BY SMAN 16 SURABAYA : Sri Utami, S. P LAJU REAKSI KESIMPULAN
STANDAR KOMPETENSI 3. Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan indistri.
KOMPETENSI DASAR 3.2. Memahami teori tumbukan (tabrakan) untuk menjelaskan faktor-faktor penentu laju dan orde reaksi serta terapannya dalam kehidupan seharihari.
INDIKATOR 1. Menjelaskan pengaruh konsentrasi, luas permukaan bidang sentuh, dan suhu terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan. 2. Membedakan diagram tingkat energi dan reaksi kimia dengan menggunakan katalis dan yang tidak menggunakan katalis 3. Menjelaskan pengertian, peranan katalis, dan energi pengaktifan dengan menggunakan diagram tingkat energi.
TUJUAN PEMBELAJARAN Siswa mampu : 1. menjelaskan pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan melaluidiskusi kelas. 2. menjelaskan pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan melalui diskusi kelas. 3. menjelaskan pengaruh suhu terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan melalui diskusi kelas. 4. membedakan diagram tingkat energi antara reaksi yang menggunakan katalis dengan yang tidak menggunakan katalis melalui diskusi kelompok. 5. menjelaskan hubungan antara pengertian, peranan katalis, dan energi pengaktifan dengan menggunakan diagram tingkat energi melalui diskusi kelompok. 6. menyimpulkan hasil kelompok melalui diskusi kelas.
Gb. Ukuran kubus/zat Jika ukuran kubus diperkecil, maka luas permukaan total semakin besar.
Energi aktivasi Energi pengaktifan atau energi aktivasi (Ea) adalah energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi.
Zat antara/kompleks teraktivasi Ketika pereaksi saling bertumbukan dengan posisi yang tepat dan energi aktivasi yang cukup maka terbentuklah kompleks teraktivasi yang berada pada puncak energi. Zat ini hanya terbentuk selama reaksi, tidak ada pada akhir reaksi, dan sifatnya aktif sehingga begitu terbentuk langsung terurai.
Laju Reaksi Negatif/inhibitor Positif Heterogen Cepat Tinggi Rendah Lambat Serbuk Homogen Cepat Katalis Konsentrasi/ Molaritas Luas permukaan bidang sentuh Kepingan Faktor yang mempengaruhi Suhu Rendah Bongkahan Lambat Lambat Tinggi Efektif Teori tumbukan Mekanisme reaksi Cepat Penentu laju reaksi Tidak efektif Energi aktivasi Senyawa antara Tahap reaksi yang paling lambat
Katalis Katalis adalah zat yang dapat mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Fungsi katalis adalah menurunkan energi aktivasi dengan membentuk jalan baru, artinya jika ke dalam suatu reaksi ditambahkan katalis, maka reaksi akan lebih cepat berlangsung.
Teori Tumbukan Reaksi kimia terjadi karena adanya tumbukan yang efektif antara partikel partikel zat yang bereaksi. Artinya, tidak semua tumbukan menghasilkan reaksi tetapi hanya tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi.
Tumbukan efektif Tumbukan efektif adalah tumbukan yang mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan pada zat yang bereaksi. Selain energi, posisi zat juga sangat menentukan keefektifan suatu tumbukan. Perhatikan gambar di bawah ini. A. B. Gb. A adalah contoh tumbukan tidak efektif, Gb. B adalah contoh tumbukan efektif
TUMBUKAN TIDAK EFEKTIF Tumbukan tidak efektif adalah tumbukan yang tidak mempunyai energi yang cukup dan posisi yang tepat untuk memutuskan ikatan-ikatan pada zat yang bereaksi.
SUHU Makin tinggi suhu, energi kinetik partikel makin besar. Hal ini menyebabkan gerak partikel juga makin cepat sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif juga makin besar. Peningkatan suhu juga meningkatkan energi potensial suatu zat. Dengan makin besarnya energi potensial zat maka makin besar kemungkinan terjadinya tumbukan efektif sehingga laju reaksi semakin cepat.
Luas Permukaan Bidang Sentuh Jika luas permukaan partikel diperbesar, maka makin banyak jumlah total permukaan partikel tersebut yang bersentuhan (bertumbukan). Hal ini dapat mempercepat terjadinya reaksi.
KONSENTRASI Makin besar konsentrasi larutan makin banyak jumlah molekul-molekul pereaksi dan makin rapat pula letak molekul-molekulnya. Oleh karena itu makin besar konsentrasi makin banyak terjadinya tumbukan sehingga laju reaksi makin cepat.
Partikel asam Partikel reaktan dalam molaritas rendah Partikel reaktan dalam molaritas tinggi
Katalis Homogen Katalis homogen adalah katalis yang fasenya sama dengan sistem (pereaksi). Contoh: a. Katalis dan pereaksi berfase gas 2 SO 2 (g) + O 2 (g) NO(g) 2 SO 3 (g) b. Katalis dan pereaksi berfase cair C 12 H 22 O 11 (aq) + H 2 O(l) H+(aq) C 6 H 12 O 6 (aq) + C 6 H 12 O 6 (aq) glukosa fruktosa
Katalis Heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang fasenya berbeda dengan sistem (pereaksi). Contoh: Katalis berfase padat, sedang pereaksi berfase gas. C 2 H 4 (g) + H 2 (g) Ni(s) C 2 H 6 (g)
Gerakan partikel-partikel dalam reaksi kimia pada suhu T1(rendah) dan T2(tinggi) T1 T2
Gb. Senyawa antara Kompleks teraktivasi Energi H2 O2 Ea Mengurai untuk membentuk hasil 2 H2 + O2 2 H2O
Gerakan partikel-partikel dalam reaksi kimia pada suhu T1(rendah) dan T2(tinggi) T1 T2
Rangkaian tahap-tahap yang menerangkan jalannya suatu reaksi dari awal hingga akhir disebut mekanisme reaksi. Setiap tahap mempunyai laju reaksi yang berbeda.
BEDA REAKSI MENGGUNAKAN KATALIS DENGAN TIDAK MENGGUNAKAN KATALIS Reaksi menggunakan katalis : V 2 O 5.SO 2 V 2 O 5 + SO 2 SO 3 + V 2 O 4 (lambat) Tahap 1 V 2 O 5. ½ O 2 V 2 O 4 + ½ O 2 V 2 O 5 (cepat) Tahap 2 SO 2 + ½ O 2 SO 3 (Tidak menggunakan katalis) Tahap reaksi paling lambat adalah penentu laju reaksi,
Tahap penentu laju reaksi Reaksi menggunakan katalis : V 2 O 5.SO 2 V 2 O 5 + SO 2 SO 3 + V 2 O 4 (lambat) Tahap 1 V 2 O 5. ½ O 2 V 2 O 4 + ½ O 2 V 2 O 5 (cepat) Tahap 2 SO 2 + ½ O 2 SO 3 (Tidak menggunakan katalis) Tahap reaksi paling lambat adalah penentu laju reaksi,
TUMBUKAN EFEKTIF
TUMBUKAN TIDAK EFEKTIF
PENGARUH SUHU
PENGARUH KONSENTRASI
PENGARUH LUAS PERMUKAAN
SOAL - SOAL BAHAN DISKUSI KELOMPOK
1. Jelaskan pengertian katalis dan peranannya terhadap laju reaksi!
2. Jelaskan macam-macam katalis yang kamu ketahui dan berikan contohnya!
3. Jelaskan pengertian energi aktivasi atau energi pengaktifan itu!
4. Jelaskan hubungan antara katalis dengan energi aktivasi!
5. Jelaskan peranan energi aktivasi terhadap laju reaksi?
6. Jelaskan kegunaan kita mempelajari katalis dan energi aktivasi
7. Berikan contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari tentang penerapan katalis dan energi aktivasi!
8. Buatlah diagram tingkat energi tentang peranan katalis dan energi aktivasi terhadap laju reaksi!
1 Katalis adalah zat yang dapat mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Peranan katalis adalah menurunkan energi aktivasi dengan membentuk jalan baru sehingga reaksi akan lebih cepat berlangsung.
Ada dua macam katalis berdasarkan fasanya 2 1. Katalis homogen : katalis yang mempunyai fasa sama dengan sistem. Contoh : Katalis NO (gas) pada pembuatan gas SO 3 dari oksidasi SO 2 2. Katalis heterogen : katalis yang mempunyai fasa berbeda dengan sistem. Contoh : Katalis Ni pada adisi etena menjadi etana
3 Energi pengaktifan atau energi aktivasi (Ea) adalah energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi.
4 Katalis dapat menurunkan energi aktivasi dengan membentuk jalan baru, artinya jika ke dalam suatu reaksi ditambahkan katalis, maka reaksi akan lebih cepat berlangsung
5 Peranan energi aktivasi terhadap laju reaksi adalah sebagai modal utama untuk berlangsungnya suatu reaksi. Jadi tanpa energi aktivasi reaksi tidak mungkin terjadi berarti laju teaksinya nol.
6 Dengan kita memahami peranan katalis dan energi aktivasi maka kita dapat bekerja efisien artinya dengan energi yang kecil tetapi mendapatkan hasil yang besar. Misal : untuk mempercepat lunaknya daging merebusnya menggunakan daun pepaya(papain), belum lagi penerapannya dalam industri-industri pembuatan amonia, asam sulfat, dan lain-lain. Jadi dengan katalis kita dapat belajar hidup hemat.
7 Enzim papain pada pepaya untuk mempercepat proses empuknya daging. Pembuatan asam sulfat (H 2 SO 4 ) digunakan katalis V 2 O 5. Pembuatan amoniak dengan katalis Fe Proses pembentukan gas alam menjadi berbagai produk alkohol dengan menggunakan katalis zeolit yang telah diaktifkan.
8
SOAL DISKUSI KELAS
Perhatikan data hasil pengamatan berikut : [HCl] Marmer waktu 3 M 0,1 gram 12 detik 2 M 0,1 gram 20 detik 1 1 M 0,1 gram 55 detik Apa yang dapat anda simpulkan dari data tersebut?
Data hasil reaksi zat A dan B adalah sebagai berikut : 2 No Wujud 4 g zat A [B] M Waktu (detik) Suhu ( o C) 1 Larutan 0,2 2 40 2 Larutan 0,4 2 30 3 Padat 0,2 4 30 4 Larutan 0,2 4 30 5 serbuk 0,2 3 30 Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi pada percobaan nomor a. 1 dan 4 b. 3 dan 5 c, 2 dan 4
3 Setiap kenaikan 20 0 C laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat. Jika pada suhu 10 0 C laju reaksi berlangsung 27 menit, maka hitunglah waktu laju reaksi pada suhu 70 0 C!
4 Jika setiap kenaikan suhu 10 0 C laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat, maka hitunglah berapa kali lebih cepat laju reaksi yang terjadi pada suhu awal 10 0 C dan suhu akhir 50 0 C!
1 Faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah konsentrasi. Makin besar konsentrasi larutan makin cepat laju reaksi yang ditunjukkan oleh makin sedikitnya waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.
2 a. suhu b. luas permukaan c. konsentrasi
3 Dihitung dengan rumus V = 3 (70-10)/20 = 3 3 = 27 kali lebih cepat. Karena waktu berbanding terbalik dengan laju maka laju reaksi = 1/27 x 27=1 menit
4 V = 2 50-10/10 = 2 4 = 16 Laju reaksi menjadi 2 4 = 16 kali
KESIMPULAN 1. Tumbukan efektif adalah tumbukan yang mempunyai energi yang cukup dan posisi yang tepat untuk memutuskan ikatan molekul-molekul pereaksi. Ketika reaksi berlangsung, pada puncak energi terbentuk kompleks teraktivasi yang akan terurai menjadi hasil reaksi. 2. Makin besar konsentrasi larutan makin banyak jumlah molekul-molekul pereaksi dan makin rapat pula letak molekulmolekulnya sehingga makin banyak terjadinya tumbukan/laju reaksi makin cepat. 3. Jika luas permukaan partikel diperbesar, maka makin banyak jumlah total permukaan partikel tersebut yang bersentuhan (bertumbukan) sehingga laju reaksi makin cepat. 4. Makin tinggi suhu, energi kinetik dan energi potensial partikel makin besar sehingga laju reaksi makin besar. 5. Katalis adalah zat yang dapat mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Katalis berfungsi menurunkan energi aktivasi dengan membentuk jalan baru sehingga reaksi lebih cepat berlangsung.