Reaksi Kimia.docx

FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN REAKSI

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Kimia Pada setiap pergantian tahun dan hari raya Idul Fitri atau Lebaran banyak kita saksikan pesta kembang api dan petasan. Kembang api dan petasan dibuat oleh manusia dari bahan yang mudah terbakar dan mudah meledak. Peristiwa terbakarnya kembang api dan meledaknya petasan merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung secara cepat. Kita juga sering melihat besi yang berkarat. Tahukah kamu, peristiwa perkaratan besi merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung lambat. Reaksi kimia ada yang berlangsung secara cepat dan ada yang lambat. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi kimia itu antara lain ukuran partikel dan perubahan suhu.

1. Ukuran Partikel Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi dimulai dari bidang sentuh (bidang yang saling bersinggungan antar reaktan) dan pada dasarnya terjadi karena tumbukan antar zat-zat pereaksi. Makin luas bidang sentuh maka makin banyak tumbukan dan makin cepat pula terjadi reaksi. Luas permukaan bidang sentuh dapat diperbesar dengan memperkecil ukuran partikelnya. Apa hubungan ukuran partikel dengan kecepatan reaksi? Mari kita lakukan kegiatan berikut ini.

Pengaruh luas permukaan ini banyak diterapkan dalam industri maupun dalam kehidupan sehari-hari, yaitu dengan menghaluskan terlebih dahulu bahan yang berupa zat padat sebelum direaksikan. Mengunyah makanan juga merupakan upaya dalam rangka memperluas permukaan sehingga penguraian selanjutnya berlangsung lebih cepat.

2. Perubahan Suhu Tahukah kamu, reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Semakin tinggi suhu reaksi, semakin cepat pergerakan partikel-partikel zat yang bereaksi sehingga tumbukan antar partikel lebih cepat dan reaksi berlangsung lebih cepat. Berbagai proses industri dipercepat dengan pemanasan, misalnya industri amoniak (NH3) dan asam sulfat (H2SO4). Ketika Ibu mu memasak, makanan akan lebih cepat matang dan bumbu yang dicampurkan akan lebih cepat bercampur bila menggunakan suhu yang lebih tinggi. Agar lebih jelas lakukanlah kegiatan berikut ini.

Faktor yang mempenggaruhi kecepatan reaksi

1. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh ukuran partikel/zat. Semakin luas permukaan maka semakin banyak tempat bersentuhan untuk berlangsungnya reaksi. Luas permukaan zat dapat dicapai dengan cara memperkecil ukuran zat tersebut

2. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu reaksi, kecepatan reaksi juga akan makin meningkat sesuai dengan teori Arhenius. 3. Kecepatan Reaksi dipengaruhi oleh katalis. Adanya katalisator dalam reaksi dapat mempercepat jalannya suatu reaksi. Kereakifan dari katalis bergantung dari jenis dan konsentrasi yang digunakan.

Katalis Katalis Katalis adalah suatu zat yang mempercepat suatu laju reaksi, namun ia sendiri, secara kimiawi, tidak berubah pada akhir reaksi. Ketika reaksi selesai, maka akan didapatkan kembali massa katalasis yang sama seperti pada awal ditambahkan. Katalis dapat dibagi berdasarkan dua tipe dasar, yaitu reaksi heterogen dan reaksi homogen. Didalam reaksi heterogen, katalis berada dalam fase yang berbeda dengan reaktan. Sedangkan pada dalam reaksi homogen, katalis berada dalam fase yang sama dengan reaktan. Jika kita melihat suatu campuran dan dapat melihat suatu batas antara dua komponen, dua komponen itu berada dalam fase yang berbeda. Campuran antara padat dan cair terdiri dari dua fase. Campuran antara beberapa senyawa kimia dalam satu larutan terdiri hanya dari satu fase, karena kita tidak dapat melihat batas antara senyawa-senyawa kimia tersebut. Fase berbeda denga istilah keadaan fisik (padat, cair dan gas). Fase dapat juga meliputi padat, cair dan gas, akan tetapi lebih sedikit luas. Fase juga dapat diterapkan dalam dua zat cair dimana keduanya tidak saling melarutkan (contoh, minyak dan air).

Energi Aktivasi Tumbukan-tumbukan akan menghasilkan reaksi jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memulai suatu reaksi. Energi minimum yang diperlukan disebut dengan reaksi aktivasi energi. Kita dapat menggambarkan keadaan dari energi aktivasi pada distribusi Maxwell-Boltzmann seperti ini: Konsentrasi Dari berbagai percobaan menunjukkan bahwa makin besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi makin cepat reaksinya berlangsung. Makin besar konsentrasi makin banyak zat-zat yang bereaksi sehingga makin besar kemungkinan terjadinya tumbukan dengan demikian makin besar pula kemungkinan terjadinya reaksi. Sifat zat yang bereaksi Sifat zat yang mudah atau sukar bereaksi akan menentukan kecepatan berlangsungnya suatu reaksi. Secara umum dinyatakan bahwa: ”Reaksi antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat.” Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang muatannya berlawanan. Contoh: Ca2+(aq) + CO32+(aq) → CaCO3(s) Reaksi ini berlangsung dengan cepat. Reaksi antara senyawa kovalen umumnya berlangsung lambat. Hal ini disebabkan oleh reaksi yang berlangsung tersebut membutuhkan energi untuk memutuskan ikatan-ikatan kovalen yang terdapat dalam molekul zat yang bereaksi.

Contoh: CH4(g) + Cl2(g) -> CH3Cl(g) + HCL(g) Reaksi ini berjalan lambat reaksinya dapat dipercepat apabila diberi energi, misalnya; cahaya matahari. Suhu Pada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan. Dengan menaikkan suhu maka energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga akan lebih banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari Ea. Dengan demikian lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi atau dengan kata lain kecepatan reaksi menjadi lebih besar. Secara matematis hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh formulasi ARRHENIUS: dimana: k : tetapan laju reaksi A : tetapan Arrhenius yang harganya khas untuk setiap reaksi Ea : energi pengaktifan R : tetapan gas universal = 0,0821.atm/moloK atau 8,314 Joule/moloK T : suhu reaksi (oK) Setiap suhu naik 100 C, laju reaksi menjadi dua kali lipatnya. ∆t = kenaikan suhu Contoh : Suatu reaksi berlangsung selama 2 jam pada suhu 250C. Berapa kalikah laju reaksi akan meningkat jika suhu diubah menjadi 450C ? Penyelesaian : Kenaikan suhu (∆t) = 45 – 25 = 200C → Laju reaksi menjadi 4X atau lama reaksi menjadi 2/4 jam. Laju reaksi meningkat, reaksi akan semakin cepat berlangsung). KATALISATOR Katalisator adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi yang mempunyai tujuan memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi. Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Halaman ini menitikberatkan pada perbedaan tipe-tipe katalis (heterogen dan homogen) beserta dengan contoh-contoh dari tiap tipe, dan penjelasan bagaimana mereka bekerja. Anda juga akan mendapatkan deskripsi dari satu contoh autokatalis reaksi dimana hasil produk juga turut mengkatalis. Tipe-tipe dari reaksi katalis Katalis dapat dibagi berdasarkan dua tipe dasar, yaitu heteregon dan homogen. Didalam reaksi heterogen, katalis berada dalam fase yang berbeda dengan reaktan. Dalam reaksi homogen, katalis berada dalam fase yang sama dengan reaktan. Apa itu fase?

Jika kita melihat suatu campuran dan dapat melihat suatu batas antara dua komponen, dua komponen itu berada dalam fase yang berbeda. Campuran antara padat dan cair terdiri dari dua fase. Campuran antara beberapa senyawa kimia dalam satu larutan terdiri hanya dari satu fase, karena kita tidak dapat melihat batas antara senyawa-senyawa kimia tersebut. Kita mungkin bertanya mengapa fase berbeda dengan istilah keadaan fisik (padat, cair dan gas). Fase juga meliputi padat, cair dan gas, tetapi lebih sedikit luas. Fase juga dapat diterapkan dalam dua zat cair (sebagai contoh, minyak dan air) dimana keduanya tidak saling melarutkan. Kita dapat melihat batas diantara kedua zat cair tersebut. Jika Anda lebih cermat, sebenarnya diagram diatas menggambarkan lebih dari fase yang diterakan. Masing-masing, sebagai contoh, beaker kaca merupakan fase zat padat. Sebagian besar gas yang berada diatas zat cair juga merupakan salah satu fase lainnya. Kita tidak perlu memperhitungkan fase-fase tambahan ini karena mereka tidak mengambil bagian dalam proses reaksi. Katalis Homogen Bagian ini meliputi penggunaan katalis dalam fase berbeda dari reaktan. Contoh-contoh meliputi katalis padat dengan reaktan-reaktan dalam fase cair maupun gas Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi antara lain konsentrasi, sifat zat yang bereaksi, suhu dan katalisator. A. KONSENTRASI Dari berbagai percobaan menunjukkan bahwa makin besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi makin cepat reaksinya berlangsung. Makin besar konsentrasi makin banyak zat-zat yang bereaksi sehingga makinbesar kemungkinan terjadinya tumbukan dengan demikian makin besar pula kemungkinan terjadinya reaksi. B. SIFAT ZAT YANG BEREAKSI Sifat mudah sukarnya suatu zat bereaksi akan menentukan kecepatan berlangsungnya reaksi. Secara umum dinyatakan bahwa: 

Reaksi antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang muatannya berlawanan.

Contoh: Ca2+(aq) + CO32+(aq) → CaCO3(s) Reaksi ini berlangsung dengan cepat. 

Reaksi antara senyawa kovalen umumnya berlangsung lambat. Hal ini disebabkan karena untuk berlangsungnya reaksi tersebut dibutuhkan energi untuk memutuskan ikatan-ikatan kovalen yang terdapat dalam molekul zat yang bereaksi.

Contoh: CH4(g) + Cl2(g) → CH3Cl(g) + HCl(g) Reaksi ini berjalan lambat reaksinya dapat dipercepat apabila diberi energi misalnya cahaya matahari. C. SUHU Pada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan. Dengan menaikkan suhu maka energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga akan lebih banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari Ea. Dengan demikian lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi atau dengan kata lain kecepatan

reaksi menjadi lebih besar. Secara matematis hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh formulasi ARRHENIUS: k = A . e E / R T

dimana: k : tetapan laju reaksi A : tetapan Arrhenius yang harganya khas untuk setiap reaksi E : energi pengaktifan R : tetapan gas universal = 0.0821.atm/moloK = 8.314 joule/moloK T : suhu reaksi (oK) D. KATALISATOR Katalisator adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami peruba an kimiawi yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi. Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Tumbukan antara pereaksi ada yang menghasilkan reaksi dan tidak, sebagai contoh amati gambar reaksi antara hidrogen dan iodium berikut.

1. Tumbukan dengan energi yang tidak cukup.

2. Molekul terpisah kembali tumbukan tidak berhasil.

1. Tumbukan dengan energi yang cukup. Ikatan-ikatan akan putus dan terbentuk ikatan baru.

2. Molekul HI terbentuk. Tumbukan berhasil.

Sumber: Lewis, Thinking Chemistry Bagaimana teori tumbukan menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi? Perhatikan Tabel 1. Tabel 1. Hubungan faktor-faktor yang mempercepat laju reaksi dengan teori tumbukan

Fakta Peningkatan konsentrasi pereaksi dapat mempercepat laju reaksi.

Peningkatan suhu dapat mempercepat laju reaksi.

Penambahan luas permukaan bidang sentuh akan mempercepat laju reaksi.

Uraian Teori Peningkatan konsentrasi berarti jumlah partikel akan bertambah pada volume tersebut dan menyebabkan tumbukan antar partikel lebih sering terjadi. Banyaknya tumbukan memungkinkan tumbukan yang berhasil akan bertambah sehingga laju reaksi meningkat. Suhu suatu sistem adalah ukuran dari ratarata energi kinetik dari partikel-partikel pada sistem tersebut. Jika suhu naik maka energi kinetik partikel-partikel akan bertambah, sehingga kemungkinan terjadi tumbukan yang berhasil akan bertambah dan laju reaksi meningkat. Makin besar luas permukaan, menyebabkan tumbukan makin banyak,

Katalis dapat mempercepat reaksi.

karena makin banyak bagian permukaan yang bersentuhan sehingga laju reaksi makin cepat. Katalis dapat menurunkan energi aktivasi (Ea), sehingga dengan energi yang sama jumlah tumbukan yang berhasil lebih banyak sehingga laju reaksi makin cepat.

Sumber: Lewis, Thinking Chemistry Berdasarkan teori tumbukan, suatu tumbukan akan menghasilkan suatu reaksi jika ada energi yang cukup. Selain energi, jumlah tumbukan juga berpengaruh. Laju reaksi akan lebih cepat, jika tumbukan antara partikel yang berhasil lebih banyak terjadi.