MODUL PEMBELAJARAN KIMIA, RUTHDEA PASHA

Modul Pembelajara NNNNnNama : Ruthdea Pasha Sihotang Kelas : XI Mipa 2 Mapel : Kimia Guru : Bu. Silvia Wulandari SMAN 23 BATAM YOU IS A “STAR” 1

MODUL PEMBELAJARAN KELAS: XI Mipa (Kimia) Materi:  Bab IV: Laju Reaksi By: Ruthdea Pasha Sihotang A. Kemoloran dan Pengertian Laju Reaksi Reaksi kimia dapat berlangsung secara cepat atau lambat. Perubahan konsentrasi pereaksi maupun hasil reaksi terjadi pada kecepatan berbeda-beda. Kecepatan berlangsungnya suatu reaksi dikenal dengan laju reaksi. Cepat lambatnya reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya konsentrasi zat yang bereaksi. Konsentrasi zat yang bereaksi biasanya dinyatakan dalam satuan Molaritas (M). 1. Kemoloran Kemoloran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Molaritas dirumuskan sebagai berikut; Keterangan : M = Kemolaran / konsentrasi n = mol zat terlarut (n = gr / Mr) V = Volume larutan (Volume zat terlarut dan pelarut setelah bercampur dalam L) 2

*Suatu larutan dapat dibuat dengan cara melarutkan padatan murni suatu zat atau mngencerkan larutan induk (larutan pekat) zat. a. Kemolaran larutan yang dibuat dari padatan (Kristal) murni yang dilarutkan kedalam pelarut. M= × Keterangan: M = molaritas suatu zat (mol/L) g = massa suatu zat (gram) Mr = massa molekul relatif suatu zat (gr/mol) V = volume larutan (ml) b. Kemolaran larutan dengan konsentrasi tertentu dari larutan pekatnya, dihitung dengan rumus pengenceran. c. Kemolaran larutan jika hanya diketahui kadar dan massa jenisnya dihitung menggunakan rumus berikut. M = (10 x kadar x ρ) / Mr Keterangan: M = molaritas (mol L-1) Ρ = massa jenis (mol Ml -1) %massa = kadar zat terlarut Mr = massa molekul relative zat terlarut d. Molaritas campuran larutan dihitung menggunakan rumus berikut. Keterangan:  VA = Volume zat A  VB = Volume zat B  MA = Molaritas zat A  MB = Molaritas zat B 2. Pengertian Laju Reaksi 3

Laju reaksi adalah bertambahnya konsentrasi hasil reaksi tiap satuan waktu atau berkurangnya konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu. Laju reaksi dapat dinyatakan dalam rumus berikut. Catatan: tanda positif (+) menunjukkan penambahan konsentrasi produk, sedangkan tanda (-) menunjukkan pengurangan konsentrasi reaktan. Perubahan konsentrasi dan pereaksi dan konsentrasi produk terhadap waktu dapat digambarkan dalam grafik berikut. 1) Persamaan Laju Reaksi Menurut persamaan kimia diatas, maka hukum persamaan laju reaksi adalah sebagai berikut: Keterangan: v = laju reaksi k = konstanta laju reaksi x = orde reaksi terhadap A y = orde reaksi terhadap B x + y = orde reaksi total Beberapa variabel yang digunakan dalam menetukan laju reaksi dengan cara eksperimen sebagai berikut. a) Variabel bebas ( variabel manipulasi) Diubah untuk memperoleh hubungan satu besaran dengan besaran lain misalnya konsentrasi dan suhu. 4

b) Variabel kontrol Variabel yang dipertahankan atau tidak diubah ubah. c) Variabel terikat (variabel respon) Variabel yang berubah karena adanya perubahan variabel bebas. Misalnya, laju reaksi yang berubah karena konsentrasi diubah. 2) Orde Reaksi Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. a. Orde 0 Besarnya laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. b. Orde 1 Besarnya laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi dilipat tigakan, maka laju reaksi akan menjadi 3(pangkat 1) atau 3 kali lebih besar dari semula. c. Orde 2 Besarnya laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi dilipat tigakan, maka laju reaksi akan menjadi 3(pangkat 2) atau 9 kali lebih besar dari semula. 5

B. Teori Tumbukan dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Reaksi kimia terjadi ketika partikel-partikel zat yang bereaksi (pereaksi) saling bertumbukan. Namun, tidak semua tumbukan yang terjadi akan menghasilkan zat baru. Zat baru dapat dihasilkan dari tumbukan yang berlangsung sempurna. Tumbukan sempurna dinamakan tumbukan efektif. Tumbukan yang menghasilkan reaksi adalah tumbukan yang antar partikelnya mempunyai energi lebih besar dari pada energi pengaktifan. Semakin kecil harga energi pengaktifan, semakin cepat reaksi berlangsung. Besarnya laju reaksi dari suatu reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya: 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi Laju Reaksi 1. Konsentrasi Larutan yang pekat, artinya punya konsentrasi yang besar, punya partikel yang lebih rapat kalau kamu bandingkan sama larutan encer. Nah, dengan kata lain tuh semakin tinggi konsentrasinya, maka semakin banyak molekul dalam tiap satuan. Ini berakibat tumbukan antarmolekul intensitasnya makin sering terjadi dan reaksinya berlangsung semakin cepat. 2. Luas Permukaan Sentuh Jika ada pencampuran reaktan yang terdiri dari dua fasa atau lebih, maka tumbukannya terjadi di bagian permukaan zat. Nah, padatan yang bentuknya serbuk halus, punya luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar kalau dibandingkan dengan padatan yang berbentuk lempeng atau butiran. Maka, berlaku bahwa semakin luas permukaan partikelnya, maka frekuensi tumbukan bisa jadi semakin tinggi. Inilah yang menyebabkan reaksi berlangsung bisa lebih cepat. 3. Suhu Reaksi kimia umumnya lebih cepat jika dilangsungkan pada suhu yang lebih tinggi. Jika suhunya rendah, maka reaksi kimia akan lebih lambat terjadi. Contoh paling mudahnya jika 6

kamu membeli daging sapi potongan. Lebih awet mana, daging sapi yang dibiarkan di ruangan terbuka atau daging sapi yang disimpan di dalam kulkas (freezer)? Ya tentu aja yang lebih awet yang disimpan dikulkas dong 4. Katalis Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi tanpa mengalami perubahan kimia secara kekal atau permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah katalis. Berzelius (1835) adalah orang pertama yang menggunakan istilah katalis. Katalis merupakan zat yang dapat mempercepat laju reaksi. Hal ini berlaku juga untuk reaksi kesetimbangan. Akan tetapi, keberadaan katalis tidak menggeser kesetimbangan. Dengan kata lain, katalis hanya dapat mempercepat tercapainya kesetimbangan. Ada atau tidaknya katalis, komposisi kesetimbangan akan tetap sama. Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (Ea). Meskipun menurunkan energi aktivasi reaksi, katalis tidak mempengaruhi tingkat energi/entalpi produk dan pereaksi. Dengan kata lain, penggunaan katalis tidak akan mengubah perubahan entalpi reaksi. Berikut adalah gambar perbedaan energi aktivasi antara reaksi yang melibatkan katalis dan reaksi yang tidak melibatkan katalis. 7

Pada grafik tersebut, energi aktivasi pada reaksi dengan katalis lebih rendah dari pada energi aktivasi tanpa katalis. Oleh sebab itu, energi minimal yang harus tersedia agar reaksi terjadi akan lebih sedikit pada reaksi yang menggunakan katalis sehingga reaksi pun berlangsung lebih cepat. Berdasarkan wujudnya, katalis dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1.Katalis Homogen, adalah katalis yang berada dalam fasa yang sama dengan molekul pereaksi. 2.Katalis Heterogen, adalah katalis yang berada dalam fasa berbeda dengan pereaksi. Katalis jenis ini biasanya ada dalam bentuk padatan (logam) dan reaksi yang dipercepat adalah reaksi gas – gas. Katalis dapat digunakan dalam pengaktifan reaksi yang akan mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi. Fungsi utama dari katalis adalah menyediakan reaksi alternative dalam suatu reaksi kimia. Katalis sangat diperlukan oleh tubuh dalam proses pencernaan makanan dalam tubuh. Katalis juga memegang peran penting dalam perkembangan industri kimia. 2. Penafsiran Grafik Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Grafik pengaruh konsentrasi Terhadap laju reaksi. Grafik pengaruh luas permukaan Terhadap laju reaksi. Grafik pengaruh suhu terhadap Laju reaksi. 8

Beberapa contoh soal dan pembahasannya: 1). Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi karena … a. kenaikan suhu akan menyebabkan konsentrasi pereaksi meningkat b. frekuensi tumbukan semakin tinggi c. dalam reaksi kimia suhu berperan sebagai katalisator d. kenaikan suhu akan mengakibatkan turunnya energi aktivasi e. energi kinetik partikel-partikel yang bereaksi semakin tinggi Jawaban : E Pembahasan : Kenaikan suhu akan mempercepat laju reaksi dikarenakan energi kinetik partikel-partikel yang bereaksi semakin tinggi. Apabila suhunya menurun maka energi kinetik partikel- partikel yang bereaksi semakin kecil. 2). Katalis alami yang digunakan dalam pembuatan asam sulfat adalah… a. Nikel b. V2O5 c. Fe d. zeolit e. Pt Jawaban : B Pembahasan : V2O5 merupakan katalis alami yang digunakan untuk sintesis asam sulfat. Pt juga merupakan katalis pembuatan asam sulfat tetapi perlu diproses kembali terlebih dahulu. 3). Kedalam ruang yang volumenya 2 liter, dimasukkan 4 mol gas HI yang kemudian terurai menjadi gas H2 dan I2. Setelah 5 detik, dalam ruang tersebut terdapat 1 mol gas H2. Tentukan laju reaksi pembentukan gas H2 dan laju reaksi peruraian gas HI berturut-turut adalah … a. 0,1 M/detik dan 0,2 M/detik b. 0,2 M/detik dan 0,1 M/detik 9

c. 0,1 M/detik dan 0,5 M/detik d. 0,5 M/detik dan 0,1 M/detik e. 0,2 M/detik dan 0,2 M/detik Jawaban : A Pembahasan : Persamaan reaksi : 2 HI(g) → H2(g) + I2(g) Mula-mula : 4 mol – – Setelah 5 detik : 2 mol 1 mol 1 mol 4). Grafik yang menyatakan reaksi orde satu adalah .. Jawaban : B 10

Pembahasan : 5). Suatu reaksi berlangsung dua kali lebih cepat setiap suhunya dinaikkan 10°C. Jika laju reaksi pada saat suhu 20°C adalah x M/detik, tentukan laju reaksi pada saat suhu dinaikkan menjadi 60°C. a. 2x b. 4x c. 8x d. 16x e. 32x Jawaban : D Pembahasan : 6). Diketahui persamaan reaksi A + 3B → 2C + 2D Molaritas B mula-mula 0,9986 M dan dalam waktu 13,2 menit molaritas B berubah menjadi 0,9746 M. Berapa kecepatan reaksi rata-rata selama waktu tersebut dalam M per detik. a. 1,01 x b. 1,01 x c. 1,01 x d. 2,01 x e. 2,01 x Jawaban : A Pembahasan : Molaritas B berubah selama reaksi berlangsung 13,2 menit dapat dihitung sebagai berikut. Δ[B] = 0,9746 M – 0,9986 M = –0,0240 M 11

Δt = 13,2 menit 7). Reaksi gas bromin dengan gas nitrogen oksida sesuai dengan persamaan reaksi: 2 NO(g) + Br(g) → 2NOBr(g) Berdasarkan hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut No. Konsentrasi Awal (M) Laju reaksi awal [NO] [Br2] (M/det) 1. 0,1 M 0,05 M 6 12 2. 0,1 M 0,1 M 24 54 3. 0,2 M 0,05 M 4. 0,3 M 0,05 Tentukan Harga tetapan reaksi k. Jawaban : A 12

8). Persamaan laju dari reaksi aA → bB dapat dituliskan Tentukan orde reaksi! a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 Pembahasan Jika reaksi tersebut memiliki orde reaksi terhadap a = 1, maka laju reaksi sebanding dengan molaritas [A] , yaitu r = k[A] Hal ini tidak mungkin, karena pada molaritas awal nomor 2 ketika molaritas awal dinaikan 2 kali, laju awal 4 kali lebih besar. Orde reaksi dapat dicari dengan cara membandingkan laju reaksi dari masing-masing. Jawaban : B 13