Laju reaksi semakin besar dengan penggunaan katalis SEBAB Katalis dapat menigkatkan energi aktivasi

Lihat Foto

PIXABAY/Myriams-Fotos

Ilustrasi api. Kayu yang terbakar adalah contoh laju reaksi. Panas dan oksigen yang bertemu kayu berubah menjadi karbon dioksida, uap, dan abu.

KOMPAS.com - Dalam pelajaran kimia kelas 11, laju reaksi merupakan materi yang relatif sukar. Agar dapat menguasainya berikut tiga buah soal latihan UAS faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi:

Soal UAS faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi:

1. Jelaskan mengapa kenaikan suhu dapat mempercepat laju suatu reaksi!

Jawaban:

KOMPAS.com/SILMI NURUL UTAMI Kurva kenaikan suhu terhadap energi kinetik molekul

Dilansir dari Sciencing saat suhu dinaikkan, akan meningkatkan energi kinetic rata-rata molekul dari reaktan (zat-zat pereaksi).

Meningkatnya energi kinetic menyebabkan meningkatnya frekuensi tabrakan antar molekul-molekul reaktan sehingga lebih cepat mencapai energi aktivasi maksimum untuk bereaksi.

Baca juga: Laju Reaksi: Pengertian, Fungsi, dan Jenis Katalis

Dengan kata lain, kenaikan suhu mempercepat reaksi untuk terjadi atau mempercepat laju reaksi. Dilansir dari Chemguide, sekitar kenaikan 10 derajat celcius pada reaktan gas, akan meningkatkan 1,7% laju reaksi tersebut.

2. Jelaskan bagaimana cara untuk mempercepat laju suatu reaksi!

Jawaban:

Menambah konsentrasi zat reaktan

Menambah konsentrasi reaktan sama dengan menambah molekul-molekul reaktan. Penambahan molekul menyebabkan semakin seringnya terjadi tumbuhan antar molekul sehingga energi reaksi akan lebih cepat terjadi.

Lihat Foto

Experience Life

Salah satu peristiwa eksotermik adalah adanya pembakaran

Memperbesar luas permukaan

Luas permukaan yang bersentuhan sangatlah mempercepat laju reaksi. Gula halus akan lebih cepat larut dibandingkan dengan gula pasir karena luas permukaan yang bersentuhan dengan air lebih luas pada gula halus dibandingkan pada gula pasir.

Meningkatkan suhu berarti menambah energi kinetic molekul-molekul reaktan untuk lebih cepat dalam mencapai energi aktivasi minimum reaksi. Penambahan suhu menyebabkan reaksi terjadi lebih cepat, sehingga laju reaksinya bertambah.

Baca juga: Laju Reaksi: Peran Katalis dalam Berbagai Bidang

Menambah sama dengan menurunkan energi aktivasi reaksi minimum, dimana reaktan akan bereaksi pada energi yang jauh lebih sedikit. Penambahan katalis adalah cara paling cepat dan terbaik untuk mempercepat laju reaksi.

Hal ini dikarenakan penggunaan katalis sama sekali tidak memberikan efek buruk pada reaksi, hanya memberikan efek mempercepat yang menguntungkan.

3. Suatu reaksi kimia membutuhkan waktu 40 detik untuk bereaksi pada suhu 20 derajat celcius. Diketahui bahwa setiap kenaikan 10 derajat, menyebabkan laju reaksinya lebih cepat dua kali lipa dari semula. Tentukan berapakah waktu yang diperlukan untuk bereaksi pada suhu 40 derajat celcius!

Jawaban:

Hitunglah selisih waktu reaksi normal dan saat suhu dinaikkan:

Δt = 40 – 20 = 20 derajat celcius

Kenaikan laju reaksi = Δt : 10 = 2 kali lipat

KOMPAS.com/SILMI NURUL UTAMI Perhitungan waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi setalah kenaikan suhu

Baca juga: Persamaan Laju Reaksi

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Di dalam ilmu kimia, energi aktivasi merupakan sebuah istilah yang diperkenalkan oleh Svante Arrhenius,[1] yang didefinisikan sebagai energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi.[2] Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya dilambangkan sebagai Ea, dengan satuan joule (J) atau kilojoule per mol (kJ/mol) atau kilokalori per mol (kkal/mol).[3]

Percikan api yang dibuat dengan memukul baja pada sepotong batu memberikan energi aktivasi untuk memulai reaksi pembakaran di Bunsen ini. Nyala api biru bertahan dengan sendirinya setelah percikan berhenti karena pembakaran nyala yang berkelanjutan sekarang menguntungkan secara energetik.

Energi aktivasi dapat dianggap sebagai besarnya penghalang potensial (kadang-kadang disebut penghalang energi) yang memisahkan minima dari energi potensial permukaan yang berkaitan dengan keadaan termodinamika awal dan akhir. Agar reaksi kimia[4] dapat berlangsung pada laju yang masuk akal, suhu sistem harus cukup tinggi sehingga terdapat sejumlah molekul dengan energi translasi yang sama dengan atau lebih besar dari energi aktivasi.

Terkadang suatu reaksi kimia membutuhkan energi aktivasi yang teramat sangat besar, maka dari itu dibutuhkan suatu katalis agar reaksi dapat berlangsung dengan pasokan energi yang lebih rendah.

Persamaan Arrhenius menyediakan dasar kuantitatif bagi hubungan antara energi aktivasi dan laju ketika suatu reaksi berlangsung. Dari persamaan ini, energi aktivasi dapat dinyatakan melalui hubungan

k = A e − E a / ( R T ) {\displaystyle k=Ae^{{-E_{\textrm {a}}}/{(RT)}}}

yang dalam persamaan ini, A adalah faktor pra-eksponensial bagi reaksi, R adalah konstanta gas semesta, T adalah suhu mutlak (biasanya dalam kelvin), dan k adalah koefisien laju reaksi. Meski nilai A tidak diketahui, Ea dapat ditentukan dari variasi dalam koefisien laju reaksi sebagai fungsi suhu (di dalam keabsahan persamaan Arrhenius).

Hubungan antara energi aktivasi (

E a {\displaystyle E_{\textrm {a}}}

) dan entalpi pembentukan (ΔH) dengan dan tanpa katalis, diplot bersama koordinat reaksi. Posisi energi tertinggi (posisi puncak) mewakili keadaan transisi. Dengan katalis, energi yang dibutuhkan untuk memasuki keadaan transisi berkurang, sehingga mengurangi energi yang diperlukan untuk memulai reaksi.

Zat yang mengubah keadaan transisi untuk menurunkan energi aktivasi disebut katalis; sebuah katalis yang hanya terdiri dari protein dan (jika ada) kofaktor molekul kecil disebut enzim. Katalis meningkatkan laju reaksi tanpa dikonsumsi dalam reaksi.[5] Selain itu, katalis menurunkan energi aktivasi, tetapi tidak mengubah energi reaktan atau produk awalnya, sehingga tidak mengubah kesetimbangan.[6] Sebaliknya, energi reaktan dan energi produk tetap sama dan hanya energi aktivasi yang diubah (diturunkan).

Kinetika kimia
Suhu swasulut
Suhu kinetik rata-rata
Penerowongan kuantum
Teori kinetika gas

^ "Activation Energy and the Arrhenius Equation – Introductory Chemistry- 1st Canadian Edition". opentextbc.ca (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-07-08. Diakses tanggal 2018-04-05.
^ "Activation Energy". www.chem.fsu.edu. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-12-07. Diakses tanggal 2017-01-13.
^ Pratt, Thomas H. "Electrostatic Ignitions of Fires and Explosions" Wiley-AIChE (15 Juli 1997) Center for Chemical Process Safety[halaman dibutuhkan]
^ Terracciano, Anthony C; De Oliveira, Samuel; Vazquez-Molina, Demetrius; Uribe-Romo, Fernando J; Vasu, Subith S; Orlovskaya, Nina (2017). "Effect of catalytically active Ce 0.8 Gd 0.2 O 1.9 coating on the heterogeneous combustion of methane within MgO stabilized ZrO 2 porous ceramics". Combustion and Flame. 180: 32. doi:10.1016/j.combustflame.2017.02.019.
^ "General Chemistry Online: FAQ: Chemical change: What are some examples of reactions that involve catalysts?". antoine.frostburg.edu. Diakses tanggal 2017-01-13.
^ Bui, Matthew. "The Arrhenius Law: Activation Energies". Chemistry LibreTexts. UC Davis. Diakses tanggal 17 Februari 2017.