15. Reaksi akan berlangsung 3 kali lebih cepat dari semula tiap kenaikan 20 °C. Jika pada temperatur 30 °C suatu reaksi berlangsung 3 menit maka pada temperatur 70 °C reaksi akan berlangsung selama .... A. 1 menit B. menit C. 1 menit D. 4 menit E. 12 menit 

Pada soal dinyatakan kalau reaksi akan berlangsung 3x lebih cepat tiap kenaikan suhu \(20^0 C\), lalu kita diminta untuk menentukan waktu yang diperlukan rekasi pada suhu \(70^0 C\) jika pada suhu \(30^0 C\) reaksinya butuh waktu 3 menit, karenanya kita akan gunakan konsep membandingkan laju reaksi.

Identifikasi Konsep

Pernahkah kamu melarutkan gula pasir dalam air dingin dan air panas? Manakah yang lebih cepat? Umumnya dalam air panas, gula pasir akan lebih cepat larut dibandingkan dalam air dingin. Nah, dari sini kita jadi tahu cara yang lebih efektif untuk melarutkan gula. Hal yang sama juga terjadi pada reaksi kimia lho. Reaksi kimia ada yang berlangsung cepat dan ada yang lambat. Biasanya kecepatan reaksi kimia itu dikenal dengan istilah laju reaksi. Jadi, apa itu laju reaksi?

Laju reaksi bisa diartikan sebagai perubahan konsentrasi suatu zat tiap satuan waktu. Tentunya kita sudah tahu ya bahwa dalam reaksi kimia ada yang disebut sebagai pereaksi (zat-zat yang bereaksi) di sebelah kiri panah dan ada produk (zat-zat hasil reaksi) di sebelah kanan panah. Nah, jadi kalau laju reaksi ditinjau dari pereaksi, dapat dikatakan sebagai berkurangnya konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu karena semakin lama zat-zat pereaksi terus bereaksi sehingga jumlahnya akan berkurang. Begitu juga sebaliknya, kalau kita mengartikan laju reaksi dari produk maka bisa dikatakan sebagai bertambahnya konsentrasi produk tiap satuan waktu. Hal ini tentunya karena semakin lama zat-zat yang bereaksi akan berubah menjadi produk. Supaya lebih praktis, laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

\(v=\frac{∆M}{∆t}\) 
dimana
\(v\approx\frac{1}{t}\)

dengan:
v = laju reaksi (M/s)
∆M = perubahan konsentrasi (M)
∆t = perubahan waktu (s)

Pada umumnya, semakin tinggi suhu maka laju reaksi akan semakin cepat. Semakin tinggi suhu yang digunakan dalam reaksi, maka energi kinetik dari partikel-partikel pereaksi akan semakin besar. Akibatnya, kemungkinan tumbukan efektif antarpartikel pereaksi akan semakin banyak, sehingga laju reaksi menjadi lebih cepat. Nah, pengaruh suhu ini bisa diukur secara matematis jika kita ingin membandingkan laju reaksi pada berbagai suhu tertentu.  Pada reaksi, jika diketahui setiap kenaikan suhu sebesar \(x^0 C\) mengakibatkan laju reaksi naik sebesar ∆v maka:

\(v_2=∆v^{\left(\frac{T2-T1}{x}\right)}\times v_1\)

dengan :
∆v = kenaikan laju reaksi
x = kenaikan suhu 
\(v_2\) = laju reaksi akhir
T1 = suhu awal
T2= suhu akhir
\(v_1\) = laju reaksi awal


Pada soal diberikan data:
\(t_1\) = 3 menit
T1 = \(30^0 C\)
T2 = \(70^0 C\)
∆v = 3x lebih cepat
\(t_2\) = ?

untuk menjawab soal ini kita perlu memahami bahwa laju reaksi berbanding terbalik dengan waktu reaksi, kita bisa menggunakan persamaan hubungan suhu dengan laju reaksi untuk menyelesaikan soalnya:

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-76/LessonId-52/ModuleId-2/QuestionCode-21GZJQSO9E1/waktu reaksi.png" />

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa pada suhu \(70^0 C\) reaksi akan berlangsung selama 1/3 menit. Jadi, jawaban yang benar adalah <b>A</b>.