Home » IPA » Persamaan Laju Reaksi | Penjelasan, Rumus, Contoh Soal dan Jawaban
Persamaan Laju Reaksi | Penjelasan, Rumus, Contoh Soal dan Jawaban
5 min read
Persamaan Laju Reaksi Kimia
Persamaan laju reaksi kimia menyatakan hubungan antara konsentrasi reaktan dengan laju reaksi. Secara umum, persamaan laju reaksi dituliskan sebagai berikut:
aA + bB → cC + dD
Persamaan laju reaksi kimianya adalah:
v = k [A]m [B]n
Dengan
v = laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A
[B] = konsentrasi zat B
m = order reaksi zat A
n = order reaksi zat B
k = konstanta laju reaksi
Persamaan laju reaksi 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.
Nilai Orde reaksi hanya dapat ditentukan dari percobaan atau eksperimen. Orde reaksi pada reaksi secara keseluruhan disebut seaagai ordereaksi total. Besarnya orde reaksi total adalah jumlah semua orde reaksi pereaksi. Sehingga, orde reaksi total (orde reaksi) pada reaksi tersebut di atas adalah m + n.
Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya. Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi – Contoh Soal dan Jawaban. Ilustrasi dan sumber foto: PINTERpandai.com [Royalty Free]
Beberapa hal yang harus dipahami terlebih dahulu sebelum menentukan persamaan laju reaksi adalah sebagai berikut:
Tetapan laju reaksi (k) bergantung pada jenis reaksi dan suhu reaksi. Satuan untuk k tergantung dari orde reaksi keseluruhan dari persamaan laju reaksi
Orde reaksi adalah bilangan pangkat yang menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi zat pereaksi terhadap laju reaksi.
Hukum laju atau persamaan laju
Hukum laju atau persamaan laju pada suatu reaksi kimia adalah suatu persamaan yang menghubungkan laju reaksi dengan konsentrasi atau tekanan pada reaktan serta parameter konstannya (biasanya koefisien laju dan orde reaksi parsial).
Untuk banyak reaksi laju didefinisikan dengan hukum pemangkatan seperti
dimana [A] dan [B] menyatakan konsentrasi spesi A dan B, berturut-turut (biasanya dalam mol per liter (molaritas, M)). Eksponen x dan y adalah orde reaksi parsial dan harus ditentukan secara eksperimen; keduanya tidak secara umum sama dengan koefisien stoikiometris. Konstanta k merupakan tetapan laju reaksi atau koefisien laju reaksi. Nilai koefisien k ini dapat bergantung pada kondisi seperti suhu, kekuatan ionik, luas permukaan dari suatu adsorben, atau iradiasi cahaya.
Sebagai contoh, suatu reaksi elementer bimolekular A + B → produk akan memiliki orde kedua secara keseluruhan reaksi dan orde pertama pada setiap reaktan, dengan persamaan laju .
Untuk reaksi banyak-tahap, orde dari setiap tahapan sama dengan molekularitasnya, namun hal ini tidak secara umum tepat bagi laju secara keseluruhan.
Persamaan laju reaksi dengan asumsi mekanisme banyak-tahap terkadang dapat diturunkan secara teoritis menggunakan asumsi keadaan kuasi-tunak dari reaksi elementer yang mendasarinya dan dibandingkan dengan persamaan laju eksperimen sebagai uji mekanisme yang diasumsikan. Persamaan tersebut mungkin melibatkan suatu orde fraksional, dan dapat bergantung pada konsentrasi dari suatu spesi antara (keadaan antara).
Persamaan diferensial
Persamaan laju merupakan suatu persamaan diferensial dan dapat diintegralkan untuk memperoleh persamaan laju terintegralkan yang menghubungkan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu.
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi
Laju reaksi dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain konsentrasi, luas permukaan, temperatur, dan katalis.
1. Konsentrasi
Secara umum, laju reaksi dapat berlangsung lebih cepat jika konsentrasi reaktan diperbesar.
Hal tersebut dikarenakan jumlah partikel yang lebih banyak sehingga partikel tersusun lebih rapat yang menyebabkan tumbukan-tumbukan antarpartikel yang lebih banyak.
2. Luas Permukaan
Reaksi dapat terjadi apabila zat reaktan saling bersentuhan atau bercampur. Jika luas permukaan reaktan besar, bidang sentuhnya juga akan semakin besar, sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.
Misalnya, jika zat reaktan berupa serbuk, maka reaksi akan lebih cepat terjadi dibandingkan dengan zat reaktan yang berupa kepingan.
3. Temperatur
Laju reaksi akan lebih cepat jika temperaturnya meningkat. Hal tersebut dikarenakan semakin tinggi temperatur, maka energi kinetik partikel yang bertumbukan meningkat sehingga tumbukan makin sering terjadi.
Apabila v0 adalah laju reaksi awal, va adalah laju reaksi akhir, t1 adalah lama reaksi pada suhu T1⁰C, t2 adalah lama reaksi pada suhu T2⁰C, dan ∆T adalah besar perubahan suhu sehingga laju reaksi menjadi ‘a’ kali laju semula, maka dapat dirumuskan :
4. Katalis
Jika dalam reaksi ditambahkan suatu katalis, energi aktivasi akan menurun sehingga reaksi akan lebih cepat terjadi karena zat-zat yang bereaksi lebih mudah melampaui energi aktivasi.
Umumnya, katalis ikut bereaksi namun pada akhir reaksi akan terbentuk kembali.
Konsep Persamaan Laju Reaksi Kimia
Pengertian Kecepatan Reaksi. Laju reaksi merupakan laju berkurangnya jumlah reaktan atau laju bertambahnya jumlah produk dalam satuan waktu. Laju reaksi ditentukan melalui percobaan dengan cara mengukur banyaknya pereaksi yang dihabiskan atau dengan mengukur banyaknya produk yang dihasilkan pada selang waktu tertentu.
Pada system homogen, laju reaksi umumnya dinyatakan sebagai laju pengurangan konsentrasi molar pereaksi atau laju pertambahan konsentrasi molar produk dalam waktu tertentu.
Jumlah suatu zat yang dihabiskan dalam reaksi maupun yang dihasilkan dalam reaksi dapat dinyatakan dengan berbagai macam satuan, misalnya gram, mol, atau konsentrasi, sedangkan satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari ataupun tahun.
Apabila reaksi seperti berikut: R → P, maka laju reaksinya adalah:
vR = – ∆[R]/∆t = laju pengurangan konsentrasi molar reaktan dalam waktu tertentu
vP = +∆[P]/∆t = laju pertambahan konsentrasi molar produk dalam waktu tertentu
Contoh Soal dan Jawaban Persamaan Laju Reaksi
Pada reaksi zat A menjadi zat B diketahui bahwa konsentrasi zat A mula-mula 8 M, setelah 3 detik menjadi 2 M. Tentukan laju reaksinya?
Jawaban:
Perubahan konsentrasi= ∆c = (8 – 2) M = 6 M
Perubahan waktu = ∆t = 3 detik
Dengan demikian, laju reaksi dari zat A menjadi Zat B adalah:
v=∆c/∆t
v= 6/3
v = 2 M/detik
Untuk system reaksi yang lebih kompleks, maka laju reaksi akan sama dengan berkurangnya konsentrasi masing – masing reaktan atau bertambahnya konsentrasi setiap produknya.
Apabila reaksi seperti berikut: aA + bB → cC + dD Maka Laju reaksinya adalah:
vA = – ∆[A]/∆t
vB = – ∆[B]/∆t
vD = + ∆[C]/∆t
vD = + ∆[D]/∆t.
Perbandingan laju reaksi zat – zat dalam reaksi sama dengan perhitungan koefiensi reaksinya:
Maka persamaan laju reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:
v = k . [H2] [NO2]2,
Reaksi tersebut mempunyai tingkat (atau orde) pertama terhadap H2 dan tingkat (atau orde) kedua terhadap NO. Sehingga secara keseluruhan reaksi tersebut merupakan tingkat (atau orde) ketiga.
Suatu reaksi berlangsung pada suhu 20 0C. Bila pada setiap kenaikan 10 0C tetapan laju reaksinya meningkat 2 kali, maka laju reaksi pada 60 0C dibandingkan dengan 20 0C akan meningkat sebanyak berapakali?
Jawab:
Setiap kenaikan 10 0C maka laju = 2 kali semula, maka:
V20 = V1 . 2
V60 = V20 . 240/10
= 16 x V20
Laju reaksi 2X + 3Y2 → 2XY3 dapat dinyatakan sebagai…
Jawaban
Berkurangnya konsentrasi X per satuan waktu
Berkurangnya konsentrasi Y2 per satuan waktu
Bertambahnya konsentrasi XY3 per satuan waktu
Pada umumnya laju reaksi akan meningkat 2 kali semula apabila temperatur naik 10⁰C. Jika pada suhu 30⁰C laju reaksi sebesar 6 x 10-3 M/det, maka tentukan laju reaksi pada suhu 90⁰C.
Jawaban
a = 2
∆T = 10
T1 = 30
T2 = 90
v0 = 6 x 10-3 M/det
va = … ?
Jadi, laju reaksi pada suhu 90⁰C adalah 0,384 M/det.
Bila suhu suatu reaksi dinaikkan 10 0C maka laju reaksinya akan menjadi 2x lipat, jika pada suhu t 0C reaksi berlangsung selama 12 menit, maka pada suhu (t + 30)0C, reaksi akan berlamngsung selama…
Jawab:
Setiap kenaikan suhu 10 0C maka laju reaksi = 2x lipat (waktu menjadi ½ kali semula):
t2 = t1 x (1/2)
t(t+30) = 12 menit x (1/2)30/10 = 1,5 menit
![{\displaystyle r=k[\mathrm {A} ]^{x}[\mathrm {B} ]^{y}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d0b35f41292f3f0b85a3c5f718f8bef6658409aa)
![{\displaystyle r=k[\mathrm {A} ][\mathrm {B} ]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3ba329aa7324f840f944b47dd31734d9e850b220)
