Materi Laju Reaksi Bagian 2

Pembelajaran pada postingan kali ini melanjutkan pembahasan pada postingan sebelumnya tentang laju reaksi. Pada pembelajaran kali ini terdapat 3 pembahasan utama yaitu persamaan laju reaksi, orde reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. 

A. Persamaan Laju Reaksi

Penentuan laju reaksi pada umumnya dilakukan pada laju awal (konsentrasi awal). Terdapat dua alasan penentuan laju reaksi dilakukan pada konsentrasi awal. Pertama, pada saat reaksi berlangsung konsentrasi zat pereaski akan menurun sehingga tidak dapat ditentukan konsentrasi pada saat reaksi sedang berjalan. Kedua, kemungkinan reaksi berbalik arah, artinya zat hasil reaksi berubah kembali menjadi zat pereaksi. Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatif laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi. Bentuk persamaan laju reaksi : 

v = k [A]^m [B]^n

Keterangan:

k  = tetapan jenis reaksi

m = orde reaksi terhadap pereaksi A

n  = orde reaksi terhadap pereaksi B

B. Orde Reaksi

Orde reaksi adalah pangkat konsentrasi dalam persamaan laju reaksi. Semakin besar orde reaksi, semakin besar pengaruh perubahan konsentrasi pereaksi itu terhadap laju reaksi. Orde reaksi ditentukan melalui percobaan dan tidak dapat ditentukan dari stoikiometri (koefisien) reaksi.

Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. Ada tiga macam orde reaksi, yaitu :

1. Orde nol

Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksi apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi.

2. Orde satu

 Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu.

3. Orde dua

Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu.

C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi 

Dari pengalaman sehari-hari dapat diketahui bahwa laju reaksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. Misalnya, kita dapat mengamati bahwa serpihan kayu terbakar lebih cepat daripada balok kayu. Berikut Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi :

1. Konsentrasi

Konsentrasi berkaitan dengan jumlah partikel yang bereaksi. Makin besar konsentrasi, maka makin banyak partikel sehingga semakin banyak tumbukan yang terjadi. dengan demikian semakin banyak partikel yang bertumbukan, maka laju reaksi pun semakin besar.

Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi dapat dijelaskan sebagai berikut: supaya suatu reaksi dapat berlangsung , partikel – partikel tersebut pertama – tama haruslah bertubrukan. Hal ini berlaku ketika dua partikel itu larutan atau salah satu larutan satunya lagi benda padat. Jika konsentrasi tinggi maka kemungkinan untuk bertubrukan pun besar. Jika reaksi hanya melibatkan satu partikel tersebut keberbagai arah, maka tubrukan – tubrukan tidak saling berhubungan.

2. Luas Permukaan

Suatu reaksi mungkin banyak melibatkan pereaksi dalam bentuk padatan., bila kita mempunyai kubus dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi masing-masing 1cm. Luas permukaan kubus bagian depan 1 cm x 1 cm = 1 cm². Luas permukaan bagian belakang, kiri, kanan, atas dan bawah, masing-masing juga 1 cm² . Jadi luas permukaan seluruhnya 6 cm².

Kemudian kubus tersebut kita pecah jadi dua, maka luas permukaan salah satu kubus hasil pecahan tadi adalah 2(1 cm x 1 cm) + 4 (0,5 cm x 1 cm) = 4 cm². Berarti luas dua kubus hasil pecahan adalah 8 cm². Apa yang dapat Anda simpulkan mengenai hal ini? Jadi makin kecil pecahan tersebut, luas permukaannya makin besar. Bila kubus 1 cm³ dipecah menjadi dua, maka luas permukaan sentuh meningkat dua kalinya, dan permukaan sentuh tadi bereaksi dengan cairan atau gas. Hal ini merupakan contoh bagaimana penurunan ukuran partikel dapat memperluas permukaan sentuh zat.

Bagaimana pengaruh ukuran kepingan zat padat terhadap laju reaksi? Misalkan, kita mengamati reaksi antara batu gamping dengan larutan asam klorida (HCl). Percobaan dilakukan sebanyak dua kali, masing-masing dengan ukuran keping batu gamping yang berbeda, sedangkan faktor-faktor lainnya seperti massa batu gamping, volume larutan HCl, konsentrasi larutan HCl dan suhu dibuat sama. Dengan demikian, perubahan laju reaksi semata-mata sebagai akibat perbedaan ukuran kepingan batu gamping (kepingan halus dan kepingan kasar). Dalam hal ini, ukuran keping batu gamping kita sebut variabel manipulasi, perubahan laju reaksi (waktu reaksi) disebut variable respon, dan semua faktor lain yang dibuat tetap (sama) disebut variable kontrol.

Mengapa kepingan yang lebih halus bereaksi lebih cepat? Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran yang selanjutnya kita sebut bidang sentuh. Oleh karena itu, makin luas bidang sentuh makin cepat bereaksi. Jadi makin halus ukuran kepingan zat padat makin luas permukaannya. Pengaruh luas permukaan banyak diterapkan dalam industri, yaitu dengan menghaluskan terlebih dahulu bahan yang berupa padatan sebelum direaksikan. Ketika kita makan, sangat dianjurkan untuk mengunyah makanan hingga lembut, agar proses reaksi di dalam lambung berlangsung lebih cepat dan penyerapan sari makanan lebih sempurna.

3. Suhu

Suhu merupakan salah satu faktor - faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Besarnya suhu menyebabkan laju reaksi semakin besar. Suhu juga akan mempengaruhi harga konstanta suatu laju reaksi. Kecepatan laju reaksi sebagai pengaruh suhu, dapat dilihat pada proses pembuatan kopi. Gula akan lebih cepat larut apabila air pada gelas lebih panas. Sebaliknya gula akan lebih lambat larut apa bila air pada gelas itu masih dingin.

Pada umumnya reaksi akan lambat cepat apabila suhu dinaikkan. Dengan menaikan suhu maka energi kinetik molekul – molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga semakin banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari Ea. hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh persamaan ARRHENIUS : 

k = A . e –E/RT

4. Katalis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat atau memperlambat laju reaksi. Zat yang mempercepat laju reaksi disebut katalisator. Dan zat yang memperlambat suatu reaksi disebut inibitor. Ada dua jenis katalis yaitu:

 Katalis homogen : yaitu katalis yang wujudnya sama dengan wujud pereaksi

 Katalis heterogen : yaitu katalis yang wujudnya berbeda dengan wujud partikel

 laju reaksi bergantung pada energi rintangan reaksi atau energi aktivitasi katalis juga didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat mengurangi energi aktivitasi suatu reaksi. Contoh katalis yang digunakan:

Reaksi	Katalis
Dikomposisi hidrogen peroxida	Mangan ( IV ) Oksida ( MnO2)
Nitrasi benzen	Asam sulfat pekat
Produksi amonia dengan proses haber	Besi
Konversi dari SO2 ke SO3 melalui proses untuk memproduksi asam sulfat	Vonadium ( V ) oxida ( V2O5 )

5. Tekanan

Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan gas pereaksi akan meningkatkan laju reaksi. Perubahan tekanan pada suatu reaksi yang melibatkan zat padat maupun zat cair tidak memberikan perubahan apapun terhadap laju reaksi. Dalam proses pembuatan amonia dengan proses haber, laju reaksi antara hidrogen dan nitrogen ditingkatkan dengan menggunakan tekanan yang sangat tinggi.

N_{2 (g)} + 3H_{2 (g)} → 2NH_{3 (g)}

Sesungguhnya, alasan untuk menggunakan tekanan tinggi adalah untuk meningkatkan persentase amonea didalam kesetimbangan campuran. Peningkatan tekanan dari gas adalah sama dengan peningkatan pada konsentrasi.

pembahasan selanjutnya klik disini