Panduan Lengkap Laju Reaksi: Rumus, Penentuan Orde, dan Pengaruh Suhu

Mengapa kembang api meledak dalam hitungan detik, sementara pagar besi membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk berkarat? Jawabannya terletak pada Laju Reaksi. Dalam kinetika kimia, kita tidak hanya belajar tentang "apa" yang dihasilkan (produk), tetapi juga "seberapa cepat" produk itu terbentuk dan faktor apa saja yang mempengaruhinya.

Konsep dan Definisi Laju Reaksi

Dalam suatu reaksi kimia, seiring berjalannya waktu, jumlah reaktan (pereaksi) akan berkurang karena terpakai, sedangkan jumlah produk (hasil reaksi) akan bertambah.

Laju Reaksi ($ v $) didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu. Satuan umumnya adalah Molar per detik ($ M \cdot s^{-1} $).

Secara matematis, untuk reaksi: $ R \rightarrow P $

$$ v = -\frac{\Delta [R]}{\Delta t} = +\frac{\Delta [P]}{\Delta t} $$

Persamaan Laju dan Hukum Laju

Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan dinyatakan dalam Hukum Laju Reaksi:

$$ v = k [A]^x [B]^y $$

Keterangan:

$ v $ = Laju reaksi ($ M/s $)
$ k $ = Tetapan/konstanta laju reaksi (bergantung pada suhu)
$ x, y $ = Orde reaksi (pangkat konsentrasi, ditentukan dari eksperimen)

Membedah Jenis-Jenis Orde Reaksi

Orde reaksi menggambarkan seberapa "sensitif" laju reaksi terhadap perubahan konsentrasi pereaksi. Pangkat ini tidak selalu sama dengan koefisien reaksi. Berikut adalah tiga jenis orde reaksi yang paling umum:

1. Reaksi Orde Nol (0)

Pada reaksi orde nol, perubahan konsentrasi pereaksi tidak mempengaruhi laju reaksi.

$$ v = k [A]^0 = k $$

Jika konsentrasi reaktan dilipatgandakan (x2), laju reaksi tetap (x1).
Grafik Laju vs Konsentrasi berbentuk garis lurus horizontal (mendatar).
Grafik Konsentrasi vs Waktu berbentuk garis lurus menurun linear.

2. Reaksi Orde Satu (1)

Laju reaksi berbanding lurus (linear) dengan konsentrasi pereaksi.

$$ v = k [A]^1 $$

Jika konsentrasi reaktan dilipatgandakan 2 kali, laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat.
Jika konsentrasi reaktan dilipatgandakan 3 kali, laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat.
Grafik Laju vs Konsentrasi berbentuk garis lurus miring ke atas (linear).

[Image of first order reaction graphs rate vs concentration]

3. Reaksi Orde Dua (2)

Laju reaksi berubah secara kuadratik (eksponensial) terhadap perubahan konsentrasi.

$$ v = k [A]^2 $$

Jika konsentrasi reaktan dilipatgandakan 2 kali, laju reaksi menjadi $ 2^2 = 4 $ kali lebih cepat.
Jika konsentrasi reaktan dilipatgandakan 3 kali, laju reaksi menjadi $ 3^2 = 9 $ kali lebih cepat.
Grafik Laju vs Konsentrasi berbentuk garis melengkung (parabola) ke atas.

Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi

Suhu adalah "bahan bakar" energi kinetik. Umumnya, setiap kenaikan suhu $ \Delta T $ (misal $ 10^\circ C $), laju reaksi akan menjadi $ n $ kali lebih cepat.

Rumus Laju (v): $$ v_2 = v_1 \cdot (n)^{\frac{T_2 - T_1}{\Delta T}} $$
Rumus Waktu (t): $$ t_2 = t_1 \cdot \left(\frac{1}{n}\right)^{\frac{T_2 - T_1}{\Delta T}} $$

Ingat: Waktu berbanding terbalik dengan laju. Jika reaksi makin cepat, waktu yang dibutuhkan makin singkat.

5 Contoh Soal dan Pembahasan Lengkap

Contoh Soal 1: Hubungan Laju dan Koefisien

Diketahui reaksi: $ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) $. Jika laju penambahan gas $ NH_3 $ adalah $ 0,4 \, M/s $, berapakah laju berkurangnya gas $ H_2 $?

Pembahasan:
Perbandingan laju = Perbandingan koefisien.
$ \frac{v_{H_2}}{v_{NH_3}} = \frac{\text{Koef } H_2}{\text{Koef } NH_3} $
$ v_{H_2} = \frac{3}{2} \times v_{NH_3} $
$ v_{H_2} = 1,5 \times 0,4 = 0,6 \, M/s $
Jadi, laju berkurangnya $ H_2 $ adalah 0,6 M/s.

Contoh Soal 2: Menentukan Persamaan Laju (Data Tabel)

Diberikan data percobaan untuk reaksi $ 2A + B \rightarrow C $:

Percobaan	[A] (M)	[B] (M)	Laju (v) (M/s)
1	0,1	0,1	4
2	0,2	0,1	16
3	0,1	0,3	12

Tentukan persamaan laju reaksinya!

Pembahasan:
Cari Orde A (x): Bandingkan data 1 dan 2 (B tetap).
$ (\frac{0,2}{0,1})^x = \frac{16}{4} \Rightarrow 2^x = 4 \Rightarrow x = 2 $.
Cari Orde B (y): Bandingkan data 1 dan 3 (A tetap).
$ (\frac{0,3}{0,1})^y = \frac{12}{4} \Rightarrow 3^y = 3 \Rightarrow y = 1 $.
Persamaan Laju: $ v = k [A]^2 [B] $.

Contoh Soal 3: Menghitung Nilai Konstanta (k)

Berdasarkan data pada Contoh Soal 2, hitunglah nilai tetapan laju reaksi ($ k $) beserta satuannya!

Pembahasan:
Ambil data percobaan 1: $ [A]=0,1 $, $ [B]=0,1 $, $ v=4 $.
Rumus: $ v = k [A]^2 [B] $
$ 4 = k (0,1)^2 (0,1) $
$ 4 = k (0,01) (0,1) $
$ 4 = k (0,001) $
$ k = \frac{4}{10^{-3}} = 4000 $
Jadi, nilai $ k = 4000 \, M^{-2}s^{-1} $.

Contoh Soal 4: Pengaruh Suhu terhadap Laju (v)

Laju suatu reaksi menjadi 2 kali lebih cepat setiap kenaikan suhu $ 10^\circ C $. Jika pada suhu $ 25^\circ C $ laju reaksinya $ 3 \times 10^{-3} M/s $, berapakah laju reaksi pada suhu $ 55^\circ C $?

Pembahasan:
Diketahui: $ n=2 $, $ \Delta T=10 $, $ T_1=25 $, $ T_2=55 $, $ v_1=3 \times 10^{-3} $.
Hitung jumlah kelipatan suhu: $ \frac{55-25}{10} = \frac{30}{10} = 3 $ kali.
$ v_2 = v_1 \times (2)^3 $
$ v_2 = (3 \times 10^{-3}) \times 8 $
$ v_2 = 24 \times 10^{-3} = 2,4 \times 10^{-2} \, M/s $.

Contoh Soal 5: Pengaruh Suhu terhadap Waktu (t)

Suatu reaksi berlangsung selama 32 menit pada suhu $ 30^\circ C $. Jika laju reaksi menjadi 2 kali lipat setiap kenaikan suhu $ 10^\circ C $, berapa lama reaksi tersebut berlangsung pada suhu $ 70^\circ C $?

Pembahasan:
Diketahui: $ t_1 = 32 $ menit, $ n=2 $, $ \Delta T = 10 $.
Selisih suhu = $ 70 - 30 = 40^\circ C $. (4 kali kelipatan).
Ingat rumus waktu (terbalik):
$ t_2 = t_1 \times (\frac{1}{2})^4 $
$ t_2 = 32 \times \frac{1}{16} $
$ t_2 = 2 $ menit.
Jadi, reaksi akan selesai hanya dalam 2 menit.

Kuis Interaktif: Uji Pemahamanmu

Kerjakan soal-soal di bawah ini untuk menguji pemahaman Anda. Perhatikan Soal No. 2 dan 3 yang mengharuskan Anda menganalisis data percobaan.

Pertanyaan Sering Diajukan (FAQ)

Apakah koefisien reaksi selalu sama dengan orde reaksi?

Tidak. Orde reaksi hanya bisa ditentukan dari data eksperimen. Koefisien hanya sama dengan orde jika reaksinya adalah reaksi elementer (satu tahap).

Bagaimana cara membedakan soal pengaruh suhu terhadap Laju dan Waktu?

Perhatikan kata kuncinya. Jika ditanya Laju (v), gunakan pangkat positif (dikali lipat). Jika ditanya Waktu (t), gunakan pangkat negatif atau pecahan (dibagi), karena suhu naik = waktu makin singkat.

IChemistry

Kamis, 25 Desember 2025