Laju reaks

Laju reaksi: Berkurangnya konsentrasi reaktan atau bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu. (M/s)

Tumbukan Reaksi

“Reaksi kimia terjadi karena tumbukan antar partikel pereaksi yang memiliki energi yang lebih besar dari energi pengaktifan serta arah tumbukan yang tepat”

Energi Aktivasi

energi minimum yang harus dimiliki molekul-molekul pereaksi agar raksi kimia dapat berlangsung.

- Laju reaksi bergantung pada tiga hal berikut

- 1. Frekuensi tumbukan

- 2. Fraksi tumbukan yang melibatkan partikel dengan energi yang lebih besar dari energi pengaktifan

- 3. Fraksi tumbukan dengan arah molekul pereaksi yang tepat

- Faktor yang memengaruhi laju reaksi 1. Suhu

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi kinetik partikel zat- zat meningkat sehingga memungkinkan semakin banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan

perubahan

Temperatur mempengaruhi laju reaksi karena pengaruhnya pada tetapan laju reaksi. Hubungan antara temperatur dan tetapan laju reaksi dipelajari oleh Svante Arrhenius (1889), kimiawan Swedia, melalui persamaan Arrhenius:

2. Konsentrasi

Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.

3. Luas Permukaan

Mana yang lebih luas permukaannya, gula berukuran butir kasar atau gula berukuran butiran halus? Mana yang lebih mudah larut, gula yang berukuran butir kasar atau yang berukuran butiran halus ? Ternyata gula butiran halus lebih mudah larut. Mengapa?

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan perubahan

Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat. Jadi semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat.

4. Katalisator

Katalis adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis adalah zat yang meningkatkan laju reaksi tanpa ikut terpakai dalam reaksi

Katalis ada 2 jenis : Homogen dan Heterogen

Katalisis heterogen, reaktan dan katalis memiliki fasa yang berbeda.

- Sintesis Haber ammonia

- Proses Ostwald untuk membuat asam nitrat

- Konverter katalitik pada kendaraan

Katalisis homogen, reaktan dan katalis terdispersi dalam satu fasa, biasanya fasa cair.

Penambahan katalis menurunkan energy aktivasi untuk bereaksi sehingga reaksi berjalan lebih cepat (mempercepat laju reaksi)

Hukum Laju

1) Reaksi Orde 1

Orde = tingkat signifikan laju reaksi

Cara mengetahui suatu reaksi dikatakan reaksi orde 1: kalau waktu paruh (t1/2) tetap, pasti reaksi orde 1.

v=k[A]

t

1/2

=ln 2_k

Persamaan Reaksi Persamaan Laju

Reaksi 2N2O5  4NO2 + O2 v = k [N2O5] 2H2O2  2H2O + O2 v = k [H2O2] SO2Cl2  SO2 + Cl2 v = k [SO2Cl2] C2H5Cl  C2H4 + HCl v = k [C2H5Cl] 2) Reaksi Orde 2

v=k[A]

2

_A1

t

=

1

A

0

+2.k .t

3) Reaksi Orde 0

v=k[A]

0

t

1/2

=_2.A1

0

. k

KESETIMBANGAN KIMIA Sistem kesetimbangan.

Laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke kiri CuSO4 . 5H2O  CuSO4 + 5H2O

reaktan produk Tetapan kesetimbangan

1) Pencampuran awal

Ketika A dan B mulai bereaksi, produk C belum terbentuk. Reaksi berlangsung sebagai A + B  C. Hal ini hanya terjadi pada tahap awal sekali dalam reaksi.

2) Daerah kinetik

Segera setelah C terbentuk, reaksi kebalikan mungkin bisa terjadi. Secara keseluruhan konsentrasi total C mulai bertambah. Ketika hampir mencapai kesetimbangan, laju reaksi pembentukan produk makin lambat. 3) Daerah kesetimbangan

Suatu titik akhirnya tercapai di mana reaksi pembentukan produk dan reaksi kebalikannya terjadi dengan laju reaksi yang sama. Pada saat ini tak ada perubahan dalam konsentrasi setiap spesi. A + B  C.

 Pada kesetimbangan berlaku:

-Hanya terjadi pada reaksi bolak-balik (reversible)

-Terjadi ketika laju reaksi ke kanan (pembentukan produk) dan laju reaksi ke kiri (pembentukan reaktan) sama. Pada keadaan ini biasanya tidak ada lagi perubahan (makroskopis).

-ciri-ciri kesetimbangan:

- Hanya terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap

-Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan -Laju reaksi maju (ke kanan) sama dengan laju reaksi balik (ke kiri)

-Semua komponen yang terlibat dalam reaksi tetap ada

-Tidak terjadi perubahan yang sifatnya dapat diukur maupun diamati. Pergeseran kesetimbangan (azas le chatelier)

Henri Le Chatelier

“jika reaksi kimia yang setimbang menerima perubahaan keadaan (menerima aksi dari luar), reaksi tersebut akan menuju pada kesetimbangan baru dengan suatu pergeseran tertentu untuk mengatasi perubahan yang diterima (melakukan reaksi sebagai respon terhadap perubahan yang diterima)”

Faktor-faktor yang menyebabkan pergeseran kesetimbangan 1) Konsentrasi

Jika konsentrasi reaktan bertambah maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan artinya jumlah produk juga bertambah

Jika konsentrasi reaktan dikurangi maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri artinya jumlah produk juga berkurang

Penjelasan pakai hukum laju (lihat konsentrasi) 2) Tekanan dan Volume

V berbanding terbalik dengan P. Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas. Pada Fase padat dan cair maka pengaruh tekanan diabaikan. Sesuai hukum Boyle maka :

Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil. Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terbesar.

Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol ,maka cukup memperhatikan jumlah koefisien gas pada masing-masing ruas. Jika koefisien produk dan reaktan sama, perubahan P dan V tidak mempengaruhi pergeseran kesetimbangan.

3) Suhu

Jika suhu dinaikkan, maka reaksi akan bergeser menuju panah reaksi yang bersifat endotermis. Sebaliknya bila suhu reaksi diturunkan maka reaksi akan bergeser ke panah reaksi yang bersifat eksotermis (tergantung jenis reaksinya apakah endoterm atau eksoterm). Menaikkan suhu, sama artinya kita meningkatkan kalor atau menambah energi ke dalam sistem, kondisi ini memaksa kalor yang diterima sistem akan dipergunakan, oleh sebab itu reaksi semakin bergerak menuju arah reaksi endoterm. Begitu juga sebaliknya.

4) Katalis

 Menurunkan energi aktivasi

 Harus spesifik, karena akan aneh kalau tidak spesifik  Bersifat khas (tergantung reaksi)

 Mengefektifkan tumbukan, bukan meningkatkan intensitas tumbukan

Fokus ke studi kasus

Di pabrik pupuk disintesis NH3 dengan katalis Fe. Pabrik ingin menambah produksi sehingga yang mungkin

dilakukan adalah menambah umpan nitrogen dan temperatur reaksi. Bagaimana? Reaksinya adalah sbb

Jika ditambah katalis Fe, maka akan mempercepat reaksi yang berjalan lambat. Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan justru bergeser kearah kiri yaitu menuju reaksi endoterm sehingga lebih baik jika suhu diturunkan dan jika menambah umpan nitrogen, produknya juga akan bertambah.