Laju Reaksi, Koefisien Reaksi dan Persamaan Laju Reaksi



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:

· [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 · [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:

IKUTI

KONTAK

Nama

Email *

Pesan *