LAJU REAKSI

Reaksi kimia berlangsung dengan kecepatan yang berbeda beda. Meledaknya petasan, adalah contoh reaksi yang berlangsung dalam waktu singkat. Proses perkaratan besi, pematangan buah di pohon, dan fosilisasi sisa organisme merupakan peristiwaperistiwakimia yang berlangsung sangat lambat.Reaksi kimia selalu berkaitan dengan perubahan dari suatu pereaksi (reaktan)menjadi hasil reaksi (produk).Pereaksi (reaktan) → Hasil reaksi (produk) Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berkurangnya jumlah (konsentrasi) pereaksiper satuan waktu atau bertambahnya jumlah (konsentrasi) hasil reaksi per satuan waktu.

Molaritas larutan (M) dan penggunaannya

Reaksi zat dalam bentuk larutan sering dipengaruhi oleh perbandingan komponen

penyusun larutan. Larutan biasanya disebut encer, bila mengandung sedikit zat terlarut.

Encer pekatnya larutan disebut konsentrasi.

Satuan laju reaksi umumnya dinyatakan dengan mol/liter.detik. Molaritas (mol/

liter) adalah ukuran yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam satu liter

larutannya.

Dalam reaksi kimia , hanya tumbukan antar partikel yang memiliki energi minimum tertentu yang dapat menghasilkan reaksi (tumbukan efektif).  Energi minimum yang diperlukan untuk menghasilkan tumbukan efektif disebut energi aktivasi (E_a).  Energi aktivasi bergantung pada jenis zat pereaksi.  Bila suatu reaksi berlangsung 2 kali lebih cepat pada kenaikan suhu 10°C berarti jumlah molekul yang mencapai energi aktivasi menjadi 2 kali lebih besar pada kenaikan suhu 10°C.

Umumnya, reaksi berlangsung cepat jika konsentrasi pereaksi diperbesar.  Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatif antara laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

1. Konsentrasi

faktor, konsentrasi, luas

permukaan sentuh,

temperatur, katalisator

Kata Kunci

Larutan dengan konsentrasi yang besar (pekat)

mengandung partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan

dengan larutan encer. Semakin tinggi konsentrasi berarti

semakin banyak molekul-molekul dalam setiap satuan

luas ruangan, akibatnya tumbukan antar molekul makin sering terjadi dan reaksi

berlangsung semakin cepat.

Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, makin besar laju reaksinya

2. Luas permukaan sentuh

Suatu zat akan bereaksi apabila bercampur dan bertumbukan. Pada pencampuran

reaktan yang terdiri dari dua fasa atau lebih, tumbukan berlangsung pada bagian

permukaan zat. Padatan berbentuk serbuk halus memiliki luas permukaan bidang sentuh

yang lebih besar daripada padatan berbentuk lempeng atau butiran. Semakin luas

permukaan partikel, maka frekuensi tumbukan kemungkinan akan semakin tinggi

sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

Laju reaksi berbanding lurus dengan luas permukaan reaktan

3. Temperatur

Setiap partikel selalu bergerak. Dengan naiknya suhu, energi gerak (kinetik) partikel

ikut meningkat sehingga makin banyak partikel yang memiliki energi kinetik di atas

harga energi aktivasi (Ea).

Kenaikan suhu akan memperbesar laju reaksi

Harga tetapan laju reaksi (k) akan berubah jika suhunya berubah. Berdasarkan

hasil percobaan, laju reaksi akan menjadi 2 kali lebih besar untuk setiap kenaikan suhu

10oC.

=

o = laju reaksi awal

= laju reaksi setelah suhu dinaikkan

t = kenaikan suhu ( t2 – t1 )

53

Contoh soal:

Setiap kenaikan suhu 20oC, laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat dari semula. Jika

pada suhu 20oC laju reaksi berlangsung 9 menit, maka tentukan laju reaksi pada suhu

80oC!

Pembahasan:

T1 = 20o

T2 = 80o

T = 9 menit

= . vt2

= . vt2

= 33 .

= 27 .

= 27 .

= t2 = = menit

4. Katalisator

Katalis adalah zat yang dapat memperbesar laju reaksi, tetapi tidak mengalami

perubahan kimia secara permanen, sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat

diperoleh kembali. Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan harga energi

aktivasi (Ea). Katalisis adalah peristiwa peningkatan laju reaksi sebagai akibat

penambahan suatu katalis. Meskipun katalis menurunkan energi aktivasi reaksi, tetapi

ia tidak mempengaruhi perbedaan energi antara produk dan pereaksi. Dengan kata

lain, penggunaan katalis tidak akan mengubah entalpi reaksi.

PERANAN KATALIS DALAM MAHLUK HIDUP DAN INDUSTRI

Peranan katalis dalam mahluk hidup

Telah diketahui bahwa laju reaksi akan meningkat

secara tajam 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 mahluk

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

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

lagi ke bentuknya semula.

Contoh:

• Enzim oksidase mempercepat reaksi oksidasi

• Enzim hidrolase mempercepat pemecahan bahan makanan melalui reaksi hidrolisis.

Peranan katalis dalam industri

Dalam proses industri, penggunaan suhu yang lebih tinggi untuk mempercepat

reaksi seperti proses Haber untuk sintesis ammonia bisa saja dilakukan, akan tetapi

biaya operasionalnya akan menjadi sangat mahal. Di dalam indutsri kimia, meningkatkan

suhu berarti menambah biaya untuk pasokan energi. Oleh karena itu, diperlukan suatu

zat yang mampu mempercepat reaksi tanpa harus meningkatkan suhu atau tekanan

sehingga biaya produksi menjadi lebih murah. Zat tersebut adalah katalis.

katalis, makhluk hidup,

industri

a. Proses kontak (pembuatan asam sulfat)

Reaksi pembuatan asam sulfat dilakukan melaui beberapa tahap:

1) S + O2 → SO2

2) 2SO2 + O2 2SO3

3) SO3 + H2O H2SO4

Reaksi tahap (2) berlangsung sangat lambat, sehingga perlu ditambahkan katalis

vanadium (V) oksida, V2O5

b. Proses Haber-Bosch (pembuatan amonia)

Amonia adalah salah satu senyawa yang sangat dibutuhkan dalam industri pupuk.

Senyawa ini dibuat melalui reaksi antara gas nitrogen dan gas hidrogen.

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

Reaksi tersebut berjalan sangat lambat pada suhu rendah, sedangkan pada suhu

tinggi gas NH3 yang dihasilkan cenderung terurai kembali menjadi gas nitrogen dan

gas hidrogen. Atas dasar itulah, diperlukan suatu kondisi yang memungkinkan agar

reaksi dapat berlangsung cepat pada suhu rendah.

Setelah melakukan penelitian yang cukup lama, pada tahun 1905 Fritz Haber

berhasil menemukan cara membuat gas NH3 yang efisien, yaitu dengan menambahkan

katalis berupa serbuk besi (besi plus). Katalisator ini dibuat dari besi yang dicampur

dengan sedikit kalium oksida dan alumunium. Penambahan katalisator Fe tersebut

menyebabkan produksi gas amonia dapat berlangsung efektif pada suhu 500oC. Proses

ini selanjutnya dikenal dengan Proses Haber.