kinetika kimia
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
KINETIKA KIMIA
Disusun oleh:
HUSNI TAUFIQ MUSLIM
(1127030036)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2012
I. TUJUAN PRAKTIKUM
a. Menentukan tingkat reaksi terhadap pereaksi antara larutan asam klorida dengan
larutan natrium tiosulfat
b. Menyelidiki bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi pada reaksi antara natrium
tiosulfat dengan asam klorida.
c. Menentukan pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi redoks Fe3+
dengan S2O32-.
d. Menentukan pengaruh katalis dalam kinetika kimia
II. TEORI DASAR
Reaksi kimia adalah proses berubahnya pereaksi menjadi hasil reaksi. Proses itu
ada yang lambat dan ada yang cepat. Contohnya bensin terbakar lebih cepat
dibandingkan dengan minyak tanah. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat, seperti
membakar dinamit yang menghasilkan ledakan, dan yang sangat lambat adalah seperti
proses berkaratnya besi. Pembahasan tentang kecepatan (laju) reaksi disebut kinetika
kimia. Dalam kinetika kimia ini dikemukakan cara menentukan laju reaksi dan faktor apa
yang mempengaruhinya (Syukri,1999).
Kinetika reaksi merupakan cabang ilmu kimia yang membahas tentang laju reaksi
dan faktor-faktor yang mempengaruhi. Laju (kecepatan) reaksi dinyatakan sebagai
perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap satuan waktu.
Persamaan laju reaksi secara umum ditulis sebagai berikut:
R = k [A]m [B]n
K sebagai konstanta laju reaksi, m dan n orde parsial masing-masing pereaksi
(Petrucci, 1987).
Pengetahuan tentang faktor yang mempengaruhi laju reaksi berguna dalam
mengontrol kecepatan reaksi berlangsung cepat, seperti pembuatan amoniak dari nitrogen
dan hidrogen, atau dalam pabrik menghasilkan zat tertentu. Akan tetapi kadangkala kita
ingin memperlambat laju reaksi, seperti mengatasi berkaratnya besi, memperlambat
pembusukan makanan oleh bakteri, dan sebagainya (Syukri, 1999).
Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
a. Sifat dan ukuran pereaksi. Semakin reaktif dari sifat pereaksi laju reaksi akan
semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat
pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah, hal ini dapat dijelaskan dengan semakin
luas permukaan zat yang bereaksi maka daerah interaksi zat pereaksi semakin luas juga.
Permukaan zat pereaksi dapat diperluas dengan memperkecil ukuran pereaksi. Jadi untuk
meningkatkan laju reaksi, pada zat pereaksi dalam bentuk serbuk lebih baik bila
dibandingkan dalam bentuk bongkahan (Petrucci, 1987).
b. Konsentrasi. Dari persamaan umum laju reaksi, besarnya laju reaksi sebanding
dengan konsentrasi pereaksi. Jika natrium tiosulfat dicampur dengan asam kuat encer
maka akan timbul endapan putih. Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Na2S2O3 + 2H+ 2Na+ + H2S2O3 (cepat)
H2S2O3 H2SO3 + S (lambat)
Na2S2O3 + 2H+ 2Na+ + H2S2O3 + S
Reaksi ini terdiri dari dua buah reaksi yang konsekutif (sambung menyambung).
Pada reaksi demikian, reaksi yang berlangsung lambat menentukan laju reaksi
keseluruhan. Dalam hal ini reaksi yang paling lambat ialah penguraian H2S2O3
(Petrucci, 1987).
Berhasil atau gagalnya suatu proses komersial untuk menghasilkan suatu senyawa
sering tergantung pada penggunaan katalis yang cocok. Selang suhu dan tekanan yang
dapat digunakan dalam proses industri tidak mungkin berlangsung dalam reaksi biokimia.
Tersedianya katalis yang cocok untuk reaksi-reaksi ini mutlak bagi makhluk hidup
(Hiskia, 1992).
c. Suhu Reaksi. Hampir semua reaksi menjadi lebih cepat bila suhu dinaikkan
karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi. Akibatnya
jumlah dan energi tumbukan bertambah besar. Pengaruh perubahan suhu terhadap laju
reaksi secara kuantitatif dijelaskan dengan hukum Arrhenius yang dinyatakan dengan
persamaan sebagi berikut:
k = Ae-Ea/RT atau ln k = -Ea + ln A/RT
Dengan R = konstanta gas ideal, A = konstanta yang khas untuk reaksi (faktor
frekuensi) dan Ea = energi aktivasi yang bersangkutan (Petrucci, 1987).
d. Katalis adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi untuk
memepercepat jalannya reaksi. Katalis biasanya ikut bereaksi sementara dan kemudian
terbentuk kembali sebagai zat bebas. Suatu reaksi yang menggunakan katalis disebut
reaksi katalis dan prosesnya disebut katalisme. Katalis suatu reaksi biasanya dituliskan
diatas tanda panah (Petrucci, 1987).
Orde reaksi berkaitan dengan pangkat dalam hukum laju reaksi, reaksi yang
berlangsung dengan konstan, tidak bergantung pada konsentrasi pereaksi disebut orde
reaksi nol. Reaksi orde pertama lebih sering menampakkan konsentrasi tunggal dalam
hukum laju, dan konsentrasi tersebut berpangkat satu. Rumusan yang paling umum dari
hukum laju reaksi orde dua adalah konsentrasi tunggal berpangkat dua atau dua
konsentrasi masing-masing berpangkat satu. Salah satu metode penentuan orde reaksi
memerlukan pengukuran laju reaksi awal dari sederet percobaan. Metode kedua
membutuhkan pemetaan yang tepat dari fungsi konsentrasi pereaksi terhadap waktu.
Untuk mendapatkan grafik garis lurus (Hiskia, 1992).
III. CARA KERJA
a) Menentukan tingkat reaksi
Ulangi percobaan dengan larutan Na2S2O3 dan HCl yang lebih encer
Catat waktu sampai tanda silang tak terlihat
1 ml larutan HCl 2M + 2 ml larutan Na2S2O3 0,2 M
Tambahkan 20 cm3
larutan Na2S2O3 0,2 M
Masukkan 10 cm3 larutan HCl 2M ke dalam gelas kimia
Buatlah tanda x dengan tinta hitam di sehelai kertas putih
b) Pengaruh suhu
c) Pengaruh suhu dan perubahan energi pengaktifan reaksi redoks
Buatlah tanda x pada 2 helai kertas putih dan tempelkan pada gelas kimia
Panaskan hingga 10oC
100 cm larutan Na2S2O3 0,1 M ke dalam gelas
Masukkan 100 cm larutan Na2S2O3
0,1 M ke dalam gelas kimia
Ukur suhu dan catat, tambah 10 cm3 HCl 3M dan catat waktu hingga tanda X hilang
Tamabahkan 10 cm3 HCl 3M dan catat waktunya
Hasil
Menambahkan air dingin (25OC)
Gelas kimia 1
Gelas kimia 2
Menambahkan air (45OC)
Gelas kimia 3
Menambahkan air
d) Pengaruh katalis dalam kinetika kimia (Pasta gigi gajah)
Tuangkan 40 ml larutan 30 % H2O2 ke dalam gelas ukur 250 ml.
Meletakkan ke masing-masing gelas kimia
Mencampurkan tabung A ke tabung 1, tabung B ke tabung 2, tabung C ke tabung 3. Catat waktu hingga larutan tak berwarna (bening)
Menambahkan 2 ml 0,1 M S2O3
2- ke masing-masing tabung reaksi
Menambahkan 2 ml 0,05Fe3+ ke masing-masing tabung reaksi
Hasil
Campuran
Tambahkan 20 ml detergen cair, lalu goyangkan
Miringkan gelas ukur, teteskan zat pewarna makanan merah
Campuran
Hasil
Tambahkan larutan KI jenuh dan amati
IV. PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
1. Percobaan 1 (Menentukan Tingkat Reaksi)
Tabel 1
Vol. HCl
2M (cm3)
Volume (cm3)Konsentrasi Na2S2O3
awal reaksi
Waktu
(s)1/Waktu
Na2S2O3 0,2 M AirJumlah
Vol.
10 20 - 30 0,2 18 5x10-2
10 15 5 30 0,15 30 3x10-2
10 10 10 30 0,1 54 1,8x10-2
10 5 10 30 0,05 131 0,7x10-2
Menentukan konsentrasi Na2S2O3 awal reaksi
Rumus: M1.V1=M2.V2
M2=(M1.V1) / V2
1) M2= (0,2 x 20) / 20= 0,2 mol/dm3
2) M2= (0,2 x 15) / 20= 0,15 mol/dm3
3) M2= (0,2 x 10) / 20= 0,1 mol/dm3
4) M2= (0,2 x 5) / 20= 0,05 mol/dm3
Orde Reaksi
1/t = k [Na2S2O3]m
1/tk = [Na2S2O3]m
1/ 18.0,282 = [0,2]m
0,19 = [0.2]m
0,2 = 0,2m => m=10.04
0.060.08 0.1
0.120.14
0.160.18 0.2
0.220
0.020.040.06
f(x) = 0.282 x − 0.00899999999999998R² = 0.977673961150726
Grafik Tabel 1
Konsentrasi Natrium Tiosulfat
1/t
Tabel 2
Vol.
Na2S2O3
0,2 M
(cm3)
Volume (cm3) Konsentra
si HCl
awal
reaksi
Waktu
(s)1/WaktuHCl 0,2
MAir
Jumlah
vol.
20 10 - 30 0,2 60 1,6x10-2
20 7,5 2,5 30 0,15 70 1,4x10-2
20 5 5 30 0,1 781,28x10-
2
Menentukan konsentrasi HCl awal reaksi
1) (0,2 x 10) / 10= 0,2 mol/dm3
2) (0,2 x 7,5) / 20= 0,2 mol/dm3
3) (0,2 x 5) / 20= 0,2 mol/dm3
Orde Reaksi
1/t = k [HCl]n
1/tk = [HCl]n
1/60.0,082 = 0,1 = 0,1n => n = 1
Orde total reaksi
m+n = 1+1 = 2
2. Percobaan 2 (Menentukan Pengaruh Suhu)
Na2S2O3 + HCl 3M Suhu Waktu
Tanpa dipanaskan 26oC 38,9
Dipanaskan 36OC 16,56
Suhu rendah menjadi pengaruh pada kalor yang diberikan untuk energi kinetik
partikel reaksi sehingga larutan yang tidak dipanaskan memiliki waktu yang
lambat.
0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.220
0.0050.01
0.0150.02
f(x) = 0.032 x + 0.00946666666666667R² = 0.979591836734694
Grafik Tabel 2
Konsentrasi Asam klorida
1/t
Larutan yang dipanaskan memiliki reaksi lebih karena pergerakan partikel di
dalam larutan lebih cepat dan menghasilkan larutan warna putih pekat dari semua
warna bening.
Pengaruh suhu Na2S2O3 dan HCl mempengaruhi laju reaksi. Reaksi yang
menunjukkan kepada Eksoterm.
3. Percobaan 3 (Menentukan Pengaruh Suhu dan Perubahan Energi
Pengaktifan Reaksi Redoks)
Tabung t (detik) T (K) 1/t K lnK
A+1 120 298 8,3x10-3 333,3 5,8
B+2 210 318 4,7x10-3 190,47 5,25
C+3 337 337 2,9x10-3 118,67 4,75
K1 = ([Fe3+]-2 [S2O32-]-2) / t
a. Larutan berwarna coklat
K1 = ((0,05)-2 (0,1)-2)/120 = 333,3
b. Larutan berwarna coklat penuh
K2 = ((0,05)-2 (0,1)-2)/210 = 190,47
c. Lautan berwarna coklat pekat
K3 = ((0,05)-2 (0,1)-2)/337 = 118,69
Mencari Ea
Slope = -Ea/R
Ea = -slope . R
= -185,3 . 8,314
= -1540,6 Joule
4. Percobaan 4 (Menentukan Pengaruh Katalis dalam Kinetika Kimia)
Perlakuan Pengamatan
H2O2 30% Larutan tidak berwarna
Ditambahkan detergen Larutan tidak berbuih/berbusa
Ditambahkan pewarna Larutan berwarna merah, berbusa
Ditambahkan KI jenuh Reaksi dipercepat
0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.00902468
f(x) = 185.31746031746 x + 4.29115079365079R² = 0.977399028377822
Grafik Percobaan 3
1/t
lnk
V. Hasil dan Diskusi (Pembahasan)
Pada praktikum “Kinetika Kimia” ini kita mempraktikkan 4 hal, diantaranya
menentukan tingkat reaksi, menentukan pengaruh suhu, pengaruh suhu dan penentuan
energi pengaktifan reaksi redoks Fe3+ dengan S2O32-, dan pengaruh katalis dalam
kinetika kimia (Pasta Gigi Gajah).
Pada percobaan I (Penentuan tingkat reaksi). Penentuan tingkat reaksi ditentukan
oleh konsentrasi suatu larutan, jika semakin banyak pengencer (H2O) maka waktu
yang diperlukan untuk melakukan reaksi semakin lama. Seperti pada percobaan awal
Na2S2O3 sebanyak 20 cm3 tanpa pengencer waktu yang diperlukan 18 s, sedangkan
Na2S2O3 sebanyak 5 cm3 ditambah pengencer (H2O) 15 cm3 waktu yang diperlukan
yaitu 131 s. Pada percobaan ini volume dibuat konstan, karena dengan menambahkan
H2O bertujuan untuk mengatur konsentrasi larutan agar tidak tetap sehingga dibuat
perbandingan untuk menentukan tingkat reaksi.
Pada percobaan II (Pengaruh suhu terhadap laju reaksi antara Na2S2O3 dengan
HCl). Nilai suhu sejajar atau berbanding lurus dengan laju reaksi, karena semakin
tinggi suhu larutan maka semakin cepat reaksi yang terjadi. Reaksi yang terjadi pada
percobaan ini merupakan reaksi eksoterm.
Pada percobaan III (Pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi
redoks Fe3+ dengan S2O32-). Laju reaksi sangat dipengaruhi oleh waktu, karena suhu
yang tinggi dapat membuat larutan lebih cepat berwarna bening. Percobaan ini juga
dilakukan untuk menentukan energi aktivasi (Ea) yang dibutuhkan untuk reaksi yang
persamaannya Arhenius, yang didapat dari grafik. Energi aktivasi (Ea) itu sendiri
adalah jumlah minimum energi yang diperlukan untuk mewakili reaksi kimia.
Percobaan IV (Pengaruh katalis dalam kinetika kimia atau Pasta gigi gajah). H2O2
berperan keras sebagai oksidator dan dapat terurai menjadi H2O dan O2. KI berperan
sebagai katalis yang dapat mempercepat penguraian H2O2 menajadi H2O dan O2.
Detergen berperan sebagai pemberi busa yang banyak serta pewarna makanan sebagai
penarik perhatian mata (good looking). Saat pasta gigi gajah bereaksi busa yang
keluar menjadi panas yang membahayakan pada kulit. Reaksi yang terjadi bersifat
eksoterm pula.
VI. KESIMPULAN
Pada penentuan tingkat reaksi, konsentrasi larutan Na2S2O3 sebanding dengan laju
reaksi (1/t). Semakin kecil konsentrasi larutan Na2S2O3 maka semakin lambat laju
reaksi. Tingkat reaksi dari larutan HCl bernilai 0 karena HCl tidak mempengaruhi
laju reaksi.
Pengaruh suhu dalam percobaan ini yaitu Semakin tinggi suhu maka laju
reaksinya akan semakin cepat, dan laju reaksi menjadi dua kali lebih cepat ketika
suhu dinaikkan sebesar 10oC.
Pengaruh suhu dan penentuan energi aktivasi reaksi redoks. Reaksi berbanding
lurus dengan nilai temperature. Energi aktivasi ini sebesar -1540,6 Joule.
Katalis dalam pasta gigi gajah, KI berperan sebagai katalis yang dapat
mempercepat penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2.
VII. DAFTAR PUSTAKA
Tety Sudiarti, M.Si, “Petunjuk Praktikum Kimia Dasar II”. Bandung: UIN Sunan Gunung Djati.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kinetika_kimia http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/kinetika-kimia-definisi-laju-reaksi-dan-hukum-laju/
Raymond Chang, “Kimia Dasar Jilid 2”. Jakarta: Erlangga.