Jenis Reaksi

A. Reaksi Elementer

1. Reaksi Reversibel

2. Reaksi Seri/Konsekutif

3. Reaksi Paralel

4. Reaksi Rantai

B. Reaksi Non-Elementer

Reaksi Irreversibel

A. Reaksi Elementer

Mekanisme reaksi adalah kumpulan dari beberapa langkah reaksi membentuk beberapa

reaksi keseluruhan. Kandungan setiap langkah dari setiap mekanisme reaksi disebut reaksi

elementer, yang terdiri dari beberapa reaksi sederhana. Laju reaksi elementer berbanding lurus

dengan hasil kali konsentrasi unsur-unsur yang bereaksi, masing-masing dipangatkan dengan

koefisiennya dalam persamaan elementer yang setimbang.

Contoh reaksi elementer :

A + B → R -rA = k[A][B]

2A → P -rA = k[A]2

2A → 2R -rA = rR = k1 [A]2

A → R -rA = rR = k1 [A]

Persamaan laju elementer sesuai dengan persamaan stoikiometri reaksi kimia. Reaksi

elementer dalam kesetimbangannya diwakilkan oleh konsentrasi. Konsentrasi merupakan basis

dalam menggambarkan konsentrasi yang bereaksi dan yang terbentuk.

1. Reaksi Reversibel

Merupakan yang berlangsung dua arah atau dapat balik.

Contoh :

H2O(s) H2O(l)

(es batu yang mencair bisa kembali membeku)

2SO2(g) + O2 2SO3(g)

2. Reaksi Seri (Konsekutif)

Pada Reaksi ini produk dari sebuah reaksi menjadi reaktan dalam reaksi selanjutnya, hal

ini disebut juga mekanisme reaksi berkelanjutan.

→

→

Dimana untuk menyederhanakannya, diasumsikan koefisien stoikiometri per kesatuan. Karena

reaksi diasumsikan orde satu, maka laju reaksi pertama dan kedua adalah

r1 = k1 [A] dan r2 = k2 [A]

contoh reaksi seri :

2NaClO → NaCl + NaClO2

NaClO2 + NaClO → NaCl + NaClO3

3. Reaksi Paralel

Reaksi paralel adalah reaksi-reaksi yang menggunakan reaktan yang sama dan

berlangsung pada saat bersamaan. Pada reaksi ini, zat yang selain bereaksi selain dari produk

utama, dihasilkan pula satu atau lebih produk samping. Conto dari reaksi ini adalah reaksi

nitrasi fenol, saat fenol dinitrasi oleh HNO3, fenol dapat membentuk orto-nitrofenol dan para-

nitrofenol secara bersamaan. Berikut reaksinya adalah :

Persamaan laju reaksi dan pembentukan orto-nitrofenol adalah

( )

( )( )

Persamaan laju reaksi dan pembentukan para-nitrofenol adalah

( )

( )( )

Sehingga laju reaksi totalnya adalah

( )( )( )

a dan b = konsentrasi fenol dan asam nitrat pada awal reaksi

x = jumlah zat yang bereaksi

(a-x)(b-x) = konsentrasi pada saat t

4. Reaksi Rantai

Reaksi rantai merupakan reaksi yang berlangsung lewat serangkaian langkah elementer,

beberapa diantaranya terjadi berulang-ulang. Reaksi rantai seperti ini terdiri dari tiga tahap :

1. Inisiasi, yang menghasilkan dua atau lebih zat-antara reaktif.

2. Perambatan, yang membentuk produk tetapi zat-antara reaktif terus terbentuk.

3. Terminasi, yang menghubungkan dua zat-antara menghasilkan produk stabil.

Contoh reaksi rantai ialah reaksi metana dengan fluorin menghasilkan CH3F dan HF

CH4(g) + F2(g) → CH3F(g) + HF(g)

Mekanisme melibatkan reaksi rantai dari jenis berikut ini :

CH4 + F2 → CH3 + HF +F (inisiasi)

CH3 + F2 → CH3F + F (perambatan)

CH4 + F → CH3 + HF (perambatan)

CH3 + F + M → CH3F + M (terminasi)

Dalam langkah inisiasi, dihasilkan dua zat antara reaktif (CH3 dan F). Selama langkah

perambatan, kedua zat antara ini tidak habis terpakai sementara reaktan (CH4 dan F2) diubah

menjadi produk (CH3F dan HF). Langkah perambatan dapat diulang-ulang sampai akhirnya

kedua zat-antara reakif tersebut bersama-sama berperan dalam langkah terminasi. Reaksi

rantai sangat penting dalam pembentukan molekul berantai panjang disebut polimer.

B. Reaksi Non-Elementer

Reaksi non-elementer merupakan reaksi yang tidak ada keterkaitan langsung antara

persamaan stoikiometri dengan persamaan kecepatan reaksinya.

Contoh :

H2 + Br2 → 2 HBr r HBr = [ ][ ]

⁄

[ ]

[ ]

Pendenkripsian dari reaksi non-elementer bisa digambarkan dengan langkah-langkah berikut :

- Untuk reaksi berantai

1. Tahap iniasi reaktan → intermediet*

2. Tahap perambatan intermediet + reaktan → intermediet* + hasil

3. Tahap terminasi intermediet* → hasil

- Untuk reaksi tidak berantai

Reaktan → intermediet*

Intermediet* → hasil

Contoh mekanisme reaksi non-elementer

H2 + Br2 → 2 HBr

Laju reaksi berdasarkan eksperimen r HBr = [ ][ ]

⁄

[ ]

[ ]

Mekansime reaksinya :

Br2 2Br* (inisiasi dan terminasi)

Br* + H2 HBr + H* (perambatan)

H* + Br2 → HBr + Br* (perambatan)

Reaksi Irreversibel

Merupakan reaksi yang berlangsung satu arah yang tidak dapat balik.

Contoh :

4Fe(s) + O2(g) → 2Fe2O3(s)

a. Jika dalam reaksi kesetimbangan kita mengenal istilah konstanta kesetimbangan, maka dalam

kinetika reaksi kimia dikenal istilah konstanta laju reaksi. Berikanlah penjelasan mengenai

hubungan kedua konstanta tersebut, dan turunkanlah bentuk persamaan reaksi untuk reaksi

pembentukan NO ? bagaimanakan bentuk persamaan laju reaksi lain seperti yang anda jelaskan

sebelumnya.

Jawab :

Hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan konstanta laju reaksi adalah kesetimbangan

terjadi apabila laju reaksi ke arah produk sama dengan laju reaksi ke arah reaktan.

Reaksi pembentukan NO :

Konstanta kesetimbangan atau K dinyatakan sebagai berikut

( )

(

Dapat dilihat pada contoh reaksi pembentukkan NO

N2 + O2 ↔ 2NO

Dengan Kf sebagai Kforward dan Kb sebagai Kbackward dan x sebagai NO yang terbentuk.

Jika dituliskan dalam reaksi maju : (

) ([ ] ) ([ ] )

Jika dituliskan dalam reaksi mundur :(

) ( )

Lalu karena kedua persamaan saling berkebalikan, kedua persamaan dapat dikurangkan:

(

) (

) ([ ] ) ([ ] ) ( )

Sehingga persamaan saat mencapai kesetimbangan dimana dx/dt=0

( )

([ ] ) ([ ] )

Bentuk persamaan laju reaksi lain :

2H2(g) + SO2(g) → 2H2O(g) + S(g) laju = k [H2][SO2]

d. Salah satu manfaat mempelajari kinetika adalah kita dapat menurunkan satu persamaan laju

untuk beberapa tahap reaksi, yang biasa dikenal dengan reaksi rantai. Contohnya adalah reaksi

pembentukan HBr dari H2 dan Br2. Berikanlah langkah-langkah yang jelas untuk dapat

menurunkan persamaan laju reaksi dari reaksi tersebut.

Jawab :

H2 + Br2 → 2 HBr

Laju reaksi berdasarkan eksperimen r HBr = [ ][ ]

⁄

[ ]

[ ]

Mekanisme reaksi yang terjadi sebagai berikut

(1) Inisiasi : Br — k1 2Br*

(2) Propagasi : Br*H2 – k2 HBr + H*

(3) Propagasi : H*+Br2 –k3 HBr+Br*

(4) Inhibisi : H*+HBr –k4 H2+Br*

(5) Terminasi : Br*+Br* –k5 Br2

Laju reaksi ditentukan dengan penentuan laju pembentukan HBr sebagai intemediet. HBr

terbentuk pada reaksi (1) dan (2), tetapi hilang pada reaksi (4), maka laju pembentukan

totalnya

[ ]

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] ( )

Penyelesaiannya harus dilakukan dengan mengetahui konsentrasi atom brom dan hydrogen,

untuk disusun dalam persamaan lajunya dan dianggap dalam keadaan steady:

[ ]

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ]

Substitusi persamaan ke persamaan (1) sehingga menghasilkan

[ ]

(

)

⁄

[ ][ ]

[ ] [ ]

Tetapan laju reaksi semu ditentukan sebagai:

(

) ⁄

dan

Sehingga persamaan menjadi

[ ]

[ ][

]

[ ][ ]