KINETIKA

6 Mendeskripsikan kinetika reaksi,

kesetimbangan kimia, dan faktor-

faktor yang memengaruhinya, serta

penerapannya dalam kehidupan

sehari-hari dan industri.

o Menentukan laju reaksi. o Mendeskripsikan faktor-faktor yang dapat

memengaruhi kinetika suatu reaksi dan

kesetimbangannya

o Menentukan Kc/Kp.

A. KONSENTRASI MOLAR

1. Konsentrasi Molar o Konsentrasi molar menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan.

M = V

n

n = jumlah mol zat terlarut

V = volum larutan (dalam liter)

2. Hubungan Kemolaran dengan Kadar

o Kemolaran dapat ditentukan jika kadar serta massa jenis larutan diketahui.

B. LAJU REAKSI

1. Definisi Laju Reaksi

o Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi pereaksi atau laju bertambahnya konsentrasi produk dalam satu satuan waktu.

R = pereaksi

P = produk

t = waktu

o Dengan demikian, satuan laju reaksi adalah molar per detik (M det1).

Contoh:

Untuk reaksi: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Laju reaksi bergantung pada jenis pereaksi dan dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu:

a. Luas permukaan sentuh (area kontak) o Semakin luas permukaan (area kontak), semakin besar laju reaksi. o Serbuk akan bereaksi lebih cepat daripada kepingan.

b. Konsentrasi o Semakin besar konsentrasi pereaksi, semakin besar laju reaksi.

c. Suhu o Semakin tinggi suhu, semakin besar laju reaksi.

d. Katalis o Katalis memperbesar laju reaksi. o Katalis terlibat dalam reaksi tetapi tidak dihabiskan.

Contoh Soal 6-2: Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi Dilakukan serangkaian percobaan terhadap reaksi pualam dengan larutan HCl, sebagai berikut:

No. Massa dan bentuk pualam Konsentrasi HCl (M) Suhu (C)

1 5 g kepingan 1 M 25

2 5 g kepingan 1 M 50

3 5 g kepingan 2 M 50

4 5 g serbuk 2 M 25

5 5 g serbuk 2 M 50

Reaksi yang akan berlangsung paling cepat adalah . . . .

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Pembahasan:

Pada percobaan 5: permukaan pualam paling luas, konsentrasi HCl paling besar dan suhu paling

tinggi.

Jawaban: E

5. Teori Tumbukan dan Energi Pengaktifan o Reaksi terjadi sebagai akibat tumbukan antarpartikel pereaksi. o Kelajuan reaksi akan bergantung pada: frekuensi tumbukan, energi partikel, dan arah

(orientasi) tumbukan.

o Energi minimum yang diperlukan sehingga reaksi dapat berlangsung disebut energi pengaktifan (Ea).

o Energi pengaktifan bergantung pada jenis pereaksi, tidak dipengaruhi suhu maupun konsentrasi.

o Semakin besar energi pengaktifan, semakin tinggi suhu yang diperlukan sehingga reaksi dapat berlangsung.

o Katalis menurunkan energi pengaktifan.

C. KESETIMBANGAN KIMIA

1. Reaksi Dapat Balik o Reaksi kimia yang produk reaksinya dapat bereaksi kembali membentuk zat semula disebut

reaksi dapat balik (reversibel).

Contoh reaksi reversibel: Reaksi antara N2 dan H2 membentuk NH3.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (NH3 dapat terurai kembali membentuk N2 dan H2)

o Reaksi ke kanan disebut reaksi maju, sedangkan reaksi ke kiri disebut reaksi balik.

Profil energi reaksi endoterm dengan dan tanpa

katalis.

Energi pengaktifan tanpa katalis: E4 E1

Energi pengaktifan dengan katalis: E3 E1

o Reaksi kimia yang produk reaksinya tidak dapat bereaksi kembali membentuk zat semula disebut reaksi tidak dapat balik (irreversibel).

Contoh reaksi irreversibel: HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

2. Keadaan Setimbang o Reaksi dapat balik yang berlangsung dalam sistem tertutup akan berakhir dengan suatu

keadaan setimbang.

o Keadaan setimbang adalah suatu keadaan di mana dua arah reaksi berlawanan berlangsung secara simultan, tetapi tidak ada perubahan makroskopis (tidak ada perubahan yang dapat

diamati).

o Keadaan setimbang tercapai pada saat laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik. o Kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis karena pada tingkat mikroskopis reaksi

tetap berlangsung.

3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan (Pergeseran Kesetimbangan) Posisi kesetimbangan, yaitu tingkat ketuntasan reaksi, dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu:

a. Suhu o Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi endoterm, dan

sebaliknya.

b. Tekanan o Jika tekanan diperbesar (dengan memperkecil volum), maka kesetimbangan akan

bergeser ke pihak reaksi yang jumlah koefisiennya lebih kecil.

c. Volum o Jika volum diperbesar (termasuk pengenceran), maka kesetimbangan akan bergeser ke

pihak reaksi dengan jumlah koefisien lebih besar.

d. Konsentrasi o Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. o Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

4. Pengaruh Katalis o Katalis tidak mempengaruhi komposisi kesetimbangan, tetapi dapat mempercepat tercapainya

keadaan setimbang.

5. Azas Le Chatelier Pengaruh berbagai faktor di atas disimpulkan oleh Le Chatelier dalam suatu pernyataan singkat

yang dikenal sebagai azas Le Chatelier: Reaksi = Aksi.

Contoh:

Untuk kesetimbangan N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Jika kita menambahkan NH3, maka reaksi sistem adalah mengurangi NH3. Cara sistem bereaksi

yaitu dengan bergeser ke kiri atau ke kanan. Dalam hal ini, kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

6. Tetapan Kesetimbangan, Kc dan Kp o Hukum Kesetimbangan: Nisbah (perbandingan) hasil kali konsentrasi setimbang zat-zat di

ruas kanan terhadap hasil kali konsentrasi setimbang zat-zat di ruas kiri mempunyai nilai

tertentu pada suhu tertentu.

o Nilai nisbah hasil kali konsentrasi tersebut dinyatakan sebagai tetapan kesetimbangan (Kc). o Ungkapan tetapan kesetimbangan sesuai dengan stoikiometri reaksi. Zat padat dan cairan

murni tidak diperhitungkan.

o Untuk reaksi:

mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)

Nilai tetapan kesetimbangan dinyatakan sebagai berikut:

Kc = nm

qp

BA

DC

][][

][][

o Untuk sistem kesetimbangan gas, tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dengan tekanan parsial.

o Untuk reaksi di atas:

Kp = nB

m

A

q

D

p

C

pp

pp

o Hubungan Kc dengan Kp:

Kp = Kc (RT)n

n = (p + q) (m + n)

7. Matriks Kesetimbangan o Matriks kesetimbangan merupakan suatu cara penyajian data kesetimbangan dalam bentuk

lajur dan kolom.

o Matriks kesetimbangan digunakan untuk menyelesaikan soal-soal yang menyangkut susunan dan tetapan kesetimbangan. Perhatikan contoh soal berikut.

Contoh Soal 6-5: Matriks Kesetimbangan Sebanyak 0,1 mol HI dimasukkan ke dalam labu 1 liter pada suhu T, lalu dibiarkan terurai

menurut reaksi: 2HI(g) H2(g) + I2(g) Jika diketahui jumlah mol I2 pada keadaan setimbangan sebesar 0,02 mol, maka nilai tetapan

kesetimbangan reaksi pada suhu tersebut adalah . . . .

A. 1,1 10

B. 1,1 101

C. 1,4 101

D. 6,3 102

E. 5,0 103

Pembahasan:

Data yang diketahui dalam soal ini dapat disajikan dalam bentuk matriks sebagai berikut:

2HI(g) H2(g) + I2(g) Mula-mula 0,1 mol - -

Reaksi Setimbang 0,02 mol

Oleh karena pada mula-mula tidak ada I2, maka dapat dinyatakan bahwa I2 yang ada pada keadaan

setimbang merupakan hasil reaksi. Adapun jumlah mol H2 dan HI yang terlibat dalam reaksi dapat

ditentukan berdasarkan perbandingan koefisien reaksinya dengan I2.

2HI(g) H2(g) + I2(g) Mula-mula 0,1 mol - -

Reaksi 0,04 mol +0,02 mol +0,02 mol Setimbang 0,02 mol

Selanjutnya, jumlah mol HI dan H2 pada keadaan setimbang dapat ditentukan, sehingga susunan

kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai berikut:

2 HI(g) H2(g) + I2(g) Mula-mula 0,1 mol - -

Reaksi 0,04 mol +0,02 mol +0,02 mol Setimbang 0,06 mol 0,02 mol 0,02 mol

Nilai tetapan kesetimbangan diperoleh dengan memasukkan data yang ada ke dalam ungkapan

kesetimbangan reaksi:

Kc = 222

[HI]

]][I[H =

2)06,0(

)02,0)(02,0( =

9

1 = 0,11

SOAL- SOAL LATIHAN

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat.

1. Berikut hasil percobaan reaksi magnesium dengan larutan HCl.

Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)

Pernyataan berikut yang sesuai dengan data tersebut adalah . . . .

(1) laju reaksi berkurang terhadap waktu

(2) reaksi berlangsung selama 6 menit

(3) laju rata-rata pembentukan gas H2 adalah 8 cm3 H2/menit

A. (1) saja

B. (2) saja

C. (3) saja

D. (1) dan (2)

E. (1) dan (3)

2. Berikut ini data reaksi 0,5 g kalsium karbonat dengan asam klorida berlebih dalam berbagai kondisi.

Percobaan Bentuk CaCO3 Konsentrasi HCl (M) Suhu (C) Waktu (detik)

1 Serbuk 1 30 30

2 Butir 1 30 40

3 Serbuk 2 35 20

4 Keping 1 35 40

Berdasarkan data, percobaan nomor 1 dan 2 dipengaruhi oleh faktor . . . .

A. suhu D. massa pualam

B. kosentrasi HCl E. sifat zaT

C. luas permukaan

3. Reaksi: A + B C + D mempunyai persamaan laju: v = k [A]2[B]

Tiga percobaan dilakukan dengan jumlah molekul A dan B seperti pada gambar berikut:

Urutan kelajuan reaksinya, dimulai dari yang paling lambat adalah . . . .

A. I, III, III

B. I, III, II

C. II, III, I

D. II, I, III

E. III, I, II

4. Perhatikan gambar di samping. Energi pengaktifan reaksi yang menggunakan

katalis adalah . . . .

A. E3

B. E4

C. E4 E1 D. E3 E1 E. E3 E2

5. Reaksi A + B C + D merupakan reaksi kesetimbangan. Grafik berikut yang menggambarkan perubahan konsentrasi (C) terhadap waktu (t) adalah . . . .

6. Di antara reaksi kesetimbangan berikut, yang mengalami pergeseran kesetimbangan ke kanan jika tekanan diperbesar adalah . . . .

A. PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) B. 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) C. CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) D. N2(g) + O2(g) 2NO(g) E. 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)

7. Pada reaksi kesetimbangan berikut:

6NO(g) + 4NH3(g) 5NO2(g)+ 6H2O(g) H = x kJ

Jika suhu diturunkan pada volum tetap, maka sistem kesetimbangan akan bergeser ke . . . .

A. kanan, konsentrasi NO2 berkurang

B. kanan, konsentrasi NO2 bertambah

C. kanan, konsentrasi NO2 tetap

D. kiri, konsentrasi NO bertambah

E. kiri, konsentrasi NO berkurang

8. Harga tetapan setimbang (Kc) untuk reaksi Al3+

(aq) + 3H2O(l) Al(OH)3(s) + 3H+(aq)

ditentukan oleh persamaan . . . .

9. Dalam suatu bejana 1 liter dicampurkan 0,2 mol amonia, 0,1 mol hidrogen, dan 0,2 mol nitrogen. Reaksi terjadi menurut persamaan reaksi:

2NH3(aq) N2(g) + 3H2(g)

Pada keadaan kesetimbangan ternyata jumlah mol amonia adalah 0,1 mol. Harga Kc reaksi pada

suhu percobaan tersebut adalah . . . .

A. 0,39

B. 0,48

C. 1,2

D. 4,8

E. 9,6

10. Sebanyak 0,25 mol HCl dimasukkan dalam ruang 5 L dan terjadi reaksi:

2HCl(g) H2(g) + Cl2(g)

Jika pada saat setimbang ternyata perbandingan mol HCl : Cl2 = 2 : 1, maka harga tetapan

kesetimbangan (Kc) dari reaksi tersebut adalah . . . .

A. 1/16

B. 1/8

C. 1/4

D.

E. 1

Matriks kesetimbangan berikut digunakan untuk menjawab soal nomor 11 sampai dengan 13.

SO3(g) SO2(g) + O2(g)

Mula-mula : 5 M - 1 M

Setimbang : 3 M

11. Konsentrasi setimbang SO2 adalah . . . . A. 1 M

B. 1,5 M

C. 2 M

D. 4 M

E. 6 M

12. Derajat disosiasi SO3 pada reaksi tersebut adalah . . . A. 0,2

B. 0,25 M

C. 0,4 M

D. 0,75

E. 0,8

13. Tetapan keseimbangan (Kc) reaksi pada suhu percobaan tersebut adalah . . . .

A. 4

3 D. 4 3

B. 3

4 E. 48

C. 3

23

14. Reaksi A(g) + B(g) C(g) + D(g) mempunyai nilai tetapan kesetimbangan (Kc) = 4 pada suhu T. Jika direaksikan 1 mol A dan 1 mol B dalam wadah 1 liter pada suhu T, maka

konsentrasi kesetimbangan C adalah . . . .

A. 1,00 M

B. 0,67 M

C. 0,50 M

D. 0,33 M

E. 0,25 M

15. Pada reaksi: 2NO + Br2 2NOBr diperoleh data sebagai berikut:

No. [NO] (M) [Br2] (M) v (M det1

)

1

2

3

0,1

0,1

0,3

0,05

0,20

0,05

6

24

54

Persamaan laju reaksi tersebut adalah . . . .

A. v = k [NO[[Br2]

B. v = k [NO] 2[Br2]

C. v = k [NO] 3 [Br2]

D. v = k [NO]2 [Br2]

2

E. v = k [NO][Br2]2

16. Perhatikan data percobaan berikut: P(aq) + Q(aq) R(aq)

No. Konsentrasi awal Laju awal (M s

1)

P (M) Q (M)

1 0,1 0,1 20

2 0,2 0,1 40

3 0,3 0,1 60

4 0,1 0,3 180

Berdasarkan data di atas, maka rumus persamaan laju dan orde reaksinya adalah . . . .

A. v = k [P]; 2

B. v = k [P][Q]; 2

C. v = k [P][Q]2 ; 3

D. v = k [P]2[Q]; 3

E. v = k [P]2[Q]

2; 4

17. Reaksi A(g) + B(g) C(g) + D(g) mempunyai persamaan laju, v = k [A]2 [B].

Apabila pada suhu tetap konsentrasi A dilipat-duakan, sedangkan konsentrasi B diperkecil

menjadi setengah dari semula, maka laju awal reaksinya akan menjadi . . . .

A. empat kali lebih cepat

B. dua kali lebih cepat

C. tidak berubah

D. setengah dari semula

E. seperempat dari semula

18. Suatu reaksi orde dua berlangsung tiga kali lebih cepat setiap kali suhunya dinaikkan 20C. Pada suhu 30 C tetapan laju reaksinya sebesar 1,2 10

3 M det

1, maka nilai tetapan laju reaksi pada

suhu 70C adalah . . . .

A. 1,2 103

M det1

B. 2,4 103

M det1

C. 3,6 103

M det1

D. 4,8 103

M det1

E. 1,08 102

M det1