MODUL PEMBELAJARAN KELAS XI PROGRAM MIA

  Oleh: An i t

a

  MODUL PEMBELAJARAN KELAS XI PROGRAM MIA Materi:

LAJU REAKSI

• KHUSUS UNTUK DIPELAJARI

  F a t ma w a t i

LAJU REAKSI

  Pernahkah kalian berkendara menggunakan motor atau angkutan umum? Kadang apabila jalan sedang kosong seperti pagi hari, kendaraan yang kita tumpangi akan dijalankan dengan kecepatan tinggi (tanpa melanggar batas kecepatan maksimum tentunya), tapi apabila macet total, jangan harap bisa ngebut, jalan saja susah bukan? Nah, dengan demikian kondisi kemacetan lalu lintas mempengaruhi kecepatan kendaraan kita.

  Apa hubungannya dengan Kimia? Peristiwa kecepatan laju kendaraan itu sama dengan yang terjadi pada reaksi kimia. Dalam suatu peristiwa kimia, terkadang reaksi dapat berjalan cepat, namun terkadang berjalan lambat. Apa yang membedakannya? Sudah barang tentu kondisi ketika reaksi itu berlangsung merupakan faktor utama dalam reaksi kimia.

  Pernahkah kalian bermain BOM? Oh, jangan... kita perkecil saja skalanya menjadi kembang api. Nah, pernah kan kalian memainkan benda itu? Terutama di hari lebaran Idul Fitri pasti langit akan ramai dengan bunga-bunga indah hasil ledakan kembang api. Jika sumbu kembang api yang kalian mainkan hanya sepanjang 1 cm tersulut, maka akan terjadi ledakan sebelum sempat kalian lemparkan ke langit (*PERHATIAN: jangan pernah meniru adegan ini). Dengan demikian, reaksi ledakan tergolong cepat bukan? Coba bandingkan dengan pagar besi rumah kalian yang tidak dicat.

  Berbulan-bulan lamanya baru muncul tanda-tanda perkaratan. Artinya proses perkaratan besi tidak secepat proses ledakan kembang api.

  Selain kedua proses tersebut, masih banyak proses-proses lain yang berjalan cepat maupun lambat, seperti penambahan gula dalam minuman favorit kita, proses penuaan kulit, proses pematangan buah, membuat daging hasil qurkan menjadi empuk, dan lain segainya. Ilmu kimia berperan dalam menyesuaikan kondisi yang diinginkan dari proses-proses tersebut. Bagaimana caranya agar gula yang dilarutkan dalam minuman favorit kita dapat melarut dengan cepat? Bagaimana caranya agar kulit mulus remaja kita tidak cepat menua? Bagaimana mempercepat pematangan buah mangga yang masih mentah? Bagaimana membuat daging gepuk yang amat sangat empuk tanpa harus menumbuk-numbuknya seharian?

  Untuk menjawab semua permasalahan itu kita harus memahami terlebih dahulu faktor-faktor yang seperti apa saja yang menyebabkan kondisi suatu reaksi memungkinkannya berjalan cepat atau lambat. Baiklah, sebelum kita membahas lebih lanjut faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, baiklah marilah kita pahami penjelasan berikut.

A. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi 1. Konsentrasi Zat

  Dalam suatu reaksi kimia tentunya kita akan berurusan dengan larutan. Ketika membuat larutan kita tidak memakai zat yang diinginkan secara langsung, tetapi biasanya dilarutkan ke dalam suatu pelarut terlebih dahulu. Oleh karena itu, kita memerlukan besaran khusus yang disebut KONSENTRASI. Konsentrasi menyatakan kepekatan dari suatu larutan (Tim Konsultan Kimia FPTK UPI, 2004).

  Konsentrasi... Konsentrasi dapat dinyatakan dengan berbagai macam satuan, seperti mol, molaritas, molalitas, normalitas, dll. Tapi untuk saat ini kita akan fokus pada MOLARITAS.

a) Kemolaran/Molaritas (M)

  Kemolaran atau molaritas disimbolkan dengan “M” merupakan satuan konsentrasi larutan yang digunakan dalam laju reaksi. Molaritas adalah

  

satuan konsentrasi larutan untuk menyatakan jumlah mol zat terlarut

tiap liter larutan. Secara matematika, molaritas dapat diungkapkan

  dengan persamaan berikut:

  

ℎ

  1 Molaritas (M) = = =

ℎ

  Atau bisa juga dicari berdasarkan persamaan berikut:

  2 1000

  Molaritas (M) =

  × Keterangan: m = massa zat terlarut (gram)

  n = jumlah mol zat terlarut (mol) V = volume larutan (mL)

  INGAT!!!

  Satuan yang digunakan

  volume

  2

  pada rumus adalah

  mL

  Apabila nilai molaritas suatu larutan tinggi, artinya konsentrasi yang dimiliki oleh larutan tersebut besar, sehingga larutan tersebut merupakan

• n MgCl
• Ubah satuan Volume (mL) ke dalam Liter: 100 mL = 0,1 L 

  = =

  Ya pastinya pakai

  Kalian pernah menyeduh kopi? Dengan apa kalian menyeduhnya? Yap! Benar sekali! Dan pastinya lagi kalian akan menyeduh kopi dengan air mendidih agar rasa dan aroma kopi menjadi terasa lebih nikmat.

   Suhu Reaksi

  

× =

2.

  =

  ×

  =

  2

  M MgCl

  = Cara 2: langsung masukkan ke dalam rumus kedua.

  2

  larutan yang pekat. Semakin pekat suatu larutan, maka pengaruhnya pada laju reaksi akan semakin cepat dibandingkan dengan larutan yang encer.

  Jadi, M MgCl

  1 0 6 5 3 =

  2 =

  PEMBAHASAN:

Cara 1: ubah satuan berat (gram) ke dalam mol, kemudian hitung kemolaran

larutannya.

  = 95,3

  2

  MgCl

  r

  dilarutkan dalam air hingga volume larutan menjadi 100 mL. Berapakah kemolaran larutan tersebut? Diketahui M

  2

  Contoh: Sebanyak 190,6 gram MgCl

  AIR lah! Selain itu, tahukah kalian, air panas mampu melarutkan serbuk kopi dengan lebih cepat dibandingkan apabila kalian melarutkannya dengan air dingin. Peristiwa ketika kalian menyeduh kopi merupakan pelarutan.

  Indikator terjadinya reaksi antara air dengan kopi adalah perubahan warna air dari tidak berwarna menjadi coklat atau hitam.

  Laju reaksi antara air dengan serbuk kopi dapat dipercepat dengan meningkatkan suhu pelarutnya, yakni air. Hal inilah yang menyebabkan kopi dapat melarut lebih cepat dalam air panas.

3. Luas Permukaan Bidang Sentuh

  Kalian pernah memakan daging sapi? Pada waktu kalian memasaknya, misalkan untuk dijadikan gulai, kalian tentunya tidak akan memasak gelondongan daging sapi begitu saja tanpa memotong-motong terlebih dahulu, bukan? Atau ketika kalian membuat tape, pada saat peragian pasti ragi yang digunakan akan dihancurkan terlebih dahulu sebelum ditaburkan pada singkong, kan?

  Nah, peristiwa-peristiwa itu menggambarkan perbedaan ukuran partikel dari zat yang bereaksi. Tujuan memotong-motong daging maupun menghancurkan ragi adalah untuk memperkecil ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, maka reaksi akan berjalan semakin cepat.

  Coba saja bayangkan, berapa lama waktu yang akan kalian gunakan untuk memasak gulai sapi apabila daging yang kalian gunakan tidak tidak dipotong-potong terlebih dahulu?

  Semakin kecil ukuran suatu materi, mengandung arti memperluas permukaan bidang sentuh materi tersebut. Yang dimaksud luas permukaan dalam reaksi kimia adalah luas permukaan zat-zat pereaksi yang

  bersentuhan untuk menghasilkan reaksi. Dengan demikian, semakin kecil

  suatu materi, luas permukaan bidang sentuh akan semakin besar, sehingga reaksi akan lebih cepat berlangsung.

4. Katalis

  Terkadang dengan memperbesar konsentrasi, suhu, maupun luas permukaan bidang sentuh saja kurang efisien, sehingga perlu ada cara lain yang lebih cepat tapi menguntungkan. Adakah cara seperti itu?

  Tentu saja ada! Yakni dengan menambahkan

  KATALIS!!!

  Benar sekali!! Terima kasih profesor! Ya, dengan menambahkan katalis pada suatu reaksi kimia, maka laju reaksi akan berjalan lebih cepat.

  Tunggu sebentar,

  KATALIS itu sendiri

  apa, ya??? Katalis merupakan zat yang mampu mempengaruhi laju reaksi. Dalam melakukan aksinya, katalis akan ikut bereaksi dengan para reaktan, tapi di akhir proses reaksi katalis itu akan terpisah kembali. Yaah... kasarnya, kalian bisa membayangkan katalis itu seperti mak comblang dalam mempertemukan pasangan suami-istri :>

  Selamat berbahagia kalian berdua... Reaktan

  Produk Katalis

  Katalis

  Di awal proses reaksi, katalis Tapi, di akhir reaksi, katalis berperan mempertemukan dengan coolnya berpisah dengan antar “reaktan” dengan cara pasangan yang telah ikut bereaksi dipertemukan menjadi “produk”

  Sekarang kalian paham, bagaimana keterlibatan katalis dalam reaksi kimia melalui ilustrasi di atas? Nah, sekarang kita bahas, bagaimana

  

kinerja katalis dalam mempercepat reaksi. Anggaplah hal ini sebagai suatu

  peristiwa ketika akan menjatuhkan seseorang dari tebing. Agak kejam sih, memang... tapi..... perhatikan dulu saja ilustrasi berikut:

  Jika kalian berperan sebagai “si biru” dalam kedua gambar tersebut, coba bandingkan, gambar manakah yang sepertinya paling mudah ketika kalian akan menjatuhkan “si stikman”? Pastinya kalian akan memilih yang

  

Gambar 1 bukan? Jika kita misalkan saat “si stikman” jatuh adalah saat

berlangsungnya reaksi , maka tentu saja Gambar 1 mencerminkan reaksi

  lebih mudah terjadi. Dengan sedikit tendangan saja, “si stikman” langsung jatuh ke jurang, sedangkan pada Gambar 2 , “si biru” harus melewati “gunungan” terlebih dahulu sebelum “si stikman” jatuh. Dengan energi yang sama, besar kemungkinan “si stikman” malah akan kembali lagi, bukannya jatuh ke jurang.

  Baiklah... jika kita fokuskan perhatian pada Gambar 2, bagaimana caranya agar dengan energi yang sama, “si biru” dapat menjatuhkan “si stikman” ke jurang? Nah, dalam laju reaksi ada yang dikenal dengan

  

ENERGI AKTIVASI (Ea) , yaitu energi minimum yang diperlukan supaya

reaksi dapat berlangsung. Pada Gambar 2 “gunungan” yang menghambat

jatuhnya “si stikman” adalah “Ea”.

  Nah, dengan menambahkan katalis, reaksi pada Gambar 2 dapat dipercepat dengan cara “memotong” gunungan penghambat. Perhatikan ilustrasi berikut:

  Yeah! Ini jauh lebih gampang!!

• Katalis

  Jadi, begitulah ceritanya... akhirnya “si biru” dapat dengan mudah menjatuhkan “si stikman” ke jurang dengan bantuan katalis. Dengan kata lain, fungsi penambahan katalis disini adalah mempercepat terjadinya reaksi

  dengan cara menurunkan Energi Aktivasi.

  Iyaa.. tapi jangan aku terus yang

  Lihat saja, gunungan yang awalnya tinggi

  dijatuhin dooong (Ea ), dengan ditambahkan katalis menjadi

  1

  lebih rendah (Ea ). Dengan demikian, reaksi

  2

  akan berlangsung lebih mudah, bukan? Ok! Karena “si stikman” sudah jatuh, selesailah pembahasan kita dalam faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi...

B. Lantas Bagaimana Cara Menyatakan Laju Reaksi???

  Untuk menjawab pertanyaan tersebut, mari kita pahami terlebih dahulu definisi Laju Reaksi berikut:

  LAJU REAKSI menunjukkan perubahan konsentrasi zat yang

  terlibat dalam reaksi setiap satuan waktu Laju reaksi dinyatakan sebagai laju pengurangan konsentrasi molar

  pereaksi atau laju penambahan konsentrasi molar produk dalam kurun

  (g) → 2SO

  Persamaan Reaksi: R → P v =

  v SO ^{2 = M/detik atau}

  :

  3

  , atau laju penambahan konsentrasi molar SO

  2

  , atau pengurangan konsentrasi molar O

  2

  (g) Laju reaksi dinyatakan sebagai laju pengurangan konsentrasi molar SO

  3

  2

  waktu tertentu. Dalam reaksi kimia yang sedang berlangsung, zat-zat pereaksi lambat laun akan berkurang, sebagai gantinya produk akan terus bertambah seiring dengan berkurangnya pereaksi tersebut. Maka dari itu, laju reaksi dirumuskan sebagai berikut:

  (g) + O

  2

  2SO

  Contoh: Nyatakan persamaan laju reaksi untuk reaksi berikut,

  ‒1 .

  Satuan untuk laju reaksi adalah M/detik atau M detik

  = laju pengurangan konsentrasi molar pereaksi dalam satu satuan waktu = laju penambahan konsentrasi molar produk dalam satu satuan waktu

  P = produk (hasil reaksi) v = laju reaksi Δ[R] = perubahan konsentrasi molar pereaksi Δ[P] = perubahan konsentrasi molar produk Δt = perubahan waktu

  R = reaktan (pereaksi)

  Keterangan:

  ATAU v =

  v O ^{2 =}

  M/detik atau

  v SO ^{3 =}

  M/detik Sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, laju pembentukan setengah SO adalah setengah dari laju pengurangan SO atau satu dari

  3

  2

  laju pengurangan O . Oleh karena itu dapat ditulis sebagai berikut:

  2

  1

  1

  2 vO 2 vSO

  = = vSO

  3

  2

  2 Untuk mengerjakan soal seperti ini,

  perhatikan terus tanda negatif (

  ‒) setiap pereaksi dan positif (+) setiap produk , ya!

C. Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

  Laju reaksi dapat dinyatakan dalam persamaan yang ditentukan berdasarkan konsentrasi awal setiap zat, dipangkatkan orde reaksinya.

  Orde reaksi hanya dapat diperoleh melalui data percobaan. Jadi, jangan heran jika setiap menemukan soal orde reaksi kalian menemukan tabel data hasil percobaan... Perhatikan persamaan reaksi berikut: pA + qB → rC + sD

  Persamaan laju reaksi untuk reaksi tersebut adalah:

  x y [B] v = k[A] konstanta laju reaksi orde reaksi zat B orde reaksi zat A Setiap laju reaksi memiliki nilai k tertentu bergantung pada sifat pereaksi. Semakin besar nilai k, maka reaksi akan semakin cepat berlangsung, begitupun sebaliknya. Satuan nilai k berbeda-beda tergantung nilai orde reaksinya atau nilai pangkat dari persamaan itu, dan selalu positif, bisa berupa bilangan bulat maupun pecahan.

  Baiklah, mari kita bahas contoh soal saja kalau begitu...

  2

  kiat peroleh data konsentrasi B yang sama adalah data percobaan 4 dan 5.

  data. Caranya, cari data konsentrasi B yang sama. Dari tabel di atas,

  Untuk mencari nilai x (orde reaksi A), kita perlu membandingkan

  kita akan mencari nilai x dan y.

  y

  ]

  [B

  Karena untuk menentukan orde reaksi harus melalui eksperimen, maka kita yang sedang tidak berada dalam laboratorium diberi kemudahan yakni cukup memperoleh data hasil eksperimen. Misalkan ada data eksperimen untuk reaksi 2A + B

  x

  Hal pertama yang harus dilakukan adalah menentukan orde reaksinya. Misalkan persamaan laju reaksinya adalah: v = k[A]

  54 Nah, dari tabel tersebut kita akan menentukan persamaan laju reaksinya.

  24 5 0,3 0,1

  6 2 0,1 0,2 12 3 0,1 0,3 18 4 0,2 0,1

  1 0,1 0,1

  2 → 2AB adalah sebagai berikut: Percobaan ke Konsentrasi (M) Laju Reaksi ( v) (M/detik) A B

  Lalu bagaimana cara menentukan orde reaksi setiap zat pereaksi?? Karena ini perbandingan, maka v percobaan 4 dan 5 juga dibandingkan. Penulisannya seperti berikut:

  4

  =

  5

  = Karena nilai konsentrasi B sama, maka bisa dicoret:

  24 0 2 0 1 =

  54 0 3 0 1

  Angka 24 dan 54 kita perkecil dengan dibagi 6. Sedangkan 0,2 dan 0,3 nilainya akan sama dengan ini:

  4

  2

  bisa juga ditulis sebagai berikut:

  =

  3

  4

  2

  , sehingga nilai x = 2

  = ( )

3 Selanjutnya kita akan mencari nilai y (orde reaksi B). Sebelumnya

  kita cari data konsentrasi A yang sama dari tabel, yakni pada data percobaan 1 dan 2. Sebenarnya data 3 juga sama, tapi karena untuk membandingkan, hanya perlu dua data saja, maka kita sepakat dulu mengambil data 1 dan 2. Buat perbandingannya seperti sebelumnya:

  1

  =

  2

  = Karena nilai konsentrasi A sama, maka bisa dicoret:

  6 0 1 0 1 =

  12 0 1 0 2

  Seperti biasa, kita perkecil nilai 6 dan 12 dengan sama-sama dibagi oleh 6:

  1 0 1

  bisa juga ditulis sebagai berikut:

  = 6 0 2

  1

  1

  , sehingga nilai y = 1

  = ( )

  2

  2

  2 Jadi, persamaan laju reaksinya adalah v = k[A] [B 2 ]

  Jika nilai k diminta, cukup masukkan saja nilai orde pada salah satu data hasil percobaan, misal data percobaan 1:

  2

  1 = k[A]

  [B ] v

  2

  2

  6 M/detik = . [0,1M] k[0,1M]

  6

  k =

  0 1 0 1

  6

  k =

  0 001

  6

  k =

  0 001

  2

  k = 6000/detik.M Jadi, persamaan laju reaksi lengkapnya adalah

  2

  2

v = 6000/detik.M [A] [B ]

  2 Akhirnya... selesai sudah pembahasan kita mengenai laju reaksi kali

  ini. Agar kalian cekatan dalam mengerjakan soal, teruslah berlatih dengan soal-soal yang lebih baru. Jika kalian menemukan kesulitasn, tanyakan pada orang-orang yang kalian percaya dapat menambah kemampuan kalian. Dan yang paling PASTI adalah

  TERUSLAH MEMBACA DARI SEGALA SUMBER PENGETAHUAN!!! Karena ilmu tidak hanya berasal dari satu buku saja!

  

DAFTAR PUSTAKA

Tim Konsultan Kimia FPTK UPI. (2004).

  Kinetika Kimia. Jakarta: DEPDIKNAS. Partana, Crys dan Antuni Wiyarsi. (2009).

  Mari Belajar Kimia. Jakarta: DEPDIKNAS.

  Purba, Michael. (2009). Kimia. Jakarta: Erlangga. Sunarya, Yayan dan Agus Setiabudi. (2009). Mudah dan Aktif Belajar Kimia.

  Jakarta: DEPDIKNAS. Sutresna, Nana. (2008). Kimia. Bandung: Grafindo.