Materi Pelajaran

PETA KONSEP

MODUL LAJU REAKSI
LEMBARAN KEGIATAN SISWA

KEGIATAN 1
Indikator 1: Menghitung konsentrasi larutan (molaritas larutan) dan memahami konsep Laju Reaksi
A. KONSENTRASI DAN MOLARITAS
Dalam perhitungan kimia banyak digunakan zat kimia berupa larutan atau gas dalam ruang tertutup. Oleh karena itu, digunakan satuan khusus yaitu konsentrasi. Untuk memahami tentang konsentrasi, perhatikan gambar dibawah

Berdasarkan gambar.1 diatas, jadi konsentrasi adalah jumlah ……………..(1) yang terdapat dalam sejumlah………..(2)yang ditempatinya.
Satuan konsentrasi larutan yang paling banyak dipakai dalam ilmu kimia adalah Molar. Sebagian besar larutan yang ditemui di laboratorium dinyatakan konsentrasinya dalam Molar (M). Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Jadi Molaritas atau kemolaran merupakan jumlah ………..(3) zat terlarut dalam tiap………..(4) larutan atau jumlah …………….. (5) dalam tiap ml (cm3) larutan
1. Berapakah kemolaran dari larutan berikut ini?


Berdasarkan contoh soal diatas, dapat dicari kemolaran H2SO4 dengan menggunakan rumus M=n/V dimana dari soal dapat diketahui jumlah mol H2SO4 yaitu 0.4 mol dan volume larutan yaitu 2 liter. Dengan menggunakan rumus kemolaran yaitu

2. Berapa kemolaran larutan berikut? ( Mr KOH = 56 )


Dari gambar disamping diketahui massa KOH ………(6)gram, volume larutan…….(7) ml dan Mr KOH 56. Untuk mengetahui kemolaran digunakan rumus …………(8), tetapi jumlah mol KOH belum diketahui sehingga harus dicari dengan menggunakan rumus mol yaitu…………(9).

B. KONSEP LAJU REAKSI
Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat dan ada reaksi yang berlangsung dengan lambat. Perhatikan gambar berikut ini !

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa waktu yang diperlukan untuk pembakaran kertas lebih sedikit daripada waktu untuk proses perkaratan besi. Sehingga, reaksi pembakaran kertas berlangsung lebih ………………(21) sedangkan reaksi perkaratan besi berlangsung lebih ……………. (22)
Cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung disebut dengan laju reaksi. Dalam kehidupan sehari-hari pengetahuan tentang laju reaksi sangat diperlukan.
Dalam suatu reaksi kimia, zat pereaksi akan bereaksi membentuk zat produk reaksi sehingga jumlah zat pereaksi akan berkurang sedangkan jumlah zat produk reaksi akan bertambah.
Perhatikan grafik berikut ini:


Gambar 4. Grafik Laju reaksi
Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa semakin besar waktu maka jumlah reaktan akan ……………………(23) sedangkan jumlah produk akan ………………………..(24) Konsentrasi zat pereaksi atau produk dinyatakan dalam kemolaran (molaritas).
Untuk memahami laju reaksi zat, perhatikan contoh reaksi berikut;
R P ket: R = reaktan
P = produk
Waktu reaksi berlangsung, terjadi pengurangan jumlah konsentrasi reaktan sehingga laju reaksinya adalah berkurangnya jumlah konsentrasi reaktan(R) persatuan waktu. Sedangkan jumlah konsentrasi produk semakin bertambah maka laju reaksinya adalah bertambahnya jumlah ……………..(25) P persatuan waktu.
Oleh karena itu, laju reaksi reaktan dan produk reaksi dapat dirumuskan sbb:


Dari keterangan grafik diatas maka laju reaksi dapat didefenisikan sebagai berikut:

contoh soal
1. Berdasarkan eksperimen pada reaksi:
H2O2 (aq) + 2HI (aq) 2H2O (l) + I2 (aq)
Diketahui bahwa konsentrasi I2 bertambah dari 0 menjadi 0.002 mol/L dalam 10 detik. Tentukan laju reaksi untuk reaksi tersebut !
Dari reaksi diatas dapat dilihat bahwa produk reaksi tersebut adalah I2. maka untuk mencari laju reaksi dari reaksi tersebut dapat digunakan persamaan berikut:

C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi akan lebih cepat terjadi jika tumbukan antar partikel zat yang bereaksi lebih banyak. Beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi banyaknya tumbukan terlihat pada bagan berikut:

Bagan 1.Faktor yang mempengaruhi Laju Reaksi

1. PENGARUH KONSENTRASI TERHADAP LAJU REAKSI
Perhatikan gambar berikut:

Gambar 5. reaksi pita Mg dengan HCl

Berdasarkan gambar diatas, dapat dilihat bahwa larutan HCl mempunyai berbagai konsentrasi yaitu ….. (1) ……, (2) dan … …. (3)
Magnesium (Mg) yang dimasukkan kedalam larutan HCl akan bereaksi dengan persamaan sebagai berikut:
Mg (s) + 2HCl (aq) …………….. (aq) (4) + H2 (g)
Table.1 hasil percobaan reaksi Mg dengan HCl

Dari data hasil percobaan yang ada pada gambar dan tabel.1 maka dapat diketahui bahwa semakin………….(5) konsentrasi HCl, semakin …………(6) Mg habis bereaksi dan waktu yang diperlukan semakin kecil

2. PENGARUH LUAS PERMUKAAN TERHADAP LAJU REAKSI

Suatu zat akan bereaksi apabila bercampur dan bertumbukan. Reaksi dapat terjadi antara reaktan-reaktan yang fasenya sama misalnya, cair dengan cair ataupun yang fasenya berbeda cair dengan padat. Pada pencampuran reaktan yang terdiri dari dua fase atau lebih, tumbukan berlangsung pada bagian permukaan zat. Laju seperti itu, dapat diperbesar dengan memperluas permukaan sentuhan zat itu dengan cara memperkecil ukuran partikelnya.
Perhatikan percobaan berikut ini !

Gambar 6. percobaan reaksi CaCO3 dan HCl

Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Waktu reaksi dari masing-masing percobaan adalah seperti pada table.2 berikut:
Tabel 2. laju reaksi CaCO3 dan HCl

Berdasarkan data dari table.2, dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Untuk massa CaCO3 yang sama, tapi bentuk CaCO3 yang berbeda (………………..(9), ……………..…(10)dan ……………….(11)) waktu yang diperlukan juga berbeda.
2. Semakin halus bentuk CaCO3 semakin ………………(12) waktu reaksi, berarti semakin……………(13)laju reaksi dan semakin besar bentuk CaCO3 semakin lama waktu reaksi dan laju reaksi semakin ………………(14).

Kesimpulan: Makin………(15) luas permukaan zat yang bereaksi, maka makin mudah zat-zat itu …………….(16) atau makin tinggi ………..(17) reaksinya dan sebaliknya.

3. PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP LAJU REAKSI
Pengaruh temperature terhadap laju reaksi dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya makanan kentang akan lebih cepat masak jika digoreng dalam minyak panas dibandingkan jika direbus dalam air. Hal ini karena suhu minyak panas lebih tinggi dibandingkan suhu air mendidih.
Untuk lebih jelasnya tentang pengaruh temperature terhadap laju reaksi perhatikan gambar percobaan berikut ini:

Gambar 7. percobaan reaksi Na2S2O3 dan HCl

Pada gambar.8 diatas, larutan HCl 2M direaksikan dengan larutan Na2S 2O3 0.2M pada suhu yang berbeda yaitu………(18), ………..(19) dan ………….(20). Waktu reaksi dicatat sampai terbentuk endapan belerang didalam gelas kimia.
Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Na2S2O3(aq) + HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s)
Dari percobaan didapatkan data sebagai berikut;
Table.3 laju reaksi Na2S2O3 dan HCl

Berdasarkan gambar terlihat bahwa semakin besar temperatur semakin cepat endapan terbentuk dan dari data percobaan pada table.3 dapat dilihat bahwa semakin besar temperature, maka …………………..…….(s)(21) yang diperlukan untuk mereaksikan antara HCl dan Na2S2O3 semakin kecil, berarti laju reaksi semakin………………(22).

4. PENGARUH KATALIS TERHADAP LAJU REAKSI

Katalis merupakan suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara permanen (kekal), sehingga di akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali.
Untuk lebih memahami mengenai pengertian katalis, perhatikan percobaan penguraian hidrogen peroksida (H2O2) berikut ini:
2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)
Larutan H2O2 5% masing-masing 50 ml dimasukkan kedalam tiga gelas kimia.


Gambar 8. Percobaan penguraian H2O2

Dari gambar diatas, dapat dilihat bahwa pada tabung I terjadi penguraian H2O2 yang ditandai dengan timbulnya sedikit gelembung. Pada tabung II H2O2 ditambah dengan NaCl 0.1M, tetapi tidak mempengaruhi proses penguraian H2O2 karena gelembung yang timbul tetap sedikit. Sedangkan pada tabung III ditambah dengan FeCl3. Pada saat ditambah dengan FeCl3 terlihat bahwa gelembung semakin banyak dan warna larutan berubah menjadi coklat.
Berdasarkan data dan hasil pengamatan diatas dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Pereaksi yang merupakan katalis adalah …………….(25)
2. Pereaksi yang bukan merupakan katalis adalah…………….(26)
3. Tanpa katalis reaksi berlangsung …………….(27)
4. Dengan katalis reaksi berlangsung…………….(28)

D.TEORI TUMBUKAN
Teori tumbukan menggambarkan pertemuan partikel-partikel pereaksi sebagai suatu tumbukan. Tumbukan ada yang menghasilkan reaksi dan ada yang tidak menghasilkan reaksi. Tumbukan yang menghasilkan partikel-partikel produk reaksi disebut tumbukan efektif. Faktor-faktor yang menentukan tumbukan efektif yaitu energi kinetik partikel (molekul) dan orientasi atau arah partikel. Perhatikan reaksi antara gas Nitrogen Oksida (NO) dengan ozon (O3) berikut ini: NO (g) + O3 (g) NO2 (g) + O2 (g)


Gambar 9. orientasi partikel-partikel NO dan O3

Berdasarkan pada gambar diatas, dari gambar (a) dapat dilihat bahwa orientasi partikel antara O dengan N tidak tepat sehingga tidak menghasilkan ……….………….(1)efektif. Sedangkan pada gambar (b) orientasi partikel sudah tepat sehingga menghasilkan ……………………(2)efektif dan akan membentuk produk reaksi yaitu ………(3)dan …………(4).
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi seperti konsentrasi, luas permukaan, suhu dan katalis berhubungan dengan tumbukan antar partikel. Mengapa demikian ? Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut

1.PENGARUH KONSENTRASI TERHADAP LAJU REAKSI
BERDASARKAN TEORI TUMBUKAN
Perhatikan gambar berikut:


Gambar 10. pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa konsentrasi pereaksi berkaitan dengan jumlah partikel zat yang terlibat dalam tumbukan. Bila ………………(5) pereaksi bertambah, maka jumlah partikel-partikel yang bertumbukan akan semakin banyak/meningkat. Dengan demikian jarak………………..zat(6) tersebut menjadi lebih dekat dan jumlah ……………..(7) efektif juga akan meningkat. Hal ini berarti terjadi peningkatan laju suatu reaksi. Dan sebaliknya, jika konsentrasi ……………(8), maka tumbukan akan sedikit dan laju reaksi juga akan berkurang.

2.PENGARUH LUAS PERMUKAAN TERHADAP LAJU REAKSI BERDASARKAN TEORI TUMBUKAN

Untuk massa yang sama, semakin halus bentuk suatu zat maka semakin luas permukaan zat. Berdasarkan teori tumbukan: “semakin luas permukaan partikel, semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan antar partikel”.
Perhatikan gambar berikut ini!

Gambar 11. pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi

Dari gambar 11 dapat dilihat bahwa serbuk Fe bereaksi lebih cepat dari pada batang Fe. Hal ini disebabkan karena ………………….(9) serbuk Fe lebih luas daripada ………………(10) kepingan Fe, sehingga bidang sentuhnya lebih banyak untuk bertumbukan dengan zat lain. Akibatnya laju reaksi zat berbentuk serbuk lebih……………(11) daripada zat yang berbentuk ………………(12).
Untuk lebih jelasnya mengapa luas permukaan mempengaruhi laju reaksi, perhatikan gambar berikut:


Gambar.12 luas permukaan sentuh

Berdasarkan gambar diatas terlihat bahwa semakin ……….(13) permukaan bidang sentuh, maka partikel lebih mudah bertumbukan, sehingga jumlah tumbukan akan meningkat/banyak. Semakin banyak jumlah tumbukan antar …………………(14) maka laju reaksi akan semakin……………….(15). Sebaliknya semakin kecil luas permukaan maka tumbukan antar partikel berkurang sehingga …………….(16)reaksi akan menjadi lambat.

3.PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP LAJU REAKSI
BERDASARKAN TEORI TUMBUKAN

Pengaruh temperatur terhadap laju reaksi terkait dengan energi kinetik partikel. Mengapa demikian ? Perhatikan gambar berikut ini:

Gambar 13. tumbukan partikel pada suhu tinggi dan rendah.

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa pada suhu tinggi, jumlah………………(17) yang bertumbukan lebih ……………(18) dibandingkan pada suhu rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu tinggi energi kinetik partikel akan lebih besar. Hal ini menyebabkan jumlah tumbukan semakin banyak sehingga ………………(19) reaksi akan meningkat.

4. PENGARUH KATALIS TERHADAP LAJU REAKSI

Pengaruh katalis dalam mempengaruhi laju reaksi terkait dengan energi pengaktifan reaksi (Ea). Katalis yang digunakan untuk mempercepat reaksi memberikan suatu mekanisme reaksi alternatif dengan nilai Ea yang lebih rendah dibandingkan dengan nilai Ea reaksi tanpa katalis. Semakin rendah nilai Ea maka lebih banyak partikel yang memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi halangan Ea yang rendah ini. Hal ini menyebabkan jumlah tumbukan efektif akan bertambah, sehingga laju reaksi juga akan meningkat.
Katalis yang mempercepat laju reaksi disebut katalis………………….(+)(20) atau katalis saja. Sedangkan katalis yang memperlambat laju reaksi disebut katalis……………….(-) (21) atau lebih umum disebut Inhibitor.
Perhatikan bagan berkut ini:

Berdasarkan bagan diatas, katalis dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
1. katalis ……………….(22), contohnya ………………………………..
2. katalis ……………….(23), contohnya ……………………………….
Hubungan antara katalis dan energi pengaktifan

Gambar 14. grafik pengaruh katalis terhadap energi pengaktifan (Ea)

Dengan memperhatikan gambar.14 diatas dapat dilihat bahwa tanpa katalis, energi pengaktifan (Ea) suatu reaksi lebih ………………..(24), sedangkan dengan menggunakan katalis, Ea menjadi lebih ……………..(25), sehingga laju reaksi menjadi lebih cepat. Ini berarti bahwa katalis dapat meningkatkan energi pengaktifan suatu reaksi, sehingga laju reaksi menjadi semakin besar.

E. PERSAMAAN LAJU REAKSI DAN ORDE REAKSI

Laju reaksi diperoleh berdasarkan eksperimen. Persamaan laju reaksi melibatkan konsentrasi pereaksi dan produk reaksi.Perhatikan bagan berikut ini

Bagan 3. penentuan laju dan orde reaksi

Berdasarkan bagan diatas, dapat dilihat bahwa untuk menentukan persamaan laju dan orde reaksi, harus diketahui………………….(1) reaktan dan produk yang diperoleh melalui percobaan.
Perhatikan bagan dibawah ini:


Berdasarkan bagan diatas, dapat dilihat bahwa untuk menentukan persamaan laju dan orde reaksi berdasarkan percobaan, konsentrasi salah satu pereaksi dibuat ………………………..(2), sedangkan konsentrasi yang lain ………………. (3).
Persamaan reaksi:
aA + bB cC + dD

Persamaan laju reaksinya dapat ditulis:

V = k [A]m [B]n
Orde reaksi total = m + n
Ket: v = laju reaksi
k = tetapan laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A (M)
[B] = konsentrasi zat B (M)
m = orde reaksi terhadap A
n = orde reaksi terhadap B

Untuk lebih memahami tentang cara penentuan persamaan laju reaksi dan orde reaksi maka perhatikanlah contoh berikut ini:
Contoh soal:
2NO + 2H2 N2 + 2H2O

Tentukan:
a. Orde reaksi
b. Persamaan laju reaksi
c. Tetapan laju reaksi (k)
d. Laju reaksi jika NO 0.2 molar direaksikan dengan H2 0.2 molar.
Jawab:
Persamaan laju reaksi adalah v = k [NO]m[H2]n
a. Menentukan nilai m dan n
Untuk mencari harga m, yaitu harga reaksi terhadap NO, perhatikan data konsentrasi H2 yang tetap yaitu 1 dan 3. selanjutnya dapat dicari nilai m yaitu dengan membandingkan konsentrasi dengan nilai laju reaksi, yaitu sebagai berikut:
m = 2 dengan cara yang sama tentukanlah nilai n (orde reaksi H2) perhatikan data yang menunjukkan konsentrasi NO tetap dan H2 berubah yaitu data ……..(4) dan …….(5) sehingga dapat dicari nilai n yaitu:

n = ………..(14) Jadi Orde reaksi = m + n = …………..(15)

b. Persamaan laju reaksi adalah v= k [NO]m[H2]n = ………………………..(16)
c. Tetapan laju reaksi(k)
Untuk mencari harga k, masukkan salah satu data misalnya data 1 kedalam persamaan laju reaksi.
V = k [NO]m[H2]n
…………(17) = k …………………….
k =………………………..(18)
d. Laju reaksi jika NO 0.2M dan H 0.2M
v = k [NO]m[H2]n = ………………………..(19) = …………………..(20)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s