PERSAMAAN LAJU REAKSI (HUKUM LAJU) DAN ORDER (TINGKAT) REAKSI

Selamat berjumpa lagi siswa-siswi sekalian..........
Sekarang kita akan mempelajari tentang Hukum Laju yang dinyatakan dalam persamaan laju reaksi serta order atau tingkat reaksi...............yuukkk kita mulai belajar..!!!

Jika diketahui suatu reaksi sebagai berikut:

aA + bB --> cC + dD
(reaktan) (produk)

Maka laju reaksi tersebut dipengaruhi oleh beberapa factor, dan diantaranya adalah factor Konsentrasi reaktan. Berdasarkan hasil eksperimen, diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi reaktan, maka reaksi akan berlangsung semakin laju (cepat).

Menurut Guldberg dan Waage, laju reaksi dalam system homogen pada waktu tertentu, berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan (pereaksi) (Paulina Hendrajanti, 2007).

Maka persamaan laju reaksi untuk reaksi:
aA + bB --> cC + dD
dapat diyatakan sbb:
v = k .[A]pangkat x . [B]pangkat y

keterangan:
v = laju reaksi (rate) , satuannya M/sec
k = konstanta laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A, satuannya Molar (M)
[B] = konsentrasi zat B, satuannya Molar (M)
x = order atau tingkat reaksi terhadap zat A
y = order atau tingkat reaksi terhadap zat B
x + y = order reaksi total

Dari persamaan laju reaksi di atas dapat dilihat hubungan antara kecepatan reaksi dengan konsentrasi molar reaktan yang dipangkatkan dengan order atau tingkat reaksi.

Nah…apa itu order atau tingkat reaksi …???
Order reaksi selalu ditemukan melalui percobaan, andaikan kita telah melakukan beberapa percobaan untuk menyelidiki apa yang terjadi dengan laju reaksi dimana konsentrasi dari satu reaktan misalnya A, berubah; maka ada beberapa hal sederhana yang akan kita temui:

1. 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.

2. Laju reaksi berbanding terbalik dengan kuadrat konsentrasi A

Hal ini berarti jika kita melipatgandakan konsentrasi dari A, laju reaksi akan bertambah 4 kali lipat (2 pangkat 2). Jika konsentrasi dari A ditingkatkan tiga kali lipat, laju reaksi akan bertambah menjadi 9 kali lipat (3 pangkat 2).

dapat dilambangkan dengan: v = k.[A]pangkat 2

Secara umum,
Dengan melakukan percobaan yang melibatkan reaksi antara A dan B, kita akan mendapatkan bahwa laju reaksi berhubungan dengan konsentrasi A dan B dengan cara :

v = k[A] pangkat x. [B] pangkat 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 (nol), berarti konsentrasi dari A tidak mempengaruhi laju reaksi.
Order reaksi total (keseluruhan), didapat dengan menjumlahkan tiap-tiap order. (Sumber : www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/laju_reaksi1/order_reaksi_dan_persamaan_laju_reaksi/)

So…..dapat disimpulkan bahwa order atau tingkat reaksi adalah pangkat konsentrasi reaktan atau pereaksi pada persamaan laju reaksi.

Contoh soal :
1. Diketahui v = k[A][B]

Dalam kasus ini, order reaksi terhadap A dan B masing-masing adalah 1. Order reaksi total adalah 2, didapat dengan menjumlahkan tiap-tiap order.

2. Diketahui v = k [B]pangkat 2
Pada reaksi ini, A berorder nol karena konsentrasi A tidak mempengaruhi laju dari reaksi, sedangkan B berorder 2 , sehingga order reaksi total adalah dua.

3. Diketahui 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.

Nahhhhh……….bagaimana cara menentukan persamaan laju reaksi dan order suatu reaksi?

1. Lewat eksperimen, contoh :
Diketahui reaksi : 2A + B2 --> 2 AB
Dan setelah dilakukan eksperimen, diperoleh data sbb:

Percobaan 1 [A]= 0,1 [B]= 0,1 waktu = 80 det
Percobaan 2 [A]= 0,2 [B]= 0,1 waktu = 40 det
Percobaan 3 [A]= 0,2 [B]= 0,2 waktu = 10 det

Pertanyaan:
a. Tentukanlah persamaan laju reaksinya.
b. Berapakah waktu reaksi jiks konsentrasi A dan B2 masing-masing 0,3 M?

Jawab:

Misalkan: v = k [A]pangkat x.[B2]pangkat y
Waktu (t) berkebalikan dengan laju (v)
dimana v = 1/t maka t = 1/v. sehingga tabel di atas dapat dimodifikasi menjadi sbb:

Percobaan 1 [A]= 0,1 [B2]= 0,1 v = 1/80
Percobaan 2 [A]= 0,2 [B2]= 0,1 v = 1/40
Percobaan 3 [A]= 0,2 [B2]= 0,2 v = 1/10

Maka tentukanlah order terhadap zat A (dengan catatan, konsentrasi B harus konstan) dengan demikian kita tetapkan untuk mengambil data percobaan 1 dan 2 lalu dibandingkan:
Rumus umum : V = k [A]pangkat x.[B2]pangkat y
V1 = k (0,1)pangkat x. (0,1)pangkat y
V2 = k (0,2)pangkat x. (0,1)pangkaty
1/80 = (0,1)pangkat x
1/40 = (0,2)pangkat x
(½)1 = ( ½ )x
X = 1
Maka order atau tingkat reaksi terhadap zat A adalah 1.


Maka tentukanlah order terhadap zat B (dengan catatan, konsentrasi A harus konstan) dengan demikian kita tetapkan untuk mengambil data percobaan 2 dan 3 lalu dibandingkan:
Rumus umum : V = k [A]pangkat x.[B2]pangkat y
V2 = k (0,2)pangkat x.(0,1)pangkat y
V3 = k (0,2)pangkat x.(0,2)pangkat y
1/40 = (0,1)pangkat y
1/10 = (0,2)pangkat y
(1/4) = ( ½ )pangkat y
(1/(2)pangkat 2 ) = ( ½ )pangkat y
y = 2

Maka order atau tingkat reaksi terhadap zat B adalah 2.

Maka sekarang diperoleh persamaan laju reaksinya sbb:

V = k [A][ B2]pangkat 2

Untuk menentukan nilai K :
Cobakan untuk percobaan 1:
V1 = k [A][ B2]pangkat 2
1/80 = k (0,1)(0,1)pangkat 2
K = 1/80 : (0,1)pangkat 3
= 12,5 mol-2 L2 sec -1
Sehingga persamaan laju reaksi yang lengkap adalah :
V = 12,5 [A][ B2]pangkat 2

b. Waktu (t) jika konsentrasi A = konsentrasi B2 = 0,3M
Maka hitunglah v terlebih dahulu:
V = 12,5 (0,3)(0,3)pangkat 2
= 0,3375 M s-1
Selanjutnya hitunglah waktu reaksi ( t = 1/v)
t = 1/v = 1/ 0,3375 = 2,96 det



2. Lewat grafik, contoh:
Dari tabel hasil eksperimen untuk reaksi A --> 2 B + C
Diperoleh data sbb:

0 [A]= 1,00 log [A]= 0,00 1/[A]= 1.00
5 [A]= 0,63 log [A]= -0,20 1/[A]= 1,6
10 [A]= 0,46 log [A]= -0,34 1/[A]= 2,2
15 [A]= 0,36 log [A]= -0,44 1/[A]= 2,8
25 [A]= 0,25 log [A]= -0,60 1/[A]= 4,0

Tentukanlah :
a. Order reaksi
b. Konstanta laju reaksi
Jawab:
a. Order reaksi dapat ditentukan dengan menggambarkan 3 grafik, yaitu:
1. Hubungan antara [A] dengan waktu (bila grafiknya linier atau berupa garis lurus, maka reaksi order 0)
2. Hubungan antara log [A] dengan waktu (bila grafiknya linier atau berupa garis lurus, maka reaksi order 1)
3. Hubungan antara 1/[A] dengan waktu (bila grafiknya linier atau berupa garis lurus, maka reaksi order 2)

kesimpulan: berdasarkan hasil grafik, maka:
* Grafik [A] vs waktu, tidak linier, maka reaksi bukan order 0.

* Grafik log [A] vs waktu, tidak linier, maka reaksi bukan order 1.

* Grafik 1/[A] vs waktu, linier, maka reaksi order 2

b. Untuk menghitung nilai konstanta laju reaksi (k) adalah dengan menghitung slope atau kemiringan grafik.

Slope = delta y / delta x
= (1,6 – 1) : (5-0)
= 0,6 : 5
= 0,12 L mol-1 menit-1