Ada lima faktor yang dapat mempengaruhi
laju reaksi, yaitu luas permukaan sentuhan antara zat-zat yang bereaksi,
sifat kimia pereaksi, konsentrasi, suhu, dan katalis.
artikel ini disalin lengkap dari: http://kimiadasar.com/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-laju-reaksi/
halaman utama website: http://kimiadasar.com/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
-
Luas Permukaan
Luas permukaan sentuhan antara zat-zat
yang bereaksi merupakan suatu faktor yang mempengaruhi laju reaksi bagi
campuran pereaksi yang heterogen, misalnya antara zat padat dan gas, zat
padat dengan larutan, dan dua macam zat cair yang tak dapat campur.
Reaksi kimia dapat berlangsung jika molekul-molekul, atom-atom, atau
ion-ion dan zat-zat pereaksi terlebih dahulu bertumbukan. Hal ini
terjadi jika antara zat-zat yang akan bereaksi terjadi kontak.
Semakin luas permukaan sentuhan antara zat-zat yang bereaksi, semakin banyak molekul-molekul yang bertumbukan dan semakin cepat reaksinya.
Pada reaksi antara zat padat dan gas
atau antara zat padat dan larutan, kontak terjadi di permukaan zat padat
itu. Adapun kontak yang terjadi antara dua zat cair yang tidak dapat
bercampur terjadi pada bidang batas antara kedua macam zat cair
tersebut.
Untuk membuktikan pengaruh luas
permukaan sentuhan antara zat-zat yang bereaksi terhadap laju reaksinya,
dapat diambil contoh reaksi antara pualam dan larutan HCI yang
berlangsung menurut persamaan sebagai berikut.
CaCO3(S) + 2HCI(aq) → CaCI2(aq) + H2O(l) + CO2(aq)
Pada percobaan pertama digunakan CaCO3 berbentuk butiran dan pada percobaan kedua digunakan CaCO3 berupa serbuk. Harus diperhatikan bahwa pada kedua percobaan itu massa CaCO3
dan konsentrasi larutan HCI yang digunakan harus sama. Perbedaan laju
reaksi tersebut dapat diketahui dengan membandingkan volum gas CO2 yang terbentuk selama selang waktu tertentu yang sama. Ternyata volume CO2
yang dihasilkan pada percobaan pertama lebih sedikit daripada yang
diperoleh pada percobaan kedua. Hal ini membuktikan bahwa laju reaksi
yang menggunakan serbuk CaCO3 lebih besar daripada yang menggunakan butiran CaCO3.
Perhatikan sebutir CaCO3 yang
berbentuk kubus seperti terlihat pada Gambar di bawah. Apabila panjang
tiap-tiap rusuk 2 sentimeter, maka luas permukaan kubus itu adalah (6 x
4) cm2 = 24 cm2. Permukaan seluas itulah daerah persentuhan antara CaCO3 dan larutan HCI jika butiran itu dimasukkan seluruhnya ke dalam larutan HCI. Apabila butiran CaCO3 di atas dibagi menjadi 8 buah kubus kecil yang sama ukurannya, maka luas permukaan kedelapan kubus itu adalah (8 x 6 x 1) cm2 = 48 cm2. Selanjutnya, jika tiap-tiap kubas kecil itu dibagi menjadi 8 bagian lagi, maka luas permukaannya menjadi (8 x 2 x 48) cm2 = 768 cm2. Mudah dibayangkan bahwa makin diperkecil butiran CaCO3 itu, makin luas jumlah seluruh permukaannya. Itulah sebabnya, serbuk CaCO3 bereaksi lebih cepat dari pada CaCO3 berbentuk butiran.
Dalam sistem homogen tidak terdapat
bidang batas antara zat-zat yang bereaksi. Persentuhan antara
partikel-partikel zat yang bereaksi terjadi secara merata dalam fase
cair atau gas. Oleh karena itu, dalam sistem homogen tidak ada pengaruh
faktor luas permukaan terhadap laju reaksinya.
-
Sifat Kimia Pereaksi
Apabila sekeping logam natrium
dimasukkan kedalam air, segera terjadi reaksi yang hebat. Reaksi antara
logam natrium dan air berlangsung sangat cepat disertai ledakan dan
nyala berwama kuning. Lain halnya jika logam magnesium yang dimasukkan
ke dalam air. Gelembung-gelembung gas hidrogen yang terjadi dalam reaksi
antara logam magnesium dan air itu hampir tidak terlihat karena
reaksinya berlangsung lambat. Perbedaan laju reaksi antara air dan kedua
jenis logam itu disebabkan oleh perbedaan kemampuan melepaskan elektron
dari tiap-tiap jenis atom logam. Atom natrium lebih mudah memberikan
elektronnya kepada air daripada atom magnesium.
Perbedaan jenis ikatan kimia yang ada
pada berbagai macam senyawa juga menentukan perbedaan laju reaksi yang
terjadi jika senyawa-senyawa itu bereaksi. Pada umumnya senyawa-senyawa
ion bereaksi lebih cepat daripada senyawa-senyawa kovalen. Misalnya,
reaksi antara larutan AgNO3 dan larutan HCl berlangsung lebih cepat daripada reaksi antara larutan Na2S2O3 dan larutan HCI. Pada reaksi antara larutan AgNO3 dan larutan HCI, ion-ion Ag+ dan Cl–
segera saling berikatan membentuk endapan putih AgCI. Hal ini karena
antara ion-ion yang berlawanan muatan itu terdapat gaya tarik-menarik
listrik yang membantu terjadinya tumbukan. Pada reaksi antara larutan Na2S2O3 dan larutan HCl, terjadinya endapan putih dan belerang berlangsung lambat. Reaksi antara ion H+ dan S2O32- menjadi H2S2O3
berlangsung cepat, tetapi endapan yang terjadi tidak dihasilkan dari
reaksi antara ion-ion itu. Endapan belerang tenjadi karena reaksi
pemutusan ikatan kovalen dalam molekul H2S2O3 yang berlangsung labat.
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCI(s) (cepat)
2H+(aq) + S2O32-(aq) → H2S2O3(aq) (cepat)
H2S2O3(aq) → H2O(l) + SO2(g) + S(s) (lambat)
Reaksi senyawa-senyawa kovalen
berlangsung lebih lambat daripada senyawa-senyawa ion karena pada
senyawa kovalen tidak terdapat gaya tarik-menarik listrik antara
partikel-partikelnya. Selain itu, juga diperlukan sejumlah energi untuk
memutuskan ikatan kovalen dan senyawa yang bereaksi tersebut.
Dari kedua contoh di atas, dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat
kimia seperti, perbedaan keelektronegatifan dan perbedaan jenis ikatan
kimia dari zat-zat yang bereaksi turut menentukan laju reaksi yang
terjadi. Reaksi antara zat-zat yang perbedaan
keelektronegatifannya besar, biasanya berlangsung lebih cepat daripada
reaksi antara zat-zat yang memiliki perbedaan keelektronegatiIan lebih
kecil.
-
Konsentrasi
Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi
zat-zat yang bereaksi, meskipun pengaruh itu tidak selalu sama untuk
setiap zat dan untuk setiap reaksi. Pada umumnya, kenaikan konsentrasi akan menaikkan laju reaksi, misalnya reaksi antara CaCO3 dan larutan HCI.
CaCO3(s) + 2HCl(l) → CaCI2(aq) + H2O(aq) + CO2(g)
Laju reaksi tersebut akan menjadi dua
kali lebih besar jika konsentrasi larutan HCI dijadikan dua kali semula.
Akan tetapi, dalam reaksi antara larutan Na2S2O3
dan larutan HCI, perubahan konsentrasi HCl tidak mempengaruhi laju
reaksi. Pada reaksi itu, laju reaksi tersebut hanya dipengaruhi oleh
konsentrasi larutan Na2S2O3.
Bertambahnya laju reaksi karena
pembesaran konsentrasi zat-zat yang bereaksi dapat dipahami karena
semakin besarnya konsentrasi dan kemungkinan terjadinya tumbukan antara
partikel-partikel zat yang bereaksi semakin besar. Akan tetapi, tidak
selalu setiap tumbukan akan menjamin berlangsungnya reaksi. Oleh karena
itu, penjelasan tentang laju reaksi tidak sesederhana itu.
-
Suhu
Zat-zat akan saling bereaksi jika
masing-masing mempunyai energi yang cukup. Apabila arang dibiarkan di
udara pada suhu kamar, arang tidak akan terbakar. Demikian pula minyak
tanah, bensin, kertas, atau kayu tidak akan terbakar atau bereaksi
dengan oksigen di udara tanpa dibakar terlebih dahulu. Tampaknya ada
suatu penghalang untuk terjadinya reaksi. Penghalang itu dapat diatasi
dengan menaikkan suhu pereaksi, misalnya dengan menyulut bahan-bahan
itu. Menyulut arang kayu, berarti memberikan energi yang cukup pada
oksigen dan arang kayu untuk mengatasi penghalang tersebut. Setelah
reaksi berlangsung, kalor yang dibebaskan membantu reaksi untuk
mengatasi penghalang tersebut sehingga terus berjalan.
Kadang-kadang reaksi kimia dapat
berlangsung tanpa menaikkan suhu pereaksi terlebih dahulu. Hal ini
mungkin disebabkan campuran reaksi itu telah memiliki energi yang cukup
untuk mengatasi penghalang pada suhu rendah atau zat-zat itu memiliki
kemampuan untuk mengatasi hambatan itu. Meskipun demikian, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika diberikan energi dari luar dengan menaikkan suhu.
Hal ini disebabkan semakin tinggi suhu, kecepatan gerak partikel
semakin bertambah sehingga tumbukan-tumbukan yang terjadi lebih efektif
untuk menghasilkan reaksi. Pada umumnya laju reaksi bertambah menjadi
dua kali setiap kenaikan suhu 10°C.
Untuk mengetahui pengaruh perubahan suhu terhadap laju reaksi, dapat dilakukan kegiatan sebagai berikut.
Buat tanda silang yang sama tebalnya
pada dua helai kertas kecil dan tempelkan kertas itu pada dua gelas
kimia dengan tanda silang menghadap ke dalam. Masukkan 100 mililiter
larutan Na2S2O3 0,1 M ke dalam gelas
kimia I, ukur suhunya dan catat. Tambahkan 10 mililiter larutan HCI 3 M.
Catat waktu sejak penambahan itu sampai tanda silang tepat tidak
terlihat lagi. Catat suhu dan waktu selama berlangsungnya reaksi.
Masukkan 100 muliliter larutan Na2S2O3
0,1 M ke dalam gelas kimia Il dan panaskan hingga 10°C di atas suhu
kamar, catat suhu itu. Tambahkan 10 mlliliter larutan HCI 3 M dan catat
waktu seperti di atas. Catat suhu dan waktu selama berlangsungnya
reaksi. Bagaimana pengaruh perubahan suhu terhadap laju reaksi pada
larutan Na2S2O3 dengan HCI?
-
Katalis
Pada beberapa peristiwa kimia yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari, sering dijumpai zat-zat yang dapat mempercepat terjadinya reaksi. Akan tetapi tampaknya zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Zat ini disebut katalis.
Besi yang disimpan di tempat kering tidak cepat berkarat, sedangkan di
tempat yang lembap besi akan cepat berkarat. Air yang terdapat di udara
lembap mempercepat reaksi antara besi dan oksigen yang ada di udara.
Tablet yang mengandung campuran natrium bikarbonat dan asam sitrat dalam
keadaan kering tidak akan cepat rusak. Akan tetapi, begitu tablet itu
dimasukkan ke dalam air, tablet segera hancur karena natrium bikarbonat
dan asam sitrat yang ada di dalamnya bereaksi secara cepat.
Katalis memegang peranan yang sangat
penting, baik dalam proses biologi maupun industri. Reaksi-reaksi kimia
yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup akan berjalan sangat
lambat jika tanpa katalis. Katalis dalam tubuh makhluk hidup disebut
enzim. Hampir semua bahan makanan yang diproses di dalam alat-alat
pencernaan merupakan senyawa kovalen (senyawa karbon). CO2 dan H2O
yang diproses oleh tumbuhan menjadi karbohidrat melalui fotosintesis
juga merupakan senyawa kovalen. Telah dibicarakan pada bagian terdahulu
bahwa reaksi-reaksi senyawa kovalen berjalan lambat. Oleh karena itu,
enzim sangat diperlukan untuk mempercepat reaksi senyawa-senyawa
kovalen. Dalam industri margarin, nikel digunakan sebagai katalis untuk
mengubah minyak menjadi lemak buatan. Pembuatan amonia dari hidrogen dan
nitrogen melalui proses Haber menggunakan besi sebagai katalis.
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Katalis dapat dibedakan menjadi dua
golongan, yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen
adalah katalis yang dapat bercampur dengan pereaksi secara homogen atau
mempunyai fase yang sama dengan pereaksi, misalnya campuran gas NO dan
NO2 yang bekerja mempercepat reaksi pada proses pembuatan asam sulfat dengan cara Bilik Timbal.
2SO2 + O2 → 2SO3
Contoh lainnya larutan kobalt (II) klorida; CoCl2 atau larutan besi (III) klorida; FeCl3 yang mempercepat reaksi penguraian hydrogen peroksida,
2H2O2 → 2H2O + O2
Katalis heterogen adalah katalis yang
mempunyai fase berbeda dengan fase pereaksi, misalnya besi pada reaksi
pembuatan amonia melalui proses Haber, batu kawi; MnO2 pada reaksi penguraian kalium klorat; KCIO3, dan vanadiumpentoksida; V2O5 pada reaksi pembuatan asam sulfat melalui proses kontak.
2SO2 + O2 → 2SO3
Selain katalis, ada pula zat-zat yang
dapat memperlambat reaksi. Zat itu disebut inhibitor. Penggunaan
inhibitor antara lain untuk memperlambat proses perkaratan besi dan
untuk menghentikan reaksi-reaksi tertentu dalam proses industri atau
reaksi-reaksi tertentu dalam tubuh makhluk hidup. Salah satu contoh
inhibitor adalah Na2C2O4 yang dapat
menghambat proses perkaratan besi. Dalam tubuh manusia terdapat
bermacam-macam hormon yang berfungsi sebagai penghambat reaksi tertentu.
artikel ini disalin lengkap dari: http://kimiadasar.com/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-laju-reaksi/
halaman utama website: http://kimiadasar.com/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
No comments:
Post a Comment