PERTEMUAN KE - 5.

YOK BELAJAR !!!!!!!!!

BATALYON CHAMISTRY IPA

LAJU REAKSI

The diary’s of session 5

 

Tujuan Pembelajaran :

Setelah proses pembelajaran selesai siswa dapat:

1.      Menentukan persamaan laju reaksi.

2.      Menentukan orde reaksi berdasarkan data percobaan.

3.      Menentukan harga tetapan laju reaksi (k).

---

E. PERSAMAAN LAJU REAKSI

Pada reaksi: mA + nB à C, persamaan laju reaksi dapat dinyatakan dengan

v = k [A]^m[B]ⁿ

v = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi/molaritas A

[B] = konsentrasi/molari tas B

m = orde/tingkat reaksi terhadap A

n = orde/tingkat reaksi terhadap B

m + n = orde reaksi total

Umumnya reaksi kimia dapat berlangsung cepat jika konsentrasi zat-zat yang bereaksi (reaktan) diperbesar.

Secara umum pada reaksi:

xA + yB  → pC+ qD

Persamaan laju reaksi dapat ditulis sebagai:

Persamaan seperti di atas, disebut persamaan laju reaksi atau hukum laju reaksi. Persamaan laju reaksi seperti itu menyatakan hubungan antara konsentrasi pereaksi dengan laju reaksi. Bilangan pangkat pada persamaan di atas disebut sebagai  orde reaksi atau  tingkat reaksi pada reaksi yang bersangkutan. Jumlah bilangan pangkat konsentrasi pereaksi-pereaksi disebut sebagai orde reaksi total.

Artinya, reaksi berorde x terhadap pereaksi A dan reaksi berorde  y terhadap pereaksi B, orde reaksi total pada reaksi tersebut adalah (x + y). Faktor k yang terdapat pada persamaan tersebut disebut tetapan reaksi. Harga k ini tetap untuk suatu reaksi, dan hanya dipengaruhi oleh suhu dan katalis.

Pada umumnya,harga orde reaksi merupakan bilangan bulat sederhana, yaitu 1, 2, atau 3, tetapi kadang-kadang juga terdapat pereaksi yang mempunyai orde reaksi 0, ½, atau bahkan negatif.

Beberapa contoh reaksi beserta rumus laju reaksi dan orde reaksinya dapat dilihat pada tabel berikut:

 

1.  METODE DALAM MENENTUKAN PERSAMAAN LAJU DAN TETAPAN LAJU REAKSI

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang metode laju awal dalam penentuan persamaan laju reaksi, simak contoh reaksi antara nitrogen oksida NO dengan klorin Cl₂ berikut:

2NO_(g) + Cl_2(g) --> 2NOCl_(g) 

Terhadap reaksi di atas, dilakukan pengukuran untuk 3 set konsentrasi NO dan Cl₂ yang berbeda seperti pada tabel berikut:

Tabel hasil eksperimen laju reaksi NO dengan Cl₂ (T = 27^oC)

Beberapa hal yang harus dipahami terlebih dahulu sebelum menentukan persamaan laju reaksi adalah sebagai berikut:

1. Tetapan laju reaksi (k) bergantung pada jenis reaksi dan suhu reaksi. Satuan untuk k tergantung dari orde reaksi keseluruhan dari persamaan laju reaksi
2. Orde reaksi adalah bilangan pangkat yang menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi zat pereaksi terhadap laju reaksi.

a.        Perhatikan table eksperimen laju reaksi di atas:

Dari percobaan 1 dan 2, ketika [Cl₂] dibuat 2x lipat ([NO] dibuat tetap), laju reaksinya menjadi 2x lipat dari sebelumnya. Perhatikan juga percobaan 2 dan 3, ketika [NO] dibuat 2x lipat ([Cl₂] dibuat tetap), laju reaksi menjadi 4x lipat dari sebelumnya. Artinya laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi dan/ orde reaksi.

Untuk menentukan persamaan laju reaksi, ikuti prosedur berikut:

A + B --> Produk reaksi

1. Buat persamaan reaksinya : v = k [A]^x [B]^y  2. Tentukan orde masing-masing pereaksi Untuk menentukan orde pereaksi A yaitu x, lihat 2 percobaan yang nilai [B] tetap Untuk menentukan orde pereaksi B yaitu y, lihat 2 percobaan yang nilai [A] tetap 3. Masukkan nilai orde yang telah diperoleh ke dalam persamaan reaksi di atas.

b.       Penentuan Persamaan Laju Reaksi

            I.     Secara matematis, penentuan persamaan laju untuk data di atas adalah sebagai berikut:

1. Persamaan laju reaksi : V = k [NO]^x [Cl₂]^y   2. Orde reaksi 

Orde pereaksi Cl₂, y . . . ? (percobaan 1 dan 2)

3. Berdasarkan nilai orde masing-masing pereaksi di atas, maka diperoleh persamaan laju reaksi :

V = k [NO]^x [Cl₂]^y V = k [NO]² [Cl₂]¹ V = k [NO]² [Cl₂]

            I.     Cara sederhana untuk menghitung orde reaksi dalam penentuan persamaan laju reaksi.

Cara sederhana dalam menentukan persamaan laju reaksi adalah sebagai berikut: Orde pereaksi NO, x . . . ? (percobaan 2 dan 3)

2^x = 4 --> x = 2

Orde pereaksi Cl₂, y . . . ? (percobaan 1 dan 2)

 2^y = 2 --> y = 1

Jadi persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

V = k [NO]² [Cl₂]

1.  METODE DALAM MENENTUKAN ORDE REAKSI

Orde reaksi dari suatu reaksi dapat ditentukan melalui eksperimen. Eksperimen dilakukan dengan mengubah-ubah konsentrasi salah satu zat yang bereaksi dengan cara menaikkan/menurunkan konsentrasinya sedangkan konsentrasi zat-zat lain dibuat tetap. Tiap-tiap perubahan konsentrasi yang terjadi kita amati perubahan laju reaksinya atau waktu reaksinya. Misalnya data eksperimen laju reaksi sebagai berikut :

a.                  Mencari Orde A

Untuk mencari orde reaksi zat A kita perlu membandingkan dua data percobaan yang konsentrasi zat B nya tetap. Yakni kita pilih dua diantara percobaan 1, 4 dan 5. Tujuan dari pemilihan konsentrasi B yang sama adalah agar perbandingan zat B nya sama dengan 1 : 1, sehingga berapapun nilai orde reaksi B tetap perbandingan zat B nya 1 : 1. Ingat angka satu dipangkatkan berapapun nilainya tetap satu. Dalam contoh kali ini menggunakan percobaan ke 1 dan 4, maka perbandingan kedua percobaan tersebut adalah :

Dengan cara yang sama kita dapat mencari besarnya orde reaksi zat B. misalnya menggunakan data percobaan 1 dan 2 maka orde reaksi B = 1.          Terkadang data percobaan tidak terbentuk perbandingan yang pas misalnya besar v1 tidak sama dengan 6 melainkan 6,13 sedangkan v4 tidak sama dengan 24 melainkan 24,49. Maka harus kita bulatkan sehingga perbandingan akhirnya tetap 1 : 4.

Terkadang data percobaan yang ada terbatas. Misalnya data percobaan 1 dan 2 tidak ada, maka untuk mencari orde reaksi A kita tidak mengalami kesulitan karena kita bisa menggunakan data percobaan 4 dan 5 yang mempunyai nilai konsentrasi B yang sama. Lalu….bagaimana jika kita mau mencari orde reaksi B ??

b.            Mencari Orde B

Yang terpenting untuk mencari orde reaksi B adalah harus menggunakan data percobaan yang nilai konsentrasi B nya tidak sama. Yaitu data percobaan 3 dan 4.

 

c.            Mencari Orde Total

m+n =2+1 =3

            Terkadang juga data yang diketahui bukanlah kecepatan reaksi melainkan waktu reaksinya. Maka kita harus menggunakan perbandingan terbalik. Misalnya kita ingin mencari orde reaksi A dengan menggunakan data percobaan 1 dan 4 maka bentuk perbandingannnya :

Jadi persamaan reaksi di atas adalah :

     

Dengan menggunakan salah satu data percobaan kita dapat memperoleh besarnya nilai ketapannya (k), misalnya data percobaan 1 :                                       

                                                     6 = k.[0,1]².[0,1]

              k = 6

sehingga persamaan reaksinya menjadi :

     v = 6.[A]².[B]

       Contoh Soal

Pada reaksi 2P +3Q  —>    P2Q3 diperoleh data hasil percobaan sebagai berikut:

No.    [P]    [Q]    V (M/det)

1    0,1 M    0,3 M    4

2    0,1 M    0,12 M    16

3    0,3 M    0,3 M    36

Tentukan orde P dan Q berturut-turut!

maka:

untuk mencari orde P maka,

 

Jadi orde P=2 sedangkan orde Q=1

1.  ORDE REAKSI

Orde reaksi atau tingkat reaksi merupakan pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju reaksi. Orde reaksi/ tingkat reaksi tidak dipengaruhi dari harga koefisien reaksi, tetapi ditentukan melalui eksperimen. Sebagai contoh pada persamaan reaksi 

p A + q B  → r C + s D

v=k [A]m[B]n v = k [A]^m[B]ⁿ, bila m=1 kita katakan bahwa reaksi tersebut adalah orde pertama terhadap A. jika n=2, reaksi tersebut orde dua terhadap B. Orde total adalah jumlah orde semua komponen dalam persamaan laju yaitu (m + n + ...).

Pangkat m dan n ditentukan dari data hasil eksperimen, biasanya harganya kecil dan tidak selalu sama dengan koefisien p dan q. Hal ini berarti, tidak ada hubungan antara jumlah pereaksi dan koefisien reaksi dengan orde reaksi.

Secara garis besar, beberapa macam orde reaksi diuraikan sebagai berikut:

1.    Orde nol

Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksi apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi. Persamaan laju reaksinya adalah v = k [X]^o. Secara grafik, perubahan konsentrasi dari pereaksi yang berorde nol terhadap laju reaksi ditunjukan pada gambar di bawah ini.

 

2.    Orde Satu

Reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu. Misalkan, konsentrasi pereaksi itu dilipat tigakan maka laju reaksi akan menjadi 3¹ atau 3 kali lebih besar, persamaan laju reaksinya adalah v = k [X]¹. Secara grafik, perubahan konsentrasi dari pereaksi yang berorde satu terhadap laju reaksi ditunjukan pada gambar di bawah ini.

3.    Orde dua

Reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Misalkan, konsentrasi pereaksi itu dilipat tigakan maka laju reaksi akan menjadi 3² atau 9 kali lebih besar, persamaan laju reaksinya adalah v = k [X]². Secara grafik, perubahan konsentrasi dari pereaksi yang berorde dua terhadap laju reaksi ditunjukan pada gambar di bawah ini.

 

DISKUSI KELOMPOK  

1.        Jelaskan perbedaan laju reaksi,persamaan laju reaksi, dan tetapan laju reaksi !

2.      Data percobaan untuk reaksi 2No_(g) + Cl_2(g) → 2NoCl_(g)adalah sebagai berikut:

PERCOBAAN	[No] (M)	[Cl] (M)	LAJU REAKSI (M/s)
1	0,1	0,05	2
2	0,1	0,2	32
3	0,2	0,2	128

a.       Tentukan orde reaksi terhadap A dan B

b.      Tuliskan persamaan laju reaksinya

c.       Tentukan laju reaksi totalnya

d.      Tentukan harga k dan satuannya

e.       Tentukan laju reaksi apabila konsentrasi A = 0,3 M dan B masing = 0,4 M

 Selamat Bekerja