Halaman
69BBa b 3 Laju ReaksiBAB 3-menjelaskan pengertian laju reaksi dengan melakukaneksperimen;-memahami teori tumbukan (tabrakan) untukmenerangkan faktor-faktor penentu laju dan ordereaksi, dan terapannya dalam kehidupan sehari-hari.Setelah belajar bab ini, kalian diharapkan mampu:Reaksi penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2 merupakanreaksi eksoterm. Reaksi ini berlangsung cepat karena adakatalis logam platina. Katalis yang mempengaruhi laju reaksitersebut akan kalian pelajari dalam bab ini.LAJU REAKSISumber: General Chemistry, Principles and Modern Application, Petrucci R. H,Harwood W. S, dan Herring G. FTujuan Pembelajaran
70MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Peta KonsepPrasyarat PembelajaranMengapa daging sapi yang dibuat sate sebelum dibakardimasukkan terlebih dahulu dalam parutan nanas? Apakah nanasdapat dikatakan sebagai katalis yang dapat mempercepat lajureaksi? Jelaskan.Kata Kunci• Laju reaksi• Hukum lajureaksi• TeoritumbukanReaksiLaju reaksiTeori tumbukanHukum laju reaksi =persamaan lajuEksperimenSuhuMolaritasLuaspermukaanKatalismempunyaiberdasarkanmemenuhiditentukandengandipengaruhi
71BBa b 3 Laju ReaksiContohApa yang dimaksud dengan molaritas? MMo l a r i t a smerupakan salah satu besaran konsentrasi. Konsentrasimerupakan besaran yang menunjukkan hubungan kuantitatifantarzat dalam larutan. Larutan terdiri atas zat terlarut yangdisebut dengan ssolute dan zat pelarut yang dinamakan ssolvent.Ada beberapa jenis konsentrasi, diantaranya molaritas (M),kemolalan (m), fraksi mol (c), persen (%), bpj (bagian per juta),dan sebagainya.Molaritas (M) didefinisikan sebagai perbandingan antarajumlah mol zat terlarut (solute) setiap satuan volume (dalam literdan disimbolkan L) larutan. Secara matematika dapat dituliskansebagai berikut.solutelarutannMVdenganM= molaritas ............................................... (M)nsolute= jumlah mol solute ................................ (mol)Vlarutan= volume larutan .................................... (L)Sebanyak 18 gram glukosa (C6H12O6) dilarutkan ke dalam airmurni (H2O) sampai volume larutan menjadi 500 mL. Tentukanmolaritas larutan yang terjadi.JawablarutansolutVnMJumlah mol solute (C6H12O6) = 61266126OHCOHCMrmassaMassa C6H12O6= 18 gramMr C6H12O6= {(6 × 12) + (12 × 1) + (6 × 16)} g mol–1= 180 g mol–1Jumlah mol solute = 1molg 180g18- = 0,1 molVolume larutan= 500 mL= 1LmL1000mL500- = 0,5 LA. MolaritasMolaritasmempunyai satuanmolar dandisimbolkan M.1 molar = 1 M = 1 mol L1.
72MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Molaritas larutan= L0,5mol1,0= 0,2 mol L1 = 0,2 MJadi, molaritas larutan yang terjadi sebesar 0,2 M.Zat kimia yang tersedia di laboratorium pada umumnyaberupa zat murni atau larutan pekat. Kalian pasti tahu, reaksikimia umumnya berlangsung dalam bentuk larutan. Oleh karenaitu, penyediaan larutan dengan molaritas tertentu sangatberperan. Coba kalian lakukan aktivitas kimia berikut.Membuat larutan dengan molaritas tertentuAlat-neraca-labu ukur 250 mL-botol timbang-beker gelas-labu ukur 500 mL-kaca arlojiBahan-kristal NaOH-akuades-glukosaCara kerjaa. Membuat larutan NaOH dengan molaritas 0,1 M dan 1 M1. Timbang dengan teliti dan cepat 2 gram kristal NaOHdengan memakai kaca arloji.2. Masukkan ke dalam beker gelas, dan tambahkan sedikitakuades.3. Aduk terus sampai semua kristal NaOH larut.4. Pindahkan larutan NaOH ke dalam labu ukur 500 mL,tambahkan akuades sampai tanda yang tertera pada labuukur.5. Ulangi lagi langkah (1) sampai (4) dengan massa NaOH20 gram.
73BBa b 3 Laju ReaksiPerlakuanPengamatan........................dstdstb. Membuat larutan glukosa 1 M dan 2 M1. Lakukan langkah sesuai dengan langkah pembuatan larutanNaOH dengan mengganti NaOH dengan serbuk glukosa.2. Hitung dengan cermat berapa glukosa yang diperlukanuntuk membuat larutan dengan molaritas 1 M dan 2 M.Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.a. Membuat larutan NaOHb. Membuat larutan glukosaEvaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apakah kalian mengalami kesulitan membuat larutandengan molaritas tertentu? Jelaskan.2. Berapa molaritas larutan yang mengandung 20 gramNaOH?3. Buat kesimpulan dari kegiatan kalian dan diskusikandengan teman kalian.PerlakuanPengamatan........................dstdstB. Laju ReaksiDari manakah asal minyak bumi? Apakah muncul dengansendirinya? Tentu saja jawabnya tidak. Minyak bumi berasal darisisa-sisa makhluk hidup kecil-kecil yang tertimbun jutaan tahundi dalam perut bumi. Makhluk hidup kecil-kecil disebut plankton.Oleh adanya tekanan dan suhu yang tinggi plankton-planktonakan mengalami reaksi kimia sehingga berubah menjadi minyakbumi. Reaksi pembentukan minyak bumi merupakan reaksi yangberjalan lambat.
74MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Sumber: Chemistry, New CoordinatedScience, Gallagher Rose Marie danIngram PaulSumber: Chemistry, New CoordinatedScience, Gallaghser Rose Marie danIngram PaulLedakan bom, petasan, danpembakaran zat organik meru-pakan reaksi kimia yang berjalansangat cepat. Di alam, ada reaksikimia yang berjalan cepat danada pula yang berjalan lambatatau bahkan sangat lambat.Reaksi peluruhan zat radioaktifmerupakan salah satu contohreaksi yang berjalan sangatlambat sampai jutaan tahun.Faktor-faktor apa yang mem-pengaruhi kecepatan reaksi dan bagaimana logikanya? Hal iniakan dapat kalian jawab setelah mempelajari subbab ini denganseksama.Apa yang dimaksud dengankecepatan reaksi? Kata kecepatanberhubungan erat dengan waktutempuh (t). Mobil dikatakanbergerak cepat jika dalam waktusingkat dapat menempuh jarakyang cukup jauh. Pesawat terbangbergerak lebih cepat dibandingkandengan mobil, sedangkan mobilrelatif bergerak lebih cepat diban-dingkan sepeda. Sepeda dapatbergerak lebih cepat dari pada orang jalan kaki.Secara fisika definisi dari kecepatan adalah jarak yangditempuh benda pada waktu tertentu. Kecepatan disimbolkandengan v dan dapat dituliskan rumusnya sebagai berikut.svtdenganv= kecepatan .......................................... (meter detik1)s= jarak ................................................... (meter)t= waktu ................................................. (detik)Masih ingatkah kalian dengan persamaan reaksi? Persamaanreaksi terdiri atas reaktan dan produk. Reaksi berjalan mulai darireaktan menuju produk. Reaktan terletak di sebelah kiri anakpanah, sedangkan produk terletak di sebelah kanan. Dalam halini jika diandaikan reaksi berjalan terus, maka secara logikaGambar 3.1Ledakan bommerupakan reaksikimia yang sangatcepat.Gambar 3.2Pesawat terbangmenempuh jarak2000 km dalam 1jam. Berartikecepatan rata-ratapesawat tersebut2000 km/jam.
75BBa b 3 Laju Reaksiterlihat jumlah molaritas reaktan akan semakin berkurang,sedangkan jumlah molaritas produk akan semakin bertambah.Karena dalam reaksi tidak ada jarak yang harus ditempuh, makajumlah molaritas reaktan berkurang setiap saat atau jumlahmolaritas produk bertambah setiap saat. Hal ini dapatdianalogikan sebagai jarak yang ditempuh. Dengan analogitersebut, maka kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai“kecepatan berkurangnya molaritas reaktan tiap satuan waktu”. Ataujika ditinjau dari produk kecepatan reaksi dapat didefinisikansebagai “kecepatan bertambahnya molaritas produk tiap satuanwaktu”.Secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut.berkurangnya molaritas reaktan[reaktan]waktu yang dibutuhkan ataubertambahnya molarittQQ' 'as produk[produk]waktu yang dibutuhkant''denganQ= kecepatan reaksi ................... (Molar detik1)[reaktan] = molaritas reaktan .............. .. (Molar) [produk] = molaritas produk ................... (Molar) t= waktu yang dibutuhkan ...... (detik)Satuan waktu yang digunakan adalah detik dan dapat disingkatdet. Tanda minus pada persamaan pertama perlu diberikan, karenasetiap saat molaritas reaktan berkurang. Jika molaritas reaktanberkurang, maka selisih (') menjadi negatif, sedangkan kecepatanreaksi tidak mungkin berharga negatif. Simbol [ ] merupakan simbolmolaritas zat dengan satuan molar dan disimbolkan M.ContohDiketahui persamaan reaksiA + 3B o 2C + 2DMolaritas B mula-mula 0,9986 M dan dalam waktu 13,2menit molaritas B berubah menjadi 0,9746 M. Berapakecepatan reaksi rata-rata selama waktu tersebut dalam Mper detik?
76MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Pada pelajaran sebelumnya telah diuraikan apa itukecepatan reaksi. Beberapa buku ada yang membedakan katakecepatan dan laju reaksi. Ditinjau dari fisika kecepatanmerupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah,sedangkan laju merupakan besaran skalar yang hanya memilikibesar. Perbedaan pemakaian ini karena ada dua tinjauan yangberbeda.Jika ditinjau dari jalannya reaksi yang berjalan dari reaktanmenjadi produk, maka dapat dikatakan bahwa reaksi tersebutmemiliki arah dan besar. Hal ini sesuai dengan hukum yangdikemukakan oleh Gulberg dan Waage yang hanya meninjaupersamaan kecepatan reaksi dari segi reaktan saja, sehinggaistilah kecepatan sesuai. Dari definisi yang berbunyi ”perubahanmolaritas pada setiap waktu tertentu”, tidak terlihat adanya arahreaksi, karena definisi ini menunjukkan bahwa perubahanmolaritas dapat dilihat baik dari reaktan maupun produk. Jikaditinjau dari reaktan, maka molaritas reaktan akan semakinberkurang. Sedangkan jika ditinjau dari produk, maka molaritasproduk akan semakin besar. Dari definisi tersebut istilah laju lebihJawabMolaritas B berubah selama reaksi berlangsung 13,2 menitdapat dihitung sebagai berikut.'[B] = 0,9746 M – 0,9986 M= –0,0240 M't= 13,2 menitKecepatan reaksi = t''u]B[31= menit2,13M)0240,0(31u= 6,06 × 10–4 M menit –1Karena kecepatan reaksi dalam M det–1, maka kita harusmengubah menit ke detik. Faktor konversinya adalah detik60menit1.berarti,Kecepatan reaksi = 6,06 × 10–4 M menit–1 × detik60menit1= 1,01 × 10–5 M detik–1Jadi, kecepatan reaksinya sebesar 1,01 × 10–5 M detik–1.Kecepatan reaksiadalah Kecepatanberkurangnyamolaritas perekasitiap satuan waktuataukecepatanbertambahnyamolaritas produktiap satuan waktu.
77BBa b 3 Laju Reaksitepat digunakan. Buku ini akan menggunakan istilah laju reaksi,karena istilah ini memiliki arti lebih luas. Laju reaksi disimbolkandengan r yang artinya rate reaction.Misal reaksi zat A menjadi B dapat dituliskan sebagai berikut.Ao BLaju reaksi A : rA = t''A][Laju reaksi B : rB = t''B][Laju reaksi persamaan tersebut dapat dituliskanr = t''A][ = t''B][Untuk reaksi dengan koefisien yang berbeda seperti reaksi berikut.aA o bBlaju reaksi dapat ditulisrA = ta''uA][1rB = tb''uB][1 r = rA = rB = ta''uA][1= tb''uB][1Kerjakan di buku latihan kalian.Tuliskan persamaan laju reaksi dari reaksi berikut.1. N2O4(g)o N2O4(g)2. H2(g) + Cl2(g) o 2HCl(g)3. 2NO(g) + Br2(g)o 2NOBr(g)4. 2SO2(g) + O2(g)o2SO3(g)5. N2(g) + 3H2(g) o 2NH3(g)
78MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 21. Hukum laju reaksiSecara eksperimen terbukti bahwa pada suhu tetap lajureaksi keseluruhan sebanding dengan perkalian molaritasreaktan-reaktan yang bereaksi dengan pangkat tertentu.Misal, reaksi :aA + bB ocCPersamaan laju reaksi (V) dapat dituliskan sebagai berikut.r| [A]x [B]yr = k [A]x [B]ydengan k= tetapan laju reaksix= orde atau tingkat reaksi terhadap zat Ay= orde atau tingkat reaksi terhadap zat BPersamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatifantara laju reaksi dengan molaritas reaktan. Persamaan lajureaksi dikenal sebagai hhukum laju reaksi. Coba kalian perhatikanpersamaan laju reaksi. Tahukah kalian, apa yang dimaksuddengan tetapan laju reaksi dan orde reaksi?Tetapan laju reaksi disimbolkan dengan k. Harga k bergantungpada jenis reaksi dan suhu. Setiap jenis reaksi mempunyai hargak tertentu. Jika reaksi berlangsung cepat, maka harga k besar.Begitu pula sebaliknya. Jika reaksi berlangsung lambat, maka hargak kecil.Selain harga k, pada persamaan laju reaksi juga ada ordereaksi. Apa orde reaksi itu? OOr de r ea ks i adalah pangkatmolaritas pada persamaan laju reaksi. Orde reaksi disebut jugatin gkat reak s i. Berarti x merupakan orde reaksi A dan ymerupakan orde reaksi B. Penjumlahan masing-masing reaktanmerupakan orde reaksi total, yaitu x + y.Orde reaksi tidak dapat dituliskan dari persamaan reaksi,melainkan harus dari data eksperimen. Orde reaksi biasanyaadalah bilangan bulat positif sederhana (1 atau 2), tetapi adayang berorde 0, 21, atau bilangan negatif.Misal reaksi memiliki persamaan laju reaksi sebagai berikut.12[A][B]rk
79BBa b 3 Laju Reaksimaka memiliki orde 1 terhadap A dan orde 21 terhadap B. Berapaorde totalnya? Coba kalian pikirkan.2. Penentuan hukum laju reaksiSebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, bahwa orde reaksitidak dapat ditentukan dari bentuk persamaan reaksi. Ordereaksi hanya dapat ditentukan dari hasil eksperimen. Caramenentukan orde reaksi perlu dilakukan beberapa eksperimendengan mengubah-ubah variabel tekanan (khusus untuk reaksiberwujud gas) atau molaritas (untuk reaksi berupa larutan ataudapat pula gas).Pada reaksi A + B o Corde reaksi terhadap A dapat ditentukan dengan cara melakukaneksperimen. Molaritas A dibuat tetap, sedangkan molaritas Bdiubah-ubah, kemudian waktu atau laju reaksi diukur dengancara tertentu. Demikian pula sebaliknya, untuk menentukan lajureaksi terhadap B, maka molaritas B dibuat tetap molaritas Adiubah-ubah. Perhatikan contoh berikut.Persamaan laju dari reaksi aA obB, dapat dituliskan r = k[A]aDari eksperimen diperoleh data sebagai berikut.Dari data eksperimen tersebut caria. orde reaksi,b. tetapan laju reaksi (k),c. persamaan laju reaksi.Jawaba. Orde reaksiJika reaksi tersebut memiliki orde reaksi terhadap a = 1,maka laju reaksi sebanding dengan molaritas [A] , yaituContoh10,053 × 10-420,112 × 10-430,248 × 10-4NomorMolaritas A wal (M)La ju A wal (mol L-1 de tik-1)
80MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2r = k[A]Hal ini tidak mungkin, karena pada molaritas awal nomor2 ketika molaritas awal dinaikan 2 kali, laju awal 4 kalilebih besar.Orde reaksi dapat dicari dengan cara membandingkan lajureaksi dari masing-masing eksperimen sebagai berikut.r = k [A]aPerbandingan laju reaksi 2 dengan laju reaksi 12141114111[A][A]12 10 mol L det[0 1 mol L ]3 10 mol L det[0 05 mol L ]42aaaaarkrk,,uuPerbandingan laju reaksi 3 dengan laju reaksi 23241114111[A][A]48 10 mol L det[0 2 mol L ]12 10 mol L det[0 1 mol L ]42aaaaarkrkk,k,uuPerbandingan laju reaksi 3 dengan laju reaksi 13141114111[A][A]48 10 mol L det[0 2 mol L ]3 10 mol L det[0 05 mol L ]16 4aaaaarkrkk,k,uuKarena dari 3 perbandingan tersebut nilai a tetap 2, makadapat disimpulkan bahwa orde reaksi terhadap A adalah 2.b. Tetapan laju reaksiHarga tetapan reaksi dapat dihitung dengan caramemasukkan nilai orde reaksi yang telah ditemukan kedalam salah satu persamaan hasil eksperimen.Misal dari eksperimen nomor 1r1=k [A]a3 × 10–4 mol L1 det1=k [0,05 mol L1]2 k=211144]Lmol[detLmol1025103uu k= 0,12 [mol L1]3det11 mol L–1 =1 molar = 1 M
81BBa b 3 Laju ReaksiDari eksperimen nomor 3r3=k [A]a48 × 10–4 mol L1 det1=k [0,2 mol L1]1k=412-1148 10 mol L detik410[mol L]uu k= 0,12 [mol L-1]1 det-1Jadi, harga tetapan laju reaksi sebesar 0,12 [mol L-1]1 det-1.c.Persamaan laju reaksiKarena orde reaksi terhadap A = 2 dan k = 0,12 [mol L-1]3det-1, maka persamaan reaksi aA obB mempunyaipersamaan laju reaksir = 0,12 [A]2Jadi, persamaan laju reaksinya adalah r = 0,12 [A]2.3. Hubungan persamaan laju reaksi dengan definisilaju reaksia.Reaksi orde satuMisal reaksiA(g)o B(g)Menurut definisi, laju reaksi dapat dituliskanr = – dtd]A[Menurut persamaan laju reaksi, karena reaksi adalah tingkatsatu, maka dapat ditulisr = k[A]Hubungan antara persamaan laju reaksi dengan definisi lajureaksi dapat ditentukan sebagai berikut.– dtd]A[ = k[A]dtd]A[= – k[A] dtJika diintegrasi, maka akan menghasilkan³]A[]A[d= ³kdt>@@akhirawalakhirawalAln tk akhirawalTetapan lajureaksipenguraian HIberorde 2 padasuhu 700 Kadalahk = 1,2 × 10–3. Jika[HI]0= 0,56 M,maka tentukan[HI] setelahreaksi berjalan 2jam.Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiri
82MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Jadi, hubungan yang diperoleh dapat dituliskan sebagai berikut. ln ]A[]A[0t = ktdengan [A0] = molaritas pada waktu t = 0 .............. (M) [At] = molaritas setelah t = t detik ............... (M)b. Reaksi orde duaMisal 2A(g) o B (g) + C(g)Dari definisi laju reaksi dapat dituliskanr = – dtd]A[Menurut persamaan laju reaksi, karena reaksi adalah tingkatdua, maka dapat dituliskanr = k[A]2Hubungan antara persamaan laju reaksi dengan definisi lajureaksi dapat ditentukan sebagai berikut.– dtd]A[ = k[A]2dtd]A[ = – k dt³³ dtkd2]A[]A[Jika keadaan awal pada t = 0 dan keadaan akhir pada t = t,maka hubungan yang diperoleh dapat dituliskan sebagai berikut.]A[1]A[10t = kt4. Waktu paruh (t½)Waktu paruh merupakan waktu yang diperlukan agarmolaritas zat sisa menjadi setengah molaritas zat awal. Misalmula-mula molaritas zat A adalah a mol, setelah waktu t½, makamolaritas zat A sisa sebesar 21a mol. Waktu paruh seringdigunakan untuk perhitungan dalam reaksi peluruhanradioaktif. Selain itu dengan mengetahui waktu paruh laju reaksidapat dicari dengan lebih cepat.
83BBa b 3 Laju Reaksia.Untuk orde satuCoba kalian lihat kembali hubungan persamaan laju reaksidengan definisi laju reaksi, diperolehln ]A[]A[0t = ktPada waktu paruh (t½), maka molaritas [At] = 21 [A0]Dengan demikian, persamaan dapat diubah menjadiln ]A21[]A[00= k t½ ln 2 = kt½ t½ = k2ln= k693,0Jadi, waktu paruh untuk reaksi orde satu dapat dirumuskansebagai berikut.t½ = k693,0b. Untuk reaksi orde duaWaktu paruh dapat ditentukan dari hubungan persamaanlaju reaksi dengan definisi laju reaksi. Berdasarkan hubungantersebut dan penjelasan sebelumnya, diperoleh]A[1]A[10t = ktSeperti pada orde 1, maka molaritas [At] = 12 [A0] sehingga]A[1]A[10021 = k t½]A[1]A[200 = kt½]A[10= kt½Jadi, waktu paruh untuk reaksi orde 2 dapat ditentukan denganrumus berikut.t½ = k]A[10
84MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Reaksi penguraian : A o B + Cmerupakan reaksi orde satu, setelah 20 menit, 40 % dari zat Abereaksi.a. Bagaimana susunan campuran setelah 40 menit?b.Setelah berapa menit campuran mengandung ketiga zattersebut dalam jumlah mol yang sama?JawabReaksi penguraian: A oB +CAwalA mol0 0t = 20 menit(A – 0,4)mol 0,4A mol 0,4A molOleh karena reaksi memiliki orde satu, maka berlaku ln ]A[]A[0t = ktPada t = 20 menit ln mol4,0AA=k × 20ln molA)4A10(molA10=20k ln 610=20k k=201 ln 35 menit-1a. Pada t = 40 menitln]A[]A[0t = ktlnxAA= (201 ln35 ) × 40lnxAA= 2 ln 35 ln xAA= ln 235 ̧¹· ̈©§xAA=925 9A = 25A – 25x 25x= 16 A x= 25A16 = 0,64 AContohReaksipenguraianH2O2(aq)mempunyai ordereaksi 1 dank = 7,30 × 10–4 .Hitungpersentase H2O2setelah reaksiberjalan 500detik.Komunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiri
85BBa b 3 Laju ReaksiZat yang bereaksi setelah t = 40 adalah 0,64 A mol.Zat A yang tinggal sebanyak = A mol – 0,64 A mol= 0,36A molZat B dan zat C yang terbentuk masing-masing adalah0,64 A mol.Susunan campuran dapat ditentukan dengan cara berikut.Zat A = %100nkeseluruhamoljumlah tinggalyang Amoljumlah u= %100molA)0,64A0,64A(0,36molA36,0u= A64,1A36,0 × 100 %= 21,95 %Zat B dan zat C mempunyai komposisi sama, yaitu 39,03 %.Jadi, susunan campuran setelah 40 menit adalah zat A21,95 %; zat B 39,03 %; dan zat C 39,03 %.b. Campuran mengandung ketiga zat dalam jumlah mol yangsama, berartimol A = mol B = mol C atau(A– x) = x x = 21Aln A21AA = (201 ln 35) × t ln A21A = (201 ln 35) × t ln 2 = (201 ln 35) × t20t= 35ln2ln = 3ln5ln2ln20t= 098,1609,1693,0 t= 20511,0693,0u t= 27,1 menit atau t = 27 menit 6 detik
86MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Jadi, campuran mengandung ketiga zat dengan jumlah molyang sama dalam waktu 27,1 menit.Kerjakan di buku latihan kalian.1. Adakah perbedaan antara kecepatanreaksi dengan laju reaksi? Jelaskan.2. Diketahui persamaan reaksisebagai berikut.2A o 3BMolaritas zat A turun dari 0,5684 Mmenjadi 0,5522 M dalam 2,5menit. Hitung kecepatan reaksipembentukan zat B selama waktutersebut dalam M detik–1.3. Dalam suatu eksperimen dila-kukan reaksi ion amonium dan ionnitrit dalam air membentuk gasnitrogen sebagai berikut.NH4+(aq) + NO2–(aq) o N2(g) +2H2O(l)Data eksperimen dengan kemo-laran diubah-ubah diperoleh datasebagai berikut.Dari data eksperimen tersebuttentukan orde reaksi dan per-samaan laju reaksi.4. Untuk reaksi orde dua2A o B + CSetelah waktu 20 menit campuranmengandung 3216% zat B. Tentukana. waktu paruh reaksi,b.susunan campuran setelah 30menit.5. Untuk reaksi orde dua2A oB+CMolaritas mula-mula zat A = a M.Waktu paruh = 25 menit.a. Bagaimana susunan campuransetelah 50 menit?b.Setelah berapa menit campuranmengandung 30 % zat B?1Molaritas AwalMolaritas AwalLaju Awal PembentukkanNO2– (mol L–1)NH4+ (mol L–1)(mol L–1 detik)10,020,25,4 × 10–720,020,210,8 × 10–730,040,221,5 × 10–740,060,232,3 × 10–750,20,020210,8 × 10–760,20,040421,6 × 10–770,20,060632,4 × 10–780,20,080843,3 × 10–7No.
87BBa b 3 Laju ReaksiSalah satu teori yang menjelaskan proses terjadinya reaksiadalah teori tumbukan. Menurut teori tumbukan, reaksi kimiaterjadi karena adanya partikel-partikel yang saling bertumbukan.Tumbukan terjadi jika dua molekul atau lebih permukaannyasaling bersentuhan pada satu titik. Pengertian satu titik disiniadalah jika dianggap bentuk molekul bulat seperti bola, makapada pertemuan tersebut jarak antarpusat inti sama dengandiameternya untuk jenis molekul yang mempunyai ukuran sama.Tetapi, tidak semua tumbukan akan menghasilkan reaksi kimia.Tumbukan yang dapat menghasilkan reaksi kimia dikenal denganistilah ttumbukan efektif.Agar terjadi tumbukan yang efektif diperlukan syarat, yaituorientasi tumbukan molekul harus tepat. Orientasi merupakanarah atau posisi antarmolekul yang bertumbukan. Untuk molekulberbentuk bulat orientasi tidak begitu penting, karena semuaposisi akan mengakibatkan tumbukan dengan orientasi sesuai.Tetapi, untuk molekul yang berbentuk dua bola terpilin orientasisangatlah penting. +Orientasi tidak tepat, tidak terjadi reaksi kimia. +Orientasi sesuai, terjadi reaksi kimia(a)(b)C. Teori TumbukanGambar 3.3a. Tumbukanmolekul untukmolekul yangsama.b. Tumbukanantarmolekulyang berbedadiameternya.Gambar 3.4Orientasitumbukan.
88MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Misal tumbukan antara gas hidrogen dengan gas oksigen,seperti reaksi berikut.2H2(g) + O2(g) H2O(l) + H2O(l)Tumbukan sesuai terjadi reaksi menjadi 2 molekul air.Selain orientasi, agar dapat terjadi reaksi kimia, maka energitumbukan harus melewati energi penghalang yang dikenaldengan energi aktivasi. EEnergi aktivasi (Ea) merupakan energiminimal agar terjadi suatu reaksi. Semua proses reaksi kimiaharus melalui tahap ini, jika energi aktivasi tidak terlampaui,maka reaksi kimia tidak akan terjadi. Energi aktivasi merupakansyarat minimal terjadinya suatu reaksi dan dapat digambarkansebagai berikut.Apa yang dapat kalian simpulkan dari Gambar 3.7? Daridiagram terlihat bahwa suatu reaktan untuk dapat menjadiproduk kimia harus mempunyai energi aktivasi sebesar Ea. JikaEa tidak terlampaui, maka tidak akan dihasilkan suatu produk.Dari diagram tersebut juga akan terlihat apa reaksi bersifateksoterm (mengeluarkan panas) atau endoterm (menyerappanas). Reaksi bersifat eksoterm jika energi potensial dari reaktanlebih tinggi daripada energi potensial produk. Sebaliknya reaksibersifat endoterm jika energi potensial reaktan lebih rendahdaripada energi produk.Gambar 3.6Diagram energiaktivasi.Gambar 3.5Tumbukan gashidrogen danoksigenmenghasilkan air.+OOHHHHHHOHHO+HHOHHO
89BBa b 3 Laju ReaksiArrhenius telah menemukan hubungan antara energi aktivasidengan tetapan laju reaksi. Persamaan Arrhenius tersebut secaramatematika dapat dituliskan sebagai berikut.k = RTEaAe/dengank= tetapan laju reaksiA= tetapan ArrheniusEa= energi aktivasi ........................... (J mol–1)R= tetapan gas ................................. (8,3145 J mol–1 K–1)T= suhu reaksi ................................ (Kelvin)Dari persamaan tersebut faktor pra eksponen (sebelum tandapangkat), yaitu A (tetapan Arrhenius) merupakan faktorfrekuensi. Karena hubungan antara tetapan kecepatan reaksidengan faktor frekuensi tumbukan berbanding lurus, makafrekuensi tumbukan sangat mempengaruhi laju reaksi. Jikafrekuensi tumbukan semakin tinggi, maka reaksi akan berjalansemakin cepat.Coba kalian perhatikan, mengapa ketika ibu membuat tehharus dengan air mendidih? Mengapa tidak menggunakan airyang sudah dingin? Atau mengapa ketika kalian membuatminuman teh manis, gula yang dimasukkan ke dalam larutanteh harus kalian aduk? Mengapa tidak dibiarkan saja melarutdengan sendirinya. Mengapa makanan seperti daging, tempe,ketika dimasukkan lemari es menjadi lebih awet dibandingkanjika ditaruh di lemari biasa? Dan masih banyak pertanyaan laindalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengankecepatan berlangsungnya reaksi suatu zat.(a)(b)Gambar 3.7a. Diagram energiuntuk reaksieksoterm.b. Diagram energiuntuk reaksiendoterm.D. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju ReaksiReaksi eksotermadalah reaksi yangmengeluarkanpanas. Reaksiendoterm adalahreaksi yangmenyerap panas.
90MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Larutan teh biasanya dibuat dalamair panas, karena jika dibuat dalam airdingin, maka sari teh tidak dapat atausukar larut dalam air. Pengadukangula ketika membuat teh manisbertujuan agar gula cepat larut.Penyimpanan makanan dalam lemaries atau frezeer bertujuan agar reaksiberjalan lambat atau bahkan berhenti.Makanan yang ditaruh di dalam lemaries mengakibatkan reaksi pembusukanmenjadi berjalan lambat sehingga makanan dapat lebih awet.Reaksi kimia dapat dipercepat atau diperlambat dengan caramemberi perlakuan tertentu. Beberapa perlakuan yang dapatmempengaruhi kecepatan terjadinya reaksi dinamakan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap laju reaksi. Banyak faktoryang dapat mempengaruhi cepat lambatnya reaksi. Faktor-faktortersebut antara lain ukuran materi, suhu, pengadukan, tekanangas, molaritas, katalisator, inhibitor, dan sebagainya. Dalam babini akan dibahas beberapa faktor saja seperti ukuran materi,suhu, molaritas, dan katalis.1. Pengaruh ukuran partikel terhadap laju reaksiMengapa ketika ibu memasak daging sapi, daging tersebutharus dipotong-potong terlebih dahulu? Mengapa adik kalianyang masih kecil ketika minum obat, obatnya dalam bentukserbuk (puyer) bukan berupa pil? Contoh lain adalah pada prosesperagian singkong untuk pembuatan tape. Ragi gelondong harusdihancurkan dahulu kemudian ditaburkan pada singkong.Beberapa peristiwa tersebut, semua menggambarkanperbedaan ukuran partikel darizat yang bereaksi. Tujuan daripengunyahan, pemotongandaging, bentuk obat serbuk, danpenghalusan ragi untukmemperkecil ukuran partikel. Jikaukuran partikel semakin kecil,maka reaksi akan berjalansemakin cepat. Mengapademikian? Pertanyaan itu dapatkalian jawab setelah melakukan serangkaian aktivitas kimiaberikut.Sumber: Dokumentasi PenerbitGambar 3.9Sebelum masukperut makananperlu dikunyahterlebih dahuluagar kerjalambung tidakberat.Gambar 3.8Makanan yangdimasukkan lemaries mejadi lebihawet.Sumber: Dokumentasi Penerbit
91BBa b 3 Laju ReaksiMengetahui pengaruh ukuran partikelterhadap laju reaksiAlat-tabung reaksi-stopwatch/arlojiBahan-batu pualam (CaCO3) berupa serbuk-batu pualam (CaCO3) sebesar jagung-larutan asam klorida (HCl) 1 MCara kerja1. Masukkan 15 mL larutan HCl ke dalam tabung reaksi.2. Tambahkan 0,5 g batu pualam (CaCO3) sebesar jagung.3. Hidupkan stopwacth saat batu pualam masuk dalamlarutan HCl.4. Catat waktu yang diperlukan sampai batu pualam larutsempurna.5. Ulangi langkah (1) sampai (4) sebanyak dua (2) atau tiga(3) kali.6. Ulangi langkah (1) sampai (5) dengan mengganti batupualam yang telah dihaluskan (serbuk).Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Larut atau bereaksikah batu pualam dengan larutan HCl?2. Jika terjadi reaksi, maka gejala-gejala apa yang terjadi?3. Batu pualam mana yang bereaksi lebih cepat? Bagaimanahal itu dapat dijelaskan?NoReaksiWaktuKeterangan1Batu pualamsebesar jagung+ HCl2Serbuk batupualam + HCl................................................
92MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Dengan semakin kecil ukuran suatu materi, makamengandung arti memperluas permukaan sentuh materi tersebut.Bayangkan. Jika kalian mempunyai benda berbentuk kubusdengan ukuran rusuk panjang, lebar, dan tinggi sama, yaitu 1 cm.Berapa luas permukaan kubus tersebut? Secara matematika dapatdihitung bahwa luas permukaan kubus sebesar 6 kali luas sisinya.Karena kubus mempunyai 6 sisi yang sama, maka jumlahluas permukaannya adalah 6 × 1 cm × 1 cm = 6 cm2. Sekarangjika kubus tersebut dipotong sehingga menjadi 8 buah kubus yangsama besar, maka keempat kubus akan mempunyai panjang,lebar, dan tinggi masing-masing 0,5 cm. Luas permukaan untuksebuah kubus menjadi 6 × 0,5 cm × 0,5 cm = 1,5 cm2. Jumlah luaspermukaan kubus menjadi 8 × 1,5 cm2 = 12 cm2. Jadi, denganmemperkecil ukuran kubus, maka luas permukaan total menjadisemakin banyak. Hitunglah jika kubus diperkecil menjadi kubus-kubus yang lebih kecil sehingga ukuran rusuknya menjadi 1 mm.Jika ukuran partikel suatu benda semakin kecil, maka akansemakin banyak jumlah total permukaan benda tersebut. Olehkarena itu, luas permukaan semakin banyak maka kemungkinanterjadinya tumbukan antarpermukaan partikel akan semakin sering.Hal ini dapat mempercepat terjadinya reaksi.2. Pengaruh suhu terhadap laju reaksiPernahkah kalian minum es teh? Mengapa es teh dibuat dariair teh panas ditambah gula baru kemudian diberi es batu?Mengapa tidak dari air teh dingin baru ditambah gula? Jika kalianGambar 3.10Jika ukuran kubusdiperkecil, makaluas permukaantotal semakinbesar.4. Tuliskan reaksi yang terjadi dalam aktivitas yang telahkalian kerjakan.5. Adakah pengaruh ukuran partikel terhadap laju reaksi?Jelaskan.6. Buat kesimpulan dari kegiatan kalian dan diskusikandengan teman kalian.
93BBa b 3 Laju ReaksiMempelajari pengaruh suhu terhadap laju reaksiAlat-beker gelas 2 buah-pembakar spiritus-stopwatch/arloji-termometerBahan-larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,2 M-larutan asam klorida (HCl) 1 MCara kerja1. Buat tanda bulatan pada sehelai kertas.2. Masukkan 25 mL larutan Na2S2O3 ke dalam beker gelas.Letakkan beker gelas tadi di atas kertas bertanda silang yangtelah dibuat. Ukur suhu larutan dan catat. Kemudiantambahkan 25 mL larutan HCl 2 M . Ukur dan catat waktuyang dibutuhkan sejak penambahan larutan HCl sampaitanda silang tidak terlihat lagi.3. Masukkan 25 mL Na2S2O3 ke dalam beker gelas lain.Kemudian panaskan di atas suhu kamar ( 10 °C di ataseksperimen pertama). Catat suhunya dan letakkan bekergelas tadi di atas kertas bertanda silang, kemudiantambahkan 25 mL HCl dan catat waktunya sepertieksperimen pertama.4. Lakukan sekali lagi eksperimen sebagaimana langkah (1)sampai (3).tanyakan hal itu kepada penjual es teh tentu akan dijawab bahwagula akan lebih cepat larut dalam air panas dibandingkan denganair dingin, mengapa?Demikian halnya dengan reaksi kimia. Reaksi kimiacenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.Demikian pula sebaliknya, kita juga bisa memperlambat reaksidengan menurunkan suhu. Misal proses pembusukan makananatau buah-buahan dapat diperlambat dengan mendinginkannyadi lemari es atau freezer. Untuk membuktikan pengaruh suhuterhadap laju reaksi, maka coba lakukan aktivitas kimia berikut.
94MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2NoSuhu Reaksi (°C)Waktu (detik)1........2........3........Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apa yang terjadi ketika natrium tiosulfat direaksikandengan asam klorida? Jelaskan.2. Apa terjadi endapan, gas, atau perubahan warna?Tuliskan persamaan reaksinya jika terjadi perubahankimia.3. Bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi antaralarutan Na2S2O3 dengan larutan HCl?4. Pada umumnya, reaksi dapat berlangsung 2× lebih cepatjika suhu dinaikan 10 °C. Apa hal ini juga berlaku untukreaksi Na2S2O3 dengan HCl ?5. Buat kesimpulan dari kegiatan kalian dan diskusikandengan teman kalian.Mengapa dengan semakin tinggi suhu, laju reaksi semakincepat? Suhu mempunyai hubungan linear dengan gerakan molekul.Jika suhu semakin tinggi, maka molekul-molekul dalam materi akansemakin cepat bergerak. Akibatnya frekuensi terjadinya tumbukansemakin besar. Hal ini dapat mempercepat laju reaksi.3. Pengaruh molaritas terhadap laju reaksiPada pembahasan sebelumnya, kalian telah belajar faktorukuran partikel zat padat yang berpengaruh terhadap laju reaksi.Jika yang direaksikan dalam larutan, maka faktor yangmempengaruhi laju reaksi adalah molaritas.Suatu larutan dengan molaritas tinggi tentu mengandungmolekul-molekul yang lebih rapat dibandingkan denganmolaritas larutan rendah. Larutan dengan molaritas tinggimerupakan larutan pekat dan larutan dengan molaritas rendahmerupakan larutan encer. Pada larutan pekat, letak molekulnyarapat sehingga sering terjadi tumbukan dibandingkan denganlarutan encer. Itulah sebabnya, jika molaritas larutan yangdireaksikan semakin besar, maka laju reaksinya juga semakin besar.
95BBa b 3 Laju ReaksiGambar 3.11Partikel reaktandalama. molaritasrendah,b. molaritas tinggi.(a)(b)partikel asamSumber: Chemistry, New Coordinated Science, Gallagher Rose Marie dan Ingram Paul.molekul airmagnesiumMempelajari pengaruh molaritas terhadap laju reaksiAlat-gelas ukur-stopwatch-erlenmeyer-pengaduk kacaBahan-HCl 2 M-kertas putih-Na2S2O3 0,15 M-akuades (H20)Cara kerja1. Masukkan 50 mL Na2S2O3 0,15 M ke dalam erlenmeyer.2. Gambar huruf “X” di kertas putih, letakkan di bawaherlenmeyer yang berisi Na2S2O3.3. Ambil 5 mL HCl 2 M, masukkan ke dalam 50 mL Na2S2O30,15 M tadi. Pada waktu yang sama ukur waktu yangdiperlukan sampai terjadi reaksi. Reaksi terjadi ditandaidengan terbentuknya endapan kuning dan huruf X padakertas tidak terlihat. Catat waktunya.4. Ulangi aktivitas kalian dengan menggunakan larutanNa2S2O3 0,15 M yang sudah ditambah akuades,berdasarkan tabel berikut.Aktivitas12345V olume HC l 2 M (mL)55555Volume Na2S2O3 0,15 M (mL)5040302010V olume H2O (mL)0 10203040
96MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 24. KatalisKatalisator merupakan zat yang mampu mempengaruhi lajureaksi. Dalam kerjanya katalisator akan ikut bereaksi denganzat-zat reaktan, tetapi diakhir proses reaksi katalisator tersebutakan memisah kembali. Katalis ada dua macam, yaitu katalisyang bersifat positif dan katalis negatif. Katalis bersifat positifdapat mempercepat laju reaksi. Katalis bersifat negatifmerupakan katalisator yang memperlambat laju reaksi,katalisator ini dinamakan iinhibitor.Adanya katalis positif dalam reaksi kimia mengakibatkanenergi aktivasi reaksi semakin kecil. Dengan demikian,kemungkinan terjadinya reaksi semakin besar. Bayangkan jikakalian ingin menuju suatu tempat yang dihalangi sebuahgunung. Jalan yang satu harus mendaki gunung, sedangkan jalanyang lain melewati terowongan yang menembus gunung, manayang lebih cepat? Jalan yang harus mendaki gunungdigambarkan sebagai jalan tanpa katalis, sedangkan jalan melaluiterowongan adalah jalan dengan katalis. Dalam hal initerowongan merupakan suatu katalis.AktivitasWaktu yang Diperlukan (detik)1....2....3....4....5....Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Bandingkan waktu yang diperlukan untuk terbentuknyaendapan kuning sampai tulisan huruf “X” tidak tampak.2. Aktivitas ke berapakah yang mempunyai waktu lebih cepat?3. Aktivitas ke berapakah yang mempunyai waktu lebihlambat?4. Buat kesimpulan dari kegiatan kalian dan diskusikandengan teman kalian.
97BBa b 3 Laju ReaksiGambar 3.12Diagram energiaktivasi reaksidengan atau tanpakatalis.Apa yang dapat kalian simpulkan dari Gambar 3.12? Padagambar terlihat bahwa padaJalur IA + BABCJalur ini merupakan jalur reaksi yang berjalan tanpakatalisator sehingga memerlukan energi aktivasi yang tinggi.Akibatnya reaksi berjalan lambat.Jalur IIA + BXABCJalur ini dengan katalisator. Adanya katalisator mengakibatkanenergi aktivasi rendah, sehingga reaksi berjalan cepat.Contohnya adalah reaksi penguraian H2O2. Larutanhidrogen peroksida (H2O2) dapat terurai menurut persamaanreaksi berikut.2H2O2(aq) o 2H2O(l) + O2(g)Pada suhu kamar, reaksi penguraian berjalan lambat jikaditambah mangan (IV) oksida reaksi dapat berjalan lebih cepat.Kalian dapat melakukan akitivitas berikut untuk lebihmemahaminya.Laju reaksi
98MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Mempelajari pengaruh katalis terhadap laju reaksiAlat-rak tabung reaksi-kayu-tabung reaksi-neraca-gelas ukurBahan-korek api-larutan H2O2 0,5 M-serbuk MnO2Cara kerja1. Masukkan 5 mL H2O2 0,5 M ke dalam tabung reaksiberlabel A dan B.2. Letakkan tabung reaksi di atas rak.3. Tambahkan 0,5 g serbuk MnO2 ke dalam tabung B. Goyangtabung B dan letakkan di atas rak.4. Secara bersama-sama, bakar kayu dan masing-masingdimasukkan ke dalam tabung A dan B.Hasil pengamatanBuat dan lengkapi tabel di bawah ini pada buku kerja kalian.Evaluasi dan kesimpulanKerjakan di buku kerja kalian.1. Apakah terjadi reaksi pada tabung A dan B?2. Tabung mana yang bereaksi lebih cepat?3. Buat kesimpulan dari kegiatan kalian dan diskusikandengan teman kalian.PengamatanTabung A....Tabung B....
99BBa b 3 Laju ReaksiDalam kehidupan sehari-hari kalian telah sering menerapkanprinsip laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya.Misal tujuan memotong daging besar menjadi potongan kecil-keciladalah memperluas permukaan sentuh. Sehingga reaksi dagingmentah menjadi empuk semakin cepat.Kadang-kadang untuk mempercepat proses empuknyadaging ibu sering menambahkan pepaya muda ke dalam rebusandaging. Mengapa? Pepaya mengandung enzim papain. Enzimini berfungsi sebagai katalis yang mempercepat proses empuknyadaging.Di bidang industri, prinsip laju reaksi sudah banyak dipakai.Misal dalam pembuatan asam sulfat (H2SO4) digunakan katalisvanadium pentaoksida (V2O5), proses pembuatan pupukamoniak dengan katalis Vese (Fe), proses pembentukan gas alammenjadi berbagai produk alkohol dengan menggunakan kataliszeolit yang telah diaktifkan, dan sebagainya.Selain itu, penerapan laju reaksi juga dapat digunakan padaindustri kendaraan bermotor. Prinsip kerja dari mesin kendaraanbermotor, bensin dari tangki penyimpanan dialirkan ke ruangpembakaran melalui karburator. Bensin yang masuk ke ruangpembakaran sudah berupa gas yang memiliki ukuran partikellebih kecil dibandingkan dalam bentuk cair. Dengan demikian,akan lebih mudah terbakar.E. Penerapan Laju Reaksi dalam KehidupanTahukah KalianTahukah Kalian??Sumber: Dokumentasi PenerbitPembakaran ruang bakarsebuah mesin terjadi melaluibeberapa proses. Bahan bakarharus mengalami penguapanagar bisa bercampur denganoksigen yang ada di udara.Sebagaimana diketahui bahwaproses penguapan ini adalahproses perubahan zat cairmenjadi gas.
100MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2Pada kenyataannya, sebuah zat memiliki titik didih tertentu agarterjadi penguapan. Misal air murni, dalam kondisi tekananudara 1 atmosfir, titik didih air tersebut adalah 100 oC.Sedangkan titik didih methanol sekitar 69 oC. Itu menunjukkanbahwa setiap zat murni memiliki titik didih tertentu.Titik didih dipengaruhi oleh massa molekul yang menyusunzat tersebut. Jika massa molekul zat semakin besar, makasemakin tinggi titik didih zat tersebut. Akibatnya semakin sulitbereaksi dengan oksigen.Bahan bakar petroleum terdiri atas ratusan senyawahidrokarbon dengan berat molekul berbeda-beda. Komposisizat-zat penyusun bahan bakar petroleum akan menentukanberat jenis akhir dari bahan bakar tersebut. Misal semakinbanyak persentase zat berat yang terkandung dalam bahanbakar, maka berat jenis bahan bakar akan menjadi tinggi ataubertambah berat. Sebaliknya, jika persentase zat berat penyusunsedikit, maka berat jenis atau densitas bahan bakar tersebutmenjadi ringan. Titik didih bahan bakar tidak pada satu titiktunggal misalnya 180 oC, tetapi memiliki titik didih yangterdistribusi sesuai dengan titik didih zat-zat penyusun bahanbakar tersebut. Titik didih bahan bakar ADO (Automotive DieselOil) mulai terjadi pada suhu sekitar 150 oC, dan biasanyaberakhir pada suhu sekitar 360 oC.Yang menjadi pertimbangan tentang mutu pembakaranadalah berapa besar kandungan zat-zat berat dalam bahanbakar. Sebab zat berat ini sulit menguap dan cenderungmenjadi smoke atau jelaga yang tidak terbakar sempurna. Zat-zat berat ini menjadi unsur utama terjadinya carbon-residueyang bisa mengotori mesin dan menimbulkan erosi padainjektor bahan bakar. Oleh karena itu, dengan pertimbangankualitas pembakaran, zat-zat berat ini dibatasi dalamkandungan bahan bakar mesin diesel. Namun dari sisipenjual bahan bakar, karena zat-zat berat tersebut murahharganya, maka ada kecenderungan produsen bahan bakaruntuk mencampurkan zat-zat berat tersebut dalam bahanbakarnya. Sehingga terjadi mutu ADO yang kadang tidaksesuai dengan requirement untuk mesin mobil yang menuntutspesifikasi bahan bakar tinggi.Sumber: http://www.indoto.com
101BBa b 3 Laju ReaksiKerjakan di buku latihan kalian.1. Batu pualam sebesar jagungdireaksikan dengan HCl berjalanlambat. Jika batu pualam tersebutditumbuk menjadi serbuk, makawaktu yang diperlukan untukbereaksi dengan HCl sedikit.Mengapa demikian? Jelaskan.2. Coba kalian pikirkan. Ada airpanas dan air es. Jika Bu Rudiingin membuat sirop dari gulamerah, maka tentukan air manayang akan digunakan Bu Rudiuntuk membuat sirop tersebutdalam waktu singkat. Jelaskan.23. Jelaskan pengaruh pengadukanterhadap laju reaksi. Berikancontoh.4. Jelaskan pengaruh suhu terhadaplaju reaksi jika ditinjau dari teoritumbukan. Berikan contoh yangnyata.5. Mengapa penambahan kataliscampuran reaksi dapat mempercepatjalannya reaksi, meskipun suhureaksi tetap? Jelaskan.1. Laju reaksi merupakan laju perubahan molaritas zatreaktan atau produk tiap satuan waktu.2. Persamaan laju reaksi dapat dicari dengan caraeksperimen. Dalam eksperimen salah satu molaritas harusdibuat tetap dahulu. Laju dan tetapan reaksi juga dapatdihitung melalui waktu paruh, yaitu waktu yangdiperlukan agar molaritas zat reaktan menjadi separuhmolaritas mula-mula.3. Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara laina. ukuran partikelb.molaritas reaktanc.suhud. katalis4. Laju reaksi juga dapat dipelajari melalui teori tumbukan.Berdasarkan teori tumbukan reaksi akan terjadi jikaorientasi tumbukan sesuai. Selain orientasi tumbukan, reaksiakan terjadi jika energi aktivasi minimal tercapai.
102MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2A. Jawab pertanyaan di bawah ini dengan benar pada buku latihan kalian.B. Pilih salah satu jawaban yang paling tepat pada buku latihan kalian.1. Pada reaksi 2P + 2Q o R + 2Sdiperoleh data sebagai berikut.Berdasarkan data tersebut makapersamaan laju reaksinya adalah ....a. r = k[P][Q]b. r = k[P]2[Q]2c. r = k[P]2[Q]d. r = k[P][Q]2e. r = k[P][Q]½2. Jika pada suhu tertentu kecepatanpenguraian N2O5 menjadi NO2 danO2 adalah 2,5 × 10-6 mol L–1 det–1,maka kecepatan pembentukan NO2adalah ...mol L–1 det–1.a. 1,3 × 10-6d. 5,0 × 10-6b. 2,5 × 10-6e.6,2 × 10-6c.3,9 × 10-6[P](M)[Q](M)Laj u Reaksi(M det1)xys2xy4s3x2y18s(mol L1 det1)(M)[Br2][NO]Laj u Reaksi0,10,20,30,050,10,20,050,056122424540,10,1(M)(M det1)1. Reaksi A + B o C + D, pada suhu25 oC berlangsung sempurna dalamwaktu 12 menit. Jika setiap kenaikan10 oC laju reaksinya menjadi 2 kalisemula, maka tentukan waktu yangdiperlukan agar reaksi berlangsungsempurna pada 55 oC.2 . Laju reaksi awal dari reaksi orde duaadalah 5,0 × 10-7 M detik–1 danmolaritas awal reaktannya adalah0,2 M. Tentukan tetapan laju reaksi.3. Laju reaksi tertentu bertambahmenjadi 2 kali lipat untuk tiapkenaikan temperatur 10 oC. Berapakali lebih cepat reaksi berlangsungpada 100 oC, jika dibandingkandengan suhu 20 oC?4. Sukrosa terurai dalam larutanasam menjadi glukosa danfruktosa menurut reaksi orde satu.Pada suhu 25 oC, waktu paruhsebesar 3,3 jam. Berapa persentasesukrosa yang tidak bereaksisetelah 9 jam?5. Pada suhu 273 °C, gas bromindapat bereaksi dengan gasnitrogen monoksida menurutpersamaan reaksi2NO2(g) + Br2(g) o 2NOBr(g)Dari reaksi tersebut diperoleh databerikut.Hitung orde reaksi tersebut.
103BBa b 3 Laju Reaksi3. Laju reaksi tidak dapat diukurdengan mengamati perubahan ....a. warnad. volumeb.baue.suhuc.molaritas4. Terdapat suatu reaksi X + Y o XY.Jika molaritas X dinaikan 2 kalidan molaritas Y tetap, maka lajureaksi 4 kali lebih besar. Jikamolaritas X dan Y dinaikan 2 kali,maka laju reaksi menjadi 16 kalilebih besar. Persamaan laju reaksitersebut adalah ....a.r = k[X]2b.r = k[X]2[Y]3c.r = k[X][Y]2d.r = k[X][Y]e.r = k[X]2[Y]25. Pada reaksi 2A + 2B o C + D,diperoleh data sebagai berikut.Harga Y pada tabel tersebutadalah ....a. 1 × 10–5d. 1 × 10–3b. 2 × 10–4e. 2 × 10–2c. 1 × 10–46. Energi tumbukan terendah yangdiperlukan untuk terjadinya reaksidinamakan ....a. energi potensialb.energi kinetikc.energi pengaktifand. energi disosiasie.energi ikatan7. Suatu reaksi berlangsung pada suhu20 oC. Jika pada setiap kenaikansuhu 10 oC tetapan laju reaksinyameningkat 2 kali, maka laju reaksipada suhu 60oC dibandingkandengan 20 oC akan meningkatsebesar ... kali.a. 2d. 32b. 8e. 64c. 168. Dari reaksi H2 dan NO diperolehdata sebagai berikut.Maka orde reaksi tersebut adalah....a. 1d. 4b. 2e. 5c. 39. Pernyataan yang benar mengenailaju reaksi adalah ....1) katalis dapat mempercepat lajureaksi dengan cara menaikanenergi aktivasi2) tahap penentu reaksi adalahtahap reaksi yang berlangsungpaling lambat3) laju reaksi didefinisikan sebagaiberkurangnya molaritasproduk tiap satuan waktu4) makin luas permukaan zat,maka laju reaksi makin cepata. (2) dan (3) benarb.(1) dan (3) benarc.(2) dan (4) benard. jika hanya (4) yang benare.jika semua jawaban benar[H2] awal(M)[NO] awal(M)Waktu(detik)0,10,1800,20,1400,20,210[A](M)[B](M)Laj u Reaksi(M det1)0,100,052,0 × 10–40,300,051,8 × 10–30,200,4064 × 10–40,050,10y
104MMa ri Belaja r Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 210. Laju reaksi dalam suatu reaksidapat diketahui dari ....a. koefisien persamaan reaksib.wujud zat yang bereaksic.persamaan reaksi kimiad. eksperimene.sifat zat yang bereaksi11. Adanya katalis positif di dalamreaksi dapat mempercepat reaksikarena ...a. menaikan jumlah tumbukanb.menurunkan jumlahtumbukanc.menaikan energi aktivasid. menurunkan energi aktivasie.tidak mengubah laju reaksi12. Reaksi antara gas H2 dan gas O2pada 25 oC berjalan sangat lambat,tetapi jika ditambahkan serbuk Ptreaksi berlangsung dengan cepat.Hal ini menunjukkan bahwa lajureaksi dipengaruhi ....a. suhud. katalisb.tekanane. sifat zatc.molaritas13. Suatu reaksi peluruhan radioaktifmengalami reaksi orde 1, jika t¼adalah waktu yang diperlukan agarkeaktifannya menjadi 14 kali semula,maka waktu yang diperlukan agarkeaktifan bahan radioaktif menjadi75 % dari semula adalah ....a.13t¼d. 3 t¼b.t¼ ln 3e. t¼ ln13c.t¼(1 – 4 log 3)14. Logam seng bereaksi denganlarutan HCl membebaskan gashidrogen. Eksperimen dilakukanlima kali dan setiap kali digunakanukuran berat atau jumlah Znsama. Jumlah HCl yang digunakanvolumenya selalu sama, tetapimolaritasnya berbeda. Laju reaksiyang paling besar ditemukan padaeksperimen dengan molaritas HClsebesar ... M.a. 0, 1d. 1,5b.0, 2e. 2,0c.1,015. Reaksi orde satuA o produkMempunyai t½ = 180 detik.Persentase zat A yang tidakbereaksi dalam waktu 900 detikadalah ....a. 1,31 %d. 3,31 %b.1,33 %e. 3,33 %c.1,56 %