persamaan laju reaksi

Persamaan Laju Reaksi

Umumnya reaksi kimia dapat berlangsung cepat jika konsentrasi zat-zat yang bereaksi (reaktan) diperbesar (James E. Brady, 1990).Secara umum pada reaksi :

Persamaan laju reaksi dapat ditulis ssebagai:

Persamaan seperti di atas, disebut persamaan laju reaksi atau hukum laju reaksi. Persamaan laju reaksi seperti itu menyatakan hubungan antara
konsentrasi pereaksi dengan laju reaksi. Bilangan pangkat pada persamaan di atas disebut sebagai orde reaksi atau tingkat reaksi pada reaksi yang bersangkutan. Jumlah bilangan pangkat konsentrasi pereaksi-pereaksi disebut sebagai orde reaksi total. Artinya, reaksi berorde x terhadap pereaksi Areaksi berorde y terhadap pereaksi B, orde reaksi total pada reaksi tersebut adalah (x + y). Nilai dari x dan y hanya dapat diperoleh dari percobaan (James E. Brady, 1990 : 622).Faktor k yang terdapat pada persamaan tersebut disebut tetapan laju reaksi. Harga k ini tetap untuk suatu reaksi, dan hanya dipengaruhi oleh suhu dan katalis.
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 laju  reaksi.

Dalam praktiknya, penentuan kecepatan reaksi didasarkan pada konsentrasi awal pereaksi yang berbeda secara beraturan, sedangkan selang waktu reaksi dibuat tetap. Simak reaksi berikut: . Persamaan kecepatan reaksinya dapat ditulis:. 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.

Tabel 4.1 Contoh Data Hasil Pengukuran Kecepatan Reaksi Hipotetik

Setelah  data  ditabulasikan ke dalam tabel,  selanjutnya  masing-m asing data laju reaksi dibandingkan , misalnya 

Jadi, tingkat reaksinya sama dengan 2. Oleh karena itu, persamaan untuk kecepatan reaksi hipotetik di atas dapat ditulis sebagai:

Orde Reaksi

Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. Beberapa orde reaksi yang umum terdapat dalam persamaan reaksi kimia beserta maknanya sebagai berikut :

Reaksi Orde 0

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya, seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak akan mempengaruhi besarnya laju reaksi. Secara grafik, reaksi yang mempunyai orde nol dapat dilihat pada gambar 4.1

Grafik Orde 0

Reaksi Orde 1

Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde satu, apabila besarnya laju reaksi berbanding lurus dengan besarnya konsentrasi pereaksi. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali semula, maka laju reaksi juga akan meningkat besarnya sebanyak (2)1 atau 2 kali semula juga. Secara grafik, reaksi orde satu dapat digambarkan seperti terlihat pada gambar

Grafik orde 1

Reaksi Orde 2

 

Suatu reaksi dikatakan mempunyai orde dua, apabila besarnya laju reaksi merupakan pangkat dua dari peningkatan konsentrasi pereaksinya. Artinya, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali semula, maka laju reaksi akan meningkat sebesar (2)2 atau 4 kali semula. Apabila konsentrasi pereaksi dinaikkan 3 kali semula, maka laju reaksi akan menjadi (3)2 atau 9 kali semula. Secara grafik, reaksi orde dua dapat digambarkan pada gambar 4.3.

Grafik orde 2