Kemolaran

Kemolaran adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut

dalam 1 liter larutan

Kemolaran (M) sama dengan jumlah mol (n) zat terlarut dibagi volume (v) larutan

Kemolaran (Molaritas) dinyatakan dengan lambang M, adalah jumlah mol zat terlarut dalam

setiap liter larutan.

M=nv

M= grMr

x1000V

M= gramMr x V (L)

Pengenceran larutan

Larutan pekat (mempunyai kemolaran besar) dapat diencerkan dengan menambah volum

pelarut, sehingga akan diperoleh larutan yang lebih encer (kemolarannya kecil).

pada pengenceran berlaku rumus :

V1 M1 = V2 M2 V1 = volum sebelum pengenceran

M1 = kemolaran sebelum pengenceran

V2 = volum sesudah pengenceran

M2 = kemolaran sesudan pengenceran

dimana:

V1M1 : volume dan konsentrasi larutan asal

V2 M2 : volume dan konsentrasi hasil pengenceran

M=% x ρ x 10M

Volum pelarut yang ditambahkan = V2 – V1

pada pengenceran hanya terjadi pertambahan volum, sedang jumlah zat terlarut tetap,

maka M2 < M1

Pencampuran larutan sejenis dengan konsentrasi berbeda menghasilkan konsentrasi baru,

dengan rumusan :

Konsep Laju Reaksi

Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat komponen reaksi setiap satuan

waktu:

• Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

• Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

• Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama dengan perbandingan

koefisien reaksinya

Pada reaksi :

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

Laju reaksi :

- laju penambahan konsentrasi NH3

- laju pengurangan konsentrasi N2 dan H2.

Pengertian Laju Reaksi

Laju reaksi adalah perbandingan perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi

terhadap perubahan waktu.

M campuran=V 1M 1+V 2M 2+. ..+V nM n

V 1+V 2+ .. .+V n

V=Δ [M ]t

Pada reaksi : A (Reaktan) B (Produk)

Laju Reaksi didefinisikan sebagai :

Berkurangnya konsentrasi A(reaktan) tiap satuan waktu

Bertambahnya konsentrasi B(produk) tiap satuan waktu

Dirumuskan :

V=−Δ [ A ](reak tan )

Δt

V=+Δ [B ]( produk )

Δt

Laju Reaksi =

PerubahanKonsentrasiWaktu

=mol /liters

Untuk persamaan reaksi: pA + qB mC + nD

V = k [A]x[B]y

Keterangan :

V = Laju Reaksi

K = tetapan laju reaksi

[ ] = konsentrasi zat

X = orde/tingkat reaksi terhadap A

Y = orde/tingkat reaksi terhadap B

x + y = orde/tingkat reaksi keseluruhan

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Laju reaksi dipengaruhi oleh :

Luas permukaan sentuhan/ Ukuran partikel

“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”.

Konsentrasi

Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel memungkinkan

lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif

yang menghasilkan perubahan.

“Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi tidak dapat

ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus melalui percobaan”.

Dalam penetapan laju reaksi ditetapkan yang menjadi patokan adalah laju perubahan

konsentrasi reaktan.

Ada reaktan yang perubahan konsentrasinya tidak mempengaruhi laju reaksi:

Suhu

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi

kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakn banyaknya

tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan

Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi:

Hubungan ini ditetapkan dari suatu percobaan, misal diperoleh data sebagai berikut:

Δ [ reaktan ]≈ΔVΔ [ reaktan ]=x ≈ΔV=1xn=1n=o

Suhu (oC) Laju reaksi (M/detik)

10

20

30

40

t

0,3

0,6

1,2

2,4

Vt

Dari data diperoleh hubungan:

Setiap kenaikan suhu 10 oC, maka laju mengalami kenaikan 2 kali semula, maka

secara matematis dapat dirumuskan

Dimana :

Vt = laju reaksi pada suhu t

Vo = laju reaksi pada suhu awal (to)

Katalis

V t=V 0 .2

t−t010

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu,

tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis

berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis

memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu

lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis

menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis

mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat

dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen.

Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi

dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang

sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis

menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk

sementara terjerat. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian

sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih

lemah, sehingga akhirnya terlepas. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu

atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya

bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan

katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C

melambangkan katalisnya:

A + C → AC (1)

B + AC → AB + C (2)

Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali

oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi :

A + B + C → AB + C

Beberapa katalis yang pernah dikembangkan antara lain berupa katalis Ziegler-Natta

yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitis

yang paling dikenal adalah proses Haber, yaitu sintesis amoniak menggunakan besi

biasa sebagai katalis. Konverter katalitik yang dapat menghancurkan produk emisi

kendaraan yang paling sulit diatasi, terbuat dari platina dan rodium. 4. Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut.

Hubungannya dengan laju reaksi adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat,

maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. Dengan demikian pada molaritas

yang rendah suatu reaksi akan berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi.

Hubungan antara laju reaksi dengan molaritas adalah: V = k [A]m [B]n dengan: • • •

• V = Laju reaksi k = Konstanta kecepatan reaksi m = Orde reaksi zat A n = Orde

reaksi zat B

Ada 2 jenis katalis :

1. Katalis aktif yaitu katalis yang ikut terlibat reaksi dan pada akhir rekasi terbentuk

kembali.

2. Katalis pasif yaitu katalis yang tidak ikut bereaksi, hanya sebagai media reaksi saja.

Persamaan Laju

Merubah konsentrasi dari suatu zat di dalam suatu reaksi biasanya merubah juga laju reaksi.

Persamaan laju menggambarkan perubahaan ini secara matematis. Order reaksi adalah

bagian dari persamaan laju. Halaman ini memperkenalkan dan menjelaskan berbagai istilah

yang perlu diketahui.

Mengukur laju reaksi

Ada beberapa cara untuk mengukur laju dari suatu reaksi. Sebagai contoh, jika gas

dilepaskan dalam suatu reaksi, kita dapat mengukurnya dengan menghitung volume gas

yang dilepaskan per menit pada waktu tertentu selama reaksi berlangsung.

Definisi Laju ini dapat diukur dengan satuan cm3s-1

Bagaimanapun, untuk lebih formal dan matematis dalam menentukan laju suatu reaksi, laju

biasanya diukur dengan melihat berapa cepat konsentrasi suatu reaktan berkurang pada

waktu tertentu.

Sebagai contoh, andaikan kita memiliki suatu reaksi antara dua senyawa A dan B. Misalkan

setidaknya salah satu mereka merupakan zat yang bisa diukur konsentrasinya-misalnya,

larutan atau dalam bentuk gas.

Untuk reaksi ini kita dapat mengukur laju reaksi dengan menyelidiki berapa cepat

konsentrasi, katakan A, berkurang per detik.

Kita mendapatkan, sebagai contoh, pada awal reaksi, konsentrasi berkurang dengan laju

0.0040 mol dm-3 s-1.

Hal ini berarti tiap detik konsentrasi A berkurang 0.0040 mol per desimeter kubik. Laju ini

akan meningkat seiring reaksi dari A berlangsung.

Kesimpulan

Untuk persamaan laju dan order reaksi, laju reaksi diukur dengan cara berapa cepat

konsentrasi dari suatu reaktan berkurang. Satuannya adalah mol dm-3 s-1

Order reaksi

Order reaksi selalu ditemukan melalui percobaan. Kita tidak dapat menentukan apapun

tentang order reaksi dengan hanya mengamati persamaan dari suatu reaksi.

Jadi andaikan kita telah melakukan beberapa percobaan untuk menyelidiki apa yang terjadi

dengan laju reaksi dimana konsentrasi dari satu reaktan, A, berubah, Beberapa hal-hal

sederhana yang akan kita temui adalah ;

Kemungkinan pertama : laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi A

Hal ini berarti jika kita melipatgandakan konsentrasi A, laju reaksi akan berlipat ganda pula.

JIka kita meningkatkan konsentrasi A dengan faktor 4, laju reaksi pun akan menjadi 4 kali

lipat.

Kita dapat mengekspresikan persamaan ini dengan simbol :

v α [A]

Adalah cara yang umum menulis rumus dengan tanda kurung persegi untuk menunjukkan

konsentrasi yang diukur dalam mol per desimeter kubik (liter).

Kita juga dapat menulis tanda berbanding lurus dengan menuliskan konstanta (tetapan), k.

v = k[A]

Kemungkinan lainnya : Laju reaksi berbanding terbalik dengan kuadrat

konsentrasi A

Hal ini berarti jika kita melipatgandakan konsentrasi dari A, laju reaksi akan bertambah 4

kali lipat (22). Jika konsentras dari Ai ditingkatkan tiga kali lipat, laju reaksi akan bertambah

menjadi 9 kali lipat (32). Dengan simbol dapat dilambangkan dengan:

v α [A]2

V = [A]2

Secara umum,

Dengan melakukan percobaan yang melibatkan reaksi antara A dan B, kita akan

mendapatkan bahwa laju reaksi berhubugngan dengan konsentrasi A dan B dengan cara :

v = [A]x [B]y

Hubungan ini disebut dengan persamaan laju reaksi :

Kita dapat melihat dari persamaan laju reaksi bahwa laju reaksi dipengaruhi oleh pangkat

dari konsentrasi dari A dan B. Pangkat-pangkat ini disebut dengan order reaksi terhadap A

dan B

Jika order reaksi terhadap A adalah 0 (no), berarti konsentrasi dari A tidak mempengaruhi

laju reaksi.

Order reaksi total (keseluruhan), didapat dengan menjumlahkan tiap-tiap order. Sebagai

contoh, di dalam reaksi order satu terhadap kedua A dan B (a = 1 dan b = 1), order reaksi

total adalah 2. Kita menyebutkan order reaksi total dua.

Beberapa contoh

Tiap contoh yang melibatkan reaksi antara A dan B, dan tiap persamaan laju didapat dari

ekperimen untuk menentukan bagaimana konsentrasi dari A dan B mempengaruhi laju

reaksi.

Contoh 1:

v = k [A] [B]

Dalam kasus ini, order reaksi terhadap A dan B adalah 1. Order reaksi total adalah 2,

didapat dengan menjumlahkan tiap-tiap order.

Contoh 2:

v = k [B]2

Pada reaksi ini, A berorder nol karena konsentrasi A tidak mempengaruhi laju dari reaksi. B

berorder 2 , sehingga order reaksi total adalah dua.

Contoh 3:

v = k [A]

Pada reaksi ini, A berorder satu dan B beroder nol, karena konsentrasi B tidak

mempengaruhi laju reaksi. Order reaksi total adalah satu.

Bagaimana bila kita memiliki reaktan-reaktan lebih dari dua lainnya?

Tidak menjadi masalah berapa banyak reaktan yang ada. Konsentasi dari tiap reaktan akan

berlangsung pada laju reaksi dengan kenaikan beberapa pangkat. Pangkat-pangkat ini

merupakan order tersendiri dari setiap reaksi. Order total (keseluruhan) dari reaksi didapat

dengan menjumlahkan tiap-tiap order tersebut.

Ketetapan laju

Hal yang cukup mengejutkan, Ketetapan laju sebenarnya tidak benar-benar konstan.

Konstanta ini berubah, sebagai contoh, jika kita mengubah temperatur dari reaksi,

menambahkan katalis atau merubah katalis.

Tetapan laju akan konstan untuk reaksi yang diberikan hanya apabila kita mengganti

konsentrasi dari reaksi tersebut. Anda akan mendapatkan efek dari perubahaan suhu dan

katalis pada laju konstanta pada halaman lainnya.

Kalkulasi yang melibatkan order reaksi

Anda akan dapat menghitung order dari reaksi dan tetapan laju dari data yang diberikan

maupun dari hasil percobaan yang Anda lakukan.

Penentuan Orde reaksi berdasarkan data

Contoh:

Reaksi nitrat oksida dengan hidrogen pada 12800C ialah

2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)

Dari data yang dikumpulkan pada suhu tersebut tentukan hukum laju dan hitunglah

konstanta lajunya.

Percobaan [NO] [H2] Laju Awal (M/det)

1 5,0 x 10-3 2,0 x 10-3 1,3 x 10-5

2 10,0 x 10-3 2,0 x 10-3 5,0 x 10-5

3 10,0 x 10-3 4,0 x 10-3 10,0 x 10-5

Penjelasan dan Penyelesiaan :

Kita anggap bahwa hukum laju memiliki bentuk

Laju = k[NO]x[H2]y

Percobaan 1 dan 2 untuk mencari orde [NO] (x) 2

Percobaan 2 dan 3 untuk mencari orde [H2] (y) 1

Sehingga, Laju = k[NO]2[H2]

Dengan orde keseluruhan ialah (2 + 1) atau orde ketiga

Konstanta laju dapat dihitung dengan :

k= laju

[NO]2[H ¿¿2]¿

… percobaan 2 k = 5,0 x 10-5 M/det

(10,0x10-3M)2(2,0x10-3M)

= 2,5 x 10-2 /M2.det

Contoh tersebut mengungkapkan tidak ada hubungan antara pangkat x dan y dengan

koefisien stoikiometri dalam persamaan yang sudah setara.

Proses Penentuan Orde Reaksi

Reaksi Orde-Pertama

Ialah reaksi yang lajunya bergantung pada konsentrasi reaktan dipangkatkan satu.

Persamaan laju reaksinya :

Laju = −∆ [A ]∆ t

; Laju = k[A]

−∆ [A ]∆ t

=k [ A] ∆ [A][ A]

=−k ∆ t ln[ A]{A ¿o

=−kt ¿ ln [ A ]−ln [A ]o=−kt

ln [ A ]=−kt+ ln [A ]o

Grafik ln[A] terhadap t untuk reaksi orde-pertama

ln [ A ]=−kt+ ln [A ]o

Plot ln[A]t terhadap t akan menghasilkan garis lurus dengan slope –k. Jadi, dapat

menggunakan grafik untuk menentukan reaksi orde-pertama.

Reaksi Orde-Kedua

Ialah reaksi yang lajunya bergantung pada konsentrasi salah satu reaktan dipangkatkan dua

atau pada konsentrasi dua reaktan berbeda yang masing-masing dipangkatkan satu.

Persamaan laju reaksinya :

Dengan reaksi: A produk

Laju = −∆ [A ]∆ t

; Laju = k[A]2

Dengan reaksi: A + B produk]

Laju = k[A][B]

Pada reaksi “A produk”, dengan menggunakan kalkulus dapat diperoleh rumus:

1

[A ]= 1

[ A]o+kt

Grafik 1

[A ] terhadap t untuk reaksi orde-kedua

1[A ]

= 1[ A]o

+kt

Plot 1

[A ] terhadap t akan menghasilkan garis lurus dengan slope k. Jadi, dapat

menggunakan grafik untuk menentukan reaksi orde-kedua.

Waktu Paruh

Ialah waktu yang diperlukan agar konsentrasi reaktan turun menjadi setengah dari

konsentrasi awalnya.

Definisi waktu paruh bila, t = t1/2 ; dan [A] = [A]o/2

Reaksi Orde-Pertama

Rumus waktu paruh dari reaksi orde-pertama:

t 12

=1k

ln[A ]o

[ A]o/2 t 1

2

=1k

ln 2 t 12

=0,693k

Reaksi Orde-Kedua

Rumus waktu paruh dari reaksi orde-kedua:

1[A ]0 /2

= 1[ A]o

+k t 12

t 12

= 1k [A ]o

Daftar Pustaka

Chang, Raymond (2004). Kimia Dasar. Ed. ke-3. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Keenan, Kleinfelter, Wood. (1979). Kimia Untuk Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Ratcliff, Brian., et al. (2007). Chemistry. New York: Cambridge University Press.