BAB2 Laju [PDF]

Citation preview

Dalam kehidupan sehari-hari sering kali dijumpai reaksi-reaksi kimia, seperti bensin terbakar, petasan meledak, dinamit mele-dak besi berkarat, plastik terurai oleh sinar matahari. Reaksi kimia tersebut berjalan pada tingkat (kecepatan) yang berbeda.



Jika suatu zat beraksi, maka konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi hasil bertambah



 laju berkurangnya konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu  laju bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu.



Ada reaksi yang berjalan sangat cepat (dalam beberapa detik), seperti dinamit atau petasan meledak, dan ada reaksi yang berjalan sangat lambat (berlangsung dalam kurun waktu yang lama), seperti penghancuran botol plastik oleh sinar matahari, kayu lapuk.



Misal : 2NO + O2 → N2O4 maka laju reaksi adalah :  berkurangnya konsentrasi (NO) atau [O2] tiap satuan waktu.  bertambahnya konsentrasi [N2O4] tiap satuan waktu. Satuan konsentrasi yang digunakan ialah molar (M) atau mol per liter (mol/L). Satuan waktu yang digunakan biasanya detik (dt). Sehingga laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per detik =



Selain itu beberapa reaksi dapat berlangsung cepat atau lambat bergantung pada kondisinya, misalnya besi mudah berkarat pada kondisi lembab, tetapi di lingkungan yang kering, misal di gurun besi berkarat cukup lambat. Cepat-lambatnya suatu zat bereaksi dipelajari dalam bab laju reaksi.



mol M = . L.dt dt



Laju atau kecepatan didefinisikan sebagai jumlah suatu perubahan tiap satuan waktu. Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun. Sebagai contoh, seseorang lari dengan kecepatan 10 km/jam artinya orang tersebut telah berpindah tempat sejauh 10 km dalam waktu satu jam.



Laju



 (CO) t (0,025 - 0,020) M  10 dt 0,005 M  10 dt M  0,0005 dt



V(CO) 



Misal : Minyak + O2 → CO2 + H2O Seiring dengan waktu maka jumlah minyak yang dibakar akan berkurang, jumlah gas CO2 dan H2O yang dihasilkan bertambah : Konsentrasi



= M dt



Misal, pada reaksi : 2CO + O2 → 2CO2 dalam waktu 10 detik konsentrasi gas CO berku-rang dari 0,025 M menjadi 0,020 M, maka laju reaksi terhadap gas CO dapat ditentu-kan berikut :



Bagaimanakah cara menyatakan laju suatu reaksi? Dalam reaksi kimia, perubahan yang dimaksud adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksi akan makin sedikit, sedangkan produk makin banyak.



Laju reaksi berbanding terbalik dengan waktu artinya semakin besar laju reaksi, semakin singkat (sedikit) waktu yang diperlukan.



CO 2  H 2 O( Hasil) Minyak  O 2 (Pereaksi)



Waktu



reaksi,



perubahan konsentrasi perubahan waktu



18 BIMBEL ALFA GAMA



[O 2 ]  [O 2 ]3 - [O 2 ]1  0,50 - 0,00  0,50 mol/L



Misalkan orang naik motor dengan kecepatan 60 km/jam, jarak 60 km akan ditempuh dalam waktu 1 jam, tetapi jika kecepatanya 80 km/jam, maka jarak 60 km akan ditempuh dengan waktu kurang dari 1 jam.



mencari perubahan waktu :  t  t 3 - t1  120 - 0  120 dt



Laju Pereaksi - Hasil Reaksi



a. Laju pembentukan gas O2 :



Untu reaksi : pA + qB → rC + sD berlaku : A =



[O 2 ] t 0,50 mol/L  120 dt mol/L  4,2.10-3 dt



[A ] t



V[ O 2 ] 



SHAPE \* MERGEFORMAT A = Laju reaksi terhadap A ∆[A] = Perubahan konsentrasi A ∆t = Perubahan waktu Hubungan laju reaksi masing-masing zat :



b. Hubungan 2SO3 → O2 + 2SO2 1 1 2 SO3 = 1 O2 SO3 = 2 O2 = 2 . 4,2.10––3 M/dt = 8,4.10––3 M



pA + qB → rC + sD 1 p



A=



1 q



B = + 1r C = + 1s D



+ = bertambahnya konsentrasi hasil – = berkurangnya konsentrasi pereaksi 1. Suatu reaksi kimia 2SO2 + O2 → 2SO3. Jelas-kan definisi laju reaksi untuk reaksi tersebut!



Misal : N2 + 3H2 → 2NH3 berlaku : 21 N2 = 13 H2 =  13 NH3 Contoh soal 1. Tentukan hubungan laju reaksi masingmasing zat dari reaksi 2N2 + 6H2 → 4NH3 Jawab : 1 1 1 2 N2 = 6 H2 = 4 NH3



2. Pada reaksi 2NH3 → N2 + 3H2. Tentukan a. NH3 = … N2 b. H2 = … NH3 c. N2 = … H2 3. Diketahui reaksi N2O4 → 2NO + O2. Jika laju peruraian, N2O4 = 5.10––4 M/dt tentukan laju pembentukan gas NO !



Contoh soal 2. Reaksi peruraian gas SO3 menurut reaksi : 2SO3 → 2SO2 + O2 dapat diamati dengan mengukur konsentrasi O2 yang dihasilkan, diperoleh data : No percobaan 1 2 3



Konsentrasi O2 (mol/L) 0,00 0,25 0,50



4. Dalam ruang 2 liter terdapat reaksi : 2A + B → 3C. Jika mula-mula terdapat [A] = 0,5 M dan setelah 3 detik, konsentrasi [A] tinggal 0,3 M maka tentukan : a. laju berkurangnya [A] ! b. laju bertambahnya [C] !



Waktu, t (detik) 0 60 120



.............................................................................................



5. Reaksi antara logam Mg dengan larutan HCl



Tentukan : a. laju pembentukan gas O2 ! b. laju peruraian gas SO3 !



diperoleh data :



Waktu (dt) 0 20 40 60 Volum H2 (mL) 0 40 80 120 Tentukan laju pembentukan gas H2 dalam mL/dt.



Jawab : mencari perubahan konsentrasi O2



.............................................................................................



19 BIMBEL ALFA GAMA



Contoh Tujuan dari mempelajari laju reaksi adalah untuk dapat memprediksi laju suatu reaksi. Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi dan tidak dipengaruhi oleh konsentrasi hasil reaksi. Biasanya makin besar konsentrasi pereaksi makin besar laju reaksi. Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatif antara laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi.



= k . [A]X . [B]Y



 Jika x = 1, reaksi orde 1 terhadap A  Jika y = 3, reaksi orde 3 terhadap B  Orde total ialah jumlah orde semua komponen dalam persamaan laju: x+ y+... Pangkat x dan y ditentukan dari data percobaan, biasanya harganya kecil dan tidak selalu sama dengan koefisien a dan b. Hal ini berarti tidak ada hubungan antara jumlah pereaksi dan koefisien reaksi dengan orde reaksi. Secara garis besar, beberapa macam orde reaksi diuraikan sebagai berikut :



Bentuk persamaan laju reaksi dinyatakan : reaksi: a A + b B → c C + d D Untuk : - A dan B adalah pereaksi, - C dan D adalah produk/hasil - a,b,c,d adalah koefisien reaksi



a. Orde Nol Persamaan laju reaksinya = k.[A]O = k



hukum lajunya dapat dituliskan berikut :



Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya bila perubahan konsentrasi pereaksi tidak mempengaruhi laju reaksi. Jika konsentrasi pereaksi diubah, harga laju reaksi, tidak



= k . [A]X . [B]Y k = tetapan laju, x = orde/tingkat reaksi terhadap pereaksi A y = orde/tingkat reaksi terhadap pereaksi B [ A], [B] = konsentrasi dalam molaritas.



berubah (tetap).



Semakin besar harga k semakin cepat laju reaksi. Setiap reaksi memiliki nilai k yang berbeda pada suhu tertentu. k makin besar jika suhu dinaikan.



[A] b. Orde Satu



Pangkat terhadap konsentrasi pereaksi dalam persamaan laju reaksi disebut orde reaksi. Pangkat x dan y ditentukan dari data percobaan. Nilai orde reaksi x dan y kadangkadang sama dengan koefisien pereaksi, tetapi sering kali berbeda.



Persamaan laju reaskinya :



= k . [A]1



Jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 3 kali, maka laju reaksi menjadi 31 = 3 kali lebih besar Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu.



Salah satu faktor yang dapat memper-cepat laju reaksi adalah konsentrasi, namun seberapa cepat hal ini terjadi? Menemukan orde reaksi merupakan salah satu cara memperkirakan sejauh mana konsentrasi zat pereaksi mempe-ngaruhi laju reaksi tertentu.



[A] c. Orde Dua



Orde reaksi atau tingkat reaksi terhadap suatu komponen merupakan pangkat dari konsentrasi komponen tersebut dalam hukum laju.



Persamaan laju reaksinya :



20 BIMBEL ALFA GAMA



= k . [A]2



Jika konsentrasi zat [A] dinaikkan 3 kali, maka laju reaksi akan menjadi 32 = 9 kali lebih besar



 [B] no.2  no 2 ......  no1  [B] no.1   0,2   0,1   



Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat 2 dari konsentrasi pereaksi.



x



x







V no.2 V no.1



0,04 0,02







( 2 )x  2 x  1



orde reaksi terhadap B = 1, maka [B]1 c. Orde total : x+y = 2+1 =3



[A]



Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi secara kuantitatif hanya dapat diketahui dari hasil eksperimen. Contoh, penentuan persa-maan laju dengan metode laju awal.



d.



Persamaan laju reaksi :



= k.[A]2.[B]



e.



Menentukan harga, k pilihlah salah satu nomor data, masukkan dalam persamaan laju reaksinya, misal data nomor 1: 1 = k1 . [A1]2 . [B1]



Contoh 1. Reaksi gas : A + B → C diperoleh data



N o



[A] (mol/L)



[B] (mol/L)



1 2 3



0,1 0,1 0,2



0,1 0,2 0,1



0,01 = k1 . (0,1)2 . (0,1) 10––2 = k1 . 10––3



(mol/L.dt) 0,02 0,04 0,08



k1 = 10 Contoh 2. Reaksi gas-gas : A + B → C diperoleh : N [A] (mol/L) [B] (mol/L) t (menit) o 1 0,1 0,1 9 2 0,2 0,1 4,5 3 0,1 0,3 1 Tentukan : a. Orde reaksi terhadap [A] ! b. Orde reaksi terhadap [B] ! c. Orde reaksi total ! d. Persamaan laju reaksi !



Tentukan : a. Orde reaksi terhadap [A] ! b. Orde reaksi terhadap [B] ! c. Orde reaksi total d. Persamaan laju reaksi ! e. Harga tetapan laju reaksi, k ! Jawab : a. menentukan [A]X pilihlah data yang konsentrasi [B] sama, yaitu no. 1 dan 3 no 3  [A] no.3  .....  no1  [A] no.1   0,2   0,1   



x







x







V no.3 V no.1



a.



0,08 0,02



menentukan [A]X pilihlah data yang konsentrasi [B]-nya sama, yaitu no. 1 dan 2 (t berbanding terbalik dengan ) maka :



( 2 )x  4 x  2



 [A] no.2  no 2 ......  no 1  [A] no.1 



orde reaksi terhadap A = 2, maka [A]2



 0,2   0,1   



b. menentukan [B]Y pilihlah data yang konsentrasi [A] sama, yaitu no. 1 dan 2



x







x







t no.1 t no.2



9 4,5



( 2 )x  2 x  1



maka b. Menentukan [B]Y, pilihlah data yang konsentrasi [A] sama, no. 1 dan 3 : [A ]1



21 BIMBEL ALFA GAMA



 [B] no.3  no3 .....  no1  [B] no.1 



y







8. Reaksi : A + B → C diperoleh data No [A] mol/L [B] mol/L t (dt) 1 0,1 0,05 16 2 0,1 0,20 4 3 0,2 0,20 1 Tentukan : a. orde reaksi terhadap [A] ! b. orde reaksi terhadap [B] ! c. orde reaksi total ! d. persamaan laju reaksi ! e. harga tetapan persamaan laju, k ! f. waktu yang diperlukan jika konsentrasi A = 1 mol/L dan B = 0,5 mol/L



t no.1 t no.3



y



 0,3  9  0,1   1   ( 3 )y  9 y  2



maka



[B] 2



c.



Orde total := 3



d.



Persamaan laju reaksi :



= k.[A].[B]2



Contoh 3. Suatu reaksi Q → D, jika konsentrasi Q dinaikkan 2 kali laju reaksi menjadi 4 kali. Tentukan orde reaksi dan persamaan laju !



.............................................................................................



9. Reaksi : B + C → D diperoleh data : No



Jawab : reaksi : Q → D, misal Q diganti 2,



= k.[Q]X



= [Q]X 4 = (2)X x=2



............................................................................................. ............................................................................................. .............................................................................................



= k [Q]2



10. Pada : A + B → C + D diperoleh data i. jika konsentrasi [A] dinaikan 2 kali pada konsentrasi [B] yang tetap laju reaksinya menjadi 2 kali lebih cepat. ii. jika konsentrasi awal [A] dan [B] masing masing dinaikkan 2 kali, ternyata laju reaksinya menjadi 16 kali lebih cepat. Dari data tersebut : a. tentukan orde reaksi terhadap [A] ! b. tentukan orde reaksi terhadap [B] ! c. persamaan laju reaksinya !



6. Reaksi antara : A + B → AB diperoleh (M/dt) No [A] (M) [B] (M) 1 0,1 0,1 2.10––5 2 0,2 0,1 8.10––5 3 0,1 0,2 16.10––5 Tentukan : a. orde reaksi terhadap [A] ! b. orde reaksi terhadap [B] ! c. orde reaksi total ! d. persamaan laju reaksi ! e. harga tetapan persamaan laju, k !



.............................................................................................



11. Suatu reaksi memiliki persamaan laju reaksi = k.[A]2.[B]. Tentukan berapa kali lebih



.............................................................................................



cepat laju laju reaksinya jika konsentrasi : a. A dinaikkan 3 kali dan B tetap ! b. B dinaikkan 4 kali dan A tetap ! c. A dan B dinaikkan 2 kali semula ! d. A dinaikkan 3 kali semula dan B diperkecil ½ kali semula !



7. Dari : 2CO + O2 → 2CO2 diperoleh No



[CO] mol/L



O2 mol/L



[C] mol/L



(M/dt) 1 0,1 0,1 0,002 2 0,2 0,1 0,004 3 0,4 0,2 0,032 Tentukan : a. orde reaksi terhadap [B] ! b. orde reaksi terhadap [C] ! c. orde reaksi total ! d. persamaan laju reaksi ! e. harga tetapan persamaan laju, k !



diganti 4, maka :



Persamaan laju reaksi:



[B] mol/L



(M/dt) 0,003 0,004 0,004



1 0,1 0,1 2 0,2 0,1 3 0,1 0,2 Tentukan : a. orde reaksi terhadap CO dan O2 ! b. persamaan laju reaksi ! c. harga k ! d. laju reaksi jika konsentrasi CO = 0,5 mol/L dan konsentrasi O2 = 0,4 mol/L



.............................................................................................



12. Persamaan laju suatu reaksi gas diketahui = k.[P]2.[Q]2. Jika volume yang ditempati gas P dan Q diperkecil ½ kali, tentukan perubah-an percepatan laju reaksinya !



.............................................................................................



22 BIMBEL ALFA GAMA



Karena dengan bertambahnya molekul pereaksi, dimungkinkan banyak tumbukan efektif yang terjadi untuk menghasilkan molekul hasil reaksi.



Kita telah mempelajari tentang pengertian laju reaksi dan kenyataan bahwa dalam kehidupan sehari-hari ada reaksi yang berlangsung sangat cepat dan reaksi yang berlangsung sangat lambat. Permasalahannya apakah yang menyebabkan cepat lambatnya laju reaksi suatu reaksi? Berikut akan kita pelajari pengaruh beberapa faktor terhadap laju reaksi.



Tidak semua tumbukan menghasilkan reaksi. Bensin yang disemprot oleh oksigen tidak langsung dapat terjadi reaksi pembakaran, namun perlu adanya pengapian. Pengapian sampai terjadinya reaksi pembakaran ini dinamakan energi pengaktifan. Jadi energi aktifasi adalah energi minimum yang diperlukan hingga dapat terjadinya suatu reaksi. Setelah terjadi reaksi tidak perlu ada pengapian lagi. Semakin kecil energi aktifasi, makin mudah atau makin cepat suatu reaksi berlangsung, dan semakin besar energi aktifasi, semakin sukar/lambat reaksi berlangsung.



Pengaruh dari berbagai faktor tersebut terhadap laju reaksi dapat dijelaskan dengan teori tumbukan. Menurut teori ini, reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antar partikel pereaksi.



Sebelum terjadi tumbukan, zat yang akan direaksikan haruslah didekatkan. Jika ada bensin dalam botol di tangan kanan dan api di tangan kiri yang jaraknya berjauhan, maka bensin tidak dapat terbakar, namun jika didekatkan barulah terjadi pembakaran. Akan tetapi tidaklah setiap tumbukan dapat menghasilkan reaksi, melainkan hanya tumbukan antar partikel yang efektif yang dapat menghasilkan reaksi.



Arang yang dibakar dan bensin yang dibakar mana yang lebih mudah terjadi reaksi pembakaran? Bensin lebih mudah terjadi reaksi pembakaran hal ini disebabkan energi aktifasi bensin lebih rendah daripada energi aktifasi arang. Arang + O2 → CO2 + q



Berikut akan diuraikan syarat-syarat terjadinya suatu reaksi, meliputi tumbukan efektif dan energi tumbukan yang cukup.



Bensin + O2 → CO2 + H2O + q Enegi aktifasi bensin lebih kecil dari pada energi aktifasi arang. Reaksi eksoterm :



Tumbukan yang menghasilkan reaksi kita sebut tumbukan efektif. Molekul pereaksi dalam wadah selalu bergerak ke segala arah, dan berkemungkinan besar bertumbukan satu sama lain, baik dengan molekul yang sama maupun berbeda. Tumbukan itu dapat memutuskan ikatan dalam molekul pereaksi dan kemudian membentuk ikatan baru yang menghasilkan molekul hasil reaksi.



Ea



R



P



H



Ea H



R



P



P = produk (hasil) R = reaktan (pereaksi) Ea = energi aktivasi ∆H = perubahan entalpi



+ O2



Reaksi endoterm:



Energi aktivasi dapat diilustrasikan berikut 2H2



2H2O A



Supaya terjadi banyak tumbukan, maka terjadi penambahan molekul pereaksi.



C



B



23 BIMBEL ALFA GAMA



Bola di A tidak dapat jatuh dengan sendirinya ke B tanpa didorong sampai di C. Energi yang diperlukan untuk mendorong bola dari A sampai titik C, sehingga bola dapat jatuh ke B dinamakan energi aktivasi.



Pada reaksi serbuk besi dengan larutan HCl : 2Fe(s) + 6HCl(aq) → 2FeCl3(Aq) + 3H2(g) semakin besar konsentrasi larutan HCl semakin cepat reaksi berlangsung yang ditandai dengan cepat terbentuknya gas H2



Serpihan kayu lebih mudah terbakar dari pada balok kayu, padahal komponen yang dibakar sama. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi antara zat-zat yang sama dapat berlangsung dengan kecepatan yang berbeda. Mengapa hal ini dapat terjadi? Dalam bagian ini akan dibahas faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.



3 g serbuk besi + larutan HCl 0,3 M



3 g serbuk besi + larutan HCl 0,9 M



Pada kedua reaksi tersebut di atas, larutan HCl 0,9 M (konsentrasi besar) akan cepat menghasilkan gas hidrogen dibandingkan larutan HCl 0,3 M (konsentrasi kecil)



Telah diuraikan dalam teori tumbukan, perubahan jumlah molekul pereaksi dapat berpengaruh pada laju suatu reaksi. Kita telah tahu bahwa jumlah mol spesi zat terlarut dalam 1 liter larutan dinamakan konsentrasi molar.



Reaksi mungkin banyak melibatkan pereaksi dalam bentuk padatan. Perhatikan gambar :



Bila konsentrasi pereaksi diperbesar dalam suatu reaksi, berarti kerapatanya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan sehingga mempercepat laju reaksi. Bila partikel makin banyak, akibatnya lebih banyak kemungkinan partikel saling bertumbukan yang terjadi dalam suatu larutan, sehingga reaksi bertambah cepat



Bila kita memiliki kubus dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi masing-masing 1 cm, maka luas permukaan kubus bagian depan 1cm x 1cm = 1 cm2. Luas permukaan bagian kiri, belakang, kanan, atas dan bawah, masing masing 1 cm2. Jadi luas permukaan seluruhnya 6 cm2. Kemudian kubus tersebut kita pecah jadi dua, maka luas permukaan salah satu kubus hasil pecahan tadi adalah 2 (1 cm x 1 cm) + 4 (0,5 cm x 1 cm) = 4 cm2. Berarti luas dua kubus hasil pecahan = 8 cm2. Jadi semakin kecil pecahan tersebut, luas permukaanya semakin besar. Semakin kecilkecil ukuran benda, luas permukaan total makin besar.



Misalkan dalam suatu kolam wisata terdapat perahu wisatanya. Apa yang terjadi bila dalam suatu kolam makin banyak perahu yang berjalan? Pasti akan terjadi banyak kemungkinan saling bertabrakan. Karena makin banyak tabrakan, maka makin besar terjadinya tumbukan sehingga kemungkinan terjadi reaksi makin besar.



Semakin besar luas permukaan bidang sentuh, semakin besar laju reaksinya. Jika terdapat kayu yang besar dan kayu yang kecil-kecil dibakar, mana yang lebih mudah terbakar ?



konsentrasi kecil konsentrasi besar peluang tumbukan peluang tumbukan kecil besar Konsentrasi pereaksi semakin besar, menyebabkan semakin besar kemungkinan terjadi tumbukan, pada akhirnya akan semakin cepat reaksi berlangsung.



24 BIMBEL ALFA GAMA



Semakin luas permukaan atau semakin kecil-kecil ukuran benda, makin banyak tumbukan makin cepat cepat laju reaksi atau makin cepat reaksinya.



Hubungan kenaikan suhu dengan laju reaksi dirumuskan : 1 t  t o .( ) x



Ketika kita makan, sangat dianjurkan untuk mengunyah makanan hingga lembut, agar proses reaksi di dalam lambung berlangsung lebih cepat dan penyerapan sari makanan lebih sempurna.



t V to Vo n X ∆T



13. Bensin lebih mudah terbakar dari pada minyak. Jelaskan mengapa demikian ! .............................................................................................



= = = = = = =



T n



V  Vo . X 



T n



waktu pada suhu tertentu laju reaksi pada suhu tertentu waktu mula-mula laju reaksi mula-mula kenaikan suhu kenaikan/perkalian laju reaksi T2 – T1



Misal : tiap kenaikan 10OC laju reaksi menjadi 3 kali semula, maka : X = 3, n = 10



14. Kepingan gamping direaksikan dengan larutan HCl 0,1 M dan serbuk gamping direaksikan dengan larutan HCl 0,1 M. Dari kedua reaksi ini, manakah yang lebih cepat terjadi reaksi? Jelaskan!



Contoh soal 1. Tiap kenaikan suhu 10OC laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat. Jika pada suhu 20OC reaksi berlangsung dalam waktu 16 menit, tentukan waktu yang diperlukan jika dilakukan pada suhu 80OC! Jawab : X = 2 n = 10OC to = 16 menit ∆T = (80–20) = 60OC t = …. ?



15. Serbuk besi direaksikan dengan larutan HCl 0,1 M dan serbuk besi direaksikan dengan larutan HCl 0,9 M. Mana yang lebih cepat terjadi reaksi? Jelaskan ! 16. Jelaskan mengapa pada pembakaran bensin dalam mesin kedaraan (bureng) bensinnya dalam wujud gas dan bukan wujud cair !



T



t



17. Jelaskan mengapa minyak tanah yang tumpah terbakar cepat habis dibandingkan yang berada dalam botol !



1) n t o .( X 60 10



 16 . ( 1 ) 2



 16 . ( 1 )6 2 1  16 . 64  1 menit 4



Contoh soal 2. Tiap kenaikan suhu 20OC reaksi berlangsung 3 kali lebih cepat. Berapa kali lebih cepat suatu akan reaksi terjadi jika dilakukan pada suhu 100OC dibandingkan pada suhu 40OC ! Jawab : x = 3 n = 20OC ∆T = (100 – 40)OC = 60OC V = … kali



Umumnya kenaikan suhu mempercepat reaksi dan sebaliknya penurunan suhu memperlambat reaksi. Bila kita memasak nasi dengan menggunakan api yang besar akan lebih cepat matang jika dibandingkan dengan menggunakan api yang kecil. Bila kita ingin mengawetkan makanan (misalnya ikan) pasti kita pilih lemari es, mengapa? Karena penurunan suhu memperlambat pembusukan. Laju reaksi bertambah dengan naiknya suhu.



V  Vo . (x)



Bagaimana hal ini dapat terjadi? Ingat, laju reaksi ditentukan oleh jumlah tumbukan. Jika suhu dinaikkan, maka kalor yang diberikan akan memperbesar energi kinetik partikel pereaksi, sehingga pergerakan partikel-partikel pereaksi makin cepat. Makin cepat pergerakan partikel akan menyebabkan semakin cepat terjadinya tumbukan antar zat pereaksi, sehingga reaksi makin cepat.



 Vo . (3)



T n



60 20



 Vo . (3) 3  27 .Vo



Jadi reaksi menjadi 27 kalinya.



25 BIMBEL ALFA GAMA



18. Setiap kenaikan suhu 20OC laju reaksi naik menjadi 3 kali lebih cepat. Jika suatu reaksi pada suhu 30OC berlangsung selama 9 menit, tentukan waktu yang di perlukan jika dilakukan pada suhu 60OC !



serangkaian reaksi tahap demi tahap yang terjadi berturut-turut selama proses perubahan reaktan menjadi produk



19. Setiap kenaikan suhu 10OC laju reaksi naik menjadi 2 kali lebih cepat. Jika pada suhu 20OC reaksi berlangsung selama 32 menit, tentukan waktu yang diperlukan jika dilakukan pada suhu 50OC !



AB dan CD ialah keadaan awal, sedangkan AC dan BD adalah keadaan akhir.



Contoh, reaksi : AB + CD → AC + BD



Dalam reaksi ini terjadi pemutusan ikatan A-B dan C-D, dan kemudian terbentuk ikatan A-C dan B-D. Proses ini tidak serentak, dapat melalui beberapa tahap, yaitu :



.............................................................................................



20. Setiap kenaikan suhu 30OC suatu reaksi menjadi 3 kali lebih cepat. Jika suatu reaksi pada suhu 20OC lajunya adalah a M/dt, tentukan laju reaksi pada suhu 80OC !



Tahap 1 : AB → A + B (cepat) Tahap 2 : A + CD → ACD (lambat) Tahap 3 : ACD → AC + D (cepat) Tahap 4 : B + D → BD (cepat)



.............................................................................................



21. Jelaskan dengan singkat, mengapa jika suhu suatu reaksi dinaikkan laju reaksi menjadi lebih besar !



Setiap tahap mekanisme reaksi di atas, memiliki laju tertentu. Tahap yang paling lambat (tahap 2) disebut tahap penentu laju reaksi, karena tahap ini merupakan penghalang untuk laju reaksi secara keseluruhan artinya, tidak ada pengaruh kenaikan laju tahap 1, 3, dan 4 terhadap reaksi total. Orde reaksinya merupakan koefisien pereaksipereaksi pada tahap lambat.



Katalisator mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktifasi. Semakin kecil energi aktifasi, makin cepat suatu reaksi berlangsung. Katalis tidak mempengaruhi harga kalor atau perubahan entalpi, ∆H suatu reaksi. ∆H suatu reaksi yang menggunakan katalis dan ∆H suatu reaksi yang tidak menggunakan katalis ialah sama.



R



A



Contoh Soal : Tentukan persamaan laju reaksi : 2H2 + SO2 → 2H2O + S yang mempunyai tahap : H2 + SO2 → SO2H2 (lambat) SO2H2 → H2O + SO (cepat) SO + H2 → SOH2 (cepat) SOH2 → H2O + S (cepat) Penyelesaian : Tahap penentu laju reaksi adalah tahap 1, yang bergantung pada konsentrasi : H2 dan SO2, maka = k.[H2].[SO2]



B



H P



R = pereaksi (reaktan) P = produk (hasil reaksi) B = energi aktifasi tanpa katalisator A = energi aktifasi dengan katalis ∆H= perubahan entalpi (kalor) Jumlah katalis saat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tidak berkurang), dan dikarenakan jumlahnya tetap, orang sering mengatakan bahwa katalisator tidak ikut bereaksi.



22. Berikut ini beberapa pernyataan, tentukan yang benar dan yang salah : a. Laju reaksi yang cepat memerlukan waktu yang banyak. b. Zat yang mudah bereaksi memiliki energi aktifasi yang besar. c. Kenaikan suhu menaikkan energi aktifasi d. Katalisator menurunkan energi aktifasi e. Katalisator menurunkan entapi reaksi. f. Katalisator memperbanyak hasil reaksi g. Katalisator tidak mengubah mekanisme reaksi



Reaksi berlangsung melalui pembetukan zat antara sebelum diperoleh produk akhir. Reaksi yang demikian berlangsung tahap demi tahap. Mekanisme reaksi adalah



.............................................................................................



26 BIMBEL ALFA GAMA



23. Reaksi : 2NO + Br2 → 2NOBr memiliki tahap reaksi berikut : tahap 1 : NO + Br2 → NOBr2 (lambat) tahap 2 : NOBr + NO → 2NOBr (cepat) Tentukan persamaan laju reaksinya !



1. Reaksi: A + B → C + D, laju reaksi dapat dinyatakan sebagai …. a. penambahan A tiap satuan waktu b. penambahan B tiap satuan waktu c. berkurangnya A & B tiap satuan waktu d. berkurangnya C & D tiap satuan waktu e. bertambahnya A & B tiap satuan waktu 2. Pada reaksi : 2SO2 + O2 → 2SO3, maka …. a. SO2 = ½ O2 SO2 = 3 O2



c.



SO2 = ¼ O2



d.



SO2 = 2 O2



e.



SO2 = O2



c. d. e.



dan laju reaksi berdasar H2 dinyatakan sebagai H maka ….



b.



N=



1 2



N=



2 3



H



e.



N=



3 2



H



9. Diketahui reaksi : A + B → C diperoleh data i. Jika konsentrasi awal [A] dinaikkan 2 kali semula dengan konsentrasi B tetap, laju reaksinya menjadi 2 kali semula ii. Jika konsentrasi [A] dan [B] masingmasing dinaikkan 2 kali semula, laju reaksinya menjadi 8 kali lebih cepat Persamaan laju reaksi untuk reaksi adalah …. a. = k . [A]2 . [B]2



5. Pada reaksi : 21 N2 + 23 H2 → NH3 . Jika laju reaksi berdasar konsentrasi N2 ialah N



N= H



d.



8. Pada reaksi : 2NO + Cl2 → 2NOCl, jika konsentrasi kedua pereaksi diperbesar 2 kali, laju reaksi menjadi 8 kali semula. Jila hanya konsentrasi Cl2 yang diperbesar 2 kali, laju reaksi menjadi 2 kali semula. Orde reaksi NO adalah …. a. 0 b. ½ c. 1 d. 2 e. 3



1 [ NH3 ] 1 [ H 2O]  6 t 4 t 1 [ NH3 ] 1 [ H 2O]  4 t 6 t 1 [O 2 ] 1 [ H 2O]  6 t 5 t [ NH 3 ] [ H 2O] 4.  6. t t [ NH3 ] [ H 2O]  t t



a.



H



orde reaksi pada reaksi tersebut adalah …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5



4. Pada reaksi : 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O hubungan yang benar adalah ….



b.



1 3



7. Reaksi : 2NO + Cl2 → 2NOCl memiliki persamaan laju reaksi = k.[NO]2 . [Cl2], maka



3. Pada suhu tertentu laju peruraian gas N2O5 dengan reaksi : 2N2O5 → 4NO2 + O2 adalah 2,5.10––5 M/dt maka laju pembentukan O2 adalah …. a. 1,25.10––5 M/dt b. 2,50.10––5 M/dt c. 3,00.10––5 M/dt d. 5,00.10––5 M/d e. 6,00.10––5 M/dt



a.



N=



6. Pada reaksi : 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Jika pada waktu tertentu diketahui laju reaksi amonia sebesar 0,24 mol/L.det, maka laju reaksi oksigen, O2 dan laju reaksi pembentukan H2O berturut-turut ialah .... a. 0,24 dan 0,36 mol L-1 det-1 b. 0,30 dan 0,24 mol L-1 det-1 c. 0,36 dan 0,30 mol L-1 det-1 d. 0,30 dan 0,36 mol L-1 det-1 e. tidak ada perbedaan laju reaksi



.............................................................................................



b.



c.



b.



= k . [A] . [B]2



c.



= k . [A]2 . [B]



d.



= k . [A] . [B]



e.



= k . [A]3 . [B]3



H



27 BIMBEL ALFA GAMA



10. Dari reaksi gas A dan gas B, jika konsentrasi [A] diperkecil ½ kali semula dengan konsentrasi [B] tetap, laju reaksinya menjadi ¼ kali semula. Maka orde reaksi terhadap [A] ialah …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5



b. 8 kali c. 4 kali d. 81 kali e.



kali



16. Pada reaksi : 2A + B → Q, rumus laju reaksi pembentukan Q adalah = k.[A].[B]. Laju reaksinya tidak dipengaruhi oleh …. a. konsentrasi [A] b. konsentrasi [B] c. konsentrasi [Q] d. temperatur e. volume



11. Pada reaksi : Cl2 + 2NO → 2NOCl. Jika konsentrasi kedua pereaksi diperbesar 2 kali maka laju reaksi menjadi 8 kali, dan jika konsentrasi Cl2 yang diperbesar 2 kali, laju reaksi menjadi 2 kali semula. Orde reaksi NO adalah .... a. 0 b. ½ c. 1 d. 2 e. 3 12. Persamaan laju suatu reaksi



1 16



17. Perbesaran atau pengecilan konsentrasi pereaksi tidak mempengaruhi laju reaksi, maka tingkat reaksinya ialah …. a. 0 b. 1 c. 2 d. 3 e. 4



= k.[A]2.[B[



18. Reaksi : I2 + H2 → 2HI berlangsung melalui mekanisme : i. I2 → 2I (cepat) ii. 2I + H2 → 2HI (lambat) Persamaan laju reaksi berikut yang sesuai dengan mekanisme di atas adalah …. a. = k.[I]2.[H2]



Jika konsentrasi [A] dan [B] masing-masing dinaikkan 2 kali semula, maka laju reaksinya menjadi …. a. 2 kali b. 4 kali c. 8 kali d. 16 kali e. 32 kali 13. Rumus laju reaksi antara gas X dan gas Y diberikan dalam = k.[X]3.[Y]. Bila konsentrasi [X] dinaikkan 2 kali dengan konsentrasi [Y] tetap, laju reaksinya menjadi …. a. 2 kali b. 4 kali c. 8 kali d. 10 kali e. 16 kali



b.



= k.[I2].[H2]



c.



= k.[I2]2.[H2]



d.



= k.[I]2



e.



= k.[I2]



19. Reaksi : 2NO + Br2 → 2NOBr diperoleh : No NO (M) Br2 (M) (M/dt) 1 0,1 0,1 12 2 0,2 0,1 24 3 0,1 0,2 48 Dari data tersebut orde reaksinya ialah …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 20. Reaksi : 2NO + H2 → N2O + H2O diperoleh (M/dt) No NO (M) H2 (M)



14. Suatu reaksi memiliki ungkapan laju reaksi, = k.[A]2.[B]. Jika konsentrasi masingmasing pereaksi diperbesar 3 kali, laju reaksinya akan menjadi …. a. 3 kali b. 6 kali c. 9 kali d. 18 kali e. 27 kali 15. Suatu reaksi gas memiliki persamaan rumus laju reaksi = k.[A]2.[B]. Jika volum



1 6,4.10–3 2,2.10–3 2,5.10–6 2 12,8.10–3 2,2.10–3 10,0.10–6 –3 –3 3 6,4.10 4,4.10 5,0.10–6 Rumus laju reaksinya adalah …. a. = k.[NO].[H2]



yang ditempati gas-gas tersebut diperkecil menjadi ½ kali semula, maka laju reaksi menjadi …. a. 16 kali



b.



28 BIMBEL ALFA GAMA



= k.[NO]2.[H2]2



c.



= k.[NO]2.[H2]



d.



= k.[NO].[H2]2



e.



= k.[NO]2



a. b. c. d. e.



M2.dt–1 M.dt–1 M–1.dt M–2.dt–1 M–1.dt–1



26. Setiap kenaikan suhu 10OC percepatan reaksi menjadi 2 kali lebih cepat. Suatu reaksi pada suhu 30OC lajunya adalah a, maka bila suhu dinaikan menjadi 100OC laju reaksi menjadi … a. 14 a b. 28 a c. 32 a d. 64 a e. 128 a



21. Reaksi : A + B → C diperoleh data : No A (M) B (M) t (dt) 1 0,1 0,1 80 2 0,2 0,1 40 3 0,2 0,2 10 Tingkat reaksi totalnya adalah …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5



27. Tiap kenaikan suhu 20OC laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat dari semula. Jika pada suhu 30OC laju reaksi berlangsung dalam waktu 9 menit, maka waktu yang dibutuh-kan jika dilakukan pada suhu 80OC adalah …. a. 1/9 menit b. 1/6 menit c. 1/3 menit d. 1/2 menit e. 2/3 menit



22. Reaksi antara gas NO dengan Br2 didapat : (M/dt) No NO (M) Br2 (M) 1 0,1 0,1 12 2 0,2 0,1 24 3 0,1 0,2 48 Dari data tersebut, orde reaksinya ialah …. a. 0 terhadap NO dan 1 terhadap Br2 b. 1 terhadap NO dan 0 terhadap Br2 c. 1 terhadap NO dan 1 terhadap Br2 d. 1 terhadap NO dan 2 terhadap Br2 e. 2 terhadap NO dan 1 terhadap Br2



28. Tiap kenaikan suhu 10OC laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat. Jika pada suhu 20OC reaksi berlangsung selama 4 menit, maka waktu yang dibutuhkan pada suhu 50OC adalah …. a. ¼ menit b. ½ menit c. 1 menit d. 8 menit e. 16 menit 29. Tiap kenaikan suhu 10OC laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat. Laju reaksi pada suhu 100OC dibandingkan dengan suhu 20OC adalah …. a. 16 kali b. 32 kali c. 64 kali d. 128 kali e. 256 kali



23. Reaksi : 2A + B → C + D diperoleh data : No A (M) B (M) (M/dt) 1 0,1 0,1 0,1 2 0,1 0,2 0,2 3 0,2 0,3 0,6 4 0,2 0,2 0,4 maka harga tetapan reaksi, k adalah …. a. 1000 M–2 dt–1 b. 100 M–2 dt–1 c. 10 M–2 dt–1 d. 0,02 M–2 dt–1 e. 0,01 M–2 dt–1 24. Suatu reaksi : A → B memiliki persamaan laju reaksi = k.[A]2. Laju reaksi pada suhu tertentu ialah 0,04 M/dt. Jika konsentrasi A = 0,1 M, harga tetapan laju, k adalah …. a. 4 M–2 dt–1 b. 0,4 M–2 dt–1 c. 0,04 M–2 dt–1 d. 0,16 M–2 dt–1 e. 0,016 M–2 dt–1



30. Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi, sebab kenaikan suhu akan …. a. menaikkan energi pengaktifan pereaksi b. memperbesar konsentrasi pereaksi c. memperbesar energi kinetik pereaksi d. memperbesar tekanan e. memperbesar luas permukaan



25. Satuan tetapan laju reaksi, k tergantung pada orde reaksi. Satuan tetapan laju reaksi, k untuk reaksi orde 2 adalah ….



31. Pada suhu 30OC dalam waktu 10 menit 0,1 mol A bereaksi dengan 0,1 mol B membentuk 0,1 mol C. Jika reaksi dilakukan pada suhu 100OC, maka :



29 BIMBEL ALFA GAMA



1. jumlah mol A dan mol B yang berkurang tiap menitnya makin banyak. 2. reaksi akan berakhir dalam waktu kurang dari 10 menit 3. jumlah mol C yang terbentuk tiap menitnya makin besar 4. jumlah mol C yang terbentuk pada akhir reaksi lebih besar dari 0,1 mol Pernyataan yang benar adalah nomor …. a. 1,2,3 b. 1,3 c. 2,4 d. 4 e. 1,2,3,4



a. b. c. d. e.



37. Energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi disebut …. a. energi kinetik b. energi kimia c. energi potensial d. energi aktifasi e. energi gravitasi



32. Berlangsungnya suatu reaksi tidak dapat diukur dengan mengamati perubahan …. a. warna b. bau c. konsentrasi d. suhu e. volume



38. Katalisator dalam suatu reaksi …. a. menurunkan energi aktifasi b. menaikkan energi aktifasi c. menaikan konsentrasi pereaksi d. menaikkan energi kinetik pereaksi e. mempermudah terjadinya tumbukan 39. Pernyataan di bawah ini yang tidak benar adalah …. a. katalisator memperbesar laju reaksi b. katalisator tidak mengubah entalpi reaksi c. katalisator tidak ikut bereaksi d. makin besar energi pengaktifan, makin cepat reaksi berlangsung e. makin besar konsentrasi pereaksi, makin besar frekuensi terjadinya tumbukan



33. Faktor-faktor berikut akan memperbesar laju reaksi, kecuali …. a. pada suhu tetap ditambah katalisator b. pada suhu tetap tekanan diperbesar c. pada suhu tetap volume diperbesar d. pada volum tetap ditambah pereaksi e. suhu dinaikkan Untuk soal no 34 – 36 perhatikan data : N o 1 2 3 4 5



Massa/Bentu k Zat A 5 gr serbuk 5 gr larutan 5 gr padatan 5 gr serbuk 5 gr larutan



[B] (M)



Waktu (detik)



Suhu (OC)



0,1 0,1 0,1 0,2 0,1



2 3 5 1,5 1,5



25 25 25 25 35



0 ½ 1 2 3



40. Untuk diagram energi di bawah ini pernyataan yang benar adalah …. H X



Hasil Reaksi Y



Pereaksi



a. b. c. d. e.



34. Pada percobaan 1 dan 3, laju reaksi dipengaruhi faktor …. a. konsentrasi b. sifat-sifat zat pereaksi c. suhu d. laus permukaan sentuhan e. katalisator



(x+y) adalah perubahan entalpi x > y, maka reaksinya eksoterm x adalah energi aktivasi x – y = ∆H reaksinya adalah eksoterm



41. Reaksi : A + 2B → C memiliki laju reaksi, = k[A] . [B] maka 1. orde satu terhadap reaktan A 2. reaksi orde dua 3. orde satu terhadap reaktan B 4. reaksi rumit (bukan sederhana) Pernyataan yang benar adalah …. a. 1,2,3 b. 1,3 c. 2,4 d. 4 e. 1,2,3,4



35. Berdasar percobaan 2 dan 5, maka untuk kenaikan suhu 10OC, reaksi akan …. a. sama dengan semula b. menjadi lebih lambat c. menjadi setengah kali semula d. menjadi dua kali semula e. menjadi empat kali semula 36. Tingkat reaksi terhadap B dari percobaan 1 dan 4 adalah ….



30 BIMBEL ALFA GAMA



42. Pernyataan di bawah ini merupakan faktor yang mempengaruhi laju reaksi, kecuali …. a. Suhu b. Luas permukaan c. Katalisator d. Konsentrasi e. Jenis pereaksi



43. Energi aktifasi suatu reaksi dapat diperkecil dengan cara …. a. Menaikkan suhu b. Memperbesar konsentrasi c. Memperkecil luas permukaan d. Memperkecil volume e. Menambahkan katalisator 44. Reaksi di bawah ini yang paling cepat ialah reaksi antara …. a. 2 g keping Fe dan larutan HCl 0,01M b. 2 g keping Fe dan larutan HCl 0,10M c. 2 g serbuk Fe dan larutan HCl 0,01M d. 2 g serbuk Fe dan larutan HCl 0,10M e. 2 g serbuk Fe dan larutan HCl 1,00M 45. Untuk mempercepat proses dihasilkan gas H2 menurut reaksi : Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) dapat dilakukan dengan cara berikut, kecuali …. a. Dilakukan pada ruangan yang tertutup agar gas H2 yang dihasilkan tak hilang b. Menggunakan katalisator c. Logam besi yang dilarutkan dibuat dalam bentuk serbuk d. Larutan HCl dibuat dengan konsentrasi yang besar e. Larutannya dipanaskan



31 BIMBEL ALFA GAMA