Bentuk Umum Persamaan Laju Reaksi
Bentuk umum persamaan laju reaksi dapat ditentukan sebagai berikut:
Keterangan :
k = konstanta laju reaksi
Konstanta laju reaksi (k) adalah suatu tetapan yang harganya bergantung pada jenis perekasi, suhu dan katalis. Konstanta laju reaksi adalah perbandingan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan. Setiap reaksi mempunyai harga k tertentu pada suhu tertentu. Harga k ini akan berubah jika suhunya berubah. Jadi nilai konstanta laju reaksi (k) dipengaruhi oleh suhu. Jika suatu reaksi berlangsung cepat, maka harga k reaksi besar, sebaliknya jika reaksi berlangsung lambat, maka harga k – nya kecil.
x, y dan z = orde atau tingkat reaksi
x = orde reaksi terhadap A
y = orde reaksi terhadap B
z = orde reaksi terhadap C
Nilai orde suatu reaksi bisanya adalah suatu bilangan bulat positif, tetapi ada juga reaksi yang memiliki orde bernilai 0, pecahan atau suatu bilangan bulat negative. Orde pada reaksi bukanlah koefisien reaksi, jadi tidak saling berkait. Dalam membuat persamaan umum laju reaksi kita tidak perlu memperhatikan koefisien perekasi maupun hasil rekasi.
Jumlah x + y + z disebut orde reaksi secara keseluruhan. Jadi untuk selanjutnya jika kita menemui kata kata orde reaksi, maksudnya adalah orde reaksi itu secara keseluruhan.
Orde reaksi sebenarnya adalah banyaknya factor konsentrasi zat yang mempengaruhi laju reaksi. Penentuan orde dan persamaan laju reaksi termasuk rumit, karena tidak bisa langsung diketahui dari persamaan reaksi melainkan harus melalui suatu eksperimen. Kenapa demikian?? Cobalah kalian perhatikan tabel beberapa jenis reaksi berdasarkan jumlah perekasi dan ordenya.
Bila ditinjau dari jumlah perekasinya, reaksi kimia itu ada yang perekasinya tunggal, dua atau tiga macam, sedangkan menurut ordenya ada reaksinya ada yang memiliki orde satu, dua tiga atau bahkan pecahan. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa tidak ada hubungan antara koefisien reaksi dan jumlah pereaksi terhadap ordenya. Hal inilah yang mengakibatkan bahwa persamaan laju reaksi tidak dapat diketahui langsung dari persamaan reaksi, melainkan harus melaui percobaan.
Contoh Soal :
Reaksi :
2NO(g) + H2(g) → N2O(g) + H2O(g) , mempunyai persamaan laju reaksi v = k [NO]2 [H2].
A. Berapakah orde reaksi terhadap NO dan H2?
B. Berapakah orde reaksi secara keseluruhan?
Pembahasan :
A. Orde reaksi terhadap NO = 2 (lihat pangkat konsentrasinya)
Orde reaksi terhadap H2 = 1
B. Orde reaksi secara keseluruhan = 2 + 1 = 3
Makna orde reaksi :
Orde nol
Persamaan laju reaksi : v = k [A]0 = k (bilangan yang dipangkatkan nol hasilnya adalah 1)
Jika konsentrasi A ditingkatkan 2 kali
Dilihat dari penalaran diatas, ternyata jika konsentrasi reatannya ditingkatkan, ternyata laju reaksinya tetap sama (tidak berubah). Suatu reaksi yang berorde nol adalah reaksi yang lajunya tidak dipengaruhi oleh konsentrasi perekasi.
Gafik laju reaksi orde nol
Orde satu
Persamaan laju reaksi : v = k [A]1 = x
Jika konsentrasi A ditingkatkan 2 kali
(ternyata laju reaksinya meningkat 2 kali lipat)
jika konsentasi A ditingkatkan 3 kali
(ternyata laju reaksinya meningkat 3 kali lipat)
Dari penalaran diatas dapat kita simpulkan bahwa persamaan laju reaksi orde satu berbanding lurus dengan konsentrasi perekasinya. Jika konsentrasi pereaksi ditingkatkan n kali lipat, maka laju reaksinya juga meningkat n kali lipat.
Grafik laju reaksi orde satu
Orde dua
Persamaan laju reaksi : v = k [A]2 = x
Jika konsentrasi A ditingkatkan 2 kali
(ternyata laju reaksinya meningkat 4 kali lipat)
jika konsentasi A ditingkatkan 3 kali
(ternyata laju reaksinya meningkat 9 kali lipat)
Dari pernjabaran diatas, dapat dilihat bahwa jika laju reaksinya ditingkatkan pada reaksi yang memiliki orde reaksi dua, maka persamaan lajunya akan meningkat sebagai bilangan kuadratnya (jika konsentrasi pereaksi dinaikkan 2 kali, maka laju reaksinya menjadi 22 = 4 kali semula)
Grafik laju reaksi berorde dua.
Contoh soal :
Reaksi :
2NO(g) + H2(g) → N2O(g) + H2O(g) , mempunyai persamaan laju reaksi v = k [NO]2 [H2]
A. Jika konsentrasi NO dinaikkan dua kali semula sedangkan konsentrasi H2 tetap, tentukanlah laju reaksinya?
B. Jika konsentrasi NO dijadikan ½ kali semula dan konsentrasi H2 dinaikkan 4 kali semu, tentukanlah laju reaksinya?
Pembahasan :
Persamaan laju reaksi awal = v1 = k [NO]12 [H2]1 = x
Jika [NO] dinaikkan duakali = [NO]2 = 2 x [NO]1
Dan [H2] tetap = [H2]2 = [H2]1
Maka, :
laju reaksi akan meningkat 4 kali semula.
Jika [NO] dijadikan ½ kali semula = [NO]2 = ½ x [NO]1
Dan [H2] menjadi 4 kali = [H2]2 = 4 [H2]1
Maka, :
laju reaksi ternyata sama dengan laju reaksi semula.
Bagaimana menentukan orde reaski suatu reaksi?? Ingat yang kita butuhkan adalah data percobaan. Perhatikannlah contoh soal berikut:
Contoh soal :
Gas nitrogen oksida dan gas bromine bereaksi pada suhu 0 derajat celcius menurut persamaan reaksi:
2NO(g) + Br2(g) → 2NOBr(g)
Laju reaksi diikuti dengan mengukur pertambahan konsentrasi NOBr dan diperoleh data sebagai berikut:
Tentukanlah orde reaksi persamaan reaksi diatas?
Pembahasan :
Untuk menjawab soal diatas ikutilah langkah langkah berikut ini.
Langkah 1: tulis ulang persamaan reaksi kemudian buat persamaan umum laju reaksinya.
Reaksi : 2NO(g) + Br2(g) → 2NOBr(g)
Ingat untuk membuat persamaan umum laju reaksi yang kita perhatikan cupa perekasi (koefisien dan hasil reaksi buang ke laut dulu..haha)
Pereaksi : NO dan Br2
Misalkan orde reaksi terhadap NO adalah x dan orde reaksi terhadap Br¬2 adalah y. kalian boleh memisalkan dengan apa saja. Itu semua terserah kalian.
Persamaan umum laju reaksi
v = k [NO]x [Br2]y
Langkah 2 : menentukan harga orde reaksi.
Bagaimana caranya????
Untuk menentukan nilai x yaitu orde reaksi terhadap NO, pada tabel cari data yang percobaannya menunjukkan konsentrasi Br2 sama yaitu percobaan 1,3 dan 4. Kalian pilih 2 saja, terserah yang mana aja. Saya pilih 1 dan 3.
Kemudian bandingkan lahu reaksinya:
Karena [Br2] pada percobaan 1 dan 3 sama, jadi bisa kita coret. k juga sama jadi coret saja.
Untuk menentukan nilai y yaitu orde reaksi terhadap H2, pada tabel cari data yang percobaannya menunjukkan konsentrasi NO sama yaitu percobaan 1 dan 2.
Kemudian bandingkan lahu reaksinya:
Karena [NO] pada percobaan 1 dan 2 sama, jadi bisa kita coret. k juga sama jadi coret juga.
Orde reaksinya = x + y = 2 + 1 = 3