Bab 3_Laju Reaksi (edit)

  Laju Reaksi

  Peta Konsep [ pereaksi]  _dirumuskan  t _{Laju Reaksi atau} 

  [ zat hasil]   t _{memiliki - Reaksi orde 0, r = k[A] , grafik [A]}  _{dapat berupa} lawan t merupakan garis lurus _{1 Persamaan Laju Reaksi} - Reaksi orde 1, r = k[A] , grafik log [A] _{lawan t merupakan garis lurus} dipengaruhi ₂ ¹ _{Laju reaksi dipengaruhi oleh: oleh} - Reaksi orde 2, r = k[A] , grafik _{merupakan garis lurus lawan t atau log r lawan 2 log [A] A}

• Konsentrasi

A. Laju dan Orde Reaksi

1. Pengertian Laju Reaksi

  Beberapa reaksi kimia berlangsung cepat, contohnya reaksi pengendapan AgCl. Reaksi lain, seperti pembakaran metana, memerlukan energi permulaan.

  Laju reaksi diukur berdasarkan perubahan konsentrasi zat pereaksi tiap satuan waktu atau bertambahnya zat hasil tiap satu satuan waktu. Dengan tanda kurung kotak, [...], menyatakan konsentrasi molar maka

  [ pereaksi] 

  Laju berkurangnya konsentrasi zat pereaksi =

   t

   Untuk reaksi secara umum:

  

a A + b B → c C + d D

  Laju pengurangan konsentrasi pereaksi dan pembentukan zat hasil adalah sebagai berikut.

  1 A

  1 B

  1 C

  1 D            

  Laju         a t b t c t d t

     

2. Persamaan Laju dan Orde Reaksi

  Secara umum untuk reaksi:

  a A + b B → c C + d D

  persamaan laju diberikan oleh:

  x = orde (tingkat) reaksi terhadap A y = orde (tingkat) reaksi terhadap B x y

  Laju reaksi ( ) k A B r  x + y = orde (tingkat) reaksi total

      _{1–n n–1 –1} k = tetapan laju reaksi

  satuan k = mol liter detik _{–1 –1} satuan k untuk orde 0 = mol liter detik

• _–1 satuan k untuk orde 1 = detik _{–1 –1} satuan k untuk orde 2 = mol liter detik

  Nitrogen Oksida (NO) bereaksi dengan hidrogen (H ₂ ) membentuk dinitrogen oksida(N ₂ O) dan uap air (H ₂ O).

  2NO(g) + H ₂ (g) → N ₂ O(g) + H ₂ O (g) Pengaruh konsentrasi NO dan H ₂ terhadap laju reaksi ditemukan sebagai berikut.

  Contoh: Percobaa n

  Konsentrasi awal (M) Laju reaksi awal (M s

• ^-1 ) NO H
₂ 1 6,4 x

  10 ^-3 2,2 x 10

• ^-3 2,6 x 10 ^-5
a. Tentukan orde reaksi terhadap NO

  b. Tentukan orde reaksi terhadap H

₂

  c. Tulis persamaan laju reaksinya

  d. Tentukan nilai orde reaksi total

  e. Tentukan nilai dan satuan tetapan jenis reaksi (k)

  f. Tentukan laju reaksi jika konsentrasi NO dan H ₂

  masing-masing 0,5 M Laju reaksi: X(g) + Y (g) → zat hasil Ditentukan dari percobaan dibawah ini

  Contoh: No . [X] M [Y] M Laju reaksi (M s

• ^-1 )

  1 0,01 0,01 1 x 10 ^-3 2 0,01 0,02 2 x 10

• ^-3 3 0,02 0,04 8 x 10 ^-3

  a. Tentukan orde reaksi terhadap X

  b. Tentukan orde reaksi terhadap Y

  c. Orde Total

  Laju reaksi: P(g) + Q (g) → zat hasil Ditentukan dari percobaan dibawah ini

  Contoh: No . [P] M [Q] M Waktu reaksi (detik) 1 0,1 0,1

  80 2 0,2 0,1 40 3 0,4 0,2

  5

  a. Tentukan orde reaksi terhadap P

  b. Tentukan orde reaksi terhadap Q

  c. Orde Total

  Contoh:

  Laju reaksi: A(g) + B(g) + C(g) → D (g) + E (g) Diperoleh data sebagai berikut.

  [A] [B] [C] Laju M M M reaksi

• _-1 (M s ) _-2

  1,0 1,0 1,0 1,0 x 10 _-3 1,0 1,0 0,5 2,5 x10

• _-3 1,0 2,0 0,5 5,0 x 10 2,0 2,0 1,0 4,0 x _-2

  10

  a. Tentukan orde reaksi terhadap A

  b. Tentukan orde reaksi terhadap B Diketahui reaksi: A(g) + B(g) → zat hasil jika [A] dinaikkan 4 kali dan [B] tetap, laju reaksinya menjadi 2 kali lebih cepat. Jika [A] dan [B] dinaikkan 4 kali, laju reaksinya menjadi 32 kali lebih cepat. Dari data tersebut, tentukan rumus laju reaksi

  PR latihan 2.2 no 1-3 Di buku PR Dikumpul kamis Minggu depan praktikum (faktor yang mempengaruhi kelajuan) Baca materi Bawa jas lab

  Jawab:

  A. • Orde reaksi terhadap X. Pilih eksperimen dengan [Y] tetap (2 dan 3). Jika [X] diturunkan setengahnya (dari 0,20 menjadi _–4 0,10), laju reaksi tetap (19,8 × 10 ). Berarti, laju reaksi tidak dipengaruhi X.

  r ~ [X] , reaksi orde nol terhadap X.

• Orde reaksi terhadap Y. Pilih eksperimen dengan [X] tetap

  (1 dan 3). Jika [Y] dilipatkan tiga (dari 0,10 menjadi 0,30), laju _{–4 –4} reaksi menjadi 9 kali (dari 2,2 × 10 menjadi 19,8 × 10 ).

  Berarti, laju reaksi berbanding lurus dengan kuadrat [Y]. ₂ r ~ [Y] , reaksi orde dua terhadap Y.

B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi

  1. Konsentrasi Makin besar konsentrasi zat-zat pereaksi, cepat laju reaksinya.

  Hal itu disebabkan makin banyak pula kemungkinan terjadinya tumbukan antara partikel-partikel.

  2. Kereaktifan Zat Pereaksi

  Unsur-unsur yang reaktif reaksinya lebih cepat daripada unsur- unsur yang kurang reaktif.

  3. Temperatur

  Kenaikan temperatur akan menaikkan laju reaksi. Penyebabnya:

• pada saat temperatur dinaikkan, jumlah energi kinetik partikel- partikel yang bertumbukan bertambah;

4. Katalis

  e.

  Beberapa hal yang perlu diketahui mengenai katalis:

  Katalis yang dapat memperlambat reaksi disebut katalis negatif atau inhibitor.

  g.

  

Keaktifan katalis dapat diperbesar oleh promotor (pemacu katalis).

  f.

  Katalis dapat diracuni oleh zat lain yang disebut sebagai racun katalis.

  Katalis adalah zat yang memengaruhi laju reaksi tanpa mengalami perubahan kekal dalam reaksi tersebut.

  a.

  d.

  Katalis bekerja secara spesifik untuk reaksi tertentu.

  c.

  Katalis tidak memulai suatu reaksi, tetapi memengaruhi laju reaksi.

  b.

  Komposisi kimia katalis tidak berubah pada akhir reaksi.

  Katalis bekerja pada temperatur optimum.

5. Luas Permukaan Bidang Sentuh

  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 bentuk serbuk lebih cepat reaksinya daripada zat padat pada bentuk bongkahan atau kepingan.

  Contoh:

  Dekomposisi senyawa X akan berlangsung 2 kali lebih cepat jika _{o o} temperatur dinaikkan tiap 10

• _–1

  C. Pada temperatur 27

  C, laju reaksi 1 M detik dan waktu reaksi 12 detik. _{o o}

  A. Berapa kali reaksi lebih cepat pada temperatur 37 C dan 47 C?

  B. Berapa laju reaksinya? _o

  C. Berapa detik reaksi berlangsung pada 47 C?

  Jawab:

_o

A. Setiap kenaikan temperatur 10

  _o C, laju reaksi menjadi 2 kali. Jadi, pada temperatur 37 C reaksi berlangsung lebih cepat 2 kali _o

  

o

• ^–1

  B. Laju reaksi, v = k [X], pada 27

  C, v = k [X] = 1 M detik ₂₇ ^o

• ^{–1 –1}
• Pada 37 C, v = 2 × v = 2 × 1 M detik = 2 M detik .
_{37 27} ^o
• ^{–1 –1}
• Pada 47 C, v = 4 × v = 4 × 1 M detik = 4 M detik .
_{47 o 27} C. Pada temperatur 27 C, reaksi berlangsung selama 12 detik. o<
• Pada temperatur 37

  C, reaksi berlangsung selama ½ × 12 detik = 6 detik. ^o

• Pada temperatur 47

  C, reaksi berlangsung selama ¼ × 12 detik = 3 detik. Rumus mencari laju pada peningkatan suhu Rumus Mencari waktu reaksi pengaruh peningkatan suhu

  Keterangan:

  ∆V = kenaikan laju reaksi

  V = laju reaksi pada suhu akhir _a

  ∆T = kenaikan suhu

  V = laju reaksi pada suhu awal _o

  t = lama reaksi pada suhu akhir

  T = suhu akhir _{a a}

  t = lama reaksi pada suhu awal

  Contoh:

  1. Setiap kenaikan 10 C, laju reaksi meningkat dua kali semula.

• _-1 Jika pada suhu 23 C laju reaksinya 0,25M s , pada suhu 53 C laju reaksi menjadi . . . .

  1. Jika suhu dinaikkan 10

  C, laju suatu reaksi akan naik dua kali lipat. Jika pada suhu t C berlangsung 12 menit, pada suhu (t+30) C reaksi berlangsung . . . .

C. Teori Tumbukan

  

  Suatu tumbukan akan menghasilkan reaksi jika pada saat tumbukan, partikel-partikel yang bertumbukan pada posisi yang baik dan memiliki sejumlah energi tertentu.

  

  Makin banyak kemungkinan terjadinya tumbukan, makin cepat kemungkinan terjadinya reaksi.

  

  Makin baik posisi partikel, makin cepat kemungkinan terjadinya reaksi.

  

  Makin rendah energi kinetik minimum yang diperlukan, makin cepat pula kemungkinan terjadinya reaksi. Ketika katalis ditambahkan, ia menyediakan suatu jalan reaksi baru melalui kompleks teraktivasi yang lebih rendah energi aktivasinya sebagaimana ditunjukkan oleh garis putus-putus. Dengan demikian, akan lebih banyak partikel yang energi aktivasinya cukup untuk bereaksi.

D. Penggunaan Katalis dalam Industri a. Katalis Fe O digunakan dalam pabrik amonia.

  _{2 3}

  b. Katalis platina (Pt) digunakan dalam pembuatan asam nitrat (HNO ). ₃

  c. Katalis vanadium(V) oksida (V O ) digunakan dalam _{2 5} pembuatan asam sulfat (H SO ) dengan proses kontak. _{2 4}

  d. Katalis NO dan NO digunakan dalam pembuatan H SO _{2 2 4} dengan proses kamar timbal.