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:

• Data hasil percobaan

Ditanya:

Persamaan laju

Dijawab:

Persamaan laju untuk reaksi di atas: r = k [P]^x [Q]^y [R]^z

Untuk mencari orde Q, bandingkan 2 percobaan yang memiliki konsentrasi P dan R sama, tetapi konsentrasi Q berbeda → Percobaan 1 dan 2

$\frac{r_1}{r_2}=\frac{k\left[\text{P}\right]_1^x\left[\text{Q}\right]_1^y\left[\text{R}\right]_1^z}{k\left[\text{P}\right]_2^x\left[\text{Q}\right]_2^y\left[\text{R}\right]_2^z}$

$\frac{5}{10}=\frac{k\left[\text{0,05}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^y\left[\text{0,1}\right]_{ }^z}{k\left[\text{0,05}\right]_{ }^x\left[\text{0,2}\right]_{ }^y\left[\text{0,1}\right]_{ }^z}$

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

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

$y=1$

Untuk mencari orde R, bandingkan 2 percobaan yang memiliki konsentrasi P dan Q sama, tetapi konsentrasi R berbeda → Percobaan 3 dan 4

$\frac{r_3}{r_4}=\frac{k\left[\text{P}\right]_3^x\left[\text{Q}\right]_3^y\left[\text{R}\right]_3^z}{k\left[\text{P}\right]_4^x\left[\text{Q}\right]_4^y\left[\text{R}\right]_4^z}$

$\frac{40}{80}=\frac{k\left[\text{0,1}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^y\left[\text{0,2}\right]_{ }^z}{k\left[\text{0,1}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^y\left[\text{0,}4\right]_{ }^z}\$

$\frac{40}{80}=\left(\frac{0,2}{0,4}\right)^z$

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

$z=1$

​Untuk mencari orde P, pilih dua data percobaan yang memiliki konsentrasi P yang berbeda → Percobaan 1 dan 3

$\frac{r_1}{r_3}=\frac{k\left[\text{P}\right]_1^x\left[\text{Q}\right]_1^y\left[\text{R}\right]_1^z}{k\left[\text{P}\right]_3^x\left[\text{Q}\right]_3^y\left[\text{R}\right]_3^z}$

$\frac{5}{40}=\frac{k\left[\text{0,05}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^y\left[\text{0,1}\right]_{ }^z}{k\left[\text{0,1}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^y\left[\text{0,}2\right]_{ }^z}\$

$\frac{1}{8}=\frac{\left[\text{0,05}\right]_{ }^x\left[\text{0,1}\right]_{ }^1}{\left[\text{0,1}\right]_{ }^x\left[\text{0,}2\right]_{ }^1}\$

$\frac{1}{8}=\frac{\left[\text{1}\right]_{ }^x\left[\text{1}\right]_{ }^1}{\left[\text{2}\right]_{ }^x\left[\text{}2\right]_{ }^1}\$

$\frac{2}{8}=\frac{\left[\text{1}\right]_{ }^x}{\left[\text{2}\right]_{ }^x}\$

$\frac{1}{4}=\left(\frac{1}{2}\right)^x$

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

$x=2$

Jadi persamaan laju untuk percobaan di atas adalah r = k [P]² [Q] [R].

Diketahui:

• r = k [NO]² [O₂]
• k = 1 x 10^-4
• n NO = 1 mol
• n O₂ = 2 mol
• V = 3 liter

Ditanya:

Laju reaksi pada saat NO = 1 mol dan O₂ = 2 mol

Dijawab:

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

$\ r=k\left[\frac{n_{\text{NO}}}{V}\right]_{ }^2\left[\frac{n_{\text{O}_2}}{V}\right]$

$\ r=1\times10^{-4}\left[\frac{1\ \text{mol}}{3\ \text{L}}\right]_{ }^2\left[\frac{2\ \text{mol}}{3\ \text{L}}\right]$

$\ r=1\times10^{-4}\left(\frac{1}{3}\right)_{ }^2\left(\frac{2\ }{3\ }\right)$

$\ r=\frac{2}{27}\times10^{-4}$

$\ r=7,4\times10^{-6}$

Maka laju reaksi pada saat NO = 1 mol dan O₂ = 2 mol adalah $7,4\times10^{-6}$.

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).

Dari soal diketahui bahwa reaksi antara asam asetat glasial dan etanol membentuk etil asetat. Asam sulfat ditambahkan untuk mempercepat reaksi, tetapi tidak memengaruhi hasil reaksi (pada akhir reaksi akan dihasilkan kembali menjadi asam sulfat), sehingga dapat disimpulkan bahwa asam sulfat merupakan katalisator.

Jadi dalam reaksi yang terdapat dalam soal, asam sulfat berfungsi sebagai zat katalis atau katalisator.

Diketahui:

• t₀ = 2 jam
• T₁ = 20 ^oC
• T₂ = 60 ^oC
• setiap kenaikan 10 ^oC → reaksi 2 kali lebih cepat

Ditanya:

t pada saat 60 ^oC

Dijawab:

Rumus Pengaruh Suhu Terhadap Waktu Reaksi

$t_t=t_0\left(\frac{1}{n}\right)^{\frac{T_2-T_1}{\Delta T}}$

Keterangan :

$n=$ kelipatan laju reaksi

$\Delta T=$ kenaikan suhu

Untuk soal di atas, maka:

$t_t\ =\ t_0\ \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{T_2-T_1}{10}}$

$t_t\ =\ t_0\ \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{60-20}{10}}$

$t_t\ =\ 2\ \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{40}{10}}$

$t_t\ =\ 2\ \left(\frac{1}{2}\right)^4$

$t_t\ =\ 2\ \left(\frac{1}{16}\right)$

$t_t\ =\frac{1}{8}\ \text{jam}\ =\ 7,5\ \text{menit}$

Jadi, lama reaksi pada suhu 60 ^oC adalah 7,5 menit.

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).

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.

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 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.