.[B1]n
   	v3		k [A]m.[B3]n

   
   Karena tetapan laju reaksi (k) dan konsentrasi B tetap, maka :
   

   ⇒	v1	=	[B1]n
   	v3		[B3]n

   
   Dengan :
   v₁ = laju reaksi pada percobaan nomor 1
   v₃ = laju reaksi pada percobaan nomor 3
   B₁ = konsentrasi zat B pada percobaan nomor 1
   B₃ = konsentrasi zat B pada percobaan nomor 3.

Setelah nilai m dan n diperoleh, maka orde reaksi (total) dapat ditentukan. Orde reaksi adalah jumlah dari m ditambah n. 

Pengertian, Konsep dan Persamaan Laju Reaksi

Pengertian, Konsep dan Persamaan Laju Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Reaksi kimia dapat berlangsung dengan laju tertentu dalam selang waktu yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung cepat ada pula reaksi yang berlangsung lambat. Cepat lambatnya reaksi dinyatakan dalam besaran laju. Yang menjadi perntanyaan adalah apa pengertian dari laju reaksi berdasarkan konsep kimia dan apa hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan? Pada kesempatan ini kita akan membahasa defenisi, teori tumbukan, dan persamaan laju reaksi.

Definisi dan Konsep Laju Reaksi

Laju reaksi merupakan besaran yang digunakan untuk menyatakan seberapa cepat suatu reaksi berlangsung. Laju reaksi menyatakan perubahan konsentrasi zat dalam suatu reaksi per satuan waktu. Dengan kata lain, laju reaksi dapat diartikan sebagai berkurangnya konsentrasi reaktan tiap satuan waktu atau bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu.

Berdasarkan definisi di atas, maka laju reaksi dapat dinyatakan dengan grafik sebagai berikut :

Jika ada suatu reaksi A + B → AB, maka laju reaksi dapat diartikan sebagai :

1. Berkurangnya konsentrasi A tiap satuan waktu

   v = −  Δ[A] Δt

   
   Dengan :
   v = laju reaksi (M/s)
   Δ[A] = penurunan konsentrasi zat A (M)
   Δt = perubahan waktu (s)
   
   
2. Berkurangnya konsentrasi B tiap satuan waktu

   v = −  Δ[B] Δt

   
   Dengan :
   v = laju reaksi (M/s)
   Δ[B] = penurunan konsentrasi zat A (M)
   Δt = perubahan waktu (s)
   
   
3. Bertambahnya konsentrasi AB tiap satuan waktu

   v = +  Δ[AB] Δt

   
   Dengan :
   v = laju reaksi (M/s)
   Δ[AB] = kenaikan konsentrasi zat AB (M)
   Δt = perubahan waktu (s)

Read more : Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi.

Teori Tumbukan Reaksi

Berdasarkan teori tumbukan, reaksi dapat terjadi jika ada tumbukan antar zat-zat reaktan. Reaksi hanya akan terjadi jika tumbukan yang timbul merupakan tumbukan efektif. Jika tumbukannya tidak efektif, maka tidak akan dihasilkan produk.

Berdasarkan konsep energi, reaksi akan berlangsung jika energi yang dimiliki zat reaktan melampaui energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi dapat berlangsung.

Berikut ilustrasi tumbukan efektif dan tidak efektif.

Tumbukan efektif memiliki energi yang cukup untuk melampaui tingkat energi aktivasi sehingga reaksi dapat berlangsung dan dihasilkan produk. Sebaliknya, tumbukan tidak efektif tidak memiliki energi yang cukup untuk melangsungkan reaksi.

Read More : Hubungan Energi Aktivasi dan Suhu.

Persamaan Laju Reaksi

Misalkan persamaan reaksi : A + B → C + D, maka persamaan laju reaksinya dapat ditulis sebagai berikut :

v = k [A]m.[B]n

Dengan :
v = laju reaksi
k = tetapan laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A
[B] = konsentrasi zat B
m = orde reaksi terhadap A
n = orde reaksi terhadap B
m + n = orde reaksi total

Pengaruh Katalis Terhadap Laju Reaksi

Pengaruh Katalis Terhadap Laju Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mempercepat laju reaksi adalah dengan menambahkan katalis. Penambahan zat yang beperan sebagai katalis memungkinkan suatu reaksi berlangsung meskipun dengan pasokan energi yang kecil. Lalu, bagaimana cara kerja katalis dalam mempercepat reaksi kimia? Apa hubungan antara katalis dengan laju reaksi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut ada baiknya jika kita mengetahui defenisi dan jenis katalis terlebih dahulu. Kita juga akan melihat grafik perbandingan antara reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis.

Pengertian Katalis dan Jenisnya

Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen, sehingga di akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Pernyataan bahwa katalis tidak ikut bereaksi sebenarnya kurang tepat karena pada kenyataannya katalis ikut serta dalam proses reaksi tetapi tidak mempengaruhi hasil akhirnya.

Jadi, penting untuk diingat bahwa katalis berperan meningkatkan laju reaksi tetapi pada akhir reaksi katalis tetap seperti keadaan awalnya. Karena itulah katalis seakan-akan tidak ikut bereaksi.

Proses menaikkan laju reaksi dengan cara menambahkan katalis disebut proses katalisis. Berdasarkan fasenya, katalis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Katalis Homogen
   Katalis homogen adalah katalis yang satu fase dengan zat yang dikatalisis. Katalis homogen sering disebut sebagai pembentuk senyawa antara. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang bereaksi dan membentuk produk akhir, dalam suatu proses yang memulihkan katalis itu sendiri.
   
   
2. Katalis Heterogen
   Katalis heterogen adalah katalis yang tidak satu fase dengan zat-zat reaktan. Katalis tersebut memiliki fase yang berbeda dengan zat pereaksi dalam reaksi yang dikatalisis. Katalis heterogen biasanya digunakan biasanya digunakan pada suhu dan tekanan yang tinggi. Katalis ini umumnya berupa zat padat yang terdiri dari logam dan oksida logam.

Berdasarkan cara bereaksinya katalis dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Katalis Aktif
   Katalis aktif merupakan katalis yang ikut terlibat langsung dalam reaksi dan pada akhir reaksi katalis tersebut terbentuk kembali seperti awalnya.
   
   
2. Katalis pasif
   Katalis pasif merupakan katalis yang tidak terlibat langsung dalam reaksi melainkan hanya sebagai media reaksi saja dan akan tetap terbentuk pada akhir reaksi.

Pengaruh Katalis Terhadap Laju Reaksi 

Katalis dapat digunakan untuk meningkatkan laju reaksi karena zat tersebut dapat menurunkan energi aktivasi. Untuk penjelasan mengenai energi aktivasi, kamu bisa membaca artikel Hubungan Antara Energi Aktivasi terhadap Laju Reaksi.

Katalis dapat menurunkan energi aktivasi sistem tetapi tidak mengubah energi asli dari suatu reaktan atau produk. Karena itulah reaksi dapat berlangsung meskipun energi asli suatu reaktan tidak melampaui energi aktivasinya. Reaksi dapat berlangsung karena energi aktivasi turun akibat penambahan katalis sehingga energi asli reaktan lebih besar daripada energi aktivasi.

Dengan kata lain, pengaruh katalis terhadap laju reaksi terletak pada perannya dalam mengurangi energi aktivasi. Katalis dapat memperkecil energi aktivasi sehingga banyak partikel yang memiliki energi kinetik lebih besar daripada energi aktivasi dan reaksipun berlangsung lebih cepat.

Katalis memungkinkan berlangsungnya reaksi dengan lebih cepat dan pada suhu yang relatif rendah karena katalis memicu perubahan terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah sehingga dengan pasokan energi yang rendah, reaksi tetap dapat berlangsung lebih cepat.

Prinsip kerja katalis ialah dengan cara membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. Dengan cara tersebut, katalis dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen. Untuk itu, katalis menempel pada bagian substrat tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan cepat.

Berikut grafik perbandingan antara reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis.

Pada gambar di atas jelas terlihat bahwa proses reaksi pada reaksi yang menggunakan katalis menjadi berbeda dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis. Energi aktivasi pada reaksi yang menggunakan enzim juga lebih rendah.

Dengan demikian dapat kita simpulkan satu konsep penting yang dapat menerangkan pengaruh katalis terhadap laju reaksi yaitu katalis menurunkan energi aktivasi suatu reaksi dengan cara membentuk tahap-tahap reaksi yang baru.

Pengaruh Suhu dan Energi Aktivasi Terhadap Laju Reaksi

Pengaruh Suhu dan Energi Aktivasi Terhadap Laju Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Berdasarkan konsep termokimia, reaksi kimia dapat dibedakan menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm melepas kalor sedangkan reaksi endoterm menyerap kalor. Kalor erat kaitannya dengan suhu. Lalu bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi? Bagaimana hubungan antara perubahan suhu dengan laju reaksi dan waktu berlangsungnya reaksi? Pada artikel sebelumnya telah dibahas bahwa kenaikan suhu akan meningkatkan laju reaksi. Pada kesempatan ini kita akan membahas bagaimana perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi dan apa hubungannya dengan energi aktivasi.

Pengertian Energi Aktivasi

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Interaksi antar zat-zat pereaksi membutuhkan energi. Energi tumbukan minimum yang dibutuhkan dalam suatu sistem agar suatu reaksi dapat berlangsung disebut energi aktivasi.

Jadi, energi aktivasi merupakan energi minimum yang diperlukan agar zat-zat pereaksi dapat berinteraksi dan bercampur. Ketika energi kinetik partikel tidak melampaui energi aktivasinya, maka reaksi tidak akan berlangsung. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung jika energi kinetik partikel melebihi energi aktivasinya.

Energi aktivasi suatu reaksi biasa disimbolkan dengan Ea dengan satuan kiloJoule per mol. Energi aktivasi merupakan hambatan energi yang memisahkan antara pereaksi dan hasil reaksi. Agar reaksi dapat berlangsung, dibutuhkan setidaknya energi yang sama besar dengan energi aktivasi.

Hubungan antara energi aktivasi dan koefisien laju reaksi dapat dilihat dari rumusan yang disebut persamaan Arrhenius.

k = Ae-Ea/RT

Ea = -RT ln (k⁄A)

Dengan :
k = tetapan laju reaksi
A = faktor frekuensi untuk reaksi
Ea = energi aktivasi (kJ/mol)
R = konstanta gas universal
T = suhu (K)
ln = logaritma natural

Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa energi aktivasi juga dipengaruhi oleh suhu. Itu artinya perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi sebab suhu dapat mempengaruhi tetapan laju reaksi.

Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi

Ketika memasak di dapur, Ibu biasanya akan memperbesar nyala api agar masakannya cepat matang. Tindakan tersebut pada dasarnya bertujuan untuk menaikkan suhu agar reaksinya berlangsung cepat. Itu artinya kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi bertambah besar.

Ketika suhu dinaikkan, energi kinetik partikel akan meningkat sehingga dapat melampaui energi aktivasi. Seperti yang kita bahas sebelumnya, suatu reaksi akan berlangsung jika energi aktivasi telah terlampaui. Dengan kata lain, kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi meningkat.

Secara umum, untuk setiap kenaikan suhu 10^o C, laju reaksi akan meningkat menjadi dua kali laju semula. Dengan kata lain waktu yang dibutuhkan untuk melangsungkan reaksi menjadi setengah kali waktu mula-mula ketika suhu belum dinaikkan.

Secara matematis, hubungan antara laju reaksi dengan perubahan suhu dapat ditulis sebagai berikut :

Vt = Vo.(2)ΔT⁄10

tt = to.(½)ΔT⁄10

Dengan :
v_t = laju reaksi setelah suhu dinaikkan
v_o = laju reaksi mula-mula
t_t = lama reaksi setelah suhu dinaikkan
t_o = lama reaksi mula-mula
ΔT = perubahan suhu.

Dalam beberapa kasus, laju reaksi menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Reaksi seperti ini disebut reaksi tak berhalangan dan energi aktivasi sistem disebut energi aktivasi negatif.

Pengaruh Luas Permukaan dan Ukuran Terhadap Laju Reaksi

Pengaruh Luas Permukaan dan Ukuran Terhadap Laju Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Apa hubungan antara ukuran zat dengan laju reaksi? Bagaimana luas permukaan dapat mempengaruhi laju reaksi kimia? Pada artikel sebelumnya telah dibahas bahwa semakin luas permukaan zat padat maka semakin besar laju reaksinya. Mengapa demikian? Pada kesempatan ini kita akan mencoba untuk melihat bagaimana luas permukaan mempengaruhi cepat lambatnya suatu reaksi. Pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi erat kaitannya dengan istilah bidang sentuh. Nah, untuk itu ada baiknya jika kita mencari pengertian bidang sentuh terlebih dahulu.

Pengertian Bidang Sentuh

Bidang sentuh merupakan bidang batas campuran antara zat satu dengan zat lainnya. Pada campuran yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran. Sehingga luas bidang sentuh akan sangat mempengaruhi laju reaksi.

Luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan zat. Sedangkan luas permukaan zat padat berbanding terbalik dengan ukurannya. Artinya, semakin besar ukuran zat padat, maka luas permukaan dan bidang sentuhnya akan semakin kecil. Mengapa demikian?

Untuk melihat hubungan antara ukuran zat dengan luas permukaannya, kita bisa ambil satu contoh sederhana. Misalkan suatu zat berbentuk kubus dengan panjang sisi 1 cm. Dengan demikian luas salah satu permukaannya adalah 1 cm². Karena kubus memiliki enam sisi yang sama besar, maka luas total permukaannya adalah 6 cm².

Selanjutnya, zat tersebut kita potong menjadi dua bagian yang sama besar sehingga terbentuk dua balok dengan ukuran yang sama. Masing-masing potongan tersebut memiliki dua permukaan yang luasnya 1 cm² dan empat permukaan yang luasnya 0,5 cm².

Dengan demikian, satu potongan memiliki luas permukaan :
⇒ A total = (2 x 1) + (4 x 0,5)
⇒ A total = 2 + 2
⇒ A total = 4 cm².

Karena ada dua potongan, maka jumlah luas permukaan kedua potongan tersebut adalah 8 cm². Jumlah tersebut lebih besar dari luas permukaan zat pertama yang luas permukaannya hanya 6 cm².

Dari contoh di atas dapat kita simpulkan bahwa semakin kecil ukuran zat padat, maka luas permukaannya akan semakin besar dan bidang sentuhnya juga semakin besar. Sebaliknya, jika ukuran zat padat semakin besar, maka luas permukaannya akan lebih kecil begitupula bidang sentuhnya.

Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Laju Reaksi

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Semakin banyak zat yang bersentuhan maka semakin sering terjadi tumbukan. Itu artinya bidang sentuh memegang peranan penting dalam kelangsungan reaksi.

Semakin besar bidang sentuh, maka semakin besar peluang zat-zat pereaksi untuk saling bersentuhan (bercampur) dan saling bertumbukan. Nah, karena luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan, maka semakin luas permukaannya semakin besar peluang tumbukannya.

Dengan kata lain, semakin besar luas permukaan zat padat (ukurannya semakin kecil), maka semakin besar laju reaksinya. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan zat padat (ukurannya semakin besar), maka laju reaksinya juga semakin kecil.

Sebagai contoh, kita ambil gula batu. Gula yang masih dalam bentuk padat seperti batu akan lebih sulit larut dibanding gula batu yang telah dihaluskan. Hal ini jelas menunjukkan pengaruh ukuran dan luas permukaan terhadap laju reaksi.

Untuk memperbesar luas permukaan, kita dapat menggiling atau menghaluskan zat padat menjadi bagian-bagian kecil atau serbuk. Itulah sebabnya saat praktikum, seringkali zat padat yang akan direaksikan dihaluskan terlebih dahulu agar laju reaksinya semakin cepat.

Konsep penting yang harus kita ingat ialah ukuran tidak sama dengan luas permukaan. Ukuran zat padat berbanding terbalik dengan luas permukaan. Itu terlihat jelas ketika sebuah kubus dipotong menjadi dua bagian. Jelas terlihat bahwa luas permukaannya menjadi lebih besar. Jadi, jangan berfikir bahwa jika ukurannya besar maka luas permukaannya lebih besar.

Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Bagaimana konsentrasi zat mempengaruhi laju reaksi? Pertanyaan tersebut merupakan pertanyaan yang menarik mengingat konsentrasi zat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Pada artikel sebelumnya telah dibahas faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi laju reaksi. Pada kesempatan ini kita akan mencoba untuk melihat bagaimana faktor konsentrasi dapat mempengaruhi besar laju reaksi. Untuk itu, ada baiknya jika kita mengetahui apa definisi dari konsentrasi. Dari definisi tersebut mungkin kita akan menemukan beberapa hubungan antara konsentrasi dengan laju reaksi.

Pengertian dan Satuan Konsentrasi

Dalam ilmu kimia, konsentrasi merupakan besaran yang digunakan untuk menyatakan banyaknya zat yang berada di dalam suatu campuran untuk setiap satu satuan volume total pada campuran tersebut. Dengan kata lain konsentrasi dapat diartikan sebagai banyak zat dalam suatu campuran dibagi dengan volume total campuran.

Biasanya konsentrasi dinyatakan dalam satuan fisik, seperti satuan volume dan satuan berat. Berikut tiga satuan umum yang digunakan untuk menyatakan konsentrasi suatu larutan :

1. Molaritas
   Molaritas adalah jumlah zat terlarut dalam satu liter larutan.
   

   M =  n V

   
   Dengan :
   M = molaritas (M)
   n = mol zat teralrut (mol)
   V = volume larutan (liter)
   
   
2. Molalitas
   Molalitas adalah jumlah zat terlarut dalam seribu gram pelarut.
   

   m =  n kg

   
   Dengan :
   m = molalitas (molal)
   n = mol zat teralrut (mol)
   kg = massa pelarut
   
   
3. Fraksi Mol
   Fraksi mol adalah perbandingan mol salah satu komponen dengan jumlah mol semua komponen. Misalkan reaksi : A + B → C.
   
   Menentukan Fraksi mol A dan B :
   

   XA =  nA nA + nB

   XB =  nB nA + nB

   
   Dengan :
   X_A = fraksi mol zat A
   X_B = fraksi mol zat B
   nA = mol zat A
   nB = mol zat B

Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

Dari defenisi di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa konsentrasi mewakili jumlah partikel atau zat yang bereaksi. Konsentrasi menyatakan banyaknya zat yang digunakan dalam reaksi. Bagaimana jumlah partikel mempengaruhi laju reaksi? Berikut penjelasan singkatnya.

Ketika suatu zat direaksikan, maka akan terjadi reaksi antar partikelnya. Partikel yang berdekatan akan saling bertumbukan sehingga terjadi reaksi. Semakin banyak jumlah partikel dalam suatu zat, tentu akan semakin banyak partikel yang bertumbukan karena peluang terjadinya tumbukan juga semakin besar.

Bertambahnya tumbukan antar partikel memungkinkan berlangsungnya reaksi cepat. Dengan kata lain, semakin besar konsentrasi  zat pereaksi, semakin banyak partikel yang bertumbukan, semakin cepat pula laju reaksinya.

Contoh sederhananya adalah saat membuat teh manis. Ketika membuat teh manis, maka kita membutuhkan konsentrasi air yang besar agar gula dapat larut dengan mudah. Reaksi larutnya gula dalam air akan berlangsung lebih cepat ketika kita menggunakan air dalam jumlah yang lebih banyak.

Dengan konsentrasi gula yang sama, segelas air akan lebih mudah melarutkan gula daripada seperampat gelas air. Contoh sederhana ini jelas menunjukkan pengaruh konsentrasi terhadap lajur reaksi. Semakin banyak partikel yang terlibat, semakin besar kemungkinan tumbukan.

Sebaliknya, jika konsentrasi pereaksi semakin kecil, maka kemungkinan terjadinya tumbukan juga semakin kecil sehingga laju reaksi juga akan menurun. Jadi, jika ingin suatu reaski berlangsung cepat, maka kita harus memperbesar konsentrasi pereaksinya.

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI

Setiap reaksi kimia memiliki karakteristik yang berbeda-beda dalam hal kelajuan. Ada reaksi kimia yang dapat berlangsung sangat cepat, adapula reaksi kimia yang berlangsung sangat lambat. Cepat lambatnya suatu reaksi, bergantung pada laju reaksi. Laju reaksi merupakan besaran yang digunakan untuk menyatakan cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung. Besar laju reaksi menunjukkan perubahan konsentrasi setiap satuan waktu hingga terbentuk senyawa baru atau produk reaksi. Karena laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, maka untuk memperoleh laju yang diinginkan, kita harus mengkondisikan faktor-faktor tersebut sesuai pengaruhnya apakah harus ditambah atau dikurang.

Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Laju reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu konsentrasi atau kadar zat, luas permukaan sentuh, tekanan, suhu, dan pengaruh katalis. Berikut ini ulasan tentang faktor-faktor tersebut dan bagaimana faktor tersebut mempengaruhi laju reaksi.

1. Konsentrasi
   Konsentrasi mewakili banyaknya zat yang bereaksi. Jumlah partikel atau zat pereaksi sangat mempengaruhi besar tumbukan dalam reaksi sehingga merupakan hal penting dalam menentukan laju reaksi. Semakin besar konsentrasi, maka semakin banyak zat yang bereaksi dan semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan.
   
   Jika tumbukan antara partikel semakin besar, maka kemungkinan terjadinya reaksi juga akan semakin besar. Dengan demikian, kenaikan konsentrasi pereaksi memicu aktifnya tumbukan antar partikel dan akan menyebabkan laju reaksi semakin cepat.
   
   Sebaliknya, jika konsentrasi pereaksi semakin kecil, maka kemungkinan terjadinya tumbukan juga semakin kecil sehingga laju reaksi juga akan menurun.
   
   Read more : Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi.


2. Luas Permukaan
   Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur dan saling bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran yang disebut bidang sentuh.
   
   Reaksi kimia akan berlangsung lebih cepat jika luas permukaan atau bidang sentuhnya lebih luas. Semakin luas permukaan, maka semakin cepat pula laju reaksinya. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan maka semakin kecil laju reaksinya.
   
   Read more : Pengaruh Luas Permukaan dan Ukuran Terhadap Laju Reaksi.
   
   
3. Tekanan
   Pengaruh tekanan akan sangat terlihat pada reaksi kimia yang melibatkan pereaksi berupa gas. Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan pereaksi gas akan meningkatkan laju reaksi. Pengaruh ini tidak akan terlihat pada reaksi yang melibatkan zat padat dan zat cair.
   
   Pada dasarnya, pengaruh tekanan terhadap laju reaksi sama halnya dengan pengaruh konsentrasi karena peningkatan tekanan biasanya dilakukan untuk meningkatkan persentase gas yang bereaksi dalam kesetimbangan campuran. Dengan demikian, peningkatan tekanan gas sama dengan peningkatan pada konsentrasinya dan mempengaruhi laju reaksi.
   
   
4. Suhu
   Pada suhu yang tinggi, energi molekul bertambah sehingga laju molekul juga bertambah. Meningkatnya laju molekul memungkinkan reaksi berlangsung secara cepat. Jadi, semakin tinggi suhu semakin besar pula laju reaksinya.
   
   Energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi disebut energi aktivasi. Secara umum, bila suhu dinaikkan 10o C, laju reaksi akan menjadi dua kali lebih besar. Dengan kata lain, setiap kenaikan suhu 10o C, lau reaksinya akan menjadi dua kali lebih cepat.
   
   Read more : Pengaruh Suhu & Energi Aktivasi Terhadap Laju Reaksi.
   
   
5. Katalis
   Dalam ilmu kimia dikenal dua zat yang mempengaruhi laju reaksi yaitu katalis dan inhibitor. Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat laju reaksi sedangkan inhibitor adalah zat yang menghambat laju reaksi.
   
   Reaksi kimia yang lambat dapat dipercepat dengan menambahkan katalis. Katalis akan ikut dalam proses reaksi tetapi tidak mempengaruhi hasil reaksi melainkan hanya mempercepat lajunya. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi.
   
   Read more : Pengaruh Katalis terhadap Laju Reaksi.

Cara Meningkatkan Laju Reaksi

Kita telah membahas beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Dengan demikian, kita dapat beberapa upaya agar suatu reaksi kimia yang lambat dapat berlangsung lebih cepat. Berikut bebeapa upaya untuk meningkatkan laju reaksi :

1. Memperbesar konsentrasi pereaksi
   Memperbesar konsentrasi pereaksi menyebabkan tumbukan lebih sering terjadi karena jumlah partikelnya banyak, sehingga reaksi akan berlangsung lebih cepat.
   
   
2. Memperluas permukaan zat padat
   Memperluas permukaan dapat dilakukan dengan cara meghaluskan zat padat atau memperkecil ukurannya. Dengan permukaan yang luas, bidang sentuh juga semakin luas sehingga tumbukan lebih mudah terjadi.
   
   
3. Memperbesar tekanan
   Memperbesar tekanan dilakukan dengan cara memampatkan gas. Pemampatan menyebabkan ruang dalam gas semakin kecil sehingga tumbukan akan lebih sering terjadi.
   
   
4. Menaikkan suhu
   Menaikkan suhu ditujukan agar energi gerak partikel lebih besar. Jika energi kinetik partikel makin besar dan dapat melampaui energi aktivasinya, maka reaksi akan berlangsung lebih cepat.
   
   
5. Menambahkan katalis
   Dengan menambahkan katalis, kita dapat memperkecil energi aktivasi sehingga banyak partikel yang energi kinetiknya lebih besar daripada energi aktivasi. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung lebih cepat.

Soal SBMPTN dan Pembahasan Persamaan Laju Reaksi 2

Soal SBMPTN dan Pembahasan Persamaan Laju Reaksi 2

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA

1. Percobaan yang dilakukan untuk mempelajari kinematika kimia dari reaksi :
   A + B → P + Q
   Memberikan hasil sebagai berikut :
   

   No	[A]	[B]	Laju
   1	x	y	v
   2	2x	2y	4v
   3	4x	y	v
   4	4x	4y	16v

   Dari hasil percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa persamaan laju reaksi yang sesuai adalah ....
   

   v = k[A][B] v = k[A]2[B] v = k[A][B]2 v = k[B] v = k[B]2

   
   Pembahasan :
   Secara umum persamaan laju reaksi dapat ditulis sebagai berikut :
   

   v = k [A]m[B]n

   
   Dengan :
   v = laju reaksi
   k = ketetapan laju reaksi
   m = orde reaksi terhadap A
   n = orde reaksi terhadap B
   m + n = orde reaksi
   
   Orde Reaksi Terhadap A
   Untuk menentukan nilai m, perhatikan percobaan yang konsentrasi B nya sama. Kita bisa menggunakan percobaan no1 dan 3 sebagai perbandingan untuk memperoleh nilai m sebagai berikut :
   

   ⇒	v3	=	k [A3]m[B]n
   	v1		k [A1]m[B]n

   
   Karena k dan [B] sama, maka perbandingan di atas menjadi :
   

   ⇒	v3	=	[A3]m
   	v1		[A1]m

   ⇒	v	=	4xm
   	v		xm

   ⇒ 1 = 4^m
   ⇒ 4⁰ = 4^m
   ⇒ m = 0
   
   Orde Reaksi Terhadap B
   Untuk menentukan nilai n, perhatikan percobaan yang konsentrasi A nya sama. Kita bisa menggunakan percobaan no 3 dan 4 sebagai perbandingan untuk memperoleh nilai n sebagai berikut :
   

   ⇒	v4	=	k [A]m[B4]n
   	v3		k [A]m[B3]n

   
   Karena k dan [A] sama, maka perbandingan di atas menjadi :
   

   ⇒	v4	=	[B4]n
   	v3		[B3]n

   ⇒	16v	=	4yn
   	v		yn

   ⇒ 16 = 4ⁿ
   ⇒ 4² = 4ⁿ
   ⇒ n = 2
   
   Jadi, persamaan laju reaksinya adalah :
   ⇒ v = k[A]⁰[B]²
   ⇒ v = k[B]²
   

   Jawaban : E

2. Percobaan kinetka reaksi X + Y → P + Q menghasilkan data sebagai berikut :

   No	Konsentrasi Awal		Waktu Reaksi
   	[X]	[Y]
   1	0,4	0,01	152 ± 8
   2	0,8	0,01	75 ± 4
   3	1,2	0,01	51 ± 3

   Orde reaksi terhadap X adalah ....
   

   A. Nol	D. Dua
   B. Setengah	E. Tiga
   C. Satu

   
   Pembahasan :
   Persamaan umum laju reaksi :
   

   v = k [X]m[Y]n

   
   Dengan :
   v = laju reaksi
   k = ketetapan laju reaksi
   m = orde reaksi terhadap A
   n = orde reaksi terhadap B
   m + n = orde reaksi
   
   Orde Reaksi Terhadap X
   Untuk menentukan orde reaksi terhadap X, maka perhatikan percobaan yang konsentrasi Y nya sama. Kita bisa gunakan percobaan no 1 dan 2 karena angkanya lebih sederhana.
   

   ⇒	v2	=	k [X2]m[Y]n
   	v1		k [X1]m[Y]n

   
   Karena k dan [Y] sama, maka perbandingan di atas menjadi :
   

   ⇒	v2	=	[X2]m
   	v1		[X1]m

   
   Karena pada tabel data yang diketahui waktu, maka yang kita bandingkan adalah waktunya. Karena laju berbanding terbalik dengan waktu, maka perbandingannya menjadi :
   

   ⇒	t1	=	[X2]m
   	t2		[X1]m

   ⇒	152 ± 8	=	(0,8)m
   	75 ±4		(0,4)m

   ⇒ 2 = 2^m
   ⇒ 2¹ = 2^m
   ⇒ m = 1
   Jadi, orde reaksi terhadap X adalah satu.
   

   Jawaban : C

Pembahasan Soal SBMPTN Persamaan Laju Reaksi 1

Pembahasan Soal SBMPTN Persamaan Laju Reaksi 1

BAHAN BELAJAR KIMIA LAJU REAKSI PEMBAHASAN SBMPTN KIMIA

1. Data eksperimen untuk reaksi :
   2A(g) + B(g) → 2AB(g)
   Terdapat dalam tabel berikut :
   

   No	[A]	[B]	Laju Reaksi
   1	0,1	0,1	6
   2	0,1	0,2	12
   3	0,1	0,3	18
   4	0,2	0,1	24
   5	0,3	0,1	54

   
   Dari data tersebut, dapat disimpulkan bahwa persamaan laju reaksinya adalah ....
   

   v = k[A]2 v = k[B] v = k[A][B] v = k[A][B]2 v = k[A]2[B]

   
   Pembahasan :
   Untuk reaksi aA + bB → cC + dD, persamaan laju reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :
   

   v = k[A]m[B]n

   
   Dengan :
   v = laju reaksi
   k = ketetapan laju reaksi
   m = orde raksi terhadap A
   n = order reaksi terhadap B
   m + n = orde reaksi
   
   Berdasarkan rumus di atas, maka persamaan laju reaksi untuk reaksi 2A(g) + B(g) → 2AB(g) dapat ditulis sebagai :
   ⇒ v = k[A]^m[B]ⁿ
   Nah, karena m dan n belum diketahui, maka kita harus mencari nilai kedua orde tersebut.
   
   Orde Reaksi Terhadap A
   Untuk mencari orde reaksi A, lihat percobaan yang konsentrasi [B]-nya sama. Kita bisa gunakan percobaan nomor 1 dan 4.
   

   ⇒	v4	=	k[A4]m[B]n
   	v1		k[A1]m[B]n

   Karena [B] dan k sama, maka perbandingannya menjadi :
   

   ⇒	v4	=	[A4]m
   	v1		[A1]m

   ⇒	24	=	[0,2]m
   	6		[0,1]m

   ⇒ 4 = 2^m
   ⇒ 2² = 2^m
   ⇒ m = 2
   
   Orde Reaksi Terhadap B
   Untuk mencari orde reaksi B, lihat percobaan yang konsentrasi [A]-nya sama. Kita bisa gunakan percobaan nomor 1 dan 2.
   

   ⇒	v2	=	k[A]m[B2]n
   	v1		k[A]m[B1]n

   Karena [A] dan k sama, maka perbandingannya menjadi :
   

   ⇒	v2	=	[B2]n
   	v1		[B1]n

   ⇒	12	=	[0,2]n
   	6		[0,1]n

   ⇒ 2 = 2ⁿ
   ⇒ 2¹ = 2ⁿ
   ⇒ n = 1
   
   Jadi, persamaan laju reaksinya adalah :
   ⇒ v = k[A]²[B]
   

   Jawaban : E

2. Data percobaan suatu reaksi 2A + B₂ → 2AB adalah sebagai berikut :

   No	[A]	[B2]	Laju Reaksi
   1	0,50	0,50	1,6 x 10-4
   2	0,50	1,00	3,2 x 10-4
   3	1,00	1,00	3,2 x 10-4

   
   Besar orde reaksi tersebut adalah ....
   

   A. 0	D. 3
   B. 1	E. 4
   C. 2

   
   Pembahasan :
   Persamaan laju reaksi :
   ⇒ v = k[A]^m[B]ⁿ
   
   Dari percobaan (1) dan (2)
   

   ⇒	v2	=	k[A]m[B2]n
   	v1		k[A]m[B1]n

   Karena [A] dan k sama, maka perbandingannya menjadi :
   

   ⇒	v2	=	[B2]n
   	v1		[B1]n

   ⇒	3,2	=	[1,00]n
   	1,6		[0,50]n

   ⇒ 2 = 2ⁿ
   ⇒ 2¹ = 2ⁿ
   ⇒ n = 1
   
   Dari percobaan (2) dan (3)
   

   ⇒	v3	=	k[A3]m[B]n
   	v2		k[A2]m[B]n

   Karena [B] dan k sama, maka perbandingannya menjadi :
   

   ⇒	v3	=	[A3]m
   	v2		[A2]m

   ⇒	3,2	=	[1,00]m
   	3,2		[0,50]m

   ⇒ 1 = 2^m
   ⇒ 2⁰ = 2^m
   ⇒ m = 0
   
   Jadi, orde reaksinya adalah :
   ⇒ m + n = 0 + 1 = 1.
   

   Jawaban : B