Kelompok 3 Kinetika Kimia

KIMIA DASAR MAKALAH

Disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Kimia Dasar Dosen Pengampu: Ahmad Moh. Nur, M.T.

Disusun Oleh:

Carolin Renata Sianipar 2409036015 Dahlia Oktaviana Naibahas 2409036016 Natanael Julio Landa Katupayan 2409036017 Ardi Bayu Maulana 2409036019

Muhammad Naufal 2409036020

Nova Avelin Emba 2409036021

Glend Van Germany Silalahi 2409036022 Sadewa Praditya Rahman 2409036023

Nadia Fertin 2409036059

Khabbib Fauzan 2409036060

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MULAWARMAN TAHUN 2024

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmatnya penyusun dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu tanpa ada halangan yang berarti dan sesuai dengan harapan.

Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Bapak Ahmad Moh. Nur, M.T.

sebagai dosen pengampu mata kuliah Kimia Dasar.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan kami. Maka dari itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakan makalah ini. Semoga apa yang ditulis dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.

Samarinda, 13 Maret 2025

Kelompok 3

2

DAFTAR ISI

COVER……… i

KATA PENGANTAR………. ii

DAFTAR ISI……… iii

BAB I: PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………. 4

1.2 Rumusan Masalah ……… 5

1.4 Tujuan Penulisan ………... 5

BAB II: PEMBAHASAN 2.1 Laju reaksi………... 5

2.2 Faktor yang mempengaruhi laju reaksi…...……….. 6

2.3 Energi aktivasi dan persamaan Arrhenius………. 8

2.4 Mekanisme Reaksi….………... 9

2.5 Hukum laju reaksi & orde reaksi…………...………... 11

2.6 Metode pengukuran laju reaksi………. 12

2.7 Katalis………...……… 13

2.8 Aplikasi kintika kimia………... 14

BAB III: PENUTUP 3.1 Kesimpulan………... 15

3.2 Saran………. 16

DAFTAR PUSTAKA……… 16

3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kinetika kimia adalah studi tentang laju reaksi kimia dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi tersebut. Kinetika kimia sangat penting dalam memahami proses reaksi kimia dan mengoptimalkan kondisi reaksi untuk mencapai hasil yang diinginkan. Dalam makalah ini, kita akan membahas tentang konsep kinetika dalam reaksi kimia, faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, dan aplikasinya dalam berbagai bidang.

1.2 Rumusan Masalah

a. Apa yang dimaksud dengan laju reaksi?

b. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi?

c. Pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi dalam suatu reaksi kimia tertentu?

1.3 Tujuan

a. Untuk mengetahui teori dasar Kinetika Kimia

b. Untuk mengetahui pengaruh faktor faktor Laju Reaksi c. Untuk mengetahui penerapan teori pada reaksi nyata

4

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Laju Reaksi

2.1.1 Pengertian Laju Reaksi

Laju Reaksi mengukur seberapa cepat reaktan diubah menjadi produk dalam reaksi kimia, Laju reaksi biasanya dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu. Rumus umum untuk laju reaksi adalah: v = ΔC∕Δt.

2.1.2 Satuan Laju Reaksi

Satuan laju reaksi bergantung pada jenis reaksinya dan urutan reaksinya.

Secara umum laju reaksi memiliki rumus v = ΔC∕Δt,

Dimana v = laju reaksi (mol/L/s), ΔC = perubahan konsentrasi, Δt =

Perubahan waktu. Di dalam laju reaksi konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol/L (molaritas), wakt biasanya dinyatakan dalam detik (s), menit (min), atau jam (h). Jadi satuan umum laju reaksi adalah L^-1s ^-1.

2.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi 2.2.1 Pengaruh konsentrasi

Hukum aksi massa menyatakan bahwa laju reaksi kimia berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka kecepatannya akan naik juga. Artinya semakin tinggi konsentrasi, maka molekul reaktan yang tersedia akan lebih banyak dan kemungkinan banyak juga tumbukan yang terjadi sehingga kecepatan reaksi meningkat. Jadi semakin tinggi konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.

5

2.2.2 Pengaruh luas permukaan sentuh

Kecepatan reaksi juga dipengaruhi oleh ukuran partikel zat. Semakin luas permukaan bidang sentuh zat yang bereaksi akan mempermudah terjadinya tumbukan efektif, sehingga terjadilah reaksi kimia yang mana hal inilah yang mempercepat laju reaksi, tapi apabila luas permukaan bidang sentuh kecil, maka kecil juga tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi semakin kecil. Karakterisitik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan, maka semakin sepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar kepingan, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

2.2.3 Faktor suhu

Suhu juga ikut berpengaruh dalam laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi dinaikkan, maka partikel akan semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan sering terjadi yang menyebabkan laju reaksi semakin besar, tapi apabila suhu diturunkan, maka partikel akan semakin tidak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil.

2.2.4 Faktor katalis

Katalis adalah proses perubahan kecepatan reaksi kimia dengan menambahkan zat yang disebut katalis. Katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi atau produk. Katalis berkerja dengan mengubah mekanisme reaksi, yang dapat dianggap sebagai serangkaian langkah kecil yang mengubah reaktan menjadi produk yang mana katalis menurunkan energi aktivasi reaksi scara keseluruhan. Apabila penghalang energi aktivasi rendah, maka presentase molekul reaktan yang lebih besar dapat mengalami tumbukan efektif dan laju reaksi meningkat.

6

2.2.5 Faktor tekanan

Tekanan dapat mempengaruhi laju reaksi, terutama pada reaksi yang melibatkan gas, apabila terjadi peningkatan tekanan pada reaksi gas maka laju reaksi aka meningkat. Hal ini terjadi karena tekanan yang lebih besar akan meningkatkan konsentrasi gas. Pada beberapa reaksi tertentu penurunan tekanan gas dapat meningkatkan laju reaksi. Hal ini terjadi karena penurunan tekanan menciptakan lingkungan yang lebih menguntungkan bagi molekul untuk bereaksi.

2.2.6 Faktor Orde reaksi

Orde reaksi atau tingkat reaksi terhadap suatu komponen merupakan pangkat dari konsentrasi komponen tersebut dalam hukum laju reaksi. Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang dapat mempercepat laju reaksi (Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, 2004)

2.3 Energi aktivasi dan persamaan Arrhenius 2.3.1 Energi aktivasi

Energi aktivasi adalah sebuah istilah yang dikemukakan oleh Svante Arrhenius yang bisa didefinisikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia. Energi ini diperlukan untuk memecahkan molekul senyawa reaktan agar dapat bereaksi.

2.3.2 Persamaan Arrhenius yang menghubungkan suhu dengan laju reaksi Persamaan Arrhenius menyediakan dasar kuantitatif bagi hubungan antara energi aktivasi dan laju ketika suatu reaksi berlangsung. Dari persamaan ini, energi aktivasi dapat dinyatakan melalui hubungan

K = Ae^-Ea/RT, dimana K= konstanta laju, A = konstanta Arrhenius,

R = konstanta gas, T adalah suhu mutlak, danEa dapat ditentukan dari variasi dalam koefisien laju reaksi sebagai fungsi suhu (di dalam keabsahan persamaan Arrhenius).

7

2.3.2 Diagram potensial energi aktivasi

Di sini, energi aktivasi dilambangkan dengan (Ea).

(A) Ea lebih rendah, karena ada penurunan yang menyiratkan reaksinya cepat.

(B) Ea lebih tinggi, menyiratkan reaksinya cukup lambat.

2.4 Mekanisme reaksi

2.4.1 Pengertian mekanisme reaksi

Mekanisme reaksi adalah serangkaian tahapan yang mendeskripsikan secara detail bagaimana sebuah reaksi kimia berlangsung. Ini mencakup semua proses yang terjadi di tingkat molekuler, termasuk pembentukan zat antara (intermediates) dan langkah-langkah elementer yang mengarah pada pembentukan produk akhir.

Setiap mekanisme reaksi terdiri dari satu atau lebih langkah elementer yang menjelaskan bagaimana pereaksi diubah menjadi produk melalui serangkaian tahapan. Memahami mekanisme reaksi penting karena dapat membantu kita mengendalikan dan mengoptimalkan kondisi reaksi dalam berbagai aplikasi industri dan laboratorium.

2.4.2 Tahap reaksi dan jenis-jenisnya

Tahap reaksi atau langkah elementer adalah proses-proses dasar yang terjadi dalam reaksi kimia, yang jika digabungkan membentuk mekanisme reaksi lengkap. Setiap tahap melibatkan interaksi antara molekul-molekul pereaksi, yang

8

dapat berupa pembentukan atau pemutusan ikatan kimia. Adapun jenis-jenisnya adalah sebagai berikut:

- Tahap Unimolekuler: Melibatkan reaksi satu molekul untuk menghasilkan produk. Misalnya, dekomposisi termal dari suatu senyawa di mana hanya satu

molekul yang terlibat.

- Tahap Bimolekuler: Melibatkan tumbukan antara dua molekul yang menghasilkan produk. Contohnya adalah reaksi antara molekul etilena (C₂H₄) dan bromin (Br₂) untuk membentuk 1,2-dibromoetana (C₂H₄Br₂)

- Tahap Termolekuler: Melibatkan tiga molekul yang bertumbukan secara simultan untuk menghasilkan produk. Jenis reaksi ini jarang terjadi karena

probabilitas tiga molekul bertumbukan pada waktu yang sama sangat kecil.

2.4.3 Teori tumbukan

Teori tumbukan menyatakan bahwa agar suatu reaksi kimia terjadi,

molekulmolekul pereaksi harus bertumbukan dengan energi yang cukup dan orientasi yang benar. Dua syarat utama untuk reaksi yang berhasil adalah:

- Energi Aktivasi: Energi minimum yang diperlukan agar molekul-molekul pereaksi dapat bertumbukan secara efektif dan menghasilkan produk.

- Orientasi Molekul: Agar tumbukan menghasilkan reaksi, molekul-molekul harus memiliki orientasi yang tepat sehingga ikatan kimia yang diperlukan dapat terbentuk atau diputus. Namun, tidak semua tumbukan menghasilkan reaksi, karena tumbukan tersebut mungkin tidak memiliki energi yang cukup atau orientasi yang benar.

2.4.4 Teori keadaan transisi

Teori keadaan transisi memberikan gambaran lebih mendalam tentang bagaimana reaksi kimia berlangsung pada tingkat molekuler.

Teori ini mengasumsikan bahwa selama proses reaksi, pereaksi melewati suatu keadaan antara yang sangat tidak stabil yang disebut keadaan transisi.

Teori keadaan transisi memiliki 2 karakterisitk yaitu:

9

- Keadaan Transisi: Keadaan energi maksimum di mana molekul-molekul pereaksi berada dalam konfigurasi yang tidak stabil dan berada di titik puncak energi pada lintasan reaksi.

- Energi Aktivasi: Energi yang diperlukan untuk mencapai keadaan transisi dari keadaan awal pereaksi. Ini adalah penghalang energi yang harus diatasi untuk melanjutkan reaksi menuju produk. Teori ini menjelaskan bahwa laju reaksi bergantung pada energi aktivasi dan frekuensi molekul mencapai keadaan transisi.

Setelah melewati keadaan transisi, reaksi biasanya akan berlanjut menuju produk akhir dengan melepaskan energi. 2.5 Hukum laju reaksi dan orde reaksi

2.5.1 Hukum laju reaksi

Hukum laju reaksi adalah persamaan yang menghubungkan laju reaksi dengan konstanta laju dan konsentrasi reaktan. Salah satu cara untuk mengkaji pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi ialah dengan menentukan bagaimana laju awal bergantung pada konsentrasi awal. Pengukuran laju secara percobaan nantinya akan menghasilkan hukum laju untuk reaksi yang menyatakan laju dalam konstanta laju dan konsentrasi reaktan. Ketergantungan laju pada

konsentrasi menghasilkan orde reaksi. Konstanta laju reaksi atau tetapan laju reaksi adalah tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi, suhu dan katalis.

Suatu reaksi dapat dinyatakan benorde nol jika laju tidak bergantung pada konsentrasi reaktan dan berorde pertama jika lajunya bergantung pada konsentrasi reaktan dipangkatkan satu. Selain orde nol dan satu, juga terdapat orde yang lebih tinggi dan orde pecahan. Satu ciri penting dari laju reaksi ialah waktu yang diperlukan untuk menurunkan konsentrasi suatu reaktan menjadi setengah dari konsentrasi awalnya, atau biasa disebut waktu paruh. Untuk reaksi orde pertama, waktu paruh tidak bergantung pada konsentrasi awal.

2.5.2 Orde Reaksi

Pangkat perubahan konsentrasi terhadap perubahan laju disebut orde reaksi

10

•Ada reaksi berorde 0, dimana tidak terjadi perubahan laju reaksi berapapun perubahan konsentrasi pereaksi. Pada orde reaksi nol, laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi zat (konstan). Laju reaksinya sama dengan tetapan laju reaksi (k).

•Ada reaksi berorde 1, dimana perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 2 kali. Pada orde reaksi satu, pertambahan laju reaksi sama dengan perubahan konsentrasi zat. Apabila konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikali faktor n, maka nilai laju reaksinya adalah n1 lebih besar.

•Ada reaksi berorde 2, dimana laju perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 4 kali, dst. Apabila konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikali faktor n, maka nilai laju reaksinya adalah n² lebih besar.Orde reaksi total adalah penjumlahan orde reaksi seluruh zat reaktan. Contohnya sebagai berikut :

v = k[A][B] Orde total = 2 v

= k [A]/[B] Orde total = 0 v

= k[A]²[B] Orde total = 3 v = k[A]^-2[B]¹ Orde total = -1

2.6 Metode pengukuran laju reaksi

Laju reaksi harus ditentukan dari nilai-nilai yang ditemukan berdasarkan eksperimen, karna laju reaksi didasarkan pada perubahan seiring waktu. Laju reaksi dapat diukur secara eksperimental. Dalam pengukuran secara eksperimental laju reaksi diukur dengan menentukan perubahan waktu dan juga perubahan konsentrasi atau produk. Mengukur perubahan waktu bisa dilakukan dengan stopwatch atau alat pengukur waktu lainnya sementara perubahan konsentrasi dapat diukur dengan memantau penipisan reaktan dari waktu ke waktu dan bisa juga dengan memantau pembentukan produk dari waktu ke waktu. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan laju reaksi, antara lain: Metode diferensial, Metode integral,

Metode paruh waktu, Metode relaksasi, Metode analisis Guggenheim 2.7 Katalis

Katalis adalah proses perubahan kecepatan reaksi kimia dengan menambahkan zat yang disebut katalis. Katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan

11

sebagai pereaksi atau produk. Katalis berkerja dengan mengubah mekanisme reaksi, yang dapat dianggap sebagai serangkaian langkah kecil yang mengubah reaktan menjadi produk yang mana katalis menurunkan energi aktivasi reaksi scara keseluruhan. Apabila penghalang energi aktivasi rendah, maka presentase molekul reaktan yang lebih besar dapat mengalami tumbukan efektif dan laju reaksi meningkat.

2.7.1 Pembagian katalis

Katalis terbagi menjadi 2 yakni katalis homogen dan katalis hetereogen.

Katalis homogen adalah katalis yang berada dalam fase yang sama dengan reaktan.

Biasanya, baik katalis maupun reaktan berada dalam fase cair atau gas, sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang berada dalam fase yang berbeda dari reaktan dalam suatu reaksi kimia. Umumnya, katalis heterogen berada dalam fase padat, sementara reaktannya dalam fase gas atau cair.

2.7.2 Skema umum katalis C melambangkan katalis

A+C = AC………(1) B+AC = AB + C………(2) Sehingga reaksi keseluruhannya menjadi

A + B + C = AB + C

2.8 Contoh Penerapan kinetika kimia 2.8.1 Dunia Indutri

Produksi Ammonia: Kinetika kimia digunakan untuk mempercepat reaksi antara nitrogen dan hidrogen dalam pembuatan amonia, penting untuk pupuk,

12

Reaksi Polimerisasi: Dalam pembuatan plastik, seperti polietilena, kinetika membantu mengatur suhu dan katalis agar proses produksi lebih cepat dan efisien.

2.8.2 Lingkungan

Pengolahan Limbah: yaitu penggunaan mikroorganisme untuk mengurai polutan dalam tanah dan air.

Reaksi Atmosfer: kinetika menjelaskan reaksi kimia di atmosfer, seperti pembentukan ozon, dan pengaruhnya pada kualitas udara.

2.8.3 Pada kehidupan sehari-hari

Memasak: Kinetika kimia menjelaskan bagaimana suhu dan waktu mempengaruhi reaksi saat memasak, seperti karamelisasi gula.

Penyimpanan Makanan: Kinetika membantu memahami proses pembusukan makanan dan mengembangkan cara mengawetkan makanan agar tetap segar lebih lama.

BAB III PENUTUP

13

3.1 Kesimpulan

Laju reaksi adalah suatu konsep penting dalam kimia yang menggambarkan kecepatan suatu reaksi berlangsung. Laju ini ditentukan oleh perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu, dan dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk konsentrasi reaktan, suhu, tekanan (untuk reaksi gas), luas permukaan (untuk reaksi heterogen), serta keberadaan katalis. Peningkatan konsentrasi reaktan dan suhu cenderung mempercepat reaksi, karena lebih banyak partikel memiliki energi yang cukup untuk bertumbukan secara efektif dan melampaui energi aktivasi, yaitu energi minimum yang diperlukan agar reaksi terjadi. Katalis juga berperan signifikan dalam mempercepat reaksi dengan menyediakan jalur alternatif yang memiliki energi aktivasi lebih rendah, tanpa ikut habis dalam proses reaksi. Persamaan laju reaksi, yang menghubungkan laju dengan konsentrasi reaktan melalui konstanta laju dan orde reaksi, memberikan gambaran kuantitatif tentang seberapa cepat reaksi berlangsung dan bagaimana perubahan konsentrasi reaktan memengaruhi laju. Dalam aplikasi industri dan laboratorium, pemahaman tentang laju reaksi sangat penting untuk mengontrol dan mengoptimalkan proses kimia, memastikan efisiensi produksi, dan mengurangi waktu reaksi. Oleh karena itu, studi mengenai faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi dan bagaimana pengaruhnya terhadap dinamika reaksi kimia merupakan aspek yang sangat esensial dalam pengembangan teknologi kimia yang lebih efisien dan ramah lingkungan.

3.2 Saran

Sebagai saran untuk masyarakat, siswa, dan mahasiswa yang mempelajari laju reaksi, penting untuk memahami bahwa konsep ini tidak hanya relevan dalam bidang kimia, tetapi juga memiliki banyak aplikasi praktis dalam kehidupan seharihari dan

14

berbagai industri. Untuk siswa dan mahasiswa, disarankan agar lebih aktif dalam melakukan eksperimen sederhana terkait laju reaksi, seperti pengaruh suhu atau konsentrasi terhadap kecepatan reaksi, agar teori yang dipelajari dapat dipahami dengan lebih baik melalui praktik langsung. Selain itu, pemanfaatan teknologi digital seperti simulasi reaksi kimia dapat membantu dalam visualisasi proses kinetika dan memberikan pemahaman yang lebih mendalam. Bagi masyarakat umum, pemahaman dasar tentang laju reaksi dapat diterapkan dalam aktivitas sehari-hari, seperti memasak, di mana suhu dan waktu mempengaruhi hasil akhir. Lebih lanjut, memahami prinsip- prinsip dasar laju reaksi juga dapat menumbuhkan kesadaran tentang bagaimana reaksi kimia di industri, seperti produksi makanan, obat-obatan, dan bahan bakar, berdampak pada kehidupan kita, serta pentingnya inovasi dalam mengoptimalkan proses-proses tersebut demi efisiensi dan keberlanjutan.

DAFTAR PUSTAKA

Energi aktivasi. Diakses pada 3 September 2024 dari https://p2k.stekom.ac.id/ensiklopedia/Energi_aktivasi

15

Laju Reaksi (2023). Diakses pada 3 September 2024 dari

https://akupintar.id/belajar/ - /online/materi/modul/11/kimia/laju reaksi/

persamaan - laju - reaksi/436830

Paduan belajar diagram energi potensial (2022). Diakses pada 4 September 2024 dari https://inspiritvr - com.translate.goog/potential - energy - diagrams - study guide/?

_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=id&_x_tr_hl=id&_x_tr_pto=sge#:~:text=DIAG RAM

%20ENERGI%20AKTIVASI,untuk%20bertumbukan%20dan%20meng atasi

%20penghalang.

Da Lopez, Yos F. (2023). Kinetika kimia. Diakses pada 5 September 2024 dari file:///C:/Users/user/Downloads/9-1-Kinetika_Kimia.pdf

Laidler, Keith, j. Kinetika Kimia. Diakses pada 5 September 2024 dari https://www - britannica - com.translate.goog/science/chemical - kinetics

16