Kinetika-Kimia

2

DISUSUN OLEH:

1. Nur Amalina 110331420559 (Offering C/2011)

2. Riki Widiantika 110331420554 (Offering C/2011)

3. Susi Inawati 110331420558 (Offering C/2011)

4. Muchammad Darus 120331420986 (Offering C/2012)

5. Sisilia Daris Imansari 120331420925 (Offering C/2012)

6. Efi Aprillia 120331420949 (Offering C/2012)

7. Khusnul Maulida 120331420973 (Offering C/2012)

HANDOUT KINETIKA KIMIA

S1 PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

NOPEMBER 2014

3

KOMPETENSI INTI

KOMPETENSI DASAR

Setelah mempelajari BAB ini diharapkan anda dapat

1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab,

peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan

pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai

permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial

dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam

pergaulan dunia.

3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,

prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan,

teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,

kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan

kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian

yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan

masalah.

4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak

terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara

mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

1.1. Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon, termokimia, laju

reaksi, kesetimbangan kimia, larutan dan koloid sebagai wujud kebesaran

Tuhan YME dan pengetahuan tentang adanya keteraturan tersebut sebagai

hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur,

objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti,

bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif)

dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang

diwujudkan dalam sikap sehari-hari.

2.2 Menunjukkan perilaku kerjasama, santun, toleran, cinta damai dan peduli

lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam.

2.3 Menunjukkan perilaku responsifdan pro-aktif serta bijaksana sebagai

wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan.

3.6 Memahami teori tumbukan (tabrakan) untuk menjelaskan reaksi kimia.

3.7 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi dan

menentukan orde reaksi berdasarkan data hasil percobaan.

4.6 Menyajikan hasil pemahaman terhadap teori tumbukan (tabrakan) untuk

menjelaskan reaksi kimia.

4.7 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil

percobaan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi dan orde reaksi.

RINGKASAN A. Konsep Laju B. Orde Reaksi C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi D. Teori Tumbukan

KI

KD

SADARKAH KAMU?

Dalam kehidupan sehari-

hari, kita menginginkan

segala sesuatu cepat

terselesaikan. Segala cara

dilakukan untuk membuat

aktivitas berlangsung lebih

cepat, contohnya membuat

sambal zaman sekarang

memakai blender, jadi tidak

susah-susah menggerus.

Masih banyak lagi kegiatan-

kegiatan yang bisa

dipercepat dengan suatu

cara, termasuk hal-hal yang

akan kita pelajari di BAB ini.

4

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Siswa dapat menjelaskan konsep laju dengan benar.

2. Siswa dapat membedakan penggolongan laju dan menjelaskannya yaitu

laju rata-rata, laju sesaat, dan laju awal dengan tepat.

3. Siswa dapat menjelaskan dan menuliskan ungkapan laju secara benar.

4. Siswa dapat menentukan orde suatu reaksi dengan tepat.

5. Siswa dapat menuliskan persamaan laju reaksi secara umum dengan

benar.

6. Siswa menjelaskan pengaruh faktor-faktor yang mempengaruhi laju

reaksi yaitu konsentrasi, luas permukaan, suhu, dan katalis dengan benar.

7. Siswa dapat menjelaskan teori tumbukan dan membedakan anatara

tumbukan efektif dan tidak efektif dengan benar.

8. Siswa dapat menjelaskan pengaruh faktor-faktor yang mempengaruhi laju

reaksi dengan menggunakan teori tumbukan dengan benar.

Kompetensi Dasar Indikator Kompetensi

3. 6 Memahami teori tumbukan

(tabrakan) untuk menjelaskan

reaksi kimia.

1. Menjelaskan teori tumbukan

yang dapat diterapkan dalam

pembentukan reaksi kimia

2. Memahami grafik laju reaksi

melalui persamaan reaksi laju

reaksi yang dinyatakan dalam

rumus 𝑣 =∆[𝐴]

∆𝑡

3. Menjelaskan faktor yang

mempengaruhi laju reaksi

berdasarkan teori tumbukan

3.7 Menganalisis faktor-faktor yang

mempengaruhi laju reaksi dan

menentukan orde reaksi

berdasarkan data hasil

percobaan.

1. Menjelaskan faktor-faktor yang

mempengaruhi laju reaksi yang

diterapkan dalam industri

2. Menganalisis data hasil

percobaan untuk menentukan

orde reaksi dan persamaan laju

reaksi berdasarkan data hasil

percobaan

3. Menjelaskan hubungkan faktor

katalis dengan pengaruh katalis

yang ada dalam industri

4. Menganalisis faktor-faktor yang


(konsentrasi, luas permukaan,

suhu, dan katalis) melalui data

hasil percobaan

TP

IK INDIKATOR KOMPETENSI

5

4.6 Menyajikan hasil pemahaman

terhadap teori tumbukan

(tabrakan) untuk menjelaskan

reaksi kimia.

1. Menyajikan hasil pemahaman

terhadap teori tumbukan untuk

menjelaskan reaksi kimia

2. Membuat grafik laju reaksi

melalui persamaan reaksi laju

reaksi yang dinyatakan dalam

rumus 𝑣 =∆[𝐴]

∆𝑡

3. Menuliskan reaksi kimia yang

menjelaskan laju reaksi

4.7 Merancang, melakukan, dan

menyimpulkan serta menyajikan

hasil percobaan faktor-faktor

yang mempengaruhi laju reaksi

dan orde reaksi

1. Merancang percobaan mengenai

faktor-faktor yang dapat


dengan tepat

2. Melakukan percobaan mengenai

faktor-faktor yang dapat


secara prosedural

3. Menyimpulkan faktor-faktor

yang mempengaruhi laju reaksi

berdasarkan hasil percobaan

4. Menghitung orde reaksi melalu

hasil percobaan yang telah

dilakukan

5. Membuat grafik tentang

pengaruh faktor–faktor tertentu

(suhu, luas permukaan,

konsentrasi, dan katalis)

terhadap laju reaksi berdasarkan

hasil percobaan yang dilakukan.

6

PETA KONSEP

LAJU REAKSI

KONSEP LAJU

Definisi

Penggolongan

Laju Rata-Rata

Laju Awal

Laju Sesaat

Ungkapan Laju

GRAFIK DATA

PERCOBAAN

Orde Reaksi

Orde Nol

Orde Satu

Orde Dua

Persamaan Laju Reaksi Umum

Persamaan Arrhenius

TEORI TUMBUKAN

Definisi Penggolongan

Tumbukan Tidak Efektif

Tumbukan Efektif

Faktor-Faktor yang

Mempengaruhi Laju Reaksi

Suhu

Katalis

Konsentrasi

Luas Permukaaan

didasari dijelaskan melalui dapat dijelaskan melalui

meliputi meliputi

dapat menjelaskan

meliputi

Hubungannya dengan suhu

meliputi

dapat menjelaskan

meliputi

dapat menjelaskan

7

Konsep Laju

Gambar A.I Perkaratan Besi

Sumber: Google images

Gambar A.II Tablet Evervesence

dilarutkan dalam air

Sumber: Google images Laju

Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali terjadi reaksi kimia,

beberapa contohnya seperti pada gambar di samping.

Berdasarkan contoh di samping, proses reaksi kimia perkaratan besi berlangsung

lambat yaitu memerlukan waktu beberapa tahun, sedangkan proses reaksi tablet

evervesence dalam air berjalan dengan cepat yaitu hanya memerlukan waktu

beberapa menit. Mengapa demikian?

Nah, hal itu dapat terjadi karena setiap reaksi kimia mempunyai

kecepatan yang berbeda-beda untuk dapat bereaksi, yang selanjutnya kita kenal

dengan laju reaksi.

Apa itu laju reaksi secara lebih mendalam? Ayo simak dengan baik paparan

materi di bawah ini!

Perhatikan Gambar A.1.I di bawah ini!

Berdasarkan gambar tersebut dapat disimpulkan, semakin

bertambahnya waktu partikel berwarna hitam semakin berkurang sedangkan

partikel berwarna merah semakin bertambah. Jumlah partikel yang terlibat

dalam reaksi ditunjukkan dengan konsentrasi yang biasanya digunakan satuan

M (Molaritas) yaitu 1 mol zat terlarut dalam 1 liter larutan.

Perhatikan Gambar A.1.II pada halaman selanjutnya. Jika partikel yang

berwarna hitam merupakan reaktan yang dimisalkan A, sedangkan partikel yang

berwarna merah merupakan produk yang dimisalkan B, maka dihasilkan grafik

yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi reaktan dan produk terhadap

waktu di bawah ini!

KATA KUNCI

Konsentrasi, Waktu

Reaktan, Produk,

Reaksi kimia adalah proses perubahan reaktan menjadi produk sehingga

dapat menghasilkan zat baru atau terjadi perubahan.

A.1

Waktu

Gambar A.1.I Jumlah Partikel vs Waktu Sumber: Bahan Ajar Kimia Fisika II

Jumlah Partikel

8

Klasifikasi Laju

Berdasarkan grafik di atas,

Laju dalam suatu reaksi dibagi menjadi 3 macam yaitu sabagai berikut,

1. Laju Rata-Rata

Jika gas Brom direaksikan dengan gas Nitrogen monoksida akan

menghasilkan suatu produk dengan persamaan reaksi sebagai berikut

Br2 (𝑔) + 2NO (𝑔) → 2NOBr (𝑔)

Setelah reaksi selesai, diperoleh data dan grafik sebagai berikut!

Tabel A.2.1.I Waktu (t) dan Konsentrasi [Br2]

Waktu (t) (seconds) [𝐁𝐫𝟐] (M)

0.0 0.0120

50.0 0.0101

100.0 0.00846

150.0 0.00710

200.0 0.00596

250.0 0.00500

300.0 0.00420

350.0 0.00353

400.0 0.00296

KATA KUNCI

Laju rata-rata

Laju Reaksi adalah berkurangnya konsentrasi reaktan atau bertambahnya

konsentrasi produk tiap satuan waktu.

A.2

Gambar A.1.II Grafik konsentrasi Reaktan dan Produk terhadap Waktu

Sumber: Bahan Ajar Kimia Fisika II

9

Berdasarkan tabel dan grafik di atas diperoleh persamaan laju rata-rata [Br2]

yaitu sebagai berikut:

Sehingga dapat disimpulkan bahwa laju rata-rata adalah selisis konsentrasi

akhir dikurangi konsentrasi awal per waktu akhir dikurangi waktu awal

atau secara umum perubahan konsentrasi tiap satuan waktu.

2. Laju Awal

Di dalam suatu percobaan reaksi peruraian dengan persamaan,

2NOBr (𝑔) → Br2 (𝑔) + 2NO (𝑔) diperoleh data sebagai berikut.

Tabel A.2.2.I Konsentrasi [NOBr] awal dan Laju reaksi awal

Percoabaan ke Konsentrasi NOBr

awal (𝐦𝐨𝐥. 𝐋−𝟏) Laju reaksi awal

(𝐦𝐨𝐥. 𝐋−𝟏. 𝐬−𝟏)

1 0,150 0,50

2 0,450 4,50

3 0,675 10,1

Berdasarkan data hasil percobaan di atas, laju pada percobaan 1, 2, dan 3

disebut dengan laju awal.

𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = −∆[𝐵𝑟2]

∆𝑡= −

[𝐵𝑟2]𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − [𝐵𝑟2]𝑎𝑤𝑎𝑙𝑡𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − 𝑡𝑎𝑤𝑎𝑙

Laju awal adalah laju dimulainya suatu reaksi bukan saat t = 0 tetapi bisa

saja dimulai dari 0.

Gambar A.2.1.I Grafik Perubahan Konsentrasi Br2 terhadap waktu, Sumber: Bahan Ajar Kimia Fisika II

Tanda minus (-) pada

rumus di samping

menandakan berkurang

konsentrasi reaktan.

10

Ungkapan Laju

3. Laju Sesaat

Dalam suatu percobaan diperoleh grafik Konsentrasi [𝐵𝑟2] terhadap Waktu

(t) berikut ini.

Berdasarkan grafik di atas yang dimaksud dengan

Dalam ilmu fisika kecepatan dinyatakan dengan v yang merupakan

besaran yang memiliki arah, sedangkan laju reaksi merupakan besaran yang

tidak memiliki arah sehingga dinyatakan dengan r.

Bila zat A bereaksi menghasilkan zat B menurut reaksi 𝐴 → 𝐵 sehingga

diperoleh tabel hasil percobaan berikut ini.

Tabel A.3.I Waktu (t) dan Konsentrasi Zat A (Reaktan) dan

Zat B (Produk)

Waktu (t)

(seconds)

Konsentrasi Zat A

(Reaktan) [M]

Konsentrasi Zat B

(Produk) [M]

t = 0 s [A]0 -

t = 5 s [A]5 [B]5

Berdasarkan data di atas, ungkapan laju untuk reaktan A dan produk B sebagai

berikut.

𝒓𝑨 = −([𝑨]𝟓−[𝑨]𝟎

𝒕𝟓−𝒕𝟎) 𝒓𝑩 =

[𝑩]𝟓−𝟎

𝒕𝟓−𝒕𝟎

= −∆[𝑨]

∆𝒕 =

∆[𝑩]

∆𝒕

Laju Sesaat

Laju Sesaat adalah laju saat t = tertentu yaitu pada grafik diatas t = 100.

A.3

Gambar A.2.3.I Grafik Perubahan Konsentrasi Br2 terhadap waktu, Sumber: Bahan Ajar Kimia Fisika II

Seorang pengemudi

berkendara dengan

kecepatan 40 mil/jam; kita

menggambarkan kecepatan

atau kelajuan rata-ratanya

40 mil/jam. Tapi tidak

berarti pengemudi tersebut

mengendarai mobilnya

dengan kecepatan yang

konstan (stabil/tetap). Dia

mungkin berhenti sebentar

pada lampu merah, mengisi

bahan bakar, kadang-

kadang mengemudi dengan

cepat dan/atau lambat.

Kelajuan sesaatnya (Laju

ketika dia sedang

berkendara seketika) sering

tidak tetap/ berubah-rubah.

11

Jadi untuk reaktan dan produk memiliki ungkapan laju masing-masing.

Perhatikan ungkapan laju dari persamaan reaksi di bawah ini:

2𝐴 → 𝐵

Pada saat reaksi berlangsung, 2 molekul A menjadi 1 molekul B.

Ungkapan laju reaksinya adalah

Laju reaksi = −12 𝛥[𝐴]

𝛥𝑡 =

1

1 𝛥[𝐵]

𝛥𝑡

Soal dan Pembahasan

1. Apabila suatu reaksi kimia berlangsung dari t = 0 sampi t = 5 sekon

dinyatakan sebagai berikut, 2NOBr (g) → 2NO (g) + Br2 (g). Bagaimana

ungkapan laju reaksinya?

Jawab:

Pada saat reaksi berlangsung 2 molekul gas NOBr berubah menjadi 2

molekul gas NO dan 1 molekul gas Br2 maka ungkapan laju reaksinya

adalah

Laju reaksi = - 1

2 𝛥[𝑁𝑂𝐵𝑟]

𝛥𝑡 = +

1

2 𝛥[𝑁𝑂]

𝛥𝑡 ×

1

1

𝛥[𝐵𝑟2]

𝛥𝑡

2. Dalam suatu praktikum kimia, seorang praktikan memasukkan 8 gram zat

A (Ar = 65) ke dalam tabung reaksi yang berisi 200 mL larutan HCl 2 M.

Setelah reaksi berlangsung selama 2 menit, zat A tersisa sebanyak 1,5

gram. Berapakah laju pengurangan zat A?

Jawab:

Massa zat A saat bereaksi = 8 gram – 1,5 gram = 6,5 gram

Mol zat A = massa zat A saat bereaksi

Massa molar zat A

= 6,5 gram

65 gram/mol

= 0,1 mol

sehingga,

Molaritas zat A = mol zat A

volume total =

0,1 mol

0,2 L = 0,5 mol.L-1 = 0,5 M

Jadi, rA = ∆[𝐴]

∆t=

0,5M

120 s= 4,2 x 10−3 M. s−1

KATA KUNCI

Ungkapan Laju

12

Orde Reaksi

Persamaan Reaksi

Ayo Berlatih

1. Bagaimana ungkapan laju reaksi pengurangan dan pembentukannya dari

reaksi N2(g) + 3H2(g) → 2NH3 (g)

2. Bagaimana ungkapan laju reaksi pengurangan dan pembentukannya dari

reaksi Br2(g) + 2NO(g) 2NOBr (g)

Perhatikan grafik Konsentrasi [𝐵𝑟2] terhadap Waktu (t) di bawah ini!

3. Berdasarkan gambar di atas tentukan berapakah laju rata-ratanya!

4. Berdasarkan gambar di atas tentukanlah laju sesaat pada t = 200 s!

5. Berdasarkan gambar di atas berapakah kecepatannya saat t = 250 s!

Seorang ahli matematika dari Norwegia yang bernama Cato Gulberg

dan saudaranya seorang ahli kimia bernama Peter Waage, pada tahun 1805

mengemukakan kebenaran hukum laju reaksi yang menyatakan bahwa laju

reaksi sama dengan hasil kali konsentrasi pereaksi-pereaksi dan tetapan laju

reaksi. Hukum tersebut dikenal dengan hukum aksi massa.

Secara umum pada reaksi:

𝑥𝐴 + 𝑦𝐵 → 𝑝𝐶 + 𝑞𝐷

KATA KUNCI

Persamaan Reaksi,

Persamaan Laju,

Hukum aksi massa.

B.1

Persamaan laju reaksi dapat ditulis sebagai

𝑟 = 𝑘[𝐴]𝑚. [𝐵]𝑛

[A] dan [B] adalah Konsentrasi reaktan A dan B; m adalah orde reaksi

terhadap A; n adalah orde reaksi terhadap B; k adalah tetapan laju reaksi; r

adalah laju reaksi.

13

Makna Orde Reaksi

Berdasarkan persamaan laju reaksi, kita dapat mengetahui bahwa laju

reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi dan waktu. Setiap laju reaksi

memiliki nilai k tertentu yang bergantung pada sifat pereaksi. Semakin besar

nilai k, semakin cepat reaksi berlangsung. Sebaliknya, reaksi berlangsung lambat

jika nilai k kecil. Nilai k dipengaruhi oleh temperatur dan tidak akan berubah

jika temperatur tidak berubah. Harga tetapan laju reaksi ini selalu merupakan

bilangan positif. Satuan k berbeda-beda sesuai dengan orde reaksinya. Satuan

laju reaksi bersifat tetap, sedangkan satuan orde reaksi dapat berubah. Oleh

karena itu, satuan k harus disesuaikan dengan orde reaksi.

Contoh:

Diketahui reaksi berikut: 𝑃 + 𝑄 → 𝑅

Berdasarkan reaksi di atas, jika konsentrasi zat Q dinaikkan sebesar dua kali,

sedangkan untuk konsentrasi zat P tetap, maka laju reaksi menjadi dua kali.

Jika untuk konsentrasi zat Q yang tetap dan konsentrasi P dinaikkan dua kali

diperoleh laju reaksi sebesar empat kali. Dengan kata lain, laju reaksi

sebanding dengan konsentrasi zat P pangkat 2 dan konsentrasi zat Q pangkat

1. Laju reaksi ini dapat dituliskan sebagai berikut: r = k [P]2.[Q]

Orde reaksi merupakan bilangan pangkat dari konsentrasi zat pereaksi

pada persamaan laju reaksi. Orde reaksi dapat berupa bilangan bulat positif, nol,

atau pecahan. Pada umumnya orde reaksi merupakan bilangan bulat positif. Nilai

orde reaksi tidak selalu sama dengan koefisien reaksi zat yang bereaksi. Orde

total suatu reaksi merupakan penjumlahan dari orde reaksi setiap zat yang

bereaksi. Jenis-jenis orde reaksi, persamaan laju reaksi, dan grafik orde reaksi

dari suatu persamaan reaksi diperlihatkan sebagai berikut.

1. Reaksi Orde Nol

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju

reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya

seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak akan mempengaruhi

besarnya laju reaksi.

Bila suatu reaksi 𝐴 → 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘, maka persamaan laju reaksinya adalah

KATA KUNCI

Orde Reaksi, Orde

Nol, Orde Satu, dan

Orde Dua

B.2

𝑟 = 𝑘[𝐴]0

14

Misal 1: [𝐴] = 0.01 𝑀 maka 𝑟 = 𝑘 . [0,01]0 dan 𝑟 = 𝑘 . 1

Misal 2: [𝐴] = 0.05 𝑀 maka 𝑟 = 𝑘 . [0,05]0 dan 𝑟 = 𝑘 . 1

Sehingga berapapun harga [A] maka laju reaksi (r) selalu mempunyai harga

yang sama.

Secara grafik, reaksi orde nol dapat dilihat pada Gambar B.2.1.I di samping.

2. Reaksi Orde 1

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu apabila besarnya

laju reaksi berbanding lurus dengan besaranya konsentrasi pereaksi. Artinya

jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali semula, maka laju reaksi akan

meningkat 2 kali semula juga.


Misalkan, [𝐴] = 0.01 𝑀 maka 𝑟 = 𝑘 . [0,01]1

Jika [A] dinaikkan dua kali, maka 𝑟 = 𝑘 . [2 × 0,01]1, sehingga diperoleh

𝑟 = 2𝑘 . 0,01. Jika [A] dinaikkan tiga kali maka diperoleh 𝑟 = 3𝑘 . 0,01.

Dengan demikian, pada reaksi orde satu harga laju reaksi (r) berbanding lurus

dengan konsentrasi zat A.

Secara grafik, reaksi orde satu dapat dilihat pada Gambar B.2.2.I di samping.

3. Reaksi Orde Dua

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde dua apabila besarnya

laju merupakan pangkat dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya.

Artinya jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali semula maka laju reaksi

akan meningkat (2)2 atau 4 kali semula.


Misalkan [𝐴] = 0.01 𝑀 maka 𝑟 = 𝑘 . [0,01]2

Jika [A] dinaikkan dua kali, maka 𝑟 = 𝑘 . [2 × 0,01]2, sehingga diperoleh

𝑟 = 4𝑘 . 10−4. Dengan demikian harga laju reaksi (r) berbanding lurus

dengan konsentrasi zat A.

Secara grafik, reaksi orde dua dapat dilihat pada Gambar B.2.3.I di samping.

𝑟 = 𝑘[𝐴]1

𝑟 = 𝑘[𝐴]2

Gambar B.2.2.I Grafik

Reaksi Orde Satu

Sumber: General Chemistry


Reaksi Orde Nol



Reaksi Orde Dua


15

Penentuan Orde dan Persamaan Laju Reaksi

Orde reaksi ditentukan melalui hasil percobaan dan tidak bergantung

pada persamaan stoikiometri.

Soal dan Pembahasan

1. Sebagai contoh, Reaksi gas bromin dengan gas nitrogen oksida sesuai

dengan persamaan berikut: 2NO (g) + Br2 (g) → 2NOBr (g). Berdasarkan

hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut:

No.

Konsentrasi Awal (M) Laju Reaksi Awal

(M/s) [NO] [Br2]

1 0,1 0.05 6

2 0,1 0.1 12

3 0,2 0.05 24

4 0,3 0.05 54

Tentukan!

a. Tentukan orde NO

b. Tentukan orde Br

c. Tentukan orde total

d. Persamaan laju reaksi

Jawab:

Rumus persamaan laju reaksi adalah v = k [NO]m . [Br2]n

a. Orde reaksi terhadap NO, pilih konsentrasi Br2 yang tepat yaitu

percobaan 1 dan 3

r1 = k. [NO]1𝑚. [Br2]1

𝑛

r3 = k. [NO]3𝑚. [Br2]3

𝑛

6 = 𝑘. (0,1)𝑚(0,05)𝑛

24 = 𝑘. (0,2)𝑚(0,05)𝑛

(1

4) = (

1

2)𝑚

𝑚 = 2

b. Orde reaksi terhadap Br2, pilih konsentrasi NO yang tepat yaitu

percobaan 1 dan 2

B.3

16

𝑟1 = k. [NO]1𝑚. [Br2]1

𝑛

𝑟2 = k. [NO]2𝑚. [Br2]2

𝑛

6 = 𝑘. (0,1)𝑚(0,05)𝑛

12 = 𝑘. (0,1)𝑚(0,1)𝑛

(1

2) = (

1

2)𝑛

𝑛 = 1

c. Orde reaksi total adalah (m+n) = (2+ 1) = 3

d. Persamaan laju reaksi adalah r = k. [NO]2.[Br2]

2. Misalkan diperoleh data percobaan untuk reaksi

NO(g) + Cl2(g) →NOCl2(g) diperoleh data sebagai berikut:

Percobaan [NO] (M) [Cl2] (M) r (M/s)

1. 0,1 0,1 4

2. 0,1 0,2 16

3. 0,2 0,1 8

4. 0,3 0,3 ?

Rumusan laju reaksi untuk reaksi tersebut adalah : r = k.[NO]m.[Cl2]n

Orde NO = m

Percobaan 1 dan 3

∆ [NO]m = ∆𝑟

([𝑁𝑂]3

[𝑁𝑂])𝑚

= 𝑟3

𝑟1

(0,2

0,1)𝑚

= 8

4

2m = 2

m = 1

Orde Cl2= n

Percobaan 1 dan 2

∆ [Cl2]n= ∆𝑟

([Cl2]2

[Cl2])𝑛

= 𝑟2

𝑟1

(0,2

0,1)𝑛

= 16

4

2n = 4

n= 2

Maka rumusan laju reaksinya adalah r = k.[NO]1.[Cl2]2. Harga k diperoleh

dengan memasukan salah satu data percobaan.

𝑘 =𝑟

[𝑁𝑂]. [𝐶𝑙2]2=

4

0,1 × 0,12= 4. 103𝑀−2. 𝑠−1

Maka laju reaksi pada percobaan 4 adalah :

r = k.[NO].[Cl2]2

r = 4.103[0,3].[0,3]2

r = 108 M.s-1

17

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Ayo Berlatih

1. Pada reaksi F2(g) + 2ClO2(g) → 2FClO2(g) diperoleh data sebagai

berikut,

[F2](M) [ClO2](M) Laju reaksinya (M/s)

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

0,10 0,04 4,8 x 10-3

0,20 0,01 2,4 x 10-3

Persamaan laju reaksinya adalah….

(A) r = k [F2][ClO2]

(B) r = k [F2]2[ClO2]

(C) r = k [F2][ClO2]2

(D) r = k [F2]

(E) r = k [ClO2]

2. Dari percobaan pengukuran laju reaksi diperoleh data sebagai berikut,

No [A] [B] Waktu reaksi

1 0,1 0,2 36

2 0,2 0,2 18

3 0,4 0,2 9

4 0,4 0,1 18

5 0,4 0,05 36

Dapat disimpulkan bahwa orde reaksi totalnya adalah….

(A) 1

(B) 2

(C) 3

(D) 4

(E) 5

3. Laju reaksi dari A (g) + B (g) → C (g) adalah r = k [A] [B]2. Jika volume

yang ditempati gas-gas tersebut diubah menjadi 4 kali volume semula,

maka laju reaksinya dibandingkan semula akan menjadi….

(A) 8 kali

(B) 16 kali

(C) 20 kali

(D) 36 kali

(E) 64 kali

Empat faktor yang mempengaruhi laju suatu reaksi kimia, diantaranya

(1) Konsentrasi, (2) Luas Permukaan, (3) Suhu, dan (4) Katalis. Pemahaman

pada keempat faktor tersebut dapat membantu kita untuk mengendalikan laju

reaksi dengan cara yang menarik. Mempelajari faktor-faktor ini akan

memberikan wawasan penting pada proses reaksi yang berlangsung secara lebih

mendetail. Pengetahuan-pengetahuan ini merupakan dasar dari teori kinetika

SADARKAH KAMU? Sering kita menginginkan

sebuah reaksi

berlangsung dengan cepat

tapi tidak cepat untuk

menjadi berbahaya.

Pengendalian

pembakaran bahan bakar

dalam sebuah mesin

pembakaran internal

adalah salah satu contoh

dari proses tersebut. Di

samping itu, kita juga

ingin beberapa reaksi

berlangsuung lambat

bahkan tak berlangsung,

seperti proses

pembusukan makanan.

18

Konsentrasi Reaktan

kimia. Sekarang kita mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

dan keterkaitannya dengan teori-teori (Teori Tumbukan dan Teori Keadaan

Transisi).

Salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah konsentrasi.

Konsentrasi dapat mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel

memungkinkan lebih banyak terjadinya tumbukan, dan itu akan membuka

peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.

Perhatikan ilustrasi berikut!

Mana yang lebih mungkin terjadi tabrakan, di jalan lenggang atau dijalanan

padat?

Ilustrasi di atas sama halnya dengan teori tumbukan, dimana banyaknya

partikel memungkinkan lebih banyak terjadi tumbukan. Semakin banyak

tumbukan yang terjadi, maka akan membuka peluang terjadinya tumbukan

efektif yang menghasilkan perubahan (terjadinya reaksi kimia). Hal inilah yang

mendasari bahwa faktor konsentrasi dapat mempengaruhi laju reaksi.

Misal reaksi antara logam Fe dan larutan HCl 1 M (Gambar C.1.III) dan

2 M (Gambar C.1.IV) masing-masing menghasilkan FeCl2 dan H2. Secara

mikroskopik dapat digambarkan seperti pada gambar berikut.

Perhatikan jumlah partikel pereaksi pada gambar di atas. Dari gambar

tersebut, kemungkinan terjadinya tumbukan yang paling banyak adalah

Gambar C.1.IV (Fe dalam larutan HCl 2M). Jadi dapat kita simpulkan bahwa

C.1

Fe

HCl

Larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi akan memiliki partikel pereaksi

lebih banyak. Sehingga tumbukan antar partikel pereaksi akan makin sering

terjadi. Dengan demikian laju reaksi akan semakin cepat.

Gambar C.1.I Jalan Lenggang


Gambar C.1.II Jalan Padat


Gambar C.1.III

Gambar C.1.IV

19

Luas Permukaan

Perhatikan Gambar C.2.I di samping.

Pada gambar tersebut terdapat gula merah halus dan kasar. Menurut

prediksi kalian , manakah yang dapat cepat larut ketika dilarutkan dalam air?

Apakah gula merah yang halus atau gula merah yang kepingan?

Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam

laju reaksi, sebab

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. Untuk lebih memahami pernyataan di atas,

perhatikan Gambar C.2.II dan Gambar C.2.III di samping.

Contoh dari pengaruh luas permukaan pada laju rekasi dalam kehidupan

sehari-hari adalah dalam pembuatan kertas, bahan baku pembuat kertas digerus

terlebih dahulu untuk membuat bubur kertas. Agar memperluas pemukaan

bidang sentuh sehingga campuran menjadi homogen dan reaksi berlangsung

sempurna.

Soal dan Pembahasan

1. Dari percobaan reaksi:

CaCO3(s) + 2HCl (aq)→ CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O(g)

Diperoleh data sebagai berikut

No Bentuk CaCO3 Konsentrasi HCl [M] Waktu Suhu

1. 10 gram serbuk 0,2 2 25

2. 10 gram butiran 0,2 6 25

3. 10 gram bongkahan 0,2 5 25

4 10 gram butiran 0,4 4 25

5. 10 gram butiran 0,2 3 25

C.2

semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel, maka tumbukan

yang terjadi semakin 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.

Gambar C.2.I Gula Merah

Halus dan Kasar


Gambar C.2.II Luas

Permukaaan zat padat besar.


Gambar C.2.III Luas

Permukaaan zat padat kecil


20

Pada percobaan 1 dan 3 laju reaksi dipengaruhi oleh….

(A) Temperatur

(B) Katalis

(C) Suhu

(D) Luas permukaan

(E) Konsentrasi

Jawab:

Reaksi diatas dipengaruhi Luas permukaan karena di saat bentuk

CaCO3 berupa serbuk waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi hanya 2

sekon.

Ayo Berlatih

1. Data reaksi antara logam seng dengan asam klorida

No Bentuk logam Zn Konsentrasi HCl

1 Granula 0,05 M

2 Lempeng 0,05 M

3 Serbuk 0,05 M

4 Larutan 0,05 M

5 Gas 0,05 M

Reaksi yang berlangsung paling cepat terjadi pada nomor ….

(A) 1

(B) 2

(C) 3

(D) 4

(E) 5

2. Data reaksi 20 gram logam besi dengan 50 ml larutan HCl sebagai

berikut!

Percobaan Massa/ bentuk logam Fe [HCl] M

Reaksi paling cepat terdapat pada nomor….

(A) 1

(B) 2

(C) 3

(D) 4

(E) 5

No. Jenis logam Fe Hasil pengamatan

1. 20 gram serbuk Timbul gas

2. 20 gram kepingan Timbul gas

3. 20 gram batangan Timbul gas

4. 40 gram serbuk Timbul gas

5. 40 gram kepingan Timbul gas

21

Suhu

Pernahkah anda membuat air gula? Tentunya pernah bukan?

Bagaimana jika anda memakai air panas dan air dingin untuk melarutkan gula.

Manakah yang lebih cepat larut? Benar sekali gula dengan air panaslah yang

lebih cepat larut.

Pada suhu tinggi, partikel-partikel yang terdapat dalam suatu zat akan

bergerak (bergetar) lebih cepat daripada suhu rendah. Oleh karena itu, apabila

terjadi kenaikan suhu, partikel-partikel akan bergerak lebih cepat, sehingga

energi kinetik partikel meningkat. Semakin tinggi energi kinetik partikel yang

bergerak, jika saling bertabrakan akan menghasilkan energi yang tinggi pula,

sehingga makin besar peluang terjadinya tumbukan yang dapat menghasilkan

reaksi.

Perhatikan Gambar C.3.II di bawah ini!

Jika pada setiap kenaikan suhu sebesar ∆ToC mengakibatkan reaksi

berlangsung n kali lebih cepat, laju reaksi pada T2 (v2) ketika dibandingkan

dengan laju reaksi T1 (v1) adalah

Soal dan Pembahasan

1. Laju suatu reaksi menjadi dua kali lebih cepat pada setiap kenaikan suhu

10oC. Jika pada suhu 20oC reaksi berlangsung dengan laju reaksi 2 x 10-3

mol/L detik, berapa laju reaksi yang terjadi pada suhu 50oC ?

(A) 1,6 × 10-3 mol/L detik

(B) 2 × 10-3 mol/L detik

(C) 4 × 10-3 mol/L detik

(D) 25 × 10-3 mol/L detik

(E) 10-3 mol/L detik

C.3

v2 = v1 (𝑛)𝑇2 − 𝑇1

∆𝑇

Gambar C.3.I Pelarutan

Gula


Gambar C.3.II Tumbukan Partikel pada Suhu Rendah dan Suhu

Tinggi Sumber: Google images

22

Katalis

Jawab:

r50 = r20 (2)(50−20

10)

= 2 × 10-3 (2)3

= 1,6 × 10-2 mol (A)

2. Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi, sebab ....

(A) Kenaikan suhu akan mengakibatkan turunnya energi aktivitas

(B) Energi kinetik partikel-partikel yang bereaksi meningkat

(C) Dalam reaksi kimia, suhu berperan seperti katalis

(D) Kenaikan suhu menyebabkan konsentrasi pereaksi meningkat

(E) Menyebabkan frekuensi tumbukan antar partikel semakin tinggi

Ayo Berlatih

1. Pada suhu 30oC dalam waktu 10 menit terjadi reaksi antara 0,1 mol A dan

0,1 mol B membentuk 0,1 mol C. Bila reaksi dilangsungkan pada 100oC,

maka ....

(A) jumlah C yang dihasilkan dalam 10 menit pertama menjadi lebih

sedikit

(B) jumlah zat A yang ada setelah 10 menit pertama berkurang sebanyak

0,1 mol

(C) jumlah A dan B yang berkurang tiap menitnya akan semakin banyak

(D) jumlah mol C yang terbentuk pada akhirnya sama dengan pada suhu

30oC

(E) orde reaksinya menjadi lebih besar daripada yang berlangsung pada

30oC

2. Laju suatu reaksi menjadi dua kali lebih cepat daripada semula jika

suhunya dinaikkan 10oC. Pada suhu 20oC reaksi tersebut berlangsung

selama 120 menit, berapa menit reaksi berlangsung pada suhu 50oC ?

3. Berdasarkan teori tumbukan, jelaskan pengaruh suhu terhadap laju reaksi!

Pada pembahasan sebelumya, kita telah mempelajari pengaruh suhu

terhadap Laju Reaksi, bahwa laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya

suhu. Jika reaksi tertentu tidak cukup cepat pada suhu normal, kita dapat

mempercepat lajunya dengan meningkatkan suhu reaksi. Namun demikian,

terkadang upaya ini tidak layak dilakukan. Misalnya, sel makhluk hidup

dirancang untuk beroperasi pada suhu sekitar 37oC. Akan tetapi, banyak reaksi

C.4

23

biokimia dalam tubuh yang akan berlangsung terlalu lambat pada suhu ini bila

tidak ada campur tangan zat lain.

Dalam tubuh kita, berbagai proses biokimia dipercepat oleh katalis

yang disebut enzim (biokatalis). Enzim-enzim ini selalu bekerja secara spesifik;

suatu reaksi hanya dapat dipercepat oleh enzim tertentu, ibarat lubang kunci

dengan anak kuncinya. Enzim membentuk kompleks dengan substrat (zat yang

akan dipercepat reaksinya), lalu kompleks itu terurai menghasilkan zat yang

diinginkan, sedangkan enzim dikembalikan ke bentuknya semula.

Berdasarkan penjelasan singkat di atas,

Nah, sekarang pertanyaannya, bagaimana katalis dapat mempercepat laju reaksi?

Perhatikan gambar di samping!

Pada Gambar C.4.II terlihat seorang anak berjalan melalui jalan yang

menanjak dan pada Gambar C.4.III terlihat mobil melaju melaui jalan yang

sama. Jika yang mengendarai mobil adalah anak yang sama, gambar yang mana

yang menunjukkan jumlah energi minimum (paling kecil) yang harus dipunyai

anak tersebut untuk melalui jalan menanjak tersebut? Jawabannya adalah pada

Gambar C.4.III, karena pada gambar ini anak tersebut mengendarai mobil

sehingga energi yang diperlukan untuk melalui jalan menanjak tersebut tidak

sebanyak bila ia melaluinya dengan berjalan.

Dalam cerita di atas, mobil berperan sebagai katalis yang

mempermudah pengendaranya melalui sebuah jalan yang menanjak dengan cara

menurunkan energi aktifasi anak tersebut. Jadi apa itu Energi Aktifasi?

Katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia

tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanen. Proses ini disebut

Katalisis

Gambar C.4.I Enzim dan Substrat

Sumber: www.google/image.com

Gambar C.4.II Gambaran

Energi Aktifasi Tanpa

Katalis Sumber:

www.youtube/animasi katalis.com

Gambar C.4.III Gambaran

Energi Aktifasi dengan

Katalis Sumber: www.youtube/animasi

katalis.com

http://www.youtube/animasi

http://www.youtube/animasi

24

Jadi dapat disimpulkan bahwa,

Perhatikan grafik di bawah ini (hubungan antara energy reaksi partikel versus

jalan reaksi untuk kasus reaksi eksotermik)!

Keterangan Gambar:

Ea1: Energi Aktivasi reaksi tanpa katalis (keadaaan transisi atau kompleks

yang mempunyai energi potensial yang tinggi mengakibatkan kecepatan

reaksi yang rendah)

Ea2: Energi Aktivasi reaksi dengan katalis (barrier energy yang lebih rendah

dibandingkan dengan reaksi tanpa katalis mengakibatkan kecepatan reaksi

yang makin tinggi)

∆Hr: Perubahan Entalphi Reaksi = H reaktan – H produk reaksi

Pengaruh katalis terhadap kenaikan laju reaksi dapat dipahami melalui

reaksi antara A dan B membentuk AB.

𝐴 + 𝐵 ⟶ 𝐴𝐵 (𝐿𝑎𝑚𝑏𝑎𝑡, 𝐸𝑎 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖)

Jika digunakan katalis C, maka reaksi yang terjadi dapat digambarkan sebagai

berikut:

A + C ⟶ AC (Cepat, Ea rendah)

AC + B ⟶ ABC (Cepat, Ea rendah)

ABC ⟶ AB + C (Cepat, Ea rendah)

A + B + C ⟶ AB + C (Cepat, Ea rendah)+

KATA KUNCI

Katalis, Energi

Aktivasi

Energi Aktifasi adalah energi minimum yang harus dipunyai zat-zat yang

bereaksi untuk membentuk kompleks teraktifkan atau keadaan transisi

Katalis mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi zat yang

bereaksi.

Gambar C.4.IV Grafik Perbedaan Energi Aktifasi Sumber: dy/igsb/swm/dasar-dasar katalis dan katalisis/2007/hal 3

25

Perhatikan bahwa pada akhir reaksi, katalis C diperoleh kembali tanpa

mengalami perubahan kimia permanen. Reaksi ini umumnya ditulis sebagai:

𝐴 + 𝐵𝒌𝒂𝒕𝒂𝒍𝒊𝒔 𝑪→ 𝐴𝐵

Penurunan energi aktivasi reaksi disebabkan oleh terjadinya

pembentukan alur atau mekanisme reaksi yang berbeda (yakni antara reaksi

tanpa katalis dan reaksi dengan katalis). Bahkan, untuk suatu jenis reaksi yang

sama, alur atau mekanisme reaksi yang terbentuk akibat penggunaan suatu

katalis tertentu akan berbeda dengan alur atau mekanisme reaksi yang terbentuk

akibat penggunaan katalis yang lain. Dengan demikian, katalis hanya bersifat

memberikan alternatif. Berdasarkan teori keadaan-transisi (atau teori kompleks

aktif), katalis mampu menurunkan hambatan energi potensial (potential energy

barrier) yang harus dilalui oleh reaktan-reaktan untuk membentuk produk-

produk reaksi.

Penurunan energi aktivasi reaksi disebabkan oleh terjadinya

pembentukan alur atau mekanisme reaksi yang berbeda (yakni antara reaksi

tanpa katalis dan reaksi dengan katalis). Bahkan, untuk suatu jenis reaksi yang

sama, alur atau mekanisme reaksi yang terbentuk akibat penggunaan suatu

katalis tertentu akan berbeda dengan alur atau mekanisme reaksi yang terbentuk

akibat penggunaan katalis yang lain. Dengan demikian, katalis hanya bersifat

memberikan alternatif. Berdasarkan teori keadaan-transisi (atau teori kompleks

aktif), katalis mampu menurunkan hambatan energi potensial (potential energy

barrier) yang harus dilalui oleh reaktan-reaktan untuk membentuk produk-

produk reaksi.

Terdapat banyak contoh reaksi dengan laju yang ditingkatkan dengan

adanya zat katalitik. Satu contoh ialah reaksi antara asam asetat dan etil alkohol

yang menghasilkan etil asetat, suatu reaksi yang dikatalis oleh asam kuat seperti

H2SO4 dan HCl.

𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (𝑎𝑞) + 𝐶2𝐻5𝑂𝐻 (𝑎𝑞) ⇄𝐻+

𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐶2𝐻5 (𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂 (𝑙)

Tanpa hadirnya katalis, diperlukan waktu berminggu-minggu untuk

menghasilkan etil asetat dengan rendemen maksimal. Dengan hadirnya katalis

asam, rendemen maksimal dicapai dalam beberapa jam. Katalis tidak menambah

banyaknya etil asetat yang dapat diperoleh pada kesetimbangan karena laju

reaksi maju dan reaksi balik ditingkatkan sama banyak.

Lalu, bagaimana sebenarnya katalis dapat menurunkan Ea reaksi?

26

Untuk lebih jelasnya, simak contoh pembuatan ammonia (NH3) pada proses

Haber-Bosch berikut.

Tahap 1 Tahap 2

Partikel-partikel pereaksi N2 dan

H2 bergerak menuju permukaan

Katalis

Partikel-partikel pereaksi N2 dan H2

teradsorpsi pada permukan katalis

(situs aktif). Yang dimaksud adsorpsi

adalah difusi dari fase gas ke padat.

Akibatnya, ikatan antar atom dari

partikel N2 dan H2 melemah, sehingga

energi yang diperlukan untuk memutus

ikatan (Ea) berkurang.

Tahap 3 Tahap 4 Tahap 5

Partikel N2 dan H2

saling berdekatan

membentuk kompleks

teraktifasi.

Partikel-partikel

produk reaksi NH3

terbentuk

Partikel-partikel NH3

meninggalkan permukaan

katalis menuju fase gas.

Hal ini disebut desorpsi,

yakni difusi dari fase pada

ke gas.

Gambar C.4.V Mekanisme kerja katalis pada pembuatan ammonia dengan proses Haber-Bosch

27

Penggolongan Katalis

28

Soal dan Pembahasan

1. Kerja katalis dalam mempercepat reaksi sebegai berikut, kecuali….

(A) turut serta dalam tahap-tahap reaksi

(B) membuat jalan alternatif agar energi pengaktifan menjadi rendah

(C) mengadsorpsi pereaksi gas dan reaksi terjadi pada permukaannya

(D) pada akhir reaksi, katalis tidak diregenerasi kembali

(E) adsorpsi pereaksi, reaksi pada permukaan katalis heterogen, desorpsi

hasil reaksi

Kunci jawaban : (D)

Pembahasan : Katalis ikut serta dalam tahapan reaksi dan akan

diperoleh lagi pada akhir reaksi

2. Dalam suatu pabrik, proses pembuatan SO3 menggunakan suatu katalis

yaitu Vanadium pentaoksida menurut reaksi:

SO2(𝑔) + O2(𝑔) ⇌ 2SO3(𝑔)

Fungsi katalis dalam reaksi tersebut adalah ….

(A) meningkatkan hasil reaksi

(B) meningkatan jumlah tumbukan partikel-partikel pereaksi

(C) menurunkan energi aktifasi

(D) meningkatkan energi kinetik pereaksi

(E) memperluas permukaan pereaksi

Kunci jawaban : (C)

Pembahasan : Dalam suatu reaksi, katalis ikut bereaksi dengan dengan

pereaksi. Katalis menurunkan energi aktifasi yang harus

dicapai sehingga reaksi berjalan dengan lebih cepat dan

ada lagi saat reaksi selesai.

29

Ayo Berlatih

1. Diagram energi untuk suatu reaksi tanpa katalis ditunjukkan oleh grafik di

samping. Reaksi tersebut diulang dengan menggunakan katalis. Apa

pengeruh adanya katalis dalam reaksi tersebut terhadap nilai Ea dan ∆H?

Ea ∆H

(A) Tidak berubah Menurun

(B) Menurun Tidak berubah

(C) Menurun Menurun

(D) Meningkat Menurun

(E) Meningkat Meningkat

2. Dalam penguraian H2O2, pengaruh MnO2 adalah ….

(A) membentuk lebih banyak ion hidrogen dan gas oksigen

(B) menambah kepekaan hydrogen peroksida

(C) menambah jumlah tumbukan antar partikel

(D) menurunkan energi pengaktifan

(E) mengubah nilai ∆H

3. Berikut yang merupakan katalis homogen, kecuali ….

(A) katalis Fe dalam proses pembuatan Amonia

(B) katalis NO (g) dalam pembuatan gas CO2

(C) katalis H2SO4 dalam pembuatan n-butil asetat

(D) katalis asam dalam pembuatan glukosa dari fruktosa

(E) katalis uap I2 dalam pembuatan gas metana

4. Berikut yang termasuk katalis anorganik, kecuali ….

(A) katalis V2O5 dalam proses kontak

(B) katalis Pt dalam proses pembuatan asam nitrat

(C) katalis Fe dalam proses Haber-Bosch

(D) katalis Rodium dalam converter kendaraan bermotor

(E) katalis Renin dalam penggumpalan susu untuk pembuatan keju

5. Logam Nikel (Ni) digunakan dalam proses hidrogenasi pada pembuatan

margarin dari minyak.

Pertanyaan:

a. Apa fungsi adanya Ni?

b. Mengapa Nikel dapat berlaku demikian (soal a)?

c. Apakah Nikel akan diperoleh kembali ketika hasil yang diinginkan

sudah terbentuk?

d. Bagaimana proses tersebut jika Nikel tidak digunakan?

e. Apa jenis katalis yang digunakan dalam proses tersebut?

30

Teori Tumbukan

Konsep Teori Tumbukan

Mengapa faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi seperti

konsentrasi, luas permukaan, suhu, dan katalis dapat mempercepat atupun

memperlambat laju reaksi? Nah teori yang bisa menjelaskan proses pengaruh

faktor tersebut terhadap laju reaksi secara mikroskopis adalah Teori Tumbukan.

Sebelum membahas teori tumbukan kita ketahui bahwa reaksi kimia

banyak sekali terjadi di alam, setiap yang bereaksi akan mengalami tumbukan

(tabrakan). Zat tersebut mempunyai kecepatan dalam proses tumbukan atau

dikenal dengan istilah kecepatan bereaksi atau laju bereaksi. Nah, dalam materi

laju reaksi proses bertabrakan atau bertumbukannya partikel tersebut dikenal

dengan istilah “Teori Tumbukan” yang dapat digunakan untuk menjelaskan

faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi secara mikroskopis.

Namun tidak semua proses tumbukan antara reaktan akan membentuk

zat baru atau menghasilkan reaksi karena hanya tumbukan dengan energi yang

cukup dan orientasi tumbukan yang tepat saja yang akan membentuk zat baru.

Dalam teori tumbukan dikenal dua istilah tumbukan yaitu:

1. Tumbukan Efektif

Tumbukan efektif merupakan tumbukan yang mempunyai energi

yang cukup dan orientasi posisi yang tepat sehingga dapat berlangsung

sempurna sehingga terbentuk zat baru. Maka tumbukan inilah yang nantinya

merupakan tumbukan dari reaksi kimia.

KATA KUNCI

Teori Tumbukan

KATA KUNCI

Tumbukan Efektif

dan Tumbukan Tak

Efektif

D.1

Gambar D.1.1.I Tumbukan Efektif Sumber: Google images

31

Energi Aktivasi

Hubungan Teori Tumbukan dengan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

2. Tumbukan Tidak Efektif

Tumbukan tidak efektif merupakan tumbukan yang tidak

mempunyai energi yang cukup dan orientasi posisi yang tidak tepat sehingga

tidak terbentuk zat baru. Tumbukan ini tidak dapat melangsungkan proses

reaksi kimia.

Energi aktivasi telah diterangkan pada bagian Faktor-faktor yang

Mempengaruhi Laju Reaksi pada bagian Katalis.

Tabel D.3.1 Hubungan Faktor –Faktor yang mempengaruhi

Laju Reaksi dengan Teori Tumbukan

Fakta Uraian Teori

Peningkatan konsentrasi

pereaksi dapat

mempercepat laju reaksi

Peningkatan konsentrasi berarti jumlah

partikel akan bertambah pada volume

tersebut dan menyebabkan tumbukan

antarpartikel lebih sering terjadi. Banyaknya

tumbukan memungkinkan tumbukan yang

berhasil akan bertambah sehingga laju reaksi

meningkat.

Gambar D.1.2.I Tumbukan Tidak Efektif Sumber: Google images

D.2

D.3

32

Peningkatan suhu dapat

mempercepat laju reaksi

Suhu suatu sistem adalah ukuran dari rata-

rata energi kinetik dari partikel-partikel pada

sistem tersebut. Jika suhu naik maka energi

kinetik partikel-partikel akan bertambah,

sehingga kemungkinan terjadi tumbukan

yang berhasil akan bertambah dan laju reaksi

meningkat.

Penambahan luas

permukaan bidang sentuh

akan mempercepat laju

reaksi

Makin besar luas permukaan, menyebabkan

tumbukan makin banyak, karena makin

banyak bagian permukaan yang bersentuhan

sehingga laju reaksi makin cepat.

Katalis dapat mempercepat

reaksi

Katalis dapat menurunkan energi aktivasi

(Ea), sehingga dengan energi yang sama

jumlah tumbukan yang berhasil lebih banyak

sehingga laju reaksi makin cepat.

Soal dan Pembahasan

Ramalkan apakah tumbukan reaksi dibawah ini berlangung efektif atau tidak

efektif dan gmabarkan!

Reaksi K + CH3I KI + CH3 Ea = 5,6 kJ/mol

Keadaan I : apabila reaksi berlangsung pada ∆Ek = 2,9 kJ/mol dan arah

orientasinya tidak tepat

Keadaan II : apabila reaksi berlangsung pada ∆Ek = 7,8 kJ/mol dan arah

orientasinya tepat

Jawab:

Keadaan I tumbukan tidak efektif

K

H

H

H I C K

H

H

H I C

33

Keadaan II tumbukan efektif

Ayo Berlatih

1. Perhatikan reaksi berikut: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Ea = 170 kJ

Gambarkan tumbukan molekul tersebut dalam keadaan:

a. Orientasinya tidak tepat dengan Ea < 170 kJ

b. Orientasinya tepat dengan Ea > 170 kJ

2. Apakah hubungan antara konsep teori tumbukan dengan energi aktivasi?

3. Bagaimana penjelasan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi yang

digambarkan dengan menggunakan teori tumbukan?

K

H

H

H I

C

K

I

H

H

H

C

Kinetika-Kimia

Documents

Transcript of Kinetika-Kimia