laju reaksi

Bab 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Kehidupan manusia pada zaman sekarang tidak dapat dapat dipisahkan dari bahan –bahan kimia. Hampir seluruh bagian dari kehidupan manusia berhubungan sangat erat dengan bahan-bahan kimia. Dalam bidang kehidupan rumah tangga, kesehatan, pertanian, makanan, dan lain lain hampir seluruhnya menggunakan bahan kimia.

            Dalam suatu reaksi kimia terdapat perbedaan laju reaksi antara reaksi yang satu dengan reaksi yang lain. Misalnya ketika kita membakar kertas, reaksi berlangsung begitu cepat sedangkan reaksi pembentukan minyak bumi yang memakan waktu yang sangat lama. Dari hal ini dapat diketahui bahwa reaksi kimia memiliki laju reaksi yang berbeda.

Laju reaksi sangat penting untuk dipelajari karena dengan mengetahui cara menghitung laju reaksi dan mengetahui hal-hal yang mempengaruhinya kita dapat menerapkannya dalam kehidupan, misalnya dalam kegiatan industri, dengan mengetahui laju reaksi dapat membuat produksi lebih terkendali sehingga didapatkan jumlah produk yang dapat menguntungkan dalam waktu yang bisa diperhitungkan. Oleh karena itu kita melakukan percobaan tentang laju reaksi ini agar kita mengetahui bagaimana reaksi kimia berlangsung, seberapa cepat laju reaksi, dan pengaruh faktor-faktor tertentu terhadap laju reaksi.

1.2 Tujuan

-          Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.

-          Mengetahui pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap laju reaksi.

-          Menentukan konstanta suatu laju reaksi kimia.

BAb 2 Tinjauan Pustaka

Dalam reaksi kimia terdapat perbedaan laju reaksi antara reaksi yang satu dengan reaksi yang lain. Misalnya ketika kita membakar kertas, reaksi berlangsung begitu cepat sedangkan reaksi pembentukan minyak bumi memerlukan waktu yang sangat lama. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa reaksi kimia memiliki laju reaksi yang berbeda.

Dalam ilmu kimia laju reaksi kimia dipelajari dalam kinetika kimia. Kinetika kimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang laju reaksi kimia, bagaimana cara menghitung laju suatu reaksi kimia dan berbagai hal yang mempengaruhinya.

            Cepat lambatnya suatu reaksi kimia yang berlangsung disebut laju reaksi. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau produk per satuan waktu. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fase gas, satuan konsentrasi dapat diganti dengan satuan tekanan seperti atmosfer, millimeter merkurium, atau pascal. Satuan waktu yang digunakan dapat berupa detik, menit, jam, hari, bulan, bahkan tahun bergantung pada reaksi tersebut berjalan cepat atau lambat.

            Laju reaksi = Perubahan konsentrasi

                                    Satuan waktu

            Untuk mengukur laju reaksi, perlu dilakukan analisis secara langsung maupun tak langsung tak langsung banyaknya, produk yang terbentuk atau banyaknya reaksi yang tersisa setelah penggal waktu tertentu.

Contoh :

2 NO_{2 (g)}                       N_{2 (g)} + 2 O_{2 (g)}

Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai laju penguraian konsentrasi molar NO₂ atau Laju pertambahan konsentrasi molar N₂ dan O₂. 

Sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, laju pembentukan O₂ adalah setengah dari laju pengurangan NO₂, yaitu :

Pada laju reaksi terdapat faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi. Selain bergantung pada jenis zat yang beraksi laju reaksi dipengaruhi oleh :

a.      Konsentrasi Pereaksi

Pada umumnya jika konsentrasi zat semakin besar maka laju reaksinya semakin besar, dan sebaliknya jika konsentrasi pula, dan sebaliknya jika konsentrasi suatu zat semakin kecil maka laju reaksinya pun semakin kecil. Laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan matematik yang dikenal dengan hukum laju reaksi atau persamaan laju reaksi. Dalam persamaan ini setiap konsentrasi reaktan memiliki pengaruh berbeda terhadap laju reaksi, yang disebabkan oleh karena setiap reaktan memiliki pangkat tertentu atau biasa disebut orde reaksi dalam persamaan laju reaksi tersebut. Menentukan orde reaksi dari suatu reaksi kimia pada prinsipnya adalah menentukan seberapa besar pengaruh perubahan konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi.

b.       Luas Permukaan

Suatu reaksi mungkin melibatkan pereaksi dalam bentuk padat, luas permukaan (total) zat padat mempengaruhi laju reaksi. Laju reaksi akan bertambah jika ukurannya diperkecil. Semakin zat padat terbagi menjadi bagian kecil, semakin cepat reaksi berlangsung. Bubuk zat padat biasanya menghasilkan reaksi yang lebih cepat dibandingkan sebuah bongkah zat padat dengan massa yang sama. Bubuk padat memiliki permukaan yang lebih kecil daripada sebuah bongkahan zat padat.

c.       Suhu atau Temperatur

Laju reaksi juga dapat dipercepat atau diperlambat dengan mengubah suhunya. Ketika suhunya dinaikkan maka laju reaksi akan meningkat pula. Biasanya reaksi yang berlangsung akan mengalami kenaikan laju reaksi sebesar dua atau tiga kali lebih laju setiap kenaikan suhu sebesar 10⁰C

Perkiraan bahwa laju reaksi akan bertambah setiap kenaikan suhu 10 ⁰C adalah bukan keadaan yang mutlak dan tidak bisa diterapkan pada seluruh reaksi. Ada juga laju reaksi akan berlipat ganda setiap 9⁰C atau 11⁰C atau setiap kenaikan suhu tertentu. Angka dari derajat suhu yang diperlukan untuk melipat gandakan laju reaksi akan berubah secara bertahap seiring dengan meningkatnya suhu.

Kasi contoh hitungan kalo perlu, contoh rumus maksudnya

d.      Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari reaksi seperti itu juga dipengaruhi oleh tekanan. Penambahan  tekanan dengan memperkecil Volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.

Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan gas sebagai pereaksi akan meningkatkan laju reaksi. Perubahan tekanan pada suatu reaksi yang melibatkan hanya zat padat maupun zat cair tidak memberikan perubahan apapun pada laju reaksi.

Industri yang melibatkan pereaksi berupa gas yang banyak dilangsungkan pada tekanan tinggi, misalnya pembuatan amonia yang menggunakan tekanan hingga 400 atm.

e.      Katalis

Katalis adalah zat kimia yang digunakan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia tanpa mengubah komposisi kimia pada akhir reaksi tersebut. Katalis anorganik berbentuk serbuk logam atau oksida logam seperti platinum, nikel, mangan (IV) oksida, sedangkan katalis organik berbentuk vitamin dan enzim. (Sarjoni Basri, 2003)

Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur dengan energi aktivasi yang lebih rendah.  Energi aktivasi adalah sejumlah energi yang dibutuhkan agar reaksi dapat berlangsung. Dengan menggunakan katalis maka energi aktivasi ini akan berkurang.

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama, yaitu katalis homogen dan heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda  dengan pereaksi atau reaktan  dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen adalah katalis yang berada dalam fase yang sama dengan reaktan.

Dalam laju reaksi terdapat pula teori tumbukan, reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antara partikel pereaksi. Akan tetapi tidaklah setiap tumbukan antara partikel menghasilkan reaksi, melainkan hanya tumbukkan antar partikel yang memiliki energi yang cukup serta arah tumbukan yang tepat. Sehingga dapat dikatakan bahwa laju reaksi bergantung pada tiga hal, yaitu:

1.      Frekuensi Tumbukan

2.      Fraksi tumbukan yang melibatkan partikel dengan energi cukup

3.      Fraksi partikel dengan energi cukup yang tumbukkan dengan arah yang tepat.

Tumbukan yang menghasilkan reaksi disebut dengan tumbukan efektif. Energi minimum yang harus dimiliki oleh partikel pereaksi sehingga menghasilkan tumbukan efektif yang disebut juga energi pengaktifan.

Adapun persamaan laju reaksi yaitu sebagai berikut:

mA + nB                  oC + pD

Persamaan laju : V = K [A] ^x [B]^x

Dengan

-  K               :   Ketetapan Jenis Reaksi

-  X               :   Orde Reaksi terhadap pereaksi A

-  Y               :   Orde reaksi terhadap pereaksi B

-  m,n,o,p     :   Koefisien masing-masing zat yang terlihat dalam reaksi

            Orde reaksi adalah banyaknya faktor konsentrasi zat reaktan yang mempengaruhi kecepatan reaksi. Penentuan orde reaksi tidak dapat diturunkan dari persamaan reaksi tetapi hanya dapat ditentukan berdasarkan percobaan. Contoh orde reaksi adalah sebagai berikut :

Suatu reaksi didapatkan laju reaksinya berdasarkan percobaan :

            V= [a]. [B]²

Persamaan ini mengandung pengertian reaksi orde 1 terhadap reaktan A dan merupakan reaksi orde 2 terhadap zat B. Dan secara keseluruhan reaksi ini adalah reaksi orde 3.

Ketetapan jenis reaksi (K) adalah salah satu tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi dan suhu. Setiap reaksi mempunyai harga K tertentu pada suhu tertentu. Harga K berubah jika suhu berubah, kenaikan suhu umumnya dan memperbesar harga K.

BAb 3 Metodologi percobaan

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1          Alat

-          Gelas Kimia 100 ml

-          Gelas ukur

-          pipet

-          Stopwatch

-          Termometer

-          Penangas Air

-          Kertas

-          Tissue Gulung

-          Spidol

3.1.2          Bahan

-              Larutan Na₂S₂O₃ 0,2 M

-              Larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M

-              Larutan HCl 1 M

-              Larutan HCl 2 M

-              Aquades

3.2       Prosedur Percobaan

3.2.1          Pengaruh Konsentrasi pada laju reaksi

-      Disiapkan satu buah gelas kimia dan diisi dengan  2 ml larutan  Na₂S₂O₃ 0,1 M.

-      Diletakkan gelas kimia tersebut di atas kertas putih yang telah di beri tanda silang.

-      Dicampurkan 3ml larutan HCl 1 M ke dalam gelas kimia tersebut dan dicatat waktu yang diperlukan sejak penambahan larutan HCl hingga tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

-      Diulangi langkah yang sama untuk pereaksi 2mL Na₂S₂O₃ 0,1M dengan 3mL HCl 2M dan 2mL Na₂S₂O₃  0,2M dengan 3mL HCl 2M.

3.2.2          Pengaruh Suhu Pada Laju Reaksi

-      Disiapkan satu buah gelas kimia dan diisi dengan  2 ml larutan  Na₂S₂O₃ 0,2 M.

-      Dipanaskan larutan tersebut pada penangas air hingga suhunya 40⁰C kemudian diletakkan di atas kertas putih yang telah diberi tanda silang.

-       Dicampurkan 3ml larutan HCl 2 M ke dalam gelas kimia tersebut dan dicatat waktu yang diperlukan sejak penambahan larutan HCl hingga tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

-      Diulangi langkah yang sama untuk pereaksi 2mL Na₂S₂O₃ 0,2M dengan 3mL HCl 1M dan 2mL Na₂S₂O₃  0,1M dengan 3mL HCl 1M.

BAb4 Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil pengamatan

    Liat di  buku laoran sementara

4.2 Reaksi

    liat di modul

4.3 Perhitungan

4.4 Pembahasan

    Laju reaksi adalah cepat lambatnya suatu reaksi kimia berlangsung. Pada reaktan disebut laju penguraian dan pada produk disebut laju pembentukan. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau produk per satuan waktu. Dalam laju reaksi terdapat orde reaksi, yaitu banyaknya faktor konsentrasi zat yang mempengaruhi laju reaksi. Dalam laju reaksi kimia terdapat bilangan orde reaksi, di antaranya 0, 1, dan 2. Reaksi orde 0 adalah reaksi yang laju reaksinya tidak dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan. Reaksi orde satu adalah reaksi yang laju reaksinya hanya dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan pangkat satu sehingga didapatkan grafik linear pada grafik perbandingan konsentrasi reaktan dengan laju reaksi.  Reaksi orde dua adalah reaksi yang laju reaksinya dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan kuadrat sehingga didapatkan grafik berbentuk kurva pada grafik perbandingan konsentrasi reaktan dengan laju reaksi. Di dalam laju reaksi terdapat konstanta laju reaksi, yaitu tetapan dalam perhitungan laju reaksi, berapapun konsentrasi yang digunakan selalu dikalikan dengan tetapan ini. Konstanta laju reaksi ini hanya dipengaruhi oleh jenis pereaksi dan suhu.

Praktikum kali ini dibagi menjadi dua percobaan, yaitu pengaruh konsentrasi dan pengaruh suhu terhadap laju reaksi kimia. Pada percobaan pertama (pengaruh konsentrasi) ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,1M dicampur dengan 3mL HCl 1M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 114 detik. Ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,1M dicampur dengan 3mL HCl 2M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 62 detik. Ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,2M dicampur dengan 3mL HCl 2M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 53 detik. Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi yang digunakan maka semakin laju pula reaksi berlangsung.

Percobaan kedua adalah pengaruh suhu, yaitu pada suhu 40^oC. Ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,2M dicampur dengan 3mL HCl 2M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 10 detik. Ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,2M dicampur dengan 3mL HCl 1M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 20 detik. Ketika digunakan larutan 2mL Na₂S₂O­₃ 0,1M dicampur dengan 3mL HCl 1M reaksi berlangsung hingga terbentuk endapan yaitu dalam 32 detik. Dari percobaan ini dan percobaan pertama yang berbeda dalam suhu dimana pada percobaan pertama digunakan suhu ruangan dan pada percobaan kedua digunakan suhu 40^oC, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu maka semakin laju pula suatu reaksi kimia berlangsung.

Laju reaksi kimia dipengaruhi oleh empat hal,yaitu konsentrasi reaktan, luas permukaan, suhu,  dan katalis. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi adalah semakin besar konsentrasi maka semakin laju pula suatu reaksi, karena dengan bertambahnya konsentrasi maka jumlah partikel juga bertambah sehingga kemungkinan terjadi tumbukan bertambah juga. Pengaruh luas permukaan adalah semakin halus atau kecil ukuran reaktan (padatan) yang digunakan maka semakin laju reaksi kimia terjadi karena dengan semakin kecilnya ukuran partikel maka akan menyebabkan kemungkinan tumbukan antar partikel reaktan semakin besar. Pengaruh suhu adalah dengan bertambahnya suhu maka semakin laju reaksi kimia karena dengan bertambahnya suhu maka partikel zat reaktan akan semakin cepat bergerak atau dengan kata lain kemungkinan terjadi tumbukan antar partikel semakin besar. Pengaruh katalis adalah untuk menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Energi aktivasi adalah sejumlah energi minimal yang harus dimiliki agar suatu reaksi kimia dapat berlangsung. Katalis adalah zat kimia yang dicampurkan dalam reaktan namun pada akhir reaksi zat katalis tidak berubah menjadi zat lain.

Dalam percobaan ini terdapat beberapa perlakuan diantaranya, pencampuran yang fungsinya adalah agar reaktan dapat saling bercampur sehingga dapat terjadi reaksi, pemanasan yang fungsinya adalah agar didapat reaktan dengan suhu yang diinginkan.

    Dalam laju reaksi terdapat pula teori tumbukan. Reaksi kimia berlangsung sebagai hasil tumbukan antar partikel pereaksi. Reaksi kimia tidak dihasilkan oleh setiap tumbukan tersebut, melainkan hanya tumbukan yang memiliki energi yang cukup dan arah yang tepat saja. Tumbukan dipengaruhi oleh yang pertama konsentrasi, yaitu dengan semakin besar konsentrasi maka semakin banyak pula jumlah partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan semakin bertambah. Yang kedua adalah luas permukaan, yaitu dengan semakin kecil ukuran partikel padatan dalam reaksi maka kemungkinan tumbukan antar partikel reaktan akan semakin besar. Yang ketiga adalah suhu, yaitu dengan bertambahnya suhu maka partikel reaktan akan bergerak semakin cepat sehingga tumbukan dapat lebih sering terjadi. Tumbukan yang menghasilkan reaksi disebut tumbukan efektif. Energi minimum yang harus dimiliki partikel pereaksi sehingga dapat dihasilkan tumbukan yang efektif sehingga dapat terjadi reaksi disebut energi aktivasi.

Dalam praktikum ini terdapat beberapa faktor kesalahan. Di antaranya ketidaktepatan dalam pengukuran volume zat yang akan direaksikan, kesalahan dalam pengukuran waktu karena persepsi yang berbeda dalam penglihatan tanda silang apakah sudah tak terlihat atau belum.

BAb 5 Penutup

5.1 Kesimpulan

-          Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah konsentrasi, luas permukaan zat yang bereaksi, temperatur, dan katalis.

-          Pengaruh konsentrasi dan suhu adalah jika konsentrasi atau suhu dinaikkan maka laju reaksi akan meningkat, sedangkan bila konsentrasi atau suhu diturunkan maka laju reaksi juga akan berkurang.

-          Laju reaksi pada percobaan di atas adalah…………….

5.2 Saran

            Penggunaan reaktan yang digunakan sebaiknya lebih banyak volumenya sehingga endapan yang dihasilkan akan semakin banyak sehingga tanda silang pada kertas dapat tertutupi atau tidak tampak seluruhnya jika dilihat dari atas.

Daftar pustaka

Basri, Sarjoni. 2003. Kamus Kimia. PT Rineka Cipta  : Jakarta