Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi : Rumus dan Contoh Soal

Pada saat reaksi kimia berlangsung, konsentrasi zat pereaksi dan hasil reaksi akan mengalami perubahan secara cepat ataupun lambat. Cepat lambatnya reaksi ini yang disebut dengan laju reaksi. Jadi, laju reaksi dapat didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk tiap satuan waktu. Laju reaksi dapat di rumuskan

v = perubahan konsentrasi zat / perubahan waktu reaksi

Cepat lambatnya laju reaksi selain bergantung pada jenis zat yang bereaksi, juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

Konsentrasi pereaksi

Konsentrasi yang berhubungan dengan frekuensi tumbukan. Semakin besar konsentrasi, maka semakin banyak partikel zat yang bereaksi. Akibatnya tumbukan antar partikel pereaksi semakin besar.

Luas permukaan

Jika luas permukaan semakin besar, kemungkinan terjadi singgungan antarpereaksi semakin besar. Hal ini akan memperbanyak frekuensi tumbukan sehingga tumbukan efektif juga akan banyak terjadi. Frekuensi tumbukan efektif yang semakin banyak akan meningkatkan laju reaksi.

Katalis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara kekal atau permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali.

Penambahan katalis mengakibatkan terbentuknya tahap-tahap reaksi tambahan yang memberikan jalan lain dengan energi aktivitas (Ea) lebih rendah.

Energi aktivitas yaitu energi minimal yang harus dimiliki atau diberikan kepada partikel agar tumbukannya menghasilkan reaksi., yaitu reaksi tanpa katalis dan reaksi dengan katalis.

Suhu

Suhu berhubungan dengan energi kinetik molekul. Jika suhu dinaikkan, energi kinetik dalam molekul reaktan juga bertambah. Adanya energi kinetik yang tinggi mengakibatkan gerakan antarmolekul semakin cepat dan acak.

Akibatnya, frekuensi tumbukan yang terjadi semakin besar sehingga reaksi semakin cepat berlangsung. Biasanya setiap kenaikan suhu 10^oC maka laju akan naik 2x sehingga diperoleh rumus :

V = V_o. (2)^△T/10

Karena laju reaksi berbanding terbalik dengan waktu, makan di peroleh rumus :

t = t₀ x (1/2)^△T/10

Keterangan :

V = laju △T = T2 – T t₀ = waktu awal

V_o = laju awal t = waktu

Persamaan laju reaksi dan orde reaksi

Persamaan laju hanya bisa dinyatakan setelah melakukan eksperimen, tidak bisa langsung daru persamaan reaksinya.

A + B → C

V = k [A]^x[B]^y

Kererangan :

V = laj reaksi [B] = konsentrasi B

K = tetapan laju reaksi x = orde reaksi A

[A] = konsentrasi A y = orde reaksi B

Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi. Beberapa jenis orde reaksi, diantaranya adalah :

• Orde nol

Suatu reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya apabil perubhan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi. V = k[A]⁰

• Orde satu

Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya apabila laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi tersebut (persamaan linier). V= k[A]¹

• Orde dua

Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksinya apabila laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi tersebut. V = k[A]²

• Orde negatif

Suatu reaksi dikatakan berorde negatif apabila laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi pereaksi tersebut.

Menentukan orde reaksi ada 2 cara, yaitu :

• Jika diketahui tahap-tahap reaksi, maka orde reaksinya diambil dari koefisien zat-zat yang reaksinya paling lambat.
• Karena sebagian reaksi tahap-tahapnya sulit diprediksi maka orde reaksi mau tidak mau harus ditentukan dari suatu eksperimen, yaitu jika konsentrasi suatu zat dinaikkan, maka zat lain dibuat tetap.

Contoh soal

1. Pada percobaan reaksi antara logam aluminium dan asam sulfat sesuai persamaan reaksi: 2Al(s) + 3H₂SO₄(aq)→Al₂(SO₄)₃(aq) + 3H₂(g) gas hidrogen ditampung dan diukur volumenya pada temperatur yang tetap. Data pengukuran tiap waktu sesuai dengan tabel berikut.

Laju reaksi pembentukan gas hidrogen setelah 30 detik sebesar….

Pembahasan :

Berdasarkan reaksi, laju reaksi hanya dipengaruhi oleh konsentrasi H₂ yang berfase gas. Oleh karena itu, laju reaksi pembentukan gas hidrogen dapat dihitung dengan menggunakan data percobaab (1) dan (2) atau percobaan (2) dan (3).

v = △V/△t = (40-0)mL/(15-0) = 40/15 mL.detik^-1 = 2,67 mL.detik^-1

2. Pngamat laju reaksi : NO(g) + Br₂(g) → NOBr₂(g) disajikan dalam tabel berikut :

Rumus persamaan laju reaksi yang benar adalah …..

Pembahasan :

k[NO]^x [Br₂]^y

Untuk mencari orde x, gunakan [NO] yang berbeda, tapi [Br₂] yang sama percobaab 2 dan 3.

v₃/v₂ = k[0,2]^x[0,2]^y

(9,6)/(4,8) = [2]^x/[1]^x

2 = 2^x⇒x=1

Untuk mencari orde y, gunakan [Br₂] yang berbeda, tapi [NO] yang sama percobaan 1 dan 2.

v₂/v₁ = k[0,1]^x[0,2]^y / k[0,1]^x[0,1]^y

(4,8)/(2,4) = [0,2]^y/[0,1]^y

2 = 2^y⇒y=1

maka, rumus persamaan laju reaksi adalah v = k[NO] [Br₂]