Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi
#1 Pengaruh Katalis terhadap Laju Reaksi
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mempercepat laju reaksi adalah dengan menambahkan katalis. Penambahan zat yang beperan sebagai katalis memungkinkan suatu reaksi berlangsung meskipun dengan pasokan energi yang kecil. Lalu, bagaimana cara kerja katalis dalam mempercepat reaksi kimia? Apa hubungan antara katalis dengan laju reaksi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut ada baiknya jika kita mengetahui defenisi dan jenis katalis terlebih dahulu. Kita juga akan melihat grafik perbandingan antara reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis.
Jadi, penting untuk diingat bahwa katalis berperan meningkatkan laju reaksi tetapi pada akhir reaksi katalis tetap seperti keadaan awalnya. Karena itulah katalis seakan-akan tidak ikut bereaksi. Proses menaikkan laju reaksi dengan cara menambahkan katalis disebut proses katalisis. Berdasarkan fasenya, katalis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu katalis homogen dan katalis heterogen.
#1 Katalis Homogen
#2 Katalis Heterogen
Katalis heterogen adalah katalis yang tidak satu fase dengan zat-zat reaktan. Katalis tersebut memiliki fase yang berbeda dengan zat pereaksi dalam reaksi yang dikatalisis. Katalis heterogen biasanya digunakan biasanya digunakan pada suhu dan tekanan yang tinggi. Katalis ini umumnya berupa zat padat yang terdiri dari logam dan oksida logam.
Berdasarkan cara bereaksinya katalis dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :
#1 Katalis Aktif
Katalis aktif merupakan katalis yang ikut terlibat langsung dalam reaksi dan pada akhir reaksi katalis tersebut terbentuk kembali seperti awalnya.
#2 Katalis pasif
Katalis dapat menurunkan energi aktivasi sistem tetapi tidak mengubah energi asli dari suatu reaktan atau produk. Karena itulah reaksi dapat berlangsung meskipun energi asli suatu reaktan tidak melampaui energi aktivasinya. Reaksi dapat berlangsung karena energi aktivasi turun akibat penambahan katalis sehingga energi asli reaktan lebih besar daripada energi aktivasi.
Dengan kata lain, pengaruh katalis terhadap laju reaksi terletak pada perannya dalam mengurangi energi aktivasi. Katalis dapat memperkecil energi aktivasi sehingga banyak partikel yang memiliki energi kinetik lebih besar daripada energi aktivasi dan reaksipun berlangsung lebih cepat.
Katalis memungkinkan berlangsungnya reaksi dengan lebih cepat dan pada suhu yang relatif rendah karena katalis memicu perubahan terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah sehingga dengan pasokan energi yang rendah, reaksi tetap dapat berlangsung lebih cepat.
Prinsip kerja katalis ialah dengan cara membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. Dengan cara tersebut, katalis dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen. Untuk itu, katalis menempel pada bagian substrat tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan cepat.
Berikut grafik perbandingan antara reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis.
Pada gambar di atas jelas terlihat bahwa proses reaksi pada reaksi yang menggunakan katalis menjadi berbeda dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis. Energi aktivasi pada reaksi yang menggunakan enzim juga lebih rendah.
Dengan demikian dapat kita simpulkan satu konsep penting yang dapat menerangkan pengaruh katalis terhadap laju reaksi yaitu katalis menurunkan energi aktivasi suatu reaksi dengan cara membentuk tahap-tahap reaksi yang baru.
Pengertian Katalis dan Jenisnya
Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen, sehingga di akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Pernyataan bahwa katalis tidak ikut bereaksi sebenarnya kurang tepat karena pada kenyataannya katalis ikut serta dalam proses reaksi tetapi tidak mempengaruhi hasil akhirnya.Jadi, penting untuk diingat bahwa katalis berperan meningkatkan laju reaksi tetapi pada akhir reaksi katalis tetap seperti keadaan awalnya. Karena itulah katalis seakan-akan tidak ikut bereaksi. Proses menaikkan laju reaksi dengan cara menambahkan katalis disebut proses katalisis. Berdasarkan fasenya, katalis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu katalis homogen dan katalis heterogen.
Baca Juga
#1 Katalis Homogen
Katalis homogen adalah katalis yang satu fase dengan zat yang dikatalisis. Katalis homogen sering disebut sebagai pembentuk senyawa antara. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang bereaksi dan membentuk produk akhir, dalam suatu proses yang memulihkan katalis itu sendiri.
Katalis heterogen adalah katalis yang tidak satu fase dengan zat-zat reaktan. Katalis tersebut memiliki fase yang berbeda dengan zat pereaksi dalam reaksi yang dikatalisis. Katalis heterogen biasanya digunakan biasanya digunakan pada suhu dan tekanan yang tinggi. Katalis ini umumnya berupa zat padat yang terdiri dari logam dan oksida logam.
Berdasarkan cara bereaksinya katalis dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :
#1 Katalis Aktif
Katalis aktif merupakan katalis yang ikut terlibat langsung dalam reaksi dan pada akhir reaksi katalis tersebut terbentuk kembali seperti awalnya.
Katalis pasif merupakan katalis yang tidak terlibat langsung dalam reaksi melainkan hanya sebagai media reaksi saja dan akan tetap terbentuk pada akhir reaksi.
Pengaruh Katalis Terhadap Laju Reaksi
Katalis dapat digunakan untuk meningkatkan laju reaksi karena zat tersebut dapat menurunkan energi aktivasi. Untuk penjelasan mengenai energi aktivasi, kamu bisa membaca artikel Hubungan Antara Energi Aktivasi terhadap Laju Reaksi.Katalis dapat menurunkan energi aktivasi sistem tetapi tidak mengubah energi asli dari suatu reaktan atau produk. Karena itulah reaksi dapat berlangsung meskipun energi asli suatu reaktan tidak melampaui energi aktivasinya. Reaksi dapat berlangsung karena energi aktivasi turun akibat penambahan katalis sehingga energi asli reaktan lebih besar daripada energi aktivasi.
Dengan kata lain, pengaruh katalis terhadap laju reaksi terletak pada perannya dalam mengurangi energi aktivasi. Katalis dapat memperkecil energi aktivasi sehingga banyak partikel yang memiliki energi kinetik lebih besar daripada energi aktivasi dan reaksipun berlangsung lebih cepat.
Katalis memungkinkan berlangsungnya reaksi dengan lebih cepat dan pada suhu yang relatif rendah karena katalis memicu perubahan terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah sehingga dengan pasokan energi yang rendah, reaksi tetap dapat berlangsung lebih cepat.
Prinsip kerja katalis ialah dengan cara membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. Dengan cara tersebut, katalis dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen. Untuk itu, katalis menempel pada bagian substrat tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan cepat.
Berikut grafik perbandingan antara reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis.
Dengan demikian dapat kita simpulkan satu konsep penting yang dapat menerangkan pengaruh katalis terhadap laju reaksi yaitu katalis menurunkan energi aktivasi suatu reaksi dengan cara membentuk tahap-tahap reaksi yang baru.
#2 Pengaruh Suhu dan Energi Aktivasi terhadap Laju Reaksi
Berdasarkan konsep termokimia, reaksi kimia dapat dibedakan menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm melepas kalor sedangkan reaksi endoterm menyerap kalor. Kalor erat kaitannya dengan suhu. Lalu bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi? Bagaimana hubungan antara perubahan suhu dengan laju reaksi dan waktu berlangsungnya reaksi? Pada artikel sebelumnya telah dibahas bahwa kenaikan suhu akan meningkatkan laju reaksi. Pada kesempatan ini kita akan membahas bagaimana perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi dan apa hubungannya dengan energi aktivasi.
Jadi, energi aktivasi merupakan energi minimum yang diperlukan agar zat-zat pereaksi dapat berinteraksi dan bercampur. Ketika energi kinetik partikel tidak melampaui energi aktivasinya, maka reaksi tidak akan berlangsung. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung jika energi kinetik partikel melebihi energi aktivasinya.
Energi aktivasi suatu reaksi biasa disimbolkan dengan Ea dengan satuan kiloJoule per mol. Energi aktivasi merupakan hambatan energi yang memisahkan antara pereaksi dan hasil reaksi. Agar reaksi dapat berlangsung, dibutuhkan setidaknya energi yang sama besar dengan energi aktivasi.
Hubungan antara energi aktivasi dan koefisien laju reaksi dapat dilihat dari rumusan yang disebut persamaan Arrhenius.
Dengan :
k = tetapan laju reaksi
A = faktor frekuensi untuk reaksi
Ea = energi aktivasi (kJ/mol)
R = konstanta gas universal
T = suhu (K)
ln = logaritma natural
Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa energi aktivasi juga dipengaruhi oleh suhu. Itu artinya perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi sebab suhu dapat mempengaruhi tetapan laju reaksi.
Ketika suhu dinaikkan, energi kinetik partikel akan meningkat sehingga dapat melampaui energi aktivasi. Seperti yang kita bahas sebelumnya, suatu reaksi akan berlangsung jika energi aktivasi telah terlampaui. Dengan kata lain, kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi meningkat.
Secara umum, untuk setiap kenaikan suhu 10o C, laju reaksi akan meningkat menjadi dua kali laju semula. Dengan kata lain waktu yang dibutuhkan untuk melangsungkan reaksi menjadi setengah kali waktu mula-mula ketika suhu belum dinaikkan.
Secara matematis, hubungan antara laju reaksi dengan perubahan suhu dapat ditulis sebagai berikut :
Dengan :
vt = laju reaksi setelah suhu dinaikkan
vo = laju reaksi mula-mula
tt = lama reaksi setelah suhu dinaikkan
to = lama reaksi mula-mula
ΔT = perubahan suhu.
Dalam beberapa kasus, laju reaksi menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Reaksi seperti ini disebut reaksi tak berhalangan dan energi aktivasi sistem disebut energi aktivasi negatif.
Pengertian Energi Aktivasi
Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Interaksi antar zat-zat pereaksi membutuhkan energi. Energi tumbukan minimum yang dibutuhkan dalam suatu sistem agar suatu reaksi dapat berlangsung disebut energi aktivasi.Jadi, energi aktivasi merupakan energi minimum yang diperlukan agar zat-zat pereaksi dapat berinteraksi dan bercampur. Ketika energi kinetik partikel tidak melampaui energi aktivasinya, maka reaksi tidak akan berlangsung. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung jika energi kinetik partikel melebihi energi aktivasinya.
Energi aktivasi suatu reaksi biasa disimbolkan dengan Ea dengan satuan kiloJoule per mol. Energi aktivasi merupakan hambatan energi yang memisahkan antara pereaksi dan hasil reaksi. Agar reaksi dapat berlangsung, dibutuhkan setidaknya energi yang sama besar dengan energi aktivasi.
Hubungan antara energi aktivasi dan koefisien laju reaksi dapat dilihat dari rumusan yang disebut persamaan Arrhenius.
| k = Ae-Ea/RT |
| Ea = -RT ln (k⁄A) |
Dengan :
k = tetapan laju reaksi
A = faktor frekuensi untuk reaksi
Ea = energi aktivasi (kJ/mol)
R = konstanta gas universal
T = suhu (K)
ln = logaritma natural
Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa energi aktivasi juga dipengaruhi oleh suhu. Itu artinya perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi sebab suhu dapat mempengaruhi tetapan laju reaksi.
Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi
Ketika memasak di dapur, Ibu biasanya akan memperbesar nyala api agar masakannya cepat matang. Tindakan tersebut pada dasarnya bertujuan untuk menaikkan suhu agar reaksinya berlangsung cepat. Itu artinya kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi bertambah besar.Ketika suhu dinaikkan, energi kinetik partikel akan meningkat sehingga dapat melampaui energi aktivasi. Seperti yang kita bahas sebelumnya, suatu reaksi akan berlangsung jika energi aktivasi telah terlampaui. Dengan kata lain, kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi meningkat.
Secara umum, untuk setiap kenaikan suhu 10o C, laju reaksi akan meningkat menjadi dua kali laju semula. Dengan kata lain waktu yang dibutuhkan untuk melangsungkan reaksi menjadi setengah kali waktu mula-mula ketika suhu belum dinaikkan.
Secara matematis, hubungan antara laju reaksi dengan perubahan suhu dapat ditulis sebagai berikut :
| Vt = Vo.(2)ΔT⁄10 |
| tt = to.(½)ΔT⁄10 |
Dengan :
vt = laju reaksi setelah suhu dinaikkan
vo = laju reaksi mula-mula
tt = lama reaksi setelah suhu dinaikkan
to = lama reaksi mula-mula
ΔT = perubahan suhu.
Dalam beberapa kasus, laju reaksi menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Reaksi seperti ini disebut reaksi tak berhalangan dan energi aktivasi sistem disebut energi aktivasi negatif.
#3 Pengaruh Luas Bidang Permukaan terhadap Laju Reaksi
Apa hubungan antara ukuran zat dengan laju reaksi? Bagaimana luas permukaan dapat mempengaruhi laju reaksi kimia? Pada artikel sebelumnya telah dibahas bahwa semakin luas permukaan zat padat maka semakin besar laju reaksinya. Mengapa demikian? Pada kesempatan ini kita akan mencoba untuk melihat bagaimana luas permukaan mempengaruhi cepat lambatnya suatu reaksi. Pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi erat kaitannya dengan istilah bidang sentuh. Nah, untuk itu ada baiknya jika kita mencari pengertian bidang sentuh terlebih dahulu.
Luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan zat. Sedangkan luas permukaan zat padat berbanding terbalik dengan ukurannya. Artinya, semakin besar ukuran zat padat, maka luas permukaan dan bidang sentuhnya akan semakin kecil. Mengapa demikian?
Untuk melihat hubungan antara ukuran zat dengan luas permukaannya, kita bisa ambil satu contoh sederhana. Misalkan suatu zat berbentuk kubus dengan panjang sisi 1 cm. Dengan demikian luas salah satu permukaannya adalah 1 cm2. Karena kubus memiliki enam sisi yang sama besar, maka luas total permukaannya adalah 6 cm2.
Selanjutnya, zat tersebut kita potong menjadi dua bagian yang sama besar sehingga terbentuk dua balok dengan ukuran yang sama. Masing-masing potongan tersebut memiliki dua permukaan yang luasnya 1 cm2 dan empat permukaan yang luasnya 0,5 cm2.
Dengan demikian, satu potongan memiliki luas permukaan :
⇒ A total = (2 x 1) + (4 x 0,5)
⇒ A total = 2 + 2
⇒ A total = 4 cm2.
Karena ada dua potongan, maka jumlah luas permukaan kedua potongan tersebut adalah 8 cm2. Jumlah tersebut lebih besar dari luas permukaan zat pertama yang luas permukaannya hanya 6 cm2.
Dari contoh di atas dapat kita simpulkan bahwa semakin kecil ukuran zat padat, maka luas permukaannya akan semakin besar dan bidang sentuhnya juga semakin besar. Sebaliknya, jika ukuran zat padat semakin besar, maka luas permukaannya akan lebih kecil begitupula bidang sentuhnya.
Semakin besar bidang sentuh, maka semakin besar peluang zat-zat pereaksi untuk saling bersentuhan (bercampur) dan saling bertumbukan. Nah, karena luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan, maka semakin luas permukaannya semakin besar peluang tumbukannya.
Dengan kata lain, semakin besar luas permukaan zat padat (ukurannya semakin kecil), maka semakin besar laju reaksinya. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan zat padat (ukurannya semakin besar), maka laju reaksinya juga semakin kecil.
Sebagai contoh, kita ambil gula batu. Gula yang masih dalam bentuk padat seperti batu akan lebih sulit larut dibanding gula batu yang telah dihaluskan. Hal ini jelas menunjukkan pengaruh ukuran dan luas permukaan terhadap laju reaksi.
Untuk memperbesar luas permukaan, kita dapat menggiling atau menghaluskan zat padat menjadi bagian-bagian kecil atau serbuk. Itulah sebabnya saat praktikum, seringkali zat padat yang akan direaksikan dihaluskan terlebih dahulu agar laju reaksinya semakin cepat.
Konsep penting yang harus kita ingat ialah ukuran tidak sama dengan luas permukaan. Ukuran zat padat berbanding terbalik dengan luas permukaan. Itu terlihat jelas ketika sebuah kubus dipotong menjadi dua bagian. Jelas terlihat bahwa luas permukaannya menjadi lebih besar. Jadi, jangan berfikir bahwa jika ukurannya besar maka luas permukaannya lebih besar.
Pengertian Bidang Sentuh
Bidang sentuh merupakan bidang batas campuran antara zat satu dengan zat lainnya. Pada campuran yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran. Sehingga luas bidang sentuh akan sangat mempengaruhi laju reaksi.Luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan zat. Sedangkan luas permukaan zat padat berbanding terbalik dengan ukurannya. Artinya, semakin besar ukuran zat padat, maka luas permukaan dan bidang sentuhnya akan semakin kecil. Mengapa demikian?
Selanjutnya, zat tersebut kita potong menjadi dua bagian yang sama besar sehingga terbentuk dua balok dengan ukuran yang sama. Masing-masing potongan tersebut memiliki dua permukaan yang luasnya 1 cm2 dan empat permukaan yang luasnya 0,5 cm2.
Dengan demikian, satu potongan memiliki luas permukaan :
⇒ A total = (2 x 1) + (4 x 0,5)
⇒ A total = 2 + 2
⇒ A total = 4 cm2.
Karena ada dua potongan, maka jumlah luas permukaan kedua potongan tersebut adalah 8 cm2. Jumlah tersebut lebih besar dari luas permukaan zat pertama yang luas permukaannya hanya 6 cm2.
Dari contoh di atas dapat kita simpulkan bahwa semakin kecil ukuran zat padat, maka luas permukaannya akan semakin besar dan bidang sentuhnya juga semakin besar. Sebaliknya, jika ukuran zat padat semakin besar, maka luas permukaannya akan lebih kecil begitupula bidang sentuhnya.
Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Laju Reaksi
Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Semakin banyak zat yang bersentuhan maka semakin sering terjadi tumbukan. Itu artinya bidang sentuh memegang peranan penting dalam kelangsungan reaksi.Semakin besar bidang sentuh, maka semakin besar peluang zat-zat pereaksi untuk saling bersentuhan (bercampur) dan saling bertumbukan. Nah, karena luas bidang sentuh berbanding lurus dengan luas permukaan, maka semakin luas permukaannya semakin besar peluang tumbukannya.
Dengan kata lain, semakin besar luas permukaan zat padat (ukurannya semakin kecil), maka semakin besar laju reaksinya. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan zat padat (ukurannya semakin besar), maka laju reaksinya juga semakin kecil.
Sebagai contoh, kita ambil gula batu. Gula yang masih dalam bentuk padat seperti batu akan lebih sulit larut dibanding gula batu yang telah dihaluskan. Hal ini jelas menunjukkan pengaruh ukuran dan luas permukaan terhadap laju reaksi.
Untuk memperbesar luas permukaan, kita dapat menggiling atau menghaluskan zat padat menjadi bagian-bagian kecil atau serbuk. Itulah sebabnya saat praktikum, seringkali zat padat yang akan direaksikan dihaluskan terlebih dahulu agar laju reaksinya semakin cepat.
Konsep penting yang harus kita ingat ialah ukuran tidak sama dengan luas permukaan. Ukuran zat padat berbanding terbalik dengan luas permukaan. Itu terlihat jelas ketika sebuah kubus dipotong menjadi dua bagian. Jelas terlihat bahwa luas permukaannya menjadi lebih besar. Jadi, jangan berfikir bahwa jika ukurannya besar maka luas permukaannya lebih besar.
#4 Pengaruh Konsentrasi terhadap Laju Reaksi
Bagaimana konsentrasi zat mempengaruhi laju reaksi? Pertanyaan tersebut merupakan pertanyaan yang menarik mengingat konsentrasi zat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Pada artikel sebelumnya telah dibahas faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi laju reaksi. Pada kesempatan ini kita akan mencoba untuk melihat bagaimana faktor konsentrasi dapat mempengaruhi besar laju reaksi. Untuk itu, ada baiknya jika kita mengetahui apa definisi dari konsentrasi. Dari definisi tersebut mungkin kita akan menemukan beberapa hubungan antara konsentrasi dengan laju reaksi.
Biasanya konsentrasi dinyatakan dalam satuan fisik, seperti satuan volume dan satuan berat. Pada tingkat menengah, biasanya konsentrasi larutan dinyatakan dalam tiga satuan umum yang paling sering digunakan untuk menyatakan konsentrasi suatu larutan, yaitu molaritas, molalitas, dan fraksi mol.
#1 Molaritas
Molaritas adalah jumlah zat terlarut dalam satu liter larutan.
Dengan :
M = molaritas (M)
n = mol zat teralrut (mol)
V = volume larutan (liter)
#2 Molalitas
Molalitas adalah jumlah zat terlarut dalam seribu gram pelarut.
Dengan :
m = molalitas (molal)
n = mol zat teralrut (mol)
kg = massa pelarut
#3 Fraksi Mol
Fraksi mol adalah perbandingan mol salah satu komponen dengan jumlah mol semua komponen. Misalkan reaksi : A + B → C.
Menentukan Fraksi mol A dan B :
Dengan :
XA = fraksi mol zat A
XB = fraksi mol zat B
nA = mol zat A
nB = mol zat B.
Ketika suatu zat direaksikan, maka akan terjadi reaksi antar partikelnya. Partikel yang berdekatan akan saling bertumbukan sehingga terjadi reaksi. Semakin banyak jumlah partikel dalam suatu zat, tentu akan semakin banyak partikel yang bertumbukan karena peluang terjadinya tumbukan juga semakin besar.
Bertambahnya tumbukan antar partikel memungkinkan berlangsungnya reaksi cepat. Dengan kata lain, semakin besar konsentrasi zat pereaksi, semakin banyak partikel yang bertumbukan, semakin cepat pula laju reaksinya.
Contoh sederhananya adalah saat membuat teh manis. Ketika membuat teh manis, maka kita membutuhkan konsentrasi air yang besar agar gula dapat larut dengan mudah. Reaksi larutnya gula dalam air akan berlangsung lebih cepat ketika kita menggunakan air dalam jumlah yang lebih banyak.
Dengan konsentrasi gula yang sama, segelas air akan lebih mudah melarutkan gula daripada seperampat gelas air. Contoh sederhana ini jelas menunjukkan pengaruh konsentrasi terhadap lajur reaksi. Semakin banyak partikel yang terlibat, semakin besar kemungkinan tumbukan.
Sebaliknya, jika konsentrasi pereaksi semakin kecil, maka kemungkinan terjadinya tumbukan juga semakin kecil sehingga laju reaksi juga akan menurun. Jadi, jika ingin suatu reaski berlangsung cepat, maka kita harus memperbesar konsentrasi pereaksinya.
Pengertian dan Satuan Konsentrasi
Dalam ilmu kimia, konsentrasi merupakan besaran yang digunakan untuk menyatakan banyaknya zat yang berada di dalam suatu campuran untuk setiap satu satuan volume total pada campuran tersebut. Dengan kata lain konsentrasi dapat diartikan sebagai banyak zat dalam suatu campuran dibagi dengan volume total campuran.Biasanya konsentrasi dinyatakan dalam satuan fisik, seperti satuan volume dan satuan berat. Pada tingkat menengah, biasanya konsentrasi larutan dinyatakan dalam tiga satuan umum yang paling sering digunakan untuk menyatakan konsentrasi suatu larutan, yaitu molaritas, molalitas, dan fraksi mol.
#1 Molaritas
Molaritas adalah jumlah zat terlarut dalam satu liter larutan.
|
Dengan :
M = molaritas (M)
n = mol zat teralrut (mol)
V = volume larutan (liter)
Molalitas adalah jumlah zat terlarut dalam seribu gram pelarut.
|
Dengan :
m = molalitas (molal)
n = mol zat teralrut (mol)
kg = massa pelarut
Fraksi mol adalah perbandingan mol salah satu komponen dengan jumlah mol semua komponen. Misalkan reaksi : A + B → C.
Menentukan Fraksi mol A dan B :
|
|
Dengan :
XA = fraksi mol zat A
XB = fraksi mol zat B
nA = mol zat A
nB = mol zat B.
Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi
Dari defenisi di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa konsentrasi mewakili jumlah partikel atau zat yang bereaksi. Konsentrasi menyatakan banyaknya zat yang digunakan dalam reaksi. Bagaimana jumlah partikel mempengaruhi laju reaksi? Berikut penjelasan singkatnya.Ketika suatu zat direaksikan, maka akan terjadi reaksi antar partikelnya. Partikel yang berdekatan akan saling bertumbukan sehingga terjadi reaksi. Semakin banyak jumlah partikel dalam suatu zat, tentu akan semakin banyak partikel yang bertumbukan karena peluang terjadinya tumbukan juga semakin besar.
Bertambahnya tumbukan antar partikel memungkinkan berlangsungnya reaksi cepat. Dengan kata lain, semakin besar konsentrasi zat pereaksi, semakin banyak partikel yang bertumbukan, semakin cepat pula laju reaksinya.
Contoh sederhananya adalah saat membuat teh manis. Ketika membuat teh manis, maka kita membutuhkan konsentrasi air yang besar agar gula dapat larut dengan mudah. Reaksi larutnya gula dalam air akan berlangsung lebih cepat ketika kita menggunakan air dalam jumlah yang lebih banyak.
Dengan konsentrasi gula yang sama, segelas air akan lebih mudah melarutkan gula daripada seperampat gelas air. Contoh sederhana ini jelas menunjukkan pengaruh konsentrasi terhadap lajur reaksi. Semakin banyak partikel yang terlibat, semakin besar kemungkinan tumbukan.
Kesimpulan
Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi Laju reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu konsentrasi atau kadar zat, luas permukaan sentuh, tekanan, suhu, dan pengaruh katalis. Berikut ini ulasan tentang faktor-faktor tersebut dan bagaimana faktor tersebut mempengaruhi laju reaksi.#1 Konsentrasi
Konsentrasi mewakili banyaknya zat yang bereaksi. Jumlah partikel atau zat pereaksi sangat mempengaruhi besar tumbukan dalam reaksi sehingga merupakan hal penting dalam menentukan laju reaksi. Semakin besar konsentrasi, maka semakin banyak zat yang bereaksi dan semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan.
Jika tumbukan antara partikel semakin besar, maka kemungkinan terjadinya reaksi juga akan semakin besar. Dengan demikian, kenaikan konsentrasi pereaksi memicu aktifnya tumbukan antar partikel dan akan menyebabkan laju reaksi semakin cepat.
Sebaliknya, jika konsentrasi pereaksi semakin kecil, maka kemungkinan terjadinya tumbukan juga semakin kecil sehingga laju reaksi juga akan menurun.
#2 Luas Permukaan
Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur dan saling bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran yang disebut bidang sentuh.
Reaksi kimia akan berlangsung lebih cepat jika luas permukaan atau bidang sentuhnya lebih luas. Semakin luas permukaan, maka semakin cepat pula laju reaksinya. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan maka semakin kecil laju reaksinya.
#3 Tekanan
Pengaruh tekanan akan sangat terlihat pada reaksi kimia yang melibatkan pereaksi berupa gas. Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan pereaksi gas akan meningkatkan laju reaksi. Pengaruh ini tidak akan terlihat pada reaksi yang melibatkan zat padat dan zat cair.
Pada dasarnya, pengaruh tekanan terhadap laju reaksi sama halnya dengan pengaruh konsentrasi karena peningkatan tekanan biasanya dilakukan untuk meningkatkan persentase gas yang bereaksi dalam kesetimbangan campuran. Dengan demikian, peningkatan tekanan gas sama dengan peningkatan pada konsentrasinya dan mempengaruhi laju reaksi.
#4 Suhu
Pada suhu yang tinggi, energi molekul bertambah sehingga laju molekul juga bertambah. Meningkatnya laju molekul memungkinkan reaksi berlangsung secara cepat. Jadi, semakin tinggi suhu semakin besar pula laju reaksinya.
Energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi disebut energi aktivasi. Secara umum, bila suhu dinaikkan 10o C, laju reaksi akan menjadi dua kali lebih besar. Dengan kata lain, setiap kenaikan suhu 10o C, lau reaksinya akan menjadi dua kali lebih cepat.
Energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi disebut energi aktivasi. Secara umum, bila suhu dinaikkan 10o C, laju reaksi akan menjadi dua kali lebih besar. Dengan kata lain, setiap kenaikan suhu 10o C, lau reaksinya akan menjadi dua kali lebih cepat.
Dalam ilmu kimia dikenal dua zat yang mempengaruhi laju reaksi yaitu katalis dan inhibitor. Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat laju reaksi sedangkan inhibitor adalah zat yang menghambat laju reaksi.
Reaksi kimia yang lambat dapat dipercepat dengan menambahkan katalis. Katalis akan ikut dalam proses reaksi tetapi tidak mempengaruhi hasil reaksi melainkan hanya mempercepat lajunya. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi.
Cara Meningkatkan Laju Reaksi
Kita telah membahas beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Dengan demikian, kita dapat beberapa upaya agar suatu reaksi kimia yang lambat dapat berlangsung lebih cepat. Berikut bebeapa upaya untuk meningkatkan laju reaksi :#1 Memperbesar konsentrasi pereaksi
Memperbesar konsentrasi pereaksi menyebabkan tumbukan lebih sering terjadi karena jumlah partikelnya banyak, sehingga reaksi akan berlangsung lebih cepat.
#2 Memperluas permukaan zat padat
Memperluas permukaan dapat dilakukan dengan cara meghaluskan zat padat atau memperkecil ukurannya. Dengan permukaan yang luas, bidang sentuh juga semakin luas sehingga tumbukan lebih mudah terjadi.
#3 Memperbesar tekanan
Memperbesar tekanan dilakukan dengan cara memampatkan gas. Pemampatan menyebabkan ruang dalam gas semakin kecil sehingga tumbukan akan lebih sering terjadi.
#4 Menaikkan suhu
Menaikkan suhu ditujukan agar energi gerak partikel lebih besar. Jika energi kinetik partikel makin besar dan dapat melampaui energi aktivasinya, maka reaksi akan berlangsung lebih cepat.
#5 Menambahkan katalis
Dengan menambahkan katalis, kita dapat memperkecil energi aktivasi sehingga banyak partikel yang energi kinetiknya lebih besar daripada energi aktivasi. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung lebih cepat.
Tags:
kimia
