Persamaan Laju Reaksi (Hukum Laju Reaksi)

Kompetensi Dasar

3.7   Menentukan orde reaksi dan tetapan laju reaksi berdasarkan data hasil percobaan

Tujuan

Setelah mempelajari materi ini, diharapkan:

1. Siswa dapat menjelaskan cara menentukan orde reaksi dan persamaan laju reaksi
2. Siswa dapat mengolah dan menganalisis data untuk menentukan orde reaksi dan persamaan laju reaksi

Sumber: www.pixabay.com

Persamaan Laju Reaksi (Hukum Laju Reaksi)

• Pada reaksi:     aA + bB → cC + dD
      laju reaksi (v) =

\(v\: = k [A]^{x}[B]^{y}\)

Keterangan:

[A] = Konsentrasi A (M atau ^mol/_L)
[B] = Konsentrasi B (M atau ^mol/_L)
k = Tetapan laju reaksi
x = Orde reaksi terhadap pereaksi A
y = Orde reaksi terhadap pereaksi B
x + y = Orde reaksi total

• Menurut Budi Utami dkk. orde (tingkat) reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi

Grafik Laju Reaksi

Beberapa grafik orde laju reaksi:

• Grafik reaksi orde nol

Makna reaksi dengan orde nol adalah perubahan konsentrasi pereaksi tidak berpengaruh terhadap laju reaksi (laju reaksi tetap)



Sumber: Buku Kimia SMA - Budi Utami dkk


• Grafik reaksi orde satu

Makna reaksi dengan orde satu adalah laju reaksi berbanding lurus pangkat satu dengan perubahan konsentrasi pereaksi



Sumber: Buku Kimia SMA - Budi Utami dkk


• Grafik reaksi orde dua

Makna reaksi dengan orde dua adalah laju reaksi berbanding lurus dengan kuadrat perubahan konsentrasi pereaksi



Sumber: Buku Kimia SMA - Budi Utami dkk


• Grafik reaksi orde negatif

Menurut Budi Utami dkk suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde negatif, apabila besarnya laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi pereaksi. Artinya, apabila konsentrasi pereaksi dinaikkan atau diperbesar, maka laju reaksi akan menjadi lebih kecil.

---

Contoh:

Ahmad sedang mengamati percobaan laju reaksi gas bromin dan gas nitrogen oksida:
2NO (g) + Br₂ (g)   →   2NOBr (g)
dan mendapatkan data percobaan sebagai berikut:

Perc.	Konsentrasi Awal (M)		Laju Reaksi Awal (M/s)
	[NO]	[Br2]
1.	0,1	0,05	6
2.	0,1	0,1	12
3.	0,2	0,05	24
4.	0,3	0,05	54

Ahmad memerlukan bantuanmu dalam menentukan:

1. Orde reaksi terhadap NO
2. Orde reaksi terhadap Br₂
3. Persamaan laju reaksi
4. Orde reasi total
5. Harga tetapan laju reaksi (k) reaksi tersebut
6. Besar laju reaksi jika [NO] = 0,2 M dan [Br₂] = 0,1 M

Pembahasan

Persamaan umum laju untuk reaksi 2NO (g) + Br₂ (g)   →   2NOBr (g) adalah

\(v = k[NO]^x[Br_2]^y\)

1. Orde reaksi terhadap NO (yaitu x)

Kita bandingkan dua percobaan yang konsentrasi Br₂ -nya sama misalkan percobaan 1 dengan 3 (atau bisa juga 3 dengan 4).

\(\frac {V_3}{V_1} = \frac {k{[NO]_3}^x {[Br_2]_3}^y}{k{[NO]_1}^x {[Br_2]_1}^y}\)

karena nilai [Br₂]₃ = [Br₂]₁ sehingga bisa dicoret (demikian juga harga k-nya), sehingga tersisa

\(\frac {V_3}{V_1} = \frac {{[NO]_3}^x}{{[NO]_1}^x}\)      atau      \(\frac {V_3}{V_1} = (\frac {[NO]_3}{[NO]_1})^x\)

\(\frac {24}{6} = (\frac {0,2}{0,1})^x\)

\(4 = (2)^x\)    sehingga x = 2

demikian juga dengan cara yang sama untuk menentukan orde reaksi terhadap Br₂

2. Orde reaksi terhadap Br₂ (yaitu y)

Kita bandingkan dua percobaan yang konsentrasi NO -nya sama yaitu percobaan 1 dengan 2

\(\frac {V_2}{V_1} = (\frac {[Br_2]_2}{[Br_2]_1})^y\)

\(\frac {12}{6} = (\frac {0,1}{0,05})^y\)

\(2 = (2)^y\)    sehingga y = 1

3. Persamaan laju reaksi

\(v = k [NO]^2 [Br_2]\)

4. Orde reaksi total

Orde reaksi total: \(x + y = 2 + 1 = 3\)

5. Harga tetapan laju reaksi (k)

Untuk menentukan harga k maka kita harus memilih satu percobaan (disarankan yang sekiranya angkanya itu mudah untuk dihitung), misal data percobaan 2

\(v = k [NO]^2[Br_2]\)

\(12 \:M/s = k (0,1 M)^2 (0,1 M)\)

\(k = \frac {12 \:M/s}{0,01 \:{M^2} x 0,1 \: M}\)

\(k = \frac {12\: M/s}{10^{-3} \: {M^3}}\)

\(k = 12 \: x \: 10^3 \:M^{-2} s^{-1} = 1,2 \: x \: 10^4 \:M^{-2} s^{-1}\)

6. Besar laju reaksi jika [NO] = 0,2 M dan [Br₂] = 0,1 M

\(v = k [NO]^2[Br_2]\)

\(v = 1,2\:x\:10^4\:M^{-2} s^{-1}\:(0,2 M)^2 (0,1 M)\)

\(v = 1,2\:x\:10^4\:M^{-2} s^{-1}\:(0,04 M^2)(0,1 M)\)

\(v = 48\:M/s\)

PERHATIAN!!!
Jika data percobaannya bukan dalam satuan laju reaksi (v) akan tetapi dalam satuan waktu (t), maka ingatlah jika laju (v) adalah berbanding terbalik dengan waktu (t) sehingga jika:

\(\frac {v_3}{v_1}\) artinya sama dengan \(\frac {t_1}{t_3}\) atau

\(\frac {v_3}{v_1} = \frac {t_1}{t_3}\)

(Semoga Bermanfaat - Ahmad Fata)

Referensi

1. Utami, Budi dkk, Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2009

Lihat Video Pembahasan Materi dan Soal di Kanal Kimia Fata

Menentukan Persamaan Laju Reaksi di YouTube

Menentukan Persamaan Laju Reaksi Dengan Data Percobaan Berupa Waktu