Suatu reaksi kimia dikatakan mempunyai orde nol, jika besarnya laju reaksi tersebut tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Artinya, seberapapun peningkatan konsentrasi pereaksi tidak akan memengaruhi besarnya laju reaksi. Adapun grafik orde 0 adalah sebagai berikut.

Jadi, jika perubahan konsentrasi pereaksi tidak memengaruhi laju reaksi maka reaksi tersebut memiliki orde 0.

*Adapun reaksi orde satu dan dua adalah sebagai berikut.

• Pada reaksi orde satu, laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi. Jika konsentrasi dinaikkan dua kali, maka laju reaksinya pun akan dua kali lebih cepat dari semula, dst.

• Pada reaksi orde dua, kenaikan laju reaksi akan sebanding dengan kenaikan konsentrasi pereaksi pangkat dua. Bila konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali, maka laju reaksinya akan naik menjadi empat kali lipat dari semula.

Laju reaksi menyatakan laju berkurangnya jumlah pereaksi atau laju bertambahnya jumlah hasil reaksi dalam satuan waktu. Satuan jumlah zat bermacam-macam, misalnya gram, mol, atau konsentrasi. Sedangkan satuan waktu digunakan detik, menit, jam, hari, ataupun tahun. Dalam reaksi kimia banyak digunakan zat kimia yang berupa larutan atau berupa gas dalam keadaan tertutup, sehingga dalam laju reaksi digunakan satuan konsentrasi (molaritas).

Untuk reaksi: A + B $\rightarrow$ C + D

• A dan B merupakan pereaksi sehingga akan mengalami pengurangan tiap satuan waktu, maka laju pengurangan A dan B dapat juga ditulis sebagai berikut.

$r_{\text{A}}=-\frac{\Delta\left[\text{A}\text{}\right]}{\Delta t}$ ; $r_{\text{B}}=-\frac{\Delta\left[\text{B}\text{}\right]}{\Delta t}$

(tanda "$-$" pada persamaan menunjukkan terjadinya pengurangan konsentrasi A dan B tiap satuan waktu)

• C dan D merupakan hasil reaksi sehingga akan terus bertambah tiap satuan waktu, maka laju penambahan C dan D dapat juga ditulis sebagai berikut.

$r_{\text{C}}=+\frac{\Delta\left[\text{C}\text{}\text{}\right]}{\Delta t}$ ; $r_{\text{D}}=+\frac{\Delta\left[\text{D}\text{}\text{}\text{}\right]}{\Delta t}$

(tanda "$+$" pada persamaan menunjukkan terjadinya penambahan konsentrasi C dan D tiap satuan waktu)

Jadi pernyataan yang benar untuk menunjukkan laju reaksi dari persamaan reaksi tersebut adalah $r_{\text{A}}=-\frac{\Delta\left[\text{A}\text{}\right]}{\Delta t}$

Diketahui:

• T₁ = 25 ^oC
• T₂ = 75 ^oC
• Setiap kenaikan 10 ^oC → Laju reaksi 2 kali lebih cepat

Ditanya:

Laju reaksi pada 75 ^oC dibandingkan dengan 25 ^oC

Dijawab:

Rumus Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi

$r_t=r_0\left(n\right)^{\frac{T_2-T_1}{\Delta T}}$

dengan

$n=$ kelipatan laju reaksi

$\Delta T=$ kenaikan suhu

untuk soal di atas, maka :

$r_t\ =\ r_0\ \left(2\right)^{\frac{T_2-T_1}{10}}$

$r_{75^{\ 0}\text{C}}\ =\ r_{25\ ^0\text{C}}\ \left(2\right)^{\frac{75-25}{10}}$

$r_{75^{\ 0}\text{C}}\ =\ r_{25\ ^0\text{C}}\ \left(2\right)^{\frac{50}{10}}$

$r_{75^{\ 0}\text{C}}\ =\ r_{25\ ^0\text{C}}\ \left(2\right)^5$

$r_{75^{\ 0}\text{C}}\ =32\ r_{25\ ^0\text{C}}\$

Jadi, laju reaksi pada 75 ^oC dibandingkan dengan 25 ^oC akan meningkat 32 kalinya.

Laju reaksi menyatakan laju berkurangnya jumlah pereaksi atau laju bertambahnya jumlah hasil reaksi dalam satuan waktu. Satuan jumlah zat bermacam-macam, misalnya gram, mol, atau konsentrasi. Sedangkan satuan waktu digunakan detik, menit, jam, hari, ataupun tahun. Dalam reaksi kimia banyak digunakan zat kimia yang berupa larutan atau berupa gas dalam keadaan tertutup, sehingga dalam laju reaksi digunakan satuan konsentrasi (molaritas).

Secara umum untuk reaksi : aA $\rightarrow$ bB

Ungkapan laju reaksinya dapat ditulis sebagai berikut : $r=-\frac{1}{a}\frac{\Delta\left[\text{A}\right]}{\Delta t}\ =+\frac{1}{b}\frac{\Delta\left[\text{B}\right]}{\Delta t}$

• H₂ merupakan pereaksi sehingga akan mengalami pengurangan konsentrasi atau jumlah tiap satuan waktu. Laju pengurangan H₂ dapat juga ditulis sebagai berikut: $r=-\frac{\Delta\left[\text{H}_2\right]}{2\Delta t}$ (tanda "$-$" pada persamaan menunjukkan terjadinya pengurangan konsentrasi H₂ tiap satuan waktu)
• O₂ merupakan pereaksi sehingga akan mengalami pengurangan konsentrasi atau jumlah tiap satuan waktu. Laju pengurangan O₂ dapat juga ditulis sebagai berikut: $r=-\frac{\Delta\left[\text{O}\text{}_2\right]}{\Delta t}$ (tanda "$-$" pada persamaan menunjukkan terjadinya pengurangan konsentrasi O₂ tiap satuan waktu)
• H₂O merupakan hasil reaksi sehingga akan terus bertambah tiap satuan waktu. Laju penambahan H₂O dapat juga ditulis sebagai berikut: $r=+\frac{\Delta\left[\text{H}_2\text{O}\right]}{2\Delta t}$ (tanda "$+$" pada persamaan menunjukkan terjadinya penambahan konsentrasi H₂O tiap satuan waktu)

Jadi ungkapan laju yang tepat untuk reaksi di atas sebagai berikut.

$r=-\frac{\Delta\left[\text{H}_2\right]}{2\Delta t}=-\frac{\Delta\left[\text{O}_2\right]}{\Delta t}=+\frac{\Delta\left[\text{H}_2\text{O}\right]}{2\Delta t}$

Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut.

Konsentrasi

Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.

Berdasarkan penjelasan ini maka pilihan jawaban: makin besar konsentrasi pereaksi makin besar frekuensi tumbukan --> benar.

Suhu

Setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan suhu, energi gerak atau energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Dengan frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadinya tumbukan efektif yang mampu menghasilkan reaksi juga semakin besar.

Suhu atau temperatur ternyata juga memperbesar energi potensial suatu zat. Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini terjadi karena zat-zat tersebut tidak mampu melampaui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial, sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan reaksi. Kenaikan suhu akan memperbesar laju reaksi.

Berdasarkan penjelasan ini, maka jawaban: semakin tinggi suhu, energi kinetik partikel meningkat sehingga reaksi lebih cepat dan semakin tinggi suhu semakin besar energi potensial, sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan reaksi --> benar.

Katalis

Katalis adalah zat yang dapat memperbesar laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia secara permanen, sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan harga energi aktivasi (E_a).

Berdasarkan penjelasan ini, maka jawaban: katalisator akan memperbesar laju reaksi --> benar.

Jadi pernyataan yang tidak benar pada soal di atas adalah makin besar energi pengaktifan makin cepat reaksi berlangsung.

*Penyataan yang benar adalah semakin besar energi pengaktifan (energi aktivasi) maka semakin lama reaksi berlangsung, karena semakin besar energi yang dibutuhkan partikel untuk bertumbukan efektif menghasilkan produk.

Pada percobaan 4 dan 5, faktor-faktor lain, seperti konsentrasi HCl, massa, dan bentuk CaCO₃ yang dilarutkan sama atau tetap. Faktor yang berbeda pada kedua reaksi tersebut adalah pada suhunya saja. Sehingga kedua reaksi tersebut dipengaruhi oleh faktor suhu.

Reaksi kimia terjadi karena adanya tumbukan yang efektif antarpartikel. Tumbukan terjadi karena partikel-partikel yang selalu bergerak. Dengan peningkatan suhu, energi kinetik partikel semakin besar. Hal ini menyebabkan gerak partikel juga semakin besar, sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan yang efektif juga semakin besar. Di samping memperbesar energi kinetik, ternyata peningkatan suhu juga meningkatkan energi potensial suatu zat. Dengan semakin besarnya energi potensial zat, maka semakin besar terjadinya tumbukan yang efektif, sehingga laju reaksi semakin cepat.

Jadi, pada soal di atas percobaan 4 dan 5 laju reaksi dipengaruhi oleh faktor suhu.

Diketahui:

• reaksi X + 2Y $\rightarrow$ 3Z
• data percobaan :

Ditanya:

tetapan laju (k)

Dijawab:

Satuan laju reaksi adalah M det^-1 → dari satuan laju dapat diketahui bahwa waktu berbanding terbalik dengan laju maka r = 1/t.

Untuk mencari orde X, bandingkan 2 percobaan yang memiliki konsentrasi X yang berbeda dan konsentrasi Y yang sama → Percobaan 2 dan 3

$\ \frac{r_2}{r_3}=\frac{k\left[\text{X}\right]_2^a\left[\text{ Y}\right]_2^b}{k\left[\text{}\text{X}\right]_3^a\left[\text{ Y}\right]_3^b}$

$\frac{\left(\frac{1}{160}\right)}{\left(\frac{1}{320}\right)}=\frac{\text{}k\left[0,25\right]_{ }^a\left[0,125\right]_{ }^b}{k\left[0,125\right]_{ }^a\left[0,125\right]_{ }^b}$

$\frac{320}{160}=\frac{\text{}\left[0,25\right]_{ }^a}{\left[0,125\right]_{ }^a}$

$\ 2=\text{}2^a\$

$\ 2^1=\text{}2^a\$

$a=1$

orde X = 1

Untuk mencari orde Y, bandingkan 2 percobaan yang memiliki konsentrasi X yang sama dan konsentrasi Y yang berbeda → Percobaan 1 dan 2

$\ \frac{r_1}{r_2}=\frac{k\left[\text{X}\right]_1^a\left[\text{ Y}\right]_1^b}{k\left[\text{}\text{X}\right]_2^a\left[\text{ Y}\right]_2^b}$

$\frac{\left(\frac{1}{40}\right)}{\left(\frac{1}{160}\right)}=\frac{\text{}k\left[0,25\right]_{ }^a\left[0,25\right]_{ }^b}{k\left[0,25\right]_{ }^a\left[0,125\right]_{ }^b}$

$\frac{160}{40}=\frac{\text{}\left[0,25\right]_{ }^b}{\left[0,125\right]_{ }^b}$

$\ 4=\text{}2^b$

$\ 2^2=\text{}2^b$

$b=2$

orde Y = 2

Persamaan laju → r = k [X] [Y]²

Berdasarkan persamaan laju yang diperoleh, cari harga k menggunakan data konsentrasi dari salah satu percobaan.

$r=k\left[\text{X}\right]\left[\text{Y}\right]^2$

$\frac{1}{40}=k\left[\text{0,25}\right]\left[\text{0,25}\right]^2$

$\frac{1}{40}=k\left[\text{0,25}\right]^3$

$k=\frac{1}{40}\times\frac{1}{\left(\frac{1}{4}\right)^3}$

$k=\frac{1}{40}\times4^3$

$k=\frac{1}{40}\times64$

$k=1,6$

Harga k untuk reaksi di atas adalah 1,6.

Diketahui :

• V = 4 liter
• mol awal gas HI = 4 mol
• mol gas HI setelah 10 detik = 2 mol
• t = 10 detik

Ditanya :

Laju reaksi penguraian gas HI dan laju reaksi pembentukan gas H₂

Dijawab :

Konsentrasi HI

$M_1=\frac{\text{mol}}{V\ \left(\text{Liter}\right)\ }=\ \frac{4\ \text{mol}}{4\text{ L}}=\ 1\ \text{mol}\text{ L}^{-1}$

$M_2=\frac{\text{mol}}{V\ \left(\text{Liter}\right)\ }=\ \frac{2\ \text{mol}}{4\text{ L}}=\ 0,5\ \text{mol}\text{ L}^{-1}$

Laju Penguraian HI setelah 10 detik

$r_{\text{HI}}=-\frac{\Delta\left[\text{HI}\text{}\right]}{\Delta t}\ \$

$r_{\text{HI}}=-\frac{0,5\ \text{mol}\text{ L}^{-1}-\ 1\ \text{mol}\text{ L}^{-1}}{10\ \det\ }\ =\frac{0,5\ \text{mol}\text{ L}^{-1}}{10\ \det}\ =\ 0,05\ \text{mol}\text{ L}^{-1}\ \det^{-1}$

Laju pembentukan H₂

2HI $\longrightarrow$ H₂ + I₂

$r_{\text{HI}}\ :\ r_{\text{H}_2}\ =\ 2\ :\ 1$

persamaan menjadi

$r_{\text{HI}}=2\ r_{\text{H}_2}\$

$r_{\text{H}_2}=\frac{0,05\ \text{mol}\text{ L}^{-1}\ \det^{-1}}{2}$

$r_{\text{H}_2}=\ 0,025\ \text{mol}\text{ L}^{-1}\ \det^{-1}$

Maka laju reaksi penguraian gas HI dan laju reaksi pembentukan gas H₂ adalah $0,05\ \text{mol}\text{ L}^{-1}\ \det^{-1}\text{dan }0,025\ \text{mol}\text{ L}^{-1}\ \det^{-1}$.

Diketahui:

• Reaksi: 4NO₂(g) + O₂(g) $\rightarrow$ 2N₂O₅(g)
• Data percobaan

Ditanya:

Laju reaksi pada saat [NO₂] = 0,6 M dan [O₂] = 0,2 M

Dijawab:

Menentukan orde reaksi

Orde NO₂ → Pilih reaksi yang memiliki konsentrasi NO₂ berbeda dan O₂ sama → percobaan 1 dan 3.

$\ \frac{r_1}{r_3}=\frac{k\left[\text{NO}_2\right]_1^x\left[\text{ O}_2\right]_1^y}{k\left[\text{}\text{NO}_2\right]_3^x\ \left[\text{ O}_2\right]_3^y}$

$\ \frac{24}{96}=\frac{k\left[\text{0,2}\right]_{ }^x\left[\text{ 0,2}\right]^y}{k\left[\text{}\text{0,4}\right]_{ }^x\ \left[\text{0,2}\right]_{ }^y}$

$\ \frac{1}{4}=\frac{\left[\text{0,2}\right]_{ }^x}{\left[\text{}\text{0,4}\right]_{ }^x\ }$

$\left(\frac{1}{2}\right)^2=\left(\frac{1}{2}\right)^x$

$x=2$

orde NO₂ = 2

Orde O₂ → Pilih reaksi yang memiliki konsentrasi NO₂ sama dan O₂ berbeda→ percobaan 1 dan 2.

$\ \frac{r_1}{r_3}=\frac{k\left[\text{NO}_2\right]_1^x\left[\text{ O}_2\right]_1^y}{k\left[\text{}\text{NO}_2\right]_2^x\ \left[\text{ O}_2\right]_2^y}$

$\ \frac{24}{48}=\frac{k\left[\text{0,2}\right]_{ }^x\left[\text{ 0,2}\right]^y}{k\left[\text{}\text{0,2}\right]_{ }^x\ \left[\text{0,4}\right]_{ }^y}$

$\ \frac{1}{2}=\frac{\left[\text{0,2}\right]_{ }^y}{\left[\text{}\text{0,4}\right]_{ }^y\ }$

$\left(\frac{1}{2}\right)^1=\left(\frac{1}{2}\right)^y$

$y=1$

orde O₂ = 1

Persamaan laju : r = k [NO₂]² [O₂]

Mencari harga k

$\ r_{ }=k\left[\text{NO}_2\right]_{ }^2\left[\text{ O}_2\right]_{ }^{ }$

$24=k\left[0,2\right]^2\left[0,2\right]$

$k=\frac{24}{8\times10^{-3}}$

$k=3\times10^3$

Laju reaksi untuk percobaan ke-4, saat [NO₂] = 0,6 M dan [O₂] = 0,2 M

$r_{ }=k\left[\text{NO}_2\right]_{ }^2\left[\text{ O}_2\right]_{ }^{ }$

$r_{ }=3\times10^3\left[\text{0,6}\right]_{ }^2\left[\text{ 0,2}\right]_{ }^{ }$

$r_{ }=3\times10^3\times36\times10^{-2}\times2\times10^{-1}$

$r=216$

Maka laju reaksi untuk percobaan ke-4 adalah 216 M det^-1.

Konsentrasi

Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.

Luas Permukaan

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran. Bidang batas campuran inilah yang dimaksud dengan bidang sentuh. Dengan memperbesar luas bidang sentuh, reaksi akan berlangsung lebih cepat.

Fe 0,5 gram yang berbentuk lempengan lebih lama larut di dalam larutan H₂SO₄ 1 M. Hal ini disebabkan luas permukaan bidang sentuh lebih kecil membuat kemungkinan tumbukan efektif antarpartikel semakin sedikit, sehingga laju reaksi berlangsung lebih lambat. Konsentrasi larutan juga ikut memengaruhi kecepatan laju reaksi. Semakin kecil konsentrasi larutan, maka semakin sedikit jumlah partikel di dalamnya, sehingga semakin sedikit kemungkinan tumbukan efektif partikel yang menyebabkan laju reaksi berlangsung lambat.

Jadi berdasarkan data di atas, percobaan dan alasan yang paling tepat untuk mengetahui reaksi yang berlangsung paling lambat adalah percobaan 5, karena luas permukaan bidang sentuh kecil dan konsentrasi kecil (jumlah partikel sedikit).