Laju Reaksi : Pengertian, Hukum

Laju Reaksi : Pengertian, Hukum – Perlu diketahui bahwa reaksi kimia yang terjadi ada yang berlangsung cepat dan ada yang berlangsung lambat. Reaksi yang berlangsung cepat contohnya : ledakan bom, ledakan petasan. Sedangkan reaksi yang berlangsung lambat contohnya perkaratan besi. Untuk menentukan kecepatan laju reaksi perlu dilakukan eksperimen, simak penjelasan di bawah ini.

Pengertian Laju Reaksi

Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi reaktan atau produk persatu-satuan waktu (satuan laju reaksi = M/det).

Konsep Laju Reaksi

Untuk lebih memahami konsep laju reaksi, perhatikan reaksi di bawah ini :

Reaksi : A + B → C

Dalam reaksi diatas, reaktannya adalah A dan B (berada disebelah kiri tanda reaksi), sedangkan produknya adalah C (berada disebelah kanan tanda reaksi). Konsentrasi reaktan selalu berkurang sedangkan konsentrasi produk selalu bertambah per satu satuan waktu. Maka dapat dirumuskan :

konsep laju reaksi

Keterangan :

V = laju reaksi (M/det)
[A] = perubahan konsentrasi A (M)
[B] = perubahan konsentrasi B (M)
[C] = perubahan konsentrasi C (M)
Δt = perubahan waktu (det)

Contoh Soal Laju Reaksi

Dalam ruang 4 L pada suhu tertentu dimasukkan 10 mol gas N2O5 yang kemudian terurai menjadi gas NO2 dan gas O2. Jika setelah 5 detik dalam ruang tersebut terdapat 2 mol gas O2, maka tentukan :
a. laju penguraian gas N2O5
b. laju pembentukan gas NO2
c. laju pembentukan gas O2

Penyelesaian :

Setelah 5 detik terbentuk gas O2 sebanyak 2 mol

2 N2O5 (g)4 NO2 (g) +O2 (g)
M :10 mol
R :-4 mol+8 mol+2 mol
S :6 mol8 mol2 mol

a. Laju penguraian N2O5

Δ[N2O5] = [ 10 mol – 6 mol ] / 4 L = 4 mol / 4 L = 1 M
V N2O5 = – Δ[N2O5] / Δt
V N2O5 = – 1 / 5
V N2O5 = – 0,2 M/det
(tanda negatif hanya menunjukkan bahwa N2O5 berkurang)

b. Laju pembentukan NO2
Δ[NO2] = [ 8 mmol – 0 mmol ] / 4 L = 2 M
V NO2 = – Δ[NO2] / Δt
V NO2 = – 2 / 5
V NO2 = – 0,4 M / det

c. Laju pembentukan O2
Δ[O2] = [ 2 mmol – 0 mmol ] / 4 L = 0,5 M
V O2 = +Δ[ O2 ] / Δt
V O2 = 0,5 / 5
V O2 = 0,1 M/det

Kesimpulan :

Perbandingan laju reaksi dalam suatu persamaan reaksi = perbandingan koefisien reaksi.

V N2O5 : V NO2 : V O2 = 2 : 4 : 1

Baca Juga : Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi dan Teori Tumbukan

Hukum Laju Reaksi

Untuk menentukan persamaan laju dalam suatu reaksi kimia dapat dilakukan dengan :

Hukum Aksi Massa

Dikemukakan Gulberg & Waage pada tahun 1869.

Laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi zat-zat yang bereaksi dipangkatkan koefisien reaksi masing-masing, menurut persamaan reaksi elementer yang berlangsung.

Reaksi : a A + b B → c C + d D

Laju reaksi secara teoritis : V = k [A]a [B]b
k = konstanta laju reaksi

Menentukan laju reaksi awal, laju penguraian atau laju pembentukan, laju pada saat.

Dalam suatu soal terkadang ditanya laju reaksi awal, laju penguraian, laju pembentukan atau laju pada saat. Untuk membedakannya perhatikan contoh soal dibawah ini, cara ini dipakai kalau di soal tidak ada data tabel eksperimen laju reaksi.

Contoh Soal :

Dalam ruang 5 L pada suhu tertentu direaksikan 0,4 mol gas NO dan 0,4 mol gas O2 membentuk gas NO2. Setelah 4 detik dalam ruang terdapat 0,2 mol gas NO2, apabila harga k adalah 1,4 M-2.det-1, maka :
a. laju reaksi mula-mula
b. laju penguraian gas NO
c. laju penguraian gas O2 
d. laju pembentukan gas NO2
e. laju reaksi pada detik ke-4

Penyelesaian :

a. Untuk menentukan laju reaksi mula-mula maka harus dikerjakan secara teoritis.
Setelah 4 detik terbentuk gas NO2 sebanyak 0,2 mol
.

2 NO (g) +O2 (g) 2 NO2 (g)
M :0,4 mol0,4 mol
R :-0,2 mol-0,1 mol+0,2 mol
S :0,2 mol0,3 mol0,2 mol

Menurut hukum Gulberg & Waage diatas maka untuk menentukan laju reaksinya maka kita lihat koefisien NO adalah 2 dan koefisien O2 adalah 1, maka laju reaksinya menjadi :

V = k [ NO ]2 [ O2 ]
V = 1,4 . [ 0,4 / 5 ]2 . [ 0,4 / 5 ]
V = 7,168 . 10-4 M/det

Catatan : mol NO dan O2 yang kita pakai adalah mol pada saat mula-mula (M) yaitu 0,4 mol dan 0,4 mol, karena yang ditanya di soal adalah laju reaksi mula-mula atau laju reaksi awal.

b. Laju penguraian NO

Δ[NO] = [ 0,4 mmol – 0,2 mmol ] / 5 L = 0,04 M
V NO = – Δ[NO2] / Δt
V NO = – 0,04 / 4
V NO = – 0,01 M / det

c. Laju penguraian O2

Δ[O2] = [ 0,4 mmol – 0,3 mmol ] / 5 L = 0,02 M
V O2 = – Δ[O2] / Δt
V O2 = – 0,02 / 4
V O2 = – 0,005 M / det

d. Laju pembentukan NO2

Δ[NO2] = [ 0,2 mmol – 0 mmol ] / 5 L = 0,04 M
V NO2 = – Δ[NO2] / Δt
V NO2 = – 0,04 / 4
V NO2 = – 0,01 M / det

Catatan : untuk menentukan laju penguraian atau laju pembentukan maka mol yang kita pakai adalah mol pada saat reaksi (R).

e. Laju reaksi pada saat detik ke-4

V = k [ NO ]2 [ O2 ]
V = 1,4 . [ 0,2 / 5 ]2 . [ 0,3 / 5 ]
V = 1,344 . 10-4 M/det

Catatan : mol NO dan O2 yang kita pakai adalah mol pada saat sisa (S), karena yang ditanya di soal adalah laju reaksi pada saat detik ke-4. Jadi pada saat detik ke-4 mol NO dan O2 yang tersisa tinggal 0,2 mol dan 0,3 mol.

Baca Juga : Sistem Koloid : Pengertian, Jenis, Sifat, Pembuatan

Menentukan Hukum Laju Reaksi Dengan Eksperimen

Pada waktu melakukan eksperimen dalam menentukan laju reaksi, maka ada 3 variabel yang digunakan :

  1. Variabel bebas
    • variabel bebas adalah variabel yang diubah-ubah untuk memperoleh hubungan besaran satu dengan besaran yang lain, misalnya : konsentrasi, luas permukaan zat, suhu.
  2. Variabel kontrol
    • variabel kontrol adalah variabel yang tetap dipertahankan, tanpa diubah-ubah.
  3. Variabel terikat
    • variabel terikat adalah variabel yang berubah akibat perubahan variabel bebas.

Reaksi : p A + q B → r C + s D

Maka persamaan laju reaksi dapat ditulis :

V = k [A]p [B]q

Keterangan :

V  = laju reaksi dalam M/det
k  = tetapan laju reaksi
p  = orde/tingkat reaksi terhadap A
q  = orde/tingkat reaksi terhadap B
p dan q dicari dari data eksperimen

Contoh Soal :

Pada reaksi : 2 P + Q P2Q diperoleh data sebagai berikut :

data laju reaksi experiment

Tentukanlah :
a. orde reaksi terhadap P
b. orde reaksi terhadap Q
c. orde reaksi total
d. persamaan laju reaksinya
e. harga k
f. laju reaksi apabila [P] = 0,2 M dan [Q] = 0,2 M

Penyelesaian :

Kita misalkan persamaan laju reaksinya :

V = k [P]x [Q]y

Catatan : Kalau di soal ada data eksperimen laju reaksi, maka untuk menentukan persamaan laju reaksinya, ordenya tidak boleh memakai koefisien pereaksi lagi seperti hukum Gulberg & Waage diatas, tetapi orde reaksinya harus kita cari berdasarkan data experiment di soal. Caranya memakai perbandingan seperti di bawah ini :

a. Orde terhadap P

Orde reaksi terhadap P adalah x diperoleh dari data 2 dan 3 :

V2 = k [ P ]x [ Q ]y
—————————
V3 = k [ P ]x [ Q ]y

0,4 = k [ 0,2 ]x [ 0,2 ]y
——————————-
0,2 = k [ 0,1 ]x [ 0,2 ]y

maka x = 1

b. Orde terhadap Q

V1 = k [ P ]1 [ Q ]y
—————————
V2 = k [ P ]1 [ Q ]y

0,1 = k [ 0,1 ]1 [ 0,1 ]y
—————————
0,2 = k [ 0,1 ]1 [ 0,2 ]y

maka y = 1

c. Orde reaksi total
Orde reaksi total = x + y = 1 + 1 = 2

d. Persamaan laju reaksinya :
V = k [ P ] [ Q ]

e. Mencari harga k

Mencari harga k, masukkan 1 data ke persamaan laju reaksi.
Data 1 kita masukkan ke persamaan laju reaksi sehingga menjadi :
V = k [ P ] [ Q ]
0,1 = k [ 0,1 ] [ 0,1 ]
k =10 M-1.det-1

f. Laju reaksi apabila [ P ] = 0,2 M dan [ Q ] = 0,2 M
V = k [ P ] [ Q ]
V = 10 [ 0,2 ] [ 0,2 ]
V = 0,4 M/det

Baca Juga : Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan : Pengertian, Hubungan, Contoh Soal

You may also like...

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *