Reaksi kimia berjalan pada tingkat yang berbeda. Beberapa diantaranya berjalan sangat lambat, misalnya penghancuran kaleng aluminium oleh udara atau penghancuran botol plastik oleh sinar matahari,, yang memerlukan waktu bertahun-tahun bahkan berabadmatahari abad.
(a)
(b)
Perkaratan besi merupakan contoh reaksi lambat (a) sedangkan ledakan merupakan contoh reaksi cepat (b).
TEORI TUMBUKAN Suatu zat dapat bereaksi dengan zat lain apabila partikelnya saling bertumbukan. Tumbukan tersebut terjadi akan menghasilkan energi untuk memulai terjadinya reaksi.
Terjadinya tumbukan antar partikel disebabkan oleh karena partikel-partikel (molekul-molekul) zat selalu bergerak dengan arah yang tidak teratur. Tumbukan antar partikel yang bereaksi tidak selalu menghasilkan reaksi, hanya tumbukan yang menghasilkan energi yang cukup yang dapat menghasilkan reaksi.
Dengan menggunakan teori tumbukan ini dapat dijelaskan bagaimana faktor-faktor yang dapat mempercepat laju reaksi.
Adapun faktor faktor-faktor -faktor yang yang mempengaruhi laju laju reaksi adalah sebagai berikut :
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI
. uas permu aan
Makin kecil partikel pereaksi makin besar permukaan pereaksi yang bersentuhan dalam reaksi, sehingga reaksinya makin cepat. Dalam sistem homogen luas permukaan tidak mempengaruhi laju reaksi. Dalam sistem heterogen yaitu dengan pereaksi berbeda wujudnya, luas permukaan sentuhan antar pereaksi sangat menentukan laju reaksi.
Sama halnya apabila kubus 1 cm3 dipecah menjadi dua.
maka luas permukaan sentuh meningkat dua kalinya, dan permukaan sentuh tadi bereaksi dengan cairan atau gas. Hal ini merupakan contoh bagaimana penurunan ukuran partikel dapat memperluas permukaan sentuh zat.
Jadi hubungannya dengan tumbukan?
Makin luas permukaan suatu zat, makin luas bidang sentuh dengan zat yang bereaksi makin besar, sehingga jumlah tumbukannya juga makin besar. Artinya makin kecil ukuran, maka makin luas permukaannya sehingga makin banyak tumbukan, yang menyebabkan makin cepat terjadinya reaksi.
2. konsentrasi
Perubahan jumlah molekul pereaksi dapat berpengaruh pada laju suatu reaksi. Konsentrasi molar adalah jumlah mol spesi zat terlarut dalam 1 liter larutan. Bila konsentrasi pereaksi diperbesar dalam suatu reaksi, berarti kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan, sehingga akan mempercepat laju reaksi. Bila partikel makin banyak, akibatnya lebih banyak kemungkinan partikel saling bertumbukan yang terjadi dalam suatu larutan, sehingga reaksi bertambah cepat.
3. Suhu
Umumnya kenaikan suhu mempercepat reaksi, dan sebaliknya penurunan suhu memperlambat reaksi . Menaikkan suhu berarti menambahkan energi, karena energi diserap oleh molekul-molekul sehingga energi gerak (kinetik) molekul-molekul (partikel) pereaksi menjadi lebih besar besar.. Akibatnya, molekul-molekul bergerak lebih cepat dan tabrakan dengan dampak benturan yang lebih besar makin sering terjadi. Dengan demikian, benturan antar molekul yang mempunyai energi kinetik yang cukup tinggi itu menyebabkan reaksi kimia juga makin banyak terjadi sehingga tumbukan yang efektif sering terjadi dan mengakibatkan laju reaksi makin tinggi.
contohnya Bila kita memasak nasi dengan api besar akan lebih cepat dibandingkan api kecil. Bila kita ingin mengawetkan makanan (misalnya ikan) pasti kita pilih lemari es, mengapa? Karena penurunan suhu memperlambat proses pembusukan. Laju reaksi kimia bertambah dengan naiknya suhu.
4. Katalis •
Salah satu cara lain untuk mempercepat laju reaksi adalah dengan jalan menurunkan energi pengaktifan suatu reaksi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan katalis. Katalis adalah zat yang dapat meningkatkan laju reaksi tanpa dirinya mengalami perubahan kimia secara permanen.
•
Katalis dapat bekerja dengan membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. Suatu reaksi yang menggunakan katalis disebut reaksi katalis dan prosesnya disebut katalisme.
Katalis yang merugikan • Ada
katalis yang dapat dapat memperlambat memperlambat reaksi. Misalnya gliserin dapat berfungsi sebagai katalis negatif untuk memperlambat penguraian hidrogen peroksida.katalis sangat berperan dalam proses biologi dan proses industri. Hampir semua reaksi dalam setiap hewan, tumbuhan dan mikroorganisme memerlukan katalis yang spesifik yang disebut enzim.
Proses reaksi kimia dengan katalis Secara umum proses suatu reaksi kimia dengan penambahan katalis dapat dijelaskan sebagai berikut. Perhatikan zat A dan zat B yang direaksikan membentuk zat AB dengan zat C sebagai katalis. A+B
AB (reaksi (reaksi lambat) lambat)
Bila tanpa katalis diperlukan energi pengaktifan yang tinggi dan terbentuknya AB lambat.
Namun, dengan adanya katalis C, maka terjadilah reaksi: A + C AC (reaksi cepat). cepat). Energi pengaktifan diturunkan, AC terbentuk cepat dan seketika itu juga AC bereaksi dengan B membentuk senyawa ABC. AC + B ABC (reaksi cepat) cepat) Energi pengaktifan reaksi ini rendah sehingga dengan cepat terbentuk ABC yang kemudian mengurai menjadi AB dan C. ABC AB + C (reaksi cepat) cepat)
Energi pengaktifan reaksi zat A dan zat B tanpa dan dengan katalis ditunjukkan dalam gambar diatas ini.
5. Cahaya •
Fotosintesis dan fotografi sangat berkaitan dengan reaksi yang peka terhadap cahaya.
•
Dalam daun terdapat hijau daun yang disebut klorofil. Zat ini dapat menyerap radiasi di daerah sinar tampak dari spektrum elektromagnetik.
•
Energi ini berperan dalam reaksi fotosintesis. Tanpa sinar matahari reaksi fotosintesis tidak dapat berlangsung.
Contoh dalam kehidupan sehari hari •
Dalam bidang fotografi digunakan garam perak yang berdasarkan prinsip ini, yaitu perak terhadap sinar.
•
Perak klorida yang berwarna putih berubah menjadi abu-abu jika dikenakan sinar matahari. Energi sinar matahari diperlukan untuk menguraikan perak klorida.
•
Persamaan reaksi : AgCl(s)
Ag(s) + ½ Cl2(g)
Pembentukan Radikal Bebas •
Reaksi antara klor dan hydrogen sangat lambat dalam sinar biasa tetapi akan meledak dalam sinar ultraviolet. Pengaruh sinar matahari dapat menyebabkan molekul klor terurai menjadi atom yang sangat efektif dan disebut radikal. Radikal ini mengandung elektron tak berpasangan.
h
•
Cl2
•
Cl- + H2
HCl + H-
•
H- + Cl2
HCl + Cl-
sinar matahari
Cl + Cl
radikal
Reaksi rantai
CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN 1. Data percobaan percobaan reaksi antar besi besi dan larutan larutan asam asam klorida klorida sebagai berikut. No.
Besi 0,2 g
[HCl]
1. 2. 3. 4. 5.
Serbuk Serbuk 1 Keping 1 Keping 1 Keping
3M 2M 3M 2M 1M
Apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan ini, dalam hal faktor yang mempengaruhi laju reaksi dan percobaan mana yang paling cepat? 2. Mengapa suhu dapat mempercepat laju reaksi ?
3. Jelaskan karakteristik katalis pada suatu reaksi kimia ! 4. Data hasil percobaan, untuk reaksi A + B Percobaan 1. 2. 3. 4. 5.
Massa/bentuk zat A 5 g serbuk 5 g larutan 5 g padat 5 g larutan 5 g larutan
hasil
[B] M
Waktu (detik)
Suhu (°C)
0,1 0,1 0,1 0,2 0,1
5 3 5 1,5 1,5
25 25 25 30 35
Tentukan a. Faktor yang mempengaruhi mempengaruh i laju reaksi pada percobaan 1 dan 3 b. Laju reaksi pada percobaan 2 dan 5, bila suhu dinaikkan sebesar 100 C. °
5.
Laju suatu reaksi menjadi dua kali lebih cepat pada setiap kenaikan suhu 10°C. Bila pada suhu 20°C reaksi berlangsung dengan laju reaksi 2 x 10-3 mol/L detik. Berapa laju reaksi yang terjadi pada suhu 50°C?
Kunci jawaban : 1.
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi pada percobaan tersebut adalah luas permukaan sentuhan zat pereaksi (Besi 0,2 g) dan konsentrasi HCl. Dari percobaan, konsentrasi HCl paling besar dan besi dalam bentuk serbuk merupakan kondisi yang cepat untuk melakukan reaksi, dalam hal ini reaksi yang cepat terjadi pada percobaan nomor 1.
2. Menaikkan suhu berarti menambah energi, karena energi kalor suatu reaksi akan memperbesar energi (gerak) kinetik molekul-molekul (partikel) pereaksi. Akibatnya usaha untuk untuk terjadinya terjadinya suatu tabrakan antarpartikel lebih besar sehingga sering terjadi tumbukan yang efektif dan mengakibatkan laju reaksi semakin bertambah.
3. Katalis pada suatu reaksi kimia : –
Katalis tidak bereaksi secara permanen, karena terbukti tidak mengalami perubahan kimia selama reaksi.
–
Menurunkan energi aktivasi reaksi tersebut.
–
Mempercepat pemutusan ikatan antara partikel-partikel dalam suatu zat pereaksi
–
Pada akhir reaksi ditemukan kembali dalam jumlah yang sama
4. a. Faktor yang menentukan laju reaksi percobaan 1 dan 3 adalah adalah luas permukaan, percobaan 1 menggunakan zat pereaksi dalam bentuk serbuk sedangkan percobaan 3 mengunakan zat pereaksi bentuk padatan sehingga penyebab cepat-lambatnya suatu reaksi dalam percobaan ini dipengaruhi oleh luas permukaan bidang sentuh reaksi, semakin luas permukaan bidang sentuh, kemungkinan terjadi tabrakan antarpartikel semakin besar sehingga banyak terjadi tumbukan yang efektif dan reaksi pun menjadi lebih cepat jika dibandingkan zat pada percobaan 3 dalam bentuk padatan sehingga sulit kemungkinan untuk terjadnya reaksi yang cepat. Oleh karena itu luas permukaan berbanding lurus dengan laju reaksi. Faktor yang lain dalam hal ini konsentrasi dan suhu tidak mempengaruhi karena pada percobaan 1 dan 3 memiliki konsentrasi yang sama (yaitu 0,1 mol L-1) dan suhu pun juga sama. Jadi yang mempengaruhi laju reaksi pembentukan produk adalah luas permukaan.
4. b Pada percobaan 2 dan 5, jika suhunya dinaikkan 100°C (250°C menjadi 350°C), maka dengan konsentrasi yang sam (0,1) laju reaksi menjadi 2x (dari 3 detik menjadi 1,5 deik) atau laju reaksi menjadi 2x semula.
5. Dik. v1 = 2 x 10-3 mol L-1 detik-1 n =2 ΔT = 10°C (T2 = 50°C dan T 1=20°C ) Dit. Laju reaksi yang terjadi pada suhu 50°C ? Penyelesaian : • v2 = v1 (n) v2 = v1 (2) v2 = 2 x 10-3 (2)3 v2 = 1,6 x 10-2 mol L-1 detik-1
SUMBER PUSTAKA Ahmad, Hiskia. Hiskia. 2001. Kinetika Kimia . Bandung: PT. Citra Aditya Bakti S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 2 . Bandung : ITB
Media-media pendukung:
Dosen pengasuh mata kuliah :
Bapak Drs. H. M. Kusasi, M. Pd.
