WANIBESAKc - Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali reaksi
kimia yang terjadi di disekitar kita. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi, ada
yang berlangsung cepat, adapula yang berlangsung lama bahkan sangat lama.
Reaksi kimia ketika bom meledak terjadi dalam
waktu yang sangat cepat setelah reaktan saling bersentuhan atau ketika ada
percikan api. Reaksi-reaksi dalam tubuh yang melibatkan enzim juga berlangsung
sangat cepat. Besi berkarat, penghancuran botol plastik, dan pembentukan
bahan bakar fosil berlangsung sangat lama, memerlukan waktu bertahun-tahun
bahkan berabad-abad.
Cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung disebut
laju reaksi. Laju reaksi dapat pula diartikan sebagai perubahan konsentrasi
pereaksi dan produk tiap satuan waktu. Cabang ilmu kimia yang mempelajari
tentang laju reaksi disebut kinetika
kimia (Chemical Kinetics).
Pada awal reaksi, produk belum terbentuk. Produk
mulai terbentuk setelah reaksi berjalan. Makin lama reaksi berlangsung
konsentrasi produk makin bertambah, sedangkan konsentrasi reaktan makin
berkurang. Berkurangnya konsentrasi reaktan dan bertambahnya
konsentrasi produk ditunjukan menggunakan gambar grafik berikut ini.
Gambar
Grafik berkurangnya konsentrasi reaktan dan bertambahnya konsentrasi produk
Satuan konsentrasi yang sering digunakan untuk menunjukan jumlah
pereaksi atau produk adalah molaritas (M) atau mol per liter (mol/L), sedangkan
satuan waktu yang biasanya digunakan adalah detik atau sekon (s). Oleh sebab
itu, laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per detik (mol/L.s atau
M/s).
1. Laju
Reaksi dan Koefisien Reaksi
Koefisien dari suatu
persamaan reaksi dapat digunakan untuk menentukan laju reaksi
suatu spesi dengan ketentuan laju reaksi salah satu spesi
telah diketahui. Hal ini disebabkan konsentrasi berbanding lurus dengan
jumlah mol dan jumlah mol berbanding lurus pula dengan koefisien reaksi
sehingga perbandingan laju reaksi sesuai dengan perbandingan koefisien reaksi.
CONTOH SOAL
Gas butana (C4H10) dibakar secara sempurna dengan
oksigen menjadi CO2 dan H2O sesuai persamaan reaksi
berikut:
2C4H10(g) + 13O2(g) ⟶ 8CO2(g) +
10H2O(g)
Jika pada saat tertentu laju berkurangnya konsentrasi butana
(C4H10) adalah 0,20 M/s. Tentukan:
a. Laju
reaksi terhadap O2
b. Laju
reaksi terhadap CO2
c. Laju
reaksi terhadap H2O
PENYELESAIAN
Persamaan reaksi berimbang:
2C4H10(g) + 13O2(g) ⟶ 8CO2(g) +
10H2O(g)
a. Laju berkurangnya O2 = 13/2 x laju
berkurangnya C4H10
= 13/2
x 0,20 M/s
= 1,3 M/s
b. Laju bertambahnya CO2 = 8/2 x laju
berkurangnya C4H10
= 8/2
x 0,20 M/s
= 0,80
M/s
c. Laju bertambahnya H2O = 10/2 x laju
berkurangnya C4H10
= 10/2 x 0,20 M/s
= 1,0
M/s
UJI KOMPETENSI
Perhatikan persamaan reaksi pembakaran etanol berikut.
C2H5OH(l) + 3O2(g) ⟶ 2CO2(g) +
3H2O(l)
Jika laju reaksi pembakaran etanol adalah 0,60 mol/L.s.
Tentukan:
(a) laju reaksi terhadap O2
(b) laju reaksi terhadap CO2
(c) laju reaksi terhadap H2O
2. Persamaan Laju Reaksi dan
Hukum Laju
Hubungan kuantitatif antara perubahan konsentrasi pereaksi dengan laju
reaksi dinyatakan dengan persamaan laju reaksi atau hukum laju reaksi,
yakni hukum yang menunjukkan korelasi antara laju reaksi (v) terhadap
konstanta laju reaksi (k) dan konsentrasi reaktan dipangkatkan dengan
bilangan tertentu (orde reaksi).
Misalnya suatu reaksi kimia hipotetik sebagai berikut.
aA + bB ⟶ cC+ dD
Persamaan laju reaksinya =
v = k × [A]x × [B]y
Keterangan:
v = laju reaksi
k = konstanta laju
reaksi
[A] = konsentrasi zat A
[B] = konsentrasi zat B
x = orde
reaksi zat A
y = orde
reaksi zat B
x + y = orde reaksi total
Nilai x dan y sebagai orde reaksi hanya ditentukan berdasarkan data
eksperimen bukan dari koefisien persamaan reaksi. Nilai orde reaksi biasanya berupa bilangan bulat dan positif seperti 1 dan
2. Namun, terdapat juga reaksi yang memiliki orde negatif, orde 0 (nol) dan
orde pecahan (1/2).
CONTOH SOAL
Pada suhu 273 °C, gas brom dapat bereaksi dengan nitrogen
monoksida menurut persamaan reaksi:
2NO(g) + Br2(g) ⟶ 2NOBr(g)
Berdasarkan eksperimen diperoleh data sebagai berikut.
Eksperimen
|
Konsentrasi Awal (M)
|
Laju awal pembentukan NOBr (M/s)
|
|
[NO]
|
[Br2]
|
||
1
2
3
4
|
0,1
0,1
0,2
0,3
|
0,05
0,1
0,05
0,05
|
6
12
24
54
|
Tentukan :
a. Orde reaksi terhadap NO
b. Orde reaksi terhadap Br2
c. Persamaan laju reaksi
d. Orde reaksi total
e. Konstanta laju reaksi (k)
f. Laju reaksi jika [NO] = 0,5M dan [Br2]
= 0,5M
PENYELESAIAN
Misalkan rumus persamaan laju reaksi adalah:
v = k · [NO]x [Br2]y
a. Orde reaksi terhadap NO
Orde reaksi terhadap NO ditentukan dengan cara membandingkan dua percobaan
yang konsentrasi Br2 tetap, yaitu percobaan 1 dan 3 (atau 3 dan
4)
.
Jadi, orde reaksi terhadap NO adalah 2.
b. Orde reaksi terhadap
Br2
Orde reaksi terhadap Br2 ditentukan
dengan cara membandingkan dua percobaan yang konsentrasi NO tetap, yaitu
percobaan 1 dan 2.
Jadi, orde reaksi terhadap Br2 adalah
1.
c. Rumus persamaan laju
reaksi adalah
v = k ·
[NO]2 [Br2]
d. Orde reaksi total
Orde reaksi total diperoleh dengan cara
menjumlahkan orde reaksi dari masing-masing pereaksi yang terlibat dalam
reaksi.
Orde reaksi total : x + y = 2 + 1 = 3
e. Konstanta laju reaks
(k)
Nilai k ditentukan dengan cara memasukan salah
satu data percobaan ke persamaan laju reaksi. Misalnya data percobaan 2, maka
nilai harga tetapan reaksi sebagai berikut.
jadi nilai konstanta laju reaksi (k) tersebut adalah 1,2 x 104.
Nilai k selalu sama tidak peduli data percobaan mana yang dimasukan pada
persamaan laju reaksi.
f. Besar laju reaksi jika [NO] = 0,5 M dan [Br2] = 0,5 M
Persamaan laju reaksi yang telah diketahui, dapat digunakan untuk
menentukan laju reaksi pada konsentrasi tertentu tanpa harus melakukan
percobaan.
v = k . [NO]2 . [Br2]
v = 1,2 ∙ 104 ∙ (0,5)2 ∙ (0,5)
v = 15 x 102 M/sekon
UJI KOMPETENSI
Misalkan suatu persamaan reaksi sebagai berikut:
2A + B ⟶ C
diperoleh data:
No
|
[ A ] (Molar)
|
[ B ] (Molar)
|
v (M/s)
|
1
|
0,2
|
0,2
|
0,02
|
2
|
0,2
|
0,4
|
0,04
|
3
|
0,4
|
0,4
|
0,16
|
Tentukan :
(a) Orde reaksi terhadap A
(b) Orde reaksi terhadap B
(c) Persamaan laju reaksi
(d) Orde reaksi total
(e) Konstanta laju reaksi (k)
(f) Laju reaksi jika [A] =
0,8M dan [B] = 0,4M
Tidak ada komentar:
Posting Komentar