Dokumen tersebut membahas tentang materi laju reaksi pada kelas XI semester 1 yang mencakup pengertian kemolaran, konsep laju reaksi, persamaan laju reaksi, faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, dan teori tumbukan. Materi pelajaran terdiri dari kemolaran, konsep laju reaksi, persamaan laju reaksi, dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi seperti konsentrasi, luas permuka

1. Kelas XI semester 1 Laju Reaksi

2. Standar Kompetensi INDIKATOR Kompetensi Dasar TUJUAN LAJU REAKSI

4. Materi Pelajaran I KEMOLARAN KONSEP LAJU REAKSI PERSAMAAN LAJU REAKSI

5. Materi Pelajaran II Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi Konsentrasi Luas Permukaan Suhu Katalis

11. Contoh soal : Sebanyak 2 gram NaOH (Ar Na = 23, O = 16, H = 1) dilarutkan dalam air hingga volume larutan 500 mL. Hitung kemolaran ( M ) larutan tersebut! Jawab : Dik : gram NaOH = 2 gram Ar NaOH = 23, O = 16, H = 1 Volume = 500 mL = 0,5 L Dit : Kemolaran ( M ) = ? Penyelesaian : M = = = = 0,1 M Jadi, molaritas dari larutan di atas adalah 0, 1 M.

13. Contoh soal : Menghitung kemolaran asam sulfat pekat yang Mengandung 96% H2SO4 dengan massa jenis 1, 8 kg L-1.Kemolaran menyatakan jumlah mol ( n ) zat terlarut dalam 1 liter larutan. Jadi, kita harus menentukan jumlah mol asam sulfat dalam 1 liter larutan tersebut. Massa 1 liter asam sulfat = V x ρ = 1 L x 1, 8 kg L-1 = 1, 8 kg = 1, 8 x 1000 g = 1800 g s ( = ρ x 1000 g ) Massa H2SO4 96%, m = x 1800 g = 18 x 96 g ( = ρ x 10 x kadar )

14. Jumlah mol H 2 SO 4 , n = = = 17, 63 mol atau ( = ρ x 10 x ) Kemolaran asam sulfat, M = = 17, 63 mol / 1 L = 17, 63 mol L -1 atau ( M = ) hubungan antara kemolaran dengan kadar dan massa jenis larutan sebagai berikut : ( M = ) Dengan, M = kemolaran = massa jenis Kada r = % massa mm = massa molar

16. Berapa ml air harus dicampur dengan 100 ml larutan NaOH 0,5 M sehingga menjadi 0,2 M ? Jawab : Misal volume air yang harus ditambah = x mL maka volume akhir larutan = (100 + x) mL. V 1 M 1 = V 2 M 2 100 . 0, 5 = (100 + x) 0,2 50 = 20 + 0,2 x x = = 150 contoh soal : Jadi volume air yang harus ditambahkan adalah 150 mL.

18. Kedalam suatu ruang 5 L dimasukkan 16 gr oksigen dan28 gr nitrogen. Hitunglah konsentrasi masing-masing gas tersebut ( N = 14 , O = 16 )! contoh soal : Jawab : Mol O 2 = = 0,5 mol Konsentrasi O2 (CO2) = 0,5 mol / 5 L = 0,1 mol L-1 Mol N 2 = = 1 mol Konsentrasi N2 (CN2) = 1 mol / 5 L = 0,2 mol L-1

22. Dalam reaksi kimia, perubahan yang dimaksud adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksi akan makin sedikit, sedangkan produk makin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju bertambahnya produk. Satuan konsentrasi yang digunakan adalah molaritas (M) atau mol per liter (mol. L-1). Satuan waktu yang digunakan biasanya detik (dt). Sehingga laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per detik (mol. L-1. dt-1 atau M.dt-1). Bagaimanakah cara menyatakan laju dari suatu reaksi? Gambar 2 : Laju reaksi A -> B, ditunjukkan dengan berkurangnya molekul A dan bertambahnya molekul B dalam satu satuanwaktu

23. Tabel 1. Persamaan Laju Integrasi dari Orde 0, 1, dan 2 = k t = Kons. -1 waktu -1 k vs t k [ A ] 2 2 Waktu -1 -k ln [A] t vs t ln [A] t = -kt + ln[A 0 ] k [ A ] 1 Kons. Waktu -1 -k [A] t vs t [A] t = -kt + [A 0 ] k [ A ] 0 = k 0 Satuan Slope Garis Kurva Hukum Laju Integrasi Persamaan Laju Orde

24. C.PERSAMAAN LAJU REAKSI Tujuan dari mempelajari laju reaksi adalah untuk dapat memprediksi laju suatu reaksi. Hal tersebut dapat dilakukan dengan hitungan matematis melalui hukum laju. Sebagai contoh, pada reaksi: a A + b B -> c C + d D Dimana A dan B adalah pereaksi, C dan D adalah produk dan a,b,c,d adalah koefisien penyetaraan reaksi, maka hukum lajunya dapat dituliskan sebagai berikut: Laju reaksi = k [A]m [B]n ............................(3) dengan, k = tetapan laju, dipengaruhi suhu dan katalis (jika ada) m = orde (tingkat) reaksi terhadap pereaksi A n = orde (tingkat) reaksi terhadap pereaksi [A], [B] = konsentrasi dalam molaritas.

25. Salah satu faktor yang dapat mempercepat laju reaksi adalah konsentrasi, namun seberapa cepat hal ini terjadi? Menemukan orde reaksi merupakan salah satu cara memperkirakan sejauh mana konsentrasi zat pereaksi mempengaruhi laju reaksi tertentu. Orde reaksi atau tingkat reaksi terhadap suatu komponen merupakan pangkat dari konsentrasi komponen tersebut dalam hukum laju. Sebagai contoh, v = k [A]m [B]n, bila m=1 kita katakan bahwa reaksi tersebut adalah orde pertama terhadap A. Jika n=3, reaksi tersebut orde ketiga terhadap B. Orde total adalah jumlah orde semua komponen dalam persamaan laju: n + m + ... Pangkat m dan n ditentukan dari data eksperimen, biasanya harganya kecil dan tidak selalu sama dengan koefisien a dan b. Hal ini berarti, tidak ada hubungan antara jumlah pereaksi dan koefisien reaksi dengan orde reaksi. A. Orde Reaksi

26. Secara garis besar, beberapa macam orde reaksi diuraikan sebagai berikut: 1. Orde nol Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya apabil perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu, perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju reaksi. Bila kita tulis laju reaksinya: k A k l Gambar 4 : Grafik Orde Reaksi Nol

27. 2. Orde Satu Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu. Misalkan, konsentrasi pereaksi itu dilipat tigakan maka laju reaksi akan menjadi 31 atau 3 kali lebih besar.Bila kita tinjau reaksi orde satu berikut: A -> produk, maka persamaan lajunya: ] [ Integrasinya adalah ln [A]t = -kt + ln[A 0] Bila persamaan ln [A]t = -kt + ln[A0] dibuat grafik ln [A] lawan t, maka diperoleh garis lurus dengan kemiringan = -k, sedang jelajahnya (intersep) = ln[A]0. Gambar 5 : Grafik Orde Reaksi Satu

28. 3. Orde Dua Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Apabila konsentrasi zat itu dilipatigakan, maka laju pereaksi akan menjadi 3 2 atau 9 kali lebih besar. Gambar 6 : Grafik Orde Reaksi Dua 4. Orde Negatif Suatu reaksi berorde negatif jika laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi itu diperbesar, maka laju reaksi kan semakin kecil.

29. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi secara kuantitatif hanya dapat diketahui dari hasil eksperimen. Sebagai contoh, penentuan persamaan laju dengan metode laju awal . Mari kita perhatikan reaksi antara hydrogen (gas) dengan nitrogen mono oksida (gas) yang secara kinetika dapat diamati dari perubahan tekanan campuran yang berkurang, karena empat molekul pereaksi menghasilkan tiga molekul produk menurut reaksi. 2H2 (g) + 2 NO (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) B.Penentuan Persamaan Laju Reaksi

30. Tabel 2. Laju reaksi NO dan H 2 pada suhu Dari reaksi pada suhu 8000 C diperoleh data sebagai berikut: 0,056 0,009 0,003 6 0,025 0,009 0,002 5 0,0063 0,009 0,001 4 0,075 0,003 0,006 3 0,050 0,002 0,006 2 0,025 0,001 0,006 1 H 2 NO Laju awal Konsentrasi molar awal Eksperimen

31. Dari data eksperimen 1 dan 2 terlihat, bahwa pada konsentrasi NO konstan (0,006M), jika konsentrasi H2 dilipat duakan, laju reaksi juga naik dua kali lipat. Bila konsentrasi H2 dinaikan tiga kali, laju reaksi juga bertambah menjadi tiga kali lipat (eksperimen 1 dan 3). Dengan demikian, perubahan laju semata-mata disebabkan oleh perubahan konsentrasi H2. Eksperimen 4, 5, dan 6 menunjukkan bahwa pada konsentrasi H2 konstan (0,009M), jika konsentrasi NO dinaikan dua kali dan tiga kali lipat, maka laju reaksi naik menjadi empat kali dan sembilan kali lebih besar. Jadi, perubahan laju reaksi semata-mata disebabkan perubahan konsentrasi NO.

32. Bagaimana cara menentukan persamaan laju reaksi dari data percobaan di atas? Dari persamaan reaksi: 2H2 (g) + 2 NO (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) dapat ditulis persamaan lajunya sebagai: v = k [H2]x [NO]y Orde reaksi terhadap H2, yaitu x dapat ditentukan dengan membandingkan percobaan 1 dan 2, atau percobaan 2 dan 3, atau percobaan 1 dan 3: = = -> 2 x = 2, maka x = 1 Jadi, laju reaksi sebanding dengan konsentrasi H2 pangkat satu.

33. Orde reaksi terhadap NO, yaitu y dapat ditentukan dengaN membandingkan percobaan 4 dan 5, atau percobaan 4 dan 6, atau percobaan 5 dan 6: = = -> 2 x = 4, maka x = 2 Jadi, laju reaksi sebanding dengan konsentrasi NO pangkat dua. Secara matematis, persamaan laju reaksi dapat dituliskan: v = k [H2][NO]2

34. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi 1. Konsentrasi Dalam teori tumbukan, perubahan jumlah molekul pereaksi dapat berpengaruh pada laju suatu reaksi. Jumlah mol spesi zat terlarut dalam 1 liter larutan dinamakan konsentrasi molar. Bila konsentrasi pereaksi diperbesar dalam suatu reaksi, berarti kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan sehingga akan mempercepat laju reaksi. Gambar 8 : Makin banyak perahu dalam kolam, makin banyak terjadi tabrakan

35. 2. Luas Permukaan Sentuhan Gambar 9 : Bila kubus 1 cm3 dipecah menjadi dua, maka luas permukaan sentuh meningkat dua kalinya, dan permukaan sentuh tadi bereaksi dengan cairan atau gas. Hal ini merupakan contoh bagaimana penurunan ukuran partikel dapat memperluas permukaan sentuh zat.

36. 3. Suhu Laju reaksi kimia bertambah dengan naiknya suhu. Umumnya kenaikan suhu sebesar 100C menyebabkan kenaikan laju reaksi sebesar dua sampai tiga kali. Kenaikan laju reaksi dapat dijelaskan dari gerak molekulnya. Molekul-molekul dalam suatu zat kimia selalu bergerak-gerak. Oleh karena itu, kemungkinan terjadi tabrakan antar molekul yang ada. Tetapi tabrakan itu belum berdampak apa-apa bila energi yang dimiliki oleh molekul-molekul itu tidak cukup untuk menghasilkan tabrakan yang efektif. Energi yang diperlukan untuk menghasilkan tabrakan yang efektif atau untuk menghasilkan suatu reaksi disebut energi pengaktifan .

37. Salah satu cara untuk mempercepat laju reaksi adalah dengan jalan menurunkan energi pengaktifan suatu reaksi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan katalis. Katalis adalah zat yang dapat meningkatkan laju reaksi tanpa dirinya mengalami perubahan kimia secara permanen. Katalis dapat bekerja dengan membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. 4. Katalis Suatu reaksi yang menggunakan katalis disebut reaksi katalis dan prosesnya disebut katalisme. Katalis suatu reaksi biasanya dituliskan di atas tanda panah, misalnya. 2 KClO 3 (g) 2 KCl (s) + 3 O2 (g) )

39. Gambar 6 : Makin banyak molekul yang bereaksi, makin banyak kemungkinan terjadi tumbukan untuk menghasilkan molekul hasil reaksi.

40. 2. energi tumbukan yang cukup Energi minimum yang harus dimiliki oleh partikel pereaksi sehingga menghasilkan tumbukan efektif disebut energy pengaktifan ( Ea = energi aktivasi).Semua reaksi, eksoterm atau endoterm, memerlukan energy pengaktifan. Energi pengaktifan ditafsirkan sebagai energi penghalang (barier) antara pereaksi dan produk. Pereaksi harus didorong sehingga dapat melewati energi penghalang tersebut baru kemudian dapat berubah menjadi produk. Profil diagram energi pada reaksi eksoterm dan endoterm diberikan pada Gambar 7. Gambar 7 : Energi pengaktifan untuk reaksi eksoterm (a) dan reaksi endoterm (b)

48. Terima Kasih