LAJU REAKSI 3

ORDE REAKSI 

Reaksi yang Berlangsung Cepat dan Lambat

Reaksi kimia yang kita amati berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada yang berlangsung sangat cepat, misalnya pembakaran kertas, bom, atau kembang api/petasan. Namun, ada pula yang berlangsung sangat lambat, misalnya proses perkaratan besi.

Para ahli kimia menanyakan tiga pertanyaan dasar ketika mengajarkan kimia reaksi kimia: apa yang terjadi? Kecenderungan apa yang terjadi? Seberapa  cepat reaksi terjadi? Jawaban pertanyaan pertama diberikan dari reaksi kimia yang setara, yang diidentifikasi dari reaktan, produk, dan stoikiometri reaksi. Jawaban pertanyaan kedua adalah kesetimbangan kimia, yang berkaitan dengan kesetimbangan kimia. Pada topik ini, kita akan mencari jawaban pertanyaan ketiga-laju atau kecepatan, pada saat reksi kimia terjadi.

 

Persamaan Laju Reaksi

Tujuan dari mempelajari laju reaksi adalah untuk dapat memprediksi laju suatu reaksi. Hal tersebut dapat dilakukan dengan hitungan matematis melalui hukum laju. Sebagai contoh, pada reaksi:

pA   +  pB → rC + sD

hubungan antara laju reaksi dengan molaritas adalah

dengan:

v = k [A]m [B]n

V = Laju reaksi

k = Konstanta laju reaksi

m = Orde reaksi terhadap A

n  = Orde reaksi terhadap B

[A] dan [B] menyatakan konsentrasi molar pereaksi, k menyatakan tetapan kesetaraan, eksponen m dan n dinamakan orde atau tingkat reaksi. Persaman tersebut dinamakan persamaan kecepatan reaksi atau hukum kecepatan reaksi, yaitu persamaan yang menyatakan hubungan antara kecepatan reaksi dan konsentrasi molar pereaksi dipangkatkan tingkat reaksi atau orde reaksinya.

Tetapan kesetaraan (k) bergantung pada macam pereaksi dan suhu reaksi. Untuk reaksi yang sama, harga k tetap selama suhu reaksi tidak berubah. Jika suhu atau pereaksi berubah, harga k juga berubah.

Kecepatan reaksi digolongkan menurut tingkat reaksinya. Untuk reaksi tersebut, tingkat reaksi untuk zat A adalah m dan tingkat reaksi untuk B adalah n. Tingkat reaksi keseluruhan adalah (m + n). Sebagaimana dinyatakan sebelumnya, tingkat reaksi tidak ada hubungannya dengan koefisien reaksi. Oleh karena itu, tingkat reaksi tidak dapat ditentukan dari koefisien reaksi, tetapi harus ditentukan dari hasil penyelidikan.

 

Makna Orde Reaksi

Salah satu faktor yang dapat mempercepat laju reaksi adalah konsentrasi, namun seberapa cepat hal ini terjadi? Menemukan orde reaksi merupakan salah satu cara memperkirakan sejauh mana konsentrasi zat pereaksi mempengaruhi laju reaksi tertentu. Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. Beberapa orde reaksi yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia beserta maknanya sebagai berikut.

1.   Reaksi Orde Nol

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi.

2.    Reaksi Orde Satu

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu, apabila besarnya laju reaksi berbanding lurus  dengan besarnya konsentrasi  

pereaksi. 

 

3.  Reaksi OrdeDua

Suatu reaksi dikatakan mempunyai orde dua, apabila besarnya laju reaksi merupakan pangkat dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya.  

Penentuan Persamaan Laju Reaksi

Terdapat dua metode yang dapat dikembangkan untuk menentukan perubahan konsentrasi pereaksi per satuan waktu, yaitu metode diferensial dan metode integral. Metode diferensial berguna untuk menentukan tingkat reaksi, sedangkan metode integral berguna untuk mengevaluasi tingkat reaksi. Metode integral didasarkan pada pengukuran reaksi setiap saat. Data yang terkumpul selanjutnya dievaluasi dengan persamaan integral yang dimodifikasi ke dalam bentuk grafik. Kemudian, ditentukan apakah reaksi tersebut tingkat satu, tingkat dua, atau tingkat tertentu. Mengingat metode integral memerlukan pemahaman matematika, khususnya integral yang memadai maka tidak diberikan di sini. Metode diferensial disebut juga metode laju awal atau metode laju rata-rata. Metode ini didasarkan pada perubahan konsentrasi pereaksi dalam selang waktu tertentu. Dengan kata lain, metode diferensial adalah metode untuk menentukan tingkat reaksi atau kecepatan reaksi. Dalam praktiknya, penentuan kecepatan reaksi didasarkan pada konsentrasi awal pereaksi yang berbeda secara beraturan, sedangkan selang waktu reaksi dibuat tetap. Simak reaksi berikut: A → produk. Persamaan kecepatan reaksinya dapat ditulis: v = k [A]^x  Nilai x ditentukan dari hasil penyelidikan menggunakan metode laju awal. Untuk menentukan tingkat reaksi diperlukan sekurang-kurangnya tiga kali pengukuran dengan konsentrasi awal berbeda dalam selang waktu yang dibuat tetap. Data hasil pengukuran kemudian ditabulasikan ke dalam tabel, misalnya sebagai berikut.

 

Contoh Data Hasil Pengukuran Kecepatan Reaksi Hipotetik

A → Produk

Diperoleh data sebagai berikut

Setelah data ditabulasikan ke dalam tabel, selanjutnya masingmasing kecepatan dibandingkan, misalnya; v₁ : v₂ , v₁ : v₃ atau v₂ : v₃.

Jadi, tingkat reaksinya sama dengan 2. Oleh karena itu, persamaan untuk kecepatan reaksi hipotetik di atas dapat ditulis sebagai: v = k [A]²

Contoh Soal:

Kalium iodida direaksikan dengan natrium hipoklorit menurut persamaan:

KI(aq) + NaOCl(aq) → KIO(aq) + NaCl(aq)

Pada setiap reaksi, konsentrasi awal KI dan NaClO diubah dan kecepatan reaksi diukur pada selang waktu tertentu. Hasilnya ditabulasikan ke dalam tabel:

Tentukan tingkat reaksi masing-masing pereaksi dan persamaan kecepatan reaksinya.

Jawab:

Persamaan kecepatan reaksinya adalah

v = k [KI]^x [NaOCl]^y

Perhatikan percobaan ke-1 dan ke-2. Konsentrasi KI diturunkan dua kali, sementara konsentrasi NaClO dibuat tetap. Oleh karena [NaClO] tetap, NaClO tidak berpengaruh terhadap kecepatan reaksi. Dengan demikian, percobaan ke-1 dan ke-2 dapat digunakan untuk menentukan tingkat reaksi KI.

Jadi, tingkat reaksi terhadap KI adalah orde 1.

Tinjau percobaan ke-1 dan ke-4. Konsentrasi KI dibuat tetap, sementara konsentrasi NaOCl diturunkan dua kali. Oleh karena itu, percobaan ke-1 dan ke-4 dapat digunakan untuk menentukan tingkat reaksi terhadap NaOCl.

jadi, tingkat reaksi terhadap NaOCl adalah 1

Sumber: (Yayan Sunarya & Agus Setiabudi: Mudah dan Aktif Belajar Kimia)