KONSEP LAJU REAKSI

Di dalam reaksi kimia pereaksi berubah menjadi hasil reaksi. Laju dari perubahan zat adalah ukuran jumlah perubahan zat yang terjadi tiap satuan waktu.

Pada Gambar di atas, air dialirkan dari botol besar ke gelas kimia. Lubang untuk aliran kedua botol tersebut berbeda. Pada botol yang mana laju aliran air yang lebih cepat? Dari percobaan ini, laju dapat ditentukan dengan dua cara yaitu dengan mengukur volum air yang berkurang dari botol per satuan waktu dan volum air yang bertambah pada gelas kimia per satuan waktu. Dari ilustrasi tersebut maka untuk mengukur laju reaksi dapat ditentukan dengan dua cara yaitu dengan mengukur:

1. jumlah pereaksi yang digunakan atau bereaksi per satuan waktu, dan

2. jumlah hasil reaksi yang terbentuk per satuan waktu.

Misalnya pada saat mereaksikan logam magnesium dengan asam klorida dengan reaksi: Mg(s) + 2 HCl(aq) ® MgCl2(aq) + H2(g) Laju reaksi dapat dihitung dengan mengukur jumlah magnesium atau asam klorida yang digunakan dalam waktu tertentu atau jumlah magnesium klorida atau gas hidrogen yang terbentuk dalam waktu tertentu.

Dalam beberapa reaksi, pereaksi dan hasil reaksi dalam keadaan bercampur dan dalam wujud yang sama. Untuk memisahkannya cukup sulit. Oleh karena itu, pengukuran laju reaksi akan lebih mudah pada reaksi yang wujud hasil reaksinya berbeda dengan pereaksi. Pengukuran laju reaksi yang menghasilkan gas dapat dilakukan dengan mengukur volum gas yang terjadi dalam waktu yang ditentukan atau mengukur massa setelah beberapa waktu yang ditentukan.

1. Menghitung Laju Reaksi dengan Mengukur Perubahan Volum

Sebagai contoh pengukuran laju reaksi untuk reaksi logam dengan asam. Perhatikan Gambar berikut:

Gambar : Mengukur laju reaksi dengan mengukur perubahan volum

Pada percobaan ini digunakan labu erlenmeyer berlengan. Pada saat logam dimasukkan ke dalam larutan asam, labu erlenmeyer segera di tutup. Asam dan logam akan bereaksi menghasilkan gas. Gas yang terbentuk akan menekan air sehingga volum gas dapat diukur. Volum gas diukur tiap menit. Hasil percobaannya dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel: Hasil pengukuran volum gas yang terbentuk dari reaksi asam dan logam

 Data percobaan tersebut dapat dibuat grafik seperti Gambar berikut:

Gambar : Grafik antara volum gas yang dihasilkan dari reaksi asam danlogam dengan waktu (menit)

Dari data percobaan dapat dilihat reaksi mula-mula sangat cepat gas yang dihasilkan 12 mL dalam waktu 1 menit. Tetapi setelah 5 menit hanya 3 mL dan setelah 9 menit tidak ada lagi gas yang dihasilkan, artinya reaksi telah selesai. Untuk menentukan laju reaksinya diambil dari kemiringan (gradien) kurva pada waktu-waktu tertentu dan menggambarkan tangens pada kurva. Langkahlangkahnya yaitu:

a. Buat garis miring pada titik yang menunjukkan waktu 2 menit.

b. Gambarkan tangens pada kurva.

c. Ukur perubahan jarak vertikel dan perubahan jarak horisontal.

Hitung kemiringan (gradien) dengan rumus:

 Perhatikan Gambar Berikut:

Gambar : Menentukan gradient

Pada diagram, perubahan jarak vertikal = perubahan volum
dan  Perubahan jarak horisontal = perubahan waktu.

Gradien pada grafik menunjukkan perubahan volum per satuan waktu atau laju reaksi, maka laju reaksi di atas adalah 6 mL per menit. Artinya setiap 1 menit dihasilkan 6 mL hidrogen.

2. Menghitung Laju Reaksi melalui Perubahan Massa

Metode ini cocok untuk reaksi yang menghasilkan gas dengan massa cukup tinggi seperti CO2. Misalnya reaksi antara CaCO3 dengan HCl. Persamaan reaksi:

Berikut ini adalah cara mengukur perubahan massa zat selama reaksi dan perhitungan laju reaksinya berdasarkan grafik perubahan massa zat selama reaksi. Perhatikan Gambar berikut:

Gambar : Mengukur laju reaksi melalui perubahan massa

Pada percobaan ini sistem yang terdiri dari zat yang direaksikan dan peralatan diletakkan pada timbangan digital. Kaca arloji penutup gelas kimia diganjal sehingga ada celah kecil agar gas dapat keluar. Akibat gas hasil reaksi keluar maka massa sistem setiap waktu akan berkurang. Hasil pengamatan pengukuran massa setiap menit dibuat grafik misalnya seperti Gambar dibawah.

Gambar :  Menentukan gradient

 Jika pada percobaan yang diukur adalah perubahan konsentrasi seperti padagrafik berikut.

Gambar :  Grafik konsentrasi terhadap waktu

Kemiringannya dapat dihitung dengan rumus:

Berdasarkan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa laju reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi per satuan waktu. Laju reaksi dapat dirumuskan sebagai berikut.
Untuk perubahan konsentrasi pereaksi

Tanda negatif menunjukkan konsentrasi pereaksi berkurang selama bereaksi
Untuk perubahan konsentrasi hasil reaksi :

r = laju reaksi
DC = perubahan konsentrasi
Dt = perubahan waktu
Satuan untuk laju reaksi adalah mol liter–1 detik–1 atau M detik–1.