Suatu reaksi sanggup terjadi bila antar zat-zat yang terlibat reaksi saling bertumbukan (terjadi kontak fisik antara yang satu dengan yang lain), namun tidak semua tumbukan tersebut menghasilkan reaksi, lantaran partikel-partikel yang bertumbukan harus mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan.
Energi Aktivasi (Ea) yaitu adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk melangsungkan terjadinya suatu reaksi. Contohnya dalam reaksi endoterm dan eksoterm di bawah ini :
Makara baik dalam reaksi endoterm (menyerap kalor) maupun eksoterm (melepas kalor) tetap butuh energi aktivasi. Semakin rendah energi aktivasinya maka semakin gampang reksi sanggup berlangsung. Jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang lebih rendah dari energi aktivasi, maka tidak akan terjadi reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula. Bayangkanlah energi aktivasi sebagai tembok dari reaksi. Hanya tumbukan yang mempunyai energi sama atau lebih besar dari aktivasi energi yang sanggup menghasilkan terjadinya reaksi.
Di dalam reaksi kimia, untuk memecah-belah ikatan kimia dibutuhkan energi dan untuk membentuk ikatan-ikatan gres dilepaskan energi. Umumnya, ikatan-ikatan harus diceraikan sebelum ikatan-ikatan yang gres terbentuk. Maka baik dalam reaksi endoterm maupun eksoterm tetap dibutuhkan energi untuk memecah-belah ikatan-ikatan kimia untuk memulai terjadinya suatu reaksi. Energi yang dibutuhkan inilah yang disebut sebagai energi aktivasi (Ea). Ketika tumbukan-tumbukan tersebut relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses penceraian ikatan. Hal ini menjadikan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi.
Faktor-faktor yang Mempercepat Reaksi
1. Memperluas permukaan zat padat.
2. Memperbesar konsentrasi (kepekatan) larutan.
3. Memperbesar tekanan (memampatkan volume wadah) gas.
4. Menaikkan suhu (memperbesar energi kinetiknya).
5. Menambahkan katalis (menurunkan energi aktivasi).
Efek dari Luas Permukaan pada Laju Reaksi
Semakin zat padat terbagi menjadi bab kecil-kecil, semakin cepat reaksi berlangsung. Bubuk zat padat biasanya menghasilkan reaksi yang lebih cepat dibandingkan sebuah bongkah zat padat dengan massa yang sama. Karena abu padat mempunyai luas permukaan yang lebih besar daripada sebuah bungkah zat padat. Semakin luas permukaan suatu zat maka semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan.
Efek dari Perubahan Konsenterasi Zat pada Laju Reaksi
Agar suatu reaksi sanggup berlangsung, partikel zat-zat yang bereaksi pertama-tama haruslah bertumbukan. Jika konsentrasinya tinggi maka semakin gampang bertumbukan, sehingga laju reaksinya akan bertambah.
Efek dari Perubahan Tekanan pada Laju Reaksi
Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan gas pereaksi akan meningkatan laju reaksi. Perubahaan tekanan pada suatu reaksi yang melibatkan hanya zat padat maupun zat cair tidak menunjukkan perubahaan apapun pada laju reaksi. Peningkatan tekanan dari gas akan besar lengan berkuasa pada peningkatan konsentrasi. Jika Anda memilki gas dalam massa tertentu, semakin Anda meningkatkan tekanan maka semakin kecil juga volumenya. Dan kalau volumenya kecil sedangkan massanya sama maka semakin tinggi konsentrasinya.
Efek dari Perubahan Suhu pada Laju Reaksi
Ketika Anda meningkatkan temperatur maka laju reaksinya akan meningkat. Laju reaksi akan berlipatganda setiap kenaikan suhu tertentu. Dan angka dari derajat suhu yang dibutuhkan untuk melipatgandakan laju reaksi akan berubah secara sedikit demi sedikit seiring dengan meningkatnya temperatur. Jika Anda memanaskan suatu benda, maka partikel-partikelnya akan bergerak lebih cepat (energi kinetiknya akan naik) sehingga frekuensi terjadinya tumbukan juga akan meningkat.
Jika suhu dinaikkan a0C maka reaksi terjadi b kali lebih cepat (dalam soal nilai a biasanya = 100C dan nilai b = 2 kali). Laju reaksi ketika suhunya dinaikkan dari T1 menjadi T2 (∆T) menjadi :
.gif)
Keterangan :
Waktu (t) yang dibutuhkan untuk terjadinya suatu reaksi berbanding terbalik dengan peningkatan kecepatan. Atau dengan kata lain semakin meningkat suhu maka waktu yang dibutuhkan juga semakin singkat :
.gif)
Efek dari Katalis pada Laju Reaksi
Katalis yaitu suatu zat yang mempercepat suatu laju reaksi dengan cara menunjukkan jalan lain terjadinya reaksi yang mempunyai energi aktivasi yang lebih rendah sehingga reaksi tersebut lebih gampang terjadi. Namun zat katalis struktur kimianya pada simpulan reaksi tidak mengalami perubahan. Selain itu ketika reaksi selesai, kita akan mendapat massa katalasis yang sama sesuai dengan massa awalnya ketika zat tersebut ditambahkan. Sehingga katalis dianggap tidak bereaksi. Zat-zat yang sering dipakai sebagai katalis yaitu logam-logam golongan transisi atau senyawa-senyawanya. Otokatalis yaitu katalis yang dihasilkan oleh reaksi itu sendiri.
Ingat, katalais hanya mempengaruhi laju pencapaian kesetimbangan, bukan posisi keseimbangan (misalnya : membalikkan reaksi). Katalis tidak menggangu gugat hasil suatu reaksi kesetimbangan.
Orde Reaksi dan Persamaan Laju
Mengukur laju reaksi
Laju reaksi biasanya diukur dengan melihat seberapa cepat konsentrasi suatu reaktan/pereaksi berkurang pada waktu tertentu. Atau dengan mengamati seberapa cepat konsentrasi suatu produk/hasil reaksi bertambah pada waktu tertentu. Berarti satuan laju reaksi yaitu M/s (molaritas/sekon).
Orde Reaksi
Orde reaksi selalu ditemukan melalui percobaan. Kita tidak sanggup memilih apapun perihal orde reaksi dengan hanya mengamati persamaan dari suatu reaksi. Dalam percobaan tersebut kita mengamati imbas penambahan konsentrasi tiap-tiap reaktan/pereaksi terhadap laju reaksi. Jika konsentrasi salah satu zat dinakkan menjadi a kali dan ternyata laju reaksinya menjadi b kali, maka :
[a]orde = b
Dari pengambaran di atas, orde reaksi berupa bilangan pangkat dari konsentrasi zat-zat yang bereaksi. Makara andaikan kita telah melaksanakan beberapa percobaan untuk menilik apa yang terjadi dengan laju reaksi dimana konsentrasi dari satu reaktan,misal namanya A, berubah, Beberapa hal-hal yang akan kita temui yaitu :
a. laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi A
Hal ini berarti kalau kita melipatgandakan konsentrasi A, laju reaksi akan berlipat ganda pula. JIka kita meningkatkan konsentrasi A menjadi dua kali lipat maka laju reaksi pun akan menjadi 2 kali lipat. Yang berarti orde reaksi terhadap A sama dengan satu.
b. laju reaksi berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi A
Hal ini berarti kalau kita melipatgandakan konsentrasi A, laju reaksi akan berlipat menjadi kuadrat konsentrasi tersebut. JIka kita meningkatkan konsentrasi A menjadi dua kali lipat maka laju reaksi pun akan menjadi 22 = 4 kali lipat. Yang berarti orde reaksi terhadap A sama dengan dua.
c. Laju reaksi tidak terpengaruh dengan konsentrasi A
Hal ini berarti laju reaksi tidak terpengaruh oleh penambahan konsentrasi A. Yang berarti orde reaksi terhadap A sama dengan nol (0).
Jika reaksi yang terjadi melibatkan dua reaktan atau lebih maka tiap-tiap reaktan kita cari orde reaksinya, kemuduan orde reaksi total merupakan hasil penjumlahan orde reaksi dari tiap-tiap reaktan.
Persamaan Laju Reaksi
Pemahaman perihal orde reaksi akan lebih terang dalam bentuk persamaan reaksi. Misialnya terjadi reaksi anrata zat A dan zat B sebagai berikut :
.gif)
Maka bentuk persamaan reaksinya yaitu :
.gif)
Keterangan :
v = laju reaksi (M/s)
k = ketetapan laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A (M)
[B] = konsentrasi zat B (M)
m = orde reaksi terhadap zat A
n = orde reaksi terhadap zat B
Orde Reaksi = m + n
Berikut ini disajikan beberapa teladan kasus yang sanggup terjadi :
a. Orde reaksi A = 1 dan B = 1, berarti ordereaksi totalnya = 2 dan bentuk persamaannya :
.gif)
b. Orde reaksi A = 2 dan B = 1, berarti ordereaksi totalnya = 3 dan bentuk persamaannya :
.gif)
c. Orde reaksi A = 2 dan B = 0, berarti ordereaksi totalnya = 2 dan bentuk persamaannya :
.gif)
Dengan mengetahui orde reaksi zat A dan B beserta konsentrasi tiap-tiap zat tersebut dan kecepatan reaksinya kita dapan memilih nilai dari ketetapan laju reaksi (k) tersebut. Ketetapan laju tolong-menolong tidak benar-benar konstan. Ketetapan ini sanggup berubah-ubah, sebagai contoh, kalau kita mengubah temperatur dari reaksi, menambahkan katalis atau merubah katalis. Makara tetapan laju akan konstan untuk reaksi yang diberikan hanya apabila kita mengganti konsentrasi dari reaksi tersebut sedangkan temperatur dan tekanannya tidak berubah/konstan.
Cara Menentukan Orde Reaksi
Orde reaksi dari suatu reaksi sanggup ditentukan melalui eksperimen. Eksperimen dilakukan dengan mengubah-ubah konsentrasi salah satu zat yang bereaksi dengan cara menaikkan/menurunkan konsentrasinya sedangkan konsentrasi zat-zat lain dibentuk tetap. Tiap-tiap perubahan konsentrasi yang terjadi kita amati perubahan laju reaksinya atau waktu reaksinya. Misalnya data eksperimen laju reaksi sebagai berikut :
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 yaitu semoga 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 teladan kali ini saya memakai percobaan ke 1 dan 4, maka perbandingan kedua percobaan tersebut yaitu :
Dengan cara yang sama kita sanggup mencari besarnya orde reaksi zat B. contohnya memakai data percobaan 1 dan 2 maka orde reaksi B = 1.
Terkadang data percobaan tidak terbentuk perbandingan yang pas contohnya besar v1 tidak sama dengan 6 melainkan 6,13 sedangkan v4 tidak sama dengan 24 melainkan 24,49. Maka harus kita bulatkan sehingga perbandingan alhasil 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 lantaran kita sanggup memakai data percobaan 4 dan 5 yang mempunyai nilai konsentrasi B yang sama.
Lalu….bagaimana kalau kita mau mencari orde reaksi B ??
Yang terpenting untuk mencari orde reaksi B yaitu harus memakai data percobaan yang nilai konsentrasi B nya tidak sama. Yaitu data percobaan 3 dan 4.
Terkadang juga data yang diketahui bukanlah kecepatan reaksi melainkan waktu reaksinya. Maka kita harus memakai perbandingan terbalik. Misalnya kita ingin mencari orde reaksi A dengan memakai data percobaan 1 dan 4 maka bentuk perbandingannnya :
Makara persamaan reaksi di atas yaitu :
Dengan memakai salah satu data percobaan kita sanggup memperoleh besarnya nilai ketapannya (k), contohnya data percobaan 1 :
6 = k.[0,1]2.[0,1]
k = 6
sehingga persamaan reaksinya menjadi :
v = 6.[A]2.[B]
EmoticonEmoticon