Dalam pelajaran kimia kelas XI SMA atau Madrasah Aliyah, terdapat satu pembahasan yaitu laju reaksi. Dalam penjelasan sederhana, laju reaksi bermakna perubahan konsentrasi reaktan atu produk per satuan waktu. Untuk mengukur besaran laju dapat dilihat dari ukuran cepat atau lambat yang berpatokan pada suatu rekasi kimia. Laju reaksi mempunya satuan khusus yang bernama M/s [Molar per detik].
Proses karatnya besi menjadi bagian salah satu contoh atas reaksi kimia lambat yang dapat berlangsung selama beberapa tahun. Adapun laju reaksi menyatakan molaritas zat teralrut dalam reaksi yang dihasilkan tiap reaksi. Pada sebagian besar reaksi, laju reaksi dapat menimbulkan semakin berkurang seiring dengan berlangsungnya reaksi.
Dilansir dari Materi Kimia Kelas XI yang diterbitkan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, ada peta konsep dalam proses pembelajaran laju reaksi. Dari laju reaksi bercabang dengan konsentrasi, luas permukaan, suhu, sifat zat dan katalis. Dalam kelanjutannya, luas permukaan memiliki anak cabang yaitu tetapan laju reaksi hingga orde reaksi.
Orde reaksi memiliki empat anak cabang, yaitu reaksi orde nol, reaksi orde satu, reaksi orde tiga, reaksi orde pecahan.
Selain orde reaksi, ada juga katalis yang memiliki anak cabang dalam peta konsep. Pertama, menurunkan energi aktivitas. Kedua, homogen. Ketiga, heterogen. Keempat, biokatalis.
Baca Juga
Peta konsep di atas menjadi awal dalam penjelasan mengenai faktor yang mempengaruhi laju rekasi:
Advertising
Advertising
- Orde reaksi adalah tingkat reaksi terhadap suatu komponen merupakan pangkat dari konsentrasi komponen tersebut dalam hukum laju. Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang dapat mempercepat laju reaksi.
- Luas permukaan sentuh memiliki fungsi dan peranan yang sangat penting, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu pula, apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, oleh karenanya laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; di sisi lain semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.
- Suhu yang turut berperan serta dalam mempengaruhi laju reaksi. Hal itu disebabkan bilamana suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil. Suhu merupakan properti fisik dari materi yang kuantitatif mengungkapkan gagasan umum dari panas dan dingin.
- Katalis yang merupakan zat dengan fungsi mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Sebuah katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.
Katalis memiliki peluang untuk 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.
Baca Juga
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 antara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.
Pada umumnya, katalis homogen 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
Dari rumusan tersebut dapat disimpulkan menjadi sebuah pola tersendiri, yaitu:
A+B+C>AB+C
Hal itu disebabkan oleh katalis [C] yang termakan reaksi 1, kemudian selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, oleh karenanya menghasilkan rumus seperti di atas.
Keempat, adalah molaritas. Pada pola ini ada banyak mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Adapun korelasinya 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.
Kelima adalah konsentrasi. Persamaan laju reaksi selalu didefinsikan dengan bentuk konsentrasi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konsentrasi, maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia, dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat. Jadi semakin tinggi konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.
Hukum Laju Reaksi
Dalam proses perjalanan laju reaksi, sebagaimana umumnya bahwa penyebutan satuan dinyatakan dengan mol/liter [baca: mol per liter] atau yang disebut juga dengan molaritas. Molaritas itu sendiri ialah ukuran yang menyatakan banyak mol zat terlarut dalam satu liter larutannya.
Berikut rumus dari hukum laju reaksi:
r=k[X]a[Y]b[Z]c
k= tetapan laju
[X], [Y], [Z]= konsentrasi pereaksi
a, b, c= orde reaksi
STOCKVAULT/GEOFFREY WHITEWAY
Ilustrasi kimia
KOMPAS.com - Laju reaksi kimia dapat berubah menjadi lebih cepat ataupun lebih lambat pada reaktan-reaktan yang sama.
Perubahan ini dipengaruhi beberapa faktor seperti konsentrasi zat pereaksi, luas permukaan molekul zat pereaksi, suhu reaksi, dan katalisator. Berikut penjelasan mengenai faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi:
Konsentrasi yang memengaruhi laju reaksi adalah jumlah mol dalam satu liter pelarut. Satuan konsentrasi yang digunakan adalah molaritas.
Semakin besar molaritas suatu reaktan, maka akan semakin cepat laju reaksinya berlangsung. Semakin tinggi molaritasnya berarti semakin padat dan banyak molekul yang terkandung.
Molekul tersebut bergerak dan bertabrakan terus-menerus sehingga reaksi akan berlangsung semakin cepat.
Konsentrasi juga memengaruhi laju reaksi dalam bentuk tingkat reaksi atau orde reaksi. Semakin tinggi orde reaksinya, maka akan semakin cepat reaksi tersebut berlangsung.
Jika orde reaksinya nol berarti konsentrasi zat tidak memengaruhi laju reaksi.
Baca juga: Faktor-Faktor Pendorong Mobilitas Sosial
Luas permukaan molekul ataupun partikel reaktan sangat memengaruhi kecepatan reaksi. Dilansir dari Encyclopaedia Britannica, bila kedua reaktan memiliki permukaan partikel yang luas, gesekan antarpartikel yang bergerak akan lebih sering terjadi.
Hal ini akan menyebabkan reaksi berlangsung menjadi lebih cepat. Reaktan padat yang berbentuk serbuk lebih mudah bereaksi dibandingkan dengan reaktan padat yang berbentuk batangan.
A. Judul percobaan
Percobaan ini berjudul faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.
B. Tanggal percobaan
Percobaan ini dilakukan pada tanggal 30 November 2012.
C. Tujuan
1. Mempelajari pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi
2. Mempelajari pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi
3. Mempelajari fungsi katalis dalam laju reaksi
D. Dasar teori
· Konsentrasi
Pada umumnya konsentrasi zat berkaitan dengan jumlah partikel zat terlarut. Makin besar konsentrasi zat, maka jumlah partikel zat terlarut makin banyak dan jarak antarpartikel makin dekat, sehingga tumbukan makin sering terjadi dan reaksi berlangsung lebih cepat. Dari hal ini maka dapat disimpulkan bahwa makin besar konsentrasi zat, maka makin cepat reaksi berlangsung.
· Luas Permukaan
Untuk reaksi yang melibatkan zat padat, luas permukaan sentuh dapat memengaruhi laju reaksi. Makin besar luas permukaan bidang sentuh, maka makin banyak jumlah partikel, sehingga frekuensi tumbukan antarpartikel makin banyak dan laju reaksi makin cepat. Untuk reaksi yang melibatkan pereaksi dalam bentuk padat, luas permukaan zat bertambah jika ukurannya diperkecil.
Suatu reaksi melibatkan pereaksi dalam bentuk padat. Perubahan laju reaksi semata-mata sebagai akibat perbedaan ukuran kepingan. dalam hal ini, ukuran kepingan kita sebut variabel bebas [variabel manipulasi], perubahan laju reaksi [waktu reaksi] sebagai variabel terikat [variabel respons], semua faktor lain yang dibuat tetap disebut variabel kontrol.
Suatu zat akan bereaksi apabila bercampur danbertumbukan. Pada pencampuran reaktan yang terdiri dari dua fase atau lebih, tumbukan berlangsung pada bagian permukaan zat. Padatan berbentuk serbuk halus memiliki luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar daripada padatan berbentuk kepingan atau butiran. Semakin luas permukaan partikel, maka frekuensi tumbukan kemungkinan akan semakin tinggi sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.
· Katalis
Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi zat itu sendiri tidak mengalami perubahan yang kekal [tidak dikonsumsi atau tidak dihabisakan]. Selain Katalis juga ada yang terdapat katalis negatif atau inhibitor yaitu zat yang dapat memperlambat reaksi.
Fungsi katalis adalah memperkecil energi aktivasi dan memperbanyak pusat-pusat aktif, sehingga pada suhu yang sama akan memperbesar harga laju reaksi. Katalis dalam industri kimia dapat membantu mempercepat terjadinya reaksi atau membantu mempercepat terjadinya reaksi suatu zat.
Reaksi kimia terjadi karena adanya tumbukan yang efektif antara partikel-partikel zat yang bereaksi. Tumbukan efektif adalah tumbukan yang mempunyai energi yang cukup untuk memumtuskan ikatan-ikatan pada zat yang bereaksi. [James E. Brady, 1990].
E. Alat dan bahan
· Konsentrasi
1. neraca
2. botol bermulut sempit
3. stopwatch
4. balon
5. HCl 3 M
6. HCl 1 M
7. CaCO3
· Luas Permukaan
1. neraca
2. botol bermulut sempit
3. stopwatch
4. balon
5. asam asetat
6. cangkang telur
· Katalis
1. tutup kaleng
2. korek api
3. gula batu
4. abu rokok
F. cara kerja
· Konsentrasi
1. Timbang sebanyak dua kali CaCO3 masing-masing 4 gram.
2. Masukkan masing-masing 4 gram CaCO3 ke dalam balon yang berbeda.
3. Ambil dua buah botol, isi botol pertama dengan 10 ml HCl 1 M, dan isi botol kedua 10 ml HCl 3 M.
4. Siapkan stopwatch
5. Letakkan mulut balon pada mulut botol tanpa menuang isi balon.
6. Tuangkan isi balon pada masing-masing botol secara bersamaan dan catat waktu yang diperlukan sampai balon mengembang.
· Luas Permukaan
1. Timbang sebanyak dua kali cangkang telur, masing-masing 4 gram.
2. Gerus salah satu bagian sehingga menjadi serbuk.
3. Masukkan kedua cangkang yang berbeda bentuk tadi [serbuk dan utuh] ke dalam balon yang berbeda.
4. Ambil dua buah botol, isi masing-masing botol dengan asam asetat 10 ml.
5. Siapkan stopwatch.
6. Letakkan mulut balon pada mulut botol tanpa menuang isi balon.
7. Tuangkan isi balon pada masing-masing botol secara bersamaan dan catat waktu yang diperlukan sampai balon mengembang.
· Katalis
1. Letakkan gula batu diatas tutup kaleng
2. Tutup salah satu sudutnya dengan abu rokok lalu sulut dengan korek api di tempat abu itu
G. Data pengamatan
· Konsentrasi
| No. | Konsentrasi HCl | Waktu |
| 1. | 1 M | 53.98 sekon |
| 2. | 3 M | 08.20 sekon |
· Luas Permukaan
| No. | Ukuran Cangkang Telur | Waktu |
| 1. | Utuh | 01.25.57 menit |
| 2. | Serbuk | 01.04.89 menit |
· Katalis
Gula batu dicampur dengan abu dapat terbakar, dalam kondisi ini gula batu sebagai katalis. Sedangkan abu rokok kalau dibakar sendiri tidak bisa terbakar.
H. Analisis data
· Konsentrasi
Data di atas menyatakan bahwa HCl 3 M dapat mengembangkan balon dengan waktu 08.20 sekon yang lebih cepat daripada HCl 1 M yang lebih lama dalam mengembangakan balon yaitu dengan waktu 53.98 sekon.
· Luas Permukaan
Data di atas menyatakan bahwa cangkang telur berbentuk utuh dapat mengembangkan balon dengan waktu 01.25.57 menit yang lebih lambat dengan cangkang telur yang berbentuk serbuk yang dapat mengembangkan balon dengan waktu 01.04.89 menit.
· Katalis
Data di atas menyatakan bahwa gula batu sebagai katalis dapat membuat yang mulanya abu rokok tidak bisa terbakar menjadi terbakar. Dari hasil percobaan diatas menunjukkan bahwa katalis dapat memperkecil energi aktivasi dan memperbanyak pusat-pusat aktif, sehingga pada suhu yang sama akan memperbesar harga laju reaksi. Sehingga dapat dikatakan bahwa katalis dapat membantu mempercepat terjadinya reaksi suatu zat.
I. Kesimpulan
· Maka dapat diketahui bahwa pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi dapat mempengaruhi cepat atau lambatnya laju reaksi.
Pada data percobaan konsentrasi terlihat makin besar konsentrasi HCl, laju reaksi makin cepat, maka dapat dikatakan :
Makin besar konsentrasi, laju reaksi makin cepat
· Pada percobaan besar luas permukaan cangkang telur berbentuk serbuk dan berbentuk kepingan, permukaan cangkang telur berbentuk serbuk akan bereaksi lebih cepat daripada cangkang telur berbentuk kepingan.
Luas permukaan bidang sentuh cangkang telur dalam bentuk serbuk lebih besar daripada cangkang telur berbentuk kepingan dalam massa yang sama. Dengan demikian dapat dikatakan:
Makin luas permukaan bidang sentuh, makin cepat laju reaksi
· Dari hasil percobaan diatas menunjukkan bahwa katalis dapat memperkecil energi aktivasi dan memperbanyak pusat-pusat aktif, sehingga pada suhu yang sama akan memperbesar harga laju reaksi. Sehingga dapat dikatakan bahwa katalis dapat membantu mempercepat terjadinya reaksi suatu zat.
Katalis hanya dapat mempercepat laju reaksi tanpa ikut bereaksi, sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali.
Daftar Pustaka
Anshory, Irfan. 2000. Kimia 3 SMU Untuk Kelas III. Jakarta: Erlangga.
_____. 2000. Kimia SMU I. Jakarta: Erlangga.
BSNP. 2006. Standar Isi KTSP. Jakarta.
Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar “Konsep-Konsep Inti”. Jilid 1 dan 2. Jakarta: Erlangga.
Fessenden, Ralp J and Joan S. Fessenden. 1986. Kimia Organik, Edisi Ketiga Jilid 1. Alih Bahasa A.H. Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.
Kitti, Sura. 1996. Kimia 3B Untuk Kelas III SMU. Klaten: Intan Pariwara.
Keenan, C.W. kleinfelter, D.C. and Wood, J.H. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas, Edisi Keenam Jilid II. Alih Bahasa A.H. Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.
Maria Kuswati, Tine dkk, 2005. Sains Kimia Kelas 1A, 2A, 3A. Jakarta: Bumi Aksara.
Nana Sutresna. 1994. Penuntun Belajar Kimia I. Bandung: Ganecha Exact.
Newmark, Ann. 2000. Jendela Iptek Kimia. Jakarta: Balai Pustaka.
Parning dan Horale. 2005. Kimia 1A, 2A, 3A. Jakarta: Yudhistira.
Petrucci, Ralph. 1993. Kimia Dasar, Prinsip, dan Terapan Modern, Edisi Keempat. Jilid 3. Alih Bahasa Suminar. Jakarta: Erlangga.
Sudarmo, Unggul. 2005. Kimia Untuk Kelas X, XI, XII. Jakarta: Erlangga.
Sukarjo. 2007. Sains Kimia SMA/MA Kelas X, XI, dan XII. Jakarta: Sinar Grafika.
Tim Oxford University Press. 2005. Oxford Ensiklopedia Pelajar, Edisi Keenam. Jakarta: Widyadara.
Trisnawati, Agusniar. 2000. Kamus Kimia Bergambar [Terjemahan]. Jakarta: Erlangga.
BSE [Buku Sekolah Elektronik]
Irfan Permana. 2009. Memahami Kimia 1 Kelas 10. Penerbit: Pusat Pebukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Ari Harnanto, Ruminten. 2009. Kimia 1 Kelas 10. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Budi Utami, Agung Nugroho Catur Saputro, Lina Maha. 2009. Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Crys Fajar Pratana, Antuni Wiyarsih. 2009. Mari Belajar Kimia 2 Kelas 11. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Budi Utami, Agung Nugroho Catur Saputro, Lina Maha. 2009. Kimia 2 Untuk SMA/MA Kelas XI. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Budi Utami, Agung Nugroho Catur Saputro, Lina Maha. 2009. Kimia 3 Program Ilmu Alam. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Ari Harnanto, Ruminten. 2009. Kimia 3 Kelas 12. Penerbit: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Sumber: //donytriosa.blogspot.com/2011/12/laporan-kimia-tentang-faktor-faktor.html