Faktor Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia: Konsentrasi Suhu Katalis Luas Contoh Soal Pembahasan

Pengertian Laju Reaksi Kimia. Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi persatuan waktu. Atau dapat juga didefinisikan sebagai banyaknya mol zat per liter (untuk gas atau larutan) yang berubah menjadi zat lain dalam satu satuan waktu.

r = Δc/ Δt

r = laju reaksi

Δc = perubahan konsentrasi

Δt = perubahan waktu

Contoh Soal Perhitungan Laju Reaksi

Pada reaksi A menjadi B diketahui bahwa konsentrasi A mula-mula 8 M, setelah 3 detik menjadi 2 M. Tentukan laju reaksinya!

Jawab: Δc = (8 – 2) M = 6 M

Δt = 3 detik

r = Δc/Δt

r = 6M/3detik

r = 2 M/detik

Faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi

Proses berlangsungnya reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor ini akan memengaruhi jumlah tumbukan antarmolekul dari zat-zat yang bereaksi. Suatu reaksi akan berlangsung lebih cepat jika tumbukan antarpartikel dari zat-zat pereaksi lebih sering terjadi dan lebih banyak. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung lebih lambat jika hanya sedikit partikel dari zat-zat pereaksi yang bertumbukan.

Beberapa faktor yang memengaruhi laju reaksi, antara lain:

konsentrasi;
luas permukaan sentuhan;
temperatur;
katalis.

Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

Laju reaksi dari berbagai reaksi biasanya berbedabeda, ada yang cepat dan ada yang lambat. Salah satu faktor yang memengaruhi laju reaksi di antaranya adalah konsentrasi pereaksi.

Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat disbanding zat yang konsentrasinya rendah.

Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.

Pengaruh Luas Permukaan Pada Laju Reaksi

Luas permukaan sentuhan antara zat-zat yang bereaksi merupakan suatu faktor yang memengaruhi kecepatan reaksi bagi campuran pereaksi yang heterogen, misalnya antara zat padat dan gas, zat padat dengan larutan, dan dua macam zat cair yang tak dapat campur.

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat- zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran.

Bidang batas campuran inilah yang dimaksud dengan bidang sentuh. Dengan memperbesar luas bidang sentuh, reaksi akan berlangsung lebih cepat.

Pengaruh Temperatur Terhadap Laju Reaksi

Pada umumnya reaksi akan berlangsung dengan semakin cepat jika dilakukan dengan pemanasan. Pemanasan berarti penambahan energi kinetic partikel sehingga partikel akan bergerak lebih cepat, akibatnya tumbukan yang terjadi akan semakin sering

Setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Dengan frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadinya tumbukan efektif yang mampu menghasilkan reaksi juga semakin besar.

Suhu atau temperatur ternyata juga memperbesar energi potensial suatu zat. Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini terjadi karena zat-zat tersebut tidak mampu melampaui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial, sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan reaksi.

Rumus Pengaruh Temperatur Pada Laju Reaksi

Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat ketika temperaturnya dinaikan lebih tinggi. Demikian pula sebaliknya, reaksi dapat diperlambat dengan menurunkan temperaturnya.

Jika temperature reaksi ditingkatakan, maka energi kinetic molekul molekul reaktan akan bertambah. Semakin bertambahnya energi kinetic, maka molekul molekul reaktan akan bergerak lebih cepat.

Gerakan molekul yang cepat akan mendorong terjadinya tumbukan antar molekul menjadi lebih sering sering yang pada akhirnya akan meningkatkan laju reaksi.

Pengaruh kenaikan temperature terhadap kecepatan atau laju suatu reaksi kimia dapat dinyatakan dengan menggunakam rumus persamaan berikut

$\mathrm{v_{t}= \left ( \Delta v \right )^\frac{{T_{2}-T_{1}} }{10} v_{0} }$

Keterangan:

Δv = kenaikan laju reaksi

ΔT = kenaikan suhu = T₂ –T₁

T₂ = suhu akhir

T₁ = suhu awal

v₀ = laju reaksi awal

v_t = laju reaksi akhir

Biasanya setiap kenaikan temperatur sekitar 10 ⁰C, laju suatu reaksi akan meningkat dua kali lebih cepat. Dengan demikian, jika laju reaksi awalnya diketahui, maka dapat diperkirakan berapa besarnya laju reaksi berdasarkan kenaikan temperaturnya.

Maka pengaruh tempeatur terhadap laju reaksi dapat dinyatakan dengan rumus persamaan berikut:

$\mathrm{v_{1}=v_{0}\: (2)^{\frac{T_{2} - T_{1}}{10}}}$

Jika temperature dinaikkan 10⁰C dan laju reaksi naik 2 kali, maka waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi menjadi setengahnya. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi dapat dinyatakan denga persamaan berikut:

$\mathrm{t_{1}=t_{0}\: (\frac{1}{2})^{\frac{T_{2} - T_{1}}{10}}}$

T₂ = suhu akhir

T₁ = suhu awal

t₀ = waktu reaksi awal (pada T₁)

t_t = waktu reaksi akhir (pada T₂)

Contoh Soal Perhitungan Pengaruh Temperatur Terhadap Laju Reaksi

Pada temperature 30 ⁰C suatu reaksi berlansung selama 4 jam. Setiap kenaikkan 10 ⁰C laju reaksi naik dua kalinya. Berapa waktu yang dibutuhkan jika temperature dinaikan dua kalinya

Diketahui:

T₁ = 30 ⁰C

T₂ = 2 x T₁ = 2 x 30 ⁰C

T₂ = 60 ⁰C

t₀ = 4 jam

Rumus Menentukan Waktu Dibutuhkan Reaksi

Waktu yang dibutuhkan untuk reaksi ketika temperaturnya dinaikkan dua kali dapat dinyatakan dengam rumus persamaan berikut:

$\mathrm{t_{1}=t_{0}\: (\frac{1}{2})^{\frac{T_{2} - T_{1}}{10}}}$

Substituikan nilai T₁, T₂, t₀ pada persamaan tersebut sehingga diperoleh seperti berikut

$\mathrm{t_{t}=4\:x\:(\frac{1}{2})^{\frac{60 - 30}{10}}}$

t_t = 4 x (1/2)³

t_t = ½ jam

Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk reaksi setelah temperature dinaikkan adalah ½ jam atau 30 menit

Contoh Soal Waktu Yang Dibutuhkan Untuk Reaksi Temperatur Dinaikkan

Suatu reaksi berlansung pada temperature 30 ⁰C^.Jika setiap kenaikan 20 ⁰C tetapan laju reaksinya meningkat 3 kali. Tentukan berapa laju reaksi pada temperature 90 ⁰C dibandingkan dengan laju reaksi pada temperature 20 ⁰C.

Diketahui

T₁ = 30 ⁰C

T₂ = 90 ⁰C

Peningkatan laju reaksi = 3 kali per 20 ⁰C

Rumus Menentukan Peningkatan Laju Reaksi Ketika Temperatur Naik

Laju reaksi ketika kenaikkan 20 ⁰C meningkat 3 kalinya dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

$\mathrm{v_{t}=v_{0}\: (3)^{\frac{T_{2} - T_{1}}{20}}}$

Substitusikan nilai temperature awal dan akhir beserta waktu reaksi awal ke persamaan sehingga diperoleh laju reaksi barunya

$\mathrm{v_{t}=v_{0}\: (3)^{\frac{90 - 30}{20}}}$

v_t = v₀ x (3)³

v_t = 27 v₀

Jadi, laju reaksi akan meningkat 27 kali lebih cepat dari laju reaksi awalnya

Contoh Soal Pembahasan Waktu Reaksi Karena Temperatur Dinaikkan

Jika temperature dinaikkan 15 ⁰C kecepatan reaksinya menjadi 2 kali lebih cepat. Jika pada temperature T reaksi berlangsung selama 40 menit, maka saat temperature dinaikkan 45 ⁰C lebih tinggi dari temperature awal, hitung lama reaksinya.

Diketahui:

Kenaikkan Laju reaksi = 2 kali per 15 ⁰C

T₁ = T

T₂ = T + 45

t₀ = 40 menit

Cara Menentukan Waktu Reaksi Ketika Temperatur Dinaikkan

Waktu yang dibutuhkan untuk reaksi setelah temperature dinaikkan dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

$\mathrm{t_{1}=t_{0}\: (\frac{1}{2})^{\frac{T_{2} - T_{1}}{15}}}$

Substisikan nilai temperature dan waktu ke persamaan seperti berikut

$\mathrm{t_{1}=40\:x\: (\frac{1}{2})^{\frac{T+45- T}{15}}}$

t₁ = 40 x (1/2)³

t₁ = 5 menit

Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk reaksi setelah temperature dinaikkan adalah 5 menit

Pengaruh Katalis Pada Laju Reaksi

Katalis dapat mempengaruhi laju reaksi. Umumnya katalis dapat meningkatkan laju reaksi tetapi tidak mengalami perubahan yang kekal dalam reaksi itu.

Katalis adalah suatu zat yang berfungsi mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Fungsi katalis adalah menurunkan energi aktivasi, sehingga jika ke dalam suatu reaksi ditambahkan katalis, maka reaksi akan lebih mudah terjadi. Hal ini disebabkan karena zat zat yang bereaksi akan lebih mudah melampaui energi aktivasi.

Daftar Pustaka:

Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
Hiskia Achmad, 1996, “Kimia Larutan”, Citra Aditya Bakti,
Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung
Chang, Raymond, 2004, “Kimia Dasar, Konsep -konsep Inti”, Edisi Ketiga, Jilid Satu, Penerbit, Erlangga, Jakarta.
Brady, James, E,1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Satu, Binarupa Aksara, Jakarta,
Brady, James, E., 1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Dua, Binarupa Aksara, Jakarta.
Faktor Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia: Konsentrasi Suhu Katalis Luas Contoh Soal Pembahasan,
Faktor Mempengaruhi Laju Reaksi Kimia: Konsentrasi Suhu Katalis Luas Contoh Soal Pembahasan, Rumus Menentukan Peningkatan Laju Reaksi Ketika Temperatur Reaksi Naik, Cara Menentukan Waktu Reaksi Ketika Temperatur Reaksi Dinaikkan , Rumus Waktu Reaksi Dan Temperatur Reaksi, Pengaruh Temperatur Reaksi Pada Waktu Reaksi,