The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by baihaqi210803, 2021-08-01 08:15:32

BAHAN AJAR LAJU REAKSI

BAHAN AJAR LAJU REAKSI

BAHAN AJAR

TEORI TUMBUKAN
KONSEP LAJU REAKSI

KIMIA
SMA KELAS XI SEMESTER I
BAHAN AJAR

PETA KONSEP

LAJU REAKSI
Menyatakan perubahan konsentrasi dalam
suatu reaksi kimia per satuan waktu.

Laju Reaksi

 Reaksi: aA + bB → pP + qQ
 Laju reaksi:

Sunarti, S. Pd

 hubungan laju reaksi antar-zat:

PENDAHULUAN

Gambar 1. Nyala kembang api

Langit di malam hari, saat perayaan tahun baru atau hari-hari istimewa lainnya,
menjadi lebih indah ketika nyala kembang api mulai kelihatan di angkasa. Tampak
nyalanya gemerlapan menambah terang sinar rembulan. Sekejap kemudian, langit
nampak redup kembali, cahaya gemerlap dari nyala kembang api tidak lagi kelihatan.
Begitu cepatnya nyala itu hilang, berbeda tatkala kita menyalakan kayu bakar pada api
unggun, membutuhkan waktu cukup lama.

Cepat dan lambatnya nyala api ini menunjukkan cepat atau lambatnya reaksi kimia
dalam kembang api maupun dalam kayu bakar. Cepatnya reaksi kimia dari kembang api

Sunarti, S. Pd

dapat kita amati dari menyalanya kembang api hingga matinya. Begitu pula dengan
beberapa reaksi kimia yang kita laksanakan di laboratorium. Selesainya sebuah reaksi
ditandai dengan terbentuknya produk yang sebagian besar dapat kita amati. Cepat dan
lambatnya proses reaksi kimia yang berlangsung dinyatakan dengan laju reaksi.

Laju reaksi suatu reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi
pereaksi, luas permukaan zat yang bereaksi, suhu pada saat reaksi kimia terjadi, dan ada
tidaknya katalis. Sehubungan dengan proses reaksi kimia, maka ada satu hal penting yang
harus dipelajari untuk menentukan berjalan tidaknya sebuah reaksi kimia, yakni
tumbukan. Suatu reaksi kimia dapat terjadi bila ada tumbukan antara molekul zat-zat
yang bereaksi. Apakah setiap tumbukan pasti menyebabkan berlangsungnya reaksi kimia?
Akan kita ketahui jawabannya dengan mempelajari teori tumbukan dahulu sebelum
melangkah pada pembahasan faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi. Adapun dalam
pembelajaran ini memiliki indikator pencapaian kompetensi yaitu:

3.6.1 Menjelaskan teori tumbukan
3.6.2 Membedakan tumbukan efektif dan tumbukan tidak efektif pada reaksi kimia

berdasarkan teori tumbukan.
3.6.3 Membedakan diagram energi pontesial pada reaksi eksoterm dan endoterm.
3.6.4 Menjelaskan pengaruh konsentrasi, luas permukaan bidang sentuh, suhu dan

katalis terhadap efektivitas tumbukan berdasarkan teori tumbukan.
3.6.5 Menyatakan laju reaksi berdasarkan pengurangan reaktan atau pertambahan

produk.

A. Tumbukan Sebagai Syarat Berlangsungnya
Reaksi Kimia

Reaksi kimia terjadi karena adanya tumbukan yang efektif antara partikel-partikel
zat yang bereaksi. Tumbukan efektif adalah tumbukan yang mempunyai energi yang
cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan pada zat yang bereaksi (James E. Brady, 1990).

Sunarti, S. Pd

Tumbukan efektif harus memenuhi dua syarat, yaitu posisinya tepat dan energinya cukup.
Bagaimanakah posisi tumbukan yang efektif? Dalam wadahnya, molekul-molekul
pereaksi selalu bergerak ke segala arah dan sangat mungkin bertumbukan satu sama lain.
Baik dengan molekul yang sama maupun dengan molekul berbeda. Tumbukan tersebut
dapat memutuskan ikatan dalam molekul pereaksi dan kemudian membentuk ikatan baru
yang menghasilkan molekul hasil reaksi. Contoh tumbukan antarmolekul yang sama
terjadi pada pereaksi hidrogen iodida berikut.

HI(g) + HI(g) → H2(g) + I2(g)
Secara umum, dituliskan:

AB + AB → A2 + B2

Sunarti, S. Pd

Gambar 2. (a) tumbukan yang efektif karena posisi tumbukan tepat, (b) tumbukan tidak
efektif karena molekul yang bertabrakan sama, (c) tumbukan tidak efektif karena
posisinya tidak tepat.

Tumbukan yang efektif terjadi bila keadaan molekul sedemikian rupa sehingga
antara A dan B saling bertabrakan (Gambar 2. (a)). Jika yang bertabrakan adalah atom
yang sama, yaitu antara A dan A (Gambar 2. (b)) atau atom A dan B namun hanya
bersenggolan saja (Gambar 2. (c)), maka tumbukan tersebut merupakan tumbukan yang
tidak efektif.

Selanjutnya apa yang dimaksud energi tumbukan harus cukup? Jika kalian
melemparkan batu pada kaca dan kacanya tidak pecah, berarti energi kinetik batu tidak
cukup untuk memecahkan kaca. Demikian juga tumbukan antarmolekul pereaksi,
meskipun sudah terjadi tumbukan dengan posisi tepat, namun apabila energinya kurang,
maka reaksi tidak akan terjadi. Dalam hal ini diperlukan energi minimum tertentu yang
harus dipunyai molekul-molekul pereaksi untuk dapat menghasilkan reaksi. Energi
tersebut dinamakan energi aktivasi atau energi pengaktifan (Ea). Perhatikan gambar di
bawah ini tentang tumbukan dengan energi yang cukup dan tidak cukup.

Gambar 3. (a) energi cukup menghasilkan reaksi dan (b) energi tidak cukup tidak
menghasilkan reaksi

Bila gerakan molekul AB dan C lambat, maka tidak akan terjadi ikatan antara B
dan C saat bertumbukan. Akibatnya, keduanya terpental tanpa ada perubahan (Gambar 3.
(a)). Dengan mempercepat gerakan molekul, maka akan membuat tumpang tindih B dan
C serta membuat ikatan, dan akhirnya ikatan kimia (Gambar 3. (b)) (Shidiq, dkk. 2009)

Sunarti, S. Pd

Dalam suatu reaksi terdapat tiga keadaan yaitu keadaan awal (pereaksi), keadaan
transisi, dan keadaan akhir (hasil reaksi). Keadaan transisi disebut juga komplek
teraktivasi. Pada keadaan ini, ikatan baru sudah terbentuk namun ikatan lama belum
putus. Keadaan tersebut hanya berlangsung sesaat dan tidak stabil. Keadaan transisi ini
selalu mempunyai energi lebih tinggi daripada keadaan awal dan akhir, sedangkan energi
keadaan awal dapat lebih tinggi atau lebih rendah daripada energi keadaan akhir. Bila
keadaan awal lebih tinggi energinya, reaksi menghasilkan kalor atau dinamakan reaksi
eksoterm, dan bila yang terjadi adalah sebaliknya, dinamakan reaksi endoterm.
Perhatikan gambar di bawah ini yang menggambarkan tentang energi aktivasi pada reaksi
eksoterm dan reaksi endoterm.

Dengan mengetahui teori tumbukan ini, kalian akan lebih mudah memahami
penjelasan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Percepatan gerakan
molekul akan memperbesar kemungkinan tumbukan efektif karena percepatan gerakan
memberikan energi lebih besar. Percepatan gerakan molekul berarti percepatan laju
reaksi. Dengan dipercepatnya laju reaksi menggunakan salah satu faktor-faktor beriku,
diharapkan energi yang dibutuhkan untuk tumbukan dapat tercukupi sehingga bisa
menghasilkan tumbukan yang efektif. Faktor-faktor tersebut akan segera diuraikan dalam
penjelasan berikut ini.

B. Pengaruh Konsentrasi Terhadap Efektivitas Tumbukan

Sunarti, S. Pd

Pengaruh konsentrasi pereaksi berkaitan dengan jumlah partikel yang terlibat
dalam tumbukan. Apabila konsentrasi pereaksi bertambah, maka jumlah partikel-partikel
akan meningkat. Dengan demikian, partikel tersebut menjadi lebih dekat dan jumlah
tumbukan efektif juga akan meningkat.

Gambar 5. Semakin tinggi konsentrasi, efektivitas tumbukan semakin besar
C. Pengaruh Luas Permukaan Bidang Sentuh Terhadap Efektivitas Tumbukan

Pengaruh luas permukaan bidang sentuh terkait dengan mudah tidaknya partikel-
partikel pereaksi untuk bertemu. Apabila luas permukaan bidang sentuh bertambah, maka
partikel-partikel lebih mudah bertemu sehingga jumlah tumbukan efektif akan meningkat.
Hal ini berarti peningkatan laju reaksi. Dengan cara yang sama, kita juga dapat
menjelaskan penurunan laju reaksi apabila luas permukaan sentuh berkurang.

(a) (b)

Sunarti, S. Pd

Gambar 6. Semakin besar luas permukaan bidang sentuh, efektivitas tumbukan semakin
besar

D. Pengaruh Suhu Terhadap Efektivitas Tumbukan
Partikel-partikel dalam zat selalu bergerak. Jika suhu zat dinaikkan, maka energi

kinetik partikel-partikel akan bertambah sehingga tumbukan antarpartikel akan
mempunyai energi yang cukup untuk melampaui energi pengaktifan. Hal ini akan
menyebabkan lebih banyak terjadi tumbukan yang efektif dan menghasilkan reaksi.

Gambar 7. Kenaikkan suhu akan menyebabkan partikel memiliki energi kinetik yang
lebih besar, sehingga efektivitas tumbukan semakin besar

Pada umumnya, setiap kenaikan suhu sebesar 10 C, reaksi akan berlangsung dua
kali lebih cepat. Dengan demikian, apabila laju reaksi awalnya diketahui, kita dapat
memperkirakan besarnya laju reaksi berdasarkan kenaikan suhunya. Lebih mudahnya,
lihat perumusan berikut.

Karena besarnya laju berbanding terbalik dengan waktu yang ditempuh, maka
perumusan di atas dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

Sunarti, S. Pd

△v = kenaikan laju reaksi
△T = kenaikan suhu = T2 – T1
T2 = suhu akhir
T1 = suhu awal
t0 = waktu reaksi awal
tt = waktu reaksi akhir

1. Suatu reaksi kimia yang berlangsung pada suhu 30 oC memerlukan waktu 40 detik.

Setiap kenaikkan suhu 10 oC, reaksi akan lebih cepat dua kali dari semula. Tentukan

waktu yang diperlukan jika suhu dinaikkan menjadi 50 oC!

Penyelesaian

Diketahui:

T1 = 30 oC t0 = 40 detik
T2 = 50 oC △v = 2

Ditanya:

tt ?

Jawab:

=
=
=
tt =

2. Suatu reaksi berlangsung dua kali lebih cepat setiap suhu dinaikkan 10 0C. Apabila
pada suhu 25 0C laju reaksi suatu reaksi adalah 2y M/s. Berapa laju reaksi pada suhu
75 0C?
Sunarti, S. Pd

Penyelesaian

Diketahui:

v0 = 2y T1 = 25 0C
△v = 2 T2 = 75 0C

Ditanyakan:

vt = ?

Jawab:

=
=

= 32 x 2y = 64y

E. Pengaruh Katalis Terhadap Efektivitas Tumbukan

Penggunaan katalis dalam reaksi kimia memberikan suatu mekanisme reaksi
elternatif dengan harga Ea (energi aktivasi reaksi) yang lebih rendah jika dibandingkan
harga Ea reaksi tanpa katalis. Dengan harga Ea yang rendah, banyak partikel yang
memiliki energi kinetik yang cukup sehingga jumlah tumbukan semakin banyak. Hal itu
mengakibatkan laju reaksi semakin cepat. Bagaimana jalan reaksi dapat diubah dengan
adanya katalis?

Perhatikan diagram energi untuk reaksi umum A + B → AB dengan katalis C
berikut!

Sunarti, S. Pd

Diagram di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.
Reaksi : A + B → AB (reaksi sangat lambat), energi aktivasi tinggi sehingga AB

terbentuk perlahan-lahan.
Reaksi : A + C → AC (reaksi cepat)

AC + B → AB + C (cepat cepat), energi aktivasi rendah sehingga AB terbentuk
cepat.
Perhatikan bahwa katalis C tidak mengalami perubahan kimia yang permanen,
bila telah dipisahkan dari produk reaksi maka zat (katalis) ini dapat digunakan lagi.
Selain itu, dari gambar di atas dapat diketahui bahwa katalis menurunkan energi aktivasi
(Ea) tetapi tidak mengubah △E reaksi.
Berdasarkan fase katalis dan zat-zat pereaksinya, katalis dibedakan menjadi 2,
antara lain:
a. Katalis Homogen
Katalis homogen adalah katalis yang sama fasenya dengan zat pereaksinya.
Sebagai contoh penggunaan katalis homogen adalah reaksi asam asetat dan etil
alkohol yang menghasilkan etil asetat. Reaksi katalis oleh asam kuat seperti HCl
dan H2SO4.

Sunarti, S. Pd

Tanpa adanya katalis, diperlukan waktu berminggu-minggu untuk memperoleh
etil asetat yang maksimal. Dengan adanya katalis asam, hasil yang maksimal
dapat dicapai dalam beberapa jam.
b. Katalis Heterogen
Katalis heterogen adalah katalis yang berbeda fasenya dengan zat pereaksinya,
misalnya serbuk V2O5 digunakan sabagai katalis dalam pembentukan H2SO4
melalui proses kontak.

F. Konsep Laju Reaksi

Beberapa reaksi kimia ada yang berlangsung cepat. Natrium yang dimasukkan ke
dalam air akan menunjukkan reaksi hebat dan sangat cepat, begitu pula dengan petasan
dan kembang api yang disulut. Bensin akan terbakar lebih cepat daripada minyak tanah.
Namun, ada pula reaksi yang berjalan lambat. Proses pengaratan besi, misalnya,
membutuhkan waktu sangat lama sehingga laju reaksinya lambat. Cepat lambatnya
proses reaksi kimia yang berlangsung dinyatakan dengan laju reaksi.

Suatu reaksi kimia melibatkan perubahan dari reaktan (zat pereaksi) menjadi
produk (zat hasil reaksi). Jika kalian mereaksikan suatu senyawa tertentu, seiring dengan
berjalannya waktu reaksi, jumlah senyawa yang bereaksi semakin sedikit. Sebaliknya,
jumlah senyawa yang terbentuk semakin banyak. Dalam reaksi kimia yang biasa
digunakan sebagai ukuran jumlah zat adalah konsentrasi molar atau molaritas (M).
Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut tiap liter larutan. Berdasarkan ukuran
konsentrasi zat, laju reaksi (v) dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi
atau hasil reaksi tiap satuan waktu. Selama reaksi kimia berlangsung, jumlah reaktan
semakin berkurang ketika produk mulai terbentuk. Oleh karena itu, laju reaksi
dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi reaktan atau bertambahnya konsentrasi
produk tiap satuan waktu. Pada umumnya, waktu berlangsungnya reaksi diukur dalam
detik sehingga laju reaksi dinyatakan dalam satuan mol per liter per detik (mol/L.det)
atau molaritas per detik (M/det).

Sunarti, S. Pd

Mari kita tinjau suatu reaksi sederhana dimana molekul-molekul A terurai
membentuk molekul-molekul B menurut persamaan reaksi berikut.

Pada reaksi tersebut, dengan bertambahnya waktu reaksi, jumlah molekul A
semakin berkurang dan jumlah molekul B semakin bertambah. Laju pengurangan
konsentrasi reaktan (molekul A) atau laju pertambahan konsentrasi produk (molekul B)
dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan:
v = laju reaksi (M/det)
∆[A] = perubahan konsentrasi reaktan (M)
∆[B] = perubahan konsentrasi produk (M)
∆t = perubahan tiap satuan waktu (detik)
Laju reaksi molekul A diberi tanda negatif yang menunjukkan bahwa jumlah
molekul A berkurang (konsentrasi A berkurang) dengan bertambahnya waktu. Sebaliknya,
laju reaksi molekul B diberi tanda positif yang menunjukkan bahwa jumlah molekul B
bertambah (konsentrasi B bertambah) dengan bertambahnya waktu.
Dalam reaksi kimia terdapat hubungan stoikiometri antara reaktan dan produk
sehingga baik reaktan maupun produk dapat digunakan untuk menyatakan laju suatu

Sunarti, S. Pd

reaksi. Dari persamaan reaksi perubahan A menjadi B dapat kalian lihat bahwa setiap
pengurangan satu mol A akan dihasilkan satu mol B. Jadi, pada reaksi peruraian A
menjadi B, laju reaksi pengurangan konsentrasi A akan sama dengan laju reaksi
pertambahan konsentrasi B. Jika ditinjau reaksi yang lebih kompleks yang melibatkan
lebih dari satu reaktan seperti persamaan reaksi berikut.

Dari koefisien reaksi persamaan tersebut, tiga mol B bereaksi dengan 1 mol A
yang akan membentuk 2 mol C dan 2 mol D. Hal itu berarti bahwa laju reaksi
berkurangnya konsentrasi B adalah tiga kali laju berkurangnya konsentrasi A. Demikian
juga, laju bertambahnya konsentrasi C dan D adalah dua kalinya laju berkurangnya
konsentrasi A. Jadi, laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut.

Secara umum, untuk reaksi yang memenuhi persamaan reaksi

Laju reaksinya dapat dinyatakan sebagai 1/koefisien dari laju masing-masing komponen
dan dituliskan seperti berikut.

Ingat!!!!
Kemolaran/konsentrasi adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakan
banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. Kemolaran (M) sama dengan
jumlah mol (n) zat terlarut dibagi volume larutan (V)

Sunarti, S. Pd

Mn atau M  gr x 1000
V Mr V

Contoh soal

1. a. Apa definisi laju reaksi?

b. Tulis laju pengurangan zat pereaksi X dan laju pertambahan zat Y dari reaksi berikut:

X→Y

Jawab :

a. Laju reaksi didefinisikan sebagai besarnya perubahan konsentrasi pereaksi

atau produk reaksi per satuan waktu

b. x = - [ X ]
t

y = + Y 

t

2. Tentukan hubungan laju reaksi antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi ini:

a. 5A + B + C → 2P

b. 2NOCl(g) → 2NO(g) + Cl2(g)

c. 4NH3(g) + 3O2(g) → 2N2(g) + 6H2O(g)

Jawab :

a. 1 a = b = c = 1 p
5 2

b. 1 NOCl = 1 NO = Cl2
2 2

c. 1 NH3 = 1 O2 = 1 N2 = 1 H2O
4 3 2 6

3. Sebanyak 0,1 mol gas nitrogen direaksikan dengan 0,1 mol gas hidrogen dalam

bejana yang bervolum 1.000 mL menurut persamaan kimia berikut.

Sunarti, S. Pd

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) .

Setelah reaksi berlangsung selama 5 detik, ternyata terdapat sisa gas nitrogen

sebanyak 0,08 mol. Tentukan laju reaksi pada saat itu berdasarkan:

a) Gas nitrogen yang bereaksi

b) Gas NH3 yang dihasilkan

Jawab :

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Mula-mula : 0,1 mol 0,1 mol -

Bereaksi : 0,02 mol 0,06 mol 0,04 mol

Sisa : 0,08 mol 0,04 mol 0,04 mol

Jadi vN2 = = = 0,004 mol L-1 det-1

VNH3 = = 0,008 mol L-1 det-1

Latihan
1. Bagaimana pengaruh suhu dan katalis terhadap efektivitas tumbukan berdasarkan teori
tumbukan?

2. Definisikan dan turunkan persamaan matematikanya untuk reaksi-reaksi berikut!

Reaksi Definisi Laju Reaksi Persamaan

2 N2 O5(g)  2 N2(g) + 5 O2(g) ………… …….

SO2(g) + O2(g)  SO3(g) ………… …….

“ Jangan takut melawan arus. Ingatlah, layang-layang terbang bukan
karena mengikuti angin, melainkan justru menentangnya” (H. Mabie)

Sunarti, S. Pd

Kunci jawaban latihan
1. Bagaimana pengaruh suhu dan katalis terhadap efektivitas tumbukan berdasarkan

teori tumbukan?
Jawaban:
Kenaikan suhu reaksi mengakibatkan bertambahnya energi kinetik molekul –
molekul pereaksi sehingga energi kinetiknya melebihi harga energi aktivasi. Oleh
karena itu, reaksi akan berlangsung lebih cepat. Hal ini, menyebabkan jumlah
tumbukan efektif bertambah.
Katalis yang digunakan mempercepat reaksi memberikan suatu mekanisme reaksi
alternatif dengan nilai Ea yang lebih rendah dibandingkan Ea reaksi tanpa katalis.
Dengan Ea yang lebih rendah, maka lebih banyak partikel yang memiliki energi
kinetik yang cukup untuk mengatasi halangan Ea yang rendah ini. Hal ini
menyebabkan jumlah tumbukan efektif bertambah.

Reaksi Definisi Laju reaksi Persamaan

2N2O5(g)  2N2(g)+ 5O2(g) Laju pengurangan konsentrasi  N2O5 =
molar N2O5 per satuan waktu atau

laju pertambahan konsentrasi
molar N2 per satuan waktu atau  N2 =

laju pertambahan konsentrasi

molar O2 per satuan waktu.  O2 =

SO2(g) + ½ O2(g)  SO3(g) Laju pengurangan konsentrasi  SO3 =
molar SO2 per satuan waktu atau

laju pengurangan konsentrasi
molar O2 per satuan waktu atau  O2 =

laju pertambahan konsentrasi

molar SO3 per satuan waktu.  SO3 =

Sunarti, S. Pd

BAHAN

AJAR

Sunarti, S. Pd

PETA KONSEP Berbagai
eksperimen
LAJU REAKSI menunjukkan
Menyatakan perubahan konsentrasi dalam laju reaksi
suatu reaksi kimia per satuan waktu
Merupakan
Laju Reaksi fungsi
konsentrasi
 Reaksi: aA + bB → pP + qQ zat-zat
 Laju reaksi: pereaksinya

 Hubungan laju reaksi antar-zat:

Faktor-faktor yang Hukum Laju reaksi
mempengaruhi Laju reaksi merupakan fungsi dari
laju reaksi konsentrasi zat-zat pereaksinya
 Konsentrasi pereaksi
 Reaksi:
 Luas permukaan bidang aA + bB + ...... → produk reaksi
sentuh
 Persamaan lau reaksi:
 Suhu reaksi v = k [A]m [B]n ...

 Katalis Orde reaksi keseluruhan
= Σ (m + n + ...)

 Persamaan laju reaksi (nilai k dan orde reaksi
m, n, ...) dapat ditentukan melalui eksperimen

Sunarti, S. Pd

PENDAHULUAN

Cepatnya reaksi kimia dari kembang api dapat kita amati dari menyalanya
kembang api hingga matinya. Begitu pula dengan beberapa reaksi kimia yang kita
laksanakan di laboratorium. Selesainya sebuah reaksi ditandai dengan terbentuknya
produk yang sebagin besar dapat kita amati. Nah, untuk mengetahui berapa kecepatan
reaksi kimia yang kita lakukan, kita bisa mengetahui dari konsentrasi pereaksinya atau
hasil reaksinya. Konsentrasi ini biasa dinyatakan dengan satuan konsentrasi.

Ada beberapa faktor yang memberikan pengaruh pada laju reaksi kima. Faktor-
faktor tersebut adalah konsentrasi, luas permukaan bidang sentuh, suhu, dan katalis.
Bagaimana masing-masing faktor memengaruhi laju suatu reaksi, dan bagaimana cara
kita menganalisis faktor tersebut. Selain hal-hal di atas, kita juga akan mempelajari
tentang persamaan laju reaksi, dan orde reaksinya dalam bahan ajar ini.

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi
Faktor-faktor yFaankgtoMr-efaFmkatkeotnorgrya-afraunkhgtioMLraeyjmuaneRgnegaMakersuimhFeai nkLtgaoajurr-uRfahekiatLkoasrjiuyFaRankegtaokMrs-iefaFmkatkeotnorgrya-afraunkhgtior yang

A. Pengaruh Konsentrasi
Berdasarkan hasil percobaan dapat kalian ketahui bahwa reaksi akan berlangsung lebih

cepat jika konsentrasi reaktan lebih tinggi. Konsentrasi reaktan berhubungan dengan frekuensi
tumbukan. Semakin besar konsentrasi, semakin banyak molekul-molekul reaktan yang bereaksi
sehingga semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan antarmolekulnya. Dengan demikian,
semakin besar pula kemungkinan terjadinya reaksi atau dapat juga dikatakan reaksi berlangsung
lebih cepat.

Apabila dibuat sebuah grafik yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi dengan laju
reaksi, maka dihasilkan grafik seperti pada gambar 1. Grafik menunjukkan bahwa semakin besar
konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.

Sunarti, S. Pd

Gambar 1
Grafik pengaruh konsentrasi
terhadap laju reaksi

B. Pengaruh Luas Permukaan Bidang Sentuh
Pada percobaan pengaruh luas permukaan partikel reaktan dihasilkan data bahwa reaksi

berlangung lebih cepat jika ukuran partikel semakin kecil. Seperti halnya jika kalian membakar
kayu. Kayu yang berukuran lebih kecil akan terbakar lebih cepat dibandingkan kayu yang
berukuran lebih besar. Jika ukuran reaktan yang berupa zat padat semakin kecil berarti luas
permukaan yang bersentuhan dengan reaktan lain semakin besar. Semakin luas permukaan zat
padat, semakin banyak tempat terjadinya tumbukan antarmolekul zat yang bereaksi sehingga laju
reaksi semakin cepat.

Semakin luas permukaan bidang sentuh zat, semakin besar laju reaksinya, seperti yang
ditunjukkan oleh grafik hubungan luas permukaan dengan laju reaksi pada gambar 2.

C. Pengaruh Suhu

Pada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat jika suhu dinaikkan. Biasanya
kenaikan suhu sebesar 10°C dapat meningkatkan laju reaksi sampai dua atau tiga kali lipat.

Dirumuskan:

Keterangan: ∆T = perubahan suhu Tt = suhu akhir
∆v = perubahan laju reaksi
T0 = suhu awal v0 = laju awal

Sunarti, S. Pd

Jika suhu reaksi dinaikkan, maka energi kinetik molekul-molekul reaktan akan bertambah.
Semakin bertambahnya energi kinetik menyebabkan molekul-molekul reaktan bergerak lebih cepat
sehingga tumbukan antarmolekul reaktan yang bereaksi juga lebih sering terjadi. Akibatnya reaksi akan
berlangsung lebih cepat.

Apabila pengaruh suhu terhadap laju reaksi ini dibuat grafik, akan tampak seperti gambar 3.
Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa makin tinggi suhu, laju reaksi semakin besar.

Adanya kenaikan suhu reaksi akan meningkatkan energi kinetik molekul-molekul reaktan. Hal
itu berarti bahwa semakin banyak molekul yang memiliki energi kinetik yang melampaui harga energi
aktivasi. Jadi, ketika molekul-molekul reaktan saling bertumbukan akan dihasilkan energi yang cukup
untuk memutuskan ikatan molekul reaktan dan membentuk molekul produk. Dengan demikian, laju
reaksi juga meningkat.

Pengaturan suhu sangat penting untuk menciptakan kondisi yang menguntungkan. Misalnya,
ketika kalian memasak air maka nyala api dibesarkan untuk meningkatkan suhu sehingga pemasakan
air berlangsung lebih cepat. Begitu pula, untuk mempercepat proses pemasakan makanan dengan
menaikkan suhu. Sebaliknya, untuk memperlambat reaksi maka suhu harus diturunkan, misalnya
supaya makanan tidak cepat membusuk maka disimpan di dalam lemari pendingin.

D. Pengaruh Katalis
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa laju suatu reaksi dapat ditingkatkan dengan

menaikkan suhu reaksi. Untuk beberapa alasan, peningkatan suhu reaksi tidak praktis dan ekonomis.
Ada beberapa reaktan dan produk yang justru akan terurai pada suhu tinggi. Untungnya ada zat

tertentu yang disebut katalisator yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa menimbulkan dampak
yang merugikan.

Sebagaimana kalian ketahui, katalisator adalah zat yang ikut bereaksi mempercepat laju reaksi,
tetapi setelah reaksi berhenti akan terbentuk zat katalisator kembali. Jadi, setelah reaksi berlangsung
katalisator akan diperoleh kembali dalam jumlah yang tetap. Beberapa reaksi yang berlangsung lambat
dapat dipercepat dengan adanya katalisator. Bagaimana katalisator dapat mempercepat laju reaksi
kimia? Dalam reaksi kimia, molekul-molekul reaktan dapat berubah menjadi produk jika dapat
melampaui energi aktivasi. Katalisator yang ditambahkan pada suatu reaksi akan mengubah jalannya
reaksi, yaitu dengan memilih jalan yang energi aktivasinya lebih rendah. Jadi, adanya penambahan
katalisator dalam suatu reaksi akan menurunkan energi aktivasi. Dengan demikian reaksi dapat
berlangsung lebih cepat.

Fungsi katalis dalam reaksi adalah menurukan energi aktivasi sehingga jumlah molekul yang
dapat melampaui energi aktivasi menjadi lebih besar. Gambar 4 menunjukkan peran katalis dalam
menurunkan energi aktivasi.

Gambar 4. Diagram energi potensial reaksi tanpa katalis dan dengan katalis. Energi aktivasi reaksi
dengan katalis (EaK) lebih kecil dari reaksi tanpa katalis.
Katalis memiliki beberapa sifat, diantaranya:

1. Katalis tidak bereaksi secara permanen.
2. Jumlah katalis yang diperlukan dalam reaksi sangat sedikit.
3. Katalis tidak memengaruhi hasil reaksi.
4. Katalis tidak memulai suatu reaksi, tetapi hanya memengaruhi lajunya.
5. Katalis hanya bekerja efektif pada suhu optimum, artinya di atas atau di bawah suhu tersebut

kerja katalis berkurang.
6. Suatu katalis hanya memengaruhi laju reaksi secara spesifik, artinya suatu katalis hanya

memengaruhi laju satu jenis reaksi dan tidak dapat untuk reaksi yang lain.
7. Keaktifan katalis dapat diperbesar oleh zat lain yang disebut promotor.
8. Hasil suatu reaksi dapat bertindak sebagai katalis, sehingga zat terse-but disebut autokatalis.
9. Katalis dalam senyawa organik disebut enzim.

Sunarti, S. Pd

10. Terdapat katalis yang dapat memperlambat suatu reaksi, sehingga katalis itu disebut katalis
negatif atau inhibitor.

Berdasarkan wujudnya, katalis dapat dibedakan dalam dua golongan, yaitu:

1. Katalis homogen, yaitu katalis yang mempunyai wujud sama dengan pereaksi. Katalis ini dapat

berada dalam dua wujud:

a. dalam wujud gas, contoh:

2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g)

NO(g)

b. dalam wujud larutan, contoh:

C12H22O11(aq) + H2O(l) C6H12O6(aq) + C6H12O6(aq)

H+

2. Katalis heterogen, yaitu katalis yang mempunyai wujud berbeda dengan pereaksi. Biasanya katalis

ini berwujud padat dan pereaksinya cair atau gas. Contohnya:

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)

Fe(s)

Persamaan Laju Reaksi Dan Orde Reaksi
FaktorL-afajuktroeraykFasainkgtdoaMrl-aefmaFmkatkesotnuorgaryat-uafraunkrhgetioMaLkraesyjmiuanseRagnengaMgakaerstuimhFbeaienkLrgtgaoaajurnr-utRfuahenkiatgLkoasrpjiuyaFdaRanakegtaokkMors-niefaFsmekantkeottnrorgarysa-iafraunpkhgetiroeraykasni.gBesarnya laju

reaksi akan berkurang karena konsentrasi pereaksi makin kecil. Hubungan antara konsentrasi pereaksi
dan laju reaksi tersebut dinyatakan dalam persamaan laju reaksi. Bagaimana kita menuliskan
persamaan laju reaksi? Pelajari persamaan laju reaksi dan orde reaksi berikut.

1. Persamaan Laju Reaksi
Secara percobaan diketahui bahwa laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan. Hubungan

antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan dinyatakan dalam suatu persamaan yang disebut
persamaan laju reaksi atau hukum laju reaksi. Misalkan suatu reaksi memenuhi persamaan reaksi
berikut

aA + bB + ...... → produk reaksi
Maka persamaan laju reaksinya ditulis: v = k [A]m [B]n ...
Orde reaksi keseluruhan = Σ(m + n + ...)
Keterangan:
v = laju reaksi (mol/L det atau M/det)
k = tetapan laju reaksi (satuan k bergantung dari orde reaksi keseluruhan dari persamaan laju

reaksi)
[A] = konsentrasi pereaksi A (M atau mol/L)
[B] = konsentrasi pereaksi B (M atau mol/L)

Sunarti, S. Pd

m, n = orde reaksi, yakni bilangan pangkat yang menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi A,
B, ..... terhadap laju reaksi
Jika kalian tinjau kembali persamaan laju reaksi tersebut, maka akan terlihat bahwa laju suatu

reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi masing-masing reaktan yang diberi pangkat tertentu.
Pangkat konsentrasi reaktan inilah yang disebut sebagai orde reaksi. Orde reaksi keseluruhan
merupakan jumlah total dari orde reaksi semua reaktan, di mana dalam persamaan ini adalah jumlah
dari m dan n.

2. Makna Orde Reaksi
Orde suatu reaksi memberikan gambaran mengenai besarnya pengaruh konsentrasi reaktan

pada laju reaksi kimia. Kebanyakan orde reaksi bernilai 1 atau 2, tetapi ada juga yang bernilai pecahan
bahkan nol. Jika orde reaksi terhadap suatu reaktan bernilai nol, artinya konsentrasi reaktan tersebut
tidak mempengaruhi laju reaksi. Jika nilai orde reaksi terhadap suatu reaktan semakin besar, maka
semakin besar pula pengaruh konsentrasi reaktan tersebut terhadap laju reaksi. Orde reaksi tidak dapat
ditentukan dari koefisien reaktan melainkan harus ditentukan melalui percobaan. Beberapa orde reaksi
yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia beserta maknanya sebagai berikut.
a. Reaksi Orde Nol

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak
dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya, seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak
akan mempengaruhi besarnya laju reaksi. Secara grafik, reaksi yang mempunyai orde nol dapat dilihat
pada gambar 5.

Gambar 5. Grafik reaksi orde nol
b. Reaksi orde satu

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu, apabila besarnya laju reaksi berbanding
lurus dengan besarnya konsentrasi pereaksi. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali
semula, maka laju reaksi juga akan meningkat besarnya sebanyak (2)1 atau 2 kali semula juga. Secara
grafik, reaksi orde satu dapat digambarkan seperti terlihat pada gambar 6.

Sunarti, S. Pd

Gambar 6. Grafik reaksi orde satu
c. Reaksi orde 2

Suatu reaksi dikatakan mempunyai orde dua, apabila besarnya laju reaksi merupakan pangkat
dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali
semula, maka laju reaksi akan meningkat sebesar (2)2 atau 4 kali semula. Apabila konsentrasi pereaksi
dinaikkan 3 kali semula, maka laju reaksi akan menjadi (3)2 atau 9 kali semula. Secara grafik, reaksi orde
dua dapat digambarkan pada gambar 7.

Gambar 7. Grafik reaksi orde dua

3. Menentukan Persamaan Laju Reaksi
Untuk dapat menentukan rumus laju reaksi, tidak dapat hanya dengan melihat reaksi

lengkapnya saja, tetapi harus berdasar percobaan. Yaitu pada saat percobaan, konsentrasi awal salah
satu pereaksi dibuat tetap, sedang konsentrasi awal pereaksi yang lain dibuat bervariasi. Percobaan
harus dilakukan pada suhu yang tetap. Metode penentuan rumus laju reaksi seperti ini disebut sebagai
metode laju awal. Penentuan rumus laju reaksi dapat dilihat pada contoh berikut.
Contoh Soal
Reaksi gas bromin dengan gas nitrogen oksida sesuai dengan persamaan reaksi:
2 NO(g) + Br(g) → 2 NOBr (g)
Berdasarkan hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut.

Sunarti, S. Pd

Tentukan:
a. orde reaksi terhadap NO
b. orde reaksi terhadap Br2
c. persamaan laju reaksi
d. orde reaksi total
e. harga tetapan reaksi (k)
f. besar laju reaksi jika [NO] = 0,2 M dan [Br2] = 0,1 M
Jawab:

Sunarti, S. Pd

Latihan/Penugasan

1. Sebutkan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi beserta contohnya masing-

masing.

2. a. Apa itu hukum laju reaksi?

b. Untuk reaksi: A +2B → C + D

Diketahui orde reaksi terhadap A dan B masing-masing 2 dan 1. Tuliskan persamaan dari

hukum laju reaksinya

c. Apakah persamaan laju reaksi dapat ditentukan dari persamaan reaksi setaranya?

3. Sukrosa (C12H22O11) bereaksi dengan air dalam suasana asam membentuk dua gula

monosakarida, yakni glukosa dan fruktosa dengan rumus kimia yang sama C6H12O6 meski

struktur kimianya berbeda.

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Sukrosa Glukosa Fruktosa

Untuk menentukan persamaan laju reaksinya, dilakukan percobaan dengan data sebagai

berikut.

Percobaan Konsentrasi sukrosa awal Laju reaksi

(mol L-1) (mol L-1det-1)

1 0,10 6,00 x 10-5

2 0,30 1,80 x 10-4

3 0,50 3,00 x 10-4

Tentukan persamaan laju reaksinya.

4. Seorang siswa mempelajari laju reaksi berikut:

Sunarti, S. Pd

2ICl(g) + H2(g) I2(g) + 2HCl(g)

Data yang diperolehnya disajikan pada tabel di bawah ini.

Percobaan Konsentrasi ICl Konsentrasi H2 Laju pembentukan
awal (mol L-1) awal (mol L-1) I2(g) (mol L-1det-1)

1 0,20 0,10 0,042

2 0,20 0,20 0,168

3 0,40 0,10 0,084

a. Tentukan orde reaksi terhadap ICl dan H2.
b. Tentukan tetapan laju reaksi.
c. Tuliskan persamaan laju reaksinya.

SELAMAT MEMBACA

“Jangan pertanyakan bagaimana Anda bisa terjatuh. Pertanyakan
bagaimana Anda dapat bangkit kembali.” (Vince Lombardi)

Sunarti, S. Pd

Kunci Jawaban

1. Sebutkan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi beserta contohnya masing-
masing.
Jawab :

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi:
a. Konsentrasi pereaksi. Contohnya rokok terbakar lebih cepat jika kadar oksigen

dinaikkan dari 21% (dalam udara terbuka) menjadi 100% (dalam wadah tertutup).
b. Luas permukaan sentuh. Contohnya kentang yang dipotong kecil-kecil lebih cepat

matang daripada kentang yang digoreng tanpa dipotong-potong.
c. Temperatur. Contohnya menyimpan makanan dalam lemari es akan memperlambat

laju reaksi perusakan makanan.
d. Katalis. Contohnya katalis enzim dari ragi yang digunakan untuk industri makanan

dan industri minuman bir.
e. Sifat dasar pereaksi. Contohnya logam Na yang di taruh di udara terbuka akan

bereaksi cepat dengan O2 dan uap air. Dan logam Fe yang ditaruh di udara terbuka
akan bereaksi secara lambat dengan O2 dan uap air.

2. a. Apa itu hukum laju reaksi?
b. Untuk reaksi: A +2B → C + D
Diketahui orde reaksi terhadap A dan B masing-masing 2 dan 1. Tuliskan persamaan dari
hukum laju reaksinya
c. Apakah persamaan laju reaksi dapat ditentukan dari persamaan reaksi setaranya?

Jawab :
a. Hukum laju reaksi menjelaskan bahwa laju reaksi merupakan fungsi dari konsentrasi zat-

zat pereaksinya yang dinyatakan dalam bentuk persamaan laju reaksinya. Secara umum
dapat dituliskan sebagai berikut: v = k [A]m [B]n
b.  = k [A]2 [B]
c. Persamaan laju reaksi tidak dapat ditentukan melalui persamaan reaksi setaranya.

3. Sukrosa (C12H22O11) bereaksi dengan air dalam suasana asam membentuk dua gula
monosakarida, yakni glukosa dan fruktosa dengan rumus kimia yang sama C6H12O6 meski
struktur kimianya berbeda.

Sunarti, S. Pd

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Sukrosa Glukosa Fruktosa

Untuk menentukan persamaan laju reaksinya, dilakukan percobaan dengan data sebagai

berikut.

Percobaan Konsentrasi sukrosa awal (mol L-1) Laju reaksi (mol L-1det-1)

1 0,10 6,00 x 10-5

2 0,30 1,80 x 10-4

3 0,50 3,00 x 10-4

Tentukan persamaan laju reaksinya.

Jawab :

Misalkan v = k [C12H22O11]x

Dari data 1 dan 2

2 = k [C12H22O11]x

1 = k [C12H22O11]x

1,8 x 10-4 = [0,3]x

6 x 10-5 = [0,1]x

3 = (3)x

x=1

Dengan cara yang sama dari data 1 dan3 serta 2 dan 3 akan diperoleh juga x=1, maka

persamaan laju reaksinya:

v = k [C12H22O11]

4. Seorang siswa mempelajari laju reaksi berikut:

2ICl(g) + H2(g) I2(g) + 2HCl(g)

Data yang diperolehnya disajikan pada tabel di bawah ini.

Konsentrasi ICl(g) Konsentrasi H2(g) Laju pembentukan I2(g)
Percobaan awal (mol L-1) (mol L-1det-1)
0,042
awal (mol L-1) 0,168
0,084
1 0,20 0,10

2 0,20 0,20

3 0,40 0,10

a. Tentukan orde reaksi terhadap ICl dan H2.

b. Tentukan tetapan laju reaksi.

c. Tuliskan persamaan laju reaksinya.

Sunarti, S. Pd

Jawab :
a. Dari data 1 dan 2

2 = k [ICl]x [H2]y
1 = k [ICl]x [H2]y
0,168 = [0,2]y
0,042 = [0,1]y
4 = 2y
y=2
maka orde reaksi terhadap H2 yaitu 2
Dari data 1 dan 3
3 = k [ICl]x[H2]y
1 = k [ICl]x[H2]y
0,084 = [0,4]x
0,042 = [0,2]x
2 = 2x
x=1
maka orde reaksi terhadap ICl yaitu 1
b. Dari data 1
 = k [ICl] [H2]2
0,042 mol L-1 det-1 = k . 0,2 mol L-1 . (0,1)2 mol2 L-2 det-2
k = = 21 M-2 s-1
c. Persamaan laju reaksinya :  = 21 [ICl] [H2]2

Sunarti, S. Pd

DAFTAR PUSTAKA
Cooper, Chris. 2009. Materi Kimia! Volume 4 Energi dan Reaksi. Jakarta: Pakar Raya
Johari dan Rachmawati. 2006. Kimia 2 SMA dan MA untuk Kelas XI. Jakarta: Erlangga
Purba, Michael. 2002. Kimia untuk SMA Kelas IX. Jakarta: Erlangga
Setyawati. 2007. Kimia Mengkaji Fenomena Alam untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Cempaka

Putih
Sutresna, Nana. 2007. Cerdas Belajar Kimia untuk Kelas XI. Jakarta: Grafindo Media

Pratama

Sunarti, S. Pd


Click to View FlipBook Version