LAJU REAKSI DAN KECEPATAN REAKSI

LAJU REAKSI …? Menyatakan besarnya perubahan

konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi persatuan waktu

Reaktan product

[ produk ]Δ

Δt

[Reaktan]Δr = + -=

Δt

2A + 5B 3C + 4D

VA = Laju berkurangnya konsentrasi A persatuan waktu.VB = Laju berkurangnya konsentrasi B persatuan waktu.VC = Laju bertambahnya konsentrasi C persatuan waktu.VD = Laju bertambahnya konsentrasi D persatuan waktu.

2A + 5B 3C + 4D

VA = - Δ [A] Δt

VB = - Δ [B] Δt

VC = + Δ [C] Δt

SYARAT TERJADINYA REAKSI

Reaksi kimia dapat terjadi bila ada tumbukan antara partikel reaktan yang satu dengan yang lain.

Tetapi tidak semua tumbukan dapat menghasilkan reaksi.

Tumbukan yang menghasilkan reaksi adalah tumbukan efektif .

TEORI TUMBUKAN

Reaksi kimia berlangsung sebagai hasil tumbukan antar partikel pereaksi

Tumbukan yang menghasilkan reaksi adalah tumbukan yang efektif

arah yang tepat energi tumbukan ≥ Ea

Tumbukan efektif memiliki kriteria energi dan posisi tumbukan.

Kriteria energi untuk tumbukan efektif adalah memiliki energi cukup atau minimal sama dengan energi aktivasi (pengaktifan / Ea), sedangkan kriteria

posisi tumbukan memiliki posisi tumbukan yang menguntungkan untuk terbentuknya suatu produk.

Energi aktivasi, Ea merupakan energi minimal yang dibutuhkan untuk berlangsungnya suatu reaksi (untuk membentuk molekul / kompleks aktif).

Energi aktivasi ditafsirkan sebagai energi penghalang (barier) antara pereaksi dan produk.

Tumbukan efektif = Tumbukan antar partikel pereaksi yang memiliki energi aktivasi.

Energi aktivasi = energi minimum yang harus dimiliki pereaksi agar tumbukannya dapat menghasilkan reaksi (Tumbukan antar partikel pereaksi yang dapat membentuk komplek teraktivasi).

Komplek teraktivasi (intermediate species) = keadaan molekul-molekul yang siap menjadi zat hasil reaksi.

Reaktan

∆H = (+)

Energi aktivasi tanpa katalis

EnergiAktivasi dengan katalis

Reaksi endoterm

Produk

Energi Aktivasi dengan katalis

Energi aktivasi tanpa katalis

∆H = (-)

Reaksi eksoterm

Produk

Reaktan

Reaction Profile

Energi aktivasi tinggi, panas reaksi rendah

Energi aktivasi rendah, panas reaksi tinggi

PENENTUAN LAJU REAKSILaju reaksi ditentukan melalui percobaan, yaitu dengan mengukur banyaknya pereaksi yang dihabiskan atau banyaknya produk yang dihasilkan pada selang waktu tertentu.

Contoh : Laju reaksi antara Mg dengan HCl dapat ditentukan dengan mengukur jumlah salah satu produknya, yaitu gas hydrogen

Mg (s) + HCl(aq) MgCl2 (aq) + H2 (g)

Waktu (detik) Volume H2 (mL)0 0

10 1420 2530 3340 3850 4060 4070 40

Volume H2

waktu (detik)

Volum H2

Waktu (detik)

Keterangan:•Pada 10 detik pertama dihasilkan 14 mL gas H2, jadi laju reaksi pada 10 detik pertama adalah 1,4 mL hydrogen perdetik.

Pada detik ke 20 dihasilkan 11 mL (25-14). Jadi laju reaksi pada detik ke 20 adalah 1,1 mL perdetik

•Kemiringan kurva berubah setiap saat. Kemiringan berkurang seiring dengan berkurangnya laju reaksi.

•Kemiringan (gradient) terbesar terjadi pada 10 detik pertama dan makin kecil pada detik-detik berikutnya.

•Volume total gas hydrogen yang dihasilkan adalah 40 mL, yaitu dalam waktu 50 detik.

Laju reaksi rata-rata adalah 40 mL/50 detik = 0,8 mL gas H2 perdetik

Laju Rerata = rerata laju untuk selang waktu tertentu.

Laju Sesaat = laju reaksi pada saat tertentu hal ini karena laju reaksi berubah dari waktu ke waktu.

Pada umumnya laju reaksi makin kecil seiring dengan bertambahnya waktu reaksi. Sehingga plot laju terhadap waktu berbentuk garis lengkung.

Laju sesaat pada waktu t dapat ditentukan dari kemiringan (gradien) tangen pada saat t tersebut.

Dekomposisi Reaksi N2O5

Hasil ekperimen

Laju produksi O2 berkurang

2N2O5(g) 2N2O4(g) + O2(g)

tV

laju O

2

Laju reaksi rata-rataKita dapat menghitung laju reaksi rata-rata pembentukan oksigen selang waktu tertentu

Satuan laju untuk reaksi ini adalah mL O2 (STP) / s

Perhatikan bahwa laju reaksi berkurang sejalan meningkatnya waktu

Kecepatan rata-rata pembentukan O2

Laju InstantaneousDari grafik terlihat

bahwa laju reaksi berkurang selama waktu reaksi

Laju Instantaneous• Laju pada waktu

tertentu• Dilihat dari slope

(tengensial)Slope pada 1600 s

Slope pada 2400 s

Slope pada 4000 s

Laju pembentukan O2 semain berkurang

Laju Awal Reaksi (Initial Rate)

• Laju pembentukan O2 pada waktu nol ( 0 s) atau pada saat reaksi tepat akan dimulai

Laju vs Konsentrasi

• Kita dapat mengembangkan secara kuantitatif hubungan antara konsentrasi dengan laju reaksi

• Dengan mencari tangensial dari kurva [N2O5], kita dapat mengukur laju reaksi

• Sesuai dengan data dapat diketahui bahwa laju raksi berbanding lurus dengan konstanta laju reaksi

• Laju = k [N2O5]• Sehingga kita dapat

menghitung nilai k untuk tiap nilai laju reaksi

HUKUM LAJU REAKSIHukum laju reaksi atau persamaan laju reaksi menyatakan hubungan antara konsentrasi dan laju reaksi.Reaksi aA + bB cC + dDPersamaan laju reaksi adalah V = k [A]m [B]n

V (velocity) = laju reaksim = orde atau tingkat reaksi [A]n = orde atau tingkat reaksi [B]Orde reaksi adalah banyaknya faktor konsentrasi zat reaktan yang mempengaruhi kecepatan reaksi.

KonsentrasiGrafik hubungan perubahan

konsentrasi terhadap laju reaksi

Konsentrasi

Laju

rea

ksiReaksi Orde 0

Konsentrasi

Grafik hubungan perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi

Konsentrasi

Laju

rea

ksi

Reaksi Orde 1

KonsentrasiGrafik hubungan perubahan

konsentrasi terhadap laju reaksi

Konsentrasi

Laju

rea

ksi

Reaksi Orde 2

Lanjut

KATALISATOR

Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi.

Katalis katalisator katalis homogen katalis heterogen

Autokatalis Biokatalis(enzim)

Inhibitor

Katalis dikelompokkan menjadi:

1.Katalis homogen = katalis yang wujudnya sama dengan wujud zat-zat pereaksi.

Reaction without catalysts:A + B AB (slow) Reaction with catalysts: A + B (Catalyst: K) 1. A + K AK2. AK + B AB + K is more reactive than A + B

Catalyst: NO2

Examples of chemical reactions with homogenous catalysts

1.Making SO3 gas (catalysts NO2 gas)2SO2 + O2 2 SO3 (slow) – without catalysts

2SO2 + O2 2 SO3 (fast) Reaction mechanism:2SO2 + 2NO2 2 SO3 + 2 NO2NO + O2 2 NO2

2SO2 + O2 2 SO3

Katalis Heterogen = katalis yang wujudnya berbeda dengan pereaksi.

Misal reaksi hidrogenasi etena dengan katalis logam Ni. Zat pereaksi C2H4 dan H2 berwujud gas sedangkan logam Ni berwujud padat.

Katalisis•Homogen : satu fasa•Heterogen : reaktan dan katalis berada pada

fasa yang berbeda•Contoh : pada produksi amonia N2 + 3H2 2NH3 (katalis Pt)

Tahapan penentu laju adalah pemutusan ikatan H-H

37

Mekanisme reaksinya:1. Gas H2 dan C2H4 teradsorpsi di permukaan atom logam yang bersifat aktif (sisi aktif). Hal ini mengakibatkan ikatan molekul menjadi lemah.

2. Ikatan H – H terputus dan membentuk ikatan H – logam Ni. Atom H yang tidak berikatan bergerak dipermukaan menuju molekul C2H4.

3. Molekul H-logam ni berikatan dengan atom C dari C2H4 membentuk ikatan logam Ni-C2H4

4. Atom H yang lain berikatan dengan NiC2H4 membentuk molekul Ni-C2H6 lalu molekul C2H6 terlepas dari permukaan dengan cara deadsorpsi.

3. Enzim = katalis yang mempercepat reaksi-reaksi kimia dalam makhluk hidup, sehingga enzim dikenal pula sebagai biokatalis. Cara kerja enzim dapat diterangkan dengan metode kunci dan gembok.

4. Autokatalis = zat hasil reaksi yang berfungsi sebagai katalis.

Contoh : Reaksi kalium permanganate dengan asam oksalat, mangan (II)sulfat yang terbentuk berfungsi sebagai katalis sehingga reaksi makin cepat.

Reaksi perusakkan ozon oleh CFC yang menghasilkan radikal bebas Cl yang dapat sebagai autokatalis.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

• Konsentrasi• Suhu • Tekanan• Luas permukaan • Katalis

Faktor Luas PermukaanBagaimana pengaruh luas permukaan bidang

sentuh terhadap laju reaksi .....?

Mg(s) + 2 HCl MgCl2(aq) + H2(g)

No Logam Mg (2 gram)

HCl Waktu(sekon)

1 Lempeng 1 M 60

2 Butiran 1 M 40

3 Serbuk 1 M 20

Faktor Katalis

Apa itu katalis ???? 

Bagaimana pengaruh katalis terhadap laju reaksi ? 

Bagaimana cara kerja katalis .....? 

Evaluasi1. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ! 2. Jelaskan mengapa bila konsentrasi diperbesar

laju reaksi makin besar ? 3. Setiap kenaikan suhu 10 oC, laju reaksi menjadi 2 kali semula. Bila pada suhu 25 oC reaksi berlangsung dengan laju x M/det, tentukan laju reaksi pada suhu 55 oC  4. Bagaimana cara kerja konsentrasi diperbesar laju reaksi makin besar ?