Laporan Kimia Fisik

Percobaan M-2

PENENTUAN ORDE REAKSI DAN TETAPAN LAJU REAKSI

Nama : Ansori Muchtar

NIM : 10510071

Kelompok : 08

Tanggal Praktikum : 23 November 2012

Tanggal Laporan : 30 November 2012

Asisten:

Laboratorium Kimia Analitik

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

2012

PENENTUAN ORDE REAKSI DAN TETAPAN LAJU REAKSI

I. Tujuan

Menentukan orde reaksi dan tetapan laju reaksi dengan cara titrasi dan cara

konduktometri.

II. Teori Dasar

A. Cara Titrasi

Pada percobaan ini, reaksi berorde dua:

−d [ ester ]dt

=k1 [ ester ]¿

Atau sebagai,

dxdt

=k1 (a−x ) (b−x )

Dengan, a = konsentrasi awal ester, dalam mol L-1

b = konsentrasi awal ion OH-, dalam mol L-1

x = jumlah mol liter-1 ester atau basa yang telah bereaksi

k1 = tetapan laju reaksi

Jalannya reaksi diikuti dengan cara penentuan konsentrasi ion OH- pada

waktu tertentu yaitu mengambil sejumlah tertentu larutan, lalu ke dalam larutan

yang mengandung asam berlebih. Penetralan dari basa dalam campuran reaksi

oleh asam akan menghentikan reaksi. Jumlah basa yang ada dalam campuran

reaksi pada saat reaksi dihentikan dapat diketahui dengan cara titrasi sisa asam

oleh larutan standar biasa.

B. Cara Konduktometri

Pada suatu hantaran suatu larutan bergantung pada:

(a) konsentrasi ion,

(b) kemobilan ion dalam larutan.

Umumnya sifat hantaran listrik suatu elektrolit mengikuti hukum Ohm, V

= IR, dengan tegangan V, arus I, dan tahanan R. Hantaran (=L) suatu larutan

didefiniskan sebagai kebalikan dari tahanan.

L = 1/R

III. Data Pengamatan Metode Titrasi

[etil asetat] = 0,02 M

[NaOH] = 0,0218 M

[HCl] = 0,0207 M

No.

t (menit)Volume titrasi (mL)

etil asetat : NaOH = 50:50 etil asetat : NaOH = 60:40 1. 5 13,7 16,22. 10 16,7 16,93. 20 16,3 16,74. 35 16,3 18,05. 55 16,9 18,0

Metode Konduktometri

Lair 25 oC = 0,256 mS/cm

LNaOH 40 oC = 2,88 mS/cm

LKCl 25 oC = 12,67 mS/cm

No. t (menit) L (mS/cm)1. 5 2,112. 10 1,8983. 20 1,6114. 35 1,4665. 55 1,3316. Δ 1,150

IV. Pengolahan Data

Metode TitrasiA. Campuran etil asetat : NaOH = 50:50

a=[ etilasetat ] .V a

V Campuran

¿ 0,02 x 50100

=0,01 M

b=[ NaOH ] . V b

V Campuran

¿ 0,0218 x50100

=0,0109 M

untuk t = 5 menit

V x=V b−{(20 x[ HCl ]

[ NaOH ]−V t) x10}

¿50−{(20 x[ 0,0207 ][0,0218]

−13,7) x10}¿−2,9083 mL

X=[ NaOH ] xV x

V Campuran

¿[ 0,0218 ] x (−2,9083)

100=−0,0006 M

Untuk a = b :

C= Xa(a−X)

¿ −0,00060,01(0,01−(−0,0006))

¿−5,9620865

No.t

(menit)Vt

(mL)Vx

(mL) X (M) C

1 5 13,7 -2,9083 -0,0006 -5,96200865

2 10 16,7 27,0917 0,00591 144,2598925

3 20 16,3 23,0917 0,00503 101,3693113

4 35 16,3 23,0917 0,00503 101,3693113

5 55 16,9 29,0917 0,00634 173,3734281

0 10 20 30 40 50 60-50

0

50

100

150

200

f(x) = 3.24327080539091 x − 0.706525133687975R² = 0.878299541705674

Grafik C terhadap t

Grafik C terhadap t

Linear (Grafik C terhadap t)

t (menit)

C

Catatan: data pada menit ke 10 tidak dimasukkan.

Persamaan pada grafik y=3,243 x−0,706

k untuk campuran etil asetat : NaOH = 50 : 50 yaitu K1 = 3,243

B. Campuran etil asetat : NaOH = 6 0 : 4 0

a=[ etilasetat ] .V a

V Campuran

¿ 0,02 x 60100

=0,012 M

b=[ NaOH ] . V b

V Campuran

¿ 0,0218 x40100

=0,00872 M

Untuk t = 5 menit

V x=V b−{(20 x[ HCl ]

[ NaOH ]−V t) x10}

¿40−{(20 x[0,0207 ][0,0218]

−16,2) x10 }¿12,0917 mL

X=[ NaOH ] xV x

V Campuran

¿[ 0,0218 ] x (12,0917)

100=0,00264 M

Untuk a ≠ b :

C=lnb(a−X)a(b−X)

x1

(a−b)

¿ ln0,00872(0,012−0,00264)0,012(0,00872−0,00264)

x1

(0,012−0,00872)

¿34,12279371

No.t

(menit)Vt

(mL)Vx

(mL) X (M) C

1 5 16,2 12,0917 0,00264 34,12279371

2 10 16,9 19,0917 0,00416 67,93059667

3 20 16,7 17,0917 0,00373 56,58337327

4 35 18 30,0917 0,00656 184,26324

5 55 18 30,0917 0,00656 184,26324

0 10 20 30 40 50 600

50

100

150

200f(x) = 3.42139502054627 x + 16.4430549190785R² = 0.819638277977698

Grafik C terhadap t

Grafik C terhadap tLinear (Grafik C terhadap t)

t (menit)

C

Catatan: data pada menit ke 10 tidak dimasukkan.

Persamaan garis y=3,421 x+16,44

k untuk campuran etil asetat : NaOH = 60 : 40 yaitu K1 = 3,421

Metode KonduktometriL0 = LNaOH

LC = L campuran ΔLt = L campuran saat t

a=[ etilasetat ] x V a

V total

¿ 0,02 x 50100

¿0,01 M

Untuk t = 5 menit :

1a

xLo−Lt

Lt−Lc

= 10,01

x2,88−2,112,11−1,15

¿80,20833

0 100 200 300 400 500 600 700 800 9000

10

20

30

40

50

60f(x) = 0.0644106550411734 x + 1.94056856675678R² = 0.983685103763361

Kurva 1/a x ((Lo-Lt)/(Lt-Lc)) terhadap t

Kurva 1/a x ((Lo-Lt)/(Lt-Lc)) terhadap tLinear (Kurva 1/a x ((Lo-Lt)/(Lt-Lc)) terhadap t)

t (menit)

1/a

x ((L

o-Lt

)/(L

t-Lc

))

Persamaan garis y=0,064 x+1,940 ; k untuk campuran etil asetat : NaOH = 50 : 50 yaitu

K1 = 0,064 dan Nilai R > 0,9 maka reaksi tersebut berorde 2

V. Pembahasan

Orde reaksi merupakan pangkat dari konsentrasi komponen itu dalam hukum laju.

Reaksi penyabunan etil asetat dengan ion hidroksida bukan merupakan reaksi

sederhana, namun ternyata bahwa reaksi ini merupakan reaksi orde dua. Pada

percobaan ini (penentuan orde reaksi dan tetapan laju reaksi) digunakan larutan

No.

t (menit

)

L (mS/cm

)

1a

xLo−Lt

Lt−Lc

1. 5 2,11 80,20833

2. 10 1,898 131,2834

3. 20 1,611 275,2711

4. 35 1,466 447,4684

5. 55 1,331 855,8011

standar NaOH. Tujuan percobaan ini untuk menunjukkan bahwa reaksi penyabunan

etil asetat oleh ion hidroksida merupakan reaksi orde dua.

Titrasi adalah proses mengukur volume larutan yang terdapat dalam buret yang

ditambahkan ke dalam larutan lain yang diketahui volumenya sampai terjadi reaksi

sempurna. Atau dengan perkataan lain untuk mengukur volume titran yang diperlukan

untuk mencapai titik ekivalen.

Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik

suatu larutan. Daya hantar listrik (L) suatu larutan bergantung pada jenis dan

konsentrasi ion di dalam larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan

suatu ion di dalam larutan ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik

yang besar. Daya hantar listrik (L)merupakan kebalikan dari tahanan (R), sehingga

daya hantar listrik mempunyai satuan ohm.

Bila arus listrik dialirkan dalam suatu larutan mempunyai dua elektroda, maka

daya hantar listrik (L) berbanding lurus dengan luas permukaan elektroda (A) dan

berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda (l).           

L= l/R = k (A / l)

dimana k adalah daya hantar jenis dalam satuan ohm. Kuat lemahnya larutan

elektrolit sangat ditentukan oleh partikel-partikel bermuatan di dalam larutan

elektrolit. Larutan elektrolit akan mengalami ionisasi, dimana zat terlarutnya

terurai menjadi ion positif dan negatif, dengan adanya muatan listrik inilah

yang menyebabkan larutan memiliki daya hantar listriknya.

Proses ionisasi memegang peranan untuk menunjukkan kemapuan daya

hantarnya, semakin banyak zat yang terionisasi semakin kuat daya hantarnya.

Demikian pula sebaliknya semakin sulit terionisasi semakin lemah dayahantar

listriknya. Untuk larutan elektrolit besarnya harga 0 < ɲ < 1, untuk larutan non-

elektrolit maka nilai ɲ = 0. Dengan ukuran derajat ionisasi untuk

larutan elektrolit memiliki jarak yang cukup besar, sehingga diperlukan pembatasan

larutan elektrolit dan dibuat istilah larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah.

Untuk elektrolit kuat harga ɲ = 1, sedangkan elektrolit lemah

hargaderajat ionisasinya, 0 < ɲ < 1

(Wahyuni, 2010).

Perlakuan dilakukan dengan berbagai variasi volume antara HCl dengan etil

asetat. Pengenceran ini dilakukan dengan tujuan untuk memvariasi konsentrasi

reaktan sehingga dapat diketahui apakah berpengaruh terhadap orde reaksi atau tidak.

Langkah selanjutnya adalah mencampurkan etil asetat dan larutan NaOH ke

dalam erlenmeyer lalu menutupnya dengan penutup karet dan mengukur suhu kedua

larutan tersebut hingga mencapai suhu yang sama. Larutan ditutup dengan penutup

karet karena bersifat inert, sehingga tidak mudah bereaksi dengan larutan dalam

erlenmeyer dan larutan bersifat higroskopis sehingga mudah mengikat air dan

bereaksi dengan CO2 di udara dan juga agar kedua larutan tersebut tidak

terkontaminasi dengan zat lain yang dapat mempengaruhi konsentrasi kedua larutan.

Selain itu juga untuk mencegah menguapnya larutan etil asetat yang sifatnya mudah

menguap. Kedua suhu disamakan suhunya karena suhu merupakan salah satu faktor

yang mempengaruhi laju reaksi. Jika suhu dinaikkan maka laju reaksi semakin besar

karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi,

akibatnya jumlah dari energi tumbukan bertambah besar, begitu pun sebaliknya.

Pencampuran pada suhu yang sama agar laju reaksi yang dihasilkan tidak mengalami

perubahan besar. Kemudian dilakukan pengocokan agar campuran homogen.

Reaksi yang terjadi adalah:

CH3COOC2H5 (aq) + NaOH (aq)        CH3COONa (aq) + C2H5OH (aq)

Kemudian setelah beberapa menit, campuran tersebut ditambahkan larutan HCl.

Penambahan HCl berfungsi untuk menetralkan campuran karena campuran bersifat

basa akibat kelebihan NaOH (ion OH-). Penetralan dapat mencegah terjadinya reaksi

lebih lanjut sehingga reaksi penyabunan berhenti. Adapun persamaan reaksinya

adalah:

NaOH (aq) + HCl (aq)            NaCl (aq) + H2O (l)

Penambahan indikator PP untuk mengatahui titik akhir titrasi yaitu titik

dimana mol NaOH sama dengan mol HCl yang ditandai dengan perubahan warna

larutan dari bening menjadi merah muda. Dari hasil percobaan diketahui bahwa

semakin lama pengocokan maka semakin banyak larutan NaOH yang digunakan.

Artinya semakin banyak NaOH yang bereaksi dengan etil asetat.

Berdasarkan percobaan tersebut maka diperoleh nilai R dari grafik

konduktometri lebih baik dari pada nilai R dari metode titrasi. Hal ini dapat

disebabkan oleh diantaranya pipet yang dipakai tidak dikalibrasi dan titrasi juga

dilakukan tidak cepat sehingga banyak kesalahan dari faktor waktu. Sehingga

kelinearan kurva pada metode konduktometri lebih baik. Maka dapat disimpulkan

untuk penentuan orde reaksi dan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat dengan

NaOH lebih baik menggunakan metode konduktometri.

VI. Kesimpulan

Orde Reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH adalah orde dua. Nilai tetapan laju reaksi

No V NaOH : V etil asetat Metode Nilai k1 50 mL : 50 mL Titrasi 3,2432 40 mL : 60 mL Titrasi 3,4213 50 mL : 50 mL Konduktometri 0,064

VII. Daftar Pustaka

Daniels, et al. 1970. Experimental Physical Chemistry, 7th ed. p. 157-161

J.A. Kitchener. 1967. Findlay’s Practical Physical Chemistry, 8th ed. p. 86-91

J.M. Wilson, et. Al. 1968. Experimental in Physical Chemistry. 2nd ed. p. 89

LAMPIRAN

Kenyataan apakah yang membuktikan bahwa reaksi penyabunan etil asetat ini adalah

reaksi orde dua?

Reaksi penyabunan etil asetat merupakan reaksi orde dua. Hal ini dapat dilihat dari satuan

tetapan reaksinya, M-1menit-1. Tetapan laju reaksi tidak bisa ditentukan secara teoritis

tetapi harus melalui percobaan.

Turunan satuan-satuan yang digunakan dalam sistem Internasional (SI) untuk hantaran

jenis dan hantaran molar?

Hantaran jenis : ohm-1 cm-1 (Ώ cm-1)

Hantaran molar : S m2 mol-1 , S cm2 mol-1

Apakah akibatnya bila titrasi dari HCl tidak dapat segera dilakukan? Seandainya titrasi ini

harus ditunda (misalnya sampai seluruh percobaan selesai), apakah yang harus

dikerjakan?

Apabila titrasi HCl tidak segera dilakukan maka temperatur campuran zat akan menurun

dan mempengaruhi hasil tetapan laju rekasinya. Sehingga temperatur campuran zat harus

dijaga tetap agar konstan pada saat titrasi. Seandainya titrasi ditunda, maka temperaturnya

harus dinaikkan dengan pemanasan ulang.

Terangkan tiga buah cara untuk menentukan orde dari suatu reaksi kimia!

- Melihat satuan dari tetapan laju reaksinya

- Membandingkan waktu paruh, misalnya nilai t12

dengan t34

dimana t34

= 3 t12

- Membandingkan dua buah persamaan laju reaksi yang diketahui datanya.

Energi pengaktifan dapat ditentukan secara percobaan. Terangkan prinsipnya dan

lukiskan pula persamaan-persamaan yang diperlukan!

Energi pengaktifan adalah energi minimal yang diperlukan suatu pereaksi untuk

melakukan reaksi. Harga energi pengaktifan akan tereduksi/dikurangi dengan

penambahan katalis. Persamaan yang diperlukan : Ea = - RT ln (k/A).