Laju Reaksi
📋Capaian Pembelajaran
Fase F: menganalisis faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi. Panduan mencakup definisi laju sebagai perubahan konsentrasi per satuan waktu, faktor konsentrasi, suhu, luas permukaan, tekanan (reaksi gas), dan katalis, teori tumbukan dan energi aktivasi, serta hukum laju: orde reaksi dan tetapan laju dari data eksperimen.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menyatakan laju reaksi dari perubahan konsentrasi pereaksi atau produk.
- Menjelaskan pengaruh setiap faktor dengan teori tumbukan dan energi aktivasi.
- Menafsirkan profil energi reaksi dengan dan tanpa katalis.
- Menentukan orde reaksi, persamaan laju, dan tetapan laju dari data percobaan.
- Menganalisis grafik konsentrasi–waktu dan volume gas–waktu.
📚Materi
1. Pengertian laju reaksi
Untuk reaksi \( a\mathrm{A} \rightarrow b\mathrm{B} \):
Satuannya M/s. Di laboratorium, laju diukur dari volume gas yang terbentuk per waktu, berkurangnya massa wadah, atau perubahan warna dan kekeruhan (misalnya waktu hingga tanda silang tertutup endapan belerang).
2. Teori tumbukan dan energi aktivasi
Reaksi terjadi jika partikel bertumbukan dengan energi minimal (energi aktivasi, Ea) dan orientasi yang tepat. Hanya sebagian kecil tumbukan yang efektif.
3. Faktor-faktor yang memengaruhi laju
- Konsentrasi (atau tekanan gas): partikel lebih rapat → tumbukan lebih sering.
- Luas permukaan: serbuk bereaksi lebih cepat daripada bongkahan → lebih banyak bidang sentuh.
- Suhu: partikel lebih cepat dan lebih banyak yang energinya melampaui Ea. Sebagai perkiraan kasar, banyak reaksi sekitar dua kali lebih cepat setiap kenaikan 10 °C.
- Katalis: menurunkan Ea, ikut bereaksi tetapi terbentuk kembali di akhir. Enzim adalah katalis biologis.
4. Hukum laju
\( m \) dan \( n \) adalah orde terhadap masing-masing pereaksi, ditentukan dari eksperimen (bukan dari koefisien persamaan). Bandingkan dua percobaan yang hanya berbeda konsentrasi satu pereaksi: jika [A] dua kali dan laju empat kali, orde terhadap A = 2. Orde total = \( m + n \). Pada orde nol, laju tidak bergantung pada konsentrasi; pada orde satu, grafik [A]–t melengkung dengan waktu paruh tetap.
Penerapan
Makanan disimpan di kulkas agar pembusukan melambat; obat tablet dikunyah agar cepat larut; serbuk kayu di penggergajian dapat meledak karena luas permukaannya besar; katalis besi dipakai pada proses Haber dan katalis V₂O₅ pada proses kontak; konverter katalitik pada knalpot mengubah CO dan NOₓ menjadi gas yang kurang berbahaya.
✏️Contoh soal
1 → 2: [A] dua kali, laju empat kali → orde A = 2. 2 → 3: [B] dua kali, laju dua kali → orde B = 1.
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Pada reaksi 2N₂O₅ → 4NO₂ + O₂, laju berkurangnya N₂O₅ 0,02 M/s. Berapa laju terbentuknya NO₂?
2. Mengapa serbuk Mg bereaksi lebih cepat dengan HCl daripada pita Mg bermassa sama?
3. Sebuah reaksi 2 kali lebih cepat setiap kenaikan 10 °C. Pada 20 °C reaksi berlangsung 64 s. Berapa lama pada 60 °C?
4. Apakah katalis mengubah ΔH reaksi? Jelaskan.
5. Jika [A] dijadikan tiga kali dan lajunya menjadi 9 kali, berapa orde terhadap A?
6. Tuliskan satu rancangan percobaan untuk menguji pengaruh suhu terhadap laju reaksi Mg dengan HCl, lengkap dengan variabelnya.
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Kimia SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 22 PG — Menentukan orde reaksi dari data percobaan dan menghitung laju pada konsentrasi tertentu.
- Paket 1 · Soal 23 PGK MCMA — Menganalisis pengaruh luas permukaan dan suhu terhadap laju reaksi dari grafik.
- Paket 2 · Soal 22 PG — Menentukan orde total dan tetapan laju reaksi dari data percobaan.
- Paket 2 · Soal 23 PGK MCMA — Menjelaskan pengaruh suhu, luas permukaan dan konsentrasi terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan.