Laju Reaksi Kimia – Ada jutaan reaksi kimia yang ada di dunia. Dari jutaan reaksi tersebut beberapa reaksi dapat berlangsung dalam waktu yang sangat singkat namun demikian ada juga reaksi yang memakan waktu lama hingga berhari-hari, berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun. Mengapa ada reaksi yang berlangsung sangat cepat dan ada reaksi yang berlangsung sangat lambat? Jawabannya adalah tergantung pada laju reaksi. Apa yang dimaksud dengan laju reaksi? bisakah ia dipercepat? berikut ulasan lengkapnya.
Kinematika Kimia
Cepat lambatnya sebuah reaksi ditentukan oleh laju. Dalam ilmu kimia ada cabang ilmu yang khusus mempelajari tentang laju reaksi dan mekanismenya yang disebut dengan Kinematika Kimia. Sepotong besi akan lebih cepat berkarat jika diletakkan pada tempat yang lembab daripada tempat yang kering, bahan makanan lebih tahan lama dari pembusukan jika ditempatkan pada suhu yang dingin. Itulah contoh sederhana laju dari perubahan kimia yang memiliki kecepatan yang berbeda-beda.
Apa itu Mekanisme Reaksi?
Sebuah reaksi berlangsung melalui beberapa tahapan. Ada tahap cepat dan tahap reaksi lambat. Tahapan lambat dari mekanisme reaksi akan sangat menentukan laju reaksi. Rangkaian tahap-tahap reaksi tersebut membentuk satu kesatuan yang dinamakan mekanisme reaksi.
Arti Laju Reaksi
Laju sebuah reaksi tak ubahnya laju sebuah kendaraan. Jika sebuah truk mengalami perubahan posisi (jarak yang ditempuh) lebih banyak dengan selang waktu yang sedikit maka ia memiliki laju kecepatan yang tinggi. Laju reaksi adalah kecepatan perubahan berupa pengurangan jumlah reaktan atau penambahan jumlah produk persatuan waktu. Perhatikan ilustrasi berikut:
Dimisalkan ada reaksi dengan Reaktan A dan Produk B
A → B maka rumus laju reaksi A (VA) dan rumus laju reaksi B (VB) adalah
Dengan:
v = laju reaksi
ΔA = perubahan konsentrasi pereaksi (reaktan)
ΔB = perubahan konsentrasi produk
Δt = perubahan waktu
(-) = tanda bahwa reaksi berkurang
(+) = tanda bahwa reaksi bertambah
Jika konsentrasi diukur dengan satuan mol per liter (Mol L-1) dan waktu dalam satuan detik (s) maka laju reaksi memiliki satuan Mol L-1 s-1.
Baca Juga : Konsep Mol
Persamaan Laju Reaksi
Laju reaksi menyatakan perubahan konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi (reaktan dan produk). Laju ini dinyatakan dengan persamaan laju reaksi berdasarkan hukum laju reaksi. Ketika belajar kesetimbangan kimia kita tahu bahwa reaksi dapat berlangsung ke kanan menghasilkan produk maupun ke kiri, produk bereaksi kembali membentuk reaktan.
Laju Bersih Reaksi = Laju ke Kanan – Laju ke Kiri
Perhatikan percobaan berikut:
pA + qB → rC + sD
Secara matematis persamaan laju reaksi dapat ditulis dengan rumus berikut:
v = k [A]x [B]y
dengan:
v = laju reaksi
k = tetapan (konstanta) laju reaksi
x = orde atau tingkat reaksi zat A
y = orde atau tingkat reaksi B
x + y = orde reaksi total
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia
Cepat lambatnya sebuah reaksi dipengaruhi oleh beberapa hal yang diantaranya:
a. Konsentrasi Pereaksi
Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi bukan oleh konsentrasi hasil reaksi. Semakin besar konsentrasi pereaksi maka laju reaksi semakin besar karean tumbukan partikel reaktan lebih sering terjadi.
b. Suhu
Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu pada saat reaksi berlangsung. Semakin tinggi suhu, energi kinetik akan semakin besar sehingga dapat melampaui energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi berlangsung. Semakin tinggi suhu maka reaksi akan semakin cepat dan sebaliknya semakin rendah suhu maka semakin lambat laju reaksinya.
c. Luas Permukaan Sentuh
Laju reaksi juga dipengaruhi luas permukaan zat-zat yang bereaksi. Semakin luas permukaan zat yang bereaksi, semakin cepat pula reaksi berlangsung. Hal ini terjadi karena dengan permukaan yang lebih luas tumbukan partikel yang berakasi lebih mudah terjadi.
Katalis Reaksi
Selain 3 hal di atas, sebuah reaksi bisa dipercepat dengan menambahkan zat yang disebut dengan katalis. Zat ini membantu mempercepat reaksi namun tidak berubah dan akan muncul kembali pada akhir reaksi. Saat reaksi selesai, maka akan ditemukan kembali massa katalis yang jumlahnya sama seperti pada saat sebelum reaksi.
Katalis dapat dibedakan menjadi dua yaitu katalis tipe homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen pada saat reaksi akan memiliki fase yang sama dengan reaktan sedangkan katalis heterogen akan memiliki fase yang berbeda dengan reaktann pada saat reaksi berlangsung. Katalisator bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi. Untuk dapat berjalan, tumbukan-tumbukan akan menghasilkan reaksi jika partikel-partikel di dalamnya bertumbukan dengann energi yang cukup agar reaksi dapat dimulai. Energi minimum yang dibutuhkan tersebut disebut dengan energi aktivasi.
Contoh Soal dan Pembahasan 1
Data dari beberapa percobaan untuk reaksi 2A + B2 → 2AB seperti tampak pada tabel di bawah ini:
| Percobaan | [A] (Mol) | [B] (Mol] | Laju(M/detik) |
| 1 | 0,5 | 0,5 | 1,5 x 10-2 |
| 2 | 1,0 | 0,5 | 3,0 x 10-2 |
| 3 | 1,0 | 1,0 | 3,0 x 10-2 |
(M/detik)10,50,51,5 x 10-221,00,53,0 x 10-231,01,03,0 x 10-2
Coba sobat tentuk persamaan laju reaksiya
untuk mencari ore dari [A] diambil mol B yang sama (reaksi 1 dan reaksi 2)
pada reaksi 1 dan reaksi 2
“mol A naik menjadi 2 kali dan mol produk naik mejadi 2 kali sehingga“
2x = 2
x = 1
jadi ordenya adalah 1
untuk menari orde dari [B] diambil mol A yang sama (reaksi 2 dan reaksi 3)
pada reaksi 2 dan 2
“mol B naik dua kali dan mol produk tetap“
2x = 1
x = 0
jadi persamaan laju reaksi di atas adalah
v = [A]2 [B]0
Contoh Soal dan Pembahasan 2
Pada sebuah percobaan 0,5 mol gas NO2 dipanaskan dalam sebuan ruangan dengan volume 5 liter sehingga dihasilkan dinitrogen pentaoksida menurut persamaan reaksi
4NO2 (g) + O2 (g) → 4N2O5 (g)
Jika dalam 10 sekon pertama terbentuk 0,5 mol N2O5 berapakah laju pengurangan dari NO2
Jawaban
Konsentrasi NO2 pada reaksi di atas adalah 0,5 mol / 5 liter = 0,1 mol/liter
Laju reaksi pengurangan NO2 = 0,1 / 10 = 1.10-2 mol/s