LAJU REAKSI KIMIA

1.      Penentuan Laju reaksi

Laju reaksi adalah laju pengurangan konsentrasi molar pereaksi atau laju pertambahan konsentrasi molar produk dalam setiap satuan waktu. Jika diketahui reaksi R → P, dengan R adalah zat reaktan dan P adalah zat produk, laju reaksi P (vP) dapat dinyatakan sebagai berikut :

 

Keterangan :

vP = laju reaksi produk

vR = laju reaksi reaktan

-∆[R] = laju pengurangan konsentrasi zat reaktan

+∆[P] = laju pertambahan konsentrasi zat produk

∆t =  perubahan waktu

2.      Menentukan persamaan laju reaksi

Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi bukan konsentrasi hasil reaksi.  Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan antara konsentrasi pereaksi dengan laju reaksi. Besarnya laju reaksi dinyatakan dengan hasil kali setiap konstrasi zat-zat yang bereaksi dipangkatkan orde reaksinya.

Misal pada reaksi

mA + nB → pC + qD

Persamaan  laju reaksi sebagai berikut:

V = k [A]^m[B]ⁿ

Keterangan :

V = laju reaksi (M/detik)

k = kosntanta laju reaksi (L/mol.detik

[A] = konsentrasi zat A (mol/detik)

[B] = konsentrasi zat B (mol/detik)

m = orde reaksi terhadap A

n = orde reaksi terhadap B

m + n = orde reaksi total

Orde reaksi yaitu bilangan pangkat yang menyatakan naiknya laju reaksi akibat konsentrasi. Orde reaksi diperoleh dari percobaan di laboratorium. Penjumlahan tiap-tiap orde reaksi dari pereaksi menghasilkan orde reaksi total. Jika tahap-tahap reaksi diketahui, orde reaksi terhadap tiap-tiap zat adalah koefisien reaksi tahap yang paling lambat.

3.      Hubungan suhu dengan laju reaksi

Pada setiap kenaikan suhu tertentu (∆t), reaksi dapat berlangsung menjadi n kali lebih cepat. Secara matematis, hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut:

 

Jika hubungan ini dikaitkan dengan waktu, maka persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:

 

Keterangan :

V₁ = laju reaksi awal

V₂ = laju reaksi setelah perubahan suhu

t₁= waktu reaksi awal

t₂ = waktu reaksi setelah perubahan suhu

T₁ = suhu awal

T₂ = suhu akhir

a = faktor laju setiap perubahan suhu

∆T = faktor perubahan suhu

 

4.      Teori Tumbukan

Reaksi dapat berlangsung sebagai hasil tumbukan antarpartikel pereaksi. Namun, hanya tumbukan efektif yang dapat menghasilkan reaksi. Tumbukan efektif dapat terjadi jika energi kinetik partikel molekul dapat melampaui sejumlah senergi minimum pengaktifan reaksi (energi aktivasi (Ea)). 

5.     Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi :

a)      Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan (semakin kecil ukuran zat/bidang sentuh), semakin cepat reaksi berlangsung.

b)      Konsentrasi pereaksi

Semakin besar konsentrasi dari suatu pereaksi, semakin cepat reaksi berlangsung.

c)      Suhu

Semakin tinggi suhu reaksi, semakin cepat reaksi berlangsung. Hal ini karena pada suhu tinggi, energi kinetik pereaksi atau zat-zat reaktan semakin bertambah sehingga tumbukan semakin banyak.

d)      Katalis

Katalis adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan tujuan meningkatkan kecepatan reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak ikut menjadi produk (tetap sebagai zat itu pada akhir reaksi).

Katalis mempercepat reaksi dengan cara memberi jalan lain (alternatif reaksi) yang mempunyai energi aktivasi lebih rendah.

Energi aktivasi adalah energi minimum yang harus dimiliki atau diberikan kepada partikel agar tumbukannya menghasilkan reaksi.

e)      Tekanan dan volume

Peningkatan tekanan akan memperkecil volume. Akibat adanya tekanan, jumlah tumbukan menjadi bertambah. Volume yang lebih kecil mengakibatkan jarak setiap molekul menjadi lebih berdekatan. Dengan demikian, reaksi berlangsung semakin cepat.

f)       Perlakuan pengadukan

Akibat adanya pengadukan, reaksi berlangsung lebih cepat. Pengadukan dapat memperbesar luas permukaan dan mempercepat terjadinya tumbukan sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

Untuk mengetahui penjelasan dan pembahasan soal-soal Laju Reaksi Kimia, silahkan kunjungi video berikut ini:

Laju Reaksi Part 1

Laju Reaksi Part 2

Laju Reaksi Part 3

Laju Reaksi Part 4

Laju Reaksi Part 5

Laju Reaksi Part 6

Laju reaksi dengan persamaan reaksi

Faktor-Faktor Laju Reaksi (Teori Tumbukan)

1.      Diketahui reaksi:

     2NO (g) + 2H₂ (g)  →  N₂ (g) + 2H₂O (g)

    Jika konsentrasi H₂ ditingkatkan dua kali, maka laju reaksi akan meningkat

    menjadi dua kali. Namun, pada konsentrasi H₂ tetap dan konsentrasi

    gas NO diturunkan menjadi setengahnya, laju reaksi menjadi seperempatnya.

    Persamaan laju reaksi tersebut adalah….

    A.  v = k [NO] [H₂]

    B.  v = k [NO] [H₂]²

    C.  v = k [NO]²[H₂]

    D.  v = k [NO]² [H₂]²

    E.  v = k [NO]² [H₂]⁴

2.      Laju reaksi untuk reaksi  P +Q  →  R + S adalah V = k [P] [Q]².

     Perubahan konsentrasi awal P dan Q yang akan menyebabkan reaksi

     berlangsung 12 kali lebih cepat adalah…

     A.  [P] x  3 dan [Q] x 4

     B.  [P] x  3 dan [Q] x 2

     C.  [P] x  5 dan [Q] x 7

     D.  [P] x  4 dan [Q] x 3

     E.  [P] x  6 dan [Q] x 2

3.      Pernyataan tentang laju reaksi A + 2B  →   2C + D yang benar adalah….

     A.  berkurangnya konsentrasi A dan D tiap satuan waktu

     B.  berkurangnya konsentrasi C dan D tiap satuan waktu

     C.  berkurangnya konsentrasi B dan C tiap satuan waktu

     D.  berkurangnya konsentrasi A dan B tiap satuan waktu

     E.  berkurangnya konsentrasi B  dan D tiap satuan waktu

4.      Suatu reaksi pada suhu 20⁰C berlangsung hingga selesai

     selama 16 menit. Setiap  kenaikan 10⁰C laju reaksi menjadi

     dua kali lebih cepat. Jika reaksi tersebut terjadi pada  suhu 50⁰C,

     maka akan berlangsung selama….

     A.  1 menit

     B.  2 menit

     C.  4 menit

     D.  8 menit

     E.  10 menit

5.      Kenaikan suhu umumnya akan menaikkan reaksi. Alasan yang tepat

     untuk menjelaskan hal tersebut adalah…

    A.  energi kinetik dari molekul-molekul menurun

    B.  energi kinetik dari  melekul-molekul meningkat

    C.  kenaikan suhu menghasilkan reaksi dapat balik

    D.  kecepatan masing-masing molekul menjadi sama

    E.  kenaikan suhu memperkecil energi aktivasi

6.      Data percobaan reaksi antara besi dan larutan asam klorida:

No	Besi 0,2 gram	[HCl]
1	Serbuk	3 M
2	Serbuk	2 M
3	Kepingan	3 M
4	Kepingan	2 M
5	Kepingan	1 M

    Dari data di atas reaksi berlangsung paling cepat adalah

    percobaan nomor…

    A.  1

    B.  2

    C.  3

    D.  4

    E.  5

7.      Reaksi 2NO (g) + Cl₂ (g)  →  2NOCl (g) pada suhu tertentu mempunyai

     rumus laju reaksi: v = k [NO]²[Cl₂].

     Reaksi  tersebut mempunyai orde reaksi…

     A.  4

     B.  3

     C.  2

     D.  1

     E.  0

8.      Jika reaksi A + B  →   AB dan laju reaksinya berorde nol maka…

     A.  laju reaksi tidak tergantung pada temperatur

     B.  laju reaksi tidak tergantung pada konsentrasi pereaksi

     C.  laju pembentukan komleks teraktivasi sama dengan nol

     D.  laju pengurangan kompleks teraktivasi sama dengan nol

     E.  laju reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasi pereaksi

9.      Untuk reaksi  A + B    →   hasil reaksi:

     1) Jika konsentrasi A dinaikkan menjadi dua kali pada konsentrasi B

         yang tetap, laju reaksi ternyata tidak berubah

    2) Jika konsentrasi  A dan B masing-masing dinaikkan tiga kali, 

        laju reaksi menjadi sembilan kali lebih besar

   3)  Jika masing-masing [A] dan [B] = 0,05 M dan besarnya laju reaksi

        1,0 x 10^-3 Ms^-1

   Maka harga tetapan laju reaksinya adalah…

   A.  0,2 Ms^-1

   B.  0,3 Ms^-1

   C.  0,4 Ms^-1

   D.  0,5 Ms^-1

    E.  0,6 Ms^-1

10.  Satuan tetapan jenis reaksi (k), tergantung pada orde reaksi.

       Satuan tetapan jenis reaksi untuk orde dua adalah…

       A.  M²s^-2

       B.  Ms^-1

       C.  M^-1s

       D.  M^-2s^-2

       E.   M^-1s^-1

11.  Energi tumbukan terendah yang diperlukan untuk terjadinya reaksi dinamakan…

       A.  energi potensial

       B.  energi kinetik

       C.  energi pengaktifan

       D.  energi disosiasi

       E.  energi ikatan

12.  Inhibitor dalam reaksi akan…

      A.  menaikkan energi pengaktifan

      B.  mempermudah tumbukan

      C.  mempercepat reaksi

      D.  menaikkan suatu reaksi

      E.  menaikkan energi potensial

13.  Katalis yang digunakan dalam pembuatan ammonia dalam proses Haber adalah…

       A.  Vanadium pentaoksida

       B.  Pt (Platina)

       C.  Besi oksida

       D.  Ni (nikel)

       E.  MnO₂

14.  Katalis dalam suatu reaksi berfungsi untuk…

       A.  menurunkan energi aktivasi

       B.  menaikkan konsentrasi zat yang bereaksi

       C.  menaikkan temperatur zat yang bereaksi

       D.  mempermudah terjadinya tumbukan

       E.  mengurangi tumbukan

15.   Cara-cara berikut ini dapat meningkatkan kecepatan reaksi, kecuali…

       A.  menghancurkan partikel-partikel pereaksi menjadi serbuk kecil

       B.  meningkatkan suhu reaksi

       C.  memotong daging menjadi serpihan-serpihan sebelum dimasak

       D.  menambah air ke dalam larutan pereaksi sampai berlebih

       E.  menambahkan katalisator yang cocok

16.   Volume asam klorida 37% massa jenis 1,19 kg L^-1 yang dibutuhkan

       untuk membuat 120 mL larutan dengan konsentrasi 0.5 M adalah…mL

       (Ar H = 1, Cl = 35.5)

       A.  49.7

       B.  4.97

       C.  497

       D.  0,497

       E.  0,049

17.  Untuk membuat 500 mL larutan H₂SO₄ 0,05 M dibutuhkan larutan H₂SO₄ 5 M sebanyak…mL

       A.  5 mL

       B.  10 mL

       C.  2,5 mL

       D.  15 mL

       E.  5,5 mL

18.  Untuk membuat larutan HCl 0,5 M dari 25 mL larutan HCl 2 M memerlukan penambahan air sebanyak . . . .

       A.  25 mL

       B.  100 mL

       C.  50 mL

       D.  125 mL

       E.  75 mL

19.  Untuk reaksi A + B  →  AB diperoleh data sebagai berikut.

Jika konsentrasi A dinaikkan tiga kali pada konsentrasi B tetap, laju reaksi menjadi Sembilan kali lebih cepat. Jika konsentrasi A dan B dinaikkan tiga kali, laju reaksi menjadi 27 kali lebih cepat. Persamaan laju reaksinya adalah…

       A.   v = k [A]² [B]

       B.  v = k [A] [B]²

       C.  v = k [A] [B]

       D.  v = k [A]² [B]²

       E.  v = k [A]

20.  Diketahui kondisi zat yang bereaksi sebagai berikut:

      1)  Serbuk seng + HCl 0,1 M

      2)  Lempeng seng + HCl 0,1 M

      3)  Serbuk seng + HCl 0,5 M

      4)  Butiran seng + HCl 0,5 M

      5)  Lempeng seng + HCl 0,5 M

      Dari kondisi tersebut, reaksi yang paling cepat adalah ….

      A.  1

      B.  2

      C.  3

      D.  4

      E.  5

21.  Amoniak dapat dibakar dengan persamaan reaksi:

      4NH₃(g) + 5O₂(g)  →   4NO (g) + 6H₂O (g). Jika pada waktu tertentu

      diketahui laju reaksi amoniak (NH₃) sebesar 0,24 M/detik,

      laju reaksi oksigen (O₂) dan laju reaksi pembentukan H₂O

      berturut-turut adalah….

      A.  0,30 M/detik dan 0,36 M/detik

      B.  0,24 M/detik dan 0,36 M/detik

      C.  0,30 M/detik dan 0,24 M/detik

      D.  0,36 M/detik dan 0,30 M/detik

      E.  tidak ada perbedaan laju reaksi

22.   Bila pada suhu tertentu, laju penguraian N₂O₅ menjadi NO₂ dan O₂ adalah sebesar

 2,5 x 10^-6 mol/L. s^-1, laju pembentukan NO₂ adalah….

       A.  1,3 x 10^-6 mol/L. s^-1

       B.  2,5 x 10^-6 mol/L. s^-1

       C.  3,9 x 10^-6 mol/L. s^-1

       D.  5,0 x 10^-6 mol/L. s^-1

       E.  6,2 x 10^-6 mol/L. s^-1

23.   Di antara pernyataan-pernyataan mengenai katalis di bawah ini,

       manakah pernyataan yang tidak sesuai….

       A.  katalis tidak mengalami perubahan yang kekal dalam reaksi

       B.  katalis mempercepat laju reaksi, tetapi tidak mengubah jenis maupun jumlah hasil reaksi

      C.  katalis mengubah mekanisme reaksi dengan menyediakan tahap-tahap yang mempunyai energi pengaktifan lebih rendah

      D.  katalis diperlukan dalam jumlah sedikit

      E.  katalis tidak dapat diracuni oleh zat lain

24.  A + B   →  C + D

       Ungkapan laju reaksi di atas adalah…

       A.  pengurangan [D] per detik

       B.  pengurangan [C] dan [D] sama

       C.  penambahan [C] per detik

       D.  penambahan [A] per detik

       E.  pengurangan [A], [B] dan [C] [D] per detik

25.  Luas permukaan mempengaruhi laju reaksi. Hal ini dikarenakan…

       A.  makin luas partikel maka tumbukan makin rendah sehingga reaksi makin cepat

       B.  makin luas partikel maka tumbukan makin rendah sehingga reaksi makin lambat

       C.  makin sempit partikel maka tumbukan makin tinggi sehingga reaksi makin cepat

       D.  makin sempit partikel maka tumbukan makin rendah sehingga reaksi makin lambat

       E.  makin luas partikel maka tumbukan makin tinggi sehingga reaksi makin cepat

26.  Untuk reaksi A + B →  C, jika konsentrasi A dinaikkan 2 kali pada konsentrasi B tetap,  ternyata laju reaksinya menjadi 16 kalinya. Jika konsentrasi A dan konsentrasi B masing-masing dinaikkan dua kali ternyata laju reaksinya menjadi 32 kali. Persamaan laju reaksi tersebut adalah….

       A.  v = k [A]² [B]³

       B.  v = k [A]³ [B]³

       C.  v = k [A]⁴[B]

       D.  v = k [A]³ [B]

       E.  v = k [A] [B]

 ESAY :

 1.  Volume H₂SO₄ 98%  dengan massa jenis 1,8 kgL^-1 yang diperlukan

      untuk membuat 90 ml larutan H₂SO₄ 4 M adalah….

      Jawab :

      M₁  =  (10 x r x kadar)/ Mr

            =  ( 10 x 98 x 1,8 ) / 98

            = 18 M

     M₁ x V₁    = M₂  x V₂

    18 M x V₁  = 4 M  x 90 mL

              V₁   = 20 mL

    Jadi, Volume H₂SO₄  yang diperlukan untuk membuat 90 mL

    larutan H₂SO₄ 4 M adalah sebanyak 20 mL

2.  Jika 150 mL larutan asam sulfat 0,2 M dicampur dengan 100 mL larutan

     asam sulfat 0,3 M, konsentrasi asam sulfat dalam campuran menjadi ….

    Jawab :

    M _campuran   =  (( M₁ x V₁ ) + (M₂ x V₂)) / (V₁ + V₂)

                       = (0,2 M x 150 mL ) + ( 0,3 M x 100 mL)) / (150 mL + 100 mL)

                       = 0,24 M

     Jadi, konsentrasi campuran dari larutan H₂SO₄ adalah 0,24 M

3.  Reaksi akan berlangsung 3 kali lebih cepat dari semula setiap kenaikan

     20°C. Jika pada suhu 30°C suatu reaksi berlangsung 3 menit, maka pada

     suhu 70°C reaksi akan berlangsung selama…

    Jawab :

    t₂   =   t₁ x (1/n) ^((T2-T1)/DT)

=3 menit  x  (1/3) ^{(70 – 30 )/ 20)}

=  3 menit  x (1/3 ²)

          =  1/3 menit  

    Jadi reaksi akan berlangsung selama 1/3 menit pada suhu  70°C

4.  Reaksi 2NO +Cl₂   →    2NOCl  adalah orde 2 terhadap NO dan orde 1

     terhadap Cl₂ dan k = 0,4 mol^-2L²s ^-1. Jika mula-mula gas NO dan Cl₂

     masing-masing 3 mol dalam ruang 3 L, maka besarnya laju reaksi (Ms^-1)

     setelah 20% NO terurai adalah ….

    Jawab :

    derajat ionisasi  =  mol bereaksi / mol mula-mula

    mol bereaksi      =  derajat ionisasi x mol mula-mula

                             =  0,2 x 3 mol

                             =  0,6 mol

                                2NO   +    Cl₂     →      2NOCl

   mol mula-mula        3                3                –

   mol bereaksi          0,6            0,3             0,6

   mol sisa                 2,4            2,7

   [NO]   =  mol NO / V

             =  2,4 mol / 3 L

             = 0,8 M

    [Cl₂]  =  mol V / V

             =  2,7 mol / 3 L

             = 0,9 M

     v    =   k [NO]² [Cl₂] 

          =  0,4 mol^-2L²s ^-1 x (0,8 )² (0,9)

          =  0,2304 M^-1s^-1

5.   Sebanyak 0,7 mol dinitrogen pentaoksida (N₂O₅) dipanaskan dalam

      ruangan 5 liter sehingga terurai membentuk NO₂ dan O₂ menurut

      persamaan reaksi:  4N₂O₅ (g)  →    4NO₂ (g)  + O₂ (g)

      Dalam 10 detik pertama terbentuk 0,1 mol oksigen.

      Tentukan laju pengurangan N₂O₅ adalah….

      Jawab :

                                 4N₂O₅ (g)  →  4NO₂ (g)  + O₂ (g)

      mol mula-mula        0,7               –                –

      mol bereaksi            0,4             0,4            0,1

      mol sisa                   0,3             0,4             0,1

      [N₂O₅]      =  mol N₂O₅ / Volume

                      = 0,3 mol / 5 L

                      = 0,06 M

       Laju pengurangan  [N₂O₅]  =  – [N₂O₅] / Dt

                                               =  – 0,06 M / 10 s

                                               =  0,006 Ms^-1

6.  Bila suatu reaksi dinaikkan 10⁰C, maka lajunya menjadi dua kali lebih

     besar. Jika pada suhu t⁰C reaksi berlangsung selama 4 menit maka pada

     suhu (t + 30)⁰C reaksi akan berlangsung selama….

    Jawab :

    t₂   =   t₁ x (1/n) ^((T2-T1)/DT)

=4 menit  x  (1/2) ^{(t + 30 – t )/ 10)}

=  4 menit  x (1/2 ³)

         =  1/2 menit  

7.  Suatu laju reaksi akan meningkat tiga kali laju semula jika suhu reaksi

     ditingkatkan 20⁰C. Berapa kali lebih cepat laju reaksi yang berlangsung

     pada suhu 80°C dibandingkan reaksi yang berlangsung pada suhu 20°C?

     Jawab :

      v₂  =  v₁ x n ^{((T2-T1) / DT))}

           =  x   . 3 ^{( 80-30 )/20}

           =  x  . 3³

           =  27x