TETAPAN LAJU REAKSI DAN ENERGI AKTIVASI

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA 1

TETAPAN LAJU REAKSI DAN ENERGI AKTIVASI

Disusun oleh:

Nama                                : Yovita Novi

NIM                                 : H23111003

Kelompok                        : 1 (SATU)

Tgl Praktikum                  : 17 Desember 2012

Dosen                               : Berlian sitorus,S.si.,M.si / Intan Syahbanu M.si

Asisten                             : Bella Melisani

Prodi                                : Kimia

Anggota kelompok          : 1. Yovita Novi

                                           2. Irma Ramadhani F

                                           3. Safitri Ulfah Ramadhani

                       

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi. Laju reaksi berhubungan dengan pembahasan seberapacepat atau lambat reaksi berlangsung. Merubah konsentrasi dari suatu zat di dalamsuatu reaksi biasanya merubah juga laju reaksi. Persamaan laju menggambarkanperubahaan ini secara matematis. Orde reaksi adalah bagian dari persamaan laju.Sebagai contoh seberapa cepat reaksi pemusnahan ozon di atmosfer bumi,seberapa cepat reaksi suatu enzim dalam tubuh berlangsung dan sebagainya. Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, luas permukaan sentuhan, suhu, dan katalis.

Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat seperti reaksi penetralan antara larutan asam klorida dan larutan natrium hidroksida, ada pula yang berlangsung sangat lambatseperti pelapukan kimia yang dialami batu karang. Suatu reaksi kimia dapat dipercepat atau diperlambat.Dalam industri, reaksi kimia perlu dilangsungkan pada kondisi tertentu agar produknya dapat diperoleh dalam waktu yang sesingkat mungkin. Reaksi dapatdikendalikan dengan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhinya.Berdasarkan teori tersebut maka dilakukanlah percobaan ini

1.2  Prinsip Percobaan

Penentuan konstanta kecepatan reaksi dan energi aktivasi antara KI dengan K₂S₂O₈ dengan bantuan katalis Na₂S₂O₃ sebagai pengikat akan ditentukan konstanta reaksi dan energi aktivasi berdasarkan konsentrasi terhadap satuan waktu dengan menggunakan variasi volume dan suhu serta penambahan Amilum sebagai indikator yang akan mendeteksi laju reaksi dan energi aktivasi dengan perubahan warna larutan bening menjadi biru keunguan.

Rx:                                    Kx=>   S₂O₃^2- + 2I à 2SO₄^2- + I₂

1.3  Tujuan Percobaan

Menentukan konstanta reaksi dan energi aktivasi antara KI dengan K₂S₂O_8; dapat mengukur suhu dua sampel sekaligus serta terampil dalam analisis kecepatan reaksi dan energi aktivasi.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kinetika kimia mempelajari tentang kecepatan reaksi-rekasi kimia serta mekanismenya. Reaksi-reaksi tersebut ada yang berjalan lambat, cepat, bahkan ada yang sangat lambat. Tujuan utama dari kinetika kimia ini yaitu menjelaskan bagaimana laju bergantung pada konsentrasi dan reaksi serta mengetahui mekanisme suatu reaksi berdasarkan pengetahuan yang diperoleh dari eksperimen. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan(laju reaksi) yaitu (Sastrohamidjojo,2002):

a.       Jenis/sifat dasar pereaksi, sifat pereaksinya ada yang reaktif dan ada yang kurang reaktif. Ex: bensin lebih mudah terbakar dibanding minyak tanah.

b.      Temperatur, hampir semua reaksi lebih cepat bila suhu dinaikkan, karena kalor yang diberikan akan menambah kinetik partikel pereaksi akibat jumlah dari energi bertabrak bertambah besar.

c.       Katalis, suatu laju reaksi dapat diubah, umumnya dapat dipercepat dengan menambah zat yang disebut katalis.

d.       Konsentrasi pereaksi, dua molekul pereaksi harus bertabrak langsung. Ika konsentrasi pereaksi diperbesar, berarti kecepatannya bertambah dan akan mempercepat reaksi.

Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi pereaksi atau laju bertambahnya konsentrasi disuatu produk. Konsentrasi dinyatakan dalam mol/L, tetapi untuk suatu gas dapat menggunakan mmHg(milimeter merkurium) atau pascal(Keenan,dkk,1991). Perubahan laju reaksi/konsentrasi setiap unsur dibagi dengan koefisien dalam persamaan yang setimbang. Laju perubahan reaktan muncul dengan tanda negatif dan laju perubahan produk dengan tanda positif(Oxtoby,dkk,2001):

aA + bB à cC + dD. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai V = K[A]^m[B]ⁿ, dengan pangkat m dan n adalah pangkat bulat kecil dan tidak berhubungan dengan koefisien a dan b (Petrucci,1992).

Energi aktivasi adalah energi yang menerangkan panas minimal yang harus dimiliki molekul-molekul sebelum reaksi berlangsung. Menurut teori tumbukan, sebelum terjadi reaksi molekul-molekul pereaksi harus bertumbuk. Pada tumbukan ini, sebagian molekul menbentuk molekul-molekul yang aktif. Molekul-molekul ini kemudian berubah menjadi hasil reaksi agar pereaksi dapat membentuk kompleks yang aktif. Molekul-molekul ini harus memiliki energi minimum yang disebut energi aktivasi(Oxtoby,dkk,2001; Sukardjo,1990).

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat

            Alat-alat yang digunakan yaitu gelas beaker, batang pengaduk, pipie tetes, pipet volume, stopwatch, spatula, thermometer, cawan petri, bulb, labu ukur, Erlenmeyer, penangas air, ember, dan lain-lain.

3.2 Bahan

            Bahan-bahan yang digunakan yaitu akuades ( es batu juga), amilum,  larutan kalium iodida(KI), larutan kalium peroksodisulfat(K₂S₂O_8),  dan larutan natrium tiosulfat(Na₂S₂O₃).

3.3 Cara Kerja

    Pertama-tama, pembuatan larutan KI, K₂S₂O_8, Na₂S₂O_3, dan amilum. Ditepatkan larutan dengan akuades samapi tanda batas (250ml) labu ukur. Setelah larutan telah tersedia, menyediakan tiga erlenmeyer yang telah diberi label, pertama erlenmeyer yang berisi KI saja erlenmeyer  kedua berisi K₂S₂O₈ dan Erlenmeyer ketiga berisi Na₂S₂O_3.

Erlenmeyer pertama diisi KI sebanyak 5 ml, kemudian diukur suhunya hingga 20^oC. Erlenmeyer kedua diisi K₂S₂O₈  1ml dan Na₂S₂O₃ 2,5ml, dan ditambahkan 6 tetes amilum yang dipanaskan. Kemudian diukur suhunya hingga 20^oC. Jika suhunya kurang dari 20^oC maka laruatn dipanaskan hingga mencapai 20^oC. Sedangkan jika suhunya lebih dari 20^oC maka larutan didinginkan dengan air es.

Setelah suhu kedua larutan sama, maka kedua laruatan dicampurkan, saat itu lah menghidupkan stopwatch, untuk mengukur laju reaksi larutan tersebut, sambil  mengitung waktu perubahan yang terjadi, larutan terus diaduk tanpa henti sampai terjadi perubahan warna menjadi biru keunguan yang menunjjukan bahwa proses boleh dihentikan, demikian jugan dengan stopwatchnya. Dicatat waktu saat proses tersebut.
setelah itu dilakukan perlakuan yang sama untuk volume K₂S₂O₈ 3ml dan 5ml dengan perlakuan yang sama pada suhu 25 ^oC dan 30 ^oC.

3.4 Rangkaian Alat

Gambar 1. Rangkaian percobaan laju reaksi dan energi aktivasi

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel Pengamatan

V K2S2O8	V Na2S2O3	V KI	Amilum	Suhu (T)	T (s)	Perubahan warna
1ml	2,5ml	5ml	6 tetes	20oC	9 menit 33 detik	kuning
3ml	2,5ml	5ml	6 tetes	20oC	9 menit 29 detik	kuning
5ml	2,5ml	5ml	6 tetes	20oC	3 memit 18 detik	biru
1ml	2,5ml	5ml	6 tetes	25oC	7 menit 47 detik	kuning
3ml	2,5ml	5ml	6 tetes	25oC	2 menit 36 detik	biru
5ml	2,5ml	5ml	6 tetes	25oC	1 menit 46 detik	kuning
1ml	2,5ml	5ml	6 tetes	30 oC	6 menit 18 detik	biru
3ml	2,5ml	5ml	6 tetes	30 oC	2 menit 22 detik	kuning
5ml	2,5ml	5ml	6 tetes	30 oC	2 menit 33 detik	biru

4.2 Pembahasan

Mendengar laju reaksi tak lepas dari kinetika kimia, dimana kinetika kimia menjelaskan mengenai bagaimana laju bergantung pada konsentrasi dan reaksi sertaa mekanisme reaksinya berdasarkan pengetahuan yang diperoleh dari percobaan. Laju rekasi adalah waktu perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan waktu. Dapat pula dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi pereaksi atau bertambahnya konsentrasi di suatu produk. Laju reaksi berhubungan pula dengan tumbukan-tumbukan antar molekul akibat adanya penambahan zat tertentu, pengaruh suhu, luas permukaan maupun konsentrasi suatu zat, sehingga ini erat kaitannya dengan energi aktivasi yang merupakan energi minimum yang dimiliki oleh suatu molekul untuk bertumbukan. Dalam percobaan ini dibantu pula oleh katalis, yang dimana katalis dapat membantu mempercepat laju rekasi.

Pada praktikum kali ini, telah dilakukan percobaan mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Faktor-faktor tersebut yaitu konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalis.

Pada percobaan pertama dilakukan pengamatan faktor laju reaksi, yaitu konsentrasi, yang dilakukan dengan mereaksikan K₂S₂O₈ bersama Na₂S₂O₃ yang konsentrasinya berbeda-beda. Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi. Jika konsentrasi suatu zat semakin besar maka laju reaksinya semakin cepat pula, begitu juga sebaliknya. Suatu larutan dengan konsentrasi pekat mengandung partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan dengan larutan yang berkonsentrasi kecil (encer), sehingga lebih mudah dan lebih sering bertumbukan. Itulah sebabnya, makin besar konsentrasi suatu larutan, maka semakin cepat pula laju reaksinya.

            Pada percobaan kedua, dilakukan pengamatan terhadap suhu. Pencampuran antara K₂S₂O₈ dengan Na₂S₂O₃, sebanyak masing-masing 1 ml, 3 ml, dan 5 ml; dan 2,5 ml Na₂S₂O₃ untuk setiap volume K₂S₂O₈ , diperlukan waktu yang bervariasi. Dari data percobaan dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu semakin sedikit waktu yang diperlukan larutan untuk bereaksi, artinya larutan bereaksi cepat. Hal ini disebabkan karena suhu turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil dan semakin lama pula waktu yang diperlukan untuk bereaksi.

            Pada percobaan terakhir, dilakukan pengamatan katalis dalam laju reaksi. Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Dalam percobaan ini digunakan katalis Na₂S₂O₃.

            Dalam percobaan ini digunakan sebuah indicator berupa indicator amilum, yang akan mendeteksi warna biru keunguan pada titik akhir laju reaksi. Ketika memipet amilum harap diperhatikan, karena ketika benyak bagian akuades yang dipipet akan memyebabkan warna menjadi kuning, hal ini juga karena amilun dalam keadaan tidak panas , sehingga membuat amilum tidak aktif bereaksi, mak sangat perlu pemanasan dan ketelitian dalam pemipetan indikatir ini. Ketika mengukur laju reaksi dilakukan pengadukan terus menerus yang berfungsi untuk membantu proses reaksi, agar larutan tidak pasif.

Pada pembuatan larutan Na₂S₂O₃ digunakan air panas, hal ini untuk menambah daya oksidasi Na₂S₂O₃ bagi laju reaksi.

Fungsi suhu berbanding lurus dengan laju reaksi, semakin tinggi suhu, semakin cepat reaksi yang terjadi.

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Suhu 0C	Harga K
20
25
30

5.2 Saran

Untuk percobaan kedepannya, mungkin dapat menggunakan katalis lain seperti K₂CrO₇ dan KMnO₄.

DAFTAR PUSTAKA

Oxtoby,D.W, Gilles.H.P,dan N.N.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Erlangga. Jakarta

Petrucci,R.H.1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan.Erlangga. Jakarta.

Sastrohamidjojo,H.2001. Kimia Dasar. UGM Press Yogyakarta.

Sukardjo.1990. Kimia Anorganik. Rineka Cipta. Jakarta.

LAMPIRAN

-          Data pengamatan sementara

-          Perhitungan

-          Grafik

-          Jawaban pertanyaan

-          Journal

Perhitungan

1.         Penentuan nilai K

a.         Pada volume K₂S₂O₈ 1ml ( )

Diketahui : V K₂S₂O₈L

                   M K₂S₂O₈ M

                           V KI L

                            M KI M

      n K₂S₂O₈M

                   

                    = 2.10^-5

            n KI M

                   

                    = 2.10^-3

   n awal :    2.10^-5      2.10^-3

                            n reaksi :    2.10^-5      4.10^-5                                  -

                 n akhir  :       -          

b.         Pada volume K₂S₂O₈ 3ml ( )

Diketahui : V K₂S₂O₈L

                   M K₂S₂O₈ M

                           V KI L

                            M KI M

      n K₂S₂O₈M

                   

                    = 6.10^-5

            n KI M

                   

                    = 2.10^-3

   n awal :    6.10^-5      2.10^-3

                            n reaksi :    6.10^-5      1,2.10^-4                                  -

                 n akhir  :       -          

c.         Pada volume K₂S₂O₈ 5ml ( )

Diketahui : V K₂S₂O₈L

                   M K₂S₂O₈ M

                           V KI L

                            M KI M

      n K₂S₂O₈M

                   

                    = 1.10^-4

            n KI M

                   

                    = 2.10^-3

   n awal :    1.10^-4      2.10^-3

                            n reaksi :    1.10^-4      2.10^-4                                  -

                 n akhir  :       -          

T(OC)	V K2S2O8	(b-2x) mol	ln(b-2x)	t(s)	K
20	1ml		-6,235	573
20	3ml		-6,276	569
20	5ml		-6,319	198

T(OC)	V K2S2O8	(b-2x) mol	ln(b-2x)	t(s)	K
25	1ml		-6,235	467
25	3ml		-6,276	156
25	5ml		-6,319	106

T(OC)	V K2S2O8	(b-2x) mol	ln(b-2x)	t(s)	k
30	1ml		-6,235	378
30	3ml		-6,276	142
30	5ml		-6,319	153

Grafik hubungan antara ln(b-2x) terhadap waktu pada suhu 20 ^OC

a.      Pada volume K₂S₂O₈ = 1ml  pada suhu 20 ^OC

          ln(b-2x)

                         -6,235   - 6,3531

     

                        0,1181

  

b.        Pada volume K₂S₂O₈ = 3ml  pada suhu 20 ^OC

         ln(b-2x)

                  -6,276 - 6,3531

  

             0,0771

  

c.         Pada volume K₂S₂O₈ = 5ml  pada suhu 20 ^OC

             ln(b-2x)

                       -6,319198 - 6,3531

  

               0,0341  198

  

Grafik hubungan antara ln(b-2x) terhadap waktu pada suhu 25 ^OC

a.      Pada volume K₂S₂O₈ = 1ml  pada suhu 25 ^OC

            ln(b-2x)

                                 -6,235 - 6,3245

     

                        0,0895

  

b.        Pada volume K₂S₂O₈ = 3ml  pada suhu 25 ^OC

         ln(b-2x)

                  -6,276 - 6,3245

 

             0,0485

  

c.         Pada volume K₂S₂O₈ = 5ml  pada suhu 25 ^OC

             ln(b-2x)

                       -6,319 - 6,3245

  

               5,5.10^-3 

  

Grafik hubungan antara ln(b-2x) terhadap waktu pada suhu 30 ^OC

a.      Pada volume K₂S₂O₈ = 1ml  pada suhu 30 ^OC

            ln(b-2x)

                                 -6,235 - 6,3359

     

                        0,1009

  

b.        Pada volume K₂S₂O₈ = 3ml  pada suhu 30 ^OC

         ln(b-2x)

                  -6,276 - 6,3359

 

             0,0599

  

c.         Pada volume K₂S₂O₈ = 5ml  pada suhu 30 ^OC

             ln(b-2x)

                       -6,319 - 6,3359

  

               0,0169 

  

Grafik Hubungan antara ln k dan 1/T pada V K₂S₂O₈ 1ml

T(K)	1/T (x)	k	ln k(y)
293	0,0034		-8,49
298	0,00335		-8,56
303	0,0033		-8,23

 

 Ea

Ea 

      21616,4 J

     21,6 KJ

Grafik Hubungan antara ln k dan 1/T pada V K₂S₂O₈ 3ml

T(K)	1/T (x)	k	ln k(y)
293	0,0034		-8,90
298	0,00335		-8,07
303	0,0033		-7,77

 

 Ea

Ea 

      93948,4 J

     93,9 KJ

Grafik Hubungan antara ln k dan 1/T pada V K₂S₂O₈ 5ml

T(K)	1/T (x)	k	ln k(y)
293	0,0034		-8,67
298	0,00335		-9,87
303	0,0033		-9,09

   y

 Ea

Ea 

       J

      KJ

Jawaban pertanyaan

1.      Dalam Kalium Iodida terdapat undur iod disana yang sedikit larut dalam air, jadi ketikat dilarutkan dengan air, agak kelihatan sulit larut, walaupun sebenarnya dia larut, namun sedikit, hal ini lah yang membuat KI lebih pekat dibandingkan dengan K₂S₂O₈ dan Na₂S₂O₃ yang lebih encer karena mereka dapat larut banyak dengan air.

2.      Dari harga waktu yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu sampel yang direaksikan, semakin cepat waktu bereaksi karena waktu yang diperlukan semakin sedikit.

3.      Dik :    Ea= 20kkl/mol

T =25⁰C, kanaikan 1⁰C

            Dit : kenaikan kecepatan reaksi?

            Jawab: