LAJU REAKSI

KEMOLARAN

Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Kemolaran dinyatakan dengan lambing M dan satuannya mol L-1.

Keterangan: M = Molaritas V = Volume n = Jumlah Mol

1) Pengenceran Larutan

Pengenceran larutan dilakukan dengan cara memperkecil konsentrasi larutan dengan jalan menambahkan sejumlah tertentu pelarut. Pengenceran menyebabkan volum dan kemolaran larutan berubah, tetapi jumlah zat terlarut tidak berubah.

Sebelum pengenceran:

Volum = V1

Kemolaran = M1

Jumlah mol, n1 = V1M1

Setelah pengenceran:

Volum = V2

Kemolaran = M2

Jumlah mol, n2 = V2M2

1

M=nv

+ air

Karena pengenceran tidak mengubah jumlah mol terlarut maka,

Contoh:

Berapa mL air harus dicampur dengan 100 mL larutan NaOH 0,5 M sehingga menjadi 0,2 M?

Jawab:

V1= 100 mL, M1= 0,5 M, M2= 0,2 M.

Misal volum air yang harus ditambahkan = p

Maka V2= 100 + x mL

V1 M1 = V2 M2

100 mL x 0,5 M = (100 + p) x 0,2 M

50 = 20 + 0,2p

p= 300,2 = 150 mL

Jadi volume air yang harus ditambahkan sebanyak 150 mL.

2) Membuat Larutan dengan Kemolaran Tertentua. Pelarutan zat padat

Membuat larutan dari padatan murni dilakukan dengan mencampurkan zat terlarut dan pelarut dalam jumlah tertentu.

Contoh:Membuat 500 mL Larutan NaOH 1 M dari kristal NaOH murni.Prosedur penyiapan larutan melalui beberapapa tahap sebagai berikut.

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu neraca, botol timbang, labu ukur 500 mL, sendok stainless steel, kristal NaOH, dan akuades.

2. Menghitung jumlah NaOH yang diperlukanJumlah mol NaOH = 500 mL × 1 mmol mL-1

= 500 mmol (=0,5 mol)Massa NaOH = 0,5 mol × 40 g mol-1

= 20 g3. Menimbang 20 g kristal NaOH.

2

n1 = n2 V1 M1 = V2 M2.atau

4. Melarutkan NaOH itu dengan kira-kira 300 mL akuades dalam labu ukur 500 mL. Setelah kristal NaOH itu larut seluruhnya, ditambahkan lagi akuades hingga volum larutan tepat 500 mL.

b. Pengenceran larutan pekat

Kemolaran larutan pekat dapat ditentukan jika kadar dan massa jenisnya diketahui, yaitu dengan menggunakan rumus :

Keterangan: ρ = massa jenis kadar = % massa Mm = massa molar ( Mr )

Larutan pekat biasanya berasap (mudah menguap) dan sangat korosif. Oleh karena itu pembuatan larutan dari larutan pekat harus dilakukan dalam lemari asam dan dikerjakan sacara hati-hati.

KONSEP LAJU REAKSI

1) Pengertian laju reaksi

Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung.laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi atau hasil reaksi per satuan waktu.Bagaimana cara menyatakan laju reaksi? Coba lihat reaksi berikut ini:

A → B

Pada reaksi A ke B,laju reaksi ditentukan dengan cara menghitung pertambahan B tiap satuan waktu atau dapat juga dengan cara menghitung pengurangan konsentrasi A tiap satuan waktu.

3

M= ρ ×10 × kadarmm

Contoh konsep laju reaksiLaju pompa bensin 50 liter per menit Laju pesawat terbang 2000 km per jam

Laju mesin cetak 20 lembar perdetik

2) Penentuan Laju Reaksi

Penentuan laju reaksi ditentukan melalui percobaan, yaitu dengan mengukur banyaknya pereaksi yang dihasilkan atau banyaknya produk yang dihasilkan pada selang waktu tertentu. Sebagai contoh,laju reaksi antara magnesium dangan larutan HCl dapat ditentukan dengan mengukur jumlah salah satu produknya yaitu gas hydrogen.

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)

Sepotong pita magnesium ditempatkan pada satu sisi dari labu bersekat, sedangkan sisi lainnya di isi dengan larutan HCl. Setelah siring terpasang, labu dimiringkan sehingga kedua zat pereaksi bercampur. Bersamaan dengan itu stopwatch dihidupkan. Tabel hasil percobaan reaksi sebagai berikut.

Waktu (menit)

VolumeH2 (cm3)

0 01 142 253 334 385 406 407 40

4

Data berikut dibuat grafik sebagai berikut:

1 2 3 4 5 6 7 805

101520253035404550

Chart Title

Waktu (menit) Volume H2 (cm3)

Gambar. Laju reaksi H2

Pada menit pertama dihasilkan 14 cm3 gas hydrogen. Jadi laju reaksi pada menit pertama adalah 14cm3 hidrogen per menit. Pada menit kedua dihasilkan 11 cm3 gas hydrogen (25-14). Jadi laju reaksi pada menit kedua adalah 11 cm3 gas hydrogen per menit. Perhatikanlah bahwa laju reaksi berubah sepanjang waktu dan semakin lama laju reaksinya akan semakin kecil. Kemiringan kurva berubah setiap saat seiring dengan berkurangnya laju reaksi, kemiringan terbesar terjadi pada menit pertama dan semakin kecil pada menit–menit berikutnya. Setelah menit kelima volume gas hydrogen tidak lagi betambah reaksi telah selesai dan kurva menjadi datar.

3) Ungkapan Laju Reaksi

Cara umum untuk mengungkapkan laju reaksi adalah laju pengurangan konsentrasi molar pereaksi atau laju pertambahan konsentrasi molar produk dalam satu satuan waktu

Contoh:Untuk persamaan stoikiometri berikut:

aA + bB cC + dD

Laju reaksi diungkapkan sebagai berkurangnya pereaksi A atau B dan bertambahnya produk C atau D tiap satuan waktu, maka persamaan lajunya adalah

5

Dengan tanda minus (-) menunjukkan konsentrasi pereaksi semakin berkurang, tanda positip (+) menunjukkan konsentrasi produk semakin bertambah dan Δ menunjukkan perubahan konsentrasi pereaksi atau produk

Hubungan antara perubahan konsentrasi dan waktu dapat dijelaskan pada gambar berikut:

LatihanUngkapkan laju reaksi berikut: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) !

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

LAJU REAKSI

6

Jawab :

Dari pengalaman sehari-hari, kita dapat mengetahui bahwa laju reaksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. Misalnya, kita dapat mengamati bahwa serpihan kayu terbakar lebih cepat dari pada balok kayu. Dalam bagian ini akan dibahas faktor- faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Pengetahuan tentang hal ini memungkinkan kita dapat mengendalikan laju reaksi, yaitu melambatkan reaksi yang merugikan dan menambah laju reaksi yang menguntungkan.

1) Luas Permukaan Sentuh Zat yang bereaksi

Luas permukaan bidang sentuh memengaruhi kecepatan reaksi. Makin luas permukaan bidang sentuh, makin banyak kemungkinan terjadinya tabrakan antara partikel-partikel pereaksi sehingga makin cepat reaksinya. Misalnya, zat padat bentuk serbuk lebih luas permukaannya daripada bentuk bongkahan atau kepingan. Oleh karena itu, zat padat betuk serbuk lebih cepat reaksinya daripada zat padat pada bentuk bongkahan atau kepingan. Untuk mengetahui pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi, lakukan eksperimen berikut secara berkelompok.

7

Tujuan: mengetahui pengaruh luas permukaan bidang sentuh Terhadap laju reaksiAlatdanBahan:1. neraca 5. tabungreaksibesardangabus2. bejana air 6. pualam (CaCO3)3. gelasukur 25 mL 7. larutanHCl 3 M4. selangplastik/pipapenghubungCara Kerja:1. Masukkan 10 mL larutan HCl 3 M ke dalam tabung reaksi. Tambahkan 0,5 g keeping pualam.

tamping gas yang terjadi dalam gelas ukur seperti terlihat pada gambar. Catat waktu yang diperlukan untuk menampung 10 mL gas.

2. Ulangi cara kerja nomor 1 di atas, tetapi keping-keping pualam diganti dengan 0,5 g serbuk pualam.

Pertanyaan:Lakukan diskusi untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut.1. mana yang lebih cepat menghasilkan 10 mL gas, keping-keping atau serbuk pualam? Jelaskan

sebabnya.2. Buatlah laporan tertulis secara individu.

2) Konsentrasi Pereaksi

Pengaruh konsentrasi terhadap berlangsungnya suatu reaksi dapat kita amati padapercobaan. Hal ini dimengerti karena makin tinggi konsentrasi zat-zat pereaksi, makin banyak pula kemungkinan terjadinya tumbukan antara partikel-partikel seperti diilustrasikan pada gambar dibawah ini:

Dalam kehidupan sehari-hari juga dapat diamati pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi, misalnya kendaraan yang konsumsi bahan bakarnya banyak (boros) dapat berjalan lebih cepat dibandingkan dengan kendaraan yang konsumsi bahan bakarnya sedikit (irit). Lakukan eksperimen berikut secara berkelompok untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan terhadap laju reaksi.

8

Tujuan : Menyelidiki pengaruh konsentrasi larutan terhadap laju reaksi untuk reaksi pualam dengan asam klorida. CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2 (aq) + H2O(l) + CO2(g)

AlatdanBahan:

1. Gelas beker 5. Tabung reaksi kecil (10 mL)2. Alat pengukur waktu 6. Larutan HCl 0,75 M3. Batu pualam 7. LarutanHCl 3 M4. Larutan HCl 1,5 M

Cara Kerja:

1. Pilihlah tiga kepingan batu pualam yang luas permukaannya kira-kira sama.2. Buat saluran kecil pada sisi sumbat tabung reaksi.3. Isi tabung reaksi dengan larutan 3 M HCl sampai hampir penuh. Tambahkan satu keping

pualam, segera sumbat tabung itu dan balikkan ke dalam gelas beker berisi air. Pegang tabung itu tegak lurus. Catat waktu sejak tabung dibalikkan sampai tabung itu berisi gas.

4. Ulangi percobaan, tetapi gunakan larutan 1,5 M HCl dan kemudian larutan 0,75 M HCl.

3) Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari reaksi seperti itu juga dipengaruhi tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil volum akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.

Industri yang melibatkan pereaksi berupa gas, banyak yang dilangsungkan pada tekanan tinggi, misalnya pembuatan ammonia yang menggunakan tekanan hingga 400 atm.

4) Suhu

Partikel-partikel dalam zat selalu bergerak. Jika suhu zat dinaikkan, maka energi kinetik partikel-partikel akan bertambah sehingga tumbukan antar partikel akan mempunyai energi yang cukup untuk melampaui energi pengaktifan. Hal ini akan menyebabkan lebih banyak terjadi tumbukan yang efektif dan menghasilkan reaksi. Di samping memperbesar energi kinetik, ternyata peningkatan suhu juga meningkatkan energi potensial suatu zat. Dengan semakin besarnya energi potensial zat, maka semakin besar terjadinya tumbukan yang efektif, sehingga laju reaksi semakin cepat.

9

Pertanyaan:Lakukandiskusiuntukmenjawabpertanyaan-pertanyaanberikut:1. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan HCl terhadap laju reaksi pada reaksi pualam

dengan larutan HCl?2. Buatlah laporan tertulis secara individu.

Harga tetapan laju reaksi (k) akan berubah bila suhunya berubah. Bagi kebanyakan reaksi kimia, kenaikan sekitar 10 oC akan menyebabkan harga tetapan laju reaksi menjadi dua kali semula. Dengan naiknya harga tetapan laju reaksi(k), maka reaksi akan lebih cepat. Jadi, kenaikan suhu akan mengakibatkan reaksi berlangsung semakin cepat.

10

V2=V1 nT 2−T 1

∆T

Tujuan: menyelidiki pengaruh temperatur terhadap laju reaksi antara larutan Na2S2O3

(natrium tiosulfat) dengan larutan HCl.Na2S2O3(aq) + 2 HCl (aq) 2 NaCl (aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s)

Alat dan Bahan:1. Labu Erlenmeyer 250 mL 5. Larutan HCl 3M2. Kaki tiga dan kasa 6. Larutan Na2S2O3

3. Alat pengukur waktu 7. Larutan HCl 1,5 M4. Pemanas 8. Larutan HCl 0,75 MCara Kerja:1. Buatlah tanda silang (X) yang identik pada dua helai kertas dan tempelkan kertas tersebut

pada dua labu Erlenmeyer dengan tanda silang menghadap ke dalam.

2. Masukkan 100 mL larutan Na2S2O30,1 M ke dalam labu Erlenmeyer I. Tambahkan 10 mL larutan HCl 3 M. Catat waktu sejak penambahan itu sampai tanda silang tepat tidak terlihat lagi.

3. Masukkan 100 mL larutan Na2S2O30,1 M yang temperaturnya kira-kira 10oC di atas temperatur kamar ke dalam labu Erlenmeyer II. Tambahkan 10 mL larutan HCl 3 M. Catat waktu sejak penambahan itu sampai tanda silang tepat tidak terlihat lagi.

Pertanyaan:Lakukan diskusi untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut.

1. Bagaimana pengaruh temperatur terhadap laju reaksi Na2S2O3dengan larutan HCl?2. Buatlah laporan secara tertulis secara individu.

Contoh:

5) Katalis

Katalis adalah zat yang memengaruhi laju reaksi tanpa mengalami perubahan kekal dalam reaksi tersebut. Perhatikan eksperimen yang menunjukkan perbedaan laju reaksi peruraian H2O2

tanpa katalis dan dengan katalis pada dibawah.

(a) (b)

Pada reaksi tersebut (Gambar (b)) yang bertindak sebagai katalis adalah ion iodida (I-).

Katalis yang memiliki fase sama dengan zat-zat pereaksi seperti itu, biasanya larutan, disebut katalis homogen. Selain katalis homogen, juga dijumpai adanya katalis heterogen. Katalis heterogen memiliki fase yang berbeda dengan zat-zat pereaksi, biasanya zat padat yang berinteraksi dengan pereaksi zat cair atau gas. Sebagai contoh, hidrogenasi etilena dengan katalis logam (misalnya Ni) membentuk etana seperti diilustrasikan pada Gambar.

11

Laju suatu reaksi menjadi dua kali lebih cepat pada setiap kenaikan suhu10oC. Bila pada suhu 20oC reaksi berlangsung dengan laju reaksi 2 x 10-3 mol L-1s-1, berapakah laju reaksi yang terjadi pada suhu 50oC?

Jawab :

V50 = V20 250−20

10 = 23

Gambar disamping:Laju reaksi dekomposisi larutan hidrogen peroksida (H2O2) dapat dimonitor secara kualitatif dengan cara mengumpulkan gas oksigen yang dibebaskan dalam suatu balon. (a) tidak ada katalis hanya menghasilkan O2 sedikit (b) setelah penambahan larutan

Gambar:Katalislogampadahidrogenasietilenamembentuketana.Sumber. Silberberg, 2000: 701

Beberapa hal yang perlu diketahui mengenai katalis adalah sebagai berikut. Komposisi kimia katalis tidak berubah pada akhir reaksi. Katalis tidak memulai suatu reaksi, tetapi memengaruhi laju reaksi. Katalis bekerja secara spesifik untuk reaksi tertentu, contoh

C2H5OH(g) ZnO CH3CHO(g) + H2(g)

C2H5OH(g) Al2O3 C4H4(g) + H2O(g)

2 C2H5(g) Cu CH3COOC2H5(g) + 2 H2(g)

Katalis bekerja pada temperatur optimum. Katalis dapat diracuni oleh zat lain yang disebut sebagai racun katalis, contoh:

Reaksi Katalis Racun Katalis2 H2O2 2 H2O2 + O2 Pt HCN, HgCl2

2 H2 + O2 H2O Pt CO, H2S, CS2

Keaktifan katalis dapat diperbesar oleh promotor (pemacu katalis), contoh:N2 + 3 H2 Fe 2 NH3

Efisiensi Fe dipertinggi oleh adanya penambahan Fe2O3 dan Al2O3 Katalis yang dapat memperlambat reaksi disebut katalis negatif atau inhibitor.

Reaksi Katalis negatif2 H2 + O2 H2O iodin, COH2SO3 + udara H2SO4 timah (II) klorida

Salah satu hasil reaksi dapat berfungsi sebagai katalis untuk reaksi selanjutnya. Zat tersebut disebut otokatalis.2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O + 10 CO2

Otokatalis

CH3COOCH3 + H2O CH3COOH + CH3OH Otokatalis

Katalis yang terdapat pada makhluk hidup dikenal sebagai enzim.

12

Sebagian besar enzim berupa molekul protein yang besar dengan berat sekitar 10.000 hingga satu juta amu. Molekul ini mengatalisis reaksi sangat selektif, sebagai contoh dekomposisi hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida merupakan oksidator kuat yang secara fisiologi berbahaya. Oleh karena itu, darah dan hati mamalia mengandung enzim catalaze. Enzim ini menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. 2 H2O2 (aq) → 2 H2O(l) + O2 (g)

Latihan:

1. Bagaimana pengaruh luas permukaan zat padat terhadap laju reaksi ? Jelaskan mengapa demikian.

2. Manakah di antara reaksi berikut yang berlangsung lebih cepat? sebuk zink + 1M HCl pada 20℃ atau serbuk zink + 2M HCL pada 20℃

3. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi?4. Apakah pengaruh katalis terhadap laju reaksi?5. Mengapa reaksi-reaksi gas umumnya berlangsung lebih cepat pada tekanan yang lebih

besar?6. Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi, karena kenaikan suhu akan…7. Suatu laju reaksi akan meningkat tiga kali laju semula jika suhu reaksi ditingkatkan

20℃. Berapa kali lebih cepat laju reaksi yang berlangsung pada suhu 80°C dibandingkan reaksi yang berlangsung pada suhu 20°C?

8. Diketahui laju reaksi naik dua kali pada setiap kenaikan suhu 15°C. Jika pada suhu 25°C reaksi berlangsung selama 240 sekon, waktu berlangsungnya reaksi pada suhu 100°C adalah … sekon.

PERSAMAAN LAJU REAKSI DAN ORDE REAKSI

Gulberg dan Waage merumuskan hubungan kuantitatif antara konsentrasi zat-zat yang bereaksi dengan laju dalam hukum Aksi Massa sebagai berikut.

1) Bentuk Persamaan Laju Reaksi

Jika diketahui persamaan reaksi:

Maka laju reaksinya dapat dirumuskan:

keterangan:

13

mA + nB pC + qD

v = k[A]m[B]n

V = laju reaksi (M det-1)K = tetapan laju reaksi[A] = konsentrasi zat A (mol L-1)

[B] = konsentrasi zat B (mol L-1)m = orde reaksi (tingkat atau pangkat) reaksi terhadap pereaksi An = orde reaksi (tingkat atau pangkat) reaksi terhadap pereaksi Bm + n = orde reaksi total

Tetapan jenis reaksi (k) merupakan suatu tetapan yang harganya bergantung pada suhu, katalis dan zat pereaksi. Dengan demikian, setiap reaksi mempunyai harga k yang berbeda-beda. pada umumnya, reaksi yang berlangsung lambat mempunyai harga k yang kecil, sedangkan reaksi yang berlangsung cepat, mempunyai harga k besar.

2) Makna Orde Reaksi

Pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju persamaan laju reaksi disebut orde atau tingkat reaksi. Orde reaksi biasanya adalah suatu bilangan bulat positif sederhana (1 atau 2),

tetapi ada juga yang bernilai 0, 12

, atau bilangan negatif, misalnya -1.

a. Orde Nol

v

[x]

b. Orde Satu

v

[x]

14

Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi reaksi. Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu, perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju reaksi.

Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu peraksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi itu dilipat tigakan maka laju reaksi akan menjadi 31 atau 3 kali lebih besar.

c. Orde Dua

v

[x]

3) Menentukan Pwersamaan Laju

Perhatikan persamaan laju dan beberapa reaksi tersebut.

1. 2N2O5(g) 4NO2 (g) + O2(g)v = k [N2O5]

2. CHCl2(g) + Cl2(g) HCl(g) v = k [CHCl2][Cl 2] 12

3. H2(g) + I2(g) 2HI(g) v = k [H2][I2]4. CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)

CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) v = k [CH3COOC2H5]

Seperti pada contoh di atas, rumus laju reaksi sebenarnya hanya dapat ditentukan secara eksperimen. Caranya dengan melakukan percobaan secara berulang-ulang terhadap zat yang akan ditentukan laju reaksinya. Pada percobaan ini, konsentrasi diubah-ubah dan waktu berlangsungnya reaksi dihitung.

Beberapa variabel yang digunakan dalam menentukan laju reaksi dengan cara eksperimen sebagai berikut.

a. Variabel Bebas (Varabel Manipulasi)Variabel bebas yaitu variabel yang sengaja diubah-ubah untuk memperoleh hubungan satu besaran dengan besaran lain. Misalnya konsentrasi dan suhu.

b. Variabel KontrolVariabel kontrol yaitu variabel yang dipertahankan atau tidak diubah-ubah.

c. Variabel Terikat (Variabel Respon)Variabel terikat yaitu variabel yang berubah karena adanya perubahan variabel bebas. Misalnya Contoh :

Pada reaksi: P(g) + Q(g) R(g) diperoleh data sebagai berikut.

Percobaan [P] (mol L-1) [Q] (mol L-1) v (mol L-1 det-1)1 A B x2 A 2b 4x3 a 4b 16x

15

Suatu reaksi berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Apabila konsentrasi zat dilipat tigakan, mak laju reaksi akan menjadi 32 atau 9 kali lebih besar.

4 3a 4b 48x

5 9a 4b 144x

Orde reaksi terhadap zat P dan zat Q dapat ditentukan sebagai berikut.a. Menentukan orde reaksi terhadap zat P

Orde reaksi terhadap zat P dapat ditentukan dengan mengambil data percobaan untuk konsentrasi P yang berubah sedangkan konsentrasi Q tetap. Misal percobaan 3 dan 4.Dari percobaan 3 dan 4:

v3

v4 =

kk ([ P3 ]

[ P4 ] )m

([ Q3 ][ Q4 ] )

n

16 x48 x = (a3a )

m

(4b4b )

n

13 = (13 )

m

m = 1

b. Menentukan orde reaksi terhadap zat QOrde reaksi terhadap zat Q dapat ditentukan dengan mengambil data percobaan untuk konsentrasi Q yang berubah sedangkan konsentrasi P tetap. Misal percobaan 1 dan 2.Dari percobaan 1 dan 2:

v1

v2 =

kk ([ P1]

[ P2] )m

([Q1 ][Q2 ] )

n

x4 x = (aa )

m

(b2 b )

n

14 = (12 )

n

n = 2Jadi, persamaan laju reaksinya v = k [P][Q]2

Dalam penentuan rumus laju reaksi secara eksperimen, jika konsentrasi salah satu zat dinaikan kali, dan ternyata laju naik b kali, maka terdapat hubungan sebagai berikut.aorde = b.

contoh soal1. Data percobaan laju reaksi sebagai berikut.

A + B C

Percobaan [A] M [B] M t (detik)

16

1 0,01 0,5 8

2 0,02 0,5 2

3 0,01 1,0 4

Tentukan:a. Orde reaksi totalb. Persamaan reaksic. Konstanta laju reaksi

Pembahasan:a. Orde reaksi total merupakan jumlah ode reaksi A dan orde reaksi B.

1) Orde reaksi A, dihitung dari percobaan 1 dan 2.

v1 = 1t1

= 18

v2 = 1t2

= 12

v1

v2=

kk ([ A1 ]

[ A2 ] )x

([B1][B2] )

y

1812

= (0,010,02 )

x

(0,50,5 )

y

28 = (12 )

x

14 = (12 )

x

x = 2

2) Orde reaksi B, dihitung dari percobaan 1dan 3.

v1 = 1t1

= 18

v3 = 1t3

= 14

v1

v3=

kk ([ A1 ]

[ A3 ] )x

([B1 ][B3 ] )

y

1814

= (0,010,01 )

x

(0,51,0 )

y

48 = (12 )

y

12 = (12 )

n

y = 1

b. Persamaan laju reaksi: v = k[A]2[B]1

c. Konstanta laju reaksi. Dihitung dari percobaan 2.

V2 = k[A]2[B]1 12

= k (0,02)2(0.5)1

17

0,5 = k (0,0004)(0.5)0,5 = k (0,0004)

k = 0,5

0,0002k = 2.500

Soal

1. Berikut diberikan data perubahan laju reaksi:Q(g) + 2T(g) T2Q(g)

Percobaan [Q] M [T] M v (M det-1)1 0,1 0,1 1,25 x 10-2

2 0,2 0,1 5 x 10-2

3 0,1 0,2 10-1

Jika [Q] dan [T] masing-masing diubah menjadi 0,5 M, maka harga laju (v) reaksi itu adalah ... M det-1

a. 5,0 b. 7,5 c. 10,5 d. 12,5 e. 39,0

2. Pada reaksi P + Q R dipeoleh data sebagai berikut.

Percobaan [P] M [Q] M v (M det-1)

1 1.2 x 10-2 3,2 x 10-2

1,4 x 10-1

2 6,0 x 10-3 1,6 x 10-2

3,5 x 10-2

3 1,2 x 10-2 1,6 x 10-2

7,0 x 10-2

Orde reaksi total untuk reaksi tersebut adalah ...a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5

3. Data eksperimen untuk reaksi berikut.2A + B2 2ABterdapat dalam tabel berikut.

Percobaan [A] [B] M Laju Reaksi

18

M (M/s)1 0,2 0,2 6

2 0,2 0,4 12

3 0,2 0,6 18

4 0,4 0,2 x

5 0,6 0,2 54

Harga x adalah ...

a. 20 b. 24 c.27 d. 36 e. 42

4. Suatu reaksi P + Q + R S + T mempunyai data percobaan sebagai berikut.

Percobaan [P] M [Q] M [R] M Laju Reaksi (M/s)1 0,2 0,2 0,3 18

2 0,2 0,2 0,9 6

3 0,6 0,3 0,3 64 0,6 0,9 0,3 6

Berdasarkan data di atas persamaan laju reaksinya adalah ..a. v = k[P]2[Q][R]b. v = k[P][Q][R]c. v = k[P][Q]d. v = k[P]2[Q]e. v = k[P]2[R]

5. Berikut disajikan data percobaan untuk reaksi.mA + nB pB + qD

PercobaanKe

Konsentrasi awal Laju Reaksi Awal(mol L-1 s-1)A (mol L-1) B (mol L-1)

1 0,1 0,1 x2 0,2 0,2 8x

3 0,1 0,3 9x

Orde reaksi A adalah ...

a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5

TEORI TUMBUKAN

19

Menurut teori tumbukan,reaksi terjadi ketika partikel pereaksi saling bertumbukan .Namun hanya tumbukan antar partikel yang memiliki energi minimum tertentu dan arah yang tepat yang menghasilkan reaksi. Jadi kelajuan reaksi bergantung pada:

a. Frekuensi tumbukan,b. Fraksi partikel yang memiliki energi minimum tertentu, danc. fraksi yang mempunyai arah tumbukan yang sesuai

Contoh tumbukan yang menghasilkan reaksi dan tumbukan yang tidak menghasilkan reaksi antara molekul hidrogen (H2) dan molekul iodin (I2), dapat dilihat pada gambar 3.4. H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

Gambar3.4 Tumbukan antara molekul hidrogen (A) dengan iodin (B) dan membentuk molekul HI (AB)

Sebelum suatu tumbukan terjadi, partikel-partikel memerlukan suatu energi minimum yang dikenal sebagai energi pengaktifan atau energiaktivasi(Ea). Energi pengaktifan atau energi Aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi. Ketika reaksi sedang berlangsung akan terbentuk zat kompleks teraktivasi. Zat kompleks teraktivasi berada pada puncak energi. Jika reaksi berhasil, maka zat kompleks teraktivasi akan terurai menjadi zat hasil reaksi.Hubungan antara energi pengaktifan dengan energi yang diserap atau dilepaskan selama reaksi berlangsung dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Energi pengaktifan dan energi yang dilepas (eksoterm) atau energi yang diserap (endoterm)

1) Pengaruh KonsentrasiZat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga susunan partikel lebih rapat.Tumbukan pada partikel yang lebih rapat akan lebih sering terjadi sehingga kemungkinan terjadinya reaksi lebih besar.

2) Pengaruh Luas Permukaan Bidang SentuhZat yang ukuran partikelnya lebih kecil akan mempunyai luas permukaan bidang

20

Semakin besar konsentrasi maka semakin besar laju reaksi (reaksi semakin cepat)

sentuh lebih besar, sehingga kemungkinan untuk terjadinya tumbukan akan semakin besar. Kemungkinan untuk terjadinya reaksi akan lebih besar juga.

3) Pengaruh SuhuMenurut teori kinetik gas, molekul-molekul dalam satu wadah tidaklah mempunyai energi yang sama, tetapi bervariasi menurut suatu kurva yang mendekati kurva normal.Sebagian besar molekul mempunyai energy rata-rata, sebagian di bawah rata-rata. Peningkatan suhu akan menaikkan energy rata-rata molekul, sehingga jumlah atau fraksi molekul yang mencapai energy pengaktifan bertambah. Akibatnya, laju reaksi akan meningkat.

4) Pengaruh KatalisKatalis mempercepat laju reaksi karena dapat menurunkan energy pengaktifan.

Gambar 3.6 Grafik energi pengaktifan berkurang dengan adanya katalis

Dalamsuatureaksi, peran katalis adalah untuk menurunkan energi aktivasi dengan jalan mengubah mekanis mereaksi, yaitu dengan jalan menambah tahap-tahap reaksi . Katalis ikut serta dalam suatu tahap reaksi, akan tetapi pada akhir reaksi katalis terbentuk kembali (James E. Brady, 1990).

21

Semakin luas permukaan bidang sentuh maka semakin besar laju reaksi (reaksi semakin cepat)

Semakin tinggi suhu maka semakin besar laju reaksi (reaksi semakin cepat)

Katalis akan memperbesar laju reaksi (reaksi semakin cepat)

Contoh:O2(g) + 2SO2(g) → 2SO⎯⎯ 3(g) (energi aktivasi tinggi)Setelah ditambahkan gas NO yang bertindaks ebagai katalis, tahap-tahap reaksimenjadi:2 NO(g) + O2(g) →2 NO⎯⎯ 2(g) (energi aktivasi rendah)2 NO2(g) + 2 SO2(g) →2 SO⎯⎯ 3(g) + 2 NO(g) (energi aktivasi rendah)O2(g) + 2 SO2(g) →2 SO⎯ 3 (g)

Dengan adanya katalis ini,energi aktivasi menjadi lebih rendah, sehingga persentase partikel yang mempunyai energi lebih besar dari energi aktivasi.Hal ini mengakibatkan tumbukan efektif menjadi lebih sering terjadi, sehingga reaksi berjalan lebih cepat.

Soal-soal laju reaksi”Petunjuk ABerilah tanda silang (x) pada salah satu huruf A, B, C, D, atau E untuk pertanyaan yang paling tepat.Petunjuk BPilihlah:A. Jika pernyataan (1), (2), dan (3)

benar;B. Jika pernyataan (1) dan (3) benar;C. Jika pernyataan (2) dan (4) benar;D. Jika hanya pernyataan (4) yang

benar;E. Jika semua pernyataan benar.

Petunjuk CPilihlah:A. Jika pernyataan benar, alasan benar,

dan keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat;

B. Jika pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat;

C. Jika pernyataan benar dan alasan salah;

D. Jika pernyataan salah dan alasan benar;

E. Jika pernyataan salah dan alasan salah.

Gunakan Petunjuk A

1. Laju reaksi A + B AB dinyatakan

sebagai ….

A. Penambahan konsentrasi A tiap satuan waktu

B. Penambahan konsentrasi B tiap satuan waktu

C. Penambahan konsentrasi AB tiap satuan waktu

D. Penambahan konsentrasi A dan B tiap satuan waktu

E. Penambahan konsentrasi A, B, dan AB tiap satuan waktu

2. Berdasarkan teori kompleks teraktifan, katalis mempercepat reaksi dengan cara….A. Menaikkan energi pereaksiB. Menurunkan energi zat hasilC. Menurunkan energi pereaksi dan hasil

reaksiD. Menurunkan energi kompleks teraktifanE. Menaikkan energi kompleks teraktifan

22

3. Suatu reaksi mula-mula berlangsung sangat lambat. Setelah terbentuk zat hasil kecepatannya bertambah. Salah satu zat hasil disebut .…A.Promotor D. inhibitorB.Katalis E. racun katalisC.Otokatalis

4. Di antara reaksi berikut yang mempunyai laju reaksi paling cepat adalah….A.2 gram batang Mg dengan larutan HCl

0,01 MB.2 gram batang Mg dengan larutan HCl

0,1 MC.2 gram serbuk Mg dengan larutan HCl

0,01 MD.2 gram serbuk Mg dengn larutan HCl

0,001 ME. 2 gram serbuk Mg dengan larutan HCl

0,01 M5. Laju reaksi suatu reaksi tertentu bertambah

menjadi dua kali lipat untuk tiap kenaikan 100C. Laju reaksi pada temperatur 800C dibandingkan pada temperatur 200C adalah … kali lebih cepat.A.8 D. 64B.16 E. 128C.32

6. Pada temperatur 2730C, gas bromine dapat bereaksi dengan nitrogen monoksida menurut persamaan reaksi:

2 NO(g)+ Br(g) 2 NOBr(g).Dari reaksi tersebut diperoleh data sebagai berikut.

No Konsentrasi Awal (M)

Laju reaksi (M detik-1)

NO Br2

1 0,1 0,05 0,062 0,1 0,10 0,123 0,1 0,20 0,244 0,2 0,05 0,245 0,3 0,05 0,54

Reaksi tersebut adalah reaksi tingkat ke-….

a. 0 d. 3b. 1 e. 4c. 2

7. Satuan tetapan laju reaksi untuk orde satu adalah…

A. detik-1

B. mol liter-1 detik-1

C. mol-1 literdetik-1

D. mol-1

E. mol liter-1

8. Untuk reaksi A + B hasil, diketahui:1. Jika konsentrasi awal A dinaikkan

menjadi dua kali pada konsentrasi B yang tetap, laju reaksi dua kali lebih besar.

2. Jika konsentrasi awal A dan B masing-masing dinaikkan dua kali, laju reaksi menjadi delapan kali lebih besar.

Persamaan laju reaksi tersebut adalah ….

A. K[A] D. K[A]2[B]2

B. K[A]2 E. K[A][B]2

C. K[A][B]

9. Laju reaksi suatu reaksi A + B AB pada setiap saat dapat dinyatakan sebagai ….A. Penambahan konsentrasi A tiap satuan

waktuB. Penambahan konsentrasi A dan

konsentrasi B tiap satuan waktuC. Penambahan konsentrasi A,

konsentrasi B, dan konsentrasi AB tiap satuan waktu

D. Penambahan konsentrasi tiap satuan waktu

E. Penambahan konsentrasi AB tiap satuan waktu

10. Bagi reaksi A + 2 B + C D, persamaan laju reaksinya adalah ….

23

A. r = k [A] [B] [C] [D]B. r = k [A] [B]2 [C] [D]C. r = k [A] [B]2 [C]

D. r=[D ]

[ A ][ B]2[C ]E. Tidak dapat dinyatakan dari data yang

ada

11. Reaksi antara gas hydrogen dan gas nitrogen monoksida berlangsung menurut persamaan;2 H2(g) + 2 NO(g) 2 H2O(g) + 2

N2(g).Laju reaksinya diberikan dengan persamaan r =k [H2][NO]2. Reaksi tersebut termasuk reaksi tingkat ke- ….A. 0 D. 3B. 1 E. 4C. 2

12. Pada reaksi A + B C, terdapat data :A (M)

B (M)

Laju Reaksi (M/jam)

0,1 0,05 2

0,1 0,2 32

0,2 0,2 128

Orde reaksi terdapat A dan B berturut-turut adalah ….

A. 1 dan 1 D. 2 dan 2B. 2 dan 1 E. 2 dan 3C. 1 dan 2

13. Bagi reaksi 2 A + 2 B C + 2D, diperoleh data sebagai berikut.

[A], mol/L

[B], mol/L

Laju Reaksi, mol L-1 detik-1

p Q s

2p Q 4s

3p 2q 18s

Berdasarkan data tersebut, persamaan laju reaksinya adalah ….

A. r = k [A] [B] D. r = k [A]2

[B]1/2

B. r = k [A]2 [B] E. r = k [A] [B]1/2

C. r = k [A] [B]2

14. Laju reaksi dari suatu reaksi didefinisikan sebagai besarnya pengurangan konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu atau besarnya penambahan konsentrasi hasil reaksi tiap satuan waktu. Jika pada reaksi 2A + B → 2 C, laju reaksi berdasarkan A dinyatakan rA dan besarnya B dinyatakan rB maka ….

A. r A=14

rB❑

D.

r A=r B❑

B. r A=13

r B❑

E.

r A=2 rB❑

C. r A=12

rB❑

15. Reaksi akan berlangsung 3 kali lebih cepat dari semula tiap kenaikan 200C. Jika pada temperatur 300C suatu reaksi berlangsung 3 menit maka pada temperature 700C reaksi akan berlangsung selama ….

A.13

menit D. 4

menit

B.23

menit E. 12

menitC. 1 menit

16. Percobaan yang dilakukan untuk mempelajari kinetika reaksi:

A + B P + QDitunjukkan dalam table berikut.Perc. [A] [B] Laju

(M/s)1 X y r2 2x 2y 4r3 4x y r4 4x 4y 16r

24

Dari percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa persamaan laju reaksi yang sesuai adalah ….

A. Laju = k[A][B] D. Laju = k[B]B. Laju = k[A]2[B] E. Laju = k[B]2

C. Laju = k[A][B]2

17. Diketahui reaksi:

A + 2 B C

Dari percobaan, diperoleh data sebagai berikut.

[A], mol/L

[B], mol/L

Laju reaksi, (M/detik)

0,1 0,1 0,010,1 0,2 0,040,2 0,3 0,36

Orde reaksi terhadap A dan B adalah ….

A. 1 dan 1 D. 2 dan 2B. 1 dan 2 E. 2 dan 3C. 2 dan 1

18. Tiap kenaikan 200C, laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat dari semula. Jika pada temperature 200C reaksi berlangsung selama 9 menit, reaksi yang terjadi pada temperature 800C memerlukan waktu ….

A.19

menit D. 23

menit

B.16

menit E. 12

menit

C.13

menit

19. Reaksi 4 HBr + O2 → 2 H2O + 2 Br2 berlangsung dalam tiga tahap berikut.I. HBr + O2 → HbrO (lambat)II. HBr + HBrO2 → 2HBrO(cepat)

III. 2 HBr + 2 HBrO → 2 H2O + 2 Br2

(cepat)Orde reaksinya adalah ….A. 1 D. 4

B. 2 E. 5C. 3

20. Suatu katalis mempercepat reaksi dengan meningkatkan ….

A. Energi aktivasiB. Perubahan entalpiC. Energi kinetik molekulD. Jumlah tumbukan molekulE. Jumlah molekul yang memiliki energi

di atas energi aktivasi.

21. Tiap 8 kenaikan temperature sebesar 10˚C, laju reaksi naik 2 kali lipat. Jika temperature reaksi dinaikkan dari 20 ˚C menjadi 60 ˚C, laju reaksi akan meningkat sebanyak….A. 8 kali D. 48 kaliB. 16 kali E. 52 kali

C. 32 kali

22. Pembesaran dan pengecilan konsentrasi suatu pereaksi tidak memengaruhi laju reaksi. Orde reaksi terhadap pereaksi tersebut adalah….A. 0 D. 3B. 1 E. 4C. 2

23. Reaksi di bawahini yang berlangsung paling cepat adalah….A. 1g lempengan Fe + 0,1M HCl pada 50 ˚CB. 1g serbuk Fe + 0,5 M HCl pada 50 ˚CC. 1g lempengan Fe + 0,5M HCl pada 50 ˚CD. 1g serbuk Fe + 0,5 M HCl pada 25 ˚CE. g lempengan Fe + 0,1 M HCl pada 25 ˚C

24.Suatu reaksi X + Y → hasil reaksi mempunyai persamaan laju reaksi r = k[X][Y]². Jika reaksi terjadi pada temperature konstan dan konsentrasi masing-masing

25

dinaikkan dua kali dari semula, laju reaksinya adalah….A. dua kali lebih besarB. empat kali lebih besarC. enam kali lebih besarD. delapan kali lebih besarE. sepuluh kali lebih besar

25.Laju reaksi 2 P + 3 Q → 2 PQ₃ dapat dinyatakan sebagai….

A. penambahan konsentrasi P tiap satuan waktuB. penambahan konsentrasi Q tiap satuan waktuC. penambahan konsentrasi PQ tiap satuan waktuD. penambahan konsentrasi P dan Q tiap satuan waktuE. penambahan konsentrasi P, Q, dan PQ₃ tiap satuan waktu

GunakanPetunjuk B

26. Sifat yang dimiliki katalis antara lain…1. Dapat diracuni2. Bekerja efisien pada temperatur

optimum3. Dapat dibius4. Bekerja spesifik

27. Menurut teori tumbukan tentang kinetikareaksi….

1. Setiap tumbukan antara molekul-molekul pereaksi akan menghasilkan reaksi.

2. Setiap tumbukan antara molekul-molekul pereaksi pada temperature tinggi akan menghasilkan reaksi.

3. Tekanan tidak memengaruhi jumlah tumbukan yang terjadi antara molekul-molekul pereaksi.

4. Hanya tumbukan antara molekul-molekul pereaksi yang mempunyai energy cukup dan posisi yang baik pada waktu terjadinya tumbukkan agar menghasilkan reaksi.

28. Persamaan laju reaksi 3A + 2BCdinyatakan oleh r = k[A]²[B].

1. Reaksi tersebut tingkat 2 terhadap A2. Reaksi tersebut tingkat 1 terhadap B3. Reaksi tersebut tingkat 34. Satuan k adalah mol-2 liter2 detik-1

29.

Grafik di atas menunjukkan bahwa….1. Perubahan entalpi untuk reaksi

tersebut adalah C2. Energi aktivasi untuk pembentukan

zat hasil adalah A3. Energi aktivasi untuk pembentukan

zat pereaksi adalah E4. Entalpi total dari keadaan transisi

adalah B + D

30.

Grafik tersebut menunjukkan bahwa….1. Reaksi 2 ABA2 + B2endoterm2. Energi aktivasi untu kreaksi

2 ABA2 + B2 = (x + y) kJ mol-1

3. Energi aktivasi untuk reaksi

26

A

B

C

E

D

A2 + A2 ykJxkJ

2AB

A2 + B2 2 AB = x kJ mol-1

4. Perubahan entalpi reaksiA2 + B2 2 AB = y kJ mol-1

31. Faktor-faktor yang mempengaruhi lajureaksi adalah…

1. Konsentrasi2. Temperatur3. Katalis4. Jumlah tumbukan partikel

32.

Kurva di atas memperlihatkan hubungan antara konsentrasi (Y)zat-zat yang bersangkutan dalam reaksiA B dan waktu (Z) dalam satu menit. Pengertian yang diperoleh dari kurva tersebut adalah…1. Kurva a menunjukkan laju kenaikan

konsentrasi zat B2. Setelah Z menit reaksinya dianggap

selesai.3. Kurva b menunjukkan laju

penurunan konsentrasi zat A.4. Zat B berkurang setiap saat.

33. Katalis dalam suatu reaksi kimia….1. Menurunkan energy aktivasi reaksi.

2. Memberi jalan lain pada reaksi yang energi aktivitasnya lebih rendah.

3. Mempercepat pemutusan ikatan antara partikel-partikel dalam suatu zat pereaksi.

4. Padaakhir reaksi ditemukan kembali dalam jumlah yang sama.

34.Pada temperatur 30°C dalam waktu 10 menit, 0,1 mol A dengan 0,1 mol B membentuk 0,1 molC. Jika reaksi dilakukan pada temperatur 100°C maka…1. Jumlah mol A dan B yang berkurang

tiap menitnya makin banyak.2. Reaksikan berakhir dalam waktu

kurang dari 0 menit.3. Jumlah molC yang terbentuk tiap

menitnya makin banyak.4. Jumlah mol C yang terbentuk pada

akhir reaksi sama banyaknya.

35.Larutan asam oksalat diberi setetes KMnO4

-setelah agak lama, warna KMnO4

hilang. Kemudian, ditambahkan lagi setetes KMnO4, ternyata warnanya lebih cepat hilang.Warna tetesan ketiga lebih cepat lagi hilangnya. Hal tersebut menunjukkan…1. Kecepatan reaksi berbanding terbalik

dengan konsentrasi.2. Kecepatan reaksi berbanding lurus

dengan konsentrasi.3. Reaksi tersebut eksoterm.4. Salah satu hasil reaksi menjadi

katalis bagi reaksi selanjutnya.

GunakanPetunjuk C

36.Peningkatan jumlah katalis dalam suatu reaksi selalu menyebabkan kecepatan reaksi bertambah

Sebab

Katalis dapat meningkatkan energi aktivasi dari reaksi yang dikatalisis.

37. Untuk reaksi A+B C + D, tetapan laju reaksi ke kanan tidak sama dengan tetapan laju reaksi ke arah kiri

Sebab

27

Ya

b

Z

Tetapan laju reaksi bergantung pada jenis reaksi.

38. Pada suatu reaksi kimia, makin besar konsentrasi zatdalam larutan, makinbesar pula laju reaksinya

SebabMakin besar konsentrasi zat dalam larutan, makin besar kemungkinan terjadinya tumbukan di antara partikel-partikel pereaksi.

39. Makin kecil aktivasi, makin cepat reaksi berlangsung

SebabEnergi aktivasi adalah energi yang harus dimiliki parikel-partikel

40. Laju reaksi akan bertambah besar jika konsentrasi zat yang bereaksi bertambah besar

SebabMakin besar konsentrasi zat yang bereaksi dengan zat lain, makin sukar terjadinya tumbukan antar molekul.

28

29