Kimia: Laju Reaksi

LAJU REAKSI

• Definisi

Laju Reaksi adalah berkurangnya jumlah pereaksi untuk satuan waktu atau bertambahnya jumlah hasil reaksi untuk setiap satuan waktu.
Ukuran jumlah zat dalam reaksi kimia umumnya dinyatakan sebagai konsentrasi molar atau molaritas (M), dengan demikian maka laju reaksi menyatakan berkurangnya konsentrasi pereaksi atau bertambahnya konsentrasi zat hasil reaksi setiap satu satuan waktu (detik). Satuan laju reaksi dinyatakan dalam satuan mol dmˉ³ detˉ¹ atau mol /liter detik.

Pembahasan

a. Kemolaran

           

            Kemolaran adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan

Kemolaran (M) sama dengan jumlah mol (n) zat terlarut dibagi volume (v) larutan

Kemolaran (Molaritas) dinyatakan dengan lambang M, adalah jumlah mol zat terlarut dalam setiap liter larutan.

M = n/V	M = gr/mr x 1000/mL
M =  gram/mr x L	M= ( % x p x 10 ) x 1/M

Pengenceran larutan                                          

Larutan pekat (mempunyai kemolaran besar) dapat diencerkan dengan menambah volum pelarut, sehingga akan diperoleh larutan yang lebih encer (kemolarannya kecil).

pada pengenceran berlaku rumus :

            V1 M1 = V2 M2              V1  = volum sebelum pengenceran

                                                M1 = kemolaran sebelum pengenceran

                                                V2  = volum sesudah pengenceran

                                                M2 = kemolaran sesudan pengenceran

dimana:

V1M1 : volume dan konsentrasi larutan asal

V2 M2 : volume dan konsentrasi hasil pengenceran

Volum pelarut yang ditambahkan = V2 – V1

pada pengenceran hanya terjadi pertambahan volum, sedang jumlah zat terlarut tetap, maka M2 < M1

b. Konsep Laju Reaksi

           

            Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat komponen reaksi setiap satuan waktu:

                           V =  selisih M / t

•         Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

•         Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

•         Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama dengan perbandingan koefisien reaksinya

Pada reaksi :

N2(g) + 3 H2(g)            2 NH3(g)

Laju reaksi :

-     laju penambahan konsentrasi NH3

-          laju pengurangan konsentrasi  N2 dan H2.

c. Pengertian Laju Reaksi

          Laju reaksi adalah perbandingan perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap perubahan waktu.

Pada reaksi :                A (Reaktan)               B (Produk)

Laju Reaksi didefinisikan sebagai :

¶        Berkurangnya konsentrasi A(reaktan) tiap satuan waktu

¶        Bertambahnya konsentrasi B(produk) tiap satuan waktu

Untuk persamaan reaksi:  pA + qB                mC + nD

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

                                                           

                                                            Keterangan :

                                                               V      = Laju Reaksi

                                                               K      = tetapan laju reaksi

                                  &nbp;                           [  ]      = konsentrasi zat

                                                               X      = orde/tingkat reaksi terhadap A

                                                               Y      = orde/tingkat reaksi terhadap B

                    &nnbsp;                                       x + y    = orde/tingkat reaksi keseluruhan

d. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

            Laju reaksi dipengaruhi oleh :

v  Luas permukaan sentuhan/ Ukuran partikel

            “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”.

v  Konsentrasi

            Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.

            “Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus melalui percobaan”.

            Dalam penetapan laju reaksi ditetapkan yang menjadi patokan adalah laju perubahan konsentrasi reaktan.

Ada reaktan  yang perubahan konsentrasinya tidak mempengaruhi laju reaksi:

v  Suhu

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakn banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan

            Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi:

           

            Hubungan ini ditetapkan dari suatu percobaan, misal diperoleh data sebagai berikut:

Suhu (oC)	Laju reaksi (M/detik)
10 20 30 40 t	0,3 0,6 1,2 2,4 Vt

v  Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. 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. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerat. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:

A + C → AC (1)

B + AC → AB + C (2)

Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi :

A + B + C → AB + C

Beberapa katalis yang pernah dikembangkan antara lain berupa katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitis yang paling dikenal adalah proses Haber, yaitu sintesis amoniak menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik yang dapat menghancurkan produk emisi kendaraan yang paling sulit diatasi, terbuat dari platina dan rodium. 4. Molaritas Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi. Hubungan antara laju reaksi dengan molaritas adalah: V = k [A]m [B]n dengan: • • • • V = Laju reaksi k = Konstanta kecepatan reaksi m = Orde reaksi zat A n = Orde reaksi zat B

Ada 2 jenis katalis  :

1. Katalis aktif yaitu katalis yang ikut terlibat reaksi dan pada akhir rekasi terbentuk kembali.
2. Katalis pasif yaitu katalis yang tidak ikut bereaksi, hanya sebagai media reaksi saja.

ORDE REAKSI

            Pangkat perubahan konsentrasi terhadap perubahan laju disebut orde reaksi

• Ada reaksi berorde O, dimana tidak terjadi perubahan laju  reaksi berapapun perubahan konsentrasi pereaksi.

• Ada reaksi berorde 1, dimana perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 2 kali.

• Ada reaksi berorde 2, dimana laju perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan  laju reaksi lebih cepat 4 kali, dst.

Untuk reaksi

A + B           C

Rumusan laju reaksi adalah :

V = k [A]^m [B]ⁿ

Dimana :

k  = tetapan laju reaksi

m = orde reaksi untuk A               Orde reakasi total = m + n

n  = orde reaksi untuk B

Rumusan laju reaksi tersebut diperoleh dari percobaan.

Misalkan diperoleh data percobaan untuk reaksi :

            NO(g) + Cl2(g)          NOCl2(g)

Diperoleh data sebagai berikut :

Perc	[NO] M	[Cl2] M	V M/s
1 2 3 4	0,1 0,1 0,2 0,3	0,1 0,2 0,1 0,3	4 16 8 ?

Rumusan laju reaksi untuk reaksi tersebut adalah :

V = k [NO]^m [Cl2]ⁿ

Orde NO = m                                                  Orde Cl2 = n

Percobaan 1 dan 3                                           Percobaan 1 dan 2

Maka rumusan laju reaksinya  adalah :

V = k [NO]¹ [Cl2]²

Harga “k” diperoleh dengan memasukan salah satu data percobaan

Maka laju reaksi pada percobaan 4 adalah :

V = k [NO]¹ [Cl2]²

V = 4 . 10³ . 0,3 . 0,3²

V= 108 Ms^-1

Koefisien suhu reaksi :

            Jika suhu naik 10^oC, maka laju reaksi umumnya berlangsung dua kali lebih cepat.

Maka :

Untuk suhu turun  ( T2 < T1 )

Dimana :

            t  =  waktu laju reaksi

            v =  laju reaksi

e. Teori Tumbukan

          Tumbukan yang menghasilkan zat baru adalah tumbukan efektif. Tumbukan efektif dapat dicapai jika

1. Molekul-molekul memiliki energi yang cukup agar dapat mulai bereaksi dengan memutuskan ikatan kimia lawan, dan molekul itu sendiri ikatan kimianya akan putus karena tumbukan dari molekul lain lawan. Energi yang diperlukan ini dinamakan energi aktivasi (Ea), yaitu sejumlah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk memulai reaksi.
2. Posisi tumbukan harus tepat mengenai sasaran, sehingga ikatan kimia lawan dan molekul itu sendiri dapat putus. Jadi putusnya ikatan kimia memerlukan 2 hal penting, yaitu tumbukan dengan Ea dan posisi yang tepat. Perhatikan gambar di atas, walaupun energi cukup, namun jika posisinya tidak tepat, tidak semua energi mengenai ikatan, sehingga terjadi pemborosan energi. Sebaliknya walaupun posisinya tepat mengenai sasaran, namun jika energi molekul belum mencapai Ea, tumbukannya akan pelan, sehingga gaya tarik pada ikatan kimia tidak dapat diputus.

sumber:  http://kimiacerdas.blogspot.com/2012/11/koloid.html