Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Sunaryo, ST
SMA Muhammadiyah Susukan......

Laju reaksi menyatakan besarnya perubahan konsentrasi pereaksi (reaktan) atau hasil reaksi (produk) dalam satuan waktu.
Untuk lebih lengkapnya mengenai definisi laju reaksi bisa dilihat di

Sementara itu faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi antara lain
1. Konsentrasi
Semakin besar konsentrasi, semakin besar laju reaksi.
Konsntrasi semakin besar maka jumlah partikel yang bertumbukan
semakin banyak.
2. Suhu
Semua Laju reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Semakin besar suhu, maka laju reaksi semakin besar (laju reaksi semakin cepat).
Kenaikan 10⁰C, laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat.
q = kelipatan 10⁰C -> q = (T₁-T₀)/10
Secara Umum :
v₁ = n. v_o   Atau 1/t₁=n . 1/t₀
Keterangan :
v₀            = laju reaksi pada suhu T₀
v₁            = laju reaksi pada suhu T₁
t₀             = waktu pada suhu T₀
t₁             = waktu pada suhu T₁
n             = koefisien suatu reaksi (laju reaksi berlangsung n kali lebih cepat setiap kenaikan a⁰C)
T₀            = suhu mula-mula
T₁            = suhu akhir

3. Luas Permukaan Sentuhan
Semakin besar luas permukaan zat reaktan, semakin cepat laju reaksi.
Cara memperluas permukaan adalah \dengan mengubah zat menjadi lebih kecil/halus sehingga tumbukan antar partikel zat pereaksi lebih besar.
4. Katalis
Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi.
Sifat-sifat katalisator antara lain :

Menurunkan energi aktivasi (energi minimum yang dimiliki pertikel-partikel agar tumbukan menghasilkan reaksi), artinya mengubah mekanisme reaksi.

Mempercepat laju reaksi baik reaksi maju maupun reaksi balik, karena komposisi katalis tidak berubah pada akhir reaksi.
Konsentrasi katalis semakin besar, reaksi semakin cepat.
Katalis bekerja pada suhu optimum.
Logam transisi (Pt, Ni, Fe) benyak digunakan sebagai katalis heterogen.
Katalis tidak mengubah ketetapan kesetimbangan (K)
Katalis bersifat selektif, artinya katalis pada suatu reaksi tidak bersifat katalis pada reaksi yang lain,

Ada juga zat-zat yang kerjanya berlawanan dengan kerja katalis, yaitu memperlambat atau menghentikan reaksi. Zat-zat semacam ini disebut antikatalis atau katalis negatif. Atau kadang disebut juga inhibitor.
Bila dalam suatu reaksi ada salah satu hasil reaksi yang memiliki sifat katalis maka disebut autokatalis. Reaksi ini memiliki cirri khas, yaitu mula-mula reaksi berjalan lambat, lama kelamaan makin cepat. Contoh : reaksi-reaksi Kalium Permanganat, KMnO₄. Salah satu hasil reaksinya adalah MnO atau MnO₂.
Jenis-jenis katalis :
a. Katalis Homogen
Yaitu katalis yang satu fase dengan zat yang dikatalis.
Misal : ion Fe³⁺ (aq)dalam reaksi pengurangan hidrogen peroksida. Konsentrasi katalis homogeny juga dapat mempengaruhi laju reaksi.
b. Katalis Heterogen
Yaitu katalis yang tidak satu fase dengan zat yang dikatalis.
Misal : Serbuk MnO₂ pada penguraian kalium klorat.

Kesetimbangan Kimia
(sunaryo, ST), SMA Muhammadiyah Susukan

Kesetimbangan Kimia merupakan keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan/pereaksi sama dengan laju terbentuknya produk/hasil reaksi.

Kesetimbangan kimia mempunyai sifat dinamis sehingga juga sering disebut kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis merupakan suatu reaksi bolak-balik pada saat keadaan konsentrasi tetap tapi sebenarnya tetap terjadi reaksi (terus-menerus). Kesetimbangan dinamis tidak terjadi secara makroskopis melainkan secara mikroskopis (partikel zat).

Ciri-ciri Keadaan Setimbang

Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.
Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan.
Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.
Konsentrasi produk dan reaktan tetap.
Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.

Pergeseran Kesetimbangan Kimia

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan

1. Pengaruh Konsentrasi Zat terhadap kesetimbangan kimia

Jika konsentrasi salah satu zat ditambah, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser dari arah (menjauhi) zat yang ditambah konsentrasinya.

Jika konsentrasi salah satu zat dikurangi, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat dikurangi konsentrasinya.

Contoh : Pada persamaan reaksi berikut.

N2(g)+ 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 kJ

Apabila konsentrasi N2 ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan, karena bila konsentrasi zat ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser dari arah yang ditambah konsentrasinya.

Apabila konsentrasi N2 dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri, karena bila konsentrasi zat dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang ditambah konsentrasinya.

2. Pengaruh Tekanan dan Volume terhadap kesetimbangan kimia

Apabila tekanan pada sistem ditambah/volume diperkecil maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil.

Apabila tekanan pada sistem diperkecil/volume ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar.

Contoh : Pada persamaan reaksi berikut

N2(g)+ 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 kJ

Jumlah mol reaktan = 1 + 3 = 4

Jumlah mol produk = 2

Apabila tekanan pada sistem ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan, karena jika tekanan ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil yakni 2.

Apabila volume pada sistem dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan, karena jika volume sistem dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil yakni 2.

Apabila tekanan pada sistem dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri, karena jika tekanan ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar yakni 4.

Apabila volume pada sistem ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri, karena jika volume sistem ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar yakni 4.

3. Pengaruh Temperatur terhadap kesetimbangan kimia

Apabila temperatur sistem dinaikkan maka reaksi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm).

Apabila temperatur sistem dikurangi maka rekasi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang melepaskan kalor (eksoterm).

Contoh : Pada persamaan reaksi

[A] + [B] <==> [C] H = -X

[C] merupakan reaksi eksoterm (melepaskan kalor) dan [A] + [B] merupakan reaksi endoterm (membutuhkan kalor).

Apabila temperatur dinaikkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri karena jika temperatur sistem dinaikkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm).

Apabila temperatur diturunkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan karena jika temperatur sistem dinaikkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm).

Tetapan Kesetimbangan

Tetapan kestimbangan biasa disimbolkan dengan "K" atau "Kc"

Rumus Umum Kesetimbangan Kimia

Persamaan atau rumus umum kesetimbangan kimia yaitu,

Kesetimbangan Heterogen

Pada kesetimbangan heterogen bantuk zat-zat yang terlibat dalam reaksi tidak sama, sehingga yang diambil untuk menentukan tetapan kesetimbangan adalah konsentrasi zat yang tetapan kesetimbangannya dipengaruhi yakni larutan dan gas.

Kesetimbangan Homogen

Pada kesetimbangan heterogen bantuk zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama, sehingga seluruh konsentrasi zat digunakan untuk menentukan tetapan kesetimbangan. Namun yang perlu diingat, bahwa yang dipengaruhi tetapan kesetimbangan hanya bentuk gas dan larutan saja.

Contoh Soal

Diketahui suatu reaksi kesetimbangan

2A + B <==> A2B

Pada kondisi awal di dalam bejana 2 liter terdapat 2 mol A dan 2 mol B. Jika dalam kesetimbangan

0,5 mol A, maka tetapan kesetimbangannya adalah....

Jawab

Dari permasalahan dapat ditentukan jumlah mol sebagai berikut.

Jadi

Volume dalam permaslahan di atas tidak berpengaruh karena akan saling menghilangkan.

Tetapan Kesetimbangan Parsial

Tetapan kesetimbangan parsial adalah perbandingan dari hasil kali tekanan pasrsial produk berpangkat kofisiennya masing-masing dengan tekanan pasrsial reaktan berpangkat kofisiennya masing-masing. Tetapan kestimbangan parsial disimbolkan "Kp".

Ket :
p = tekanan parsial

Ket :
pX = tekanan parsial yang dicari
nX = mol dari zat yang dicari tekanan parsialnya
En = total mol sistem
Ep = total tekanan parsial sistem

Contoh Soal
Sebanyak 6 mol NH3 dipanaskan hingga menjadi N2 dan H2. Pada saat kesetimbangan tercapai tersisa 2 mol NH3 . Jika tekanan total campuran gas adalah 10 atm makan tentukanlah harga Kp.

Jawaban
Dari persoalan kita dapat temukan data sebagai berikut.

Total mol dalam sistem

Mancari tekanan parsial pada setiap zat dengan persamaan

Sehingga didapatkan pNH3 = 2 atm, pN2 = 2 atm, dan pH2 = 6atm

Hubungan Kesetimbangan Tekanan Parsial dengan Tetapan Kesetimbangan

Hubungan antara tetapan kesetimbangan parsial dengan tekanan kesetimbangan dinyatakan dengan persamaan :

Ket :

R = kostanta gas

T = Suhu

p,q,m, dan n = kofisien dari zat yang bereaksi.

Derajat Disosiasi

Derajat disosiasi adalah nilai yang digunakan untuk mengetahui berapa bagian zat yang terdisosiasi. Persamaan derajat disosiasi yakni

Arti Tetapan Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan dapat digunakan untuk beberapa fungsi antara lain

Memberi petunjuk tentang posisi kesetimbangan

Pada reaksi kesetimbangan, Kc dan Kp merupakan perbadingan konsentrasi atau tekanan parsial dari zat hasil reaksi (produk) dengan zat peraksi (reaktan) dalam keadaaan setimbang.

-Jika nilai Kc atau Kp besar menunjukkan bahwa reaksi tekanan berlangsung sempurna atau hampir sembpurna.

-Jika nilai Kc atau Kp kecil menunjukkan bahwa reaksi tekanan berlangsung sedikit.

Meramalkan arah reaksi

Apabila ke dalam persamaan tetapan kesetimbangan zat-zat hasil reaksi yag dimasukkan bukan merupakan keadaan setimbang maka harga diperoleh disebut quotion reaksi (Qc). Qc merupakan perbandingan konsentrasi-konsentrasi yang bentuknya sama dengan persamaan Kc dengan ketentuan sebagai berikut.

- Jika Qc < Kc maka reaksi akan berlangsung dari kiri ke kanan sampai terjadi keadaan setimbang.

- Jika Qc > Kc maka reaksi akan berlangsung dari kanan ke kiri sampai terjadi keadaan setimbang.

- Jika Qc = Kc maka terjadi keadaan setimbang.

terima kasih

Kamis, 21 Mei 2015