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.