LAJU REAKSI
Reaksi kimia dapat berlangsung secara cepat atau lambat.Reaksi kimia yang berlangsung sangat cepat ,misalnya reaksi bahan peledak.Dalam sekejap saja ,bahan peledak dapat menghancurkan gedung-gedung yang sebelumnya berdiri dengan kokoh.Sementara itu reaksi kimia yang terjadi dengan sangat lambat ,misalnya reaksi perkaratan logam besi.
Reaksi kimia adalah suatu proses mengubah suatu zat menjadi zat lain (zat baru),untuk menyatakan cepat lambatnya suatu reaksi kimia di gunakan istilah laju reaksi.Cabang ilmu kimia yang khusus mempelajari tentang laju reaksi disebut kinetika kimia.
A.Molaritas (M)
Untuk menyatakan kadar zat terlarut dalam larutan dinyatakan dengan konsentrasi larutan,konsentrasi larutan mempunyai berbagai satuan seperti molaritas (M),molalitas (m),dan fraksi mol (X).Larutan yang mempunyai konsentrasi besar disebut larutan pekat ,sedangkan larutan yang mempunyai konsentrasi kecil disebut larutan encer. Untuk menyatakan konsentrasi zat terlarut dalam larutan dituliskan dengan notasi kurung siku : [ ]
1.Pengertian Molaritas
Molaritas adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan,molaritas sama dengan jumlah mol (n) zat terlaru dibagi dengan volume (V) larutan.
atau
2.Pengenceran
Pengenceran adalah menurunkan ataau memperkecil konsentrasi larutan dengan menambah pelarut.Pada proses pengenceran ,volume dan milaritas berubah,sedangkan jumlah molnya tetap.Oleh karena itu berlaku rumus
3.Pencampuran
Pencampuran melibatkan dua atau lebih zat yang jenisnya sama ,tetapi konsentrasinya berbeda..Pada proses pencampuran beberapa zat yang sejenis berlaku rumus.
Untuk pencampuran 2 jenis zat yang sejenis berlaku rumus
B,Konsep dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi
1.Pengertian Laju Reaksi
Laju reaksi menunjukan perubahan konsentrasi zat pereaksi (reaktan) atau zat hasil reaksi (produk) dalam satuan waktu.Untuk menentukan laju reaksi dilakukan melalui satuan percobaan.Dengan melihat perubah konsentrasi zat reaktan atau zat produk selama waktu tertentu,laju reaksi dapat ditentukan sehingga laju reaksi yang ditentukan merupakan laju rata-rata bukan laju sesaat .
2.Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi
Laju reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh sifat dari reaktan,luas permukaan bidang sentuh,konsentrasi,temperature,dan katalitas.
a.FaktorLuas Permukaan Bidang Sentuh
Pada reaksi kimia terjadi tumbukan antarpartikel atom unsur atau antarpartikel molekul senyawa .Adanya tumbukan antar partikel yang bereaksi ,berarti adanya bidang sentuh antarpartikiel yang bereaksi.Makin luas bidang yang bersentuhan ,zat produk yang dihasilkan makin banyak.Dengan kata lain,jika luas permukaan sentuh makin besar,laju reaksi makin cepat.
b.Faktor Konsentrasi
Laju reaksi makin cepat jika konsentrasi zat reaktan diperbesar.
c.Faktor Temperatur
Jika temperature reaksi dinaikan,maka energi kinetik dari partikel-partikel zat reaktan yang bertumbukan akan makin cepat sehinggazat produk yang diperoleh makin besar
d.Faktor Katalis
Katalis adalah zat yang dapat mampercepat reaksi atau memperlambat reaksi .
C.Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Bedasarkan Teori Tumbukan
1.Teori Tumbukan
Bedasarkan teori tumbukan,reaksi kimia berlangsung karena,molekul,ion, atau atom melakukan tumbukan. Tumbukan yang dapat menyebabkan terjadinya reaksi kimia adalah tumbukan efektif . Energi yang diperlukan untuk menghasilkan tumbuhan yang efektif atau untuk menghasilkan suatu reaksi disebut energi pengaktifan
(energi aktifitas ) disimbolkan dengan Ea.Energi aktifitas adalah energi minimum yang harus dimiliki reaktan agar reaksi dapat berlangsung,energi pengaktifan suatu reaksi dibedakan untuk reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.
2.Pengaruh Konsentrasi terhadap Laju Reaksi
Bedasarkan teori tumbukan,tumbukan efektif dari partikel reaktan akan menghasilkan produk.Makin banyakpartikel reaktan yang bertumbukan secara efektif,makin banyak produk yang dihasilkan,banyknya partikel reaktan yang bertumbukan dalam suatu larutan dinyatakan oleh konsentrasi larutan.
3.Pengaruh Luas Permukaan Bidang Sentuh terhadap Laju Reaksi
Jika permukaan bidang sentuh makin luas,akan sering terjadi tumbukan dan menghasilkan produk yang makin banyak sehingga laju reaksi makin besar .Untuk menambah luas permukaan bidang sentuh reaktan adalah dengan cara mengubah ukuran reakta menjadi makin kecil,hal itu dapat dilakukan dangan cara mengubah bentuk bongkahan atau butiran reaktan menjadi bentuk serbuk.
4.Pengaruh Kataliyas terhadapLaju Reaksi
Katalitas yang dapat mempercepat laju reaksi disebut katalisator ,sedangkan katalitas yang dapat memperlambat laju reaksi disebut inhibator.
Katalisator dapat mempercepat laju reaksi karena dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaktan,katalisator berperan dalam mempengaruhi laju reaksi melalui dua cara,yaitu dengan pembentukan senyawa antara
(katalitas homogen ) dan dengan adsorpsi (katalitas heterogen),sedangkan untuk inhibitor diasumsikan sebagai kebalikan dari kerja katalisator.
D.Orde Reaksi
Persamaan laju reaksi atau hukum laji reaksi merupakn bentuk persamaan yang variabelnya adalah konsentrasi reaktan,pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju reaksi disebut orde atau tingkat reaksi. Jika konsentrasi zat A dinaikan dua kali untuk konsentrasi zat B yang tetap,laju reaksi menjadi dua kali.Pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju raksi disebut orde atau tingkat reaksi.Jika laju reaksi ini dituliskan dalam bentuk persamaan matematis diperoleh :
~ [A]1[B]2
Untuk menghilangkan kata sebanding,kedalam persamaan dikalikan suatu tetapan (konstanta) k sehingga laju reaksi menjadi :
r = k [A]1[B]2
Persamaan itu disebutkan dengan Persamaan laju reaksi atau hukum laji reaksi.Secara umum reaksi
pP + qQ rR + sS
Persamaan laju reaksi adalah sbb
r = k [P]m[Q]n
Harga k hanya bergantung pada temperatur dan katalitas
1.Menentukan Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi
Persamaan laju reaksi hanya dapat ditentukan dari hasil percobaan dan bukan dari persamaan reaksinya.metode dalam penentun orde/tingkat dari masing-masing reaktan dilakukan dengan cara mengubah-ubah konsentrasi awal dari masing-masing reaktan pada reaksi kimianya.Cara penentuan dari persamaan laju reaksi yang sepertiitu disebut dengan metode laju awal.
2.Penentuan Laju Reaksi dari Mekanisme Reaksi
Banyak reaksi yang terjadi melalui tahapan reaksi (mekanisme reaksi).
1.Menentukan Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi
Persamaan laju reaksi hanya dapat ditentukan dari hasil percobaan dan bukan dari persamaan reaksinya,cara penentuan dari persamaan laju reaksi yang seperi itu disebut metode laju awal.
2.Penentuan Laju Reaksi dari Mekanisme Reaksi
Banyak reaksi yang terjadi melalui tahapan reaksi (mekanisme reaksi) ,untuk menentukan laju reaksi dari tahapan reaksi tersebut ditentukan dari tahap reaksi yang paling lambat.
E.Penerapsn Konsep Laju Reaksi
Penerapsn pengruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi dapat diterapkan dalam kehidupan
sehari-hari dan industri ,dalam industri kimia untuk memperoleh hasil yang berkualitas tinggi dalam jumlah yang banyak dilakukan dengan proses yang efisien dan efktif.Bahan baku diproses dan ditambahkan katalitas yang sesuai agar laju reaksi dapat dikendalikan.
1.Hukum Kesetimbangan
Secara umum reaksi kesetimbangan adalah sbb
Sesuai dengan azan Le Chatelier jika kedalam reaksi kesetimbangan dilkukan suatu aksi kesetimbangan akan bergeser dan sekaligus akan mengubah komposisi zat-zat sampai menuju reaksi dalam kesetimbangan kembali ,akan tetapi pada setiap keadaan setimbang yang dicapai pada temperature yang tetap diperoleh bahwa perbandingan konsentrasi produk dengan konsentrasi pereaksi masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya adalah tetap.Hal ini dikemukakan oleh Cato Maximillian Gulberg dan Peter Wage pada tahun 1864 yang dikenal dengan hokum kesitimbangan Gulberg Wage.
2.Tetapan Kesetimbangan (Kc) untuk reaksi kesetimbangn Homogen
Persamaan Tetapan Kesetimbangan dapat dittentukan dari persamaan reaksi kesetimbangannya.Contoh
3.Tetapan kesetimbangan (Kc) untuk Reaksi Kesetimbangan Heterogen
Reaksi kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbanganyang terdiri dari zat-zat yang berbeda wujudnya,reaksi kesetimbangan heterogen ada yang terdiri dari wujud padat dan gas,ada yang terdiri dari wujud cair dan gas dll.Pada kesetimbangan heterogen penambahan atau pengurangan dari zat-zat yang berwujud padat atau cair tidak menggeserkan kesetimbangan.Oleh karena itu,harga tetapan kesetimbangan tidak dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang berbentuk padat atau cair.
4.Hubungan Antara Kc dari Persamaan Reaksi yang Setara
Persamaan reaksi setara yang dimaksud adalah beberapa persamaan reaksi yang berasal dari satu persamaan reaksi kesetimbangan,beberapa persamaan reaksi kesetimbangan tersebut diperoleh dengan membalikan persamaan reaksi kesetimbangan tertentu atau mengalikan persamaan reaksi kesetimbangan tertentu dengan suatu bilangan.
5.Hubungan Kc dari suatu Persamaan Reaksi Kesetimbangan dengan Beberapa Persamaan Reaksi Kesetimbangan Lain yang Berhubungan
Untuk menentukan tetapan kesetimbangan (Kc) dari reaksi (3),perlu diperhatikan hubungannya dengan kedua persamaan reaksi yang tersedia.Hubungannya adalah zat-zat ada pada reaksi (3) ada pada reaksi (1) dan reaksi (2) . Untuk itu dapat dilakukan langkah-langkah sbb:
a.Bentuk persamaan reaksi (3) dari persamaan reaksi (1) dan (2).persamaan reaksi pembentukanya dijumlahkan sehingga sama dengan persamaan reaksi (3).
b.Tetapan kesetimbangan pesamaan reaksi (3) sama dengan perkalian tetapan kesetimbangan dari persamaan reaksi pembentukannya.
6.Tetapan Kesetimbangan Gas (Kc)
Suatu system kesetimbangan yang melibatkan gas,pengukuran dilakukan terhadap tekanan,bukan terhadap konsentrasi.Tetapan kesetimbangan Kc diberi harga dalam konsentrasi yang dinytakan dalam mol per liter atau molar,sedangkan tetapan kesetimbangan gas Kp diberi harga dalam tekanan parsial gas.Untuk menentukan persamaan tetapan kesetimbangan gas Kp,sama seperti menentukan persamaan tetapan kesetimbangan Kc ,hanya saja satuan konsentrasi pada Kc diganti dengan tekanan parsial gas pada Kp.Fraksi mol untuk masing-masing gas dihitung pada saat setimbang.Fraksi mol adalah perbandingan mol gas suatu zat dengan mol total.
7.Tetapan Kesetimbangan Gas (Kp) untuk Kesetimbangan Heterogen
Seperti penjelasan sebelumnya reksi kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbangan yang terdiri dari
zat-zat yang berbeda wujudnya .Pada kesetimbangan heterogen ,persamaan tetapan kesetibangan gas Kp ditentukan dari zat-zat yang wujudnya gas.
8.Hubungan Kc dengan Kp
Hubungan tetapan kesetimbangan Kc dengan tetapan kesetimbangan gas Kp dapat diturunkan sbb.Persamaan umum reaksi kesetimbangan adalah sbb.
xA(g) + yB(g) zC(g)
Gas-gas tersebut dianggap gas ideal sehingga untuk masing-masing gas berlaku
adalah konsentrasi molar
Untuk masing-masing gas
=
Kc
z (x + y ) adalah selisih koefisien ruas kanan dengan koefisien ruas kiri persamaan reaksi ( )
z (x + y) =
sehingga hubungan Kc dan Kp menjadi
Kp = Kc
Keterangan : R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1 K-1)
T = temperatur mutlak (K)
9.Arti Nilai Tetapan Kesetimbangan
Persamaan tetapan kesetimbangan ditentukan dari persamaan reaksi kesetimbangannya dan mempunyai nilai tetap pada temperatur tertentu,tetapan kesetimbangannya ,Kc atau Kp adalah perbandingan konsentrasi atau tekanan persial dari zat hasil reaksi (ruas kanan) dengan zat pereaksi (ruas kiri) dalam keadaan setimbang,dengan mengetahui nilai tetapan kesetimbangan dari suatu reaksi kesetibangan akan mepunyai arti sbb :
a.Memberi Petunjuk tntang keadaan kesetimbangan
(1) Jika nilai Kc atau Kp sangat besar,menunjukan bahwa reaksi berjalan ke kanan sebagaimana tertulis atau disebut juga reaksi berlangsung sempurana atau mendekati sempurna.
(2) Jika nilai Kc atau Kp sangat kecil,menunjukan bahwa reaksi ke kanan sedikit.Hal ini disebut juga reaksi tidak berlangsung sempurna.
b.Meramalkan Arah Reaksi
Jika kedalaman persamaan tetapan kesetimbangan,konsentrasi zat hasil reaksi dan zat pereaksi yang dimasukkan bukan dalam keadaan setimbang,harga yang diperoleh disebut kuosien reaksi (Q).Jika nilai yang disubstitusikan ke dalam kuosien reaksi merupakan konsentrasi-konsentrasi dalam keadaan setimbang,maka Q sama dengan Kc.
Ketentuan
Jika ke dalam suatu tabung dimasukan zat-zat yag merupakan zat pereaksi dan zat hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan dalam konsentrasi sembarang ,maka dapat dipastiakan:
1)Jika Q > Kc reaksi akan berlangsung dari kanan ke kiri sampai dengan tercapai keadaan setimbang .
2)Jika Q < Kc reaksi akan berlangsung dari kiri ke kanan sampai dengan tercapai keadaan setimbang .
10.Tetapan Kesetimbangan Air (Kw)
Reaksi ionisasi air ini merupakan reaksi reversible.Tetapan kesetimbangan yang disimbolkan dengan Kw, besarnya adalah sbb :
Setelah dilakukan yang sangat teliti,setiap air liter murni pada temperature kamar ( 25 ) menunjukan susunan konsentrasi ion-ionnya.
[H3O+] atau [H+]= 1,0 10-7 mol/L
[OH-] = 1,0 10-7 mol/L
Oleh karena itu pada temperatur 25 diperoleh harga tetapan kesetimbangan air (Kc) adalah sbb :
Harga tetapan ini menunjukan bahwa dalam air murni atau larutan apa saja,hasil kali konsentrasi ion hidrogen dengan ion hidroksida adalah tetapan (konstan).Jika konsentrasi salah stu ion ini diketahui,maka konsentrasi ion lainnya dapat dihitung karena hasi kali kedua ion tersebut haruslah 1,0 10-14 pada temperetur kamar ( 25 ).
Pada temperature yang berbeda ,harga tetapan Kw berbeda juga .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar