LAJU REAKSI

LAJU REAKSI

Kinetika kimia merupakan pengkajian laju dan mekanisme reaksi kimia. Seberapa cepat suatu reaksi kimia berlangsung dan bagaimana sistem itu diubah dari satu keadaan ke keadaan lain dibahas dalam bab ini. Besi lebih cepat berkarat dalam udara lembab daripada udara kering, makanan lebih cepat membusuk bila tidak didinginkan, merupakan contoh perubahan kimia dengan laju yang beragam menurut kondisi saat reaksi.
Tidak semua tabrakan antar molekul menghasilkan reaksi kimia, meski molekul itu memiliki energi tinggi dan kecenderungan alami untuk bereaksi agar reaksi itu terjadi. Tumbukan antar molekul tidak membuahkan hasil jika molekul itu salah sikap pada saat tumbukan misalnya bertumbukan pada bagian yang sama atau meski molekul tersebut telah benar sikapnya, ia tidak cukup energi saat bertumbukan. Maka molekul-molekul hanya bertumbukan tanpa ada perubahan. Kondisi molekul-molekul yang bertumbukan agar terjadi reaksi disebut keadaan transisi atau kompleks teraktifkan.
1. Persamaan Laju Reaksi
Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi reaktan atau produk dalam satuan waktu, atau juga juga dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu reaktan atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk.
Jika suatu reaksi menghasilkan suatu perubahan dalam warna larutan karena menghilangnya pereaksi atau minculnya produk. Jalannya reaksi dapat diikuti dengan mengukur perubahan intensitas warna itu. Jika tidak ada perubahan warna, laju reaksi dapat diperoleh jika terdapat perubahan dalam spectrum absorbsi suatu reaksi atau produk ketika reaksi berlangsung.
Sebagaiman telah dijelaskan pada point sebelumnya bahwa laju reaksi adalah perubahan konsentrasi reaktan atau produk tiap satuan waktu. Atau laju berkurangnya konsentrasi reaktan , laju bertambahnya konsentrasi produk.
misalnya pada reaksi aA + bB cC + dD
maka laju reaksi = -[A] = -[B] = [C] = [D]
a .  t b . t c .  t d .  t

Persamaan laju reaksi dapat ditentuka secara eksperimen
Misalnya reaksi aA + bB cC + dD
Persamaan laju reaksi V = k [A]m [B]n , dengan k : tetapan laju reaksi
m,n : orde reaksi

Orde suatu reaksi adalah jumlah semua eksponen (dari) konsentrasi dalam persamaan laju atau jumlah semua orde reaksi dalam persamaan laju. Nilai orde reaksi harus ditentukan secara ksperimen.
Orde suatu laju reaksi dalam persamaan laju V = k [A]m [B]n adalah m + n

2. Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi
a. Sifat Dasar Reaksi
Frekuensi tumbukan antar molekul dipengaruhi oleh sifat dasar reaktan. Ketika reaktan berada dalam fase yang sama misalnya dalam bentuk encer, suhu mempengaruhi mereka bertumbukan.Yang dimaksud sifat dasar pereaksi ini adalah jenis ikatan, energi pengaktifan, dan luas permukaan pereaksi.
Energi pengaktifan, Ea, yaitu energi yang ditambahkan yang harus dimiliki reaktan untuk membentuk kompleks teraktifkan atau keadaan transisi. Nilai energi pengaktifan berbeda-beda untuk reaksi khas bergantung pada sifat dasar pereaksi. Selama perubahan kimia, molekul yang bereaksi perlu bertumbukan ketika molekul bergerak kian kemari secara acak. Tetapi untuk banyak reaksi eksoterm, pada temperatur kamar kebanyakan kebanyakan molekul sekadar terpental setelah bertabrakan tanpa bereaksi, karena tidak memiliki cukup energi untuk membentuk keadaan transisi.
Pada reaktan padatan/cairan yang semakin halus, maka semakin luas permukaan bidang sentuh. Sehingga antar reaktan lebih banyak bersentuhan, dan semakin cepat reaksi terjadi. Reaktan dalam bentuk butiran lebih cepat bereaksi daripada reaktan dalam bentuk bongkahan.
b. Temperatur
Molekul harus bertumbukan dengan cukup energi untuk bereaksi. Suhu biasanya berpengaruh besar pada laju reaksi. Pendingin menurunkan/melambatkan proses kimia. Kenaikan suhu pada laju reaksi menyebabkan kenaikan jumlah dan khususnya energi tumbukan. Pada temperatur yang lebih tinggi, lebih banyak tumbukan reaksi yang terjadi dalam satu waktu. biasanya kenaikan 10C akan melipatkan dua atau tiga laju reaksi. Kenaikan temperatur mengakibatkan molekul-molekul bergerak lebih cepat/sering dan juga dengan dampak yang lebih besar.
c. Konsentrasi
Makin besar konsentrasi reaktan, semakin banyak frekuensi tumbukan molekul reaktan yang efektif. Sehingga lebih banyak lagi reaksi yang terjadi. Pada umumnya laju rekasi bergantung pada konsentrasi reaktan. Laju reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan.
d. Hadirnya Suatu Katalis
Katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan kimia yang permanent. Katalis bereaksi membentuk reaksi antara sehingga terbentuk produk dengan waktu yang relative cepat, setelah itu katalsi terbentuk kembali seperti sebelum reaksi. Dengan adanya katalis positif akan menurunkan energi pengaktifan sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.
3. Laju Reaksi Mula-Mula, Laju Reaksi Sesaat, dan Laju Reaksi Rata-Rata
 Laju reaksi rata-rata -- perubahan konsentrasi reaktan atau produk tiap satuan waktu. V = [A]2 – [A]1 =  [A]
t2 - t 1  t
 Laju reaksi sesaat pada t sekon -- diperoleh dari eksplorasi kemiringan tangent kurva dari konsentrasi vs waktu.
Laju = tan  = Y2¬¬ -Y1
X2 - X1

Y2




Y1

X2 X1


 Laju reaksi mula-mula -- laju reaksi pada saat t = 0 sekon, ketika reaktan baru dicampur dan sebelum ada produk. Cara menentukan nilai laju reaksi mula-mula seperti laju sesaat tetapi dengan t awal = 0 sekon.
4. Pengaruh Suhu pada Laju Reaksi
Jika kita mengumpulkan data konsentrasi dan waktu unutk reaksi yang sama pada temperature yang berbeda, kemudian menghubungkan dengan tetapan laju reaksi, k. Kita temukan bahwa jika k naik maka T juga naik. Dengan kata lain, temperatur mempengaruhi laju reaksi tepatnya pada tetapan laju reaksi. Hubungan tersebut kemudian dikenal dengan nilai Arrhenius.
k = tetapan laju reaksi
k = A. e –Ea/R.T A = konsentrasi
e = nilai Euler = 2,72
R = tetapan gas ideal = 0,0082
T = suhu (K)

5. Mekanisme reaksi
Mekanisme reaksi adalah serangkaian reaksi tahap demi tahap yang terjadi berturut-turut selama proses perubahan reaktan menjadi produk.
Misalnya 2NO + 2H2 2H2O + N2 mengikuti mekanisme
1) 2NO N2O2
2) N2O2 + H2 N2O + H2O
3) H2O + H2 N2 + H2O
Mekanisme reaksi yang munkin terjadi harus sesuai hasil pengukuran secara eksperimen terhadap hukum laju. Ynag perlu diperhatikan adalah tahap yang menentukan laju reaksi atau tahap penentu laju yang merupakan tahap reaksi yang berlangsung paling lambat.
6. Teori Laju Reaksi
a. Teori Tumbukan
Reaksi kimia terjadi karena adanya molekul yang saling bertumbukan. Laju reaksi bergantung pada jumlah tumbukan persatuan waktu dan fraksi tumbukan yang efektif. Energi pengaktifan dapat berlangsung hanya jika tumbikan menghasilkan energi yang dapat melampaui energi pengaktifan.
b. Teori Keadaan Transisi
Bila terjadi tumbukan antar milekul reaktan akan diperoleh keadaan transisi yaitu adanya zat antara yang memiliki energi sangat tinggi sehingga tidak stabil. hal ini menyebabkan tabrakan dan membentuk kompleks teraktivasi yang tidak stabil dan segera berubah menjadi produk.