laju reaksi

Praktikum LAJU REAKSI

Tujuan : Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.

Alat dan Bahan :

Alat dan Bahan
1. Pipet	6. Labu takar	11. Corong
2. Gelas kimia 100 ml	7. Pengaduk	12. NaOH(s) → 2 gram
3. Gelas kimia 200 ml	8. Cawan	13. HCl 3 M → 41,7 ml
4. Gelas ukur besar	9. Timbangan kaki 3	14. H2SO4 → 2,8 ml
5. Gelas ukur kecil	10. Sendok kecil	15. Air → 100 ml

Cara Kerja :

• Percobaan I

1. Timbang sebanyak 2 gram NaOH_(s).
2. Tuangkan NaOH _(s) ke dalam gelas kimia dan larutkan dengan air ± 100 ml. Kemudian aduk hingga larut.
3. Tuangkan larutan NaOH dari gelas kimia ke labu takar. Kemudian tambahkan air hingga volumenya 250 ml.

• Percobaan II

1. Ambil sebanyak 41,7 ml HCl 3 M menggunakan gelas ukur.
2. Tuangkan ke dalam gelas kimia dan tambahkan air ± 100 ml.
3. Aduk hingga rata.
4. Tuangkan larutan tersebut ke dalam labu takar dan tambahkan air sampai volumenya 250 ml. Kemudian kocok.

• Percobaan III

1. Ambil 2,8 ml H2SO4 pekat menggunakan gelas ukur kecil.
2. Siapkan 100 ml air dalam gelas kimia.
3. Tuangkan sedikit demi sedikit H2SO4 pekat ke dalam gelas kimia sambil diaduk hingga rata.
4. Tuangkan larutan tersebut ke labu takar dan tambahkan air sampai volumenya 250 ml. Kemudian kocok.

Perhitungan Percobaan :

• Percobaan I

Untuk membuat larutan 250 ml NaOH dari NaOH padat, maka pertama kali yang dilakukan adalah menimbang NaOH padat.

Diketahui : volumenya 250 ml, Mr NaOH 40

Ditanyakan : massa NaOH padat

Jawab :

n_NaoH = 250 ml x 2 = 50 mmol = 0,05 mol

n_NaOH = gram NaOH/Mr

0,05 = gram NaOH/40

Gram NaOH = 2 gram

Jadi, massa NaOH yang diperlukan adalah 2 gram.

• Percobaan II

Untuk membuat larutan 250 ml HCl 0,5 M dari HCl 3 M, pertama kali yang dilakukan adalah menghitung volume HCl.

V₁.M₁ = V₂.M₂

250.0,5 = V₂.3

V₂ = 41,7 ml

Jadi, volume HCl yang diperlukan adalah 41,7 ml

• Percobaan III

Untuk membuat larutan 250 ml H₂SO₄ dari H₂SO₄ padat dengan kadar air 98% adalah melakukan perhitungan sebagai berikut.

Diketahui : c = 1,8 kg/dm³, Mr H₂SO₄ = 98, V₁ = 250 ml, M₁ = 0,2 M

Ditanyakan : molaritas H₂SO₄ pekat dan V₂

Jawab :

M = M

V₁.M₁ = V₂.M₂

250.0,2 = V₂.18

50 = 18V₂

V₂ = 2,8 ml

Jadi, volume H₂SO₄ yang diperlukan adalah 2,8 ml (warna sama persis dengan air).

Laju reaksi

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi kimia yang berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi menyatakan molaritas zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi. Perkaratan besi merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat, sedangkan peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat.

Laju reaksi dipelajari oleh cabang ilmu kimia yang disebut kinetika kimia.

Definisi formal

Untuk reaksi kimia

dengan a, b, p, dan q adalah koefisien reaksi, dan A, B, P, dan Q adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi, laju reaksi dalam suatu sistem tertutup adalah

dimana [A], [B], [P], dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut.

Faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

1.   Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh ukuran partikel/zat. 
Semakin luas permukaan maka semakin banyak tempat bersentuhan untuk berlangsungnya reaksi. Luas permukaan zat dapat dicapai dengan cara memperkecil ukuran zat tersebut

2.   Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh suhu. 
Semakin tinggi suhu reaksi, kecepatan reaksi juga akan makin meningkat sesuai dengan teori Arhenius.

3.   Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh katalis. 
Adanya katalisator dalam reaksi dapat mempercepat jalannya suatu reaksi. Kereakifan dari katalis bergantung dari jenis dan konsentrasi yang digunakan.

ENERGI AKTIVASI

Tumbukan-tumbukan akan menghasilkan reaksi jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memulai suatu reaksi. Energi minimum yang diperlukan disebut dengan reaksi aktivasi energi. Kita dapat menggambarkan keadaan dari energi aktivasi pada distribusi Maxwell-Boltzmann seperti ini:

Luas permukaan

Luas permukaan memiliki peranan yang sangat penting dalam banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehinggatumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil.

Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerat. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.

Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:

 ... (1)

 ... (2)

Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi :

Beberapa katalis yang pernah dikembangkan antara lain berupa katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitis yang paling dikenal adalah proses Haber, yaitu sintesis amonia menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik yang dapat menghancurkan produk emisi kendaraan yang paling sulit diatasi, terbuat dari platina dan rodium.

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi.

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat.

Terjadinya Kecepatan Reaksi                                                               

Dalam suatu reaksi kimia berlangsungnya suatu reaksi dari keadaan semula (awal) sampai keadaan akhir diperkirakan melalui beberapa tahap reaksi.

Contoh: 4 HBr(g) + O ₂ (g) → 2 H ₂ O(g) + 2 Br ₂ (g)

Dari persamaan reaksi di atas terlihat bahwa tiap 1 molekul O ₂ bereaksi dengan 4 molekul HBr. Suatu reaksi baru dapat berlangsung apabila ada tumbukan yang berhasil antara molekul-molekul yang bereaksi. Tumbukan sekaligus antara 4 molekul HBr dengan 1 molekul O ₂ kecil sekali kemungkinannya untuk berhasil. Tumbukan yang mungkin berhasil adalah tumbukan antara 2 molekul yaitu 1 molekul HBr dengan 1 molekul O ₂ . Hal ini berarti reaksi di atas harus berlangsung dalam beberapa tahap dan diperkirakan tahap-tahapnya adalah :

Tahap 1:	HBr + O 2	→ HOOBr	(lambat)
Tahap 2:	HBr + HOOBr	→ 2HOBr	(cepat)
Tahap 3:	(HBr + HOBr	→ H 2 O + Br 2 ) x 2	(cepat)
	—————————————————— +
	4 HBr + O 2	→ 2H 2 O + 2 Br 2

Dari contoh di atas ternyata secara eksperimen kecepatan berlangsungnya reaksi tersebut ditentukan oleh kecepatan reaksi pembentukan HOOBr yaitu reaksi yang berlangsungnya paling lambat.

Rangkaian tahap-tahap reaksi dalam suatu reaksi disebut “mekanisme reaksi” dan kecepatan berlangsungnya reaksi keselurahan ditentukan oleh reaksi yang paling lambatdalam mekanisme reaksi. Oleh karena itu, tahap ini disebut tahap penentu kecepatan reaksi.

Ketetapan laju

Hal yang cukup mengejutkan, Ketetapan laju sebenarnya tidak benar-benar konstan. Konstanta ini berubah, sebagai contoh, jika kita mengubah temperatur dari reaksi, menambahkan katalis atau merubah katalis.

Tetapan laju akan konstan untuk reaksi yang diberikan hanya apabila kita mengganti konsentrasi dari reaksi tersebut. Anda akan mendapatkan efek dari perubahaan suhu dan katalis pada laju konstanta pada halaman lainnya

Persamaan laju reaksi

Untuk reaksi kimia

hubungan antara laju reaksi dengan molaritas adalah

dengan:

§  V = Laju reaksi

§  k = Konstanta laju reaksi

§  m = Orde reaksi zat A

§  n = Orde reaksi zat B

Orde reaksi zat A dan zat B hanya bisa ditentukan melalui percobaan.

Mengukur laju reaksi

Ada beberapa cara untuk mengukur laju dari suatu reaksi. Sebagai contoh, jika gas dilepaskan dalam suatu reaksi, kita dapat mengukurnya dengan menghitung volume gas yang dilepaskan per menit pada waktu tertentu selama reaksi berlangsung.

Definisi Laju ini dapat diukur dengan satuan cm³s^-1

Bagaimanapun, untuk lebih formal dan matematis dalam menentukan laju suatu reaksi, laju biasanya diukur dengan melihat berapa cepat konsentrasi suatu reaktan berkurang pada waktu tertentu.

Sebagai contoh, andaikan kita memiliki suatu reaksi antara dua senyawa A dan B. Misalkan setidaknya salah satu mereka merupakan zat yang bisa diukur konsentrasinya-misalnya, larutan atau dalam bentuk gas.

Untuk reaksi ini kita dapat mengukur laju reaksi dengan menyelidiki berapa cepat konsentrasi, katakan A, berkurang per detik.

Kita mendapatkan, sebagai contoh, pada awal reaksi, konsentrasi berkurang dengan laju 0.0040 mol dm^-3 s^-1.

Hal ini berarti tiap detik konsentrasi A berkurang 0.0040 mol per desimeter kubik. Laju ini akan meningkat seiring reaksi dari Aberlangsung.

Kesimpulan

Untuk persamaan laju dan order reaksi, laju reaksi diukur dengan cara berapa cepat konsentrasi dari suatu reaktan berkurang. Satuannya adalah mol dm^-3 s^-1

- Laju reaksi adalah perbandingan perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil      reaksi terhadap perubahan waktu

-Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.,“Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus melalui percobaan”. Dalam penetapan laju reaksi ditetapkan yang menjadi patokan adalah laju perubahan konsentrasi reaktan.

-Untuk persamaan laju dan order reaksi, laju reaksi diukur dengan cara berapa cepat konsentrasi dari suatu reaktan berkurang. Satuannya adalah mol dm^-3 s^-1