KIMIA-LAJU REAKSI-PERTEMUAN 8

Asslamualaikum wr wb, Apakabar semuanya, semoga sehat selalu dan tetap semangat mengikuti Materi Kimia Bersama Bapak MUHIBUDDIN. 

Baik, pertemuan kali ini kita akan membahas tentang LAJU REAKSI

------------------------------------- 

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

Teori Tumbukan

Teori tumbukan menyatakan bahwa partikel-partikel reaktan harus saling bertumbukan untuk bereaksi. Tumbukan antar partikel reaktan yang berhasil menghasilkan reaksi disebut tumbukan efektif. Energi minimum yang harus dimiliki oleh partikel reaktan untuk bertumbukan efektif disebut energi aktivasi (Ea). Pada dasarnya, laju reaksi bergantung pada

1. Orientasi (arah) tumbukan partikel

Pada reaksi umumnya, partikel harus dalam orientasi yang tertentu ketika bertumbukan agar tumbukan yang terjadi efektif menghasilkan reaksi. Sebagai contoh, perhatikan beberapa tumbukan yang mungkin terjadi antara molekul gas NO dan molekul gas NO3  dalam reaksi:

NO(g) + NO3(g) → 2NO2(g)

2. Frekuensi terjadinya tumbukan partikel

Semakin sering terjadinya tumbukan partikel (frekuensi tumbukan tinggi) maka semakin besar peluang terjadinya tumbukan efektif sehingga laju reaksi juga menjadi semakin cepat.

3. Energi partikel reaktan yang bertumbukan

Energi partikel reaktan yang bertumbukan harus melampaui energi aktivasi, yakni energi penghalang terjadinya reaksi, sehingga reaksi dapat terjadi. Bila energi aktivasi semakin rendah, maka laju reaksinya akan semakin cepat

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi antara lain:

1. Konsentrasi Reaktan

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. Wujud Fisik Reaktan

Jika reaktan yang bereaksi dalam wujud fisik (fasa) yang sama, semuanya gas atau semuanya cair, maka tumbukan antar partikel didasarkan pada gerak acak termal dari partikel. Jika reaktan yang bereaksi berbeda wujud fisik (fasa), tumbukan yang efektif hanya terjadi pada bagian antarfasa. Jadi, reaksi dengan reaktan-reaktan berbeda fasa dibatasi oleh luas permukaan kontak reaktan. Oleh karena itu, 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.

Hukum Laju

Hukum laju (persamaan laju) menyatakan hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi dari reaktan dipangkatkan bilangan tertentu. Untuk reaksi:

aA + bB → cC + dD

Hukumnya adalah:

di mana nilai konstanta laju, k dan nilai x dan y ditentukan berdasarkan eksperimen, bukan berdasarkan koefisien stoikiometri persamaan reaksi setara. Untuk reaksi tersebut, dikatakan reaksi orde ke-x terhadap A, orde ke-y terhadap B, dan orde reaksi total sama dengan x + y.

Orde Reaksi

jika kita mengetahui nilai k , x dan y serta konsentrasi A dan B, kita dapat menggunakan hukum laju untuk menentukan laju reaksi. Jumlah dari pangkat-pangkat setiap konsentrasi reaktan yang ada dalam hukum laju (jumlah x dan y) disebut orde reaksi keseluruhan. Orde reaksi memungkinkan kita untuk memahami ketergantungan laju terhadap konsentrasi reaktan, sehingga di peroleh beberapa grafik orde reaksi:

Energi Aktivasi

Setiap molekul yang bergerak memiliki energi kinetik, semakin cepat gerakannya, semakin besar pula energi kinetiknya. Ketika molekul-molekul bertumbukan, sebagian besar dari energi kinetiknya diubah menjadi energy vibrasi. Jika  energi kinetik awalnya besar, molekul yang bertumbukan akan bergetar kuat sehingga memutuskan beberapa ikatan kimianya. Putusnya ikatan merupakan langkah pertama ke pembentukan produk. Jika energi kinetik awalnya kecil, molekul hanya akan terpental, tetapi masih utuh. Dari segi energi, ada semacam energi minimum yang harus dicapai agar terjadinya reaksi. energi tersebut adalah energi aktivasi.

Jika produk lebih stabil dibandingkan reaktan, maka reaksi akan diiringi dengan pelepasan, kalor, dengan kata lain, reaksinya eksotermik (Grafik sebelah kanan). Sedangkan jika produknya kurang stabil dibandingkan reaktan, maka kalor akan diserap dari lingkungannya oleh campuran yang bereaksi sehingga reaksinya endotermik (Grafik sebelah kiri).

Contoh soal:

Eksperimen	Laju reaksi awal (M s-1)	[NO2] awal (M)	[CO] awal (M)
1	0,005	0,10	0,10
2	0,080	0,40	0,10
3	0,005	0,10	0,20

Berdasarkan data eksperimen reaksi di atas, tentukan:

1. orde reaksi terhadap NO2
2. orde reaksi terhadap CO
3. orde reaksi total
4. konstanta laju
5. laju reaksi ketika [NO2] = 0,40 M dan [CO] = 0,40 M

Jawab:

Pertama, asumsikan bahwa hukum laju dari reaksi ini yaitu:

a. Untuk menghitung nilai x pada [NO2]x, kita perlu membandingkan data eksperimen 1 dan 2, di mana [NO2] bervariasi namun [CO] konstan.

 atau

Diperoleh 16 = (4)x, dengan demikian x = 2. Jadi, orde reaksi terhadap NO2 = 2.

b. Untuk menghitung nilai y pada [CO]y, kita perlu membandingkan data eksperimen 1 dan 3, di mana [CO] bervariasi namun [NO2] konstan.

 atau

Diperoleh 1 = (2)y, dengan demikian y = 0. Jadi, orde reaksi terhadap CO = 0.

c. Hukum laju reaksi ini yaitu . Orde reaksi keseluruhan = x + y = 2 + 0 = 2

d. Untuk menghitung konstanta laju, digunakan salah satu data eksperimen di atas, misalnya eksperimen 1.

 

e. 

-----------------------------------------

Sekian materi hari ini

Share this post