Cara Menyatakan Laju reaksi

Anak muda yang suka ugal ugalan, atau balap balapan motor, pasti sudah ngak asing dengan angka pada kecepatan motornya. Ada yang melaju cepat sehingga jadi pemenang, ada juga melaju lebih lambat sehingga kalah. Kecepatan / laju motor  atau kendaraan lain biasanya dinyatakan dalam Km/jam.

Jika kita berbicara mengenai reaksi kimia, ada proses perubahan perekasi (reaktan) menjadi hasil reaksi (produk). Perubahan ini sama halnya dengan kecepatan motor, ada yang berlangsung lambat ada pula yang berlangsung cepat. Misalnya, kenapa kita dilarang menyalakan rokok ketika mengisi bensin??. Karena bensin akan bereaksi cepat dalam proses pembakaran (lebih mudah terbakar) jika kita bandingkan dengan minyak tanah misalnya. 

Jadi reaksi kimia itu ada laju / kecepata reaksinya. Ilmu kimia yang mempelajari tentang laju / kecepatan rekasi adalah kinetika kimia. Kecepatan pada motor dipengaruhi oleh banyak hal seperti bahan bakar, mesin yang digunakan, penggunanya dan lain sebagainya. Sama halnya dengan rekasi kimia yang juga dipengaruhi oleh berbagai macam factor seperti suhu, katalis, sifat perekasi dan konsentrasi perekasi. Factor ini dapat dijadikan tumpuan untuk mengontrol kecepatan rekasi sesuai dengan yang diinginkan. Hal ini sangat diperlukan terutama dalam bidang industry.

Apa itu laju reaksi??

Laju reaksi adalah besarnya perubahan yang terjadi dalam satuan waktu. Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun. Laju reaksi dilambangkan dengan v atau r.

Bagaimana cara menyatakan laju reaksi??

Mari kita ingat kembali bahwa reaksi kimia adalah proses perubahan pereaksi menjadi hasil reaksi. Jumlah perekasi mula mula tentu dinyatakan dalam satuan konsentrasi ( molaritas). Ketika reaksi belum berlangsung, jumlah pereaksi tentu lebih banyak sedangkan hasil reaksi belum ada. Ketika reaksi berlangsung, maka lambat laun seiring dengan perubahan waktu jumlah pereaksi akan semakin sedikit sedangkan jumlah hasil reaksi akan semakin banyak. Oleh karena itu, maka laju reaksi dapat dinyatakan dengan laju pengurangan konsentrasi reaktan atau laju pertambahan konsentrasi produk.

Reaksi kimia :

AB + CD → AC + BD

Atau

mR → nP

maka laju reaksi dapat dinyatakan dengan :

atau secara umum :

Keterangan :

v = laju reaksi

t = waktu

∆ [reaktan] = perubahan konsentrasi reaktan

∆ [produk] = perubahan konsentrasi produk

+ = pertambahan

-  = pengurangan

∆t = perubahan waktu

Satuan laju reaksi biasanya dinyatakan dengan M/s

Berikut grafik yang menyatakan perubahan konsentrasi reaktan dan produk persatuan waktu:

Laju suatu reaksi dapat diketahui dari hasil perobaan dilaboratorium. Suhu perobaan harus dikontrol dan dicatat karena laju reaksi dipengaruhi oleh suhu. Konsentrasi perekasi harus diukur sebelum dan sesudah reaksi berlangsung dalam selang waktu tertentu, sehingga didapatkan harga konsentrasi reaksi untuk berbagai waktu. Misalkan pada perobaan penguraian zat warna tertentu dalam dua suhu yaitu 500C dan 800C. zat yang terurai menghasilkan zat yang tidak berwarna, maka dari kepekatan warna dapat diukur konsentrasi perekasi yang tingga. Hasil percobaan akan menunjukkan bahwa laju penguraian zat wanra akan lebih cepat berlangsung pada suhu yang lebi tinggi.

Contoh Soal :

Soal 1

Perhatikan rekasi berikut :

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Tuliskanlah ungkapan laju reaksiya?

Pembahasan :

Reaksi : N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Soal 2

Pada suhu 350C, senyawa PQ terurai menjadi P dan Q. Konsentrasi PQ mula mula adalah 0,5 M, dan setelah 20 detik tingga 0,2 M. tentukanlah laju rekasi rata rata setelah 20 detik pertama?

Pembahasan :

[PQ] mula mula = 0,5 M

[PQ] setelah 20 detik = 0,2 M

∆t = 20 detik

PQ adalah reaktan sehingga laju reaksinya akan bertanda negative karena terjadi pengurangan konsentrasi.

Perubahan konsentrasi PQ = ∆[PQ] = (0,2 – 0,5) M = - 0,3 M

Maka laju reaksi rata rata 

v =  (∆ [PQ])/∆t = v =  0,3/20 = 0,015 M

Soal 3

Laju reaksi 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) dapat dinyatakan sebagai . . . .

A. Laju bertambahnya konsentrasi NH3 dalam satuan waktu

B. Laju berkurangnya konsentrasi H2O dalam satuan waktu

C. Laju betambahnya konsentrasi O2 dalam satuan waktu

D. Laju berkurangnya tekana system dalam satuan waktu

E. Laju bertambahnya konsentrasi NO dalam satuan waktu

Pembahasan :

Pada reaksi : 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)

Reaktan  : NH3 dan O2

Produk : NO dan H2O

Dalam menyatakan laju reaksi yang perlu kalian ingat adalah konsentrasi reaktan akan berkurang sedangkan konsentrasi produk betambah. Jadi konsentrasi NH3 dan O2 akan berkurang sedangkan konsentrasi NO dan H2O akan bertambah persatuan waktu.

Jawaban : E

Soal 4

Sebanayk 0,7 mol dinitrogen pentaoksida (N2O5) dipanaskan dalam ruang 5 liter sehingga terurai menjadi NO2 dan O2 menurut persamaan rekasi :

4N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g)

Dalam waktu 10 detik pertama terbentuk 0,1 mol oksigen. Laju penguraian N2O5 adalah . . . . 

A. 0,04 M/s

B. 0,014 M/s

C. 0,01 M/s

D. 0,008 M/s

E. 0,002 M/s

Pembahasan :

Mol N2O5 mula mula = 0,7 mol

Volume = 5 L

Setelah 10 detik, terbentuk 0,1 mol O2

Ingat bahwa untuk menyatakan laju reaksi kita perlukan adalah perubahan konsentrasi persatua waktu, bukan perubahan mol. 

Untuk mengetahui berapa perubahan konsentrasi untuk reaksi diatas, maka perlu kita buat stoikiometri reaksinya terlebih dahulu :

Jika terbentuk 0,1 mol O2, maka pada saat terjadinya reaksi juga terjadi pembentukan 0,1 mol oksigen. Untuk membentuk 0,1 mol oksigen jumlah N2O5 yang dibutuhkan adalah :

mol N2O5 yang bereaksi = 4/1 x mol O2 = 4 x 0,1 mol = 0,4 mol

jadi jumlah N2O5 yang bereaksi adalah 0,4 mol

[N2O5] yang bereaksi = n / V = 0,4 mol / 5 L = 0,08 mol/L = 0,08 M

Jadi laju penguraian N2O5 setelah 10 s pertama adalah:

= - ∆[N2O5]/∆t = - 0,08 M / 10 s = - 0,008 M/s

Jawaban : D