Dalam UN (Ujian Nasional) Kimia atau yang sekarang sudah mulai dengan sistem komputerisasi yang disebut UNBK (Ujian Nasional Berbasis Kompetensi) Kimia, materi laju reaksi salah satu topik yang sering ditanyakan. Oleh karena itu dalam kumpulan soal laju reaksi ini, kita akan memahami berbagai jenis soal yang sering keluar dalam ujian.
Namun sebelumnya, terlebih dahulu kita akan mempelajari beberapa konsep laju reaksi sebelum kita melangkah pada latihan soal.
Apa itu Laju Reaksi
Laju reaksi adalah perubahan konsetrasi suatu reaktan atau produk dalam satu satuan waktu.Perubahan konsentrasi apa yang dimaksud dalam laju reaksi ?
Yand dimaksud perubahan konsentrasi dalam laju reaksi adalah terjadinya pengurangan konsentrasi molar salah satu pereaksi (reaktan) atau terjadinya penambahan konsentrasi molar salah satu produk
Kita ambil contoh :
- Reaksi dalam pembakaran kerta
- Reaksi dalam proses perkaratan besi
Seperti yang kita ketahui bahwa waktu yang diperlukan untuk pembakaran kertas lebih singkat jika dibandingkan dengan waktu dalam proses perkaratan besi
Dengan demikian, reaksi pembakaran kertas berlangsung lebih cepat dan reaksi perkaratan besi berjalan lebih lambat. Cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung inilah yang disebut engan laju reaksi.
Rumus Laju Reaksi
Misalkan kita memiliki suatu reaksi kimia sebagai berikut :
A → B
Pada saat pereaksi (A) berkurang, hasil reaksi (B) akan bertambah. Dan dari persamaan reaksi di atas, maka :
- Berkurangnya jumlah pereaksi (konsentrasi pereaksi) per satuan waktu dapat dirumuskan :
r = -Δ[R] Δt
Keterangan:
- r adalah laju reaksi
- -Δ[R] adalah berkurangnya reaktan (pereaksi)
- Δt adalah perubahan waktu.
Jika kita hubungkan dengan persamaan di atas, maka laju berkurangnya zat A adalah :
rA = -Δ[A] Δt
Keterangan:
- rA adalah laju reaksi Zat A
- -Δ[A] adalah berkurangnya reaktan Zat A
- Δt adalah perubahan waktu.
- Bertambahnya jumlah produk (konsentrasi produk) per satuan waktu dapat dirumuskan :
r = +Δ[P] Δt
Keterangan:
- r adalah laju reaksi
- +Δ[P] adalah bertambahnya konsentrasi produk (hasil reaksi).
- Δt adalah perubahan waktu.
Jika kita hubungkan dengan persamaan di atas, maka laju bertambahnya zat B adalah :
rB = -Δ[B] Δt
Keterangan:
- rB adalah laju reaksi Zat B
- +Δ[B] adalah bertambahnya produk Zat B
- Δt adalah perubahan waktu.
Contoh Soal No.1
Reaksi pembentukan gas SO3 menurut reaksi:: 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g), dengan data sebagai berikut :
| No | [SO3] mol/L | Waktu |
|---|---|---|
| 1 | 0,00 | 0 |
| 2 | 0,25 | 20 |
| 3 | 0,50 | 40 |
Tentukanlah:
a. Laju bertambahnya SO3
b. Laju berkurangnya SO2
c. Laju berkurangnya O2
Pembahasan
a. Laju bertambahnya SO3Δ[SO3] = [SO3]3 - [SO3]2
Δ[SO3] = 0,50 – 0,25 = 0,25 M
rSO3 = +
Δ[SO3]
Δt
rSO3 = +
0,25
20
= 0,0125 M/s
Dengan demikian, laju bertambahnya SO3 sebesar 1,25 x 10–2 M/s.
b. Laju berkurangnya SO2Jika kita perhatikan persamaan reaksi di atas, maka :
koefisien SO2 = koefisien SO3
r SO2 = – r SO3 = – 0,0125 M/s
Jadi, laju berkurangnya SO2 sebesar –1,25 x 10–2 M/s
c. Laju berkurangnya O2Jika kita lihat persamaan reaksi, koefisin untuk O2 adalah
1
2
dari SO3
Dengan demikian :
r O2 = –
1
2
dari SO3
r O2 = –
1
2
x 0,0125 = – 0,00625 M/s
Jadi, laju berkurangnya O2 sebesar – 6,25 x 10–3 M/s
Contoh Soal No.2
Dalam suatu percobaan, seorang siswa memasukkan 8 gram zat A (Ar A=65) kedalam tabung reaksi yang berisi 200 mL larutan HCL 2M. Setelah A reaksi berlangsung selama 2 menit, ternyata zat A masih tersisa 1,5 gram. Berapakah laju pengurangan zat A ?
Pembahasan
massa awal = 8 gram
massa akhir = 1,5 gram
v = 200 mL = 0,2 L
t = 2 menit = 120 detik
Ar A =65
massa A yang bereaksi = 1,5 - 8
massa A yang bereaksi = -6,5 g
Mol A =
[A] yang bereaksi =
VA = -
Jadi laju pengurangan zat A adalah 4,2 x 10-3 MS-1
massa akhir = 1,5 gram
v = 200 mL = 0,2 L
t = 2 menit = 120 detik
Ar A =65
massa A yang bereaksi = 1,5 - 8
massa A yang bereaksi = -6,5 g
Mol A =
gram
Mr
=
-6,5
65
= 0,1 mol
[A] yang bereaksi =
mol
v
=
-0,1
0,2
= 0,5 M
VA = -
Δ[A]
Δt
= -
-0,5 M
120
= 4,2 x 10-3 MS-1Jadi laju pengurangan zat A adalah 4,2 x 10-3 MS-1
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi
1. Perubahan Suhu2. Perubahan Tekanan
3. Perubahan Konsentrasi
4. Perubahan Volume
5. Katalis
Hukum Laju
Hukum laju (persamaan laju) menyatakan hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi dari reaktan dipangkatkan bilangan tertentu. Jika ditinjau dari reaksi :
xA + yB → Produk
maka hukum laju dapat dituliskan sebagai berikut:
v = k[A]x[B]y
Keterangan :
Keterangan :
- k adalah konstanta laju reaksi
- x adalah orde dari A
- y adalah orde dari B
Orde Reaksi
- Orde reaksi merupakan bilangan pangkat konsentrasi pada persamaan laju reaksi
- Orde reaksi dapat berupa bilangan bulat positif, nol atau bilangan pecahan.
- Pada umumnya reaksi kimia memiliki orde reaksi berupa bilangan bulat positif.
- Orde suatu reaksi merupakan penjumlahan dari orde reaksi setiap zat yang bereaksi
Contoh Soal No.1
Persamaan reaksi : A + B → C, dengan data seperti tabel di bawah ini :
| Nomor | [A] molar | [B] molar | Laju reaksi molar/detik |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,01 | 0,20 | 0,02 |
| 2 | 0,02 | 0,20 | 0,08 |
| 3 | 0,03 | 0,20 | 0,18 |
| 4 | 0,03 | 0,40 | 0,36 |
Carilah nilai laju reaksi dari persamaan diatas berdasarkan data dari tabel tersebut ?
Pembahasan
v = k[A]x[B]y
Kemudian cari order reaksi terhadap A dengan membandingkan v2 dengan v1:
2x = 4 → x = 2
Lalu kita cari orde reaksi terhadap b dengan membandingkan v4 dengan v3:
2y = 2 → y = 1
Dengan demikian laju reaksi dari v = k[A]x[B]y = k[A]2[B]
Kemudian cari order reaksi terhadap A dengan membandingkan v2 dengan v1:
v2
v1
=
(k[A]x[B]y)data ke-2
(k[A]x[B]y)data ke-1
0,08
0,02
=
k[0,02]x[0,20]y
k[0,01]x[0,20]y
2x = 4 → x = 2
Lalu kita cari orde reaksi terhadap b dengan membandingkan v4 dengan v3:
v4
v3
=
(k[A]x[B]y)data ke-4
(k[A]x[B]y)data ke-3
0,36
0,18
=
k[0,03]x [0,40]y
k[0,03]x [0,20]y
2y = 2 → y = 1
Dengan demikian laju reaksi dari v = k[A]x[B]y = k[A]2[B]
Contoh Soal No.2
Diketahui persamaan reaksi : 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O dengan data percobaan seperti yang ditunjukkan oleh tabel di bawah ini :
| Nomor Percobaaan | [NO] (molar) | [H2] (molar) | Laju reaksi (molar/detik) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1 | 0,1 | 1,3 x 10-3 |
| 2 | 0,1 | 0,2 | 2,6 x 10-3 |
| 3 | 0,2 | 0,2 | 5,2 x 10-3 |
Pembahasan
v = k[NO]x[H2]y
Pertama kita bandingkan laju reaksi data 2 dengan data 1:
2y = 2 → y = 1
Kemudian kita bandingkan laju reaksi data 3 dengan data 2:
2x = 2 → x = 1
Dengan demikian orde total : x + y = 1 + 1 = 2
Pertama kita bandingkan laju reaksi data 2 dengan data 1:
v2
v1
=
(k[NO]x [H2]y)data ke-2
(k[NO]x [H2]y)data ke-1
2,6
1,3
=
k[0,1]x [0,2]y
k[0,1]x [0,1]y
2y = 2 → y = 1
Kemudian kita bandingkan laju reaksi data 3 dengan data 2:
v2
v1
=
(k[NO]x [H2]y)data ke-3
(k[NO]x [H2]y)data ke-2
5,2
2,6
=
k[0,2]x [0,2]y
k[0,1]x [0,2]y
2x = 2 → x = 1
Dengan demikian orde total : x + y = 1 + 1 = 2
Contoh Soal No.3
Jika reaksi 3A + 2B → C + D memiliki persamaan laju reaski v = k[A]3[B]2 . Jika konsentrasi A dinaikkan dua kali lipat dan konsentrasi B dinaikkan tiga kali lipat, maka lajunya menjadi :
A. 6 Kali semuala
B. 10 Kali semuala
C. 12 Kali semula
D. 72 Kali semula
Pembahasan
Laju persamaan reaksinya setelah dinaikkan menjadi :
⇔ v = k[A]3[B]2
⇔ v = k[2A]3 [3B]2
⇔ v = k 8[A]3 9[B]2
⇔ v = 72 k[A]3[B]2
Jadi konsentrasinya menjadi 72 kali semula
Jawab : D
⇔ v = k[A]3[B]2
⇔ v = k[2A]3 [3B]2
⇔ v = k 8[A]3 9[B]2
⇔ v = 72 k[A]3[B]2
Jadi konsentrasinya menjadi 72 kali semula
Jawab : D