Fak t or -f ak t or yang Mem pengar uhi Laj u Reak si

4.2. Fak t or -f ak t or yang Mem pengar uhi Laj u Reak si

Laju reaksi kimia dapat berlangsung cepat, atau lambat dan dapat juga meningkat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Apa saja yang mempengaruhi laju reaksi? Coba kamu lakukan pengujian sebagai berikut :

Buktikan

Fakt or-fakt or yang mempengaruhi laj u reaksi

Alat yang digunakan : gelas kimia, gelas ukur, batang pengaduk, termometer, pemanas listrik, timbangan, stopwatch.

Zat yang digunakan : seng granul, serbuk seng, HCl encer, HCl pekat,

indikator universal.

Lakukan langkah kerja berikut :

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

Reaksi pembanding

· Timbang 1,7 gram serbuk seng · Ambil 25 mL HCl 0,5 M dan masukkan kedalam gelas kimia 1, tambahkan

indikator universal catat warna dan suhunya · Bersamaan dengan ditekannya tombol st opwat ch masukkan serbuk seng

kedalam gelas kimia yang berisi larutan HCl. · Matikan st opwat ch ketika larutan berubah warna menjadi hijau dan catat

waktunya.

Pengubahan konsent rasi :

· Timbang 1,7 gram serbuk seng · Ambil 25 mL HCl 5 M dan masukkan kedalam gelas kimia 1, tambahkan indikator

universal catat warna dan suhunya · Bersamaan dengan ditekannya tombol st opwat ch masukkan serbuk seng

kedalam gelas kimia yang berisi larutan HCl. · Matikan stopwatch ketika larutan berubah warna menjadi hijau dan catat waktunya. · Catatlah semua data yang diperoleh, dan buat kesimpulan

Pengubahan luas permukaan :

· Timbang 1,7 gram seng granul · Ambil 25 mL HCl 0,5 M dan masukkan kedalam gelas kimia 1, tambahkan

indikator universal catat warna dan suhunya · Bersamaan dengan ditekannya tombol st opwat ch masukkan serbuk seng kedalam

gelas kimia yang berisi larutan HCl. · Matikan st opwat ch ketika larutan berubah warna menjadi hijau dan catat waktunya. · Catatlah semua data yang diperoleh, dan buat kesimpulan

Pengubahan t emperat ur :

· Timbang 1,7 gram serbuk seng · Ambil 25 mL HCl 0,5 M dan masukkan kedalam gelas kimia 1, tambahkan

indikator universal catat warna dan suhunya · Panaskan penangas air sehingga mencapai suhu ± 50 o C · Bersamaan dengan ditekannya tombol s t opwat ch masukkan serbuk seng ke

dalam gelas kimia yang berisi larutan HCl. · Masukan kedalam penangas yang suhunya relatif konstan ± 50 o C. · Matikan st opwat ch ketika larutan berubah warna menjadi hijau dan catat waktunya. · Catatlah semua data yang diperoleh, dan buat kesimpulan

Laju Reaksi

Tu gas Man dir i Ã

Berdasarkan data percobaan berikut :

SUHU WAKTU

SUHU

WAKTU

60 0 C 1 menit 33,7 detik 10 0 C 2,44

0 0 C 1 detik

70 0 C 2 menit 51 detik 20 0 C 5,58

80 0 C 5 menit 2,3 detik 30 0 C 12,11

90 0 C 8 menit 37,2 detik 40 0 C 25 100 0 C 14 menit 18 detik 50 0 C 49,42

Buatlah grafik berdasarkan data tersebut dan apa yang dapat kamu simpulkan mengenai hubungan antara laju reaksi dan kenaikan suhu berdasarkan grafik yang diperoleh

Berdasarkan teori tumbukan suatu faktor akan mempengaruhi laju reaksi dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Konsent rasi

Untuk beberapa reaksi baik reaksi dalam fasa gas, cair ataupun padat kenaikan konsentrasi meningkatkan laju reaksi. Contoh reaksi antara asam klorida yang ditambahkan pada natrium tiosulfat, endapan kuning terbentuk yang menunjukkan pembentukkan belerang.

Na 2 S 2 O 3 (aq) + 2 HCl(aq) o 2 NaCl(aq) + H 2 O(l) + S(s) + SO 2 (g)

molekul air

Jika larutan natrium tiosulfat dibuat semakin encer, pembentukkan endapan semakin membutuhkan waktu yang lama. Dengan asumsi bahwa reaksi terjadi antara dua partikel karena terjadinya tumbukan, tumbukan yang

encer

pekat

menghasilkan reaksi disebut tumbukan efektif. Ini berlaku untuk reaksi pada fasa apapun, baik untuk fasa gas, cair atau pun padat. Jika konsentrasi tinggi maka kemungkinan terjadinya tumbuk- an semakin banyak.

encer

pekat

Anggaplah pada suatu waktu kamu

salah satu pereaksi padatan

punya satu juta partikel yang memiliki cukup energi untuk mengatasi energi

Gam bar 4 .2 Pengaruh konsentrasi pada jalan

aktivasinya sehingga dapat bereaksi,

atau E>Ea. Jika kamu punya 100 juta maka akan bereaksi 100 juta, maka hasil reaksi biasanya mengikuti kelipatan zat pereaksi yang ditambahkan.

reaksi

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

2. Luas Permukaan

Jika kita gunakan padatan dalam bentuk serbuk biasanya hasil reaksi akan lebih cepat diperoleh. Hal itu dikarenakan zat dalam bentuk serbuk memiliki luas permukaan yang lebih besar. Memperbesar luas permukaan padatan akan meningkatkan peluang terjadinya tumbukan. Bayangkan sebuah reaksi antara logam magnesium dan asam klorida encer. Reaksi akan mencakup tumbukan antara atom magnesium dan ion hidrogen.

Mg(s) + 2 H + (aq) o Mg 2+ (aq) + H 2 (g)

Gam bar 4 .3 Pengaruh luas permukaan pada jalan reaksi

3. Temperat ur

Dan pada umumnya reaksi akan berlangsung dengan semakin cepat jika dilakukan dengan pemanasan. Pema- nasan berarti penambahan energi kine- tik partikel sehingga partikel akan ber- gerak lebih cepat, akibatnya tumbukan yang terjadi akan semakin sering

Tumbukan akan menghasilkan hasil reaksi jika partikel yang bertumbukan memiliki energi yang cukup untuk melakukannya. Energi minimum ini disebut sebagai energi aktivasi untuk bereaksi. Hal itu digambarkan sebagai-

Gambar 4.4 Energi aktivasi reaksi

mana pada Gambar 4.4.

Laju Reaksi

Hanya partikel pada daerah energi tinggi (daerah hijau) yang dapat meng- atasi energi aktivasi sehingga menga- lami tumbukkan efektif. Partikel tidak dapat bereaksi karena tidak memiliki energi yang cukup, sehingga setelah bertumbukan kembali berpisah. Untuk mempercepat reaksi, jumlah partikel dengan energi yang cukup untuk bereaksi harus ditingkatkan. Meningkatkan tempe- ratur berarti menambah energi sehingga bentuk grafik pada gambar 4.4 akan beru-

Gam bar 4 .5 Pengaruh suhu pada jalan reaksi

bah menjadi seperti pada Gambar 4.5.

4. Kat alis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat suatu reaksi, tetapi secara kimia zat tersebut tidak berubah dan kita dapat memperoleh kembali ada akhir reaksi bahkan dengan jumlah massa yang sama. Beberapa reaksi yang dibantu dengan penambahan katalis diantaranya adalah :

Reaksi

Katalis

Penguraian hidrogen peroksida Mangan(IV)oksida, MnO 2

Nitrasi benzen Asam sulfat pekat Pembuatan ammonia dalam proses Haber

Besi

Vanadium(V)oksida, V 2 O 5 proses kontak dalam pembuatan asam sulfat terjadi.

Pengubahan dari SO 2 menjadi SO 3 selama

Hidrogenasi ikatan rangkap C=C

Nikel

Untuk meningkatkan laju reaksi kamu perlu meningkatkan jumlah tumbukan yang efektif sehingga menghasilkan reaksi. Selain dengan meningkatkan energi kinetiknya melalui pemanasan, adalah dengan menempuh jalan alternatif dalam bereaksi, dimana jalan tersebut lebih mudah dicapai atau membutuhkan energi yang relatif lebih kecil dari jalan reaksi yang biasa. Tumbukaan akan lebih efektif jika memiliki arah orientasi yang tepat, dengan energi aktivasi yang lebih kecil atau lebih mudah untuk membentuk ikatan dibanding dengan arah orientasi yang

lain. Contoh untuk reaksi pembentukan CH 3 CH 2 Cl berikut:

H 2 C CH 2 + HCl

H 3 C CH 2 Cl

Gam bar 4 .7 arah orientasi reaksi tidak efektif

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

Gam bar 4 .8 arah orientasi dengan efektivitas reaksi yang lebih tinggi

Dengan kata lain untuk mengerakkan energi aktivasi dalam Gambar 4.9 berikut ini.

Gam bar 4 .1 0 Pengaruh katalis pada energi Gam bar 4 .9 Analogi pergeseran energi aktivasi

aktivasi reaksi akibat perubahan energi partikel

Penambahan katalis memiliki pe-

hidrogen

ngaruh pada energi aktivasi. Sebuah

(permukaan logam)

katalis memberikan jalan reaksi yang lain dengan energi aktivasi lebih rendah. Seperti ditunjukkan dalam gambar 4.10.

etena

Contoh reaksi pemutusan ikatan rangkap pada etena untuk membentuk etana yang sangat sulit dilakukan dapat dilakukan dengan menempuh cara lain jika ada katalis logam nikel, gambaran reaksi yang berlangsung bisa dilihat seperti pada gambar 4.11 disamping ini.

Logam nikel hanya menjadi

etena

mediator terjadinya pemutusan ikatan kovalen antara molekul diatomik hidrogen dan menjadi sarana terjadinya

Gam bar 4 .1 1 Reaksi katalisis pada pembentukan

tumbukan antara hidrogen yang sudah

etana dari etena

Laju Reaksi Laju Reaksi

Dalam tubuh mahluk hidup sudah tersedia katalis tertentu untuk mempercepat reaksi yang biasanya merupakan suatu enzim, seperti enzim yang membantu proses pencernaan.