Pendahuluan
Makalah yang kami
buat ini bertujuan untuk membahas dan mempelajari Materi pembelajaran
kimia terutama Bab 3 yakni Laju Reaksi. Laju Reaksi dapat juga dikatakan
sebagai Kecepatan Reaksi yang menyatakan bahwa banyaknya
reaksi yang berlangsung per satuan waktu. Dengan demikian, mempelajari laju
atau kecepatan reaksi berguna untuk mengetahui bagaimana reaksi kimia dapat
terjadi.
Besarnya perubahan pereaksi
menjadi hasil reaksi biasanya dinyatakan dalam konsentrasi molar, yaitu
banyaknya Mol zat terlarut tiap liter larutan (M). agar suatu reaksi kimia
berlangsung, partikel-partikel dari zat yang bereaksi barus bertumubukan satu
dengan yang lain. Tetapi tidak semua tumubukan antar partikel membentuk reaksi.
Untuk mempelajari lebih
lanjut tentang Laju reaksi atau kecepatan reaksi terlebih dahulu kita akan
mempelajari tentang Kemolaran/Molaritas dan seterusnya.
Laju Reaksi
A.
Kemolaran/Molaritas
Kemolaran atau molaritas adalah satuan konsentrasi larutan yang
menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam setiap 1 liter larutan. Kemolaran sama
dengan jumlah mol (n) zat terlarut dibagi dengan volume (V) larutan. Satuan
kemolaran (molaritas) adalahmolar atau
dinotasikan M.Rumus yang digunakan untuk mencari molaritas larutan adalah :
M = mol/Liter atau M = massa/Mr.Liter
B.
Laju dan Orde Reaksi
Pada Bab ini yang akan kami bahas adalah pengertian Laju Reaksi,
Persamaan Laju Reaksi, Teori tumbukan dan factor-faktor yang mempengaruhi laju
reaksi.
1. Pengertian
Laju Reaksi
Laju
menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju
juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu. Satuan
waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun.
Reaksi kimia adalah proses perubahan
zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah
zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi
dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju terbentuknya produk.
Bagaimanakah
cara menyatakan laju dari suatu reaksi? Dalam reaksi kimia, perubahan yang
dimaksud adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk. Seiring dengan
bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksi akan makin sedikit,
sedangkan produk makin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya
pereaksi atau laju bertambahnya produk. Satuan konsentrasi yang digunakan
adalah molaritas (M) atau mol per liter (mol. L-1). Satuan waktu yang digunakan
biasanya detik (dt). Sehingga laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per
detik (mol. L-1. dt-1 atau M.dt-1).
2.
Persamaan Laju Reaksi
Orde reaksi selalu ditentukan
dengan melakukan eksperimen. Kamu tidak dapat menentukan orde reaksi dengan
melihat persamaan reaksi saja. Mari kita anggap kita sedang melakukan
eksperimen untuk menemukan apa yang terjadi pada laju reaksi, dengan satuan
laju reaksi sebagai perubahan konsentrasi satu zat pereaksi, A. hal yang
kemungkinan besar akan kamu temukan adalah :
·
Kemungkinan
pertama: laju reaksi
berbanding lurus dengan konsentrasi
Berarti
jika kamu menggandakan konsentrasi A, laju reaksi akan dua kali lebih besar
juga. Jika kamu meningkatkan konsentrasi A dengan kelipatan 4, kecepatan juga
akan meningkat 4 kali lipat.
Penulisan rumus
dalam tanda kurung siku menunjukkan konsentrasi diukur dalam mol per liter.
Kamu juga dapat menulisnya dengan mengantikan kesebandingan dengan suatu
bilangan atau konstanta, k.
Kemungkinan kedua : laju reaksi sebanding dengan kuadrat dari
konsentrasi A.
Ini berarti jika
kamu menggandakan konsentrasi A, maka laju reaksi akan 4 kalinya (22). Jika
kamu lipat tigakan konsentrasi A, maka laju akan menjadi 9 kalinya(32).
Konsentrasi A dan B merupakan
penentu dari laju reaksi tersebut, jadi merupakan variabel bebas yang
menentukan besarnya laju reaksi sedangkan laju reaksi sendiri menjadi variabel
terikat. Pangkat yang terdapat pada A dan B merupakan orde reaksi.
Jika dalam reaksi,
orde reaksi A bernilai 0 (nol), itu berarti konsentrasi A tidak mempengaruhi
reaksi, jika orde reaksi nol maka penyataannya akan menghilang dari persamaan
laju.
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
Reaksi yang hanya melibatkan satu partikel mekanismenya sederhana
dan kita tidak perlu memikirkan tentang orientasi dari tumbukan. Reaksi yang
melibatkan tumbukan antara dua atau lebih partikel akan membuat mekanisme
reaksi menjadi lebih rumit.
Reaksi
yang melibatkan tumbukan antara dua partikel
Sudah merupakan suatu yang tak pelak lagi jika keadaan yang melibatkan dua
partikeldapat bereaksi jika mereka melakukan kontak satu dengan yang
lain. Mereka pertama harus bertumbukan, dan lalu memungkinkan terjadinya
reaksi.
Kenapa
“memungkinkan terjadinya reaksi”? Kedua partikel tersebut harus bertumbukan
dengan mekanisme yang tepat, dan mereka harus bertumbukan dengan energi yang
cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan.
Orientasi dari tumbukan
Pertimbangkan suatu reaksi sederhana yang melibatkan tumbukan antara
dua molekul etena CH2=CH2 dan hidrogen klor, HCl sebagai contoh. Keduanya bereaksi untuk
menghasilkan kloroetan.
Sebagai hasil dari tumbukan antara dua molekul, ikatan rangkap
diantara dua karbon berubah menjadi ikatan tunggal. Satu hidrogen atom
berikatan dengan satu karbon dan atom klor berikatan dengan satu karbon
lainnya.Reaksi hanya dapat terjadi bila hidrogen yang merupakan ujung dari
ikatan H-Cl mendekati ikatan rangkap karbon-karbon.Tumbukan selain daripada itu
tidak bekerja dikarenakan kedua molekul tersebut akan saling bertolak.
Tumbukan-tumbukan(collisions) yang ditunjukkan di diagram,
hanya tumbukan 1 yang memungkinkan terjadinya reaksi.
Energi tumbukan
Aktivasi Energi
Walaupun partikel-partikel itu berorientasi dengan baik, Anda tidak
akan mendapatkan reaksi jika partikel-partikel tersebut tidak dapat bertumbukan
melampui energi minimum yang disebut dengan aktivasi energi reaksi.Aktivasi
energi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melangsungkan terjadinya suatu
reaksi. Contoh yang sederhana adalah reaksi exotermal yang digambarkan seperti
di bawah ini:
Jika
partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang lebih rendah dari energi
aktivasi, tidak akan terjadi reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula.
Anda dapat membayangkan energi aktivasi sebagai tembok dari reaksi. Hanya
tumbukan yang memiliki energi sama atau lebih besar dari aktivasi energi yang
dapat menghasilkan terjadinya reaksi.
Di dalam reaksi
kimia, ikatan-ikatan diceraikan (membutuhkan energi) dan membentuk
ikatan-ikatan baru (melepaskan energi). Umumnya, ikatan-ikatan harus diceraikan
sebelum yang baru terbentuk. Energi aktivasi dilibatkan dalam menceraikan
beberapa dari ikatan-ikatan tersebut.
Ketika
tumbukan-tumbukan tersebut relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai
proses penceraian ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak
bereaksi.
Distribusi
Maxwell-Boltzmann
Karena energi
aktivasi memegang peranan penting dalam menentukan suatu tumbukan menghasilkan
reaksi, hal ini sangat berguna untuk menentukan bagaimana macam bagian partikel
berada untuk mendapatkan energi yang cukup ketika mereka bertumbukan.
Di dalam berbagai
sistem, keberadaan partikel-partikel akan memiliki berbagai variasi besar
energi. Untuk gas, dapat diperlihatkan melalui diagram yang disebut dengan
Distrubis Maxwell-Boltzmann dimana setiap kumpulan beberapa partikel memiliki
energinya masing-masing.
·
Distribusi
Maxwell-Boltzmann dan energi aktivasi
Ingat bahwa ketika reaksi berlangsung, partikel-partikel harus
bertumbukan guna memperoleh energi yang sama atau lebih besar daripada aktivasi
energi untuk melangsungkan reaksi. Kita dapat mengetahui dimana energi aktivatisi
berlangsung dari distribusi Mazwell-Boltzmann.
Perhatikan bahwa
sebagian besar dari partikel-partikel tidak memiliki energi yang cukup untuk
bereaksi ketika mereka bertumbukan. Untuk membuat mereka bereaksi kita dapat
mengubah bentuk dari kurva atau memindahkan aktivasi energi lebih ke kanan.Hal
ini akan dijelaskan lebih lanjut di halaman-halaman berikutnya.
3.
Beberapa faktor
yang mempengaruhi kecepatan reaksi antara lain konsentrasi, sifat zat yang
bereaksi, suhu dan katalisator.
Ada beberapa
factor yang mempengaruhi laju reakdi yaitu, konsentrasi, sifat zat yang
bereaksi, temperatur, katalis, dan luas permukaan bidang sentuh
A.
KONSENTRASI
Pengaruh konsentrasi dapat kita perjelas dengan mereaksikan zat A
dan zat B. Zat tersebut akan mengalami tumbukan antara partikelnya dan terjadi
reaksi. Makin besar konsentrasi tersebut makin banyak partikel-partikelnya. Hal
ini sangat memungkinkan untuk meningkatkan jumlah tumbukan persatuan waktunya.
Sehingga semakin besar konsentrasinya akan meningkatkan kecepatan reaksi.
Dalam sebuah
eksperimen reaksi antara gas hidrogen dan gas nitrogen monoksida dengan reaksi
:
Diperoleh
kecepatan reaksinya v = k [H2].[NO]²
Ketika eksperimen
diubah dimana konsentrasi nitrogen monoksida diperbesar 2 kali lipat, maka
kecepatan reaksipun berubah besarnya
B.
Sifat Zat
yang bereaksi
Sifat mudah sukarnya suatu zat bereaksi akan menentukan kecepatan
berlangsungnya reaksi.
Secara umum
dinyatakan bahwa:
-
|
Reaksi
antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat.
Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang
muatannya berlawanan.
Contoh: Ca2+(aq) + CO32+(aq) ® CaCO3(s)
Reaksi ini berlangsung dengan cepat.
|
-
|
Reaksi
antara senyawa kovalen umumnya berlangsung lambat.
Hal ini disebabkan karena untuk berlangsungnya reaksi tersebut dibutuhkan
energi untuk memutuskan ikatan-ikatan kovalen yang terdapat dalam molekul zat
yang bereaksi.
Contoh: CH4(g) + Cl2(g) ® CH3Cl(g)
+ HCl(g)
Reaksi ini berjalan lambat reaksinya dapat dipercepat apabila diberi energi
misalnya cahaya matahari.
|
- Temperatur
Pada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat
bila temperatur dinaikkan. Dengan menaikkan temperatur maka energi kinetik
molekul-molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga akan lebih banyak
molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari Ea. Dengan demikian
lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi atau dengan kata lain
kecepatan reaksi menjadi lebih besar. Secara matematis hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh
formulasi ARRHENIUS:
Dimana:
k : tetapan laju reaksi
A : tetapan Arrhenius yang
harganya khas untuk setiap reaksi
E : energi pengaktifan
R : tetapan gas universal = 0.0821.atm/moloK = 8.314 joule/moloK
T : suhu reaksi (oK)
D.
KATALISATOR
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. 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.
Latihan Soal
1. Dibawah ini yang bukan merupakan
factor-faktor yang memperngaruhi laju
reaksi menurut jame E.Brady adalah …
a. Konsentrasi
b. Katalis
c. Volume
d. Luas Permukaan
e. Suhu/Temperatur
2. Sebanyak 200 ml larutan cuka 0,2 m
dicampurkan dengan 50 ml larutan cuka
0,5 m. kemolaran cuka yang baru adalah ..
a. 0,26 M
b. 0,34 M
c. 0,48 M
d. 0,50 M
e. 0,75 M
3. 
Eksperimen
untuk reaksi C + D E diperoleh
data sebagai berikut :
No
|
[C] M
|
[ D ] M
|
V(Mdt)
|
1
2
3
|
20
40
40
|
15
30
30
|
4
8
32
|
Berdasarkan data diatas, persamaan laju reaksi
adalah …
a. V = K [ A ] [ B ]
b. V = K [ A ]² [ B ]
c. V = K [ A ]
d. V = K [ B ]
e. V = K [ A ]² [ B ]²
- Berapa gr glukosa ( Mr=180 ) yang
diperukan untuk membuat larutan glukosa 0,15 M sebanyak 500 ml adalah …
a. 13,5 gr
b. 15,5 gr
c. 18,5 gr
d. 24,5 gr
e. 27,5 gr
- Berikut adalah beberapa orde
reaksi yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia, kecuali …
a. Reaksi Orde Nol
b. Reaksi Orde Satu
c. Reaksi Orde Dua
d. Reaksi Orde Tiga
e. Reaksi Orde Negatif
- Dibawah ini yang merupaka contoh
dari katalis homogen adalah …
a. N2 + 3H2(g)
FeO 2NH3(g)
b. 
2H2(g) + O2 P
2H2O(g)
c. 
2SO2(g) + O2(g) NO2 dan NO 2SO2(g)
d. 
C2H4(g) + H2(g) Ni C2 H6(g)
e. 
CH3COOCH3
(ag)+H2O(l) CH3COOK(ag) + CH3 OH(ag)
- Didalam Suatu reaksi, ada kalanya
salah satu reaksi memiliki sifat katalis, yang artinya …
a. Dapat mempercepat jalannya reaksi
b. Menurunkan energi ektifitas
c. Memperbanyak reaksi
d. Menentukan tahap reaksi
e. Mengurangi tahap reaksi
- Berikut ini adalah beberapa hal
yang perlu diketahui mengenai katalis, kecuali ..
a. katalis bekerja pada temperatur
optimum
b. komposisi kimia katalis tidak
berubah pada akhir reaksi
c. katalis bekerja secara spesifik
untuk reaksi tertentu
d. katalis yang terdapat pada mahluk
hidup dikenal dengan enzim
e. katalis juga disebut sebagai enzim
papain
9.
Unsur logam dalam
table periodikunsur, makin kekiri dan kebawah makin negatif karena makin kekiri
dan ke bawah makin mudah melepas ….
a. proton
b. Neutron
c. Energi
d. Elektron
e. Partikel-partikel
- Satuan konsentrasi larutan yang
menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam setiap 1 liter larutan disebut ..
a.
Kemolaran /
Molaritas
b. Konsentrasi
c. Katalis
d. Laju dan Orde Reaksi
e. Suhu / Temperatur
11. Zat yang berfungsi untuk mempercepat terjadinya suatu
reaksi, akan tetapi pada akhir reaksi didapatkan kembali. Hal ini merupakan
pengertian dari …
a. Katalis
b. Temperatur
c. Konsentrasi
d. Luas permukaan
e. Energi
- Salah satu cara untuk menyatakan
konsentrasi larutan, selain molaritas, normalitas maupun fraksi mol.
Merupakan pengertian dari …
a. Volume
b. Energi
c. Konsentrasi
d. Molaritas
e. Larutan
- Dibawah ini adalah rumus yang
digunakan untuk mencari molaritas larutan yaitu …
a.
M = mol atau
M = massa
Liter Mr.Liter
b.
V = K [A]ª [B]¹
c.
V = K [A][B]
d.
V = K [A] [B]¹
e.
V = K [A]ª
- Katalis digolongkan menjadi 2
golongan yaitu :
a.
Katalis Homogen
dan katalis Heterogen
b.
Katalis Golongan
I A dan Katalis Golongan II B
c.
Katalis Golongan
III A dan Golongan III B
d.
Katalis Homogen
dan Katalis Golongan I A
e.
Katalis Heterogen
dan Katalis Golongan II B
- Katalis yang ada dalam fase
berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya. Merupakan
pengertian dari …
a.
Katalisator
b.
Katalis Heterogen
dan homogen
c.
Katalis Satu
d. Katalis Heterogen
e.
Katalis Homogen
Kunci Jawaban
