Pengaruh Suhu dan Energi Aktivasi Terhadap Laju Reaksi

Berdasarkan konsep termokimia, reaksi kimia dapat dibedakan menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm melepas kalor sedangkan reaksi endoterm menyerap kalor. Kalor erat kaitannya dengan suhu. Lalu bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi? Bagaimana hubungan antara perubahan suhu dengan laju reaksi dan waktu berlangsungnya reaksi? Pada artikel sebelumnya telah dibahas bahwa kenaikan suhu akan meningkatkan laju reaksi. Pada kesempatan ini kita akan membahas bagaimana perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi dan apa hubungannya dengan energi aktivasi.

Pengertian Energi Aktivasi

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Interaksi antar zat-zat pereaksi membutuhkan energi. Energi tumbukan minimum yang dibutuhkan dalam suatu sistem agar suatu reaksi dapat berlangsung disebut energi aktivasi.

Jadi, energi aktivasi merupakan energi minimum yang diperlukan agar zat-zat pereaksi dapat berinteraksi dan bercampur. Ketika energi kinetik partikel tidak melampaui energi aktivasinya, maka reaksi tidak akan berlangsung. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung jika energi kinetik partikel melebihi energi aktivasinya.

Energi aktivasi suatu reaksi biasa disimbolkan dengan Ea dengan satuan kiloJoule per mol. Energi aktivasi merupakan hambatan energi yang memisahkan antara pereaksi dan hasil reaksi. Agar reaksi dapat berlangsung, dibutuhkan setidaknya energi yang sama besar dengan energi aktivasi.

Hubungan antara energi aktivasi dan koefisien laju reaksi dapat dilihat dari rumusan yang disebut persamaan Arrhenius.

k = Ae^-Ea/RT

Ea = -RT ln (^k⁄_A)

Dengan :
k = tetapan laju reaksi
A = faktor frekuensi untuk reaksi
Ea = energi aktivasi (kJ/mol)
R = konstanta gas universal
T = suhu (K)
ln = logaritma natural

Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa energi aktivasi juga dipengaruhi oleh suhu. Itu artinya perubahan suhu dapat mempengaruhi laju reaksi sebab suhu dapat mempengaruhi tetapan laju reaksi.

Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi

Ketika memasak di dapur, Ibu biasanya akan memperbesar nyala api agar masakannya cepat matang. Tindakan tersebut pada dasarnya bertujuan untuk menaikkan suhu agar reaksinya berlangsung cepat. Itu artinya kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi bertambah besar.

Ketika suhu dinaikkan, energi kinetik partikel akan meningkat sehingga dapat melampaui energi aktivasi. Seperti yang kita bahas sebelumnya, suatu reaksi akan berlangsung jika energi aktivasi telah terlampaui. Dengan kata lain, kenaikan suhu menyebabkan laju reaksi meningkat.

Secara umum, untuk setiap kenaikan suhu 10^o C, laju reaksi akan meningkat menjadi dua kali laju semula. Dengan kata lain waktu yang dibutuhkan untuk melangsungkan reaksi menjadi setengah kali waktu mula-mula ketika suhu belum dinaikkan.

Secara matematis, hubungan antara laju reaksi dengan perubahan suhu dapat ditulis sebagai berikut :

V_t = V_o.(2)^{^ΔT⁄₁₀}

t_t = t_o.(½)^{^ΔT⁄₁₀}

Dengan :
v_t = laju reaksi setelah suhu dinaikkan
v_o = laju reaksi mula-mula
t_t = lama reaksi setelah suhu dinaikkan
t_o = lama reaksi mula-mula
ΔT = perubahan suhu.

Dalam beberapa kasus, laju reaksi menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Reaksi seperti ini disebut reaksi tak berhalangan dan energi aktivasi sistem disebut energi aktivasi negatif.

Share on: Facebook Twitter Google+ Linkedin Technorati Digg LintasMe