HUKUM LAJU REAKSI (PERSAMAAN LAJU REAKSI)

Ketergantungan laju reaksi terhadap konsentrasi pereaksi dinyatakan dalam Hukum Laju Reaksi. Oleh karenanya, Hukum laju reaksi menyatakan hubungan antara laju reaksi (v) terhadap konsentrasi zat-zat pereaksi. Untuk reaksi:

a A  +   b B     →      c C   +   d D

Hukum laju reaksi dinyatakan sebagai:

v = k [A]^x [B]^y

v menyatakan laju reaksi dari reaksi di atas. k menyatakan tetapan laju reaksi yang nilainya tetap pada suhu tetap, artinya jika reaksi dilakukan pada suhu yang sama maka nilai tetapan laju reaksinya akan sama. [A] adalah konsentrasi awal pereaksi A dan [B] konsentrasi awal pereaksi B. x adalah orde/ tingkat/ pangkat reaksi terhadap pereaksi A dan y adalah orde/ tingkat/ pangkat reaksi terhadap pereaksi B. x dan y tidak sama dengan a dan b (koefisien) dan x + y, dinamakan orde/tingkat reaksi total.

Karena laju suatu reaksi pada setiap waktunya berbeda-beda, maka besarnya laju dari suatu reaksi tidak bisa ditentukan dari persamaan reaksinya, melainkan harus melalui data eksperimen. Hukum laju reaksi di atas disebut juga persamaan laju reaksi

Untuk memahami lebih jauh mengenai persamaan laju reaksi tersebut perhatikanlah contoh berikut dengan seksama.

Perhatikan tabel data untuk percobaan laju reaksi:   F₂ + 2ClO₂ → 2FClO₂

Berdasarkan contoh di atas, maka persamaan laju reaksinya adalah : v = k [F₂]^x [ClO₂]^y

Untuk menentukan nilai x dan y, maka kita harus menentukan dua percobaan dimana konsentrasi salah satu pereaksinya tidak berubah. (Mengapa? Karena Ini artinya konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi). Lalu, kita bandingkan pereaksi yang konsentrasinya berubah  dengan laju reaksinya. Contoh, untuk menentukan y (orde reaksi terhadap ClO₂), kita bandingkan percobaan 1 dan 2.

Karena nilai k dan konsentrasi F₂ pada percobaan 1 dan 2 adalah sama, maka persamaan dapat disederhanakan menjadi:

Jadi orde/tingkat/ pangkat reaski terhadap [ClO₂] = 1

sekarang, kita tentukan x (orde reaksi terhadap F₂), maka kita bandingkan percobaan 1 dan 3 dimana konsentrasi ClO₂ pada kedua percobaan tersebut sama. Dengan cara yang sama seperti di atas kita bandingkan laju reaksi dengan konsentrasinya:

Karena nilai k dan konsentrasi ClO₂ pada percobaan 1 dan 3 adalah sama, maka persamaan dapat disederhanakan menjadi:

Jadi orde/tingkat/ pangkat reaski terhadap [F₂] = 1

Apa sebenarnya arti dari orde/tingkat/pangkat reaksi itu?

Seperti telah dijelaskan, bahwa orde/ tingkat/ pangkat reaksi itu menunjukkan seberapa besar ketergantungan laju suatu reaksi terhadap konsentrasi pereaksi. Jika, laju reaksi dinyatakan sebagai v,  konsentrasi pereaksi C dan orde reaksi adalah a, maka hubungan ketiganya dinyatakan sebagai:

v = k. C ^a

1.   Reaksi Orde nol

Jika a = 0, maka v = k. C ⁰    v = k. 1   v = k

Reaksi seperti ini dinamakan reaksi orde nol. Pada reaksi orde nol, sebesar apapun perubahan konsentrasi pereaksinya, laju reaksinya akan tetap sama. Jadi pada reaksi orde nol, laju reaksi tidak dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi pereaksi. Hubungan antara laju reaksi terhadap konsentrasi pereaksi untuk reaksi orde nol, dinyatakan pada grafik di bawah ini.

2.   Reaksi Orde satu

Jika a = 1, maka v = k. C ¹    v = k. C 

Reaksi seperti ini dinamakan reaksi orde satu. Pada reaksi orde satu, laju reaksi akan sebanding dengan perubahan konsentrasi pereaksi. Jika, konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali semula, laju reaksi akan naik dua kali. Jika kosentrasi pereaksi dinaikan tiga kali lipat dari semula maka laju reaksinya juga akan naik menjadi tiga kali semula, dan seterusnya. Grafik hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi untuk reaksi orde satu adalah sebagai berikut:

3.  Reaksi Orde dua

    Jika a = 2, maka v = k. C ²    

    Pada reaksi orde dua, laju reaksi akan sebanding dengan perubahan konsentrasi pereaksi 

 

    dipangkatkan dua. Jadi, jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali semula, laju reaksi 

    akan naik empat kali semula (2² = 4). Jika kosentrasi pereaksi dinaikan tiga kali lipat dari 

    semula maka laju reaksinya akan naik menjadi sembilan kali semula (3² = 9), dan

    seterusnya. Grafik hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi untuk reaksi 

    orde satu adalah sebagai berikut:

Untuk memahami lebih lanjut cara penentuan orde reaksi berikut persamaan laju reaksinya, pelajarilah contoh-contoh di bawah ini.

Contoh 1.

Dari percobaan penentuan laju reaksi: 

2 NO (g) +  Br₂ (g)  à  2 NOBr (g)

Diproleh data sebagai berikut:

Berdasarkan data percobaan di atas, tentukan:

a.  orde reaksi terhadap NO

b.  orde reaksi terhadap Br₂

c.  orde reaksi total

d.  konstanta laju reaksi (k)

e.  persamaan laju reaksi

f.  laju reaksi ketika [NO] = 0,40 M dan [Br₂] = 0,40 M

Jawab:

Misalkan persamaan laju reaksinya:   v = k [NO]^x [Br₂]^y

Contoh 2

Dari percobaan penentuan laju reaksi:   A  +  B  -->   C, diperoleh data sebagai berikut:

Dari data percobaan di atas, tentukanlah persamaan laju reaksinya

Jawab:

Misal persamaan laju reaksinya adalah:  v = k [A]^x [B]^y

Karena tidak ada data percobaan yang menunjukkan konsentrasi pereaksi yang sama, maka kita ambil contoh yang mana saja, missal percobaan 1 dan 2 dan percobaan 1 dan 3. Kemudian, karena data laju reaksi dinyatakan dalam satuan waktu, dimana laju reaksi berbanding terbalik dengan waktu (laju reaksi dikatakan cepat jika waktu yang diperlukan untuk bereaksi sedikit), atau dapat dinyatakan:

sehingga:

Demikian, pembahasan tentang Hukum Laju Reaksi (Persamaan Laju Reaksi) berikut contoh cara penentuannya. Bagi anak2ku yang sedang mempelajari materi ini, dibutuhkan keterampilan matematik, khususnya dalam hal perhitungan atau penyederhanaan bentuk akar/pangkat selain itu seringnya melakukan latihan dalam menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan penentuan persamaan laju reaksi akan memungkinkan kalian lebih memahami materi ini.