Tampilkan postingan dengan label laju reaksi. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label laju reaksi. Tampilkan semua postingan

Penerapan Laju Reaksi dalam Kehidupan

         Blog KoKim - Pada artikel penutupan ini kita akan membahas beberapa Penerapan Laju Reaksi dalam Kehidupan. Dalam kehidupan sehari-hari kalian telah sering menerapkan prinsip laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Misal tujuan memotong daging besar menjadi potongan kecil-kecil adalah memperluas permukaan sentuh. Sehingga reaksi daging mentah menjadi empuk semakin cepat.

         Kadang-kadang untuk mempercepat proses empuknya daging ibu sering menambahkan pepaya muda ke dalam rebusan daging. Mengapa? Pepaya mengandung enzim papain. Enzim ini berfungsi sebagai katalis yang mempercepat proses empuknya daging.

         Di bidang industri, prinsip laju reaksi sudah banyak dipakai. Misal dalam pembuatan asam sulfat (H$_2$SO$_4$) digunakan katalis vanadium pentaoksida (V$_2$O$_5$), proses pembuatan pupuk amoniak dengan katalis Vese (Fe), proses pembentukan gas alam menjadi berbagai produk alkohol dengan menggunakan katalis zeolit yang telah diaktifkan, dan sebagainya.

         Selain itu, penerapan laju reaksi juga dapat digunakan pada industri kendaraan bermotor. Prinsip kerja dari mesin kendaraan bermotor, bensin dari tangki penyimpanan dialirkan ke ruang pembakaran melalui karburator. Bensin yang masuk ke ruang pembakaran sudah berupa gas yang memiliki ukuran partikel lebih kecil dibandingkan dalam bentuk cair. Dengan demikian, akan lebih mudah terbakar.

         Katalis besi biasanya lebih kompleks dari besi murni biasa. Katalis ini mengandung natrium hidroksida yang berfungsi sebagai zat penambah efesiensi. Pengaruh tekanan pada biasanya digunakan tekanan tinggi. Setiap kali gas melewati reaktor, hanya sekitar 15% nitrogen yang bereaksi dengan hidrogen dan membentuk ammonia. Dengan terusnya mendaur ulang hampir sekitar 98% bereaksi. Semakin rendah suhu yang kamu pergunakan, semakin lambat terbentuk hasil reaksi. Dalam pembuatan amoniak kamu diperlukannya pencapaian kesetimbangan sesingkat mungkin sehingga akan terjadi kontak dengan katalis dalam reaktor.

         Pembuatan amoniak di industri dilakukan melalui proses Haber, yaitu pembuatan amoniak dengan menggabungkan nitrogen dari udara dan hydrogen dari gas metana. Reaksi reversibel yang terjadi dalam pembuatan amoniak berlangsung secara eksoterm.
$N_2 + 3 H_2(g) \rightarrow 2 NH_3(g) \, \, \, $ $\Delta$H = -92 kj/mol

Skema pembuatannya adalah sebagai berikut :

       Demikian pembahasan materi Penerapan Laju Reaksi dalam Kehidupan dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Laju reaksi dengan mengikuti link yang ada pada artikel terkait di bawah setiap artikel.


Teori Tumbukan

         Blog KoKim - Salah satu teori yang menjelaskan proses terjadinya reaksi adalah teori tumbukan. Menurut teori tumbukan, reaksi kimia terjadi karena adanya partikel-partikel yang saling bertumbukan. Tumbukan terjadi jika dua molekul atau lebih permukaannya saling bersentuhan pada satu titik. Pengertian satu titik disini adalah jika dianggap bentuk molekul bulat seperti bola, maka pada pertemuan tersebut jarak antarpusat inti sama dengan diameternya untuk jenis molekul yang mempunyai ukuran sama. Tetapi, tidak semua tumbukan akan menghasilkan reaksi kimia. Tumbukan yang dapat menghasilkan reaksi kimia dikenal dengan istilah tumbukan efektif.
Keterangan Gambar:
(a) tumbukan molekul untuk molekul yang tidak sama
(b) tumbukan antarmolekul yang berbeda diameternya

         Agar terjadi tumbukan yang efektif diperlukan syarat, yaitu orientasi tumbukan molekul harus tepat. Orientasi merupakan arah atau posisi antarmolekul yang bertumbukan. Untuk molekul berbentuk bulat orientasi tidak begitu penting, karena semua posisi akan mengakibatkan tumbukan dengan orientasi sesuai. Tetapi, untuk molekul yang berbentuk dua bola terpilin orientasi sangatlah penting.
Gambar: orientasi tumbukan

Misal tumbukan antara gas hidrogen dengan gas oksigen, seperti reaksi berikut:
Gambar: tumbukan gas hidrogen dan oksigen menghasilkan air

         Selain orientasi, agar dapat terjadi reaksi kimia, maka energi tumbukan harus melewati energi penghalang yang dikenal dengan energi aktivasi. Energi aktivasi (Ea) merupakan energi minimal agar terjadi suatu reaksi. Semua proses reaksi kimia harus melalui tahap ini, jika energi aktivasi tidak terlampaui, maka reaksi kimia tidak akan terjadi. Energi aktivasi merupakan syarat minimal terjadinya suatu reaksi dan dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar: diagram energi aktivasi

         Apa yang dapat kalian simpulkan dari Gambar tersebut? Dari diagram terlihat bahwa suatu reaktan untuk dapat menjadi produk kimia harus mempunyai energi aktivasi sebesar Ea. Jika Ea tidak terlampaui, maka tidak akan dihasilkan suatu produk.

         Dari diagram tersebut juga akan terlihat apa reaksi bersifat eksoterm (mengeluarkan panas) atau endoterm (menyerap panas). Reaksi bersifat eksoterm jika energi potensial dari reaktan lebih tinggi daripada energi potensial produk. Sebaliknya reaksi bersifat endoterm jika energi potensial reaktan lebih rendah daripada energi produk.
Diagram reaksi (a) eksoterm (b) endoterm

Arrhenius telah menemukan hubungan antara energi aktivasi dengan tetapan laju reaksi. Persamaan Arrhenius tersebut secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut.
         $ \begin{align} k = Ae^{-E_a / RT} \end{align} $
Keterangan :
$ k $ = tetapan laju reaksi
$A $ = tetapan Arrhenius
$E_a $ = energi aktivasi (J mol$^{-1}$)
$ R $ = tetapan gas (8,3145 J mol$^{-1}$ K$^{-1}$)
$ T $ = suhu reaksi (Kelvin)

         Dari persamaan tersebut faktor pra eksponen (sebelum tanda pangkat), yaitu A (tetapan Arrhenius ) merupakan faktor frekuensi. Karena hubungan antara tetapan kecepatan reaksi dengan faktor frekuensi tumbukan berbanding lurus, maka frekuensi tumbukan sangat mempengaruhi laju reaksi. Jika frekuensi tumbukan semakin tinggi, maka reaksi akan berjalan semakin cepat.

       Demikian pembahasan materi Teori Tumbukan dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Penerapan Laju Reaksi dalam Kehidupan.


Grafik Berdasar Orde Reaksi

         Blog KoKim - Seperti diketahui sebelumnya, bahwa Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. Pada artikel ini kita membahas materi Grafik Berdasar Orde Reaksi. Beberapa grafik orde reaksi yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia beserta maknanya sebagai berikut:

Grafik Orde reaksi nol
       Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya, seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak akan mempengaruhi besarnya laju reaksi. Secara grafik, reaksi yang mempunyai orde nol dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Grafik Orde reaksi Satu
       Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu, apabila besarnya laju reaksi berbanding lurus dengan besarnya konsentrasi pereaksi. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali semula, maka laju reaksi juga akan meningkat besarnya sebanyak (2)$^1$ atau 2 kali semula juga. Secara grafik, reaksi orde satu dapat digambarkan seperti terlihat pada gambar berikut:

Grafik Orde reaksi dua
       Suatu reaksi dikatakan mempunyai orde dua, apabila besarnya laju reaksi merupakan pangkat dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali semula, maka laju reaksi akan meningkat sebesar (2)$^2$ atau 4 kali semula. Apabila konsentrasi pereaksi dinaikkan 3 kali semula, maka laju reaksi akan menjadi (3)$^2$ atau 9 kali semula. Secara grafik, reaksi orde dua dapat digambarkan pada gambar berikut:

Grafik Orde reaksi negatif
       Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde negatif, apabila besarnya laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi pereaksi. Artinya, apabila konsentrasi pereaksi dinaikkan atau diperbesar, maka laju reaksi akan menjadi lebih kecil. Dan grafiknya menyesuaikan terhadap besarnya konsentrasi pereaksi.

       Demikian pembahasan materi Grafik Berdasar Orde Reaksi dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan teori tumbukan.


Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

         Blog KoKim - Coba kalian perhatikan, mengapa ketika ibu membuat teh harus dengan air mendidih? Mengapa tidak menggunakan air yang sudah dingin? Atau mengapa ketika kalian membuat minuman teh manis, gula yang dimasukkan ke dalam larutan teh harus kalian aduk? Mengapa tidak dibiarkan saja melarut dengan sendirinya. Mengapa makanan seperti daging, tempe, ketika dimasukkan lemari es menjadi lebih awet dibandingkan jika ditaruh di lemari biasa? Dan masih banyak pertanyaan lain dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan kecepatan berlangsungnya reaksi suatu zat. Pada artikel ini kita akan membahas materi Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi.

         Larutan teh biasanya dibuat dalam air panas, karena jika dibuat dalam air dingin, maka sari teh tidak dapat atau sukar larut dalam air. Pengadukan gula ketika membuat teh manis bertujuan agar gula cepat larut. Penyimpanan makanan dalam lemari es atau frezeer bertujuan agar reaksi berjalan lambat atau bahkan berhenti. Makanan yang ditaruh di dalam lemari es mengakibatkan reaksi pembusukan menjadi berjalan lambat sehingga makanan dapat lebih awet.
Gambar: makanan yang ditaruh di dalam kulkas lebih awet

         Reaksi kimia dapat dipercepat atau diperlambat dengan cara memberi perlakuan tertentu. Beberapa perlakuan yang dapat mempengaruhi kecepatan terjadinya reaksi dinamakan factor-faktor yang berpengaruh terhadap laju reaksi. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi cepat lambatnya reaksi. Faktor-faktor tersebut antara lain ukuran materi, suhu, pengadukan, tekanan gas, molaritas, katalisator, inhibitor, dan sebagainya. Dalam bab ini akan dibahas beberapa faktor saja seperti ukuran partikel, luas permukaan, suhu, molaritas/konsentrasi, dan katalis.

Berikut beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi yang akan kita bahas yaitu :
*). Pengaruh Ukuran Partikel pada Laju Reaksi
*). Pengaruh Suhu pada Laju Reaksi
*). Pengaruh Konsentrasi pada Laju Reaksi
*). Pengaruh Katalis pada Laju Reaksi.

       Demikian pembahasan materi Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi yang berkaitan dengan Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi secara lebih lengkap dengan mengikuti link di atas. Semoga materi ini bermanfaat. Terima kasih.


Penurunan Rumus Orde Reaksi

         Blog KoKim - Seperti yang telah dibahas pada artikel sebelumnya, bahwa orde reaksi merupakan pangkat molaritas pada persamaan laju reaksi. Dan itu hanya diperoleh melalui data eksperimen bukan pada persamaan reaksinya. Sehingga diketahuilah berapa orde reaksi dari suatu persamaan reaksi suatu zat. Dalam hal ini, akan dijabarkan mengenai penurunan rumus untuk orde reaksi 1 dan orde reaksi 2.

Reaksi orde satu
Misalnya reaksi A $\rightarrow$ B Menurut definisi laju reaksi dapat dituliskan:
$ \begin{align} r = - \frac{d[A]}{dt} \end{align} $
Menurut persamaan laju reaksi, karena reaksi adalah tingkat satu, maka dapat ditulis
$ r = k[A] $
Hubungan antara persamaan laju reaksi dengan definisi laju reaksi dapat ditentukan sebagai berikut.
$\begin{align} - \frac{d[A]}{dt} & = k[A] \\ \frac{d[A]}{[A]} & = - k \, dt \end{align} $
Jika diintegralkan maka akan dihasilkan:
$\begin{align} \int \limits_{awal}^{akhir} \frac{d[A]}{[A]} & = \int \limits_{awal}^{akhir} - kdt \\ \ln [A]_{awal}^{akhir} & = -kt ]_{awal}^{akhir} \end{align} $
Jadi, hubungan yang diperoleh dapat dituliskan sebagai berikut:
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} = kt \end{align} $
dengan :
$[A_0] = \, $ molaritas pada waktu $ t = 0 $ (M)
$ [A_t] = \, $ molaritas setelah $ t = t $ detik (M)


Reaksi orde dua
Misalnya reaksi A $\rightarrow$ B
Menurut definisi laju reaksi dapat dituliskan:
$ \begin{align} r = - \frac{d[A]}{dt} \end{align} $
Menurut persamaan laju reaksi, karena reaksi adalah tingkat dua, maka dapat ditulis
$ r = k[A]^2 $
Hubungan antara persamaan laju reaksi dengan definisi laju reaksi dapat ditentukan sebagai berikut.
$\begin{align} - \frac{d[A]}{dt} & = k[A]^2 \\ \frac{d[A]}{[A]^2} & = - k \, dt \\ \int \, \frac{d[A]}{[A]^2} & = \int \, - k \, dt \\ \int \, \frac{d[A]}{[A]^2} & = - \int \, k \, dt \end{align} $
Jika keadaan awal pada $ t = 0 $ dan keadaan akhir pada $ t = t $ , maka hubungan yang diperoleh dapat dituliskan sebagai berikut.
$\begin{align} \frac{1}{[A_t]} - \frac{1}{[A_0]} = kt \end{align} $

Waktu paruh (t $\frac{1}{2}$)
       Waktu paruh merupakan waktu yang diperlukan agar molaritas zat sisa menjadi setengah molaritas zat awal. Misal mula-mula molaritas zat A adalah $a$ mol, setelah waktu t$\frac{1}{2}$, maka molaritas zat A sisa sebesar $\frac{1}{2} a$ mol. Waktu paruh sering digunakan untuk perhitungan dalam reaksi peluruhan radioaktif. Selain itu dengan mengetahui waktu paruh laju reaksi dapat dicari dengan lebih cepat.

Untuk reaksi orde satu diperoleh rumus:
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} = kt \end{align} $
Sehingga, pada waktu paruh (t$\frac{1}{2}$ ) molaritasnya menjadi $[A_t] = \frac{1}{2}[A_0]$, dan masukkan ke rumus di atas:
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} & = kt \\ \ln \frac{[A_0]}{\frac{1}{2}[A_0]} & = kt\frac{1}{2} \\ \ln 2 & = kt\frac{1}{2} \\ t\frac{1}{2} & = \frac{\ln 2}{k} \\ t\frac{1}{2} & = \frac{0,693}{k} \end{align} $
Jadi, waktu paruh untuk reaksi orde satu dapat dirumuskan sebagai berikut:
$ \begin{align} t\frac{1}{2} = \frac{0,693}{k} \end{align} $

       Waktu paruh dapat ditentukan dari hubungan persamaan laju reaksi dengan definisi laju reaksi. Berdasarkan hubungan tersebut dan penjelasan sebelumnya, Untuk reaksi orde dua diperoleh rumus:
$\begin{align} \frac{1}{[A_t]} - \frac{1}{[A_0]} = kt \end{align} $
Seperti pada reaksi orde satu molaritasnya menjadi $[A_t] = \frac{1}{2} [A_0]$, lalu masukkan ke rumus di atas:
$\begin{align} \frac{1}{[A_t]} - \frac{1}{[A_0]} & = kt \\ \frac{1}{\frac{1}{2} [A_0]} - \frac{1}{[A_0]} & = kt\frac{1}{2} \\ \frac{2}{ [A_0]} - \frac{1}{[A_0]} & = kt\frac{1}{2} \\ \frac{1}{[A_0]} & = kt\frac{1}{2} \\ t\frac{1}{2} & = \frac{1}{[A_0]k} \end{align} $
Jadi, waktu paruh untuk reaksi orde 2 dapat ditentukan dengan rumus berikut:
$\begin{align} t\frac{1}{2} & = \frac{1}{[A_0]k} \end{align} $

Contoh:
Reaksi penguraian : A $\rightarrow$ B + C merupakan reaksi orde satu, setelah 20 menit, 40% dari zat A bereaksi.
a. Bagaimana susunan campuran setelah 40 menit?
b. Setelah berapa menit campuran mengandung ketiga zat tersebut dalam jumlah mol yang sama?
Jawab:
*). Perlu diperjelas ini merupakan reaksi orde satu, sehingga rumus-rumus yang akan digunakan untuk menjawab soal adalah mengenai orde satu saja.
*). Waktu saat $t = 20$ menit
*). Zat A yang bereaksi hanya 40% jika diasumsikan mula-mula sebanyak A maka 40%A = 0,4A, sehingga
Rumus reaksi orde satu:
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} = kt \end{align} $
Sehingga pada $t = 20$ menit dapat diperoleh:
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} & = kt \\ \ln \frac{A }{ A - 0,4A } & = k \times 20 \\ \ln \frac{10A }{ 10A - 4A } & = 20k \\ \ln \frac{10A }{ 6A } & = 20k \\ \ln \frac{5 }{ 3} & = 20k \\ k & = frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \end{align} $

a). Pada $ t = 40 $ menit
$ \begin{align} \ln \frac{[A_0]}{[A_t]} & = kt \\ \ln \frac{A}{A - x} & = \left( frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \right) \times 40 \\ \ln \frac{A}{A - x} & = 2 \ln \frac{5 }{ 3} \\ \ln \frac{A}{A - x} & = \ln \left( \frac{5 }{ 3} \right)^2 \\ \frac{A}{A - x} & = \left( \frac{5 }{ 3} \right)^2 \\ \frac{A}{A - x} & = \frac{25 }{ 9} \\ 9A & = 25A - 25x \\ 25x & = 16A \\ x & = \frac{16A}{25} = 0,64A \end{align} $
Zat yang bereaksi setelah t = 40 adalah 0,64 A mol.
Zat A yang tinggal sebanyak = A mol - 0,64 A mol = 0,36A mol
Zat B dan zat C yang terbentuk masing-masing adalah 0,64 A mol.

Susunan campuran dapat ditentukan dengan cara berikut.
$ \begin{align} \text{Zat A } & = \frac{\text{jumlah mol A yang tinggal}}{\text{jumlah mol keseluruhan}} \times 100\% \\ & = \frac{0,36A \, mol }{(0,36A+0,64A+0,64A) \, mol} \times 100\% \\ & = \frac{0,36A \, mol }{1,64A \, mol} \times 100\% \\ & = 21,95\% \end{align} $
Zat B dan zat C mempunyai komposisi sama, yaitu 39,03%. Jadi, susunan campuran setelah 40 menit adalah zat A 21,95%; zat B 39,03%; dan zat C 39,03%.

b). Campuran mengandung ketiga zat dalam jumlah mol yang sama, berarti
mol A = mol B = mol C atau
$ \begin{align} (A - x) & = x \\ A & = 2x \\ x & = \frac{1}{2}A \end{align} $
Sehingga :
$ \begin{align} \ln \frac{A}{A - x} & = \left( \frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \right) \times t \\ \ln \frac{A}{A - \frac{1}{2}A } & = \left( \frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \right) \times t \\ \ln \frac{A}{ \frac{1}{2}A } & = \left( \frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \right) \times t \\ \ln 2 & = \left( \frac{1}{20} \ln \frac{5 }{ 3} \right) \times t \\ \frac{t}{20} & = \frac{\ln 2}{\ln \frac{5 }{ 3} } \\ \frac{t}{20} & = \frac{\ln 2}{\ln 5 - \ln 3 } \\ \frac{t}{20} & = \frac{0,693}{1,609 - 1,098 } \\ \frac{t}{20} & = \frac{0,693}{0,511} \\ t & = \frac{0,693}{0,511} \times 20 \\ t & = 27,1 \, \text{ menit} \end{align} $
atau $ t = \, $ 27 menit 6 detik.
Jadi, campuran mengandung ketiga zat dengan jumlah mol yang sama dalam waktu 27,1 menit.

       Demikian pembahasan materi Penurunan Rumus Orde Reaksi dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.


Hukum Laju Reaksi dan Penentuannya

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Hukum Laju Reaksi dan Penentuannya. Kita bagi menjadi dua pembahasan yaitu pertama hukum laju reaksinya, kemudian kedua baru membahas penentuan hukum laju reaksinya. Sebelumnya juga telah kita bahas materi "laju reaksi dan kecepatan reaksi". Langsung saja kita simak pemaparannya berikut ini.

Hukum Laju Reaksi
       Secara eksperimen terbukti bahwa pada suhu tetap laju reaksi keseluruhan sebanding dengan perkalian molaritas reaktan-reaktan yang bereaksi dengan pangkat tertentu. Misal, reaksi :
aA + bB $\rightarrow$ cC
Persamaan laju reaksi (V) dapat dituliskan sebagai berikut.
keterangan :
$k$ = tetapan laju reaksi
$x$ = orde atau tingkat reaksi terhadap zat A
$y$ = orde atau tingkat reaksi terhadap zat B

       Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatif antara laju reaksi dengan molaritas reaktan. Persamaan laju reaksi dikenal sebagai hukum laju reaksi. Coba kalian perhatikan persamaan laju reaksi. Tahukah kalian, apa yang dimaksud dengan tetapan laju reaksi dan orde reaksi?

       Tetapan laju reaksi disimbolkan dengan $k$. Harga $k$ bergantung pada jenis reaksi dan suhu. Setiap jenis reaksi mempunyai harga $k$ tertentu. Jika reaksi berlangsung cepat, maka harga $k$ besar. Begitu pula sebaliknya. Jika reaksi berlangsung lambat, maka harga $k$ kecil.

       Selain harga $k$, pada persamaan laju reaksi juga ada orde reaksi. Apa orde reaksi itu? Orde reaksi adalah pangkat molaritas pada persamaan laju reaksi. Orde reaksi disebut juga tingkat reaksi. Berarti $x$ merupakan orde reaksi A dan y merupakan orde reaksi B. Penjumlahan masing-masing reaktan merupakan orde reaksi total, yaitu $x + y$.

       Orde reaksi tidak dapat dituliskan dari persamaan reaksi, melainkan harus dari data eksperimen. Orde reaksi biasanya adalah bilangan bulat positif sederhana (1 atau 2), tetapi ada yang berorde 0, $\frac{1}{2}$, atau bilangan negatif. Misal reaksi memiliki persamaan laju reaksi sebagai berikut:
$ \begin{align} r = k[A][B]^\frac{1}{2} \end{align} $
maka memiliki orde 1 terhadap A dan orde $\frac{1}{2}$ terhadap B. Berapa orde totalnya? Ya, benar sekali orde totalnya adalah penjumlahan orde A dan orde B yaitu $1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2} $ .

Penentuan Hukum Laju Reaksi
       Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, bahwa orde reaksi tidak dapat ditentukan dari bentuk persamaan reaksi. Orde reaksi hanya dapat ditentukan dari hasil eksperimen. Cara menentukan orde reaksi perlu dilakukan beberapa eksperimen dengan mengubah-ubah variabel tekanan (khusus untuk reaksi berwujud gas) atau molaritas (untuk reaksi berupa larutan atau dapat pula gas).

Pada reaksi A + B $\rightarrow$ C
orde reaksi terhadap A dapat ditentukan dengan cara melakukan eksperimen. Molaritas A dibuat tetap, sedangkan molaritas B diubah-ubah, kemudian waktu atau laju reaksi diukur dengan cara tertentu. Demikian pula sebaliknya, untuk menentukan laju reaksi terhadap B, maka molaritas B dibuat tetap molaritas A diubah-ubah. Perhatikan contoh berikut.

Contoh:
Persamaan laju dari reaksi aA $\rightarrow$ bB, dapat dituliskan $r = k[A]^a$. Dari eksperimen diperoleh data sebagai berikut.
Dari data eksperimen tersebut carilah :
a. orde reaksi,
b. tetapan laju reaksi (k),
c. persamaan laju reaksi.

Jawab:
a. Orde reaksi
Jika reaksi tersebut memiliki orde reaksi terhadap a = 1, maka laju reaksi sebanding dengan molaritas [A] , yaitu $r = k[A]$
Hal ini tidak mungkin, karena pada molaritas awal nomor 2 ketika molaritas awal dinaikan 2 kali, laju awal 4 kali lebih besar. Orde reaksi dapat dicari dengan cara membandingkan laju reaksi dari masing-masing eksperimen sebagai berikut.
$r = k [A]^a$
Perbandingan laju reaksi 2 dengan laju reaksi 1
$ \begin{align} \frac{r_2}{r_1} & = \frac{k[A]^a}{k[A]^a} \\ \frac{12 \times 10^{-4}}{3 \times 10^{-4}} & = \frac{[0,1]^a}{[0,05]^a} \\ 4 & = 2^a \\ a & = 2 \end{align} $
Perbandingan laju reaksi 3 dengan laju reaksi 2
$ \begin{align} \frac{r_3}{r_2} & = \frac{k[A]^a}{k[A]^a} \\ \frac{48 \times 10^{-4}}{12 \times 10^{-4}} & = \frac{[0,2]^a}{[0,1]^a} \\ 4 & = 2^a \\ a & = 2 \end{align} $
Perbandingan laju reaksi 3 dengan laju reaksi 1
$ \begin{align} \frac{r_3}{r_1} & = \frac{k[A]^a}{k[A]^a} \\ \frac{48 \times 10^{-4}}{3 \times 10^{-4}} & = \frac{[0,2]^a}{[0,05]^a} \\ 16 & = 4^a \\ a & = 2 \end{align} $
Karena dari 3 perbandingan tersebut nilai $a$ tetap 2, maka dapat disimpulkan bahwa orde reaksi terhadap A adalah 2.

b. Tetapan laju reaksi Harga tetapan reaksi dapat dihitung dengan cara memasukkan nilai orde reaksi yang telah ditemukan ke dalam salah satu persamaan hasil eksperimen. Misal dari eksperimen nomor 1.
$ \begin{align} r_1 & = k[A]^a \\ 3 \times 10^{-4} & = k[0,05]^2 \\ 3 \times 10^{-4} & = k \times 25 \times 10^{-4} \\ k & = \frac{3 \times 10^{-4}}{25 \times 10^{-4} } \\ & = 0,12 \end{align} $
Misal dari eksperimen nomor 3.
$ \begin{align} r_3 & = k[A]^a \\ 48 \times 10^{-4} & = k[0,2]^2 \\ 48 \times 10^{-4} & = k \times 4 \times 10^{-2} \\ k & = \frac{48 \times 10^{-4}}{4 \times 10^{-2} } \\ & = 0,12 \end{align} $
Jadi, harga tetapan laju reaksinya adalah $ k = 0,12 \, [mol \, L^{-1}]^{-1}det^{-1} $.

c. persamaan laju reaksi
Karena orde reaksi terhadap A = 2 dan $ k = 0,12 \, [mol \, L^{-1}]^{-1}det^{-1} $ , maka persamaan reaksi aA $\rightarrow$ bB mempunyai persamaan laju reaksi :
$ \begin{align} r = 0,12[A]^2 \end{align} $
Jadi, persamaan laju reaksinya adalah $ \begin{align} r = 0,12[A]^2 \end{align} $.

       Demikian pembahasan materi Hukum Laju Reaksi dan Penentuannya dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan penurunan rumus orde reaksi.


Laju Reaksi

         Blog KoKim - Dari manakah asal minyak bumi? Apakah muncul dengan sendirinya? Tentu saja jawabnya tidak. Minyak bumi berasal dari sisa-sisa makhluk hidup kecil-kecil yang tertimbun jutaan tahun di dalam perut bumi. Makhluk hidup kecil-kecil disebut plankton. Oleh adanya tekanan dan suhu yang tinggi plankton-plankton akan mengalami reaksi kimia sehingga berubah menjadi minyak bumi. Reaksi pembentukan minyak bumi merupakan reaksi yang berjalan lambat.

         Ledakan bom, petasan, dan pembakaran zat organik merupakan reaksi kimia yang berjalan sangat cepat.
Gambar: Ledakan bom yang berjalan cepat

         Di alam, ada reaksi kimia yang berjalan cepat dan ada pula yang berjalan lambat atau bahkan sangat lambat. Reaksi peluruhan zat radioaktif merupakan salah satu contoh reaksi yang berjalan sangat lambat sampai jutaan tahun. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi kecepatan reaksi dan bagaimana logikanya? Hal ini akan dapat kalian jawab setelah mempelajari artikel ini dengan seksama.

         Sebelum membahas tentang laju reaksi, ada baiknya kita membahas tentang kecepatan reaksi. Karena, banyak yang tidak tahu bahwa laju reaksi dan kecepatan reaksi tidaklah sama. Apa yang dimaksud dengan kecepatan reaksi? Kata kecepatan berhubungan erat dengan waktu tempuh ($t$). Mobil dikatakan bergerak cepat jika dalam waktu singkat dapat menempuh jarak yang cukup jauh. Pesawat terbang bergerak lebih cepat dibandingkan dengan mobil, sedangkan mobil relatif bergerak lebih cepat dibandingkan sepeda. Sepeda dapat bergerak lebih cepat dari pada orang jalan kaki.

         Secara fisika definisi dari kecepatan adalah jarak yang ditempuh benda pada waktu tertentu. Kecepatan disimbolkan dengan $v$ dan dapat dituliskan rumusnya sebagai berikut:
$ \begin{align} v =\frac{s}{t} \end{align} $
Keterangan :
$v$ = kecepatan (meter detik$^{-1}$)
$s$ = jarak (meter)
$ t $ = waktu (detik)

         Masih ingatkah kalian dengan persamaan reaksi? Persamaan reaksi terdiri atas reaktan dan produk. Reaksi berjalan mulai dari reaktan menuju produk. Reaktan terletak di sebelah kiri anak panah, sedangkan produk terletak di sebelah kanan. Dalam hal ini jika diandaikan reaksi berjalan terus, maka secara logika terlihat jumlah molaritas reaktan akan semakin berkurang, sedangkan jumlah molaritas produk akan semakin bertambah. Karena dalam reaksi tidak ada jarak yang harus ditempuh, maka jumlah molaritas reaktan berkurang setiap saat atau jumlah molaritas produk bertambah setiap saat. Hal ini dapat dianalogikan sebagai jarak yang ditempuh.

         Dengan analogi tersebut, maka kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai "kecepatan berkurangnya molaritas reaktan tiap satuan waktu". Atau jika ditinjau dari produk kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai "kecepatan bertambahnya molaritas produk tiap satuan waktu".
Secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan :
$v$ = kecepatan reaksi (Molar detik$^{-1}$)
[reaktan] = molaritas reaktan (Molar)
[produk] = molaritas produk (Molar)
$t$ = waktu yang dibutuhkan (detik)

         Satuan waktu yang digunakan adalah detik dan dapat disingkat det. Tanda minus pada persamaan pertama perlu diberikan, karena setiap saat molaritas reaktan berkurang. Jika molaritas reaktan berkurang, maka selisih ($\Delta$) menjadi negatif, sedangkan kecepatan reaksi tidak mungkin berharga negatif. Simbol [ ] merupakan simbol molaritas zat dengan satuan molar dan disimbolkan M.

Contoh soal :
Diketahui persamaan reaksi
A + 3B $\rightarrow $ 2C + 2D
Molaritas B mula-mula 0,9986 M dan dalam waktu 13,2 menit molaritas B berubah menjadi 0,9746 M. Berapa kecepatan reaksi rata-rata selama waktu tersebut dalam M per detik?

Jawab:
Molaritas B berubah selama reaksi berlangsung 13,2 menit dapat dihitung sebagai berikut:
$\Delta$[B] = 0,9746 M - 0,9986 M = -0,0240 M
$\Delta$t = 13,2 menit = 792 detik
$\begin{align} \text{Kecepatan reaksi } & = -\frac{1}{3} \times \frac{\Delta B}{\Delta t} \\ & = -\frac{1}{3} \times \frac{-0,0240 \, M}{792 \, detik} \\ & = \frac{1}{3} \times (3,03 \times 10^{-5} ) \, Mdetik^{-1} \\ & = 1,01 \times 10^{-5} \, M \, detik^{-1} \end{align} $
Jadi, kecepatan reaksinya sebesar $ 1,01 \times 10^{-5} $ M det$^{-1}$

         Ada hal yang membedakan kata kecepatan dan laju reaksi. Ditinjau dari fisika kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah, sedangkan laju merupakan besaran skalar yang hanya memiliki besar. Perbedaan pemakaian ini karena ada dua tinjauan yang berbeda.

         Jika ditinjau dari jalannya reaksi yang berjalan dari reaktan menjadi produk, maka dapat dikatakan bahwa reaksi tersebut memiliki arah dan besar. Hal ini sesuai dengan hukum yang dikemukakan oleh Gulberg dan Waage yang hanya meninjau persamaan kecepatan reaksi dari segi reaktan saja, sehingga istilah kecepatan sesuai. Dari definisi yang berbunyi "perubahan molaritas pada setiap waktu tertentu", tidak terlihat adanya arah reaksi, karena definisi ini menunjukkan bahwa perubahan molaritas dapat dilihat baik dari reaktan maupun produk. Jika ditinjau dari reaktan, maka molaritas reaktan akan semakin berkurang. Sedangkan jika ditinjau dari produk, maka molaritas produk akan semakin besar. Dari definisi tersebut istilah laju lebih tepat digunakan. Buku ini akan menggunakan istilah laju reaksi, karena istilah ini memiliki arti lebih luas. Laju reaksi disimbolkan dengan $r$ yang artinya rate reaction.

Misal reaksi zat A menjadi B dapat dituliskan sebagai berikut.
A $\rightarrow$ B
Laju reaksi A adalah:
$ \begin{align} r_A = -\frac{\Delta [A]}{\Delta t} \end{align} $
Laju reaksi B adalah:
$ \begin{align} r_B = \frac{\Delta [B]}{\Delta t} \end{align} $
Sehingga,laju persamaan reaksi tersebut dapat ditulis:
$ \begin{align} r_A = -\frac{\Delta [A]}{\Delta t} = \frac{\Delta [B]}{\Delta t} \end{align} $

Untuk persamaan reaksi dengan koefisien berbeda berikut:
$aA \rightarrow bB $
Persamaan laju reaksinya dapat ditulis:

       Demikian pembahasan materi Laju Reaksi dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum laju reaksi.