BAB I

TEORI

1.1 Kinetika Kimia

Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang

mempelajari laju reaksi. Laju reaksi berhubungan dengan pembahasan seberapa cepat

atau lambat reaksi berlangsung. Sebagai contoh seberapa cepat reaksi pemusnahan

ozon di atmosfer bumi, seberapa cepat reaksi suatu enzim dalam tubunh berlangsung

dan sebagainya. Bila terdapat reaksi sebagai berikut

Aa + bB cC +dD . . . . . . . . . . .(1.1)

Dimana a,b,c, dan d adalah koefisien reaksi dan A,B adalah reaktan dan C,D

adalah produk reaksi. LAju reaksi dapat didefenisikan sebagai pengurangan reaktan

per satuan waktu dan dirumuskan sebagai

V = -1/a.d[A]/dt = -1/b.d[B]/dt . . . . . . . . . . .(1.2)

atau didefenisikan sebagai penambaham jumlah produk dalam satuan waktu dan

dirumuskan sebagai

V = 1/c.d[C]/dt = 1/d.d[D]/dt . . . . . . . . . . . . . .(1.3)

tanda minus (-) digunakan pada reaktan disebabkan jumlah reaktan setelah t detik

akan lebih kecil dibandingkan dengan jumlah reaktan pada t0 (waktu awal) sehingga

untuk mendapatkan hasil v yang dicari dari keempat cara diatas yaitu dengan

memakai [A] , [B] , [C] , dan [D] akan memiliki nilai yang sama

1.2 Persamaan Laju Reaksi

Persamaan laju reaksi mendeskripsikan persamaan matematiki yang

digunakan dalam kinetika kimia yang menghubungkan antara laju rekasi dengan

konsentrasi reaktan. Untuk reaksi yang sama seperti diatas, maka persamaan laju

reaksinya secara umum dapat didefenisikan sebagai berikut

V=K[A]a[B]b . . . . . . . . . . . .(1.4)

Dimana K adalah konstanta laju reaksi, a disebut orde reaksi terhadap A dan b

disebut orde reaski terhadap B. Penjumlahan a+b menghasilkan orde reaksi total.

Persamaan laju reaksi tidak dapat ditentukan secara teoritis akan tetapi bias

ditentukan dengan percobaan kimia. Ada kalanya reaksi hanya dipengaruhi oleh satu

reaktan ataupun semua raktan, dan nilai orde reaksi bias sama dengan koefisien reaksi

maupun tidak

Berdasarkan orde reaksi totalnya maka reaksi dibedakan atas reaksi orde 1,

orde 2, orde 3, dan sebagainya. Ada kalanya reaksi berorde nol yang artinya reaksi

tidak dipengaruhi oleh reaktan yang terlibat didalam reaksi, dan biasanya terjadi pada

reaksi dekomposisi/penguraian

Bila terdapat reaktan yang berbentuk padatan maka reaktan ini tidak

dimasukkan dalam persamaan reaksi disebabkan reaksi yang terjadi pada padatan

hanya terjadi pada permukaan padatan sehingga konsentrasinya dianggap konstan.

Penggabungan laju reaksi dengan persamaan laju reaksi diatas dapat dinyatakan

sebagai

V = -1/a.d[A]/dt = -1/b.d[B]/dt = 1/c.d[C]/dt = 1/d.d[D]/dt = V = K[A]a[B]b…….(1.5)

1.3 Orde Reaksi

Orde suatu reaksi ialah jumlah semua eksponen dari konsentrasi dalam

persamaan laju. Orde reaksi juga menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi reaktan

(pereaksi) terhadap laju reaksi. Jika laju suatu reaksi berbanding lurus dengan

pamgkat satu konsentrasi dari hanya satu pereaksi

Laju = K [A]2 . . . . . . . . . . . . . .(1.7)

maka reaksi itu dinyatakan sebagai reaksi orde pertama. Penguraian N2O5

merupakan suatu contoh reaksi orde pertama. Jika laju reaksi itu berbanding lurus

dengan pangkat 2 suatu reaksi,

Laju = K [A]3 . . . . . . . . . . . . . . .(1.8)

atau berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari dua pereaksi

Laju = K [A] [B] . . . . . . . . . . (1.8)

maka reaksi itu disebut reaksi orde kedua. Dapat juga disebut orde terhadap masing-

masing pereaksi. Misalnya dalam persamaan terakhir itu adalah orde pertama dalam

A dan orde dalam B, atau orde kedua secara keseluruhan. Suatu reaksi dapat berorde

ketiga atau mungkin lebih tinggi lagi, tetapi hal-hal semacam itu sangat jarang.

Dalam reaksi yang rumit, laju itu mungkin berorde pecahan, misalnya orde pertama

dalam A dan orde 0,5 dalam B atau berorde 1,5 dalam keseluruhan

Suatu reaksi dapat tidak bergantung pada konsentrasi suatu pereaksi.

Perhatikan reaksi umum, yang ternyata berorde pertama dalam A. jika kenaikan

konsentrasi B tidak menaikkan laju reaksi, maka reaksi itu disebut reaksi orde nol

terhadap B ini bias diungkapkan sebagai

Laju= K [A] [B]0 = K [A]. . . . . . . . . . .(1.9)

Orde suatu reaksi tidak dapat diperoleh dari koefisien pereaksi dalam

persamaan berimbangnya. Dalam penguraian N2O5 dan NO2, koefisien untuk pereaksi

dalam masing-masing persamaan berimbang dalam 2 tetapi reaksi pertama bersifat

orde pertama dalam N2O5 dan yang kedua berorde kedua dalam NO2

Suatu pereaksi dapat tidak muncul dalam persamaan laju suatu reaksi. Orde

suatu reaksi diberikan hanya atas dasar penetapan eksperimental dan sekedar

memberi informasi mangenai cara laju itu bergantung pada konsentrasi pereaksinya.

Ramalan teoritis mengenai orde-orde dari reaksi-reaksi yang kurang dikenal jarang

berhasil. Misalnya mengetahui bahwa reaksi antara H2 dan I2 adalah orde kedua

mungkin orang akan meramal bahwa reaksi antara H2 dan Br2 juga aka berorde

kedua. Ternyata tidak, malahan reaksi ini memiliki persamaan laju yang lenih rumit.

1.3.1 Menentukan Orde Reaksi

Cara menentukan orde reaksi adalah sebagai berikut:

1. Jika tahap reaksi dapat diamati, orde adalah koefisien pada tahap reaksi

yang berjalan lambat

Contoh : Rx 4HBr +O2 2H2O +2Br2

Berlangsung dalam tahapan sebagai berikut:

- HBr + O2 HBr2O (lambat)

- HBr + HBrO2 2 HBrO (cepat)

- 2HBr +2HBrO 2H2O + 2Br2 (cepat)

Maka orde reaksi ditentukan oleh reaksi (1). Presamaan laju rx V = [Br]

[O2]. Orde reaksi total (lihat koefisien reaksi) =1+1=2

2. Jika tahap reaksi tidak bisa diamati, orde reaksi ditentukan melalui

eksperimen, konsentrasi salah satu zat tetap dan konsentrasi zat lain

berubah

Kecepatan laju reaksi dikontrol oleh 5 faktor

1. Sifat reaktan

2. Kemampuan reaktan untuk bertemu

3. Temperature

4. Adanya katalis

Penentuak laju reaksi kimia dapat menggunakan persamaan (1.5). Hukum laju

untuk reaksi berhubungan laju reaksi dengan konsentrasi molar reaktan

(Ratna, 2009)

1.4 Peersamaan Arrhenius

Pada tahun 1889, Arrhenius mengusulkan sebuah persamaan empirik yang

menggambarkan kebergantungan konstanta laju reaksi pada suhu. Persamaan yang

dihusulkan Arrhenius adalah sebagai berikut:

K = Ae-Ea/RT

K = Konstanta Laju Reaksi

A = factor frekuensi

Ea = Energi Aktifasi

Faktor e-Ea/RT memiliki kesamaan dengan hokum distribusi Boltzman. Faktor ini

menunjukkan fraksi molekul yang memiliki energy yang melebihi energy aktifasi