Laju Reaksi

Konsep

Laju reaksi mempelajari cepat lambatnya reaksi. Konsep dasar laju reaksi adalah berkurangnya zat yang bereaksi (berubah) per satuan waktu atau bertambahnya zat hasil reaksi per satuan waktu. Jumlah zat umumnya dinyatakan dalam konsentrasi Molar (M) dan waktu dalam detik.
Misalkan : A(aq) + B(aq) --> AB(aq)
Maka rumus laju reaksi pada konsep dasar ini adalah :
v(A) = - M(A)/t mol./L.det.
v(B) = - M(B)/t mol/L.det.
v(AB) = + M(AB)/t mol/L.det.
Lengkapilah grafik di atas, tambahkan zat AB(aq) dan tunjukkan bertambahnya zat tersebut.

Pengertian laju reaksi

Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksi akan semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Maka laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya  pereaksi atau laju terbentuknya produk.

Laju reakasi dapat dipengaruhi oleh konsentrasi, luas permukaan, temperatur, dan katalis. Berdasarkan teori tumbukan, laju reaksi akan lebih cepat jika tumbukan antar partikel zat yang bereaksi lebih banyak. Pada umumnya, laju reaksi menjadi 2 kali lebih besar jika temperatur dinaikkan 10 ℃ . Jika laju reaksi pada t₁ ℃= v₁ dan pada t₂ ℃= v₂ maka dapat dirumuskan:

v₂ =⁽2^{∆t/10 )}.v₁

Setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau energi kinetik molekul akan bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Itulah sebabnya reaksi kimia berlangsung lebih cepat pada temperatur yang lebih tinggi. Disamping itu, temperatur juga memperbesar energi potensial dari suatu zat. Zat yang energi potensialnya kecil jika bertumbukan sukar menghasilkan reaksi karena sukar melampaui energi pengaktifan. Dengan naiknya temperatur, energi potensial zat akan menjadi lebih besar sehingga jika bertumbukan akan menghasilkan reaksi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi :

1. Luas permukaan

Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam banyak, sehingga

menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil luas

permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel,

sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga

turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

2.Konsentrasi Pereaksi

 Dari berbagai percobaan menunjukkan bahwa makin besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi makin cepat reaksinya berlangsung. Makin besar konsentrasi makin banyak zat-zat yang bereaksi sehingga makinbesar kemungkinan terjadinya tumbukan dengandemikian makin besar pula kemungkinan terjadinya reaksi.3.

3.Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wuud gas. Kelajuan dari reaksi sepertiitu dipengaruhi oleh tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akanmemperbesar konsentrasi dengan demkian dapat memperbesar laju reaksi

4. Suhu

Pada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan. Dengan

menaikkan suhu maka energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi akan

bertambah sehingga akan lebih banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih  besar dari Ea. Dengan demikian lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan  transisi atau dengan kata lain kecepatan reaksi menjadi lebih besar. Secara matematis  hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh formulasi

5.Katalis

Katalisator adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksudmemperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksikatalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelumreaksi.Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahapreaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

ISO 14001:2004

Pengalaman Training Implementasi Sistem Manajemen Lingkungan ISO 14001:2004 hari ini @Hotel Jatinangor

Lingkungan mrupakan keadaan sekeliling tempat organisasi beroperasi, termasuk air, udara, tanah, SDA, mahluk hidup dan keterkaitannya

Pencemaran Lingkungan: Kuantitas dari suatu mahluk hidup yang menurun sampai tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sebagaimana peruntukannya
Contoh Pencemaran Lingkungan:
1. Pencemaran Air
2. Pencemaran Tanah
3. Pencemaran Udara
4. Penurunan kuantitas SDA
5. Pemanasan Global
6. Kebisingan
7. Penipisan Lapisan Ozon
8. Hujan asam
9. Desertifikasi (proses penggurunan)
10. Kehilangan keanekaragaman hayati (Biodiversity)

ISO 14000 adalah suatu seri standar sistem manajemen lingkungan yang dikembangkan oleh ISO (International Organisation for Standarization)
ISO 14001 bertujuan untuk memberikan suatu kerangka kerja untuk top manajemen dalam mengelola aspek lingkungan organisasinya.

SISTEM MANAJEMEN LINGKUNGAN
Bagian dari sistem manajemen organisasi yang digunakan untuk mengembangkan dan melaksanakan kebijakan lingkungan dan mengelola Aspek-aspek Lingkungan

Kebijakan Lingkungan
Prinsip Sistem Manajemen Lingkungan (3P)
1. Pencegahan pencemaran
2. Pematuhan terhadap peraturan
3. Perbaikan berkelanjutan

Aspek Lingkungan
Merupakan bagian dari suatu kegiatan, produk, jasa dari perusahaan yang dapat berhubungan dengan lingkungan

Dampak Lingkungan
Setiap perubahan pada lingkungan yang dihasilkan dari kegiatan, produk-jasa dari organisasi

Derajat Kebebasan Gibbs

Banyaknya komponen dalam sistem C adalah jumlah minimum spesies bebas yang diperlukan untuk menentukan komposisi semua fase yang ada dalam sistem. Definisi ini mudah diberlakukan jika spesies yang ada dalam sistem tidak bereaksi, sehingga hanya menghitung banyaknya. Misalnya air murni (C=1) dan campuran etanol dan air adalah sistem dua komponen (C=2) (Atkins, 1999).

Jika spesies bereaksi dan berada pada kesetimbangan harus memperhitungkan arti kalimat “semua fase” dalam definisi tersebut. Jadi, untuk amonium klorida yang dalam kesetimbangan dengan uapnya,

NH₄Cl_(s) ↔ NH_3(g) + HCl_(g)

kedua fase mempunyai komposisi formal “NH₄Cl” dan sistem mempunyai satu komponen. Jika HCl_(g) berlebih ditambahka, sistem mempunyai dua komponen karena sekarang jumlah relatif HCl dan NH₃ berubah-ubah. Sebaliknya kalsium karbonat berada dalam kesetimbangan dengan uapnya (Atkins, 1999):

CaCO_3(s) ↔ CaO_(s) + CO_2(g)

adalah sistem dua komponen karena “CaCO₃” tidak menggambarkan komposisi uapnya. (Karena tiga spesies dihubungkan oleh stoikiometri reaksi maka konsentrasi kalsium oksida bukanlah variabel bebas). Dalam hal ini C=2, dimulai dari kalsium karbonat murni, atau jumlah yang sama dari kalsium oksida dan karbondioksida, atau jumlah yang berubah-ubah dari ketiga-nya (Atkins, 1999).

            Fase merupakan keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, bukan hanya dalam komposisi kimianya, melainkan juga dalam keadaan fisiknya. Gas, atau campuran gas adalah fase tunggal, kristal adalah fase tunggal dan dua cairan yang dapat campur secara total membentuk fase tunggal. Es adalah fase tunggal (P=1), walaupun es itu dapat dipotong-potong menjadi bagian-bagian kecil. Campuran es dan air adalah sistem dua fase (P=2) walaupun sulit untuk menentukan batas antara fase-fasenya (Eregen, 2012).

            Komponen merupakan spesies yang ada dalam system, seperti zat terlarut dan pelarut dalam larutan biner. Banyaknya komponen dalam sistem C adalah jumlah minimum spesies bebas yang diperlukan untuk menentukan komposisi semua fase yang ada dalam sistem. Dengan kata lain, kita hanya menghitung banyaknya jika spesies yang ada dalam sistem tidak bereaksi. Misalnya, air murni adalah sistem satu-komponen (C=1) dan campuran etanol dan air adalah sistem dua-komponen (C=2). Biasanya untuk melakukan perhitungan banyaknya komponen bisa didefinisikan sebagai C = S – R ; dengan C merupakan komponen, S adalah spesies/molekul dan R adalah reaksi yang terjadi antara spesies-spesies (reaksi-reaksi pada kesetimbangan, kenetralan muatan) (Eregen, 2012).

            Dalam sistem komponen-tunggal  (C=1), tekanan dan temperature dapat diubah secara bebas jika hanya ada satu fase (P=1). Jika kita mendifinisikan varian F sistem sebagai banyaknya variable intensif yang dapat diubah dengan bebas tanpa mengganggu banyaknya fase yang berada dalam kesetimbangan, maka F=2. Jadi sistem itu bivarian dan mempunyai dua derajat kebebasan. Berdasarkan perhitungan J.W. Gibbs tentang aturan fase yang menunjukkan hubungan umum antara varian F, jumlah komponen C, dan jumlah fase pada kesetimbangan P untuk suatu sistem dengan komposisi sembarang, ialah (Eregen, 2012):

P + F = C + N

Dengan N adalah jumlah variable non-komposisi.

P + F = C + 2

Sistem satu komponen

Untuk sistem satu-komponen, seperti air murni,

F = 3 – P

Jika hanya ada satu fase, F= 2 dan P dan T dapat diubah-ubah dengan bebas. Dengan kata lain, fase tunggal digambarkan denan daerah pada diagram fase. Jika dua fase dalam kesetimbangan, F = 1, yang berarti tekanan bukanlah variable bebas jika kita sudah menentukan temperaturnya. Jadi, kesetimbangan dua fase digambarkan dengan garis di dalam diagram fase. Jika ketiga fase ada dalam kesetimbangan, F = 0. Kondisi invarian yang khusus ini hanya dapat terjadi pada temperatur dan tekana tertentu. Oleh karena itu kesetimbangan tiga fase itu digambarkan dengan satu titik, yaitu titik tripel, pada diagram fase. Empat fase tidak dapat berada pada kesetimbangan dalam sistem satu-komponen karena F tidak dapat negatif (Eregen, 2012).

Sistem dua-komponen (biner)

Jika dua komponen ada dalam satu sistem, C = 2 dan hanya ada 1 non-komponen, N = 1, maka persamaan sebelumnya berubah menjadi

P + F = 3

Untuk penyerdehanaan, di sistem biner tekana dibuat supaya tetap (misalnya pada 1 atm), yang berarti akan menghabiskan satu derajat kebebasan, dan F = 3 – P untuk varian sisanya. Salah satu sisa derajat kebebasan ini adalah temperatur, yang lain adalah komposisi (yang dinyatakan dengan fraksi mol satu komponen) (Eregen, 2012)

Sistem tiga-komponen

Untuk sistem tiga-komponen, F = 5 – P, sehingga variannya dapat mencapai 4. Dengan menjaga temperatur dan tekanan tetap, masih ada dua derajat kebebasan (yaitu fraksi mol dua komponen). Salah satu cara terbaik untuk memperlihatkan variasi kesetimbangan fase dengan sistem komposisi digunakan diagram fase segitiga (Eregen, 2012).

Ekstraksi

Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran (Bernasconi, 1995).

Ekstraksi dapat digunakan untuk memisahkan lebih dari dua komponen, dan dalam beberapa penerapan tertentu, digunakan campuran pelarut, bukan satu pelarut saja (Mc Cabe, et al., 1999).

Ekstraksi cairan merupakan metode pemisahan yang paling baik dan populer, karena pemisahan ini dapat dilakukan dalam tingkat makro/mikro. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur (Khopkar, 1990).

Ekstraksi cairan-cairan merupakan suatu teknik dalam suatu larutan (biasanya dalam air) dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua (biasanya organik), yang ada dasarnya tidak saling bercampur dan menimbulkan perpindahan satu atau lebih zat terlarut (solut) ke dalam pelarut kedua itu. Pemisahan itu dapat dilakukan dengan mengocok-ngocok larutan dalam sebuah sebuah corong pemisah selama beberapa menit. Teknik ini dapat diterapkan untuk bahan-bahan tingkat runutan ataupun yang dalam jumlah banyak (Shevla, 1985).

Metode pemisahan pada ekstraksi diantaranya (Khopkar, 1990):

1.Ekstraksi bertahap: cara yang paling sederhana, mencampurkan pelarut pengekstraksinya yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan.

2.Ekstraksi kontinyu: perbandingan distribusi relatif kecil sehingga untuk pemisahan yang kuantitatif diperlukan beberapa tahap distribusi.

3.Ekstraksi Counter Current: fase cair pengekstraksi dialirkan dengan arah yang berlawanan dengan larutan yang mengandung zat yang akan diekstraksikan. Biasanya digunakan untuk pemisahan zat, pemurnian ataupun isolasi.

Mekanisme ekstraksi dengan proses distribusi dari zat yang terekstraksi ke fase organik, tergantung pada bermacam faktor, antara lain: kebasaan ligan, faktor stereokimia dan adanya garampada sistem ekstraksi. Kelarutan kompleks logam selainditetapkan oleh perbandingan koefisien distribusinya jugaditentukan oleh perubahan aktivitas zat terlarut pada masing-masing fase (Khopkar, 1990).

Ekstraksi cair selalu terdiri atas dua tahap, yaitu percampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut dan pemisahan kedua fase cair itu sesempurna mungkin.
Pada saat pencampuran terjadi pemindahan massa, yaitu ekstrak meninggalkan pelarut yang pertama (media pembawa) dan masuk ke dalam pelarut kedua (media ekstraksi). Sebagai syarat, ekstraksi ini, bahan ekstraksi dan pelarut tidak saling melarut. Agar terjadi perpindahan massa yang baik, haruslah diusahakan agar terjadi bidang kontak yang seluas mungkin diantara kedua cairan tersebut. Untuk itu salah satu cairan didistribusikan menjadi tetes-tetes kecil (dengan bantuan perkakas pengaduk) (Bernasconi, 1995).

Pada ektraksi berlaku Hukum Distribusi Nernst, yaitu jika suatu zat terlarut ditambahkan ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur, maka zat tersebut akan terdistribusi sedemikian rupa, sehingga saat kesetimbangan perbandingan konsentrasi di kedua pelarut adalah tetap pada suhu yang tetap (Khopkar, 1990)

Kd = C₁/C₂

C1 : Konsentrasi zat dalam fase organik

 C2 : Konsentrasi zat dalam fase air air

               

Daftar Pustaka

Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. PT. Pradaya Paramita. Jakarta.

Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.

McCabe, W.L. Smith, J.C. Hariot, Peter. 1999. Operasi Teknik Kimia. Diterjemahkan oleh  Jasjfi, E. Erlangga. Jakarta

Shevla. 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Penerbit PT Kalman    MediaPustaka. Jakarta