Ledakan bom, petasan, dan pembakaran zat organik merupakan reaksi kimia yang berjalan sangat cepat.
Di alam, ada reaksi kimia yang berjalan cepat dan ada pula yang berjalan lambat atau bahkan sangat lambat. Reaksi peluruhan zat radioaktif merupakan salah satu contoh reaksi yang berjalan sangat lambat sampai jutaan tahun. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi kecepatan reaksi dan bagaimana logikanya? Hal ini akan dapat kalian jawab setelah mempelajari artikel ini dengan seksama.
Sebelum membahas tentang laju reaksi, ada baiknya kita membahas tentang kecepatan reaksi. Karena, banyak yang tidak tahu bahwa laju reaksi dan kecepatan reaksi tidaklah sama. Apa yang dimaksud dengan kecepatan reaksi? Kata kecepatan berhubungan erat dengan waktu tempuh ($t$). Mobil dikatakan bergerak cepat jika dalam waktu singkat dapat menempuh jarak yang cukup jauh. Pesawat terbang bergerak lebih cepat dibandingkan dengan mobil, sedangkan mobil relatif bergerak lebih cepat dibandingkan sepeda. Sepeda dapat bergerak lebih cepat dari pada orang jalan kaki.
Secara fisika definisi dari kecepatan adalah jarak yang ditempuh benda pada waktu tertentu. Kecepatan disimbolkan dengan $v$ dan dapat dituliskan rumusnya sebagai berikut:
$ \begin{align} v =\frac{s}{t} \end{align} $
Keterangan :
$v$ = kecepatan (meter detik$^{-1}$)
$s$ = jarak (meter)
$ t $ = waktu (detik)
Masih ingatkah kalian dengan persamaan reaksi? Persamaan reaksi terdiri atas reaktan dan produk. Reaksi berjalan mulai dari reaktan menuju produk. Reaktan terletak di sebelah kiri anak panah, sedangkan produk terletak di sebelah kanan. Dalam hal ini jika diandaikan reaksi berjalan terus, maka secara logika terlihat jumlah molaritas reaktan akan semakin berkurang, sedangkan jumlah molaritas produk akan semakin bertambah. Karena dalam reaksi tidak ada jarak yang harus ditempuh, maka jumlah molaritas reaktan berkurang setiap saat atau jumlah molaritas produk bertambah setiap saat. Hal ini dapat dianalogikan sebagai jarak yang ditempuh.
Dengan analogi tersebut, maka kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai "kecepatan berkurangnya molaritas reaktan tiap satuan waktu". Atau jika ditinjau dari produk kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai "kecepatan bertambahnya molaritas produk tiap satuan waktu".
Secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut.
$v$ = kecepatan reaksi (Molar detik$^{-1}$)
[reaktan] = molaritas reaktan (Molar)
[produk] = molaritas produk (Molar)
$t$ = waktu yang dibutuhkan (detik)
Satuan waktu yang digunakan adalah detik dan dapat disingkat det. Tanda minus pada persamaan pertama perlu diberikan, karena setiap saat molaritas reaktan berkurang. Jika molaritas reaktan berkurang, maka selisih ($\Delta$) menjadi negatif, sedangkan kecepatan reaksi tidak mungkin berharga negatif. Simbol [ ] merupakan simbol molaritas zat dengan satuan molar dan disimbolkan M.
Contoh soal :
Diketahui persamaan reaksi
A + 3B $\rightarrow $ 2C + 2D
Molaritas B mula-mula 0,9986 M dan dalam waktu 13,2 menit molaritas B berubah menjadi 0,9746 M. Berapa kecepatan reaksi rata-rata selama waktu tersebut dalam M per detik?
Jawab:
Molaritas B berubah selama reaksi berlangsung 13,2 menit dapat dihitung sebagai berikut:
$\Delta$[B] = 0,9746 M - 0,9986 M = -0,0240 M
$\Delta$t = 13,2 menit = 792 detik
$\begin{align} \text{Kecepatan reaksi } & = -\frac{1}{3} \times \frac{\Delta B}{\Delta t} \\ & = -\frac{1}{3} \times \frac{-0,0240 \, M}{792 \, detik} \\ & = \frac{1}{3} \times (3,03 \times 10^{-5} ) \, Mdetik^{-1} \\ & = 1,01 \times 10^{-5} \, M \, detik^{-1} \end{align} $
Jadi, kecepatan reaksinya sebesar $ 1,01 \times 10^{-5} $ M det$^{-1}$
Ada hal yang membedakan kata kecepatan dan laju reaksi. Ditinjau dari fisika kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besar dan arah, sedangkan laju merupakan besaran skalar yang hanya memiliki besar. Perbedaan pemakaian ini karena ada dua tinjauan yang berbeda.
Jika ditinjau dari jalannya reaksi yang berjalan dari reaktan menjadi produk, maka dapat dikatakan bahwa reaksi tersebut memiliki arah dan besar. Hal ini sesuai dengan hukum yang dikemukakan oleh Gulberg dan Waage yang hanya meninjau persamaan kecepatan reaksi dari segi reaktan saja, sehingga istilah kecepatan sesuai. Dari definisi yang berbunyi "perubahan molaritas pada setiap waktu tertentu", tidak terlihat adanya arah reaksi, karena definisi ini menunjukkan bahwa perubahan molaritas dapat dilihat baik dari reaktan maupun produk. Jika ditinjau dari reaktan, maka molaritas reaktan akan semakin berkurang. Sedangkan jika ditinjau dari produk, maka molaritas produk akan semakin besar. Dari definisi tersebut istilah laju lebih tepat digunakan. Buku ini akan menggunakan istilah laju reaksi, karena istilah ini memiliki arti lebih luas. Laju reaksi disimbolkan dengan $r$ yang artinya rate reaction.
Misal reaksi zat A menjadi B dapat dituliskan sebagai berikut.
A $\rightarrow$ B
Laju reaksi A adalah:
$ \begin{align} r_A = -\frac{\Delta [A]}{\Delta t} \end{align} $
Laju reaksi B adalah:
$ \begin{align} r_B = \frac{\Delta [B]}{\Delta t} \end{align} $
Sehingga,laju persamaan reaksi tersebut dapat ditulis:
$ \begin{align} r_A = -\frac{\Delta [A]}{\Delta t} = \frac{\Delta [B]}{\Delta t} \end{align} $
Untuk persamaan reaksi dengan koefisien berbeda berikut:
$aA \rightarrow bB $
Persamaan laju reaksinya dapat ditulis:
Demikian pembahasan materi Laju Reaksi dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum laju reaksi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.