Kenapa Ahli Kimia Interes dengan Laju Reaksi?

Daftar Bimbel SNBT

Daftar Bimbel SIMAK-UI

Tingkat di mana reaksi kimia berlangsung tergantung pada konsentrasi reaktan, suhu dan faktor-faktor seperti katalis.

Kimiawan interes dengan laju reaksi karena beberapa alasan: pertama laju menentukan produktivitas reaksi kimia, menunjukkan bahaya seperti ledakan, dan menunjukkan kapan reaksi mencapai titik kesetimbangan. Mengetahui laju reaksi memungkinkan ahli kimia menjalankan proses kimia yang efisien dan aman.

Produktivitas

Laju reaksi kimia mengatur seberapa cepat reaktan berubah menjadi produk. Perusahaan manufaktur bahan kimia memerlukan informasi ini untuk mengetahui seberapa cepat mereka dapat menghasilkan sejumlah senyawa untuk menetapkan jadwal produksi yang masuk akal.

Jika mereka memantau proses dan menemukan tingkat produksi aktual tidak sesuai dengan tingkat teoritis, mereka dapat melacak penyebab masalahnya; ketidakcocokan tingkat dapat mempengaruhi kualitas produk jadi.

Ledakan dan Panas

Semakin tinggi laju reaksi kimia, semakin tinggi kemungkinan terjadinya ledakan, pendidihan, atau hasil berbahaya lainnya. Untuk reaksi yang menghasilkan energi, penumpukan panas dari reaksi cepat dapat melebihi kemampuan zat melepaskan panas dengan aman; dalam sepersekian detik, reaksi dapat menghasilkan gelombang kejut yang merusak dari gas yang mengembang. Untuk reaksi yang berjalan cepat tetapi tidak meledak, penumpukan panas masih cukup banyak.

Hal inilah yang mendorong para ahli kimia membuat rencana lanjutan untuk ke depannya, yakni membuat struktur seperti pipa logam yang kuat dan peralatan pendingin ke dalam peralatan kimia.

Konsumsi Reaktan

Tingkat reaksi memberi tahu ahli kimia seberapa cepat proses kimia menghabiskan bahan mentahnya. Misalnya, produsen perlu mengetahui seberapa sering reaktan harus diisi ulang dalam proses kimia, berapa banyak stok yang harus disimpan, dan seberapa sering memesan ulang.

Tingkat konsumsi reaktan juga mempengaruhi desain peralatan kimia seperti ukuran pipa, pompa, dan ruang reaksi.

Kesetimbangan Kimia

Jika reaksi kimia mencapai kesetimbangan dinamis, itu berarti laju reaksi ke arah ke kanan sama dengan laju ke ke kiri. Reaksi yang mencapai kesetimbangan pada dasarnya terhenti karena tidak ada lagi reaksi yang dikonsumsi atau produk yang dihasilkan; beberapa molekul reaktan menjadi produk, dan beberapa molekul produk berubah menjadi reaktan, tetapi reaksi ini memiliki kemungkinan yang sama.

Jika seorang ahli kimia menginginkan suatu reaksi untuk menghindari keadaan setimbang, ia dapat meningkatkan konsentrasi reaktan, mengubah suhu proses, atau membuat perubahan lain untuk memastikan bahwa semua reaktan dikonsumsi.

Contoh soal

1. A+2B→3C+2D
   
   Awalnya, konsentrasi reaktan A dan B adalah 6 mol/cm³. Berapa laju reaksi rata-rata jika konsentrasi A turun menjadi 4 mol/cm³ dalam 2 detik ?
   
   Jawab :
   
   Selama perubahan di atas, konsentrasi A berkurang dari 6 mol/³ menjadi 4 mol/cm³ dalam 2 detik.
   Oleh karena itu menurut definisi, besarnya laju reaksi yang dihasilkan :
   1 mol/cm³




2. Perhatikan persamaan seimbang berikut.
   
   
   
   Hukum laju reaksi ini adalah .
   
   Berapa tetapan laju reaksi ini jika reaksi berlangsung dengan laju awal ketika semua reaktan memiliki konsentrasi awal
   
   Jawab :
   
   
   
   Penjelasannya:
   
   Karena hukum laju disediakan untuk reaksi, kita dapat memasukkan nilai yang relevan dengan laju reaksi. Ini akan memungkinkan kita untuk menentukan konstanta laju.
   
   
   
   Perhatikan bahwa HF tidak disertakan; reaksi harus berorde nol terhadap HF.
   
   
   
   




3. Perhatikan reaksi dan data percobaan berikut.
   
   
   
   

   Percobaan	[A] (M)	[B] (M)	Laju reaksi awal (M/s)
   1	0.02	0.03	0.005
   2	0.02	0.09	0.005
   3	0.04	0.09	0.020

   
   
   Bagaimana hukum laju reaksi ini?
   
   Jawaban :
   
   
   
   
   
   
   
   Jawaban:
   
   
   
   Penjelasan:
   
   Saat menentukan hukum laju reaksi, Anda perlu menentukan orde setiap reaktan dalam reaksi. Ini hanya dapat dicapai dengan melakukan percobaan di mana percobaan yang berbeda menunjukkan bagaimana laju reaksi awal berubah berdasarkan konsentrasi awal reaktan. Dengan mempertahankan satu konsentrasi reaktan awal konstan dan mengubah konsentrasi reaktan lainnya, kita dapat melihat bagaimana perubahan laju awal untuk setiap reaktan.
   
   Untuk reaktan A, kita melihat bahwa laju menjadi empat kali lipat ketika konsentrasinya digandakan dengan membandingkan percobaan 2 dan 3. Konsentrasi A meningkat dari 0,02 menjadi 0,04, menyebabkan laju berubah dari 0,005 menjadi 0,020. Artinya orde reaktan A adalah 2.
   
   
   
   
   
   Untuk reaktan B, kita melihat bahwa laju tidak berubah ketika konsentrasi awal B dinaikkan tiga kali lipat dengan membandingkan percobaan 1 dan 2. Hasilnya, reaksi berorde 0 terhadap B.
   
   
   
   
   
   Sekarang setelah kita memiliki orde untuk setiap reaktan, kita dapat menulis hukum laju yang sesuai.
   
   
   
   Karena pangkat 0 adalah 1, B dihilangkan dari hukum laju dan dapat dianggap sama dengan 1.