Laju Reaksi dan Kelarutan Zat

            Laju reaksi merupakan laju penurunan reaktan (pereaksi) atau laju bertambahnya produk (hasil reaksi). Laju reaksi ini juga menggambarkan cepat lambatnya suatu reaksi kimia, sedangkan reaksi kimia merupakan proses mengubah suatu zat (pereaksi) menjadi zat baru yang disebut dengan produk. Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi dari reaktan ataupun produk per satu satuan waktu. Untuk reaksi dengan reaktan A dan B menghasilkan produk C dan D seperti pada rumus persamaan reaksi berikut, seiring waktu jumlah molekul reaktan A dan B akan berkurang dan jumlah molekul produk C dan D akan bertambah,

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Faktor-faktor yang mempengaruhinya antara lain:

1. Konsentrasi Reaktan

Semakin tinggi konsentrasi reaktan, semakin banyak jumlah partikel reaktan yang bertumbukan, sehingga semakin tinggi frekuensi terjadinya tumbukan dan lajunya meningkat. Sebagai contoh, dalam reaksi korosi besi di udara, laju reaksi korosi besi lebih tinggi pada udara yang kelembabannya lebih tinggi (konsentrasi reaktan H2O tinggi)

2. Wujud Fisik Reaktan

Jika reaktan yang bereaksi dalam wujud fisik (fasa) yang sama, semuanya gas atau semuanya cair, maka tumbukan antar partikel didasarkan pada gerak acak termal dari partikel. Jika reaktan yang bereaksi berbeda wujud fisik (fasa), tumbukan yang efektif hanya terjadi pada bagian antarfasa. Jadi, reaksi dengan reaktan-reaktan berbeda fasa dibatasi oleh luas permukaan kontak reaktan. Oleh karena itu, semakin luas permukaan kontak reaktan per unit volum, maka semakin tinggi frekuensi terjadinya tumbukan partikel reaktan dan laju reaksi meningkat. Sebagai contoh, pada reaksi pembakaran kayu, akan lebih mudah dan cepat membakar kayu gelondongan yang telah dipotong menjadi balok-balok kecil dibanding dengan langsung membakar kayu gelondongan tersebut.

3. Temperatur

Semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi energi kinetik dari partikel reaktan, sehingga frekuensi tumbukan dan energi tumbukan meningkat. Oleh karena itu, semakin tinggi temperatur, laju reaksi juga semakin cepat. Sebagai contoh, pada reaksi glowing stick menyala (reaksi chemiluminescence), glowing stick menyala lebih cepat dan terang di dalam air panas dibanding dalam air dingin.

4. Keberadaan Katalis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tanpa terkonsumsi di dalam reaksi tersebut. Katalis menyediakan alternatif jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibanding jalur reaksi tanpa katalis sehingga reaksinya menjadi semakin cepat.

---

Rumus Laju Reaksi

Laju reaksi kimia bukan hanya sebuah teori, namun dapat dirumuskan secara matematis untuk memudahkan pembelajaran. Pada reaksi kimia: A → B, maka laju berubahnya zat A menjadi zat B ditentukan dari jumlah zat A yang bereaksi atau jumlah zat B yang terbentuk per satuan waktu. Pada saat pereaksi (A) berkurang, hasil reaksi (B) akan bertambah. Perhatikan diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada Gambar dibawah

Diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi.

Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi proses pelarutan?

Untuk mengetahui jawabannya, coba kamu lihat penjelasan dibawah ini:

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan suatu zat melarut dalam air. Faktor ini berlaku pada larutan dengan zat terlarut padat dan pelarut  cair.

Faktor- faktor tersebut diantaranya:

• Suhu

Pemanasan pelarut dapat mempercepat larutnya zat terlarut. Pelarut dengan suhu yang lebih tinggi akan lebih cepat melarutkan zat terlarut dibandingkan pelarut dengan suhu lebih rendah.

Ketika pemanasan dilakukan, partikel pada suhu tinggi bergerak lebih cepat dibandingkan pada suhu rendah. Akibatnya, kontak antara zat terlarut dengan zat pelarut menjadi lebih efektif. Hal ini menyebabkan zat terlarut menjadi lebih mudah larut pada suhu tinggi.

Kebanyakan benda padat sulit larut bila suhu pelarutnya rendah. Sebaliknya, benda padat lebih mudah larut bila suhu pelarutnya tinggi. Sifat ini membantu kita ketika membuat minuman. Bila ingin membuat minuman dingin, kita harus melarutkan gula pasir terlebih dahulu kedalam air panas, baru kemudian ditambahkan air dingin.

• Ukuran zat terlarut

Zat terlarut dengan ukuran kecil (serbuk) lebih mudah melarut dibandingkan dengan zat terlarut yang berukuran besar.

Pada zat terlarut berbentuk serbuk, permukaan sentuh antara zat terlarut dengan pelarut semakin banyak. Akibatnya, zat terlarut berbentuk serbuk lebih cepat larut daripada zat telarut berukuran besar.

• Volume pelarut

Voleme pelarut yang besar akan lebih mudah melarutkan zat terlarut.

• Pengadukan

Pengadukan menyebabkan partikel-partikel antara zat terlarut dengan pelarut akan semakin sering untuk bertabrakan. Hal ini menyebabkan proses pelarutan menjadi semakin cepat.

Ukuran partikel, salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Kelarutan didefenisikan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh pada temperatur tertentu, dan secara kualitatif didefenisikan sebagai interaksi spontan dari dua atau lebih zat untuk membentuk dispersi molekuler homogen. Larutan dinyatakan dalam mili liter pelarut yang dapat melarutkan satu gram zat. Misalnya 1 gram asam salisilat akan larut  dalam 500 ml air. Kelarutan dapat pula dinyatakan dalam satuan molalitas, molaritas dan persen.

Dalam istilah farmasi, larutan didefinisikan sebagai sediaan “cair yang mengandung satu atau lebih zat kimia yang dapat larut, biasanya dilarutkan dalam air, yang karena bahan-bahannya, cara peracikan atau penggunaanya, tidak dimasukkan kedalam golongan   produk lainnya”.

Kelarutan suatu bahan dalam suatu pelarut tertentu menunjukkan konsentrasi maksimum larutan yang dapat dibuat dari bahan dan pelarut tersebut. Bila suatu pelarut pada suhu tertentu melarutkan semua zat terlarut sampai batas daya melarutkannya, larutan ini disebut larutan jenuh.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan suatu zat adalah:

1.      pH

2.      Temperatur

3.      Jenis pelarut

4.      Bentuk dan ukuran partikel

5.      Konstanta dielektrik pelarut

6.      Adanya zat-zat lain, misalnya surfaktan pembentuk kompleks ion sejenis dan lain-lain.

            Surfaktan merupakan suatu molekul yang sekaligus memiliki gugus hidrofilik         dan  gugus lipofilik sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan. Aktifitas surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari molekulnya. Molekul surfaktan memiliki bagian polar yang suka akan air (hidrofilik) dan bagian non polar yang suka akan minyak/lemak (lipofilik). Bagian polar molekul surfaktan dapat bermuatan positif, negatif atau netral. Sifat rangkap ini yang menyebabkan surfaktan dapat diadsorbsi pada antar muka udara-air, minyak-air dan zat padat-air, membentuk lapisan tunggal dimana gugus hidrofilik berada pada fase air dan rantai hidrokarbon ke udara, dalam kontak dengan zat padat ataupun terendam dalam fase minyak. Umumnya bagian non polar (lipofilik) adalah merupakan rantai alkil yang panjang, sementara bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil. (Jatmika, 1998)

            Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air, sedangkan gugus lipofilik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Di dalam molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu. Demikian pula sebaliknya, bila gugus non polarnya lebih dominan, maka molekulmolekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu.

            Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Tegangan permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya (Genaro, 1990).

            Tween 80 dapat menurunkan tegangan antarmuka antara obat dan mediumsekaligus membentuk misel sehingga molekul obat akan terbawa oleh misel larut ke dalammedium (Martinet al., 1993). Penggunaan surfaktan pada kadar yang lebih tinggi akan berkumpul membentuk agregat yang disebut misel. Selain itu pada pemakaiannya dengan kadar tinggi sampai Critical Micelle Concentration (CMC) surfaktan diasumsikan mampu berinteraksi kompleks dengan obat tertentu selanjutnya dapat pula mempengaruhi permeabilitas membran tempat absorbsi obat karena surfaktan dan membranmengandung komponen penyusun yang sama (Attwood & Florence, 1985;Sudjaswadi,1991).

Salah satu sifat penting dari surfaktan adalah kemampuan untuk meningkatkankalarutan bahan yang tidak larut atau sedikit larut dalam medium dispersi. Surfaktan pada konsentrasi rendah, menurunkan tegangan permukaan dan menaikkan laju kelarutan obat(Martinet al., 1993). Sedangkan pada kadar yang lebih tinggi surfaktan akan berkumpul membentuk agregat yang disebut misel (Shargelet al.,1999)

            Klasifikasi surfaktan berdasarkan muatannya dibagi menjadi empat golongan yaitu:

7.      Surfaktan anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion. Contohnya adalah garam alkana sulfonat, garam olefin sulfonat, garam sulfonat asam lemak rantai panjang.

8.      Surfaktan kationik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation. Contohnya garam alkil trimethil ammonium, garam dialkil-dimethil ammonium dan garam alkil dimethil benzil ammonium.

9.       Surfaktan nonionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan. Contohnya ester gliserin asam lemak, ester sorbitan asam lemak, ester sukrosa asam lemak, polietilena alkil amina, glukamina, alkil poliglukosida, mono alkanol amina, dialkanol amina dan alkil amina oksida.

10.  Surfaktan amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif. Contohnya surfaktan yang mengandung asam amino, betain, fosfobetain.

Dari uraian diatas muncul permasalahan,  jika dalam penambahan surfaktan terlalu banyak apa yang akan terjadi, apakah akan tetap larut atau seperti apa ?