510 likes | 1.3k Views
SMA NEGERI ARJASA JEMBER. KELAS XI SEMESTER 1. ERNI SULISTIANA, S. Pd., M.P. LAJU REAKSI. STANDAR KOMPETENSI. Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan industri. KOMPETENSI DASAR.
E N D
SMA NEGERI ARJASA JEMBER KELAS XI SEMESTER 1 ERNI SULISTIANA, S. Pd., M.P. LAJU REAKSI
STANDAR KOMPETENSI • Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.
KOMPETENSI DASAR • Mendeskripsikan pengertian laju reaksi dengan melakukan percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.
INDIKATOR • Menjelaskan pengertian kemolaran dan penggunaannya. • Menghitung konsentrasi larutan (molaritas larutan). • Menjelaskan definisi laju reaksi (v). • Menjelaskan persamaan laju reaksi dan tingkat reaksi serta penentuannya. • Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi (konsentrasi, luas permukaan , suhu, dan katalis) melalui percobaan. • Menafsirkan grafik dari data percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.
INDIKATOR • Menjelaskan pengaruh konsentrasi, luas permukaan bidang sentuh, dan suhu terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan. • Membedakan diagram energi potensial dari reaksi kimia dengan menggunakan katalisator dan yang tidak menggunakan katalisator. • Menjelaskan pengertian, peranan katalisator dan energi pengaktifan dengan menggunakan diagram. • Menentukan orde dan waktu reaksi. • Menjelaskan peranan katalis dalam makhluk hidup dan industri.
Molaritas • . Konsentrasimerupakanbesaran yang menunjukkanhubungankuantitatifantarzatdalamlarutan • Larutanterdiriataszatterlarut yang disebutdengan solute danzatpelarut yang dinamakan solvent • Adabeberapajeniskonsentrasi, diantaranyamolaritas (M), kemolalan (m), fraksi mol (c), persen (%), bpj (bagian per juta), dansebagainya.
Molaritas • Molaritas (M) didefinisikansebagaiperbandinganantarajumlah mol zatterlarut (solute) setiapsatuan volume (dalam liter dandisimbolkan L) larutan.
Reaksizatdalambentuklarutanseringdipengaruhiolehperbandingankomponenpenyusunlarutan. • Larutanbiasanyadisebutencer, bilamengandungsedikitzatterlarut. • Encerpekatnyalarutandisebutkonsentrasi. Satuanlajureaksiumumnyadinyatakandengan mol/liter.detik. • Pengenceranadalahpenambahanzatpelarutkedalamsuatularutan yang pekat • untukmendapatkanlarutanbaru yang konsentrasinyalebihrendah. Jumlah mol sebelumpengenceranharussamadenganjumlah mol setelahpengenceran
Pengertianlajureaksi • Reaksikimiaberlangsungdengankecepatan yang berbeda-beda. • Reaksikimiaselaluberkaitandenganperubahandarisuatupereaksi (reaktan) menjadihasilreaksi (produk). • Lajureaksidapatdinyatakansebagaiberkurangnyajumlah (konsentrasi) pereaksi per satuanwaktuataubertambahnyajumlah (konsentrasi) hasilreaksi per satuanwaktu.
PERSAMAAN LAJU REAKSI • HubungankuantitatifantaraperubahankonsentrasidenganlajureaksidinyatakandenganPersamaanLajuReaksiatauHukumLajuReaksi. • Untukreaksi: pA + qB → rCmakabentukumumpersamaanlajunyaadalah
Tingkat reaksi (ordereaksi) tidaksamadengankoefisienreaksi. • Ordereaksihanyadapatditentukanmelaluipercobaan. • Tingkat reaksi total adalahjumlahtingkatreaksiuntuksetiappereaksi. • Ordereaksimenunjukkanhubunganantaraperubahankonsentrasipereaksidenganperubahanlajureaksi. • Hubunganantarakeduabesaraninidapatdinyatakandengangrafikordereaksi.
Padareaksiordenol, lajureaksitidakbergantungpadakonsentrasipereaksi
Padareaksiordesatu, lajureaksiberbandinglurusdengankonsentrasipereaksi. Jikakonsentrasidinaikkandua kali, makalajureaksinya pun akandua kali lebihcepatdarisemula, dst.
Padareaksiordedua, kenaikanlajureaskiakansebandingdengankenaikankonsentrasipereaksipangkatdua. Bilakonsentrasipereaksidinaikkandua kali, makalajureaksinyaakannaikmenjadiempat kali lipatdarisemula
Dengandemikian, jikakonsentrasisuatuzatdinaikkan a kali, makalajureaksinyamenjadi b kali; sehinggaordereaksiterhadapzattersebutadalah : • Persamaanlajureaksidapatditentukanmelaluieksperimen, yaitudenganmengukurkonsentrasisalahsatuprodukpadaselangwaktutertentuselamareaksiberlangsung.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI • Konsentrasi • Larutandengankonsentrasi yang besar (pekat) mengandungpartikel yang lebihrapat, jikadibandingkandenganlarutanencer. • Semakintinggikonsentrasiberartisemakinbanyakmolekul-molekuldalamsetiapsatuanluasruangan, akibatnyatumbukanantarmolekulmakinseringterjadidanreaksiberlangsungsemakincepat. • Semakintinggikonsentrasisuatularutan, makinbesarlajureaksinya.
Luaspermukaansentuh • Suatuzatakanbereaksiapabilabercampurdanbertumbukan. • Padapencampuranreaktan yang terdiridariduafasaataulebih, tumbukanberlangsungpadabagianpermukaanzat. • Padatanberbentukserbukhalusmemilikiluaspermukaanbidangsentuh yang lebihbesardaripadapadatanberbentuklempengataubutiran. • Semakinluaspermukaanpartikel, makafrekuensitumbukankemungkinanakansemakintinggisehinggareaksidapatberlangsunglebihcepat. • Lajureaksiberbandinglurusdenganluaspermukaanreaktan
Temperatur • Setiappartikelselalubergerak. • Dengannaiknyasuhu, energigerak (kinetik) partikelikutmeningkatsehinggamakinbanyakpartikel yang memilikienergikinetikdiatashargaenergiaktivasi (Ea). • KenaikansuhuakanmemperbesarlajureaksiHargatetapanlajureaksi (k) akanberubahjikasuhunyaberubah. • Berdasarkanhasilpercobaan, lajureaksiakanmenjadi 2 kali lebihbesaruntuksetiapkenaikansuhu 10°C
Katalisatormerupakanzat yang mampumempengaruhilajureaksi. • Dalamkerjanyakatalisatorakanikutbereaksidenganzat-zatreaktan, tetapidiakhirprosesreaksikatalisatortersebutakanmemisahkembali. • Katalisadaduamacam, yaitukatalis yang bersifatpositifdankatalisnegatif. • Katalisbersifatpositifdapatmempercepatlajureaksi. • Katalisbersifat negative merupakankatalisator yang memperlambatlajureaksi, katalisatorinidinamakaninhibitor. • Adanyakatalispositifdalamreaksikimiamengakibatkanenergiaktivasireaksisemakinkecil. Dengandemikian,kemungkinanterjadinyareaksisemakinbesar
Jenis Katalis • Katalis homogen adalah katalis yang memiliki fasa yang sama dengan pereaksi. • Katalis heterogen adalah katalis yang berbeda fasa dengan pereaksi.
Padagambarterlihatbahwapada Jalur I A + B → AB → C Jalurinimerupakanjalurreaksi yang berjalantanpakatalisatorsehinggamemerlukanenergiaktivasi yang tinggi. Akibatnyareaksiberjalanlambat. Jalur II A + B → XAB → C Jalurinidengankatalisator. Adanyakatalisatormengakibatkanenergiaktivasirendah, sehinggareaksiberjalancepat.
Teori Tumbukan • Menurutteoritumbukan, reaksikimiaterjadikarenaadanyapartikel-partikel yang salingbertumbukan. • Tumbukanterjadijikaduamolekulataulebihpermukaannyasalingbersentuhanpadasatutitik. • Tidaksemuatumbukanakanmenghasilkanreaksikimia. • Tumbukan yang dapatmenghasilkanreaksikimiadikenaldenganistilahtumbukanefektif
Agar terjaditumbukan yang efektifdiperlukansyarat, yaituorientasitumbukanmolekulharustepat. Orientasimerupakanarahatauposisiantarmolekul yang bertumbukan.
Energiaktivasi (Ea) • Energiaktivasi (Ea) merupakan energy minimal agar terjadisuatureaksi. • Semuaprosesreaksikimiaharusmelaluitahapini, jikaenergiaktivasitidakterlampaui, makareaksikimiatidakakanterjadi.
Energiaktivasimerupakansyarat minimal terjadinyasuatureaksidandapatdigambarkansebagaiberikut.
PenentuanPersamaanLajuReaksidanOrdereaksi • Pengaruhkonsentrasiterhadaplajureaksisecarakuantitatifhanyadapatdiketahuidarihasileksperimen. • Sebagaicontoh, penentuanpersamaanlajudenganmetodelajuawal. Mari kitaperhatikanreaksiantara hydrogen (gas) dengan nitrogen mono oksida (gas) yang secarakinetikadapatdiamatidariperubahantekanancampuran yang berkurang, karenaempatmolekulpereaksimenghasilkantigamolekulprodukmenurutreaksi. • 2H2 (g) + 2 NO (g) → 2 H2O (g) + N2 (g)
Dari data eksperimen 1 dan 2 terlihat, bahwapadakonsentrasi NO konstan (0,006M), jikakonsentrasi H2dilipatduakan, lajureaksijuganaikdua kali lipat. Bilakonsentrasi H2dinaikantiga kali, lajureaksijugabertambahmenjaditiga kali lipat (eksperimen 1 dan 3). Dengandemikian, perubahanlajusemata-matadisebabkanolehperubahankonsentrasi H2. • Eksperimen 4, 5, dan 6 menunjukkanbahwapadakonsentrasi H2konstan (0,009M), jikakonsentrasi NO dinaikandua kali dantiga kali lipat, makalajureaksinaikmenjadiempat kali dansembilan kali lebihbesar. Jadi, perubahanlajureaksisemata-matadisebabkanperubahankonsentrasi NO.
Dari persamaanreaksi: 2 H2 (g) + 2 NO (g) → 2 H2O (g) + N2 (g) • dapatditulispersamaanlajunyasebagai: v = k [H2]x [NO]y • Ordereaksiterhadap H2 , yaitu x dapatditentukandenganmembandingkanpercobaan 1 dan 2, ataupercobaan 2 dan 3, ataupercobaan 1 dan 3 • Jadi, lajureaksisebandingdengankonsentrasi H2pangkatsatu. • Ordereaksiterhadap NO, yaitu y dapatditentukandenganmembandingkanpercobaan 4 dan 5, ataupercobaan 4 dan 6, ataupercobaan 5 dan 6 • Jadi, lajureaksisebandingdengankonsentrasi NO pangkatdua. Secaramatematis, persamaanlajureaksidapatdituliskan:
PERANAN KATALIS DALAM MAHLUK HIDUP DAN INDUSTRI • selmahlukhidupdirancanguntukberoperasipadasuhusekitar 37oC., banyakreaksibiokimiadalamtubuh yang akanberlangsungterlalulambatpadasuhuinibilatidakadacampurtanganzat lain. • Dalamtubuhkita, berbagaiprosesbiokimiadipercepatolehkatalis yang disebutenzim(biokatalis). • Enzim-enziminiselalubekerjasecaraspesifik; suatureaksihanyadapatdipercepatolehenzimtertentu, ibaratlubangkuncidengananakkuncinya. Enzimmembentukkompleksdengansubstrat (zat yang akandipercepatreaksinya), lalukompleksituteruraimenghasilkanzat yang diinginkan, sedangkanenzimdikembalikanlagikebentuknyasemula. Contoh: • Enzimoksidasemempercepatreaksioksidasi • Enzimhidrolasemempercepatpemecahanbahanmakananmelaluireaksihidrolisis.
Peranankatalisdalamindustri • Dalamprosesindustri, penggunaansuhu yang lebihtinggiuntukmempercepatreaksisepertiproses Haber untuksintesis ammonia bisasajadilakukan, akantetapibiayaoperasionalnyaakanmenjadisangatmahal. • Di dalamindutsrikimia, meningkatkansuhuberartimenambahbiayauntukpasokanenergi. Olehkarenaitu, diperlukansuatuzat yang mampumempercepatreaksitanpaharusmeningkatkansuhuatautekanansehinggabiayaproduksimenjadilebihmurah. Zattersebutadalahkatalis.
Proseskontak(pembuatanasamsulfat) • Reaksipembuatanasamsulfatdilakukanmelauibeberapatahap: • 1) S + O2 → SO2 • 2) 2SO2 + O2→ 2SO3 • 3) SO3 + H2O→ H2SO4 • Reaksitahap (2) berlangsungsangatlambat, sehinggaperluditambahkankatalis vanadium (V) oksida, V2O5
Proses Haber-Bosch(pembuatanamonia) • Amoniaadalahsalahsatusenyawa yang sangatdibutuhkandalamindustripupuk. Senyawainidibuatmelaluireaksiantara gas nitrogen dan gas hidrogen. N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g) • Reaksitersebutberjalansangatlambatpadasuhurendah, sedangkanpadasuhutinggi gas NH3 yang dihasilkancenderungteruraikembalimenjadi gas nitrogen dan gas hidrogen
. Atasdasaritulah, diperlukansuatukondisi yang memungkinkan agar reaksidapatberlangsungcepatpadasuhurendah. Setelahmelakukanpenelitian yang cukup lama, padatahun 1905 Fritz Haber berhasilmenemukancaramembuat gas NH3 yang efisien, yaitudenganmenambahkankatalisberupaserbukbesi (besi plus). • Katalisatorinidibuatdaribesi yang dicampurdengansedikitkaliumoksidadanalumunium. Penambahankatalisator Fe tersebutmenyebabkanproduksi gas amoniadapatberlangsungefektifpadasuhu 500oC. ProsesiniselanjutnyadikenaldenganProses Haber.