bundelan obj7 kk

Praktikum Kinetika dan Katalisis Tahun Akademik 2011/2012

KINETIKA REAKSI ION PERSULFAT DENGAN ION IODIDAI. TUJUAN Menentukan kecepatan reaksi antara ion persulfat dan ion iodida dan menentukan energi aktivasi reaksi tersebut. II. TEORI Dalam ilmu kimia kita tentu sering mendengar istilah laju reaksi. dalam penerapannya, jika laju reaksi tersebut sebanding dengan konsentrasi dua reaktan A dan B maka : v = k [A][B] koefisien k disebut konstanta laju reaksi, yang tidak bergantung pada konsentrasi (tetapi bergantung pada temperatur). Lain halnya dengan orde dari suatu reaksi kimia, orde reaksi nilainya ditentukan secara percobaan dan tidak dapat diturunkan secara teori, walaupun stokiometrinya telah diketahui.[1] Besar kecilnya nilai laju dari suatu reaksi kimia dapat ditentukan dalam beberapa faktor, antara lain : 1. sifat pereaksi Dalam sifat pereaksinya, ada yang reaktif dan ada yang kurang reaktif, misalnya bensin lebih cepat terbakar daripada minyak tanah 2. suhu Setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Dengan frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadinya tumbukan efektif yang mampu menghasilkan reaksi juga semakin besar. Suhu atau temperatur ternyata juga memperbesar energi potensial suatu zat. Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini terjadi karena zat-zat tersebut tidak mampu melampaui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial, sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan reaksi.

Kinetika Reaksi Ion Persulfat Dengan Ion Iodida


3. katalis Dalam katalis, laju reaksi dapat dipercepat dengan menambah zat yang disebut katalis. Katalis sangat diperlukan dalam reaksi organik, termasuk dalam organisme. Katalis adalah suatu zat yang berfungsi mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Fungsi katalis adalah menurunkan energi aktivasi, sehingga jika ke dalam suatu reaksi ditambahkan katalis, maka reaksi akan lebih mudah terjadi. Hal ini disebabkan karena zat-zat yang bereaksi akan lebih mudah melampaui energi aktivasi. 4. konsentrasi pereaksi. Sedangkan pada konsentrasi pereaksi, dua molekul yang akan bereaksi harus bertabrakan langsung. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, berarti

kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan sehingga akan mempercepat reaksi. 5. luas permukaan salah satu syarat dari suatu reaksi dapat berlangsung adalah harus bercampur atau bersentuhan. Pada campuran reaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran. Bidang batas campuran inilah yang dimaksud dengan bidang sentuh. Dengan memperbesar luas bidang sentuh, reaksi akan berlangsung lebih cepat.[2] Dalam percobaan ini volume tiosulfat yang dititrasikan sebesar b adalah jumlah peroksida yang bereaksi selama t detik, maka konsentrasi peroksida setelah t detik adalah sebesar (a-b). Jika a adalah banyaknya tiosulfat yang setara dengan peroksida saat to atau mula-mula. Dengan membuat grafik ln (a-b) terhadap t maka akan didapatkan k sebagai slope sehingga harga k dapat ditentukan. Dengan persamaan sebagai berikut: ln (a b) = -kt + ln a [1] Kecepatan reaksi sangat bergantung pada ion peroksida, kalium iodida dan asamnya. Reaksi hidrogen peroksida dengan kalium iodida dalam suasana asam dan dengan adanya natrium tiosulfat, maka peroksida akan membebaskan iodium yang berasal dari kalium iodida yang telah diasamkan dengan asam sulfat. Bila reaksi ini merupakan reaksi irreversibel (karena adanya natrium tiosulfat yang akan merubah iodium bebas menjadi asam iodida kembali) kecepatan reaksi



yang terjadi besarnya seperti pada reaksi pembentukannya, sampai konsentrasi terakhir tak berubah.[3] Pada larutan yang mempunyai keasaman tinggi atau kadar iodida yang tinggi akan didapatkan kecepatan reaksi yang lebih besar. Untuk menghitung kecepatan reaksi, yang dapat dihitung adalah penjabaran kecepatan reaksi yang memerlukan besarnya konstanta kecepatan reaksi. Hukum laju orde pertama untuk konsumsi reaktan adalah.[2] Reaksi antara ion persulfat dengan ion iodida dalam larutan encer yaitu : S2O82- + 2 I2 SO42- + I2

Laju reaksi diukur pada suhu kamar. Dalam reaksi ini, kecepatan pembentukan I2 akan tergantung pada konsentrasi reaktan. Apabila percobaan dilakukan pada konsentrasi iodida konstan maka kecepatan reaksi tentu hanya akan ditentukan oleh konsentrasi ion persulfat (ingat percobaan menunjukkan bahwa laju reaksi adalah berorde satu untuk ion persulfat). Untuk mengamati jalannya reaksi I2 yang terbentuk ditangkap oleh tiosulfat yang ada. Namun seiring dengan berjalannya reaksi maka pada akhirnya I2 terbentuk akan berlebih.[4] Saat dimana I2 yang terbentuk mulai berlebih dapat diketahui dengan timbulnya warna biru pada larutan karena adanya indikator kanji. Selanjutnya dengan melakukan percobaan pada berbagai temperatur maka energi aktifasi dari reaksi juga dapat dihitung. Reaksi orde satu pada temperatur tetap dinyatakan sebagai berikut: atau dimana : l = konsentrasi persulfat mula-mula. f = konsentrasi tiosulfat mula-mula x . t = waktu sampai terjadinya warna biru . [4] Dengan membuat variasi konsentrasi persulfat maka dibuat grafik : ln l/(l-f) versus t dan dengan demikian akan dapat ditentukan harga k dari nilai slopenya. Temperatur akan merubah harga k. Dengan menggunakan persamaan Archenius :

ln K = ln A E/RT



dimana : E = energi aktifasi (cal/mole) R = 1,977 cal/mole, tetapan gas murni T = temperatur dalam kelvin A = tetapan yang tidak berubah pada suhu kecil (faktor preeksponensial). Dengan membuat grafik ln K versus l/T didapatkan harga E dari slope, dan ln A sebagai intersepnya terhadap sumbu (ordinat) ln K.[4]



III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1. ALAT DAN BAHAN A. Alat dan fungsi 1. Buret : sebagai wadah larutan standar 2. Pipet 20 mL : untuk memipet 20 mL larutan 3. Pipet l0 mL : untuk memipet 10 mL larutan 4. Corong : untuk mencegah larutan tumpah saat dipindahkan dari gelas piala ke buret 5. Termometer : untuk mengukur suhu larutan 6. Gelas pengaduk : wadah untuk mengaduk larutan 7. Stopwatch : untuk mencatat waktu B. Bahan dan fungsi 1. KI 0,5 N : sebagai sumber ion iodida 2. K2S2O8 0,02 N : sebagai oksidator iodida 3. Na2S2O3 0,0l N : sebagai reduktor iodida 4. Kanji : sebagai indikator 5. Aquadest : sebagai pelarut



3.2. CARA KERJA 1. Siapkan 3 buah buret yang masing-masing diisi larutan 0,02 N K2S2O8 : 0,0l N Na2S2O3 dan KI 0,5 N. 2. Ambil 20 mL larutan KI masukkan kedalam erlenmeyer (A) kemudian pada erlenmeyer lain (B) masukkan K2S2O8 0,0l N dan beberapa tetes kanji. 3. Biarkan kedua erlenmeyer pada suhu kamar, sambil diaduk agar cepat tercapai kesetimbangan termal, catat suhunya. Kemudian tambahkan erlenmeyer A kedalam erlenmeyer B secepat mungkin dan pada saat itu tekan stopwatch dan catat waktu sampai timbul warna biru. 4. Variasi konsentrasi yang diambil adalah konsentrasi dari persulfat dengan catatan bahwa perbandingan persulfat dan tiosulfat tidak tetap (berubahubah). Dengan catatan jumlah volume larutan tetap 50 mL ditambahkan dengan H2O. Contoh : percobaan 1 2 3 4 5 5. 6. KI (mL) 20 20 20 20 20 Persulfat (mL) 20 16 12 8 4 Tiosulfat (mL) 10 10 10 10 10 Air (mL) 0 4 8 12 16 waktu

Buat grafik ln l / l f Vs waktu untuk menentukan harga K. Hitung kecepatan reaksi dengan rumus :

7. 8.

Dengan cara yang sama tentukan V2. Dari hasil pengukuran tersebut hitung nilai konstanta kecepatan reaksi maupun nilai order dengan rumus : V = k [persulfat]n

9.

Dengan mengalurkan log V terhadap log [persulfat] maka akan diperoleh grafik linear. Kemiringan kurva akan sama dengan orde reaksi (orde parsial persulfat).



10. Nilai K juga dapat ditentukan dari nilai log K (dari intersep kurva dengan ordinat). 11. Untuk menentukan energi aktivasi, maka temperatur percobaan divariasikan dengan memakai termostat. Mulai dari temperatur kamar dan kemudian 30, 35, 40 dan 50 oC. 12. Buat grafik log k Vs l/T



3.3. SKEMA KERJALarutan KI 0,5 N - Masukkan dalam buret l - Masukkan 20 mL kedalam 5 erlenmeyer - Masukkan dalam buret 2 dan 3 - Masukkan dalam erlenmeyer dengan variasi volume tiosulfat Larutan K2S2O8 0,02 N dan larutan Na2S2O3 0,0l N

kalium persulfat :

= 20:5 ; 16:5 ; 12:5 ; 8:5 dan 4:5 Larutan A - Tambah H2O ke masingmasing erlenmeyer dengan volume 0, 4, 8, 12 dan 16 mL - Aduk sampai homogen Larutan B - Tambah larutan kanji

campuran - Aduk kencang - Hidupkan stopwatch bersamaan dengan pencampuran larutan - Hentikan stopwatch saat larutan

berubah warna menjadi biru Lakukan hal yang sama pada suhu 37 oC



3.4. SKEMA ALAT

3

2 5

1

4

4 7

7

6

Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Standar Klem Buret Erlenmeyer Termometer Hotplate Larutan



IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. DATA DAN PERHITUNGAN A. Perhitungan I 1. Pembuatan reagen

a.

KI 0,5 N

b.

Na2S2O3 0,0l N

c.

K2S2O8 0,02 N

2.

Data KI ( mL) 20 20 20 20 20 Persulfat (mL) 20 16 12 8 4 Tiosulfat (mL) 5 5 5 5 5 Air (mL) 0 4 8 12 16 Waktu (s) 29 oC 37 oC 140 69 191 85 267 100 406 208 826 482

3.

Konsentrasi tiosulfat dalam campuran ( ) ( )

4.

Konsentrasi persulfat dalam campuran ( ) ( )



a. Penambahan 20 mL

b. Penambahan 16 mL

c. Penambahan 12 mL

d. Penambahan 8 mL

e. Penambahan 4 mL

5.

Nilai F [ ]

6.

Menentukan nilai Y

a. l = 0,0031

b. l = 0,0025



c. l = 0,0019

d. l = 0,0012

e. l = 0,0006

7.

Persamaan regresi

a. Suhu 29 oC x 140 191 267 406 826 y 0,1759 0,2231 0,3054 0,5389 1,7918 xy 24,626 42,6121 81,5418 218,7934 1480,0268 x2 19600 36481 71289 164836 682276

x2 = 974482 = 366 ( ( ( ) ) ) ( ( ) )

(

)



Persamaan regresi

b. Suhu 37 oC x 69 85 100 208 482 y 0,1759 0,2231 0,3054 0,5389 1,7918 xy 12,1371 18,9635 30,54 112,0912 863,6476 x2 4761 7225 10000 43264 232324

x2 = 297574 = 188,8 ( ( ( ) ) ) ( ( ) )

(

)

Persamaan regresi

8.

Nilai energi aktivasi a. Pada suhu 29 oC = 302 K



b. Pada suhu 37 oC = 310 K

9.

Persamaan regresi campuran x 0,0033 0.0032 y -6,032 -5,541 xy -0,0l9 -0,0l8 x2 1,08x10-5 1,02x10-5

x2 = 2,1x10-5 = 0,00325 ( ( ( ) ) ( ) ( ) )

(

)

Persamaan regresi

B.

Perhitungan 2 Diambil data pada suhu 29oC [ ]



a.

t = 140 s

b.

t = 191 s

c.

t = 267 s

d.

t = 406 s

e.

t = 826 s

Persamaan regresi x = log [persulfat] y = log V x -2,509 -2,602 -2,721 -2,921 -3,222 y -6,796 -6,928 -7,075 -7,256 -7,565 xy 17,051 18,026 19,251 21,195 24,374 x2 6,295 6,770 7,404 8,532 10,381



x2 = 39,382

( ( ( )

) ( ) ) ( )

( [

) ]

,

Maka orde reaksi adalah 1,054 1



GRAFIK

A. grafik ln l/l-f Vs t pada suhu 29 oC2 1.8 1.6 1.4 1.2 suhu 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 waktu y = 0.0019x R = 0.9062

B. grafik ln l/l-f Vs t pada suhu 37 oC2 1.8 1.6 1.4 1.2 suhu 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 100 200 300 waktu 400 500 600 y = 0.0035x R = 0.9681



C. grafik persamaan regresi campuran 1/T Vs ln K-5.5 0.00318 -5.6 -5.7 ln K -5.8 -5.9 -6 -6.1 0.0032 0.00322 0.00324 0.00326 0.00328 0.0033 0.00332

y = -4850x + 9.973 R = 1 1/T

D. grafik log [persulfat] Vs log V-6.7 -3.5 -3 -2.5 y = 1.0541x - 4.1777 R = 0.9953 -2 -1.5 -1 -0.5 -6.8 -6.9 -7 -7.1 log V -7.2 -7.3 -7.4 -7.5 -7.6 log [persulfat] -7.7 0



4.2. PEMBAHASAN Dalam percobaan kali ini yaitu reaksi ion persulfat dengan ion iodida. Praktikum ini bertujuan untuk menentukan tetapan laju reaksi dari ion persulfat dengan ion iodida serta membuktikan bahwa reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah reaksi berorde satu. Reaksi pada percobaan ini (reaksi antara ion persulfat dengan ion iodida) merupakan reaksi berorde satu. Hal ini disebabkan karena konsentrasi dari reaktan-reaktan yang digunakan, yang mempengaruhi kecepatan reaksi hanya konsentrasi salah satu reaktan. Dengan kata lain, yang mempengaruhi jalannya reaksi hanya konsentrasi salah satu reaktan saja. Disini, yang mempengaruhinya yaitu konsentrasi dari persulfat. Reaksi yang terjadi adalah : 1. 2. S2O82- + 2 IS2O32- + I2 2 SO42- + I2 S2O62- + 2 I-

Pada akhirnya reaksi ini akan menimbulkan warna biru. Warna biru ini dihasilkan dari reaksi antara I2 yang berlebih yang bereaksi dengan larutan kanji. Persulfat disini berfungsi sebagai oksidator yang akan mengoksidasi iodida sedangkan tiosulfat berfungsi rebagai reduktor yang akan mereduksi iodida. Semakin kecil volume persulfat yang kami tambahkan, maka waktu yang diperlukan untuk bereaksi menimbulkan warna biru akan semakin lama. Hal ini disebabkan oleh semakin sedikitnya konsentrasi persulfat, maka I2 yang akan terbentuk semakin banyak, sedangkan volume tiosulfat yang akan bereaksi dengan I2 adalah tetap. Ini menyebabkan seluruh I2 akan bereaksi dengan tiosulfat sehingga tidak ada lagi kelebihan I2. Oleh sebab itulah waktu yang dibutuhkan untuk timbulnya warna biru semakin lama. Dari percobaan yang telah dilakukan, terbukti bahwa reaksi yang terjadi pada praktikum ini adalah reaksi berorde satu. Hal ini dibuktikan dari hasil perhitungan, nilai n yang didapatkan adalah l,054. Nilai ini setara dengan 1. Besarnya nilai energi aktivasi yang kami dapatkan adalah pada suhu 29 oC adalah -6,032 dan pada suhu 32 oC adalah -5,547. Dari beberapa grafik yang ada, dapat disimpulkan bahwa percobaan yang kami lakukan dapat dikatan berhasil, karena nilai korelasi (r) dari 0,99 yang menunjukkan bahwa terdapat korelasi antara sumbu x dan y.



V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 1. Reaksi yang terjadi pada praktikum kali ini adalah reaksi berorde satu. 2. Warna biru yang dihasilkan merupakan reaksi dari I2 yang berlebih yang bereaksi dengan indikator kanji. 3. Semakin kecil volume persulfat yang ditambahkan, maka waktu yang dibutuhkan untuk terbentuknya warna biru semakin lama. 4. Dari percobaan ini terbukti bahwa reaksi antara ion persulfat dengan ion iodida adalah berorde satu. 5. Energi aktivasi yang didapat adalah : d. Pada suhu 29 oC adalah -6,032 e. Pada suhu 32 oC adalah -5,547 5.2. SARAN Untuk hasil yang lebih baik, praktikan selanjutnya disarankan agar : 1. Memahami prosedur percobaan. 2. Teliti dalam menghitung waktu. 3. Teliti dalam menentukan titik akhir titrasi.



DAFTAR PUSTAKA

1. Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat. Erlangga : Jakarta. 2. Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. ITB Press : Bandung. 3. Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. PT Gramedia : Jakarta. 4. Tim Dosen. 2012. Penuntun Praktikum Kinetika dan Katalisis. Jurusan Kimia Universitas Andalas : Padang.


bundelan obj7 kk

Documents