Konstanta laju reaksi

Dalam kinetika kimia suatu konstanta laju reaksi atau koefisien laju reaksi, k, mengukur (mengkuantifikasi) laju dari suatu reaksi kimia.

Bagi suatu reaksi antara reaktan A dan B untuk menghasilkan produk C
a A + b B → c C

laju reaksinya terkadang memiliki persamaan:

Di sini k(T) merupakan konstanta laju reaksi yang bergantung pada suhu. [A] dan [B] merupakan konsentrasi molar zat A dan B dalam mol per satuan volume larutan, dengan asumsi bahwa reaksi berlangsung pada sejumlah volume larutan tersebut. (Untuk reaksi yang berlangsung pada suatu batasan maka digunakan mol A atau B per satuan luas).

Eksponen m dan n disebut sebagai orde parsial dari reaksi dan tidak secara umum sama dengan koefisien stoikiometri a dan b. Namun, orde tersebut bergantung pada mekanisme reaksi dan ditentukan secara eksperimen.

Ketergantungan terhadap suhu 
Persamaan Arrhenius memberikan dasar kuantitatif dari hubungan antara energi aktivasi dan laju reaksi di mana reaksi berlangsung. Konstanta laju kemudian diberikan oleh

dan laju reaksinya oleh

di mana Ea adalah energi aktivasi, dan R adalah konstanta gas. Karena pada suhu T molekul memiliki energi menurut distribusi Boltzmann, dapat diduga bahwa proporsi tumbukan dengan energi lebih besar dari Ea bervariasi dengan e<sup>. A merupakan faktor pra-eksponensial, atau faktor frekuensi (tidak terbingungkan dengan reaktan A).

Satuan 
Satuan konstanta laju bergantung pada orde reaksi global:
Jika konsentrasi diukur dalam satuan mol·L−1 (terkadang disingkat M), maka
 Untuk orde (m + n), konstanta lajunya memiliki satuan mol1−(m+n)·L(m+n)−1·s−1
 Untuk orde nol, konstanta lajunya memiliki satuan mol·L−1·s−1 (atau M·s−1)
 Untuk orde satu, konstanta lajunya memiliki satuan s−1
 Untuk orde dua, konstanta lajunya memiliki satuan L·mol−1·s−1 (atau M−1·s−1)
 Dan untuk orde tiga, konstanta lajunya memiliki satuan L2·mol−2·s−1 (atau M−2·s−1)

Kalkulasi konstanta laju 
Konstanta laju dapat dihitung untuk reaksi elementer dengan simulasi dinamika molekul.
Salah satu pendekatan yang mungkin dilakukan adalah menghitung waktu tinggal rata-rata molekul dalam keadaan reaktan. Meskipun ini layak untuk sistem kecil dengan masa tinggal singkat, pendekatan ini tidak banyak diterapkan karena reaksi sering kali merupakan kejadian langka pada skala molekuler.
Salah satu pendekatan sederhana untuk mengatasi masalah ini adalah Divided Saddle Theory. Metode lainnya seperti prosedur Bennett Chandler, dan Milestoning dikembangkan untuk kalkulasi konstanta laju.

Plasma dan gas 
Perhitungan konstanta laju proses pembentukan dan relaksasi partikel yang tereksitasi secara elektronik dan vibrasi sangatlah penting. Hal ini digunakan, misalnya, dalam simulasi komputer pada proses di dalam kimia plasma atau mikroelektronika. Model berbasis prinsip pertama harus digunakan untuk perhitungan tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan bantuan perangkat lunak simulasi komputer.

Lihat pula 

 Laju reaksi
 Konstanta kesetimbangan

Referensi 

Kinetika kimia