Laju Reaksi: Pengertian, Rumus, Penerapan dan Contoh

Jika Edukawan sedang berkunjung ke laboratorium, mungkin Edukawan akan melihat ilmuwan atau laboran yang sedang melakukan percobaan dengan menuangkan atau mencampurkan beberapa larutan.

Pernahkah Edukawan memperhatikan proses berkaratnya suatu batang besi?

Jika diamati, baik pencampuran larutan di laboratorium maupun proses berkaratnya besi merupakan reaksi kimia.

Namun kedua proses tersebut berlangsung dengan waktu yang berbeda. Hal ini berkaitan dengan laju reaksi. Materi mengenai laju reaksi ini sangat penting untuk Edukawan ketahui karena akan sangat dibutuhkan pada dunia industri. Simak ulasan Burhan mengenai laju reaksi berikut ini ya!

Pengertian Laju reaksi 

Laju reaksi sendiri dapat didefinisikan sebagai kecepatan terjadinya proses suatu reaksi. Laju reaksi atau kecepatan reaksi beragam, ada reaksi yang memiliki laju reaksi yang cepat dan juga ada laju reaksi yang berjalan secara lambat. Sebelumnya, Burhan menyinggung tentang reaksi kimia di laboratorium dan proses karat pada besi. Reaksi kimia berlangsung dengan cepat dan proses karat berjalan dengan lambat.

Konsep Dasar

Konsep dasar yang membuat terjadinya suatu reaksi kimia adalah tumbukan antar partikel yang terdapat di dalam senyawa – senyawa pereaksi atau senyawa reaktan. Tumbukan antar partikel ini yang kemudian akan menghasilkan energi yang digunakan untuk memulai reaksi. Tumbukan antar partikel disebabkan karena pergerakan partikel – partikel dalam jalur yang tidak teratur.

Di antara tumbukan yang terjadi antara partikel senyawa reaktan, hanya tumbukan efektif yang memiliki arah tumbukan yang tepat sehingga akan menghasilkan energi yang cukup untuk dapat memulai reaksi kimia.

Adapun energi minimum yang diperlukan oleh partikel – partikel senyawa reaktan untuk dapat menghasilkan tumbukan efektif disebut sebagai energi aktivasi dan dinotasikan dengan Ea.

Ea atau energi aktivasi dapat kamu ibaratkan sebagai penghalang yang memisahkan antara reaktan dengan produknya, dimana reaktan harus dibantu melewati penghalang tersebut untuk dapat berubah menjadi produk.

Ea Laju Reaksi

Gambar 1. Diagram energi reaksi kimia

Nilai Ea berbanding lurus dengan suhu reaksi, dimana reaksi kimia yang berlangsung pada suhu yang rendah berarti memiliki nilai energi aktivasi yang rendah, dan begitu pula sebaliknya. Hal ini dikarenakan suhu reaksi menggambarkan jumlah energi yang diperlukan.

Faktor Yang Mempengaruhi Laju reaksi

Seperti yang sudah Burhan jelaskan kepada Edukawan sebelumnya, nilai laju reaksi berbeda – beda. Hal ini dikarenakan ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi nilai laju reaksi. Hal tersebut di antaranya adalah:

  1. Konsentrasi pereaksi/reaktan

Hal yang mendasari laju reaksi adalah tumbukan antar partikel. Reaktan dengan konsentrasi yang lebih tinggi, jumlah partikelnya akan lebih banyak dan menyebabkan tumbukan antar partikel yang lebih banyak pula. Hal ini disebabkan karena jarak antar partikel di dalam reaktan tersebut akan menjadi lebih dekat.

  1. Suhu

Pada suhu yang lebih tinggi, nilai laju reaksi akan menjadi lebih tinggi dan begitu pula sebaliknya. Hal ini disebabkan karena ada pengaruh suhu terhadap energi kinetik partikel. Suhu yang lebih tinggi, pergerakan molekul akan menjadi lebih cepat sehingga tumbukan antar molekul akan lebih banyak karena energi kinetik molekul yang bertambah. Pergerakan molekul yang lebih cepat menyebabkan laju reaksi yang lebih tinggi karena molekul tersebut memiliki energi yang lebih untuk dapat melakukan reaksi.

  1. Luas permukaan kontak

Jika suatu zat dengan fase padat bereaksi, hanya partikel atau molekul yang ada di permukaan zat tersebut yang bereaksi, sedangkan partikel yang berada di bagian dalam dan tertutup oleh partikel permukaan tidak bisa melakukan reaksi.

Luas permukaan zat padat yang melakukan kontak selanjutnya disebut sebagai luas permukaan kontak. Saat luas permukaan kontak tersebut semakin tinggi, peluang zat untuk dapat melakukan reaksi akan semakin besar, sehingga laju reaksi yang dimiliki juga menjadi semakin cepat.

Hal ini dikarenakan jika luas permukaan kontak semakin besar maka peluang partikel milik zat padat tersebut untuk dapat “bertemu” dan melakukan reaksi karena jumlah tumbukan juga akan meningkat.

Maka, laju reaksi serbuk zat akan lebih cepat dibandingkan laju reaksi bongkahannya

  1. Katalis

Katalis merupakan suatu zat yang dapat membantu suatu reaksi berlangsung menjadi lebih cepat dengan menurunkan energi aktivasi reaksi dengan mencari jalan lain reaktan bereaksi. Seperti yang sudah sebelumnya kita bahas, energi aktivasi merupakan energi penghalang terjadinya suatu reaksi.

Jika katalis ditambahkan ke dalam reaksi, energi penghalang akan menjadi lebih kecil sehingga memerlukan energi yang sedikit ditandai dengan suhu reaksi yang lebih rendah sehingga proses terjadinya reaksi pun akan menjadi lebih cepat. Penambahan katalis dalam reaksi tidak akan mempengaruhi hasil reaksi karena katalis akan terbentuk Kembali pada produk reaksi.

Persamaan Laju reaksi

Laju atau kecepatan terjadinya sebuah reaksi ini dapat dinyatakan dengan menggunakan hubungan antara laju reaksi dan konsentrasi reaktan, dimana persamaannya adalah:

v = k [A]x {B]y

untuk reaksi

aA + bB → cC + dD

dimana nilai x (orde reaksi A), y (orde reaksi B) dan konstanta laju reaksi (k) didapatkan dari percobaan dan bukan merupakan nilai koefisien pada reaksi yang stoikiometris.

Rumus Laju reaksi

Rumus atau persamaan yang digunakan pada laju reaksi merupakan Persamaan Arrhenius yang ditemukan oleh Svante Arrhenius pada tahun 1889 yang menyatakan hubungan antara konstanta laju reaksi, suhu, energi aktivasi dan faktor tumbukan molekul dalam senyawa tersebut.

Persamaan Arrhenius ada dua macam, yang penggunaannya tergantung dengan data Ea (energi aktivasi) yang dimiliki. Adapun persamaannya adalah:

Persamaan Arrhenius

dimana:

k = konstanta laju reaksi

A = factor tumbukan, atau konstanta factor eksponensial yang berkaitan dengan frekuensi tumbukan partikel

Ea = energi aktivasi (satuan J/mol pada persamaan 1 dan Joule pada persamaan 2)

R = konstanta gas ideal

kB = konstanta Boltzmann

Percobaan

Percobaan mengenai laju reaksi biasanya bertujuan untuk mengetahui nilai konstanta laju reaksi dan mengetahui pengaruh dari konsentrasi, suhu, atau luas permukaan kontak terhadap laju reaksi tersebut secara spesifik. Selain itu, percobaan juga dapat ditujukan untuk membuat postulasi (perkiraan) mekanisme terjadinya reaksi sehingga kemudian mengetahui nilai orde reaksinya.

Percobaan biasanya dilakukan pada skala laboratorium dengan mengamati terjadinya reaksi dalam jangka waktu tertentu dan dengan perlakuan – perlakuan khusus yang relevan terhadap Batasan atau variable percobaan.

Penerapan

Seperti yang sebelumnya sudah dijelaskan, laju reaksi merupakan konsep yang memiliki penerapan secara luas dalam bidang industri, diantaranya adalah:

  1. Penggunaan enzim pada industri biokimia sebagai katalis
  2. Penggunaan katalis Vanadium Pentaoksida (V2O5) pada proses pembuatan asam sulfat
  3. Penggunaan katalis besi (Fe) pada proses pembuatan pupuk urea

Melalui penjelasan yang sudah Burhan sampaikan kepada kamu tentang laju reaksi ini, semoga Edukawan tidak bingung dan mendapatkan ilmu baru ya teman. Jangan lupa untuk membaca ulasan Burhan tentang materi Kimia atau mata pelajaran lain.

Contoh Soal Laju Reaksi

Pak Edu sedang melakukan penelitian pembuatan asam sulfat menggunakan katalis . Pak Edu melakukan variasi suhu untuk menentukan waktu optimum perolehan asam sulfat, sehingga diperoleh kesimpulan bahwa semakin tinggi suhu reaksi, maka akan semakin cepat pula laju reaksinya. Hal ini karena kenaikan suhu menyebabkan …

A. Energi aktivasi menurun

B. Suhu bertindak sebagai katalis

C. Konsentrasi reaktan meningkat

D. Tekanan dalam sistem reaksi meningkat

E. Energi kinetik partikel reaktan semakin besar

Pembahasan (E)

Kenaikan suhu akan menyebabkan energi kinetik partikel-partikel reaktan semakin besar, sehingga partikel-partikel tersebut dapat lebih mudah mengalami tumbukan. Suhu yang lebih tinggi, pergerakan molekul akan menjadi lebih cepat sehingga tumbukan antar molekul akan lebih banyak karena energi kinetik molekul yang bertambah. Pergerakan molekul yang lebih cepat menyebabkan laju reaksi yang lebih tinggi karena molekul tersebut memiliki energi yang lebih untuk dapat melakukan reaksi

Berdasarkan uraian diatas, maka jawaban yang tepat adalah E.

Referensi :

Eka, Widiasih., Suwardi dan Soebiyanto. 2009. Panduan Pembelajaran Kimia : Untuk SMA dan MA kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendiidkan Nasional.

Partana, Crys Fajar dan Antuni Wiyarsi. 2009. Mari Belajar Kimia 2 : Untuk SMA XI IPA. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendiidkan Nasional

Permana, Irvan. 2009. Memahami Kimia 2 : SMA/MA Untuk Kelas XI, Semester 1 dan 2 Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendiidkan Nasional

Utami, Budi., dkk. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendiidkan Nasional

Lihat Artikel Lainnya!
[Total: 2 Average: 5]

Tinggalkan komentar

Eits, tunggu dulu.

✅Mau RANGKUMAN BELAJAR KEREN?

KLIK GAMBARNYA????