Pintar Pelajaran Efek Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi, Praktikum Kimia, Pola Soal, Pembahasan

Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi, Praktikum Kimia, Contoh Soal, Pembahasan - Laju reaksi dari banyak sekali reaksi biasanya berbeda-beda, ada yang cepat dan ada yang lambat. Salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi di antaranya yakni konsentrasi pereaksi. Persamaan laju reaksi merupakan persamaan aljabar yang menyatakan relasi laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi. Persamaan laju reaksi atau aturan laju reaksi sanggup diperoleh dari serangkaian eksperimen atau percobaan. Dalam setiap percobaan, konsentrasi salah satu pereaksi diubah-ubah, sedangkan konsentrasi pereaksi lain dibentuk tetap.

Secara umum ditulis berdasarkan persamaan reaksi sebagai berikut.

aA + bB → cC + dD

dan persamaan laju reaksinya:

r = k [A]^m [B]ⁿ

Keterangan :

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

m, n = orde (tingkat) reaksi pada pereaksi A dan B

Orde reaksi hanya sanggup ditentukan secara eksperimen. Orde reaksi pada reaksi keseluruhan disebut orde reaksi total. Besarnya orde reaksi total yakni jumlah semua orde reaksi pereaksi. Jadi, orde reaksi total (orde reaksi) pada reaksi tersebut yakni m + n.

Berikut ini terdapat beberapa pola reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari hasil eksperimen.

Reaksi	Rumus laju reaksi hasil eksperimen
2 H2(g) + 2 NO(g) → 2 H2O(g) + N2(g)	r = k [H2] [NO]2
H2(g) + I2(g) → 2 HI(g)	r = k  [H2] [I2]
2 HI(g) → H2(g) + I2(g)	r = k  [HI]2
2 H2(g) + SO2(g) → 2 H2O(g) + S(g)	r = k  [H2] [SO2]
2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g)	r = k  [H2O2]2

Berdasarkan persamaan laju reaksi sanggup ditentukan tingkat (orde) reaksi.

Contoh :

Untuk reaksi 2 H₂(g) + 2 NO(g) → 2 H₂O(g) + N₂(g) dengan persamaan laju reaksi r = k [H₂] [NO]², mempunyai tingkat (orde) pertama terhadap H₂ dan tingkat (orde) kedua terhadap NO, sehingga keseluruhan merupakan tingkat (orde) ketiga.

Contoh soal:

Pada temperatur 273 °C, gas brom sanggup bereaksi dengan nitrogen monoksida berdasarkan persamaan reaksi:

2 NO(g) + Br₂(g) → 2 NOBr(g)

Data hasil eksperimen dari reaksi itu yakni sebagai berikut.

Percobaan	Konsentrasi awal (mol.L–1)		Laju reaksi (mol.L–1detik–1)
	NO	Br
1	0,1	0,05	6
2	0,1	0,10	12
3	0,1	0,20	24
4	0,2	0,05	24
5	0,3	0,05	54

Tentukan :

a. tingkat reaksi terhadap NO;

b. tingkat reaksi terhadap Br₂ ;

c. tingkat reaksi total;

d. persamaan laju reaksinya;

e. tetapan laju reaksi (k)!

Penyelesaian:

Misal persamaan laju reaksi: r = k [NO]^m [Br₂]ⁿ

a. Untuk memilih tingkat reaksi terhadap NO dipakai [Br₂] yang sama, yaitu percobaan 1 dan 4.

Tingkat reaksi terhadap NO = 2

b. Untuk memilih tingkat reaksi terhadap Br₂ digunakan [NO] yang sama, yaitu percobaan 1 dan 2.

Tingkat reaksi terhadap Br₂ = 1

c. Tingkat reaksi total = m + n = 2 + 1 = 3

d. Persamaan reaksi:

r = k [NO]^m  [Br₂]ⁿ

r = k [NO]² [Br₂]

e. Untuk memilih harga k, sanggup diambil salah satu data hasil percobaan, contohnya data percobaan 1.

1. Praktikum Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi (1) :

Tujuan :

Menentukan tingkat reaksi terhadap pereaksi untuk reaksi antara larutan asam klorida dengan larutan natrium tiosulfat berdasarkan reaksi sebagai berikut.

2 HCl(aq) + Na₂S₂O₃(aq) → 2 NaCl(aq) + H₂O(l) + SO₂(g) + S(s)

Alat dan Bahan :

Alat dan Bahan	Ukuran satuan	Jumlah
Gelas kimia Silinder ukur Jam/stop-watch Larutan HCl Larutan Na2S2O3	100 mL 25 mL - 2 M 0,1 M	3 2 1 70 mL 100 mL

Cara Kerja :

1. Buatlah tanda silang dengan tinta hitam pada sehelai kertas, lalu letakkan sebuah gelas kimia di atas tanda silang tersebut. Ukur 10 mL larutan HCl 2 M dan masukkan ke dalam gelas kimia tersebut.
2. Dengan silinder ukur yang lain, ambillah 20 mL larutan natrium tiosulfat 0,1 M. Kemudian tuangkan ke dalam gelas kimia yang berisi larutan HCl di atas. Catat waktu semenjak penuangan hingga tanda silang tidak tampak.
3. Ulangi percobaan di atas dengan memakai larutan Na₂S₂O₃ yang telah diencerkan menyerupai tertera dalam tabel 1. dan lengkapi datanya dari hasil percobaanmu.
4. Ulangi percobaan dengan memakai larutan HCl yang diencerkan dengan banyak sekali volume, sementara larutan Na₂S₂O₃ volumenya tetap menyerupai tertera pada tabel 2.

Hasil Pengamatan :

Tabel 1.

Volume HCl 2 M (mL)	Volume (mL)			[Na2S2O3] awal	waktu (detik)	1/waktu
	Na2S2O3	Air	Jumlah
10	20	0	30	..............	..............	..............
10	15	5	30	..............	..............	..............
10	10	10	30	..............	..............	..............
10	5	15	30	..............	..............	..............

Tabel 2.

Volume Na2S2O3 (mL)	Volume (mL)			[HCl] awal	waktu (detik)	1/waktu
	HCl 2 M	Air	Jumlah
10	20	0	30	..............	..............	..............
10	15	5	30	..............	..............	..............
10	10	10	30	..............	..............	..............
10	5	15	30	..............	..............	..............

Kesimpulan :

Dengan menjawab beberapa pertanyaan berikut ini diharapkan kau sanggup menarik kesimpulan yang benar.

1. Buatlah grafik 1/waktu (sumbu Y) terhadap konsentrasi Na₂S₂O₃ (sumbu X)!

a. Bagaimana relasi matematis antara 1/waktu dengan konsentrasi natrium tiosulfat?

b. Berapa tingkat reaksi (orde reaksi) terhadap Na₂S₂O₃?

2. Buatlah grafik 1/waktu terhadap konsentrasi HCl!

a. Bagaimana relasi matematis antara 1/waktu terhadap [HCl]?

b. Berapa tingkat reaksi terhadap HCl?

3. Berapa tingkat reaksi totalnya?

4. Tuliskan persamaan laju reaksi di atas!

5. Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas!

Untuk beberapa reaksi baik reaksi dalam fasa gas, cair ataupun padat kenaikan konsentrasi meningkatkan laju reaksi. Contoh reaksi antara asam klorida yang ditambahkan pada natrium tiosulfat, endapan kuning terbentuk yang mengatakan pembentukkan belerang. [1]

2 HCl(aq) + Na₂S₂O₃(aq) → 2 NaCl(aq) + H₂O(l) + SO₂(g) + S(s)

Jika larutan natrium tiosulfat dibentuk semakin encer, pembentukkan endapan semakin membutuhkan waktu yang lama. Dengan perkiraan bahwa reaksi terjadi antara dua partikel alasannya yakni terjadinya tumbukan, tumbukan yang menghasilkan reaksi disebut tumbukan efektif. Ini berlaku untuk reaksi pada fasa apapun, baik untuk fasa gas, cair atau pun padat. Jika konsentrasi tinggi maka kemungkinan terjadinya tumbukan semakin banyak.  [1]

Anggaplah pada suatu waktu kau punya satu juta partikel yang mempunyai cukup energi (E) untuk mengatasi energi aktivasinya (Ea) sehingga sanggup bereaksi, atau E > Ea. Jika kau punya 100 juta maka akan bereaksi 100 juta, maka hasil reaksi biasanya mengikuti kelipatan zat pereaksi yang ditambahkan.  [1]

2. Praktikum Pengaruh Konsentrasi terhadap Laju Reaksi (2) : [2]

Pada umumnya, reaksi kimia akan berlangsung lebih cepat, kalau konsentrasi pereaksi ditingkatkan. Untuk lebih memahami hal tersebut, lakukan percobaan berikut ini.

Alat dan materi :

1. 3 buah tabung reaksi
2. 3 buah batang magnesium (Mg) dengan panjang 5 cm
3. 10 mL larutan HCl dengan konsentrasi masing-masing 1 M, 2 M, dan 3 M

Cara kerja :

1. Masukkan larutan HCl ke dalam tabung reaksi yang sudah Anda beri tanda 1 M, 2 M, dan 3 M.
2. Siapkan pencatat waktu (stopwatch), masukkan pita Mg ke dalam tabung no. 1 yang berisi larutan HCl 1 M.
3. Catat waktu yang diperlukan, mulai dari ketika memasukkan pita Mg hingga dengan pita Mg habis bereaksi dengan HCl.
4. Salin dan masukkan hasil pencatatan waktu yang diharapkan oleh masing-masing tabung pada tabel hasil pengamatan.
5. Ulangi aktivitas dengan memakai HCl 2 M dan HCl 3 M.
6. Buat kesimpulan dari percobaan Anda dengan membandingkan waktu yang diharapkan oleh masing-masing tabung reaksi.

Tabel Pengamatan

Tabung Reaksi	Pita Logam Mg (cm)	Molaritas HCl (M)	Waktu (detik)
1	5	1	.........................
2	5	2	.........................
3	5	3	.........................

Dari percobaan di atas, Anda sanggup mendapat kesimpulan bahwa kalau molaritas HCl dinaikkan pada panjang pita logam Mg yang sama, maka reaksi akan berlangsung lebih cepat.

Gambar 1. Reaksi larutan asam klorida 3 M dengan logam zink (sebelah kiri) dan reaksi larutan asam klorida 0,5 M dengan logam zink (sebelah kanan). Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.

Anda kini sudah mengetahui Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Harnanto, A dan Ruminten. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 294.

Referensi Lainnya :

[1] Fauziah, N. 2009. Kimia 2 : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XI IPA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 188.

[2] Utami, B. A. Nugroho C. Saputro, L. Mahardiani, S. Yamtinah, dan B. Mulyani. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Program Ilmu Alam. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 274.