LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA I

PERCOBAAN IX

PENENTUAN ENERGI AKTIVASI REAKSI

(K1-9)

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2006

I. TUJUAN

Dapat menentukan tenaga pengaktifan reaksi ion persulfat dengan ion

iodida

Dapat menentukan tenaga pengaktifan reaksi hidrogen peroksida dengan

ion iodida.

II. LANDASAN TEORI

Pada percobaan untuk menentukan tenaga pengaktifan pada reaksi ion

persulfat dengan ion iodida, terjadi stokiometri reaksi persulfat dengan ion

iodida, yaitu

S2O8= + 2 I_ I2 + 2SO4

=

Jika reaksi di atas dijalankan pada kondisi konsentrasi ion iodida yang

konstan, maka reaksi yang terjadi adalah reaksi tingkat satu terhadap persulfat

dan laju reaksinya dapat dinyatakan dengan

Jika konsentrasi persulfat awal adalah a dan konsentrasi pada waktu t adalah

a-x, maka integrasi persamaan memberikan

(1)

Waktu untuk menyelesaikan 1/n bagian reaksi itu dapat diamati dengan

menambahkan sejumlah ion tiosulfat dan larutan amilum dalam campuran

reaksi. Tiosulfat memberikan efek regenerasi iodida karena terjadi reaksi

2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6

=

Konsentrasi ion iodida dengan demikian adalah konstan dan karena reaksi ini

demikian cepat, maka tidak ada yodium yang dibebaskan sampai semua ion

tiosulfat telah habis yaitu pada waktu larutan berubah menjadi biru.

Pengaruh temperatur terhadap laju reaksi dinyatakan oleh persamaan Arhenius

ln k = ln A – E/RT (2)

dimana A adalah faktor frekuensi, E adalah tenaga pengaktivan dan T adalah

temperatur mutlak.

Dari persamaan (1) dan (2)

Dimana

Waktu untuk berlangsungnya reaksi 1/n bagian dapat diamati untuk

konsentrasi-konsentrasi reaktan yang sama pada variasi temperatur T dan

grafik ln t 1/n lawan 1/T akan memberikan garis lurus dengan kemiringan E/R

III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat :

1. Tabung 100 mL 2 buah

2. Gelas Piala besar atau termostat

3. Pipet Ukur

4. Termometer

5. Pengaduk

b. Bahan :

1. Larutan KI 0,5 M

2. Larutan Kalium Persulfat 0,01 M

3. Larutan H2O2 3%

4. Lempung Na2S2O3 0,1 M

5. Larutan Indikator amilum (segar)

6. Aquades

7. Larutan H2SO4

c. Susunan Alat dan bahan :

IV. CARA KERJA

a. Untuk larutan K2S2O8 0,01 M

b. Untuk larutan H2O2 3%

V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

Tabung 220 mL K2S2O8 0,01 M

5 tetes amilum

Tabung 120 mL KI 0,5 M

1 mL Na2S2O3 0,01 M

Gelas Piala BesarDi isi air + es + garam

atau air hangat

Di biarkan sampai temperature thermostat

Larutan dalam tabung 1 dimasukan dalam tabung 2

Diaduk dan diukur waktu yang dibutuhkan agar larutan berubah warna

menjadi biru

Diulangi prosedur itu pada temperature 5OC, 10 OC,15 OC,

20 OC,25 OC,30 OC

Tabung 220 mL H2O2 3%5 tetes amilum

Tabung 120 mL KI 0,5 M

1 mL Na2S2O3 0,01 M2 mL H2SO4 2 M

Gelas Piala BesarDi isi air + es + garam

atau air hangat

Di biarkan sampai temperature thermostat

Larutan dalam tabung 1 dimasukan dalam tabung 2

Diaduk dan diukur waktu yang dibutuhkan agar larutan berubah warna

menjadi biru

Diulangi prosedur itu pada temperature 5OC, 10 OC,15 OC,

20 OC,25 OC,30 OC

a. Data EksperimenTabel pengamatan lama waktu reaksi kalium persulfat

No. Suhut1/n (dalam sekon)

I II Rata-rata1. 5OC 479 450 464,52. 10OC 412 420 4163. 15OC 257 282 269,54. 20OC 225 261 2435. 25OC 100 210 1556. 30OC 97 124 110

Tabel pengamatan lama waktu reaksi hidrogen peroksida

No. Suhut1/n (dalam sekon)

I II Rata-rata1. 5OC 27,41 36,4 31,9052. 10OC 20,38 24,1 22,243. 15OC 14,94 15,2 15,074. 20OC 9,62 12,8 11,215. 25OC 7,32 10,8 9,066. 30OC 2,71 9 5,855

b. Hasil Perhitungan

Untuk percobaan dengan larutan K2S2O8 didapat energi aktivasi

sebesar 40,95 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 2,63 .104 s-1

Untuk percobaan dengan larutan H2O2 didapat energi aktivasi sebesar

45,89 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 3,5. 105 s-1

c. Pembahasan

Setelah dilakukan percobaan sesuai dengan prosedur serta di lakukan

perhitungan, didapatkan harga-harga Ea dan A seperti yang telah

tercantum diatas dimana Ea merupakan energi aktivasi dan A adalah faktor

frekuensi.

Dari data pengamatan, tampak bahwa dengan bertambahnya suhu,

bertambah cepat pula reaksi terjadi. Kenaikan suhu akan meningkatkan

energi-energi dari molekul sehingga makin banyak molekul yang

mencapai energi pengaktifan. Selain itu, pengaruh suhu juga menyebabkan

partikel begerak lebih cepat sehingga meningkatkan frekuensi tumbukan.

Panas merupakan gerak ketidak teraturan suatu zat. Ketika suatu partikel

bergerak makin cepat (akibat naiknya suhu) maka kemungkinan

bertumbukan dengan molekul lain semakin besar. Namun tidak semua

tumbukan akan menghasilkan suatu reaksi. Partikel harus bertumbukan

dengan Energi yang lebih tinggi dari energi aktivasi untuk menjamin

berlangsungnya suatu reaksi.

Energi aktivasi 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. Kita dapat

membayangkan energi aktivasi sebagai tembok dari reaksi. Hanya

tumbukan yang memiliki energi sama atau lebih besar dari energi aktivasi

yang dapat menghasilkan terjadinya reaksi. Walaupun partikel-partikel itu

berorientasi dengan baik, kita tidak akan mendapatkan reaksi jika partikel-

partikel tersebut tidak dapat bertumbukan melampui energi minimum yang

disebut dengan energi aktivasi reaksi. Di dalam reaksi kimia, ikatan-ikatan

diceraikan (membutuhkan energi) dan membentuk ikatan-ikatan baru

(melepaskan energi). Umumnya, ikatan-ikatan harus diceraikan sebelum

yang baru terbentuk. energi aktivasi dilibatkan dalam menceraikan

beberapa dari ikatan-ikatan tersebut. Ketika tumbukan-tumbukan tersebut

relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses penceraian

ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi.

Karena energi aktivasi memegang peranan penting dalam menentukan

suatu tumbukan menghasilkan reaksi, hal ini sangat berguna untuk

menentukan bagaimana macam bagian partikel berada untuk mendapatkan

energi yang cukup ketika mereka bertumbukan. Di dalam berbagai sistem,

keberadaan partikel-partikel akan memiliki berbagai variasi besar energi.

Agar reaksi berlangsung, partikel-partikel harus bertumbukan guna

memperoleh energi yang sama atau lebih besar daripada aktivasi energi.

Pada percobaan menggunakan larutan hidrogen peroksida, di gunakan

katalis H2SO4. Hidrogen peroksida adalah cairan bening, agak lebih kental

daripada air, yang merupakan oksidator kuat. Katalis adalah suatu zat yang

mempercepat suatu laju reaksi, namun ia sendiri, secara kimiawi, tidak

berubah pada akhir reaksi. Katalisator dapat mengubah mekanisme reaksi

dengan membuat tahapan reaksi yang memiliki energi pengaktifan yang

lebih rendah Ketika reaksi selesai, kita akan mendapatkan massa katalasis

yang sama seperti pada awal kita tambahkan. Katalisator bereaksi pada

satu tahap kemudian dibebaskan pada tahap berikutnya. Karena itulah

reaksi yang terjadi pada larutan ini berlangsung relatif cepat.

d. Sumber kesalahan

Larutan yang di sediakan pada waktu praktikum sudah terkontaminasi

sehingga praktikan harus mengulang eksperimen dengan larutan yang

berbeda.

Termometer yang digunakan hanya satu sehingga suhu pada tabung yang

lain hanya dalam prediksi.

Suhu kurang bisa dijaga konstan selama berlangsungnya reaksi akibat

mengalirnya panas dari tubuh kita ke tabung, serta gesekan pengaduk yang

pasti akan menimbulkan panas.

VI. KESIMPULAN

Hasil dari percobaan ini dapat disimpulkan :

Untuk percobaan dengan larutan K2S2O8 didapat energi aktivasi sebesar

40,95 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 2,63 . 104 s-1

Untuk percobaan dengan larutan H2O2 didapat energi aktivasi sebesar

45,89 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 3,5. 105 s-1

VII. DAFTAR PUSTAKA

Alberty, R.A. & Daniels, F., 1984, KIMIA FISIKA, jilid 2 (terjemahan),

Penerbit Erlangga, Jakarta

Atkins, P.W., 1990, Physical Chemistry, edisi 4, Oxford University Press.

Oxford

Castellan, G. W., 1983, Physical Chemistry, edisi 3, Adison-Wesley

Publishing Company, Singapore

Hamroy, Muchlas.1999. Kimia fisika I. Yogyakarta: MIPA UGM

Moore & Pearson, 1987, Chemical Kinetics, John Wiley & sons, New

York

VIII. LAMPIRAN1. Menentukan 1/n

a. Untuk larutan K2S2O8

Reaksi S2O8

= + 2 I_ I2 + 2SO4=

2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6

=

S2O8= + 2S2O3

=_ 2SO4= + S4O6

=

Mula-mula 0,2 mmol 0,1 mmol - -Reaksi 0,05 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,05 mmol

Setimbang 0,15 mmol - 0,1 mmol 0,05 mmol

Jadi nilai untuk larutan K2S2O8 adalah

b. Untuk larutan H2O2

Mencari konsentrasi hiderogen peroksida

Maka kuantitas H2O2 yang digunakan

Reaksi H2O2 + 2 I_ + 2H+ I2 + 2H2O

2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6

=

H2O2 + 2S2O3=_ 2H2O + S4O6

=

Mula-mula 19,4 mmol 0,1 mmol - -Reaksi 0,05 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,05 mmol

Setimbang 18,9 mmol - 0,1 mmol 0,05 mmol

Jadi nilai untuk larutan H2O2 adalah 0,0258

+

-

+

-

2. Menentukan Ea dan ADari data percobaan t1/n dan T dibuat grafik ln t1/2 dimana T adalah suhu dalam satuan Kelvin. Dari grafik tersebut akan didapat garis dengan kemiringan tertentu. Persamaan garis tersebut

y = m x +canalog

ln t1/n =

dimana

Dari rumusan di atas kita akan mendapatkan nilai Ea yang merupakan tenaga pengaktifan reaksi dan A yaitu faktor frekuensi.

a. Untuk Grafik ln t1/n Vs 1/T K2S2O8 dari 5OC sampai 30OC

No. T (K) 1/T(1/K) t(s) ln t1 278 0,003597 464,5 6,1409622 283 0,003534 416 6,0306853 288 0,003472 269,5 5,5965684 293 0,003413 243 5,4930615 298 0,003356 155 5,0434256 303 0,0033 110 4,70048

Didapat y = mx +c y= 4926 x-11,417

Ea = m.R= 4926 . 8,314 J mol -1 K-1

= 40954,764 J mol-1

= 40,95 KJ mol-1

B = c

= -(-1,246) = -10,171

A = 2,63.104 s-1

b. Untuk Grafik ln t1/n Vs 1/T H2O2 dari 5OC sampai 30OC

No. T (K) 1/T(1/K) t(s) ln t1 278 0,003597 31,905 3,4627632 283 0,003534 22,24 3,1018923 288 0,003472 15,07 2,7127064 293 0,003413 11,21 2,4168065 298 0,003356 9,06 2,2038696 303 0,0033 5,855 1,767296

Didapat y = mx +c = 5519,6x-16,406

Ea = m.R= 5519,6 . 8,314 J mol -1 K-1

= 45889,95 J mol-1

= 45,89 KJ mol-1

B = c

= -(-3,64434) = -12,76166

A = 348592,9 s-1

= 3,5. 105 s-1