LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA

Nama : Any Kurniawati

Kelompok : 6

NIM : 4301410009

Prodi/Jurusan : Pend. Kimia/Kimia

Dosen : Ir. Sri Wahyuni, M.Si

Tanggal Praktikum : 19 September 2012

Teman kerja : Fitriya Karima

Ahmad Nasrulloh

Fransisca Ditawati N. P.

PERCOBAAN 3

PERSAMAAN ARRHENIUS

DAN

ENERGI AKTIVASI

LAPORAN

PERSAMAAN ARRHENIUS DAN ENERGI AKTIVASI

I. Tujuan Percobaan

a. Mempelajari pengaruh suhu terhadap laju reaksi

b. Menghitung energi aktivasi (Ea) dengan menggunakan persamaan

Arrhenius

II. Dasar Teori

Energi aktivasi merupakan energi minimum yang dibutuhkan oleh suatu reaksi

kimia agar dapat berlangsung. Energi aktivasi memiliki simbol Ea dengan E

menotasikan energi dan a yang ditulis subscribe menotasikan aktivasi. Kata aktivasi

memiliki makna bahwa suatu reaksi kimia membutuhkan tambahan energi untuk dapat

berlangsung.

Dalam reaksi endoterm, energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan dan

sebagainya disuplai dari luar sistem. Pada reaksi eksoterm, yang membebaskan

energi, ternyata juga membutuhkan suplai energi dari luarbuntuk mengaktifkan reaksi

tersebut.

Dalam kinetika, suatu reaksi berlangsung melalui beberapa tahap. Diawali

dengan tumbukan antar partikel reaktan. Setelah reaktan bertumbukan, maka akan

terjadi penyusunan ulang ikatan dalam senyawa reaktan menjadi susunan ikatan yang

berbeda ( membentuk senyawa produk ). (Vogel : 1994)

Pada tahun 1889 Arrhenius mengusulkan sebuah persamaan empirik yang

menggambarkan pengaruh suhu terhadap konstanta laju reaksi. Persamaan yang

diusulkan adalah :

K=A eEaRT

K = konstanta laju reaksi

A = faktor freakuensi

Ea = energi aktivasi

Persamaan tersebut dalam bentuk logaritma dapat ditulis :

ln K=ln A−( EaRT

)

ln K=−EaRx1T

+ ln A

Persamaan tersebut analog dengan persamaaan garis lurus, yang sering

disimbolkan dengan y = mx +c, maka hubungan antara energi aktivasi suhu dan laju

reaksi dapat dianalisis dalam bentuk grafik ln k vs 1/T dengan gradien –(Ea/RT) dan

intersep ln A. (Tim Dosen Kimia Fisik : 2012)

Jika suatu reaksi orde 1 memiliki reaktan dengan konsentrasi awal adalah a,

dan konsentrasi pada waktu t adalah a-x, maka dapat ditulis dalam persamaan :

kt=ln ( aa−x

)

Setelah reaksi berlangsung 1/n bagian dari sempurna, x=a/n dan

k= 1t 1/n

ln( 11−1/n

)

(Atkins : 1999)

Beberapa faktor yang mempengaruhi energi aktivasi adalah sebagai berikut :

1. Suhu

Fraksi molekul-molekul mampu untuk bereaksi dua kali lipat dengan peningkatan

suhu sebesar 10oC . hal ini menyebabkan laju reaksi berlipat ganda.

2. Faktor frekuensi

Dalam persamaan ini kurang lebih konstan untuk perubahan suhu yang kecil. Perlu

dilihat bagaimana perubahan energi dari fraksi molekul sama atau lebih dari energi

aktivasi

3. Katalis

Katalis akan menyediakan rute agar reaksi berlangsung dengan energi aktivasi yang

lebih rendah. (Castellan : 1982)

III. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Rak tabung reaksi 1 buah

b. Tabung reaksi 4 buah

c. Gelas piala 600 ml 1 buah

d. Pipet ukur 10 ml

e. Stopwatch

2. Bahan

a. Na2S2O8 atau H2O2 0,04 M

b. KI 0,1 M

c. Na2S2O3 0,001 M

d. Larutan amilum 1%

e. Es batu

IV. Cara Kerja

a. Menyiapkan sistem sesuai yang tertera di bawah ini :

- Tabung 1 berisi 5 ml H2O2 dan 5 ml air

- Tabung 2 berisi 10 ml KI, 1 ml Na2S2O3 dan 1 ml amilum

b. Kedua tabung reaksi diletakkan dalam gelas piala 600 ml yang berisi air

sesuai dengan suhu pengamatan, sampai masing-masing tabung 1 dan

tabung 2 suhunya sama sesuai dengan suhu pengamatan, untuk suhu

pengamatan 0o-20oC dilakukan dengan bantuan es.

V. Hasil Percobaan dan Pembahasan

No. Rerata suhu1/T

(sumbu x)waktu K

Ln K

(sumbu y)

1. 14,5oC 0,00348 96,06 sekon 1,0398 .10−3 -4,8051

2. 17,5oC 0,00344 54,53 sekon 1,8318 x10−3 -5,0063

3. 21oC 0,00340 32,98 sekon 3,0288 x10−3 -5,7995

4. 23,5oC 0,00337 14,92 sekon 6,6950 x10−3 -6,3024

5. 27,5oC 0,00332 12,20 sekon 8,1877 x 10−3 -6,8687

0.00348 0.00344 0.0034 0.00337 0.00332

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

-4.8051 -5.0063

-5.7995-6.3024

-6.8687

f(x) = − 0.54233 x − 4.12941R² = 0.978837802406318

ln K vs 1/T

ln K vs 1/TLinear (ln K vs 1/T)Linear (ln K vs 1/T)Linear (ln K vs 1/T)

1/T

ln K

1. Perhitungan Ea

Dari kurva diperoleh persamaan y = -0,542x - 4,129 ( y = mx + b )

m = -0,542

ln K=−EaRx1T

+ ln A

Maka m = - Ea/R

Ea = - ( m x R ) = - (-0,542 x 8,314) = 4,506188 J/mol

B = intercept = ln A = - 4,129

A = 0,016099

Pada percobaan ini, energi aktivasi ditentukan nilainya dengan mengolah data

dari grafik hubungan ln K dan 1/T berdasarkan persamaan Arrhenius. Untuk

mendapatkan data- data yang akan diolah dalam grafik, praktikan melakukan

percobaan berulang dengan mengukur ln K reaksi dari temperatur yang bervariasi

Reaksi yang diukur adalah reaksi hidrogen peroksida dengan ion iodida. Dalam hal ini,

hidrogen peroksida dicampurkan bersamaan dengan iodide, ion tiosulfat dan amilum.

Penambahan larutan H2O2 berfungsi sebagai oksidator, yaitu mengubah I-

menjadi I2. I- kemudian berikatan dengan Na2S2O3 yang berfungsi sebagai reduktor, I2

berubah kembali menjadi I- yang selanjutnya berikatan dengan larutan kanji. Ion iodida

dan hidrogen peroksida akan bereaksi membentuk gas I2, gas tersebut akan bereaksi

kembali dengan ion tiosulfat membentuk kembali ion iodida. Namun, dalam reaksi ini,

tidak akan ada yodium yang dibebaskan sampai semua ion tiosulfat habis bereaksi.

Dengan tambahan amilum, ion iodida yang terbentuk kembali akan bereaksi dengan

amilum dan menghasilkan warna biru pada larutan. Amilum yang digunakan haruslah

amilum yang baru dibuat, karena amilum yang telah lama dibuat memiliki kemungkinan

perubahan struktur karena pengaruh luar. Oleh karena itu, sesaat setelah larutan

amilum dibuat sebaiknya larutan dipanaskan terlebih dahulu sebelum digunakan.

Perubahan warna yang terjadi akan semakin cepat apabila reaksi berlangsung

pada temperatur yang lebih tinggi. Pada temperatur yang lebih tinggi, ion-ion pereaksi

akan memiliki energi kinetik yang lebih besar. Berdasarkan teori tumbukan, energi

kinetik yang lebih besar akan membuat tumbukan antar partikel akan menjadi lebih

sering, sehingga reaksi akan lebih cepat berlangsung.

Disini terlihat adanya penambahan energi kinetik partikel yang dilakukan

dengan menaikkan temperatur reaksi, inilah energi yang diberikan dari luar sistem

untuk mencapai kondisi transisi seperti yang dijelaskan teori. Energi tersebut akan

diukur besarnya ( energi aktivasi ).

Selain untuk menunjukkan kebergantungan laju reaksi terhadap temperatur,

percobaan ini juga dilakukan untuk menentukan energi aktivasi (Ea) yang dibutuhkan

untuk reaksi dengan persamaan Arrhenius serta semakin tinggi suhu maka waktu yang

diperlukan untuk bereksi semakin cepat. Pada percobaan yang dilakukan, didapatkan

nila Ea sebesar 4,506188 J/mol dan nilai ln A yaitu - 4,129. Dan nilai A = 0,016099.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

2H2O2 2H2O + O2

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6

2-

2H2O2 + 2I- + S4O62- I2 + 2H2S2O3 + 2O2

VI. Simpulan dan Saran

- Simpulan

1. Berdasarkan data percobaan, diperoleh grafik yang linier sehingga percobaan

yang kami lakukan sesuai dengan persamaan Arrhenius.

2. Energi aktivasi dari percobaan ini adalah 4,506188 J/mol dan nilai ln A yaitu -

4,129 , nilai A = 0,016099

3. Temperatur berpengaruh pada laju reaksi, jika suhu semakin tinggi maka laju

reaksi akan semakin cepat. Hal ini dibuktikan dengan dihasilkannya harga k

yang lebih besar pada suhu yang lebih tinggi.

- Saran

Sebaiknya praktikan benar-benar mendalami materi praktikum sehingga dapat

melaksanakan praktikum dengan baik dan dapat memahami proses dan hasil yang

diperoleh.

VII. Daftar Pustaka

Atkins PW. 1999. Kimia Fisika. “Ed ke-2 Kartahadiprodjo Irma I,

penerjemah;Indarto Purnomo Wahyu, editor. Jakarta : Erlangga.

Terjemahan dari : Physichal Chemistry.

Castellan GW. 1982. Physichal Chemistry. Third Edition. New York : General

Graphic Services.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2011. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisik. Semarang :

Jurusan Kimia FMIPA UNNES

Vogel. 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta : Penerbit Buku

Kedokteran (EGC).

Semarang, 25 September 2012

Mengetahui,

Dosen Pengampu Praktikan

Ir. Sri Wahyuni, M.Si Any Kurniawati

NIM. 4301410009

Lampiran

Jawaban Pertanyaan

Alasan yang mungkin menyebabkan terjadinya penyimpangan jika suhu diatas

40oC adalah jika suhunya lebih dari 40oC maka larutan amilum akan rusak atau rusak

sebagian , sehingga ion iodida yang terbentuk dari perubahan yodium tidak dapat

terdeteksi dengan baik.

Data Pengamatan

No.

Suhu awal Suhu

akhir

campuran

Rata-rata

suhuWaktu reaksiTabung

1

Tabung

2Campuran

1. 15oC 15oC 15oC 14oC 14,5oC 96,06 sekon

2. 18oC 18oC 18oC 17oC 17,5oC 54,53 sekon

3. 21oC 21oC 21oC 21oC 21oC 32,98 sekon

4. 24oC 24oC 24oC 23oC 23,5oC 14,92 sekon

5. 27oC 27oC 27oC 27oC 27,5oC 12,20 sekon

Perhitungan

mgrek H2O2 = M . V . val

= 0,04 x 5 x 2 = 0,4 mgrek

mgrek KI = M . V . val

= 0,1 x 10 x 1 = 1 mgrek

mgrek Na2S2O3 = M . V . val

= 0,001 x 1 x 1 = 0,001 mgrek (pereaksi pembatas)

Mgrek H2O2 yang bereaksi = mgrek Na2S2O3

[H 2O2 ]awal=M xmlV total

=0,04 x 522

=0,0091

[H 2O2 ]bereaksi= 0,042 x22

=9,09 x10−4M

1. Menghitung nilai k

k=[H 2O2 ] bereaksi[H 2O2 ] awal x t

a. t = 96,06 dt

k= 9,09 x 10−4

0,0091x 96,06=1,0398 .10−3

b. t = 54,53 dt

k= 9,09 x10−4

0,0091x 54,53=1,8318 x10−3

c. t = 32,98 dt

k= 9,09 x10−4

0,0091x 32,98=3,0288 x10−3

d. t = 14,92 dt

k= 9,09 x10−4

0,0091x 14,92=6,6950x 10−3

e. t = 12,20 dt

k= 9,09 x10−4

0,0091x 12,20=8,1877 x10−3

2. Menghitung nilai 1/T

a. T = 14,5oC

1T

= 114,5+273

=0,00348

b. T = 17,5oC

1T

= 117,5+273

=0,00344

c. T = 21oC

1T

= 121,5+273

=0,00340

d. T = 23,5oC

1T

= 123,5+273

=0,00337

e. T = 27,5oC

1T

= 127,5+273

=0,00332