1
A. PENGERTIAN LAJU REAKSI Secara etimologis laju reaksi dapat diartikan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi (reaktan) atau hasil reaksi (produk) dalam satu satuan waktu. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi reaktan atau laju bertambahnya bertambahnya konsentrasi produk. Pengetahuan tentang laju reaksi sangat penting dalam penentuan kondisi yang diperlukan untuk membuat suatu produk secara cepat dan ekonomis. Agar suatu reaksi kimia berlangsung, partikelpartikel dari zat yang bereaksi harus bertumbukan satu dengan yang lainnya. Energi kinetik minimum yang harus dimiliki atau yang harus diberikan kepada partikel agar tumbukan mereka menghasilkan reaksi disebut energi pengaktifan (energi aktivasi) dengan lambang E a. Makin rendah atau kecil Ea, makin mudah suatu reaksi terjadi sehingga makin cepat reaksi itu berlangsung. Perhatikan reaksi
A + B
→
C + D
Laju reaksi ditentukan oleh konsentrasi pereaksi, yaitu konsentrasi A dan konsentrasi B. Laju reaksi menyatakan ukuran kelajuan berlangsungnya reaksi kimia. Laju reaksi dapat ditentukan dengan mengukur laju berkurangnya salah satu pereaksi atau laju terbentuknya salah satu produk.
V =
=
Satuan laju reaksi adalah M/det atau mol/L/det Seiring dengan berkurangnya konsentrasi pereaksi, laju reaksi umumnya semakin lama semakin kecil. Contoh soal :
1. Reaksi antara magnesium dengan larutan HCL menghasilkan gas Hidrogen dengan reaksi : Mg(s) + 2HCL(aq)
MgCl2(aq) + H2(g)
→
Disajikan suatu hasil percobaan reaksi, sbb. Waktu (menit)
Volume H2 (cm3)
0
0
1
14
2
25
3
33
4
38
5
40
6
40
7
40
a. Berapakah laju reaksi pada menit pertama, kedua, ketiga, keempat, kelima. b. Berapa menit reaksi berlangsung hingga selesai. c. Berapakah laju reaksi rata-rata reaksi tersebut.
2
2. Sejumlah tertentu logam magnesium direaksikan dengan asam klorida berlebih. Volume gas Hidrogen yang terbentuk dicatat setiap menit dan hasilnya diberikan pada tabel berikut. Waktu
0
1
2
3
4
5
6
7
0
14
23
31
38
40
40
40
(menit) Volume H2(cm3) a. Berapakah laju reaksi pada menit ke-1 dan menit ke-3. b. Berapa menit reaksi berlangsung hingga selesai. c. Berapakah laju reaksi rata-rata reaksi tersebut.
3. Logam besi bereaksi dengan asam sulfat pekat menurut persamaan reaksi : 2Fe(s) + 6H2SO4(aq) Fe2(SO4)(aq) + 6H2O(l) + 3SO2(g) →
Diperoleh data : ○
Suhu ( C)
Waktu (detik)
Volume gas SO 2
35
0
0
35
10
35
35
20
55
Tentukan laju reaksi rata-rata reaksi pada : a. 10 detik pertama b. 10 detik kedua c. 20 detik pertama
4. Dari persamaan reaksi : A + B
C
→
Diperoleh data : Konsentrasi C (ml) Waktu (detik) ○
Suhu ( C)
0
11
22
33
45
56
63
74
88
99
99
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
Tentukan laju reaksi rata-rata reaksi pada : a. 3 detik pertama b. 3 detik kedua c. 8 detik pertama d. 2 detik ketiga e. 4 detik kedua f. Pada detik keberapa reaksi berakhir
3
5. Dua buah reaktan direaksikan sehingga menghasilkan gas x (dalam liter) Diperoleh data : ○
Volume gas x
Suhu ( C)
Waktu (detik)
0
0
100
100 100
50
200
100
100
300
100
150
400
100
200
500
100
250
600
100
300
700
100
350
700
100
400
Tentukan laju reaksi rata-rata reaksi pada : a. 200 detik pertama b. 150 detik kedua c. 50 detik pertama d. 50 detik keempat e. 100 detik ketiga f. Pada detik keberapa reaksi berakhir
6. Dari persamaan reaksi : R + K
S
→
Diperoleh data : Volume S (cm3)
Waktu (menit)
Suhu ( C)
0
0
3
1
T T
6
2
T
9
3
T
12
4
T
15
5
T
18
6
T
21
7
T
21
8
T
21
9
T
○
Pada menit keberapa reaksi berakhir, kemudian tentukan laju reaksi rata-ratanya ?
4
7. Dari persamaan reaksi : Z + G
H
→
Diperoleh data : ○
Suhu ( C)
Waktu (menit)
Volume H (ml)
25 25
0
0
1
1,5
25
2
3
25
3
4,5
25
4
6
25
5
7,5
25
6
9
25
7
11,5
25
8
13
25
9
13
Pada menit keberapa reaksi berakhir, kemudian tentukan laju reaksi rata-ratanya ?
8. Dari persamaan reaksi : Y + J
W
→
Diperoleh data :
Waktu (menit)
0
1
2
3
0
20
20
20
Konsentrasi W yang dihasilkan (dm3) Pada menit keberapa reaksi berakhir, kemudian tentukan laju reaksi rata-ratanya ?
5
B. PERSAMAAN LAJU REAKSI Perhatikan reaksi
A + B
C + D
→
Pada umumnya kecepatan reaksi akan besar bila konsentrasi pereaksi cukup besar. Dengan berkurangnya konsentrasi konsentrasi pereaksi sebagai akibat reaksi, maka akan berkurang pula kecepatannya. Laju reaksi ditentukan oleh konsentrasi pereaksi, yaitu konsentrasi A dan konsentrasi B. Persamaan laju reaksinya dapat kita tuliskan sebagai berikut : V=k [A]x[B]y Keterangan :
V k
= laju reaksi = tetapan laju reaksi
[A] = konsentrasi A [B] = konsentrasi B x
= orde reaksi terhadap A
y
= orde reaksi terhadap B
Orde reaksi total = x + y 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.
Suatu reaksi yang diturunkan secara eksperimen dinyatakan dengan rumus kecepatan reaksi : A + B ----> C v = k (A) (B) 2 persamaan tersebut mengandung pengertian pengertian reaksi orde 1 terhadap zat A dan merupakan reaksi orde 2 terhadap zat B. Secara keselurahan reaksi tersebut adalah reaksi orde 3.Telah kita ketahui bersama bahwa makin besar konsentrasi (kepekatan) suatu larutan, makin besar pula laju reaksinya. Bilangan pangkat eksponensial yang menyatakan bertambahnya laju reaksi akibat naiknya konsentrasi disebut orde reaksi (tingkat reaksi). Harga orde reaksi hanya bisa ditentukan melalui eksperimen atau percobaan. Jika konsentrasi suatu zat dinaikkan sebanyak a kali, dan ternyata laju reaksi bertambah sebanyak b kali, maka orde reaksi terhadap zat itu adalah a x= b dengan x adalah orde orde reaksinya. Perhatikan contoh-contoh berikut : a. Jika konsentrasi zat A dinaikkan 2 kali dan dan laju reaksi meningkat 8 kali maka orde reaksi terhadap terhadap zat A adalah 3 karena 2 3 = 8 b. Jika konsentrasi zat zat B dinaikkan 3 kali dan dan laju reaksi meningkat meningkat 9 kali maka orde reaksi terhadap zat B adalah 2 karena 3 2 = 9 c. Jika konsentrasi zat C dinaikkan dinaikkan 4 kali dan dan laju reaksi meningkat 2 kali, maka orde reaksi terhadap zat C adalah 1 /2 karena = 2 d. Jika konsentrasi konsentrasi zat D dinaikkan dinaikkan 6 kali dan ternyata laju reaksi tetap, maka orde reaksi terhadap zat D adalah 0
6
Konsentrasi suatu zat dinyatakan dalam satuan molar (M), (M), yaitu jumlah mol zat terlarut dalam setiap liter (dm3) larutan. Jika dalam 5 liter liter larutan terlarut 2 mol zat, zat, maka konsentrasi larutan larutan adalah molar atau 0,4 molar (0,4 M). Pengertian tetapan laju reaksi sebagai perbandingan laju reaksi terhadap perubahan konsentrasi reaktan. Cara menghitung orde reaksi : 1. Jika tahap reaksi diketahui atau dapat diamati, maka orde reaksi terhadap masing-masing zat adalah koefisien dari tahap yang paling lambat. 2. Sebagian besar reaksi kimia sukar diamati tahap-tahapnya sehingga orde reaksi terhadap suatu zat hanya dapat ditentukan melalui eksperimen, yaitu dengan menaikkan konsentrasi zat tersebut sedangkan konsentrasi zat yang lain dibuat tetap. Data eksperimen harus pada suhu tetap untuk mendapatkan harga k yang tetap. Metode mencari orde reaksinya dengan cara membandingkan membandingkan persamaan laju reaksi. Harga k 1 = k 2 dan konsentrasi zat yang sama bisa dicoret. Dengan demikian maka perbandingan jumlah konsentrasi konsentrasi zat yang yang berubah pangkat pangkat orde orde reaksi sama dengan dengan perbandingan perbandingan laju reaksi. Contoh soal :
1. Reaksi
2 NO + 2 H 2
→
N2 + 2 H2O berlangsung dalam dua dua tahap :
I. 2NO + H 2
→
N2O + H2O (lambat)
II. N2O + H2
→
N2 + H2O (cepat)
Tentukan orde reaksi dan persamaan laju reaksi ! Jawab : Orde reaksi diambil dari koefisien tahap lambat yaitu tahap I Orde reaksi terhadap NO adalah 2 Orde reaksi terhadap H 2 adalah 1 Orde reaksi total adalah 2 + 1 = 3 Sehingga persamaan laju reaksinya adalah V = k [NO]2 [H2]
7
2. Menentukan 2. Menentukan Orde reaksi a. Jika tahap reaksi dapat dapat diamati, orde adalah adalah koefisien pada tahap tahap reaksi yang berjalan berjalan lambat. Contoh : reaksi 4HBr + O 2 -> 2H2O + 2Br 2 Berlangsung dalam tahapan sebagai berikut : 1. HBr + O 2 (lambat) 2 -> HBr 2 2 O (lambat) 2. HBr + HBr 2 (cepat) 2O -> 2HBrO (cepat) 3. 2HBr + 2HBr) -> 2H 2 (cepat) 2O + 2Br 2 2 (cepat) Maka orde reaksi ditentukan oleh reaksi (1). Persamaan laju reaksi, V = [HBr] [O 2]. Orde reaksi total (lihat koefisien reaksi) = 1 + 1 = 2. b. Jika tahap reaksi tidak bisa diamati, diamati, orde reaksi ditentukan melalu eksperimen, eksperimen, konsentrasi salah satu zat tetap dan kosentrasi zat lain berubah.
3. Reaksi 3. Reaksi : P + Q + R X + Y diperoleh data percobaan sebagai berikut : →
orde reaksi terhadap P, dicari dengan melihat konsentrasi [Q] dan [R] yang tetap. Dari data (1) dan (3) dari konsentrasi [Q] dan [R] tetap, [P] dinaikkan dua kali. Jadi reaksi berlangsung 2 kali lebih cepat. 2m = 2 m = 1 Orde reaksi terhadap Q, lihat konsentrasi [P] dan [R] yang tetap yakni sebagai berikut. →
Data (4) dan (5) o 1,5 kali lebih cepat Data (1) dan (4) o 2 kali lebih cepat Data (1) dan (5) o 3 kali lebih cepat Ingat : orde reaksi ditentukan oleh tahap reaksi yang paling lambat 1,5 n = 1,5 n=1 Orde reaksi terhadap R, lihat konsentrasi [P] dan [Q] tetap yakni data (1) dan (2). Konsentrasi R dinaikkan 1,5 kali, ternyata reaksi berlangsung sama cepat.1,5 x = 1 x = 0 Maka persamaan persamaan laju reaksinya sebagai berikut: V = k[P] [Q] [Q]
8
4. Dari 4. Dari reaksi 2NO(g) + Br 2(g) ® 2NOBr(g) dibuat percobaan dan diperoleh data sebagai berikut: No.
(NO) mol/l
1. 0.1 2. 0.1 3. 0.1 4. 0.2 5. 0.3 Pertanyaan: a. Tentukan orde reaksinya ! b. Tentukan harga k (tetapan laju reaksi) ! Jawab:
(Br2) mol/l 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1
Kecepatan Reaksi mol / l / detik 12 24 36 48 108
a. Pertama-tama kita misalkan rumus rumus kecepatan reaksinya reaksinya adalah adalah V = k(NO) x(Br2)y : jadi kita harus mencari nilai x dan y. Untuk menentukan nilai x maka kita ambil data dimana konsentrasi terhadap Br 2 tidak berubah, yaitu data (1) dan (4). Dari data ini terlihat konsentrasi NO naik 2 kali sedangkan kecepatan reaksinya naik 4 kali maka : 2x = 4 ® x = 2 (reaksi (reaksi orde orde 2 terhadap NO) Untuk menentukan nilai y maka kita ambil data dimana konsentrasi terhadap NO tidak berubah yaitu data (1) dan (2). Dari data ini terlihat konsentrasi Br 2 naik 2 kali, sedangkan kecepatan kecepatan reaksinya naik 2 kali, maka : 2y = 2 ® y = 1 (reaksi orde 1 terhadap terhadap Br Br 2) Jadi rumus kecepatan reaksinya : V = k(NO) 2(Br2) (reaksi orde 3) b. Untuk menentukan menentukan nilai k cukup kita ambil ambil salah satu data percobaan percobaan saja misalnya data data (1), maka: 2 V = k(NO) (Br2) 12 = k(0.1) 2(0.1) k = 12 x 10 3 mol-2l2det-1
9
5. Untuk reaksi 2H2 + 2NO
→
2H2O + N2
Diperoleh data eksperimen Konsentrasi H2
Konsentrasi NO
Laju Reaksi
(mol/liter)
(mol/liter)
(mol/liter/detik)
1
0,1
0,1
30
2
0,5
0,1
150
3
0,1
0,3
270
No.
Dari data di atas tentukan : a. orde reaksi terhadap H 2 b. orde reaksi terhadap NO c. Persamaan laju reaksi d. Tetapan laju reaksi e. Laju reaksi jika H 2 dengan konsentrasi 0,2 mol/liter direaksikan terhadap NO dengan konsentrasi 0,2 mol/liter Jawab : Rumus umum umum laju reaksi untuk reaksi 2H 2 + 2NO
→
2H2O + N2
adalah V = k [H 2]x [NO]y a. Mencari orde reaksi terhadap H 2 : Perhatikan konsentrasi NO yang sama, yaitu data No. 1 dan 2 m = 1 b. Mencari orde reaksi terhadap NO : Perhatikan konsentrasi H 2 yang sama yaitu data No. 1 dan 3 n =2 V = k [H 2][NO]2
c. Persamaan laju reaksi :
d. Untuk mencari harga k, masukkan persamaan laju reaksi dengan salah satu data eksperimen. Kita masukkan data No. 1 30 M/det k
= k (0,1M) (0,1M) 2 = 30 M/det : (0,1M) (0,1M) 2 =
e. V
30000 M-2. det-1
= (30000)(0,2)(0,2)2 = 30000.8.10 -3 = 240 M/det
10
6. Nitrogen oksida, NO, bereaksi dengan hidrogen (H 2) membentuk dinitrogen oksida, N 2O, dan uap air (H2O) menurut persamaan reaksi : 2NO(g) + H2(g) N2O(g) + H2O(g) →
Pengaruh konsentrasi NO dan H 2 terhadap laju reaksi ditemukan sebagai berikut : Percobaan
Konsentrasi awal (M)
Laju reaksi awal
NO
H2
(M/det)
1
6,4 x 10-3
2,2 x 10-3
2,6 x 10-5
2
12,8 x 10-3
2,2 x 10-3
1,0 x 10-4
3
6,4 x 10-3
4,4 x 10-3
5,1 x 10-5
a. Tentukan orde reaksi terhadap NO. b. Tentukan orde reaksi terhadap H 2. c. Tentukan persamaan laju reaksinya. d. Tentukan harga orde reaksi. e. Tentukan harga dan satuan tetapan jenis reaksi (k). f. Tentukan laju reaksi jika konsentrasi NO dan H 2 masing-masing 0,5 M.
7. Pada reaksi : X + 2Y
XY 2, diperoleh data sebagai berikut :
→
No.
[X] (M)
[Y] (M)
V (M/det)
1
0,4
0,1
4
2
0,4
0,2
16
3
0,8
0,2
16
Laju reaksi yang terjadi jika [X] dan [Y] masing-masing 0,2 M dan 0,5 M adalah . . . .
8. Dari reaksi P + Q
→
R + S diperoleh data hasil percobaan sebagai berikut :
No.
[P]awal
[Q]awal
Laju reaksi (M/det)
1
0,2 M
0,2 M
6 x 10 -4
2
0,2 M
0,4 M
1,2 x 10 -3
3
0,3 M
0,1 M
2,4 x 10 -3
4
0,5 M
0,4 M
7,5 x 10 -3
Berapakah persamaan laju reaksi dari percobaan tersebut?
11
9. Dari 9. Dari reaksi A + B
→
C, didapatkan data sebagai berikut :
Percobaan 1 2 3
[A] 0,1 M 0,1 M 0,1 M
[B] 0,1 M 0,2 M 0,2 M
Laju reaksi (molar/jam) 6 12 48
Hitunglah orde reaksinya.
C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI 1. Konsentrasi Dalam suatu reaksi semakin besar konsentrasi zat reaktan, akan semakin mempercepat laju reaksinya. Dengan bertambahnya konentrasi zat reaktan jumlah partikel-partikel reaktan semakin banyak sehingga peluang untuk bertumbukan semakin besar. Sebagai contoh suatu larutan yang pekat mengandung partikel yang lebih rapat jika dibandingkan dengan larutan yang encer, sehingga lebih mudah dan lebih sering bertumbukan. bertumbukan. 2. Suhu Laju reaksi akan semakin meningkat dengan meningkatnya suhu reaksi. Kenaikan suhu akan menambah energi kinetik molekul-molekul, akibatnya molekul-molekul yang bereaksi menjadi lebih aktif mengadakan tabrakan. Hal ini terjadi karena gerakan-gerakan molekul semakin cepat pada temperatur yang lebih tinggi. Berdasarkan penelitian, pada umumnya setiap kenaikan suhu 10 o C laju reaksi akan meningkat menjadi dua kali lipat. Secara matematis hubungan laju reaksi dengan suhu reaksi dapat dirumuskan sebagai berikut: Vt = Laju reaksi yang baru Vt =. Vo
Vo = Laju reaksi semula ∆T = Kenaikan suhu
Contoh soal : 1. Berapa kali laju reaksi akan akan meningkat apabila apabila suhu dinaikkan dinaikkan dari 20 oC menjadi 60oC? Jawab : Kenaikan suhu = 60 oC – 20oC = 40 oC Vt=. Vo = 24 . Vo = 16 Vo Laju reaksi meningkat meningkat 16 kali kali dibandingkan dibandingkan dengan laju laju reaksi semula 2. Suatu reaksi reaksi berlangsung 8 jam pada pada suhu 30 oC. Jika suhu diubah diubah menjadi 80 oC, reaksi itu berlangsung ? Jawab : Kenaikan suhu = 80 oC – 30oC = 50 oC Vt =. Vo = 2 5 . Vo = 32 Vo Lama reaksi = 8/32 jam = ¼ jam atau 15 menit
berapa lama
12
3. Luas permukaan bidang sentuh Pada pembahasan sebelumnya dijelaskan bahwa reaksi kimia terjadi karena tumbukan yang efektif antar partikel partikel zat reaktan. Terjadi Terjadi tumbukan berarti berarti adanya bidang yang yang bersentuhan (bidang (bidang sentuh). Jika permukaan bidang sentuh semakin luas, akan sering terjadi tumbukan dan menghasilkan zat produk yang semakin banyak sehingga laju reaksi semakin besar. Oleh karena itu untuk meningkatkan laju reaksi salah satu caranya dengan menambah luas permukaan bidang sentuh zat reaktan. Untuk menambah luas permukaan bidang sentuh zat reaktan adalah dengan mengubah ukuran zat reaktan menjadi lebih kecil. Misalnya saja kapur dalam bentuk serbuk lebih cepat bereaksi dengan HCl encer, dibandingkan kapur dalam bentuk bongkahan. Kapur dalam bentuk serbuk mempunyai luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar dibandingkan dibandingkan dengan kapur berbentuk bongkahan. 4. Katalis
Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimia yang permanen. Dalam skala industri kimia katalis akan mempercepat laju reaksi tanpa menimbulkan produk yang tidak diinginkan. Salah satu eksperimen di laboratorium kimia adalah pembuatan gas O 2 dengan cara memanaskan kalium klorat (KCLO 3) menurut reaksi : 2 KClO3 (s)
→
2 KCl
(s)
+ 3O2 (g)
Jika hanya KClO 3 saja yang dipanaskan, maka gas O 2 lambat terbentuk dan harus pada suhu yang cukup tinggi. Tetapi jika sedikit batu kawi (MnO 2) ditambahkan ke dalam KClO 3, baru kemudian
13
dipanaskan, ternyata gas O 2 cepat terbentuk pada suhu yang relatif rendah. MnO 2 sama sekali tidak menyumbangkan menyumbangkan oksigen sebab gas O 2 yang terbentuk semata-mata berasal dari penguraian KClO 3. Pada akhir reaksi MnO 2 tetap ditemukan dalam tabung dengan jumlah yang tidak berubah. Contoh penggunaan katalis yang lainnya adalah pada proses kontak (pembuatan asam sulfat) digunakan katalis V 2O5 (vanadium) dan pada proses Haber-Bosch (pembuatan amonia) digunakan katalis serbuk Fe (besi). Contoh katalis :
5. Tekanan Semakin besar tekanan maka laju reaksi cepat, semakin kecil tekanan maka laju reaksi lambat. Hal tersebut berbanding terbalik dengan volume.
14
Latihan soal 1 :
1. Suatu reaksi berorde dua terhadap salah satu pereaksinya. Bagaimanakah pengaruhnya terhadap laju reaksi apabila pada suhu tetap. a. Konsentrasi pereaksi itu dilipat tigakan. b. Konsentrasi pereaksi itu diperkecil setengah. 2. Reaksi 2NO(g) + H2(g)
N2O(g) + H2O(g) mempunyai persamaan laju v = k [NO] 2[H2].
→
Berdasarkan informasi tersebut, lengkapi daftar berikut. Percobaan Percobaa n
[NO] (M)
[H2] (M)
Laju (M det-1)
1
1
1
x
2
1
2
.....
3
2
1
.....
4
2
2
.....
5
0,5
4
.....
3. Reaksi antara nitrogen oksida dan gas klorin 2NO(g) + Cl2(g)
2NOCl(g)
→
Mempunyai persamaan laju laju reaksi v = k [NO] 2[Cl2] a. Nyatakan orde reaksi terhadap masing-masing pereaksi ! b. Berapa orde reaksi total ? c. Bagaimana perubahan laju reaksi bila konsentrasi NO dan konsentrasi Cl 2 masing-masing diperbesar 2 kali ? d. Bagaimana perubahan laju reaksi bila konsentrasi NO diperbesar 2 kali sementara konsentrasi Cl 2 dibuat tetap ? e. Bagaimana perubahan laju reaksi apabila konsentrasi NO diperkecil 2 kali sementara konsentrasi Cl 2 diperbesar 4 kali ? 4. Suatu reaksi menjadi 4 kali lebih cepat jika konsentrasi salah satu pereaksinya dilipatduakan, sementara konsentrasi pereaksi lainnya tidak diubah. Berapakah orde reaksi terhadap pereaksi itu ? 5. Berikut data percobaan untuk reaksi A 2(g) 2(g) + 2C(g)
2AC(g)
→
Percobaan
[A2] (M)
[C] (M)
Laju Awal (M det -1)
1
0,1
0,1
2
2
0,1
0,2
8
3
0,2
0,2
16
a. Tentukan orde reaksi terhadap A 2. b. Tentukan orde reaksi terhadap C.
15
c. Tulis persamaan laju reaksinya. d. Tentukan orde reaksi total. e. Tentukan nilai tetapan laju reaksi (k). f. Tentukan laju reaksinya jika [A 2] dan [Br2] masing-masing 0,3 M. 6. Laju reaksi 2A (g) (g) + B2(g)
2AB(g)
→
Dipelajari dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk membentuk sejumlah tertentu zat AB. Diperoleh data berikut. Percobaan
[A] (M)
[B2] (M)
Waktu reaksi (det)
1
0,1
0,1
80
2
0,1
0,2
40
3
0,2
0,2
10
a. Tentukan persamaan laju reaksinya. b. Tentukan waktu reaksi jika [A] = 0,3 M dan [B 2] = 0,4 M.
16
LATIHAN - 2 Essay Jawablah pertanyaan-pertanyaan pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas! 1. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ! Jawab : ....................... .................................... ......................... ....................... ....................... ......................... ........................ ....................... ............... ... 2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan katalis dan katalis dan sebutkan katalis yang digunakan pada proses kontak dan proses Haber-Bosch ! Jawab :
........................ .................................... ....................... ....................... ......................... ........................ ....................... ..................... .........
3. Ada lima buah reaksi logam seng dengan larutan l arutan HCl pada kondisi yang berbeda- beda : Reaksi I
: serbuk Zn
+
0,2 M HCl
pada suhu 30 oC
Reaksi II
: keping Zn
+
0,2 M HCl
pada suhu 30 oC
Reaksi III
: serbuk Zn
+
0,5 M HCl
pada suhu 50 oC
Reaksi IV
: keping Zn
+
0,5 M HCl
pada suhu 50 oC
Reaksi V
: serbuk Zn
+
0,5 M HCl
pada suhu 30 oC
Reaksi nomor berapakah yang berlangsung paling paling cepat ? Jelaskan ! Jawab :
.......................... ..................................... ....................... ......................... ........................ ....................... ........................ ................... .......
4. Laju reaksi berlangsung dua kali lebih cepat jika suhu dinaikkan 10 oC. Apabila Apabila suhu dinaikkan dari 30oC menjadi 70 oC, berapa kali lebih cepat laju reaksinya? Jawab :
........................ .................................... ....................... ....................... ......................... ........................ ....................... ..................... .........
5. Pada reaksi antara gas NO dengan gas Br 2 pada suhu 273 oC menurut reaksi : 2 NO
(g)
+ Br2 (g)
2NOBr
→
(g)
Diperoleh data : No.
[NO] (M)
[Br 2] (M)
Laju reaksi (M/det)
1
0,1
0,1
12
2
0,1
0,2
24
3
0,2
0,1
48
4
0,3
0,1
108
Berdasarkan data tersebut tentukan : a. Orde reaksi total b. Persamaan laju reaksi c. Tetapan laju reaksi Jawab :
....................... .................................... .......................... ......................... ....................... ....................... ........................ .................... ........
17
Pilihan Ganda Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar ! 1. Energi aktivasi suatu reaksi dapat diperkecil dengan cara ..... a. menghaluskan pereaksi b. memperbesar konsentrasi c. memperbesar tekanan d. menambah katalis e. menaikkan suhu 2. Jika perubahan konsentrasi salah satu pereaksi tidak mempengaruhi laju
reaksi, maka orde reaksi terhadap pereaksi tersebut adalah ...
a. 0
d. 3
b. 1
e. 4
c. 2 3. Suatu katalis katalis mempercepat reaksi reaksi dengan meningkatkan meningkatkan ... ... a. energi aktivasi b. perubahan entalpi c. jumlah tumbukan molekul d. energi kinetik molekul e. jumlah molekul yang memiliki energi di atas energi aktivasi 4. Reaksi 4HBr + O 2 HBr + O2
→
2H2O + 2Br 2 berlangsung dalam tiga tahap :
HBrO2 (lambat)
→
HBr + HBrO2
→
2HBrO (cepat)
2HBr + 2HBrO
→
2H2O + 2Br2 (cepat)
Orde reaksi totalnya adalah ... a. 1
d. 4
b. 2
e. 5
c. 3 5. Laju reaksi A + B
→
AB dapat dapat dinyatakan dinyatakan sebagai ...
a. Penambahan konsentrasi A tiap satuan waktu b. Penambahan konsentrasi B tiap satuan waktu c. Penambahan konsentrasi AB tiap satuan waktu d. Penambahan konsentrasi A dan B tiap satuan waktu e. Penambahan konsentrasi A, B, dan AB tiap satuan waktu
18
6. Jika konsentrasi konsentrasi zat zat A dinaikkan 2 kali dan laju reaksi meningkat meningkat 8 kali, maka maka orde reaksi reaksi terhadap terhadap A adalah ... a. 1
d. 4
b. 2
e. 0
c. 3 7. Untuk reaksi P + Q
→
R diperoleh data :
[P]
[Q]
Laju reaksi
Molar
Molar
Molar/jam
0,1
0,05
2
0,1
0,2
32
0,2
0,2
128
Persamaan laju reaksinya adalah ... a. V = k [P] [Q]
d. V = k [P] 2 [Q]4
b. V = k [P] 2 [Q]
e. V = k [P] 2 [Q]2
c. V = k [P] [Q]2 8. Kenaikan suhu akan memperbesar kecepatan reaksi karena karena ... a. Memperbesar konsentrasi b. Memperbesar energi kinetik kinetik molekul molekul pereaksi pereaksi c. Menimbulkan katalisator d. Mempermudah melepas elektron e. Memperbesar tekanan 9. Untuk reaksi A + B
→
AB diperoleh diperoleh hasil eksperimen
[A]
[B]
Laju reaksi
Molar
Molar
Molar/menit
0,01
0,20
0,02
0,02
0,20
0,08
0,03
0,20
0,18
0,03
0,40
0,36
0,03
0,60
0,54
Tetapan laju reaksinya adalah ..... a. 1000
d. 0,02
b. 50
e. 0,001
c. 10
19
10. Pada reaksi CHCl3 + Cl2
→
CCl4 + HCl diperoleh data :
[CHCl3]
[Cl2]
Laju reaksi
Molar
Molar
Molar/detik
0,2
0,2
3
0,8
0,2
6
0,2
0,4
18
Orde reaksinya adalah ..... a. 1
d. 2,5
b. 1,5
e. 3
c. 2 11. Di bawah ini yang
tidak
mempengaruhi laju reaksi adalah ….
a. katalis b. suhu c. luas permukaan d. gerak partikel e. konsentrasi
12. Pada percobaan percobaan yang mereaksikan logam logam magnesium magnesium dengan larutan HCl HCl didapatkan didapatkan data sebagai berikut. Percobaan
Massa Mg (gram)
Wujud Mg
Konsentrasi HCL (M)
Pengamatan
1
10
Sebuk
1
Timbul gas
2
10
Kepingan
1
Timbul gas
3
10
Batang
1
Timbul gas
4
10
Serbuk
2
Timbul gas
5
10
Batang
2
Timbul gas
Reaksi yang paling cepat terjadi adalah pada percobaan ke- …. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5
20
13.
Suatu reaksi yang 2 X (g) (g) + 2Y (g) (g) → Z (g) (g)
melibatkan
zat X dan Y
menghasilkan
reaksi
sebagai
berikut.
Diperoleh data bahwa reaksi tersebut merupakan pangkat 2 terhadap pereaksi X dan orde total reaksi adalah 3. Rumus persamaan laju reaksi yang benar bagi reaksi tersebut adalah … . A. v = k [X ]2[Y ] B. v = k [X ][ ][Y ][ ][Z ] C. v = k [X ][ ][Y ]2 D. v = k [X ]2[Z ] E. v = k [Z ]3
(g) + B(g) diketahui bahwa reaksi tersebut berorde dua terhadap A 2B. 14. Dari reaksi A 2B(g) →2A (g) Grafik yang menyatakan hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi A 2B adalah … .
A.
B.
C.
21
E.
15. Dari percobaan reaksi : CaCO 3(s) + 2 HCl(aq)
CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(g)
→
diperoleh data data sebagai berikut.
Percobaan
Bentuk CaCO3
Konsentrasi 25 mL HCl (M)
Waktu reaksi (det.)
Suhu (oC)
1
10 gram serbuk
0,2
4
25
2
10 gram butiran
0,2
6
25
3
10 gram bongkahan
0,2
10
25
4
10 gram butiran
0,4
3
25
5
10 gram butiran
0,2
3
25
22
Pada percobaan 1 dan 3, laju reaksi dipengaruhi oleh … . A. temperatur temperatur B. katalis C. sifat-sifat D. konsentrasi E. luas permukaan
16. Energi minimum minimum yang diperlukan oleh sebuah sebuah reaksi agar dapat dapat berlangsung berlangsung disebut energi …. A. potensial B. gerak C. kinetik D. reaksi E. aktivasi
17. Kenaikan suhu akan mempercepat mempercepat laju reaksi. Hal tersebut disebabkan disebabkan karena karena kenaikan suhu akan …. A. menaikkan energi pengaktifan pengaktifan zat yang bereaksi B. memperbesar konsentrasi zat yang bereaksi C. memperbesar energi kinetik molekul pereaksi D. memperbesar tekanan ruang terjadinya reaksi E. memperbesar luas permukaan
18. Laju reaksi dari dari suatu reaksi reaksi tertentu menjadi dua kali lipat lipat setiap kenaikan kenaikan suhu 10 °C. °C. Suatu reaksi berlangsung pada suhu 30 °C. Jika suhu ditingkatkan menjadi 100 °C maka laju reaksi akan menjadi … kali lebih cepat dari semula. A. 128 B. 64 C. 32 D. 16 E. 8
19. Untuk reaksi A + B →C , ternyata jika konsentrasi awal A dinaikkan menjadi dua kali (konsentrasi B tetap), maka laju reaksi menjadi dua kali lebih besar. Bila konsentrasi awal A dan B masing-masing dinaikkan dinaikkan tiga kali, maka laju reaksi menjadi 27 kali lebih besar. Persamaan laju reaksi tersebut adalah … . A ]2[B ]2 A. v = k · [ A A ][ B. v = k · [ A ][B ] A ]2[B ] C. v = k · [ A A ][ D. v = k · [ A ][B ]3 A ] [B ]2 E. v = k · [ A
23
20. Reaksi antara gas H 2 dan O 2 pada suhu 25 oC berlangsung sangat lambat, tetapi ketika ditambah m enunjukkan bahwa laju reaksi dipengaruhi oleh … . serbuk Pt , reaksi menjadi lebih cepat. Hal ini menunjukkan A. temperatur temperatur B. katalis C. sifat-sifat D. konsentrasi E. luas permukaan
21. Untuk reaksi A + B Percobaan
C + D diperoleh data sebagai berikut.
→
[A] (mol/liter)
[B] (mol/liter)
Laju reaksi (mol.liter-1.det.-1)
1
0,1
0,1
x
2
0,2
0,2
8x
3
0,1
0,3
9x
Orde reaksi terhadap A adalah …. A.1 B.2 C.3 D.4 E. 5
(g) –> 2 NOBr (g) , diperoleh data eksperimen sebagai berikut. 22. Dari reaksi Br 2(g) + 2 NO(g) –
Percobaan
[NO] (mol/liter)
[Br2] (mol/liter)
Waktu pembentukan NOBr (detik)
1
0,1
0,1
108
2
0,1
0,2
48
3
0,2
0,1
24
4
0,3
0,1
12
Orde reaksi tota l dari reaksi tersebut adalah … . A.1 B.2 C.3 D.4 E. 5
24
D. GRAFIK ORDE REAKSI Orde reaksi menyatakan pangkat dari konsentrasi, maka bentuk grafiknya merupakan grafik perpangkatan. Reaksi : A
hasil
→
1. Reaksi Orde Nol (0) Persamaan laju reaksinya : v = k [ A ]0 v=k
Dari grafik dapat diperoleh bahwa reaksi orde nol ditunjukkan oleh grafik antara [A] dengan v adalah garis lurus konstan.
25
2. Reaksi Orde Satu Persamaan laju reaksinya : V = k [A]1 = k [A] Reaksi orde satu ditunjukkan oleh grafik antara [A] dengan v yang merupakan garis linear.
3. Reaksi Orde Dua Persamaan laju reaksinya : v = k [A] 2 Reaksi orde dua ditunjukkan oleh grafik antara [A] dengan v yang merupakan. Garis lengkung (parabola).
26
4. Reaksi Orde Negatif Suatu reaksi berorde negatif jika laju l aju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksinya diperbesar, justru reaksi semakin lambat.