Laju Reaksi

Posted on

Laju Reaksi – Materi penjelasan tentang pengertian, rumus, persamaan, faktor yang mempengaruhi dan contoh soal Laju Reaksi. Jika ingin memahaminya dengan jelas, silahkan kalian simak materinya dibawah ini gaes!

Laju Reaksi
Laju Reaksi

Pengertian Laju Reaksi

Laju reaksi merupakan suatu perubahan dalam konsentrasi pada reaktan maupun produk per satu satuan waktu. Pada suatu reaksi dengan reaktan A dan B yang akan menghasilkan sebuah produk C dan D seperti dalam rumus persamaan reaksi berikut, seiring dengan waktu jumlah pada sebuah molekul reaktan A dan B akan berkurang dan jumlah molekul dalam produk C dan D akan bertambah, maka rumus laju reaksinya (v) sebagai berikut :

rumus laju reaksi

Tanda negatif dalam laju perubahan pada suatu konsentrasi reaktan A dan B (reaktan) ditujukan agar nilainya berubah menjadi positif, sebagaimana pada laju reaksi merupakan suatu besaran yang nilainya harus selalu positif. Satuannya yakni berupa M s-1 atau mol L-1 s-1.

Teori Tumbukan

Teori tumbukan menyatakan pada suatu partikel-partikel reaktan yang harus saling bertumbukan dalam bereaksi. Tumbukan antar partikel reaktan yang dapat berhasil menghasilkan reaksi disebut sebagai tumbukan efektif. Energi minimum yang perlu dimiliki oleh partikel reaktan dalam bertumbukan efektif disebut juga sebagai energi aktivasi (Ea). Pada dasarnya, lajunya ini bergantung dengan:

1. Orientasi (Arah) Tumbukan Partikel

Dalam reaksi umumnya, partikel harus pada orientasi tertentu ketika sedang bertumbukan untuk membuat tumbukan yang terjadi akan efektif menghasilkan suatu reaksi. Sebagai contohnya, perhatikan dalam beberapa tumbukan yang mungkin dapat terjadi antara molekul gas NO maupun molekul gas NO3  pada sebuah reaksi:

NO(g) + NO3(g) → 2NO2(g)

Orientasi tumbukan

2. Frekuensi Terjadinya Tumbukan Partikel

Semakin banyak terjadinya sebuah tumbukan partikel (frekuensi tumbukan tinggi)  akan semakin besar juga peluang terjadinya tumbukan efektif sehingga membuat lajunya menjadi semakin cepat.

3. Energi Partikel Reaktan Yang Bertumbukan

Pada energi partikel reaktan yang akan bertumbukan harus melampaui dengan energi aktivasi, yaitu energi penghalang terjadinya suatu reaksi, sehingga reaksi tersebut bisa terjadi. Apabila energi aktivasi semakin rendah, maka untuk laju reaksi akan semakin cepat.

Baca Juga :  Teori Asam Basa

Rumus Laju Reaksi

Laju reaksi kimia bukan sekedar teori saja, tetapi bisa dirumuskan secara matematis dalam memudahkan pembelajaran. Dalam reaksi kimia: A → B, maka laju berubahnya adalah zat A menjadi zat B yang ditentukan dengan jumlah zat A yang sedang bereaksi atau jumlah zat B yang terbentuk dari per satuan waktu.

Dalam pereaksi (A) berkurang, maka hasil reaksi (B) akan bertambah. Lihat diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi sebagai berikut :

diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi

Dari gambar diatas, maka rumusan lajunya bisa di definisikan menjadi :

a. Berkurangnya sebuah jumlah pereaksi (konsentrasi pereaksi) per satuan waktu, atau

jumlah pereaksi

, dengan r = laju reaksi, – d[R] = berkurangnya oada suatu reaktan (pereaksi), dan dt = dalam perubahan waktu.
Untuk sebuah reaksi : A → B, laju berkurangnya pada zat A yakni:
reaksi A → Bb. bertambahnya dengan jumlah produk yang ada (konsentrasi produk) per satuan waktu, atau
jumlah produk
, dengan +Δ[P] = bertambahnya pada sebuah konsentrasi produk (hasil reaksi). Pada reaksi : A → B, laju bertambahnya zat B yakni :
laju bertambahnya zat B

Adapun suatu reaksi yang lebih kompleks, seperti : pA + qB → rC.

Untuk reaksi tersebut, maka diperoleh :

reaksi yang lebih kompleks

Pada perbandingannya diatas, tanda + maupun – tidak wajib dituliskan karena hanya dapat menunjukkan sifat dalam suatu perubahan konsentrasi. Dikarenakan harga dt masing-masing memiliki nilai sama, maka perbandingan pada sebuah lajunya sesuai dengan perbandingan konsentrasinya.

Namun di sisi lain, konsentrasi berbanding lurus pada mol dan juga berbanding lurus pada koefisien reaksi, sehingga akan menghasilkan perbandingan laju reaksi sesuai juga dengan perbandingan koefisien reaksi tersebut. Perbandingan itulah bisa dituliskan sebagai berikut.

rA : rB : rC = p : q : r

Persamaan Laju Reaksi

Persamaan Laju Reaksi

 

 

 

 

 

 

 

Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Beberapa faktor yang mempengaruhinya sebagai berikut :

1. Konsentrasi Reaktan

Semakin tinggi tingkat pada konsentrasi reaktan, maka akan semakin banyak jumlah sebuah partikel reaktan yang sedang bertumbukan, sehingga membuat juga semakin tinggi frekuensi terjadinya sebuah tumbukan dan lajunya tersebut akan semakin meningkat.

Baca Juga :  Larutan Penyangga

Sebagai contohnya, pada sebuah reaksi korosi besi di udara, laju reaksi korosi besi akan lebih tinggi dibandingkan dengan udara yang tingkat kelembabannya lebih tinggi (konsentrasi pada reaktan H2O tinggi)

2. Wujud Fisik Reaktan

Apabila reaktan yang bereaksi menggunakan wujud fisik (fasa) yang sama, akan terbentuk gas maupun cair, jadi membuat tumbukan antar partikel didasarkan dalam gerak acak termal dalam suatu partikel tersebut. Jika reaktan yang akan bereaksi berbeda wujud fisik (fasa), tumbukan yang efektif hanya dapat terjadi dalam bagian antarfasa. Jadi, reaksi dalam reaktan-reaktan yang berbeda fasa tersebut akan dibatasi oleh luas permukaan kontak reaktan.

Maka dari itu, semakin luas terhadap permukaan kontak reaktan per unit volum, maka akan semakin tinggi pula frekuensi yang terjadi tumbukan partikel reaktan dan sebuah laju reaksi akan meningkat cepat. Sebagai contoh, pada sebuah reaksi pembakaran kayu, akan menjadi mudah dan cepat membakar kayu gelondongan yang sudah dipotong kecil berbentuk balok-balok kecil dibandingkan ketika langsung membakar kayu gelondongan itu.

3. Temperatur

Semakin tinggi pada temperatur maka akan semakin tinggi energi kinetik dalam sebuah partikel reaktan, sehingga membuat frekuensi tumbukan dan energi tumbukan meningkat.

Oleh sebab itu, semakin tinggi pada temperatur, maka laju reaksi akan semakin cepat. Sebagai contoh, dalam reaksi glowing stick menyala (reaksi chemiluminescence), glowing stick akan menyala lebih cepat dan terang pada air panas dibandingkan dengan air dingin.

4. Keberadaan Katalis

Katalis merupakan salah satu zat yang dapat mempercepat suatu laju reaksi, tanpa terkonsumsi pada reaksi tersebut. Katalis juga bisa memberikan alternatif jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibandingkan pada jalur reaksi tanpa katalis sehingga reaksinya akan semakin cepat.

Hukum Laju

Hukum laju atau (persamaan laju) akan menyatakan sebuah hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi dalam suatu reaktan yang dipangkatkan bilangan tertentu. Berikut reaksinya:

aA + bB → cC + dD

Hukumnya yakni :

v = k[A]^x [B]^y

Untuk suatu nilai konstanta laju, k dan nilai x maupun y akan ditentukan berdasarkan dari hasil sebuah eksperimen, bukan berdasarkan dari koefisien stoikiometri dalam persamaan reaksi yang setara atau sama. Dalam reaksi tersebut, dikatakan reaksi orde ke-x dengan A, orde ke-y dengan B, serta orde reaksi total sama dengan x + y.

Baca Juga :  Larutan Penyangga

Contoh Soal Laju Reaksi

Contoh Soal 1
NO_2 \:(g) + CO(g) \longrightarrow NO (g) + CO_2 (g)

Soal Laju Reaksi

 

 

 

 

 

Berdasarkan data dari eksperimen reaksi tersebut, Maka tentukanlah:

  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 reaksi tersebut yakni:

v = k [NO_2]^x [CO]^y

a. Dalam menghitung suatu nilai x dengan [NO2]x, kita harus membandingkan sebuah data eksperimen 1 maupun 2, di mana [NO2] bervariasi tetapi [CO] konstan.

\frac{v_2}{v_1} = \frac{k[NO_2]_2^x [CO]_2^y}{k[NO_2]_1^x [CO]_1^y} = (\frac{[NO_2]_2}{[NO_2]_1})^x atau

\frac{0,080 Ms^{-1}}{0.005 Ms^{-1}} = (\frac{0,40 M}{0,10 M})^x

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.

\frac{v_3}{v_1} = \frac{k[NO_2]_3^x [CO]_3^y}{k[NO_2]_1^x [CO]_1^y} = (\frac{[CO]_3}{[CO]_1})^y atau

\frac{0,005 Ms^{-1}}{0,005 Ms^{-1}} = (\frac{0,20 M}{0,10 M})^y

Diperoleh hasil 1 = (2)y, maka y = 0. Jadi, orde reaksi pada CO = 0.

c. Hukum laju reaksinya yakni v = k[NO_2]^2. Orde reaksi keseluruhannya yakni = x + y = 2 + 0 = 2

d. Dalam menghitung konstanta laju, dipakai salah satu data eksperimen di atas, contohnya pada eksperimen 1.

v_1 = k[NO_2]_1^2 k = \frac{v_1}{[NO_2]_1^2} = \frac{(0,005 Ms^{-1})}{(0,10 Ms^{-1})} = 0,5 M^{-1}s^{-1}

e. v = k[NO_2]^2 = (0,5 M^{-1}s^{-1})(0,40 M)^2

v = 8 \times 10^{-2} M s^{-1}

 

Contoh Soal 2
Dalam sebuah reaksi pembentukan gas SO3 menurut reaksinya : 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g), sehingga akan diperoleh data berikut ini :

Contoh Soal Laju Reaksi

Maka Tentukanlah:

a. Laju bertambah dari SO3

b. Laju berkurang dari SO2

c. Laju berkurang dari O2

Penyelesaian :

Diketahui :

Persamaan reaksi adalah : 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

Data konsentrasi (dalam tabel).

Ditanyakan :

a. r SO3.

b. r SO2.

c. r O2.

Jawaban :

a. Δ[SO3] = [SO3]3 – [SO3]2 = 0,50 – 0,25 = 0,25 M

Δt = t3 – t2 = 40 – 20 = 20 s

jawaban

 

 

 

Jadi, laju bertambahnya SO3 adalah 1,25 x 10–2 M/s.

b. Karena koefisien SO2 yakni koefisien SO3, maka diperoleh:

r SO2 = – r SO3 = – 0,0125 M/s

Jadi, laju berkurangnya SO2 adalah–1,25 x 10–2 M/s

c. r O2 = – ½ x r SO3 = – ½ x 0,0125 = – 0,00625 M/s

Jadi, laju berkurangnya O2 adalah – 6,25 x 10–3 M/s

Demikian penjelasan materi tentang pengertian, rumus, persamaan, faktor yang mempengaruhi dan contoh soal Laju Reaksi. Semoga materi diatas berguna bagi kita semua…

Baca Juga :