Soal Pembahasan Laju Reaksi Kimia Kelas 11

Halo adik-adik. Pada tulisan kali ini, 5NChemistry akan menjelaskan kepada kalian tentang apa itu lajut reaksi, aplikasinya dalam keseharian, serta tentunya soal-soal pembahasan yang diharapkan dapat membantu kalian dalam memahami materi ini. Yukk, langsung saja disimak ya.

Apa sih yang dimaksud dengan Laju Reaksi?

Laju reaksi adalah materi yang sangat aplikatif karena banyak bisa kita temui dalam kehidupan sehari hari. Reaksi kimia sendiri ada yang berlangsung cepat dan ada pula yang lambat. Korek api dan kembang api akan berlangsung dengan cepat, sedangkan besi berkarat dengan waktu yang cukup lama. Pada artikel ini, saya akan membahas bagaimana rumusan laju reaksi, orde reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, serta tentunya latihan soal yang disertai dengan pembahasan.

Baca juga : KESETIMBANGAN KIMIA

1. Rumusan laju reaksi (v)

Sering didefenisikan sebagai laju berkurangnya konsentrasi pereaksi dan laju bertambahnya konsentrasi produk atau hasil reaksi dalam satu satuan waktu.

Misalnya suatu reaksi berikut.

A_(g) + B_(g) ® C_(g) + D_(g)

Bisa dikatakan bahwa laju reaksi adalah laju berkurangnya konsentrasi A dan B atau laju bertambahnya konsentrasi C dan D dalam satu satuan waktu.

Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi bukan konsentrasi hasil reaksi.

Dari reaksi di atas kita bisa buat persamaan laju reaksinya.

v = k[A]m [B]n

Keterangan :

v : laju reaksi (M/s)

k : konstanta laju

[A] : konsentrasi zat A (mol/L)

[B] : konsentrasi zat B (mol/L)

m : orde reaksi terhadap zat A

n : orde reaksi terhadap zat B

m+n : orde reaksi total

2. Orde reaksi

Sering juga disebut tingkat reaksi, merupakan pangkat konsentrasi pereaksi yang menyatakan seberapa besar pengaruh suatu pereaksi dalam mempercepat / memperlambat suatu reaksi. Orde reaksi didapat dari analisa data hasil percobaan, tidak ada hubungannya dengan koefisien reaksi. Grafik orde reaksi bisa dilihat di bawah ini.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.

a. Konsentrasi

Semakin besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi , maka reaksinya berlangsung lebih cepat. Hal ini terjadi karena konsentrasi besar artinya jumlah partikelnya semakin banyak, sehingga kemungkinan untuk terjadinya tumbukan antar partikel lebih banyak.

b. Luas permukaan

Semakin kecil suatu zat, semakin besar luas permukaannya dan reaksi akan berlangsung semakin cepat pula.

c. Suhu

Semakin tinggi suhu artinya semakin besar energi kinetik antar partikelnya. Hal ini akan membuat pergerakan partikel semakin cepat dan semakin besar peluang untuk bertumbukan sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

d. Katalis

Zat yang dapat mempercepat suatu reaksi dengan cara memberikan alternatif reaksi yang punya energi aktivasi (energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi dapat berlangsung) lebih rendah sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

LATIHAN SOAL.

1. Laju reaksi: 2A + 2B → 3C + D pada setiap saat dapat dinyatakan sebagai …

A. bertambahnya konsentrasi A setiap satuan waktu

B. bertambahnya konsentrasi B setiap satuan waktu

C. bertambahnya konsentrasi C setiap satuan waktu

D. bertambahnya konsentrasi A dan B setiap satuan waktu

E. bertambahnya konsentrasi B dan C setiap satuan waktu

Jawaban : C

Pembahasan:

Laju reaksi adalah laju berkurangnya konsentrasi pereaksi (A dan B) atau laju bertambahnya konsentrasi hasil reaksi (C dan D).

2. Perhatikan gambar percobaan untuk reaksi antara CaCO₃ dengan larutan HCl berikut.

Laju reaksi yang hanya diperngaruhi oleh konsentrasi ditunjukkan pada percobaan ….

A. 1) dan 2)

B. 1) dan 4)

C. 2) dan 3)

D. 3) dan 5)

E. 4) dan 5)

Jawaban : B

Pembahasan :

Pada percobaan 1) dan 4) keduanya tidak ada pengaruh stirrer, tidak ada pengaruh luas permukaan (bentuk dan jumlah kotak sama), yang berbeda hanya konsentrasi HCl (2M dan 1M)

3. Dalam suatu percobaan antara butiran kalsium karbonat, CaCO₃ berlebih dengan asam klorida, didapati bahwa lama kelamaan reaksi berlangsung semakin lambah bahkan berhenti. Hal ini disebabkan karena ….

A. ukuran kalsium karbonat semakin mengecil

B. luas permukaan kalsum karbonat semakin mengecil

C. terbentuknya gas CO₂

D. ada faktor tekanan dari luar

E. konsentrasi asam klorida berkurang bahkan habis

Jawaban : E

Pembahasan:

Reaksi : CaCO₃_(s) + 2HCl_(aq) ® CaCl₂_(aq) + CO₂_(g) + H₂O_(g)

Reaksi lama kelamaan berhenti karena konsentrasi asam klorida yang berkurang bahkan habis bereaksi dengan kalsium karbonat yang berlebih.

4. Perhatikan grafik hubungan antara volum gas oksigen dengan waktu reaksi berikut!

Kurva X menunjukkan volume gas oksigen yang terbentuk pada reaksi penguraian larutan peroksida 1M dengan katalis dengan reaksi : 2H₂O_{2 (aq)}® O_{2 (g)} + 2H₂O_(lq). Agar dihasilkan kurva Y, maka yang harus dilakukan adalah ….

A. menambahkan 15 mL larutan H₂O₂0,1M

B. menambahkan air

C. menurunkan suhu reaksi

D. mengganti jenis katalis

E. menambahkan jumlah katalis

Jawaban : A

Pembahasan :

Katalis mempercepat reaksi tetapi tidak mempengaruhi jumlah oksigen yang dihasilkan. Kurva Y volum oksigen yang dihasilkan lebih banyak dari kurva X, sehingga dibutuhkan lebih banyak juga pereaksi (H₂O₂) agar jumlah oksigen bertambah kendatipun reaksinya akan menjadi lebih lambat.

5. Perhatikan data laju reaksi pada suhu 25 °C berikut!

Zn_(s) + 2HCl_(aq) → ZnCl_{2 (aq)} + H_{2 (g)}

Waktu (detik) 10 20 30

Volume gas H₂ (mL) 80 200 320

Laju pembentukan gas H₂ rata-rata pada suhu tersebut adalah ….

A. 8,0 mL/detik

B. 10,5 mL/detik

C. 11,0 mL/detik

D. 11,5 mL/detik

E. 12,0 mL/detik

Jawaban : E

Pembahasan:

Rumusan laju reaksi :
v = DV/Dt
Laju reaksi dalam selang waktu 10 - 20 detik
v = (200-80)/(20-10)
= 120/10
= 12 mL/detik

Laju reaksi dalam selang waktu 20 - 30 detik
v = (320-200)/(30-20)
= 120/10
= 12 mL/detik
Jadi, laju reaksi rata-rata = 12,0 mL/detik

6. Dalam suatu percobaan pemanasan sebanyak 2 mol N₂O₄ (pada suhu tertentu) dalam wadah 5L sehingga terurai menjadi gas NO₂ dengan reaksi sebagai berikut.

N₂O_{4 (g)} ® 2NO_{2 (g)}

Setelah reaksi berjalan 10 detik, terbentukanlah 1,2 mol gas NO₂. Maka laju reaksi rata-rata penguraian N₂O₄ adalah ….

A. 1,2 x 10^-2 M/s

B. 2,4 x 10^-2 M/s

C. 3,6 x 10^-2 M/s

D. 4,0 x 10^-2 M/s

E. 6,0 x 10^-2 M/s

Jawaban : A

Pembahasan:

N₂O_4(g) ® 2NO_2(g)

mula-mula : 2 mol -

terurai : 0,6 mol 1,2 mol

sisa : 1,4 mol 1,2 mol

Maka, laju penguraian N₂O₄

= (D[N₂O₄])/ Dt

= (2 mol - 1,4 mol)/5L)/(10 detik)

= (0,12 M)/(10 detik)

= 1,2 x 10^-2 M/s

7. 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.

8. Cara yang tepat untuk menurunkan energi aktivasi adalah dengan ….

A. menaikkan suhu

B. menambah konsentrasi

C. menghaluskan pereaksi

D. memperbesar tekanan

E. menambahkan katalis

Jawaban : E

Pembahasan :

Katalis berguna untuk menurunkan energi aktivasi (semakin besar energi aktivasi, reaksi semakin lambat).

9. Suatu reaksi kimia dapat berlangsung selama 12 menit pada suhu t°C. Reaksi tersebut berlangsung 2 kali lebih cepat jika suhunya dinaikkan 10°C. Waktu yang dibutuhkan untuk reaksi yang berlangsung pada suhu (t + 30) °C adalah ….

A. 1,0 menit

B. 1,5 menit

C. 2,0 menit

D. 2,5 menit

E. 3,0 menit

Jawaban : B

Pembahasan :

Dt = T2-T1 = {(t + 30)-t) °C = 30°C

t₁= (1/n) ^Dt/a x t₀

= (1/2)^30/10 x 12 menit

= 1,5 menit

10. Suatu reaksi berlangsung dua kali lebih cepat setiap suhunya dinaikkan 10°C. Jika laju reaksi pada saat suhu 20°C adalah xM/detik, tentukan laju reaksi pada saat suhu dinaikkan menjadi 60°C.

A. 2x

B. 4x

C. 8x

D. 16x

E. 32x

Jawaban : D

Pembahasan :

Dt = T₂-T₁

= (60-20) °C

= 40 °C

v₂= (2) ^60-20/10 . x

v₂= 16 x

11. Diketahui persamaan laju dari reaksi xA ® yB adalah : v = k[A]^x. Berdasarkan eksperimen diperoleh data sebagai berikut.

No. Molaritas Awal [M] Laju awal (M/s)

1. 0,05 3 x 10^-4

2. 0,1 12 x 10^-4

3. 0,2 48 x 10^-4

Grafik orde reaksi yang tepat untuk menyatakan orde dari A adalah ….

Jawaban : E

Pembahasan :

Jika kita perhatikan :

- data 1) dan 2) terlihat bahwa ketika konsentrasi A diperbesar 2 kali , maka laju awalnya menjadi empat kali lebih besar dan juga

- data 2) dan 3) menunjukkan hal yang sama bahwa ketika konsentrasi A diperbesar 2 kali , maka laju awalnya menjadi empat kali lebih besar.

Jadi, kesimpulannya :

v = k [A]x

4 = (2) x , maka x = 2

Grafik orde 2 yang tepat adalah opsi E.

12. Pada reaksi : A(g) + B(g) ® AB(g) diperoleh persamaan laju reaksi v = k[A]². Berdasarkan persamaan laju reaksi tersebut dapat disimpulkan bahwa ….

A. orde reaksi A = 1

B. orde reaksi B = 1

C. koefisien pereaksi A tidak sama dengan orde reaksinya

D. laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi zat A dan B

E. laju reaksi pembentukan zat AB mempengaruhi laju pengurangan zat A

Jawaban : C

Pembahasan :

Berdasarkan persamaan laju, orde reaksi A = 2 dan orde reaksi B = 0 (B tidak muncul di persamaan laju, sehingga perubahan konsentrasi B tidak mempengaruhi laju reaksi). Nilai orde tidak didapat dari koefisien pereaksi, melainkan dari analisa data percobaan.

13. Pada reaksi : 2A_(g) + 3B_(g) ® A₂B_{3 (g)}, diperoleh data sebagai berikut.

a) Jika konsentrasi awal A diperbesar menjadi dua kali pada konsentrasi B tetap, ternyata kecepatan reaksi menjadi empat kali lebih cepat.

b) Jika konsentrasi awal A dan B diperbesar dua kali, maka kecepatan reaksi menjadi delapan kali lebih cepat.

Berdasarkan data diatas, dapat disimpulkan bahwa orde total reaksi tersebut adalah ….

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Jawaban : C

Pembahasan :

Misalkan persamaan laju reaksinya, v = k[A]m [B]n

Untuk data a) diperoleh : 4 = k[2]m[B]0, sehingga diperolah m = 2

Untuk data b) diperoleh : 8 = k[2]2 [2]n , sehingga diperolah n = 1

Maka, orde reaksi total = m + n = 2 + 1 = 3

14. Data eksperimen untuk reaksi 2A + B₂ ® 2AB adalah seperti pada tabel berikut.

Percobaan [A] M [B] M Laju reaksi (Ms-1)

1) 0,2 0,2 6

2) 0,2 0,4 12

3) 0,2 0,6 18

4) 0,4 0,2 x

5) 0,6 0,2 54

Tentukanlah :

a. Orde reaksi total

b. Harga k

c. Harga x

Pembahasan:

a. orde reaksi :

Mencari orde A, cari data yang menunjukkan [B₂] tetap, seperti data 1) dan 5) lalu bandingkan harga v pada data 1) dan v pada data 5)

Di dapat harga x = 2

Mencari orde B₂, cari data yang menunjukkan [A] tetap, seperti data 1) dan 2) lalu bandingkan harga v pada data 1) dan v pada data 2)

Di dapat harga y = 1

b. Untuk menentukan harga k, kita bisa mengambil data dari salah satu percobaan, misalnya data 1.

v = k [A]^x [B₂]^y

6 M/s = k (0,2 M)² (0,2 M)

6 M/s = k (8 x 10^-3 M³)

k = 750 M^-2 s^-1

c. Karena harga k sudah diketahui, akan lebih mudah kita untuk menentukan harga x. Kita tinggal memasukkan semua data yang ada pada data percobaan 4.

v₄ = k [A]^x [B₂]^y

= 750 (0,4)² (0,2)

= 24

15. Data untuk percobaan reaksi :

2NO_(g) + 2H_{2 (g)} ® N_{2 (g)} + 2H₂O _(g) disajikan dalam tabel berikut.

Percobaan [NO] M [H₂] M Laju reaksi

1) 1,0 x 10^-5 4,0 x 10^-5 2,0 x 10^-7

2) 2,0 x 10^-5 4,0 x 10^-5 4,0 x 10^-7

3) 3,0 x 10^-5 4,0 x 10^-5 6,0 x 10^-7

4) 4,0 x 10^-5 1,0 x 10^-5 5,0 x 10^-8

Tentukanlah :

a. Orde total reaksi

b. Harga k

c. persamaan laju reaksi

d. laju reaksi saat [NO] = 4,0 x 10^-5 M dan [H₂] = 2 x 10^-5 M

Pembahasan :

a. orde reaksi :

Mencari orde NO, cari data yang menunjukkan [H₂] tetap, seperti data 1) dan 2) lalu bandingkan harga v pada data 1) dan v pada data 2)

Di dapatlah harga x = 1

Mencari orde H₂, cari data yang menunjukkan [NO] tetap, jika tidak ada, kita bisa pilih seperti data 2) dan 4) lalu bandingkan harga v pada data 2) dan v pada data 4).

Di dapat harga y = 2