Laju Reaksi

chemistry class vector illustration

Pengertian Laju Reaksi

Apakah yang dimaksud dengan laju reaksi? Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi molar pereaksi atau hasil reaksi per satuan waktu.

Jika sobat melakukan reaksi, akan tampak bahwa konsentrasi molar pereaksi berkurang, sedangkan konsentrasi molar hasil reaksi bertambah sampai semua pereaksi habis. Perubahan konsentrasi molar pereaksi dan hasil reaksi akan tampak seperti pada kurva disamping jika dialurkan ke dalam bentuk grafik. Baik pereaksi maupun hasil reaksi berubah secara eksponensial.

Perhatikan reaksi berikut.

A + B →  X

Laju reaksinya dapat dinyatakan dalam rumus berikut.

Δ[A] dan Δ[B] menyatakan perubahan konsentrasi molar pereaksi; Δ[X] menyatakan perubahan konsentrasi molar hasil reaksi; Δt menyatakan rentang waktu reaksi. Tanda negatif menunjukkan bahwa konsentrasi pereaksi berkurang, tanda positif menunjukkan konsentrasi hasil reaksi bertambah. Satuan untuk kecepatan reaksi yaitu kemolaran per satuan waktu (M s–1). Untuk sistem gas, kecepatan reaksi dapat dinyatakan dalam satuan tekanan parsial per satuan waktu, yaitu atm s–1 atau mmHg s–1. 

Teori Tumbukan dan Energi Aktivasi

Berdasarkan teori tumbukan, suatu tumbukan akan menghasilkan suatu reaksi jika ada energi yang cukup. Selain energi, jumlah tumbukan juga berpengaruh. Laju reaksi akan lebih cepat, jika tumbukan antara partikel yang berhasil lebih banyak terjadi. Pada kenyataannya molekul-molekul dapat bereaksi jika terdapat tumbukan dan molekul-molekul mempunyai energi minimum untuk bereaksi. Energi minimum yang diperlukan untuk bereaksi pada saat molekul bertumbukan disebut energi aktivasi. Energi aktivasi digunakan untuk memutuskan ikatan-ikatan pada pereaksi sehingga dapat membentuk ikatan baru pada hasil reaksi.

Faktor Laju Reaksi

Konsentrasi Larutan dengan konsentrasi yang besar (pekat) mengandung partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan dengan larutan encer. Semakin tinggi konsentrasi berarti semakin banyak molekul-molekul dalam setiap satuan luas ruangan, akibatnya tumbukan antar molekul makin sering terjadi dan reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, makin besar laju reaksinya. Luas permukaan sentuh Suatu zat akan bereaksi apabila bercampur dan bertumbukan. Pada pencampuran reaktan yang terdiri dari dua fasa atau lebih, tumbukan berlangsung pada bagian permukaan zat. Padatan berbentuk serbuk halus memiliki luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar daripada padatan berbentuk lempeng atau butiran. Semakin luas permukaan partikel, maka frekuensi tumbukan kemungkinan akan semakin tinggi sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Laju reaksi berbanding lurus dengan luas permukaan reaktan Temperatur Setiap partikel selalu bergerak. Dengan naiknya suhu, energi gerak (kinetik) partikel ikut meningkat sehingga makin banyak partikel yang memiliki energi kinetik di atas harga energi aktivasi (Ea). Kenaikan suhu akan memperbesar laju reaksi. Untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 10oC, laju reaksi menjadi dua sampai tiga kali lebih cepat dari semula. Katalisator Katalis adalah zat yang dapat memperbesar laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia secara permanen, sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan harga energi aktivasi (Ea). Katalisis adalah peristiwa peningkatan laju reaksi sebagai akibat penambahan suatu katalis. Meskipun katalis menurunkan energi aktivasi reaksi, tetapi ia tidak mempengaruhi perbedaan energi antara produk dan pereaksi. Dengan kata lain, penggunaan katalis tidak akan mengubah entalpi reaksi. Berdasarkan fasenya katalis terdiri dari katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen yaitu katalis yang mempunyai fase sama dengan fase zat pereaksi. Contoh: Ion Fe3+ sebagai katalis pada reaksi oksidasi ion I dan S2O82– ; Gas NO sebagai katalis pada reaksi di udara. Katalis heterogen yaitu katalis yang mempunyai fase berbeda dengan fase zat pereaksi. Contoh: Pt atau Ni yang berwujud padat dapat mengkatalisis reaksi adisi etena dengan gas H2.

Persamaan Laju Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen. Bilangan pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut orde reaksi. Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari hasil eksperimen dapat dilihat Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi. Misalnya, pada reaksi 2 H2(g) + 2 NO(g) → 2 H2O(g) + N2(g) dengan persamaan laju reaksi r = k[H2][NO]2, orde reaksi terhadap H2 = orde satu, orde reaksi terhadap NO = orde dua, dan orde reaksi total adalah tiga. Untuk lebih memahami cara menentukan orde reaksi dan rumus laju reaksi, perhatikan contoh soal berikut. Gas nitrogen oksida dan gas klor bereaksi pada suhu 300 K menurut persamaan 2NO(g) + Cl2(g) → 2 NOCl(g)

Grafik Orde Reaksi

Grafik orde nol Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi pereaksi. Persamaan laju reaksinya ditulis: r = k.[A]0 Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju reaksi menjadi: r = k. Jadi, reaksi dengan Grafik orde satu Untuk orde satu, persamaan laju reaksi adalah: r = k[A]1. Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya. Jika konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali, maka laju reaksi akan menjadi 41 atau 4 kali lebih besar. Grafik orde dua Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua adalah: r = k[A]2. Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya. Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali, maka laju reaksi akan menjadi 22 atau 4 kali lebih besar.  

Semoga bermanfaat!

Comments

comments