Kimia Fisika

 LAJU REAKSI

a. 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=n/V	M=gr/Mr x 1000/V
M= gr/ Mr x V (L)	M=% x p x 10 /M

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

                                                L1 = 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

 Volume 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 :

  M campuran= V1M1+ V2 M2+...+Vn Mn / V1 + V2 +...+ Vn

b. Konsep Laju Reaksi

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

 V= delta [M]/t

•         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.

 c. Pengertian Laju Reaksi

          Laju reaksi adalah perbandingan perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap perubahan waktu.

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 : 

Laju Reaksi =Perubahan konsentrasi (mol/liter) / Waktu (s)

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

 d. 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.

• 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:

Suhu (oC)	Laju reaksi (M/detik)
10 20 30 40 t	0,3 0,6 1,2 2,4 Vt

      

Dari data diperoleh hubungan:

  Vt= Vo. 2 t-to/ 
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

 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.                                                                       

Untuk reaksi:

A + B  > C

Rumusan laju reaksi adalah :

V = k [A]^m [B]ⁿ

Dimana :

k  = tetapan laju reaksi

m = orde reaksi untuk A               Orde reakasi total = m + n

n  = orde reaksi untuk B

e. Teori Tumbukan

 Tumbukan yang menghasilkan zat baru adalah tumbukan efektif. Tumbukan efektif dapat dicapai jika

1. Molekul-molekul memiliki energi yang cukup agar dapat mulai bereaksi dengan memutuskan ikatan kimia lawan, dan molekul itu sendiri ikatan kimianya akan putus karena tumbukan dari molekul lain lawan. Energi yang diperlukan ini dinamakan energi aktivasi (Ea), yaitu sejumlah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk memulai reaksi.
2. Posisi tumbukan harus tepat mengenai sasaran, sehingga ikatan kimia lawan dan molekul itu sendiri dapat putus. Jadi putusnya ikatan kimia memerlukan 2 hal penting, yaitu tumbukan dengan Ea dan posisi yang tepat. Perhatikan gambar di atas, walaupun energi cukup, namun jika posisinya tidak tepat, tidak semua energi mengenai ikatan, sehingga terjadi pemborosan energi. Sebaliknya walaupun posisinya tepat mengenai sasaran, namun jika energi molekul belum mencapai Ea, tumbukannya akan pelan, sehingga gaya tarik pada ikatan kimia tidak dapat diputus.