BAB II

KINETIKA REAKSI SAPONIFIKASI ETILASETAT

2.1. Tujuan Percobaan

1. Untuk memberikan gambaran bahwa reaksi penyabunan etilasetat oleh

ion hidroksi adalah reaksi orde dua.

2. Menentukan konstanta kecepatan reaksi pada reaksi tersebut.

2.2. Tinjauan Pustaka

Kinetika kimia merupakan bagian dari ilmu Kimia Fisika yang mempelajari

tentang kecepatan reaksi-reaksi kimia dan mekanisme reaksi-reaksi yang

bersangkutan. Tidak semua reaksi kimia dapat dipelajari secara kinetik. Reaksi-

reaksi yang berjalan sangat cepat seperti reaksi-reaksi ion atau pembakaran dan

reaksi-reaksi yang sangat lambat seperti pengkaratan, tidak dapat dipelajari secara

kinetik. Diantara kedua jenis ini, banyak reaksi-reaksi yang kecepatannya dapat

diukur.

Ditinjau dari fase zat yang bereaksi, dikenal dua macam reaksi, yaitu :

a. Reaksi homogen, yaitu reaksi dimana tidak terjadi perubahan fase.

b. Reaksi heterogen, yaitu reaksi dimana terjadi perubahan fase.

Kecepatan reaksi adalah kecepatan perubahan konsentrasi terhadap waktu,

jadi tanda negatif menunjukkan bahwa konsentrasi berkurang bila waktu

bertambah.

(Sukardjo, “Kimia Fisika”, hal: 323-324)

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi :

1. Sifat dasar pereaksi

Zat-zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan

kimia. Molekul hidrogen dan flour bereaksi secara meledak, bahkan pada

temperatur kamar, dengan menghasilkan molekul hidrogen fluorida.

H2 + F2 2HF (sangat cepat pada temperatur kamar)

Pada kondisi serupa, molekul hidrogen dan oksigen bereaksi begitu lambat,

sehingga tak nampak sesuatu perubahan kimia :

2H2 + O2 2H2O (sangat lambat pada temperatur kamar)

2. Temperatur

Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Kenaikan laju

reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya atom-atom

bertabrakan satu sama lain.

3. Katalis

Suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa dirinya

mengalami perubahan yang permanen. Suatu katalis diduga mempengaruhi

kecepatan reaksi dengan salah satu jalan :

a. Pembentukan senyawa antara (katalis homogen)

b. Adsorpsi (katalis heterogen)

4. Konsentrasi

Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi

suatu pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi suatu produk.

(Keenan, “Kimia Untuk Universitas”, hal: 518-524)

Saponifikasi adalah suatu reaksi yang menghasilkan sabun dan gliserol,

dengan menghidrolisa dengan basa, suatu lemak atau minyak.

(Keenan. “Kimia Untuk Universitas”, hal. 679)

Menurut Hukum Kegiatan Massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap,

berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing

berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi.

Orde reaksi 1 :

A hasil

Rate = k1.CA.

Orde reaksi 2 :

2A hasil

Rate = k2. C2A.

A + B hasil

Rate = k2.CA.CB

Orde reaksi 3 :

A + 2B hasil

Rate = k3.CA.C2B.

2A + B hasil

Rate = k3.C2A.CB.

(Sukardjo, “Kimia Fisika”, hal: 319-320)

Untuk memberikan gambaran bahwa reaksi penyabunan etilasetat oleh ion

hidroksi adalah orde dua yaitu reaksi dibawah ini :

CH3COOC2H5 + OH- CH3COO- + C2H5OH

t = 0 a b - -

x x x x

t = t (a-x) (b-x) x x

(Sukardjo, “Kimia Fisika”, hal. 334)

Reaksi bimolekuler tingkat dua dapat dinyatakan sebagai berikut :

A + B hasil-hasil

t = 0 a b 0

t = t a – x b – x x

Dimana :

a = konsentrasi awal ester (mol/L)

b = konsentrasi awal ion OH- (mol/L)

x = jumlah mol/L ester atau basa yang telah bereaksi

k2 = tetapan laju reaksi (mmol-1.menit-1)

Intregasi :

(Sukardjo, “Kimia Fisika”, hal.331)

Untuk dapat menentukan apakah suatu reaksi orde dua atau bukan dapat

diselidiki seperti pada reaksi tingkat satu yaitu :

1. Dengan memasukkan harga a, b, t dan x pada persamaan :

Bila harga-harga k2 tetap maka reaksi orde dua.

2. Secara grafik

Bila reaksi orde dua maka grafik t terhadap log merupakan garis lurus

tangen atau slope :

Untuk konsentrasi sama :

Jadi grafik harus lurus bila reaksi orde dua.

3. Half life period tidak dapat dipakai untuk menyelidiki tingkat reaksi, dimana

konsentrasi A dan B berbeda, karena A dan B akan mempunyai waktu berbeda

untuk bereaksinya setengah jumlah zat tersebut.

(Sukardjo, ”Kimia Fisika”, hal: 332-333)

Reaksi-reaksi orde I adalah reaksi-reaksi yang lajunya berbanding langsung

dengan konsentrasi reaktan, yaitu:

yang pada integrasi memberikan

ln [C] = ln [C]0 – kt

atau [C] = [C]0 e-kt

atau k =

[C]0 adalah konsentrasi reaktan pada t = 0. Untuk reaksi-reaksi orde I, plot ln [C]

(atau log [C]) terhadap t merupakan suatu baris lurus. Intersep memberikan

konsentrasi pada t = 0 dan k dapat dihitung dari kemiripan tersebut.

Dalam reaksi orde II, laju reaksi berbanding langsung dengan kuadrat

konsentrasi dari satu reaktan atau dengan hasil kali konsentrasi yang meningkat

sampai pangkat satu atau dua

1. Kasus I

2A Produk

yang pada integrasi memberikan

dimana [A]0 adalah konsentrasi reaktan pada t=0.

2. Kasus II

aA + bB Produk

dimana a ≠ b dan [A]0 ≠ [B]0, persamaan laju diferentsial adalah

dan persamaan laju yang diintegrasi adalah

Jika a = b = 1, persamaan diatas menjadi

Plot kiri dari persamaan diatas terhadap t akan merupakan garis lurus.

Konstanta laju dapat dihitung dari kemiripan dan konsentrasi awal reaktan

dari intersep tersebut.

(S. K. Dogra & S. Dogra. Kimia Fisika dan Soal-soal, hal : 626-629)

Sabun merupakan garam logam alkali dengan rantai asam monocarboxylic

yang panjang. Larutan Alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun bergantung

pada jenis sabun tersebut. Larutan alkali yang biasanya digunakan pada sabun

keras adalah natrium hidroksida dan alkali yang biasanya digunakan pada sabun

lunak adalah kalium hidroksida.

Sabun berfungsi untuk mengemulsi kotoran – kotoran berupa minyak

ataupun zat pengotor lainnya. Sabun dibuat melalui proses saponifikasi lemak

minyak dengan larutan alkali membebaskan gliserol. Lemak minyak yang

digunakan dapat berupa lemak hewani, minyak nabati, lilin, ataupun minyak ikan

laut.

Pada saat ini, teknologi sabun telah berkembang pesat. Sabun dengan jenis

dan bentuk yang bervariasi dapat diperoleh dengan mudah di pasar mulai dari

sabun mandi, sabun cuci baik untuk pakaian maupun untuk perkakas rumah

tangga, hingga sabun yang digunakan dalam industri. Kandungan zat – zat yang

terdapat pada sabun juga bervariasi sesuai dengan sifat dan jenis sabun. Zat – zat

tersebut dapat menimbulkan efek baik yang menguntungkan maupun yang

merugikan. Oleh karena itu, konsumen perlu memperhatikan kualitas sabun

dengan teliti sebelum membeli dan menggunakannya.

Pada pembuatan sabun, bahan dasar yang biasa digunakan adalah : C12-18.

Jika kurang dari C12 akan menyebabkan iritasi pada kulit dan jika lebih dariC20,

kurang larut (digunakan sebagai campuran).

(www.course.usu.ac.id)

2.3. Alat dan Bahan

A. Alat-alat yang digunakan :

- buret

- statif lengkap

- beakerglass

- labu ukur

- Erlenmeyer

- pipet volume

- pipet tetes

- karet penghisap

- gelas arloji

- corong kaca

- botol aquadest

- batang pengaduk

- stopwatch

- timbangan digital

B. Bahan-bahan yang digunakan :

- etilasetat (CH3COOC2H5)

- asamoksalat (C2H2O4.2H2O)

- natriumhidroksida (NaOH)

- indikator phenolphtalien (C20H14O4)

- asamklorida (HCl)

- aquadest (H2O)

2.4. Prosedur Percobaan

1. Menyediakan 250 mL larutan etilasetat dengan konsentrasi 0,04 N.

2. Menyediakan 250 mL larutan HCl dengan konsentrasi 0,04 N.

3. Menyediakan 250 mL larutan NaOH 0,04 N dan 100 mL larutan

asam oksalat 0,04 N, memipet 10 mL asamoksalat dan menambahkan 2 tetes

indikator pp kemudian menitrasi dengan NaOH. Mengulangi percobaan

sebanyak 3 kali.

4. Menyiapkan 40 mL larutan NaOH 0,04 N dan 40 mL larutan

etilasetat 0,04 N, masing-masing ke dalam sebuah Erlenmeter. Memasukkan

20 mL larutan HCl 0,04 N ke dalam 6 buah Erlenmeyer.

5. Mencampurkan larutan etilasetat pada larutan NaOH dan

mengocoknya dengan baik, mencatat waktu pada saat kedua larutan

bercampur.

6. Setelah 5 menit, memipet 10 mL dari campuran NaOH dan

etilasetat tersebut kemudian memasukkannya ke dalam salah satu

Erlenmeyer yang berisi 20 mL larutan HCl.

7. Mengaduk dengan baik, kemudian memasukkan 2 tetes indikator

pp dan menitrasinya dengan larutan NaOH 0,04 N.

8. Melakukan pengambilan larutan seperti pengerjaan pada langkah

ke-6 pada

menit ke 10, 15, 20, 25,dan 30.

2.5. Data Pengamatan

Tabel 2.5.1. Data standardisasi larutan NaOH dengan larutan asamoksalat

No Volume asamoksalat (mL) Volume titrasi NaOH (mL)

1.

2.

3.

10

10

10

8,9

9,1

9

Tabel 2.5.2. Data volume titrasi larutan NaOH terhadap larutan HCl sisa dalam

berbagai waktu

No Waktu Volume titrasi NaOH (mL)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

5

10

15

20

25

30

19,2

19,9

20,3

21

22,1

22,3

2.6. Persamaan Reaksi

A. Standardisasi NaOH dengan asamoksalat

C2H2O4.2H2O + 2NaOH NaC2O4 + 4H2O(asamoksalat) (natriumhidroksida) (natriumoksalat) (air)

(http//www.titration-question-please-help)

B. Penentuan konstanta laju reaksi

CH3COOC2H5 + 2NaOH CH3COONa + C2H5OH + NaOH sisa

(etilasetat) (natriumhidroksida) (natriumasetat) (etanol)

(natriumhidroksida)

(Hart suminar, “Suatu Kuliah Singkat Kimia Organik”, Edisi VI, hal.242)

NaOH sisa + 2HCl NaCl + H2O + HCl sisa

(natriumhidroksida) (asamklorida) (natriumklorida) (air) (asamklorida)

HCl sisa + NaOH NaCl + H2O(asamklorida) (natriumhidroksida) (natriumklorida) (air)

(Vogel, “Analisa Organik Kualitatif”, hal: 29-30)

2.7. Hasil Perhitungan

A. Membuat larutan etilasetat 0,04 N sebanyak 250 mL

Diketahui : = 0,894 g/mL

CH3COOC2H5 = 100 %

= 10,16 N

V1 N1 = V2 N2

V1 (10,16 N) = (250 mL) (0,04 N)

V1 = 0,9842 mL

Jadi untuk membuat larutan etilasetat 0,04 N sebanyak 250 mL adalah

dengan memipet 0,98 mL etilasetat 100% dan mengencerkan dengan

aquadest sampai volume 250 mL.

B. Membuat larutan HCl 0,04 N sebanyak 250 mL

Diketahui : HCl = 1,19 g/mL

HCl = 37 %

= 12,06N

V1 N1 = V2 N2

V1 (12,06 N) = (250 mL) (0,04 N)

V1 = 0,8291 mL

Jadi untuk membuat larutan HCl 0,04 N sebanyak 250 mL adalah dengan

memipet 0,83 mL HCl 37% dan mengencerkan dengan aquadest sampai

volume 250 mL.

C. Pembuatan larutan NaOH 0,04 N sebanyak 250 mL

W = 0,4 g

Jadi untuk membuat larutan NaOH 0,04 N sebanyak 250 mL adalah dengan

menimbang NaOH sebanyak 0,4 g dan melarutkan dengan aquadest sampai

volume 250 mL.

D. Pembuatan larutan asamoksalat 0,04 N sebanyak 100 mL

W = 0,252 g

Jadi untuk membuat larutan asamoksalat 0,04 N sebanyak 100 mL adalah

dengan menimbang asamoksalat sebanyak 0,252 g dan melarutkan dengan

aquadest sampai volume 100 mL.

E. Standardisasi larutan NaOH dengan asamoksalat

Volume titrasi : I = 8,9

II = 9,1

III = 9

= 9

(V N)asamoksalat = (V N)NaOH

(10) (0,04) = (9) NNaOH

NNaOH = 0,044 N

Jadi normalitas NaOH adalah 0,044 N.

F. Menentukan jumlah mol HCl awal

Mmol HClawal = N VHCl awal

= (0,04) (20)

= 0,8 mmol

G. Menentukan jumlah mmol HCl titrasi (HCl sisa)

Misal : untuk t = 5 menit

mmol HCl titrasi = N V NaOH penitrasi

= (0,044) (19,2)

= 0,8448 mmol

H. Menentukan jumlah mmol HCl bereaksi

mmol HCl bereaksi = mmol HCl awal - mmol HCl sisa

mmol HCl bereaksi = 0,8 - 0,8448

= 0,0448 mmol

mmol HCl bereaksi = mmol NaOH sisa (dari etilasetat)

Dengan cara yang sama didapat mmol NaOH seperti pada tabel berikut :

Tabel 2.7.1. Data perhitungan mmol HCl bereaksi

Waktu (menit) HCl beraksi (mmol) HCl sisa (mmol)

5 0,0448 0,8448

10 0,0756 0,8756

15 0,0932 0,8932

20 0,124 0,924

25 0,1724 0,9724

30 0,1812 0,9812

I. Menghitung jumlah mmol NaOH yang bereaksi

(N V)NaOH awal = mmol NaOH sisa + mmol NaOH bereaksi

(N V) awal = mmol NaOH sisa + mmol NaOH bereaksi

Misal : untuk t = 5 menit

(N V) awal = mmol NaOH sisa + mmol NaOH bereaksi

(0,044) (40) = 0,0448 + mmol NaOH bereaksi

mmol NaOH bereaksi = 1,7152

Jadi mmol NaOH bereaksi = 1,7152 mmol

Dengan cara yang sama diperoleh jumlah NaOH yang bereaksi :

Tabel 2.7.2. Hasil perhitungan mmol NaOH yang bereaksi

Waktu (menit) NaOH bereaksi (mmol) NaOH sisa (mmol)

5

10

15

20

25

30

1,7152

1,6844

1,6668

1,636

1,5876

1,5788

0,0448

0,0756

0,0932

0,124

0,1724

0,1812

J. Menghitung konstanta kecepatan reaksi

k =

Dimana :

a = NaOH campuran (mmol)

t = waktu (menit)

x= mmol NaOH yang bereaksi (mmol)

k= konstanta laju reaksi

untuk t = 5 menit :

k =

= 4,3562 mmol-1.menit-1

Dengan cara yang sama akan diperoleh harga k seperti pada tabel

berikut :

Table 2.7.3. Data perhitungan konstanta laju reaksi

t (menit)(mmol) (mmol) k =

5

10

15

20

25

30

22,3214

13,2275

10,7296

8,0645

5,8005

5,5188

0,5682

0,5682

0,5682

0,5682

0,5682

0,5682

4,350646

2,531863

2,032283

1,499263

1,046453

0,990113

harga k rata-rata =

= 2,075103 mmol-1.menit-1

K. Menghitung persamaan garis linier

Tabel 2.7.4. Data perhitungan persamaan garis linier

x (waktu) y = (mmol) x.y x2

5

10

15

20

25

30

22,3214

13,2275

10,7296

8,0645

5,8005

5,5188

111,607

132,275

160,944

161,29

145,0125

165,564

25

100

225

400

625

900

∑x = 105 ∑y = 65,6623 ∑xy = 876,6925 ∑x2 = 2275

Persamaan garis linier y = a + bx

Dimana : n =6 dan ∑(x)2 =(105)2 = 11025

Rumus :

a =

=

= 21,83963

b =

=

= -0,622623

Maka persamaan garisnya :

y = a + bx

y = 21,83963 – 0,622623x

Tabel 2.7.5. Data grafik untuk x (t) dan y (1/a-x)

(x) waktu y = (mmol-1.menit-1)

5

10

15

20

25

30

22,3214

13,2275

10,7296

8,0645

5,8005

5,5188

2.8. Grafik

y = -0.6226x + 21.84

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40

t (menit)

1/(a

-x)(

1/m

mo

l.men

it)

Gambar 2.8.1. Grafik hubungan antara t (menit) dengan (mmol)

2.9. Pembahasan

A. Dari grafik 2.8.1. Hubungan antara konstanta laju reaksi terhadap waktu

adalah berbanding terbalik dimana semakin lama waktu pengocokan maka

konstanta laju reaksi semakin kecil. Hal ini tidak sesuai dengan teori bahwa

semakin lama waktu pengocokan maka konstanta laju reaksi juga semakin

besar. Hal ini disebabkan karena :

- Kekurang telitian dalam penimbangan bahan

- Pembacaan volume titrasi yang kurang akurat

- NaOH mudah menguap karena bersifat higroskopis

- Pengocokkan larutan yang kurang sempurna sehingga menyebabkan

larutan tidak tercampur dengan baik

- HCl mudah menguap sehingga konsentrasi HCl menjadi berkurang .

B. Dari hasil percobaan diperoleh harga k sebesar - 0,6225 mmol-1.menit-1,

dimana harga k hasil percobaan berbeda dengan harga k hasil perhitungan

yaitu sebesar 2,0751 mmol-1.menit-1. Perbedaan ini disebabkan oleh adanya

sifat HCl yang mudah menguap sehingga menyebabkan konsentrasi HCl

berkurang.

2.10. Kesimpulan

Dari hasil percobaan diperoleh harga konstanta kecepatan reaksi sebesar

2,0751 mmol-1.menit-1.