53955374 energi aktivasi reaksi proksidisulfat dan ion iod
Post on 30-Dec-2014
168 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ENERGI AKTIVASI REAKSI PROKSIDISULFAT DAN ION IOD
A. Tujuan Percobaan
1. Mempelajari kebergantungan laju reaksi pada suhu
2. Menentukan energy aktivasi (Ea) reaksi antara peroksidisulfat dan ion
A. Pendahuluan
Mudah bagi kita untuk mengamati mengapa reaksi-reaksi endoterm membutuhkan energy
untuk bereaksi. Dalam reaksi endoterm, energy yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan dan
sebagainya disuplai dari luar system. Pada reaksi eksoterm yang membebaskan energy, ternyata
juga membutuhkan suplai energy dari luar untuk mengaktifkan reaksi tersebut.
Di suatu tingkatan yang molekular, ikatan-ikatan harus terputus sebelum reaksi itu dapat
berproses terlalu jauh untuk menghasilkan produk. Berarti ketika molekul-molekul komponen
reaktan datang berkumpul, tubrukan harus mempunyai tenaga cukup untuk memulai pemutusan
ikatan agat suatu reaksi terjadi. Tidak semua tubrukan-tubrukan akan memiliki jumlah dari ini
energi tubrukan-tubrukan, sehingga tidak mempunyai energy yang cukup untuk bereaksi dan
menghasilkan produk. Hanya tubrukan-tubrukan dengan tenaga yang cukup bereaksi untuk dapat
menghasilkan produk. Tenaga dari perubahan sistem seperti(ketika komponen reaktan mendekati
satu sama lain. Jumlah yang genting dari tenaga untuk membuat proses reaksi disebut Aktivasi
Energi.
B. Dasar Teori
Kecepatan suatu reaksi dipengaruhi oleh beberapa factor sekaligus dan ada kalanya
factor-faktor ini saling mempengaruhi satu sama lain. Beberapa factor yang mempengauhi
kecepatan reaksi adalah:
1. Sifat alami suatu reaksi.
Beberapa reaksi memang secara alami lambat atau lebih cepat dibandingkan yang lain.
Jumlah spesies yang ikut bereaksi serta keadaan fisik reaktan, ataupun kekompleksan jalanya
(mekanisme reaksi) dan factor lain sangat menentukan kecepatan laju reaksi.
2. Konsentrasi reaktan.
Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka
dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi
konsentrasi maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia denngan demikian
kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat.
3. Tekanan.
Reaksi yang melibatkan gas, kecepatan reaksinya berbanding lurus dengan kenaikan
tekanan dimana factor tekanan ini ekuivalen dengan konsentrasi gas.
4. Orde reaksi.
Orde reaksi menentukan seberapa besar konsentrasi reaktan berpengaruh pada
kecepatan reaksi.
5. Temperatur.
Temperature berhubungan dengan energi kinetik yang dimiliki molekul-molekul
reaktan dalam kecenderungannya bertumbukan. Kenaikan suhu umumnya menyediakan
energi yang cukup bagi molekul reaktan untuk meningkatkan tumbukan antar molekul. Akan
tetapi tidak semua reaksi dipengaruhi oleh temperature, terdapat reaksi yang independent
terhadap temperature yaitu reaksi akan berjalan melambat saat temperature di naikkan seperti
reaksi yang melibatkan radikal bebas.
6. Pelarut.
Sifat pelarut baik terhadap reaktan, hasil intermediate, dan produknya mempengaruhi
laju reaksi. Seperti sifat solvasi pelarut terhadap ion dalam pelarut dan kekuatan interaksi ion
dan pelarut dalam pembentukan counter ion.
7. Radiasi elektromagnetik dan Intensitas Cahaya.
Molekul-molekul reaktan dapat menyerap kedua bentuk energi ini sehingga mereka
terpenuhi atau meningkatkan energinya sehingga meningkatkan terjadinya tumbukan antar
molekul.
8. Katalis.
Adanya katalis dalam suatu sitem reaksi akan meningkatkan kecepatan reaksi
disebabkan katalis menurunkan energi aktifasi. Dengan penurunan energi aktifasi ini maka
energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya tumbukkan semakin berkurang sehingga
mempercepat terjadinya reaksi.
9. Pengadukan.
Proses pengadukan mempengaruhi kecepatan reaksi yang melibatkan sistem
heterogen.
Reaksi yang hanya melibatkan satu partikel mekanismenya sederhana dan kita tidak perlu
memikirkan tentang orientasi dari tumbukan. Reaksi yang melibatkan tumbukan antara dua atau
lebih partikel akan membuat mekanisme reaksi menjadi lebih rumit. Keadaan yang melibatkan
dua partikel dapat bereaksi jika mereka melakukan kontak satu dengan yang lain. Mereka
pertama harus bertumbukan, dan lalu memungkinkan terjadinya reaksi. Kedua partikel tersebut
harus bertumbukan dengan mekanisme yang tepat, dan mereka harus bertumbukan dengan energi
yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan.
Walaupun partikel-partikel itu berorientasi dengan baik, tidak akan mendapatkan reaksi
jika partikel-partikel tersebut tidak dapat bertumbukan melampui energi minimum yang disebut
dengan aktivasi energi reaksi. Aktivasi energi adalah energi minimum yang diperlukan untuk
melangsungkan terjadinya suatu reaksi.
Jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang lebih rendah dari energi aktivasi, tidak
akan terjadi reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula. Hanya tumbukan yang memiliki
energi sama atau lebih besar dari aktivasi energi yang dapat menghasilkan terjadinya reaksi.
Ketika tumbukan-tumbukan tersebut relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses
penceraian ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi.
Pada tahun 1889 Arhenius mengusulkan sebuah persamaan empiris yang
menggambarkan Pengaruh temperatur pada laju reaksi. Persamaan tersebut adalah:
K = AeEa/RT
K: konstanta laju reaksi, A: factor frekuensi, dan Ea: enenrgi aktivasi. Persamaan tersebut dalam
bentuk logaritma dapat ditulis:
Persamaan tersebut analog dengan persamaan garis lurus yang sering disimbolkan dengan y=mx
+ c. Maka hubungan energy aktivasi suhu dan laju reaksi dapat dianalisis dalam bentuk grafik
lnk vs 1/T dengan gradient –(Ea/R) dan intersep ln A.
Jika suatu reaksi memiliki reaktan dengan konsentrasi awal adalah a, dan konsentrasi
waku t adalah a-x, maka dapat ditulis persamaan:
Setelah reaksi berlangsung 1/n bagian dari sempurna, x = a/n dan
Pengaruh temperature pada laju reaksi dinyatakan dalam persamaan Arrhenius:
k = 1/t(1/n) ln (1/(1-1/n))
ln k = ln 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))
ln A – E/RT = ln 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))
ln A – E/RT = ln 1 - ln t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))
ln t(1/n) = E/RT - ln A + ln ln (1/(1-1/n))
ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A + ln ln (1/(1-1/n))
Waktu untuk berlangsungnyareaksi 1/n bagian. Dapat diamati untuk konsentrasi-konsentrasi
reaktan yang sama. Pada variasi temperatur T dan grafik ln t(1/n) versus 1/T memberikan garis
lurus dengan gradient Ea/R.
A. Alat dan Bahan
1.
2. Alat
a. Tabung reaksi
b. Gelas piala 500 mL
c. Gelas piala 150 mL
d. Termometer
e. Stopwatch
f. Pipet ukur 1 mL
g. Pipet ukur 5 mL
h. Baskom es
i. Bola hisap
1. Bahan-bahan
a. Larutan KI 0,1 M
b. Larutan Na2S2O3 0,001 M
c. Larutan K2S2O8 0,04 M
d. Amilum
e. Akuades
f. Es batu
A. Cara Kerja
Dicatat waktu hingga larutan menjadi ungu
Diulangi pada suhu 10, 15, 20, 25, 30oC
Tabung 1Didiamkan sebentarTabung reaksi 10,5 mL Na
2S
2O
3
0,001M
2 mL amilum5 mL KI 0,1 M
Gelas piala 500mL + es (5oC)
Tabung reaksi 23 mL K2S
2O
8 0,04M3 mL
akuadesGelas piala 500mL
+ es (5oC)Didiamkan sebentarTabung 2
B. Pembahasan
Percobaan yang berjudul energy aktivasi reaksi peroksidisulfat dan ion iod, mempunyai
tujuan mempelajari kebergantungan laju reaksi terhadap suhu dan menentukan energy aktivasi
reaksi antara peroksidisulfat dengan ion iod. Tujuan pertama dapat dilaksanakan dengan cara
mengamati waktu berlangsungnya reaksi dengan percobaan berulang dari temperature yang
bervariasi pada masing-masing reaktan. Sedangkan energy aktivasi dapat ditentukan dengan
mengolah data dari grafik hubungan ln t vs 1/T, berdsarkan persamaan ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A
+ ln ln (1/(1-1/n)).
Dalam percobaan yang dilakukan, disediakan dua tabung. Tabung pertama yang berisi
Na2S2O3, KI, dan amilum sebagai indicator. Reaksi antara ion Na2S2O3 dengan KI berlagsung
dengan cepat yaitu terbentuknya iod:
S2O82- + 2I- → 2SO4
2-+ I2
Tabung kedua berisi K2S2O8 dan akkuades. Direaksikan natrium tiosulfat dengan kalium
persulfat pada suhu yang telah ditentukan. Terjadi reaksi:
S2O82- + 2S2O3
2- → 2SO42- + S4O6
2-
Kemudian reaksi antara iod dengan tiosianat menghasilkan tetrationat:
2S2O32- + I2 → 2I- + S4O6
2-
Sehingga dapat dikatakan, bahwa penambahan ion tiosulfat dapat menghentikan reaksi setelah
mencapai 1/n bagian agar waktu dapat teramati.
Berlangsungnya reaksi dapat diamati dengan perubahan warna biru pada larutan yang
merupakan indikasi adanya senyawa iod dalam larutan. Warna biru timbul dari reaksi antara iod
dengan amilum yang merupakan indicator. Perubahan warna yang teramati menunjukan semakin
cepat perubahan warna yang terjadi seiring dengan bertambahnya temperature. Hal ini berkaitan
dengan energy kinetic molekul didalam larutan, dimana energy kinetic akan semakin besar
apabila temperature semakin meningkat sehingga tumbukan antar molekul akan lebih sering
terjadi. Temperature membantu agar reaktan mencapai produk dengan cara memberikan energy
agar mencapai energy minimum yang diperlukan untuk bereaksi membentuk produk(energy
aktivasi).
Akan tetapi dalam percobaan kali ini terdapat satu kesalahan, waktu yang diperlukan
pada suhu 200C yaitu 29,88 detik lebih cepat dibandingkan pada suhu 25oC yaitu 40,44 detik.
Seharusnya semakin tinggi temperature semakin cepat reaksi yang terjadi. Hal ini dapat
dikarenakan pada saat mereaksikan natrium tiosulfat dengan kalium persulfat pada suhu 20oC
terjadi lebih cepat daripada pada suhu 25oC, sehingga tumbukan-tumbukan molekulnya juga
lebih besar sehingga mempercepat reaksi. Untuk itu dalam mereaksikan haruslah konstan, agar
tumbukan yang terjadi pada setiap suhu juga konstan. Sehingga asil yang didapatkan juga akan
sesuai dengan teori.
Untuk menentukan energy aktivasi reaksi dibuat grafik hubungan ln t vs 1/T. Grafik
tersebut memberikan garis lurus dengan gradient Ea/R. Sehingga didapatkan Ea sebesar 33,25
KJ. Untuk itu diperlukan energy sebesar 33,25 KJ agar reaksi tersebut dapat berlangsung. Faktor
frekuensi atau tetapan Arrhenius sebesar 450133,73. Dan konstanta laju reaksi untuk reaksi pada
suhu 10, 15, 20, 25, dan 30oC, masing-masing adalah 0,0016; 0,0022; 0,0031; 0,0042; dan
0,0057.
Dari hasil analisis tersebut dapat teramati bahwa adanya hubungan antara faktor
frekuensi, suhu dan konstanta laju reaksi terhadap energi aktivasi pada setiap reaksi. Sesuai
dengan teorinya, faktor frekuensi ini merupakan faktor tumbukan maka semakin besar nilainya,
energi aktivasinya akan semakin kecil, meskipun nilai ini cenderung konstan pada setiap reaksi.
Hubungan yang sangat signifikan dapat dilihat antara suhu dan konstanta laju reaksi
terhadap energi aktivasinya. Semakin besar nilai konstanta laju reaksi maka reaksi yang terjadi
pun semakin cepat, karena nilai ini berbanding lurus dengan laju reaksi. Hal ini berarti semakin
besar nilai kontanta laju reaksi maka semakin besar pula laju reaksinya. Akan tetapi, adanya
kesalahan pada suhu 20oC juga mempengaruhi konstanta laju reaksi pada suhu 20oC. Sehingga
tidak sesuai dengan teori.
C. Kesimpulan
1. Dapat dipelajari kebergantungan laju reaksi pada suhu, bahwa semakin tinggi suhu maka
reaksi yang terjadi semakin cepat.
2. Energi aktivasi (Ea) reaksi antara peroksidisulfat dan ion iod adalah 33,25 KJ
A. Daftar Pustaka
Anonim. 2011. http:\\Hal-hal Yang Mempengaruhi Laju Reaksi _ Belajar Kimia.html
diakses 12 April 2011
Anonim. 2011. http:\Teori Tumbukan _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.html
diakses 12 April 2011
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Petrucci. (1994). Kimia dasar jilid 2. Erlangga. Jakarta
Vogel .(1994). Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
(EGC).
B. Lampiran
1. Grafik
2. Perhitungan
3. Laporan sementara
Yogyakarta,14 April 2011
Asisten, Pratikan,
Ahmad Rifa’i Jazarotun Nisak
GRAFIK
Grafik hubungan ln t vs 1/T
PERHITUNGAN
y = 3,999x – 0,714
y = mx + c
lnt= EaR.1T-ln(A-ln CoC)
1. Penentuan Ea
m= EaR
Ea = m x R
= 3,999 x 8,314 J/K mol
= 33,25 KJ
2. Penentuan A
Mol S2O82- = [ K2S2O8] . volume (liter)
= 0,04 M . 0,003 L
= 0,00012 mol
Mol S2O32- = [ Na2S2O3] . volume (liter)
= 0,001 M . 0,0005 L
= 0,0000005 mol
S2O82- + 2S2O3
2- 2SO42- + S4O6
2-
M 0,00012 0,0000005
B 0,00000025 0,0000005 0,0000005 0,00000025
S 0,00011975 0 0,0000005 0,00000025
Jadi Co = 0,00012 M
C = 0,00011975 M
lnk= -ln(A-lnCoC)
c = -ln(A - ln Co/C)
-0,714 = - ln (A – ln 0,00012 M/0,00011975 M)
-0,714 = - ln A + ln 0,002056
-0,714 = -ln A – 6,18
ln A = -6,18 + 0,714
= -5,466
A = 0,0042
3. Penentuan k
a. 5oC
lnk=lnA-EaRT
lnk=lnA-EaRT
lnk =13,0173-45793,5128,314 . 283
= 13,0173 – 19,4629
= - 6,4456
k = 0,0016
k Pada 15oC
lnk=lnA-EaRT
lnk =13,0173-45793,5128,314 . 288
= 13,0173 – 19,4250
= - 6,1077
k = 0,0022
k Pada 20oC
lnk=lnA-EaRT
lnk =13,0173-45793,5128,314 . 293
= 13,0173 – 18,7986
= - 5,7813
k = 0,0031
k Pada 25oC
lnk=lnA-EaRT
lnk =13,0173-45793,5128,314 . 298
= 13,0173 – 18, 4832
= - 5,4659
k = 0,0042
k Pada 30oC
lnk=lnA-EaRT
lnk =13,0173-45793,5128,314 . 303
= 13,0173 – 18,1782
= -5,1609
k = 0,0057
top related