www.lagonlon.com

Tutorial

Laju Reaksi



Dalam tutorial ini kita akan membahas tentang:

  1. Rumus Laju Reaksi
  2. Persamaan Laju Reaksi




Video pjj:
Rumus Laju Reaksi


(ukuran file : 45,6 MB)

Materi:

  1. Pengertian laju reaksi
  2. Rumus laju reaksi
  3. Perhitungan laju reaski



Rumus Laju Reaksi

Jika diketahui suatu reaksi:

a A + b B    c C + d D

Maka laju reaksinya dapat diekspresikan berdasarkan zat A, B, C dan D.
yaitu:

  • Laju reaksi berdasarkan zat A
    vA=  ̶Δ[A]
    Δt
    vA merupakan laju berkurangnya zat A (dalam satuan molar) per satuan waktu (detik).


  • Laju reaksi berdasarkan zat B
    vB=  ̶Δ[B]
    Δt
    vB merupakan laju berkurangnya zat B (dalam satuan molar) per satuan waktu (detik).


  • Laju reaksi berdasarkan zat C
    vC=  +Δ[C]
    Δt
    vC merupakan laju bertambahnya zat C (dalam satuan molar) per satuan waktu (detik).


  • Laju reaksi berdasarkan zat D
    vD=  +Δ[D]
    Δt
    vD merupakan laju bertambahnya zat D (dalam satuan molar) per satuan waktu (detik).


Hubungan antara vA, vB, vC dan vD dapat dirumuskan:

vA
a
= vB
b
= vC
c
= vD
d


Catatan:
  • Δ merupakan lambang untuk perubahan/delta (akhir dikurang awal)
  • [] menyatakan konsentrasi zat dalam satuan molar.
    Sehingga [A] menyatakan konsentrasi zat A dalam satuan molar (berlaku juga untuk [B], [C] dan [D]).
  • a, b, c dan d merupakan koefisien persamaan reaksi.
  • Rumus laju reaksi untuk zat-zat diruas kiri/reaktan diberi tanda minus (-) yang menyatakan zat berkurang seiring berjalannya waktu.
  • Rumus laju reaksi untuk zat-zat diruas kanan/produk diberi tanda plus (+) yang menyatakan zat bertambah seiring berjalannya waktu.
  • Meskipun pada rumusnya berbeda tanda (+ dan -), namun untuk hasilnya, laju reaksi selalu bernilai positif.
  • Selain dengan v (=velocity), ada yang melambangkan laju reaksi dengan r (=rate).
    Salah satu kelemahan dalam ilmu kimia adalah banyak simbol yang tidak terstandar, yang penting kita faham maksudnya.

Contoh soal

  1. Diketahui persamaan reaksi sebagai berikut:

    C4H10O (g) + 6 O2 (g)    4 CO2 (g) + 5 H2O (g)

    Tuliskan rumus laju reaksi untuk setiap zat yang terlibat!

    Penyelesaian:

    vC4H10O=  ̶Δ[C4H10O]
    Δt
     
     
    vO2=  ̶Δ[O2]
    Δt
     
     
    vCO2=  +Δ[CO2]
    Δt
     
     
    vH2O=  +Δ[H2O]
    Δt



  2. Pada suatu reaksi pembakaran butanol (C4H9OH), diketahui kadar awal butanol sebesar 9 molar.
    Setelah 45 detik pembakaran, kadar butanol berubah menjadi 8,1 molar.
    Jika persamaan reaksi pembakaran butanol yang terjadi adalah sebagai berikut:

    C4H9OH (g) + 6 O2 (g)    4 CO2 (g) + 5 H2O (g)

    Tentukan nilai laju reaksi untuk setiap zat yang terlibat!


    Penyelesaian:

    • Menentukan laju berkurangnya butanol

      Yang pertama kita hitung adalah butanol (C4H9OH), karena sudah tersedia data molar awal dan molar akhirnya.
      Selang waktu pun sudah diketahui (45 detik).


      Δ[C4H9OH]=[C4H9OH]akhir - [C4H9OH]awal
      =8,1 M - 9 M
      =  ̶ 0,9 M


      Δt=45 s


      vC4H9OH=  ̶ Δ[C4H9OH]
      Δt
       
       
      =  ̶ (  ̶ 0,9 M)
      45 s
       
       
      =0,02 M/s



    • Menentukan laju berkurangnya O2

      Kita menghitung laju O2 dengan mengacu pada laju butanol yang sudah diketahui nilainya.

      vO2
      6
      =vC4H9OH
      1
       
       
      vO2=6 x vC4H9OH
      =6 x 0,02 M/s
      =0,12 M/s

      Jangan lupa, angka 6 dan 1 merupakan koefisien reaksi dari masing-masing zat tersebut.



    • Menentukan laju bertambahnya CO2

      Kita bisa menghitung laju CO2 dengan mengacu pada laju butanol atau laju O2 yang sudah diketahui nilainya.
      Hasil yang didapatkan pastilah sama.
      Kita pilih butanol saja, karena koefisiennya sangat sederhana (=1).


      vCO2
      4
      =vC4H9OH
      1
       
       
      vCO2=4 x vC4H9OH
      =4 x 0,02 M/s
      =0,08 M/s




    • Menentukan laju bertambahnya H2O

      Sekali lagi, kita bisa menghitung laju H2O dengan mengacu pada laju butanol atau laju O2 atau laju CO2 yang sudah diketahui nilainya.
      Mari kita coba menggunakan CO2 sebagai acuan.


      vH2O
      5
      =vCO2
      4
       
       
      vH2O=5/4 x vCO2
      =5/4 x 0,08 M/s
      =0,1 M/s




Persamaan Laju Reaksi

Persamaan laju reaksi menunjukkan ekspresi matematis untuk suatu reaksi berdasarkan konsentrasi awalnya.
Karena pada keadaan awal hanya reaktan (zat pada ruas kiri) yang ada, maka ekspresi persamaan laju reaksi hanya menyantumkan zat-zat yang ada di sebelah kiri (reaktan).
Adanya persamaan laju reaksi juga menunjukkan bahwa konsentrasi awal zat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi.

Misalkan diketahui suatu reaksi:

a A + b B    c C + d D

Maka persamaan laju reaksinya dapat dituliskan sebagai:

v = k [A]m [B]n


Keterangan:
v=laju reaksi (M/s)
k=tetapan laju reaksi (M/s)
[A]=Molaritas awal zat A (M)
[B]=Molaritas awal zat B (M)
m=orde reaksi zat A
n=orde reaksi zat B


Catatan:
  • Untuk menuliskan persamaan laju reaksi, harga k tidak perlu dicari. Cukup ditulis dengan k saja.
  • Untuk menuliskan persamaan laju reaksi, harga m dan n harus dicari nilainya. Biasanya nilai m atau n hanya berkisar antara 0, 1, 2 atau 3.
  • Harga m dan n bukanlah koefisien persamaan reaksi. Koefisien persamaan reaksi tidak berpengaruh pada persamaan laju reaksi.
  • Zat-zat yang ada pada ruas kanan (produk) tidak berpengarauh pada persamaan laju reaksi (dalam soal, sering tidak dicantumkan).

Contoh soal

  1. Tabel berikut merupakan data konsentrasi awal zat dan laju pada tiga kali percobaan untuk reaksi:
    A + B   ...

    Percobaan ke- [A]
    (M)
    [B]
    (M)
    Laju reaksi
    (M/s)
    1. 0,1 0,1 0,02
    2. 0,1 0,2 0,08
    3. 0,2 0,2 0,08

    Tuliskan persamaan laju untuk reaksi tersebut!

    Penyelesaian:

    Untuk menuliskan persamaan laju reaksi, kita harus mencari orde untuk zat A dan zat B.
    Kita umpamakan persamaan laju reaksinya adalah v = k [A]m [B]n,
    maka kita harus mencari nilai m dan n.

    • Mencari nilai m (orde reaksi A)
      Untuk mencari orde reaksi A, kita pilih percobaaan, dimana konsentrasi A berbeda, tetapi orde reaksi B sama (agar molaritas zat B bisa dicoret/dihilangkan).
      Kita pilih percobaan ke-2 dan ke-3.
      Kita lakukan pembandingan antara kedua percobaan tersebut, boleh 2 banding 3, atau 3 banding 2.
      Tips: untuk memudahkan perhitungan, lakukanlah perbandingan nilai data yang besar terhadap nilai yang kecil.

      Perbandingan laju percobaan 3 dengan percobaan 2:
      v3
      v2
      =
      k [A]m [B]n
      33

      k [A]m [B]n
      22

      simbol k bisa dihilangkan, karena ada di atas (pembilang) dan di bawah (penyebut).
      v3
      v2
      =
      [A]m [B]n
      33

      [A]m [B]n
      22

      kita ubah ruas kanan...
      v3
      v2
      =
      ( [A]3
      [A]2
      ) m ( [B]3
      [B]2
      ) n

      kita masukkan angka-angkanya ...
      0,08
      0,08
      =
      ( 0,2
      0,1
      ) m ( 0,2
      0,2
      ) n

      Kita sederhanakan nilai-nilainya (pencoretan jika bisa)
      0,08
      0,08
      =
      ( 0,2
      0,1
      ) m ( 0,2
      0,2
      ) n
      1 = 2m x 1n
      Karena 1 dipangkat berapapun hasilnya tetap satu, maka 1n pada ruas kanan bisa kita hilangkan
      (inilah kegunaan mencari molaritas B yang sama).
      akhirnya kita dapatkan:
      1 = 2m
      Kita mencari nilai m (2 dipangkat berapa agar hasilnya = 1)
      Bilangan berapapun jika dipangkatkan 0, maka hasilnya adalah satu.
      Sehingga kita peroleh:
      m = 0



    • Mencari nilai n (orde reaksi B)
      Karena nilai m sudah diketahui, maka kita lebih bebas memilih percobaan yang akan kita bandingkan.
      Kita pilih dua percobaan dengan harga molaritas zat B yang berbeda untuk dibandingkan.


      Perbandingan laju percobaan 3 dengan percobaan 1.
      v3
      v1
      =
      ( [A]3
      [A]1
      ) m ( [B]3
      [B]1
      ) n
       
      0,08
      0,02
      =
      ( 0,2
      0,1
      ) 0 ( 0,2
      0,1
      ) n
       
      4 = 1 x 2n
      4 = 2n
      Kita mencari nilai n (2 dipangkat berapa agar hasilnya = 4)
      Sehingga kita peroleh:
      n = 2



    • Menuliskan persamaan laju reaksi
      persamaan laju reaksi untuk reaksi di atas adalah:
      v = k [B]2

      karena orde reaksi A = 0, maka A tidak kita tuliskan dalam persamaan laju reaksi (A tidak mempengaruhi laju reaksi).



  2. Tabel berikut merupakan data percobaan untuk reaksi:
    P + Q   ...

    Percobaan ke- [P]
    (M)
    [Q]
    (M)
    Laju reaksi
    (M/s)
    1. 0,1 0,1 0,025
    2. 0,1 0,2 0,05
    3. 0,2 0,3 0,6

    Tuliskan persamaan laju untuk reaksi tersebut!

    Penyelesaian:

    Kita umpamakan persamaan laju reaksinya adalah v = k [P]m [Q]n
    • Mencari nilai n (orde reaksi Q)
      Karena molaritas Q tidak ada yang sama, maka kita mencari orde Q terlebih dahulu.

      Perbandingan laju percobaan 2 dengan percobaan 1.
      v2
      v1
      =
      ( [P]2
      [P]1
      ) m ( [Q]2
      [Q]1
      ) n
       
      0,05
      0,025
      =
      ( 0,1
      0,1
      ) m ( 0,2
      0,1
      ) n
       
      50 x 10-3
      25 x 10-3
      =
      ( 0,1
      0,1
      ) m ( 0,2
      0,1
      ) n
       
      2 = 1 x 2n
      2 = 2n

      ∴ n = 1



    • Mencari nilai m (orde reaksi P)
      Perbandingan laju percobaan 3 dengan percobaan 1.
      v3
      v1
      =
      ( [P]3
      [P]1
      ) m ( [Q]3
      [Q]1
      ) n
       
      0,6
      0,025
      =
      ( 0,2
      0,1
      ) m ( 0,3
      0,1
      ) 1
       
      600 x 10-3
      25 x 10-3
      =
      ( 0,2
      0,1
      ) m ( 0,3
      0,1
      )
       
      24 = 2m x 3
      24/3 = 2m
      8 = 2m

      ∴ m = 3



    • Menuliskan persamaan laju reaksi
      persamaan laju reaksi untuk reaksi di atas adalah:
      v = k [P]3[Q]




  3. Tabel berikut merupakan data percobaan laju untuk reaksi:
    NH4+ (aq) + NO2- (aq)    N2 (g) + 2 H2O (l)

    Perc. [NH4+]
    (M)
    [NO2-]
    (M)
    waktu
    (detik)
    1. 0,01 0,02 50
    2. 0,02 0,02 25
    3. 0,01 0,01 200

    Tuliskan persamaan laju untuk reaksi tersebut!

    Penyelesaian:

    Kita umpamakan persamaan laju reaksinya adalah v = k [NH4+]m [NO2-]n

    • Mencari nilai m (orde reaksi NH4+)
      Perhatikan, data yang diketahui adalah waktu (bukan laju).
      Karena waktu berbanding terbalik dengan laju, maka perbandingan ruas kanan pun kita balik.


      Perbandingan waktu percobaan 1 dengan percobaan 2.
      t1
      t2
      =
      ( [NH4+]2
      [NH4+]1
      ) m ( [NO2-]2
      [NO2-]1
      ) n
       
      50
      25
      =
      ( 0,02
      0,01
      ) m ( 0,02
      0,02
      ) n
       
      50
      25
      =
      ( 0,02
      0,01
      ) m ( 0,02
      0,02
      ) n
       
      2 = 2m x 1
      2 = 2m

      ∴ m = 1



    • Mencari nilai n (orde reaksi NO2-)

      Perbandingan waktu percobaan 3 dengan percobaan 1.
      t3
      t1
      =
      ( [NH4+]1
      [NH4+]3
      ) m ( [NO2-]1
      [NO2-]3
      ) n
       
      200
      50
      =
      ( 0,01
      0,01
      ) 1 ( 0,02
      0,01
      ) n
       
      200
      50
      =
      ( 0,01
      0,01
      ) ( 0,02
      0,01
      ) n
       
      4 = 1 x 2n
      4 = 2n

      ∴ n = 2



    • Menuliskan persamaan laju reaksi
      persamaan laju reaksi untuk reaksi di atas adalah:
      v = k [NH4+] [NO2-]2

Jika tidak terlihat secar utuh, konten dapat di-scroll.


Bagaimana dengan orde total, harga k dan satuan k?

Contoh soal

  1. Tabel berikut merupakan data percobaan laju untuk reaksi:
    2 NO (g) + O2 (g)    2 NO2 (g)

    Perc. [NO]
    (M)
    [O2]
    (M)
    laju reaksi
    (M/s)
    1. 0,01 0,01 3 x 10-3
    2. 0,01 0,02 6 x 10-3
    3. 0,03 0,01 2,7 x 10-2

    Untuk reaksi di atas, tentukan:
    1. orde reaksi NO
    2. orde reaksi O2
    3. orde reaksi total
    4. persamaan laju reaksi
    5. harga dan satuan k


    Penyelesaian:

    Kita umpamakan persamaan laju reaksinya adalah v = k [NO]m [O2]n


    a.orde reaksi NO (m)
    Perbandingan laju percobaan 3 dengan percobaan 1.
    v3
    v1
    =
    ( [NO]3
    [NO]1
    ) m ( [O2]3
    [O2]1
    ) n
     
    2,7 x 10-2
    3 x 10-3
    =
    ( 0,03
    0,01
    ) m ( 0,01
    0,01
    ) n
     
    27 x 10-3
    3 x 10-3
    =
    ( 0,03
    0,01
    ) m ( 0,01
    0,01
    ) n
     
    9 = 3m x 1
    9 = 3m

    ∴ m = 2



    b.orde reaksi O2 (n)
    Perbandingan laju percobaan 2 dengan percobaan 1.
    v2
    v1
    =
    ( [NO]2
    [NO]1
    ) m ( [O2]2
    [O2]1
    ) n
     
    6 x 10-3
    3 x 10-3
    =
    ( 0,01
    0,01
    ) 2 ( 0,02
    0,01
    ) n
     
    6 x 10-3
    3 x 10-3
    =
    ( 0,01
    0,01
    ) 2 ( 0,02
    0,01
    ) n
     
    2 = 12 x 2n
    2 = 1 x 2n
    2 = 2n

    ∴ n = 1



    c.orde reaksi total
    orde reaksi total=orde NO + orde O2
    =m + n
    =2 + 1
    =3



    d.Persamaan laju reaksi
    persamaan laju untuk reaksi di atas adalah:
    v = k [NO]2 [O2]



    e.harga dan satuan k
    kita masukkan nilai salah satu percobaan (bebas pilih yang mana) ke dalam persamaan laju reaksi yang sudah jadi.
    Memasukkan data percobaan 1 kedalam persamaan laju reaksi:

    v1=k [NO]12 [O2]1


    k= v1
    [NO]12 [O2]1


    = 3 x 10-3 M/s
    (0,01 M)2 (0,01 M)


    = 3 x 10-3 M/s
    (10-2 M)2 (10-2 M)


    = 3 x 10-3 M/s
    10-6 M3


    = 3 x 103 M-2s-1

    Jadi, kita peroleh:
    harga k=3 x 103
    satuan k=M-2s-1



    Jika tidak terlihat secar utuh, konten dapat di-scroll.







Kuis

Klik link berikut untuk mengikuti kuis/latihan soal:





Catatan:

Mohon dimaklumi, jika materi dalam tutorial ini dirasa kurang lengkap dan menyeluruh.
Tutorial ini dibuat sebagai fitur bantuan bagi peserta dalam mengerjakan mata kuis di www.lagonlon.com.
Namun demikian, penyajian yang mudah dipahami merupakan tujuan utama kami.
Masukan dari anda, akan sangat membantu kami dalam melakukan perbaikan.
Terimakasih atas kunjungan anda.



open your eyes, you will see nothing
open your mind, you will be confused
open your hearth, you will see


Pengunjung:
2 6 1 5 7
www.lagonlon.com