BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kinetika kimia merupakan salah satu
cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi. Laju reaksi berhubungan
dengan pembahasan seberapa cepat atau lambar reaksi berlagsung. Sebagai contoh
seberapa cepat reaksi pemusnahan ozon di atmosfer bumi, seberapa cepat reaksi
suatu enzim dalam tubuh berlangsung dan sebagainya
Dalam makalah ini menjelaskan mengenai
konsep – konsep kinetika kimia tersebut.. Kinetika kimia juga membahas tentang
konsep – konsep kinetika seperti : hukum laju,orde reaksi,tetapan kelajuan,
kemolekulan , dan faktor yang menyebabkan laju reaksi.Dalam makalah ini juga
menjelaskan persamaan laju reaksi,persamaan laju reaksi adalah persamaan
matematika yang dipegunakan dalam kinetika kimia yang menghubungkan antara laju
reaksi dengan konsentrasi reaktan.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa
yang dimaksud dengan kinetika kimia ?
2. Bagaimana
penetapan hukum-hukum laju atau tetapan laju ?
3. Apa
yang dimaksud dengan orde reaksi ?
4. Bagaimana
menetukan orde reaksi ?
5. Sebutkan
berbagai orde reaksi ?
6. Faktor
apa saja yang mempengaruhi laju reaksi ?
7. Bagaimana
aplikasi kinetika reaksi dalam bidang pangan ?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk
mengetahui apa yang dimaksud dengan kinetika kimia.
2. Untuk
mengetahui bagaimana penetapan hukum-hukum laju atau tetapan laju.
3. Untuk
mengetahui apa yang dimaksud dengan orde reaksi.
4. Untuk
mengetahui bagaimana menentukan orde reaksi.
5. Untuk
mengetahui berbagai macam orde reaksi.
6. Untuk
mengetahui apa saja yang mempengaruhi laju reaksi.
7. Untuk
mengetahui pengaplikasian kinetika reaksi dalam bidang pangan.
1.4
Metode Penelitian
Metode
yang di gunakan dalam penyusunan makalah ini merupakan metode tinjauan
kepustakaan yang bertujuan untuk mempelajari buku-buku yang relevan dengan
masalah yang di teliti. Penelitian ini dilakukan untuk bagaimana aplikasi
Kinetika Reaksi dalam bidang pangan.
1.5 Manfaat Penulisan
1.
Bagi Dosen
Bisa dijadikan sebagai acuan dan sumbangsih dalam mengajar terutama pada materi ini agar para peserta
didiknya dapat berprestasi lebih baik dimasa yang akan datang.
2.
Bagi Mahasiswa
Bisa dijadikan sebagai bahan kajian belajar dalam rangka
meningkatkan prestasi diri.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.Definisi Kinetika Kimia
Kinetika kimia adalah suatu ilmu yang
membahas tentang laju (kecepatan) dan mekanisme reaksi. Berdasarkan penelitian
yang mula – mula dilakukan oleh Wilhelmy terhadap kecepatan inversi sukrosa,
ternyata kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi / tekanan zat –
zat yang bereaksi. Laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi atau
tekanan dari produk atau reaktan terhadap waktu.
Berdasarkan jumlah molekul yang
bereaksi, reaksi terdiri atas :
a. Reaksi
unimolekular : hanya 1 mol reaktan yang bereaksi.
Contoh
: N2O5 → N2O4 + ½ O2
b. Reaksi
bimolekular : ada 2 mol reaktan yang bereaksi.
Contoh
: 2HI → H2 + I2
c. Reaksi
termolekular : ada 3 mol reaktan yang bereaksi.
Contoh
: 2NO + O2 → 2NO2
Berdasarkan
banyaknya fasa yang terlibat, reaksi terbagi menjadi :
a. Reaksi
homogen : hanya terdapat satu fasa dalam reaksi (gas atau larutan)
b. Reaksi
heterogen : terdapat lebih dari satu fasa dalam reaksi
Secara kuantitatif, kecepatan reaksi
kimia ditentukan oleh orde reaksi, yaitu jumlah dari eksponen konsentrasi pada
persamaan kecepatan reaksi.
2.2.Penetapan Hukum-hukum Laju atau
Tetapan Laju
Suatu persamaan yang memerikan hubungan
antara laju reaksi dengan konsentrasi pereaksi disebut persaman laju atau hukum
laju. Tetapan kesebandingan k dirujuk sebagai tetapan laju untuk suatu reaksi
tertentu. Karena konsentrasi pereaksi berkurang dengan berlangsungnya reaksi.
Tetapi tetapan laju k tetap tak berubah sepanjang perjalanan reaksi. Jadi laju
reaksi memberikan suatu ukuran yang memudahkan bagi kecepatan reaksi. Makin
cepat reaksi makin besar harga k, makin lambat reaksi, makin kecil harga k itu.
Laju atau kecepatan reaksi adalah
perubahan konsentrasi pereaksi atupun produk dalam satuan waktu. Laju suatu
reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi
atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Konsentrasi biasanya
dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fase gas, satuan tekanan
atmosfer, millimeter merkurium, atau pascal, dapat digunakan sebagai ganti
konsentrasi.
2.3 Orde Reaksi
Orde suatu reaksi ialah jumlah semua
eksponen (dari konsentrasi dalam persamaan laju. Orde reaksi juga menyatakan
besarnya pengaruh konsentrasi reaktan (pereaksi) terhadap laju reaksi.Jika laju
suatu reaksi berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari hanya satu
pereaksi.
Laju
= k [A]
Maka reaksi itu dikatakan sebagai
reaksi orde pertama. Penguraian N2O5 merupakan suatu contoh reaksi orde
pertama. Jika laju reaksi itu berbanding lurus dengan pangkat dua suatu
pereaksi, atau berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari dua
pereaksi.
Laju
= k[A]2
Laju
= k [A][B]
Maka reaksi itu disebut reaksi orde
kedua. Dapat juga disebut orde terhadap masing-masing pereaksi. Misalnya dalam
persamaan terakhir itu adalah orde pertama dalam A dan orde dalam B, atau orde
kedua secara keseluruhan. Suatu reaksi dapat berorde ketiga atau mungkin lebih
tinggi lagi, tetapi hal-hal semacam itu sangat jarang. Dalam reaksi yang rumit,
laju itu mungkin berorde pecahan, misalnya orde pertama dalam A dan orde 0,5
dalam B atau berorde 1,5 secara keseluruhan.
Suatu reaksi dapat tak tergantung pada
konsentrasi suatu pereaksi. Perhatikan reaksi umum, yang ternyata berorde
pertama dalam A. Jika kenaikan konsentrasi B tidak menaikkan laju reaksi, maka
reaksi itu disebut orde nol terhadap B. Ini bisa diungkapkan sebagai :
Laju
= k[A][B]0 = k[A]
Orde suatu reaksi tak dapat diperoleh
dari koefisien pereaksi dalam persamaan berimbangnya. Dalam penguraian N2O5 dan
NO2, koefisien untuk pereaksi dalam masing-masing persamaan berimbang adalah 2
tetapi reaksi pertama bersifat orde pertama dalam N2O5 dan yang kedua berorde
kedua dalam NO2. Seperti dilukiskan oleh contoh.
Contoh:
Perhatikan reaksi umum 2A + 2B → 2AB
2.4 Menentukan Orde Reaksi
a. Jika
tahap reaksi dapat diamati, orde adalah koefisien pada tahap reaksi yang
berjalan lambat. Contoh : reaksi 4HBr + O2 -> 2H2O + 2Br2
Berlangsung
dalam tahapan sebagai berikut :
1.HBr
+ O2 -> HBr2O (lambat)
2.HBr
+ HBr2O -> 2HBrO (cepat)
3.2HBr
+ 2HBr) -> 2H2O + 2Br2 (cepat)
Maka
orde reaksi ditentukan oleh reaksi (1). Persamaan laju reaksi, V = [HBr] [O2].
Orde reaksi total (lihat koefisien reaksi) = 1 + 1 = 2.
b. Jika
tahap reaksi tidak bisa diamati, orde reaksi ditentukan melalu eksperimen,
kosentrasi salah satu zat tetap dan kosentrasi zat lain berubah.
2.5 Berbagai Orde Reaksi
a. Reaksi
Orde Nol
Gambar
1: Grafik yang menyatakan pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Reaksi dikatakan berorde nol terhadap
salah satu pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak
mempengaruhi laju reaksi. Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu,
perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju reaksi.
b. Reaksi
Orde Satu
Gambar
2: Grafik yang menyatakan pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Suatu reaksi dikatakan berorde satu
terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan
konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi itu dilipat-tigakan maka
laju reaksi akan menjadi 31 atau 3 kali lebih besar.
c. Reaksi
Orde Dua
Gambar 3: Grafik yang menyatakan pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi
Suatu reaksi dikatakan berorde dua
terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari
konsentrasi pereaksi itu. Apabila konsentrasi zat itu dilipat-tigakan, maka
laju pereaksi akan menjadi 32 atau 9 kali lebih besar
2.6 Faktor yang Mempengaruhi Laju
Reaksi
a. Sifat
dasar pereaksi
Zat-zat berbeda dalam mengalami perubahan
kimia. Molekul hidrogen dan flour bereaksi secara meledak, bahkan dalam
temperatur kamar menghasilkan molekul hidrogen fluorida.
H2(g)
+ F2(g) Ã 2HF(g) (sangat cepat pada temperatur kamar)
Pada kondisi serupa, molekul hidrogen
dan oksigen bereaksi begitu lambat, sehingga tak nampak sesuatu perubahan
kimia.
2H2(g)
+ O2(g) Ã 2H2O (sangat lambat pada temperatur kamar)
b. Temperatur
Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan
naiknya temperatur. Biasanya kenaikan sebesar 100C akan melipatkan dua atau
tiga laju reaksi antara molekul-molekul. Molekul harus bertumbukan dengan
energi yang cukup untuk bereaksi. Makin tinggi suhu,
maka energi kinetik molekul makin tinggi sehingga tumbukan makin sering, laju
reaksi makin tinggi.
Pada beberapa reaksi yang umum, laju
reaksi makin besar (waktu reaksi makin singkat) 2 kali setiap kenaikan suhu
10oC, sehingga didapatkan rumus:
v
= laju reaksi pada suhu t
Vo
= laju reaksi pada suhu awal
ta
= suhu akhir
to
= suhu awal
DV
= perubahan laju reaksi
c. Penambahan
katalis
Katalis adalah zat yang dapat menurunkan
energi aktivasi (energi minimum yang diperlukan agar suatu
reaksi kimia dapat berlangsung. Penambahan katalis akan mempercepat
reaksi. Alasan mengapa katalis dapat mempermudah dan mempercepat reaksi
disajikan dalam grafik antara energi potensial terhadap koordinat reaksi dari
persamaan reaksi: A + B→ C
Gambar 4. Jika ada reaksi :
A + B → C ; pada keadaan awal, yang terdapat pada sistem
reaksi hanyalah pereaksi A dan B. Setelah reaksi
berjalan, pereaksi A dan B makin berkurang dan hasil
reaksi C makin bertambah. Laju reaksi dapat diukur dengan mengukur
penambahan konsentrasi C (produk), atau pengurangan konsentrasi A/B
(pereaksi) tiap satuan waktu.
Katalisator adalah zat yang ditambahkan
ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis
terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi
yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali
dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi.
Fungsi katalis adalah
memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil
energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang
baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi
dapat berlangsung lebih cepat.
Suatu katalis diduga mempengaruhi
kecepatan reaksi dengan salah satu jalan:
1.
Dengan pembentukan senyawa antara (katalisis homogen)
2.
Dengan adsorpsi (katalisis heterogen)
Pembentukan senyawa antara (katalisis
homogen). Terdapat banyak contoh reaksi homogen dalam larutan yang laju
reaksinnya ditingkatkan dengan adannya zat katalitik.
Tanpa hadirnya katalis, diperlukan waktu
berminggu – minggu untuk menghasilkan etil asetat dengan rendaman maksimal.
Dengan hadirnya katalis asam, rendaman maksimal dicapai dalam beberapa zat.
Sekali lagi, katalis tidak menambah banyaknya etil asetat yang dapat diperoleh
pada kesetimbangan, karena laju reaksi maju dan reaksi balik ditingkatkan
dengan sama banyak.
Adsorpsi. Banyak zat padat yang
bertindak sebagai katalis, dapat mengikat cukup banyak kuantitas gas dan cairan
pada permukaan mereka berdasarkan adsorpsi. Dalam beberapa hal naiknya
kereaktifan ini dapat disebabkan oleh naiknya konsentrasi molekul yang
teradsorpsi, mereka berjejalan pada permukaan zat padat sedangkan dalam keadaan
gas, mereka terpisah jauh satu sama lain. Dalam hal – hal lain, gaya tarik
antar molekul zat padat dan molekul zat cair atau gas yang teradsorpsi
mengakibatkan molekul yang teradsorpsi menjadi aktif secara kimia.
Tidak perlunya dalam suatu campuran
reaksi yang teradsorpsi dengan kuat dalam katalis dapat berlaku sebagai
penghambat dengan mengurangi luas permukaan yang tersedia.
d. Pelarut
Banyak reaksi yang terjadi dalam larutan
dan melibatkan pelarut. Sifat pelarut baik terhadap reaktan, hasil
intermediate, dan produknya mempengaruhi laju reaksi. Seperti sifat solvasi
pelarut terhadap ion dalam pelarut dan kekuatan interaksi ion dan pelarut dalam
pembentukan counter ion.
e. Konsentrasi
Laju suatu reaksi dapat dinyatakan
sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau sebagai laju
bertambahnya konsentrasi suatu produk. Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi,
karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka
peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.
f. Radiasi elektromagnetik dan
Intensitas Cahaya.
Radiasi elektromagnetik dan cahaya
merupakan salah satu bentuk energi. Molekul-molekul reaktan dapat menyerap
kedua bentuk energi ini sehingga mereka terpenuhi atau meningkatkan energinya
sehingga meningkatkan terjadinya tumbukan antar molekul.
g. Pengadukan.
Proses pengadukan mempengaruhi kecepatan
reaksi yang melibatkan sistem heterogen. Seperti reaksi yang melibatkan dua
fasa yaitu fasa padatan dan fasa cair seperti melarutkan serbuk besi dalam
larutan HCl, dengan pengadukan maka reaksi akan cepat berjalan.
2.7 Aplikasi Kinetika Reaksi dalam
Bidang Pangan
Penentuan umur simpan pada produk
minuman kemasan yang mengandung vitamin C dengan Model Arrhenius ini
berdasarkan pada menurunnya kandungan vitamin C selama penyimpanan (Andarwulan
dan Koswara, 1992) dengan menggunakan metoda iodimetri dalam menganalisa kandungan
vitamin C. Hal ini berdasarkan sifat vitamin C yang dapat bereaksi dengan iodin
dengan indikator amilum. Akhir dari titrasi ini ditandai dengan terbentuknya
warna biru dari iod-amilum. Umur simpan pada produk minuman kemasan yang
mengandung vitamin C, ditentukan dengan mengetahui penurunan kandungan vitamin
C-nya pada suhu 40oC, 50oC dan 60oC.
Penentuan orde reaksi ditentukan
berdasarkan kurva. Reaksi dengan orde 0 didapatkan saat kurva yang dibuat
menunjukkan hubungan yang linear antara konsentrasi dengan waktu pada berbagai
suhu penyimpanan. Reaksi orde 1 menunjukkan hubungan yang linear antara ln
konsentrasi terhadap waktu, sedangkan untuk reaksi orde 2 menunjukkan hubungan
yang linear antara 1/konsentrasi terhadap waktu. Orde reaksi ditentukan berdasarkan
nilai R2 yang paling mendekati 1. Sebagai contoh penentuan orde reaksi dapat
dilihat pada Gambar 1.
Berdasarkan Gambar 1 dapat dilihat bahwa
nilai R2 yang terbesar adalah kurva kinetika reaksi orde 1 sehingga degradasi
vitamin C pada minuman kemasan mengikuti reaksi orde 1. Hasil ini sesuai
penelitian Sungthongjeen (2004) yang menunjukkan bahwa reaski degradasi vitamin
C pada sirup mengikuti kinetika reaksi orde 1, dan teori Labuza (1982). Nilai
kemiringan (slope) yang diperoleh pada masing-masing kurva menunjukkan
nilai (-) tetapan laju reaksi (k) (hari-1). Nilai masing-masing k dan
kurva reaksi degradasi vitamin C pada suhu 40, 50, dan 60 ⁰C yang mengikuti
kinetika reaksi orde 1 ditunjukkan Tabel 1 dan Gambar 2.
Tabel 1. menunjukkan
hasil penelitian dari nilai konstanta laju pada beberapa suhu penyimpanan.
Dapat dilihat bahwa kecepatan degradasi vitamin C meningkat dengan meningkatnya
suhu. Pada suhu 40°C ke suhu 50°C peningkatannya relatif kecil akan tetapi pada
suhu 50°C ke suhu 60°C peningkatan cukup besar, hal ini dikarenakan pada suhu
60°C degradasi kandungan vitamin C mencapai <50%.
Pada dasarnya diketahui bahwa laju
reaksi sangat dipengaruhi oleh suhu. Dalam model Arrhenius suhu merupakan
faktor yang sangat berpengaruh terhadap penurunan mutu produk pangan. Semakin
tinggi suhu, maka akan semakin tinggi pula laju reaksi, dengan kata lain
semakin tinggi T maka akan semakin tinggi pula nilai k. Hubungan ini
berdasarkan pada teori aktivasi, bahwa suatu reaksi perubahan akan mulai berlangsung
jika diberikan sejumlah energi minimum yang disebut sebagai energi aktivasi (Ea)
(Hariyadi2, 2004)
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1.
Kinetika kimia adalah suatu ilmu yang
membahas tentang laju (kecepatan) dan mekanisme reaksi.
2.
Laju
reaksii memberikan suatu ukuran yang memudahkan bagi kecepatan reaksi. Makin
cepat reaksi makin besar harga k, makin lambat reaksi, makin kecil harga k itu.
3.
Orde suatu reaksi ialah jumlah semua
eksponen (dari konsentrasi dalam persamaan laju.
4.
Jika
tahap reaksi dapat diamati, orde adalah koefisien pada tahap reaksi yang
berjalan lambat. Jika tahap reaksi tidak bisa diamati, orde reaksi ditentukan
melalu eksperimen, kosentrasi salah satu zat tetap dan kosentrasi zat lain
berubah.
5.
Berbagai
orde reaksi adalah orde reaksi nol, satu dan dua.
6.
Faktor
yang mempengaruhi laju reaksi adalah sifat dasar pereaksi, temperatur,
penambahan katalis, pelarut, konsentrasi, radiasi elektromagnetik dan
intensitas cahaya, dan pengadukan.
7.
Aplikasi
kinetika reaksi dalam bidang pangan adalah untuk mengukur mutu pada suatu
produk pangan.
3.2
Saran
Untuk mahasiswa,
memberikan nuansa baru dalam menambah wawasan pengetahuan yang memungkinkan
mahasiswa berkesempatan untuk memperbaiki cara dan sikap dalam memahami materi
kinetika reaksi.
Daftar Pustaka
Ramdhani, Indra. 2010. Makalah Kinetika Kimia. http://indaramadani.blogspot.com.
Diakses : 19 Desember 2014
Diskusi
1. Bagaimana
katalis bisa mempercepat reaksi dan berikan contoh katalisnya !
Jawab
:
Katalis adalah suatu senyawa yang
dapat menaikkan laju reaksi, tetapi tidak ikut menjadi reaktan / produk dalam
sistem itu sendiri. Setelah reaksi selesai, katalis dapat diperoleh kembali
tanpa mengalami perubahan kimia. Katalis berperan dengan menurunkan energi
aktifasi. Sehingga untuk membuat reaksi terjadi, tidak diperlukan energi yang
lebih tinggi. Dengan demikian, reaksi dapat berjalan lebih cepat. Karena
katalis tidak bereaksi dengan reaktan dan juga bukan merupakan produk, maka
katalis tidak ditulis pada sisi reaktan atau produk. Umumnya katalis ditulis di
atas panah reaksi yang membatasi sisi reaktan dan produk. Contohnya pada reaksi
pembuatan oksigen dari dekomposisi termal KClO3, yang menggunakan katalis MnO2.
2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2
2. Jelaskan
kembali mengenai berbagai macam orde reaksi !
Jawab
:
Reaksi dikatakan berorde nol terhadap
salah satu pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak
mempengaruhi laju reaksi. Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu,
perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju reaksi.
Suatu reaksi dikatakan berorde satu
terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan
konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi itu dilipat-tigakan maka
laju reaksi akan menjadi 31 atau 3 kali lebih besar.
Suatu reaksi dikatakan berorde dua
terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari
konsentrasi pereaksi itu. Apabila konsentrasi zat itu dilipat-tigakan, maka
laju pereaksi akan menjadi 32 atau 9 kali lebih besar.
3. Bagaimana
aplikasi kinetika reaksi dalam bidang pangan ?
Jawab
:
Aplikasi
kinetika reaksi dalam bidang pangan salah satunya untuk mengukur mutu pada
produk pangan, misalnya mengukur kadar asam askorbat yang terdapat pada minuman
kemasan.
makalah kimianya bagus sekali kak
BalasHapusharga excavator pc 200