Dokumen ini membahas kinetika kimia, termasuk teori tumbukan dan keadaan transisi, hukum laju reaksi, serta faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi seperti konsentrasi, suhu, dan penggunaan katalis. Juga dijelaskan berbagai contoh dan perhitungan yang melibatkan orde reaksi serta mekanisme reaksi dengan enzim sebagai katalis. Kinetic principles and various case studies detail how reactions progress and factors influencing reaction rates.

1. BAB 9

2. BAB 9. KINETIKA KIMIA
9.1 TEORI TUMBUKAN DARI LAJU REAKSI
9.2 TEORI KEADAAN TRANSISI DARI LAJU
REAKSI
9.3 HUKUM LAJU REAKSI
9.4 FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI
9.5 MEKANISME REAKSI
9.6 ENZIM SEBAGAI KATALIS

3. 9.1 TEORI TUMBUKAN DARI
LAJU REAKSI
• LAJU REAKSI BERBANDING LURUS:
- FREKUENSI TUMBUKAN (x)
- FRAKSI MOLEKUL TERAKTIFKAN (f)
- PELUANG UNTUK BERTUMBUKAN (p)
Reaksi : A + B C+D
Laju reaksi = f. p. x = f. p. [A].[B]
= k. [A].[B]

4. 9.2 TEORI KEADAAN TRANSISI
DARI LAJU REAKSI
Diagram koordinat reaksi eksoterm dan molekul teraktifkan
NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g)
O
N….O…..CO
Energi Potensial
energi reaksi ke kanan
NO2(g) + CO(g) energi reaksi ke kiri
Reaktan
∆E reaksi
Produk: NO(g) + CO2(g)
Koordinat Reaksi

5. 9.3 HUKUM LAJU REAKSI
NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)
Laju reaksi • Laju pengurangan konsentrasi reaktan terhadap waktu
• Laju kenaikan konsentrasi produk terhadap waktu
Laju = - d[NO2] = - d[CO] = d[NO] = d[CO2]
dt dt dt dt
Reaksi umum : aA + bB cC + dD
1 d[A] 1 d[B] 1 d[C] 1 d[D]
Laju = - =- = =
a dt b dt c dt d dt

6. Contoh 9. 1
Pada suhu tinggi, HI bereaksi menurut persamaan berikut:
2 HI(g) → H2(g) + I2(g)
Pada suhu 443°C laju reaksi meningkat seiring dengan meningkatnya
konsentrasi HI sebagai berikut:
[HI] (mol/L 0,0050 0,010 0,020
Laju (mol/L detik) 7,5 x 10-4 3,0 x 10-3 1,2 x 10-2
a. Tentukan orde reaksi dan tulislah hukum lajunya
b. Hitunglah tetapan laju dan nyatakan satuannya
c. Hitunglah laju reaksi untuk HI dengan konsentrasi 0,0020 M

7. Penyelesaian
a. Hukum laju pada dua konsentrasi [HI]1 dan[HI]2yang berbeda
ialah:
n
laju1 = k([HI]1)n laju2 [HI]2
laju = k([HI] )n
2 2 laju = [HI]
1 1
n
3,0 x 10-3 = 0,010
7,5 x 10-4 0,0050
4 = (2)n n = 2
Hukum laju = k[HI]2

8. b. Tetapan laju k dihitung dengan memasukan nilai pada set data
yang mana saja dengan menggunakan hukum laju yang sudah
ditetapkan. Misalnya, jika kita ambil set data pertama:
7, 5 x 10-4 mol L-1 s-1 = k(0,0050 mol L-1)2
Jadi, k = 30 L mol-1 s-1
c. Laju dapat dihitung untuk [HI] = 0,0020 M:
laju = k[HI]2 = (30 L mol-1 s-1)(0,0020 mol L-1)2
= 1,2 x 10-4 mol L-1 s-1

9. Orde Reaksi
Reaksi Orde Nol
aA → Produk
Laju = k [A]n......n = orde reaksi (tidak berkaitan langsung dengan koefisien a)
-d[A] = k [A]0
dt
[A]
d[A] = -kdt
[A] – [A]0 = -kt
[A]0
Laju = k (orde nol)
Waktu (t)

10. Laju yang berkaitan pada dua atau lebih unsur kimia yang
berbeda
aA + bB → Produk
1 d[A] 1 d[B]
Laju = - =- = - k [A]m [B]n
a dt b dt

11. Reaksi Orde Pertama: Grafik: ln c vs t
N2O5(g) → 2NO2(g) + ½O2(g)
ln [N2O5]
Hukum laju = k [N2O5) Intersep = ln [N2O5]0
-d[N2O5] = k[N2O5]
dt
d[N2O5] = -kdt
Slope = - k
[N2O5]
Bila diintegrasikan
ln [N2O5]t – ln [N2O5]0 = -kt
[N2O5]t = [N2O5]0 e-kt
Waktu paruh, t½ = ln 2 = 0,6931 Waktu (t)
k k

12. Contoh 9. 2
Penguraian termal aseton pada suhu 600oC merupakan reaksi
orde pertama dengan waktu paruh 80 detik
1. Hitunglah nilai konstanta laju reaksi (k)
2. Berapa waktu yang diperlukan agar 25% dari contoh aseton itu
terurai

13. Penyelesaian
1. k = 0,693/t½ = 0,693/80 detik = 8,7 x 10-3 detik-1
2. Jika yang terurai 25% maka yang tersisa = 100% - 25% = 75%
[A]0
kt = 2,303 log
[A]t
(8,7 x 10-3) t = 2,303 (log 1,0/0,75)
t = 23 detik

14. Reaksi Orde Kedua:
Untuk reaksi 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g)
Hukum lajunya = k [NO2]2
-d[NO2] = k[NO2]2
dt
(L mol-1)
d[NO2] = -kdt
[NO2]2
[NO2]
1
Bila diintegrasikan Slope = 2 k
1 = 1 + 2 kt
[NO2]t [NO2]0
2 = koefisien stoikiometri dari NO2
Waktu (t)

15. Reaksi Orde Pertama Semu
Merupakan reaksi orde kedua atau orde yang lebih tinggi tapi
mengikuti reaksi orde pertama
Contoh: C + D hasil reaksi
Laju reaksinya = k [C] [D]
d[C]
- = k [C] [D]; bila k[D] tetap maka laju reaksinya = k’ [C]
dt
d[C]
atau - = k’ [C] dan k’ = k [D], k’= tetapan laju orde 1 semu
dt
dan waktu paruhnya (t ½) = 0,693/k’

16. Contoh 9. 3
Reaksi radikal OH- dengan metana di atmosfir mempunyai konstanta
laju reaksi pada suhu 25oC sebesar 6,3 x 10-15 mol/L detik.
Reaksinya: OH- (g) + CH4 (g) H2O (g) + CH3- (g)
1. Tentukan hukum laju reaksi orde pertama semu jika OH- konstan
dan hitunglah k’ jika [OH-] = 1,2 x 106 mol/L
2. Hitunglah waktu paruh metana bila [OH-] = 1,2 x 106 mol/L

17. Penyelesaian
1. Laju reaksi = k [OH-] [CH4]
karena [OH-] konstan maka konstanta laju reaksi = k’
laju reaksi menjadi = k’ [CH4]; dan k’ = k [OH-]
k’ = (6,3 x 10-15 mol/L detik) (1,2 x 106 mol/L)
= 7,6 x 10-9 detik-1
2. t½ = 0,693/k’ = 0,693/ 7,6 x 10-9 detik-1 = 2 tahun 11 bulan

18. 9.4 FAKTOR-FAKTOR LAJU REAKSI
1. Macam zat yang bereaksi
2. Konsentrasi zat yang bereaksi
Konsentrasi pereaksi berbanding lurus dengan laju reaksi
3. Tekanan
untuk reaksi yang melibatkan gas, karena konsentrasi gas
berhubungan dengan tekanan
4. Luas permukaan
semakin halus bentuk zat yang bereaksi semakin cepat laju
reaksi.
Contoh: laju reaksi Alumunium dalam bentuk serbuk > laju
reaksi alumunium dalam bentuk batangan

19. 5. Suhu
semakin tinggi suhu maka energi kinetik molekul meningkat
sehingga frekuensi tumbukan semakin tinggi sehingga laju
reaksi meningkat
Tetapan laju bervariasi secara eksponensial dengan
kebalikan suhu
k = A e-Ea/RT
ln k = ln A -
Ea
RT
≈ ln k = ln A -
( )( )
Ea
R
1
T
y a b x

20. 6. Katalis
zat yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak mengalami
perubahan yang permanen
• Katalis homogen : fasa sama dengan reaktan
• Katalis heterogen : fasa berbeda dengan reaktan
Katalis >< Inhibitor
Contoh:
Logam platina (Pt) mengkatalis reaksi hidrogenasi etena menjadi etana
H2 + C2H4 →Pt
C2H6

21. H2
Etilena Fasa gas
Fasa gas
Etilena, C2H4
teradsorpsi
C2H5,
Zat antara
Permukaan Pt
Atom H2
teradsorpsi
Etana, C2H6
Etana, C2H6
teradsorpsi
terdesorpsi

22. Katalis
Energi Potensial
Penghalang energi
tanpa katalis
Ea.f
Ea.f Penghalang energi
dengan katalis
Reaktan
Ea.r
Menurunkan energi aktivasi
Ea.r
∆E
Produk
Koordinat reaksi

23. 9.5 MEKANISME REAKSI
Mekanisme reaksi menyatakan jenis dan jumlah tahap
pada suatu reaksi
Reaksi Elementer
Unimolekular : N2O5* → NO2 + NO3
laju = k [N2O5*]
Bimolekular : NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g)
laju = k [NO] [O3]
Termolekular : I + I + Ar → I2 + Ar
laju = k [ I ]2 [Ar]
laju = k [ I ]2

24. Contoh 9. 4
Carilah molekularitas pada reaksi satu tahap beikut:
a. NO + N2O5 3NO2
b. 2NO + Cl2 2NOCl
c. Cl + Cl + M Cl2 + M
d. C6H5 – CH C6H5 – CH (isomer cis trans)
NC – CH CH - CN

25. Penyelesaian
a. bimolekular (2 molekul yaitu NO dan N2O5)
b. termokular (3 molekul yaitu 2 molekul NO dan 1 molekul Cl2)
c. termokular (3 molekul yaitu Cl, Cl, dan M)
d. unimolekular (1 molekul)

26. 9.6 ENZIM SEBAGAI KATALIS
Enzim merupakan protein globular yang dapat mengkatalisis
reaksi biokimia spesifik
Mekanisme Kerja Enzim
E+S E–S E–P E+P
S = substrat; P = produk

27. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
a. pH
muatan enzim bergantung pada pH lingkungannya dan
mempengaruhi keaktifan dari sisi aktif enzim
b. Suhu
suhu dapat merusak struktur tiga dimensi dari enzim (protein)
c. Aktivator
aktivitas enzim dapat meningkat dengan adanya ion-ion
anorganik. Contohnhya: ion Cl- pada enzim amilase air liur

28. LATIHAN SOAL-SOAL
1. Dalam mengkaji reaksi piridina (C5H5N) dengan metil iodida (CH3I)
dalam larutan benzena, berikut ini adalah data laju reaksi awal yang
diukur pada suhu 25oC untuk berbagai konsentrasi awal dari dua
reaktan:
[C5H5N] (mol/L) [CH3I](mol/L) Laju(mol/L detik)
1,00 x 10-4 1,00 x 10-4 7,5 x 10-7
2,00 x 10-4 2,00 x 10-4 3,0 x 10-6
2,00 x 10-4 4,00 x 10-4 6,0 x 10-6
a. Tentukan hukum laju untuk reaksi ini
b. Hitunglah konstanta laju dan nyatakan satuannya
c. Hitunglah laju reaksi untu larutan dengan [C5H5N] 5,0 x 10-5 M
dan [CH3I] 2,0 x 10-5 M

29. 2. Senyawa A terurai membentuk B dan C pada reaksi yang mengikuti
ordo pertama. Pada suhu 25oC konstanta laju reaksinya adalah 0,0450
detik-1. Hitunglah waktu paruh zat A pada suhu 25oC
3. Dimerisasi tetrafluoroetilena (C2F4) menjadi oktafluorosiklobutana (C4F8)
mempunyai orde kedua untuk pereaksi C2F4 dan pada suhu 450 K
konstanta lajunya k = 0,0448 L mol-1 detik-1. Jika konsentrasi awal C2F4
0,100 M, berapa konsentrasinya sesudah 250 detik
4. Pada suhu 600 K, konstanta laju untuk dekomposisi reaksi ordo pertama
nitroetana : CH3CH2NO2 (g) C2H4 (g) + HNO2 (g)
adalah 1,9 x 10-4 detik-1. Sampel CH3CH2NO2 dipanaskan pada suhu
600 K dan pada suhu ini tekanan parsial awalnya adalah 0,078 atm.
Hitunglah tekanan parsialnya setelah 3 jam

30. 5. Identifikasi setiap reaksi elementer berikut sebagai unimolekular,
bimolekular, atau termolekular, dan tulislah hukum lajunya
a. HCO + O2 HO2 + CO
b. CH3 + O2 + N2 CH3O2N2
c. HO2NO2 HO2 + NO2
6. Tetapan laju dari reaksi elementer:
BH4- (aq) + NH4+ (aq) BH3NH3 (aq) + H2 (g)
ialah k = 1,94 x 10-4 L/mol detik pada suhu 30oC dan reaksi memiliki
energi aktivasi 161 kJ/mol. Hitunglah tetapan laju reaksi di atas pada
suhu 40oC