Hi sobat, Pernahkah kalian mengamati sebuah besi yang semula normal berangsur angsur mengalami perubahan menjadi berkarat? atau perubahan warna yang terjadi pada saat suatu larutan dicampurkan?
Jika diamati dengan seksama proses perkaratan pada besi memerlukan waktu yang relatif lama, sedang perubahan warna larutan yang dicampurkan terjadi secara cepat.
Kedua hal tersebut merupakan contoh dari konsep kimia yang dinamakan dengan ” laju reaksi “. Pengetahuan berkenaan laju reaksi sangat dibutuhkan dalam dunia industri sebab, dalam proses kegiatan produksinya banyak sekali berhubungan dengan proses reaksi kimia. Variabel waktu, tenaga, dan biaya produksi sangat diperhitungkan dalam dunia industri, untuk itu penerapan tentang konsep laju reaksi yang cepat dan terkendali sangat menguntungkan bagi pelaku industri tersebut.
Untuk itu pada kesempatan kali ini kita akan belajar mengenai laju reaksi, persamaan laju reaksi, faktor apa saja yang mempengaruhi proses laju reaksi, teori tumbukan, serta perhitungan laju reaksi pada reaksi kimia. Untuk lebih jelasnya, yuk simak….
Pengertian Laju Reaksi
Laju reaksi yaitu kecepatan proses terjadinya sebuah reaksi akibatnya reaktan habis dan mengalami perubahan menjadi bahan reaksi. Proses berlangsungnya laju reaksi dapat terjadi secara cepat maupun secara lambat, contoh laju reaksi yang terjadi secara cepat yakni reaksi antara larutan asam dan basa atau reaksi campuran bensin dan udara yang terjadi pada mesin kendaraan bermotor. Adapun laju reaksi yang berlangsung secara lambat contohnya terjadi pada perkaratan besi, reaksi kimia pada tubuh, serta reaksi antara bahan cat dan oksigen.
Secara matematis rumus umum dari laju reaksi merupakan jumlah perubahan molar zat per satuan waktu , dituliskan dengan;
Keterangan;
v = laju reaksi (M/s),
Δ[x] = perubahan konsentrasi molar zat (M),
Δt = perubahan waktu (s),
n = jumlah mol zat terlarut (mol), dan
V = volume larutan/ruangan gas (L).
Kelajuan suatu reaksi makin lama menjadi semakin kecil nilainya jika
Jumlah reaktan menjadi semakin berkurang yang pada akhirnya bernilai nol (reaksi selesai)
Jumlah produk menjadi semakin bertambah yang pada akhirnya bernilai tetap (reaksi selesai)
Persamaan laju reaksi dan laju perubahan konsentrasi
Persamaan laju reaksi memiliki kaitan dengan perubahan konsentrasi suatu reaksi yang jika dituliskan ;
Pada reaksi A + B → C + D
Berikut ini nilai dari persamaan laju reaksi;
Keterangan;
k = konstanta / tetapan laju reaksi,
x = orde / tingkat reaksi terhadap A,
y = orde / tingkat reaksi terhadap B, dan
x = y = orde reaksi total .
Contoh Reaksi dan Rumus Laju reaksi Dari hasil Sebuah Eksperimen
Berikut ini merupakan beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang dihasilkan dari eksperimen;
Orde Reaksi Dan Konstanta Laju Reaksi
Orde Reaksi
Dari persamaan laju reaksi dikenal ada istilah yakni orde reaksi dan konstanta laju reaksi. Orde reaksi yaitu pangkat konsentrasi yang menunjukkan tingkat reaksi suatu zat. Orde reaksi tidak ditentukan berdasarkan koefisien reaksi, namun ditentukan dari data eksperimen. Nilai Orde reaksi bisa berupa bilangan positif, bilangan negatif, pecahan, ataupun nol. Nila orde suatu reaksi merupakan penjumlahan orde reaksi seluruh zat reaktan, yang secara matematis dituliskan dengan;
Berikut ini beberapa macam orde reaksi total beserta grafiknya;
a. Orde reaksi total nol
Orde reaksi nol, laju reaksinya tidak terpengaruh oleh konsentrasi zat (konstan)
b. Orde reaksi total satu
Orde reaksi total satu, mengalami pertambahan laju reaksi yang sama dengan perubahan konsentrasi zat. Jika konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikalikan dengan faktor n , maka nilai laju reaksinya yaitu n lebih besar
c. Orde reaksi total dua
Pada Orde reaksi total dua, Jika konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikalikan dengan faktor n , maka nilai laju reaksinya yaitu n2 lebih besar.
Konstanta Laju Reaksi
Konstanta laju reaksi (k) yaitu tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi , suhu, dan katalis. Konstanta laju reaksi mempunyai nilai yang berbanding terbalik dengan perubahan waktu. semakin cepat berlangsungnya reaksi, maka nilai k juga akan semakin besar. Selain itu nilai konstanta laju reaksi berbanding lurus dengan perubahan suhu, yang jika suhu reaksinya semakin tinggi, maka nilai k juga akan menjadi semakin besar.
kelajuan suatu reaksi dipengaruhi oleh beberapa macam faktor yang dapat dijelaskan melalui teori dan praktek. Secara eksperimen berikut ini faktor faktor yang mempengaruhi laju reaksi;
1) Variabel bebas / manipulasi
Yaitu variabel yang bisa dirubah rubah dalam eksperimen. Misalnya; Ukuran kepingan pualam (faktor luasnya permukaan), dan konsentrasi zat (faktor konsentrasi).
2) Variabel terkontrol
Yaitu variabel yang dibuat secara tetap pada semua eksperimen. Misalnya; larutan yang dirubah rubah konsentrasinya, meskipun konsentrasinya berubah namun jenis larutannya masih tetap.
3) Variabel terikat / respons
Yaitu variabel yang dihasilkan oleh eksperimen. Misalnya; eksperimen tentang faktor faktor yang mempengaruhi laju reaksi yang menghasilkan data berupa laju reaksi dan lamanya waktu reaksi.
Teori Tumbukan
Teori yang membahas tentang laju reaksi adalah teori tumbukan yang berbunyi
” Suatu reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antar partikel pereaksi yang memiliki energi dan arah tumbukan yang tepat”
Faktor yang bisa mempengaruhi tumbukan suatu partikel serta mempengaruhi kelajuan kimia diantaranya yaitu ; luas permukaan, konsentrasi reaktan, katalis, dan suhu.
Luas
Luas permukaan yaitu luasnya bidang sentuh yang menjadi tempat terjadinya reaksi antara dua rekatan. Luas permukaan bergantung lurus dengan laju reaksi. Benda yang mempunyai permukaan yang halus / luas akan mempercepat proses laju reaksi karena mempunyai bidang sentuh yang lebih luas sehingga akan lebih banyak tumbukan yang dapat terjadi.
adapun benda yang mempunyai permukaan yang kasar / sempit akan memperlambat proses laju reaksi karena bidang sentuhnya yang lebih sempit mengakibatkan lebih sedikitnya tumbukan yang dapat terjadi
Konsentrasi reaktan
Konsentrasi reaktan Berbanding lurus dengan laju reaksi. Pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi laju reaksi digambarkan dengan;
Semakin besar konsentrasi reaktan, maka jumlah partikel dalam suatu zat juga akan semakin banyak jumlahnya sehingga partikel partikel yang saling bertumbuk akan menjadi semakin banyak dan reaksi berlangsung lebih cepat.
Katalis
katalis yaitu zat yang dapat mempercepat reaksi, Sebab katalis dapat menurunkan energi aktivasi. Sehingga tumbukan akan bertambah banyak dan reaksi bisa diselesaikan dengan lebih cepat. Contoh katalis misalnya; FeCl3 pada reaksi penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2.
Suhu
Suhu berbanding lurus dengan kelajuan reaksi. Makin tinggi suhu maka akan semakin besar pula energi kinektik rata rata partikel reaktan sehingga akan banyak molekul yang mencapai energi aktivasi (pertumbukan) bertambah dan mempercepat laju reaksi.
Contoh Soal Laju Reaksi
Setelah membahas tentang teori dan konsep laju reaksi, yuk… kita simak soal beserta pembahasan yang berkenaan dengan perhitungan laju reaksi senyawa..
Contoh1
Laju reaksi dari eksperimen dengan reaksi 2NO + Br2 → 2NOBr yang didapatkan data sebagai berikut;
Tentukanlah; Persamaan laju reaksi diatas
Penyelesaian; untuk mencari reaksi NO, pakailah data eksperimen yang memuat konsentrasi Br2 dengan nilai tetap yakni eksperimen 1 dan 2, sehingga diperoleh persamaan ;
Untuk menentukan orde reaksi Br2, kita bisa menggunakan eksperimen yang mana saja sebab tidak ada data eksperimen yang memuat konsentrasi NO dengan nilai yang sama.
Sehingga persamaan laju reaksinya adalah
Contoh2
Gas Brom pada temperatur 270C dapat bereaksi dengan nitrogen monoksida menurut persamaan reaksi;
Data yang didapat dari hasil eksperimen reaksi yaitu;
Tentukanlah;
a. Tingkat reaksi terhadap NO,
c. Tingkat reaksi total,
d. Persamaan laju reaksinya,
c. Tingkat reaksi total,
d. Persamaan laju reaksinya.
Penyelesaian:
Misal persamaan laju reaksi adalah
a. Untuk mencari tingkat reaksi terhadap NO, gunakalah konsentrasi mol Br2 yang sama yakni percobaan 1 dan 4. sehingga;
Tingkat reaksinya terhadap NO yaitu 2
b. Untuk mencari tingkat reaksi terhadap Br2 , gunakalah konsentrasi mol NO yang sama yakni percobaan 1 dan 2. sehingga
Tingkat reaksi terhadap Br2 adalah 1
d. Persamaan laju reaksinya yaitu;
Nah sobat demikian sedikit materi tentang konsep dan perhitungan kelajuan reaksi yang dapat kami sampaikan, semoga bermanfaat 🙂 🙂 🙂