BAB III

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

KINETIKA REAKSI

Oleh Kelompok 2

Kelas C

Adisty Caesari0907133150

Bona Tua

0907136116

Rahmat Afandi0907114257

PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS RIAU

2011BAB I

TEORI1.1Kinetika Kimia

Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi kimia, faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan hubungannya terhadap mekanisme reaksi (Bahnur, 2008). Kinetika kimia disebut juga dinamika kimia, karena adanya gerakan molekul, elemen atau ion dalam mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu. Mekanisme reaksi dapat diramalkan dengan bantuan pengamatan dan pengukuran besaran termodinamika suatu reaksi, dengan mengamati arah jalannya reaktan maupun produk suatu sistem. Berdasarkan penelitian yang mula mula dilakukan oleh Wilhelmy terhadap kecepatan inversi sukrosa, ternyata kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi / tekanan zat zat yang bereaksi. Laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi atau tekanan dari produk atau reaktan terhadap waktu (Solehah, 2008).1.2Laju Reaksi

Laju reaksi adalah kecepatan (laju) berkurangnya pereaksi (reaktan) atau terbentuknya produk reaksi. Dapat dinyatakan dalam satuan mol/L atau atm/s. Hukum laju reaksi adalah persamaan yang mengaitkan laju reaksi dengan konsentrasi molar atau tekanan parsial pereaksi dengan pangkat yang sesuai. Persamaan laju atau Hukum laju diperoleh dari hasil eksperimen. Persamaan laju reaksi dinyatakan dalam bentuk diferensial atau bentuk integral (Aguspur, 2009).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 (Bahnur, 2008).

Dalam membahas reaksi kesetimbangan kimia telah ditekankan bahwa reaksi ke kanan maupun ke kiri dapat terjadi begitu produk terbentuk, produk ini dapat bereaksi kembali menghasilkan reaktan semula.

Laju bersih ialah:

Laju bersih = laju ke kanan laju ke kiri

Bila terdapat reaksi sebagai berikut:

aA + bB -> cC + dD

dimana a, b, c, dan d adalah koefisien reaksi dan A, B adalah reaktan dan C, D adalah produk reaksi. Laju reaksi dapat didefinikan sebagai pengurangan reaktan tiap satuan waktu dan derumuskan sebagai:

........(1.1)

atau didefinisikan sebagai penambahan jumlah produk tiap satuan waktu dan dirumuskan sebagai:

...........(1.2)

Tanda minus (-) digunakan pada reaktan disebabkan jumlah reaktan setelah t detik akan lebih kecil dibandingan dengan jumlah reaktan pada to (waktu awal) sehingga untuk mendapatkan hasil v yag bernilai positif maka harus ditambahkan tanda minus. Nilai v yang dicari dari keempat cara diatas yaitu dengan memakai [A], [B], [C], dan [D] akan memiliki nilai yang sama (Aguspur, 2009). Ada sejumlah variabel yang mempengaruhi laju reaksi, yang utamanya adalah sebagai berikut:

1. KonsentrasiSebuah konsentrasi yang lebih tinggi dari reaktan menyebabkan tabrakan yang lebih efektif per satuan waktu, yang mengarah ke laju reaksi meningkat (kecuali untuk nol reaksi order). Demikian pula, konsentrasi produk lebih tinggi cenderung dikaitkan dengan laju reaksi yang lebih rendah. Gunakan tekanan parsial reaktan dalam keadaan gas sebagai ukuran konsentrasi mereka. 2. Kondisi FisikaSuhu dan tekanan mempengaruhi laju reaksi. Biasanya, peningkatan suhu ini disertai dengan peningkatan laju reaksi. Suhu adalah ukuran energi kinetik dari suatu sistem, suhu jadi lebih tinggi berarti energi kinetik yang lebih tinggi rata-rata molekul dan tabrakan lebih banyak per satuan waktu. Sebagai aturan umum praktis untuk sebagian (tidak semua) reaksi kimia adalah bahwa tingkat di mana hasil reaksi kira-kira akan berlipat ganda untuk setiap kenaikan 10C pada suhu. Setelah suhu mencapai titik tertentu, beberapa spesies kimia boleh diubah (misalnya, denaturing protein) dan reaksi kimia akan memperlambat atau menghentikan. Hubungan antara suhu dan tetapan laju reaksi dipelajari oleh Svante Arrhenius (1889), kimiawan Swedia, melalui persamaan Arrhenius:k = Ae Ea/RT..............................................................(1.3)

k = tetapan laju reaksi Ea = energi pengaktifan reaksi

A = tetapan Arrhenius

T = suhu dalam K

R = tetapan gas ideal

Energi pengaktifan adalah energi minimum agar molekul-molekul dapat bereaksi. Semakin tinggi suhu, nilai eksponen negatif semakin kecil, sehingga nilai k semakin besar, yang berarti bahwa laju semakin cepat. Hubungan Arrhenius dapat dibuat grafik linier antara lnk dengan 1/T (K-1). Secara matematis dapat disusun ulang sebagai berikut:ln k = ln A Ea 1 ...................................................(1.4) R T Untuk 2 tetapan laju pada suhu berbeda adalah :

ln k2 = - Ea 1 1 ......................................................(1.5) k1 R T2 T1

Gambar 1.1 Grafik hubungan konstanta laju reaksi dengan suhu3. Intensitas RadiasiSinar matahari atau sinar lampu juga dapat mempengaruhi laju reaksi. Umumnya pengaruh ini sedikit diperhatikan hanya untuk mempelajari pengaruh fotokimia. Kekuatan sinar di dalam spektrofotometri yang menggunakan sinar monokromatik tidak diharapkan.

4. Sifat-Sifat Pelarut.

Laju reaksi tergantung dari kepolaran pelarut, viskositas, jumlah donor elektron, dan sebagainya. Penambahan suatu elektrolit dapat memperkecil atau menaikkan suatu laju reaksi (pengaruh garam), dan demikian pula adanya buffer (Bahnur, 2008).5. Kehadiran Katalis dan Pesaing

Katalis (misalnya, enzim) menurunkan energi aktivasi reaksi kimia dan meningkatkan laju reaksi kimia tanpa dikonsumsi dalam proses. Katalis bekerja dengan meningkatkan frekuensi tabrakan antara reaktan, mengubah orientasi reaktan sehingga tabrakan lebih efektif, mengurangi ikatan intramolekul dalam molekul reaktan, atau menyumbangkan rapatan elektron ke reaktan. Kehadiran katalis membantu reaksi untuk melanjutkan lebih cepat untuk keseimbangan. Selain katalis, spesies kimia lainnya dapat mempengaruhi reaksi. Jumlah ion hidrogen (pH larutan mengandung air) dapat mengubah tingkat reaksi. Spesies kimia lain mungkin bersaing untuk reaktan atau mengubah orientasi, ikatan, kerapatan elektron, dll, sehingga mengurangi laju reaksi (Marie, 2008).1.3Orde Reaksi

Orde reaksi adalah jumlah eksponen faktor konsentrasi yang terdapat dalam hukum laju reaksi itu. Secara teoritis orde reaksi merupakan bilangan bulat, namun dari hasil eksperimen, dapat berupa bilangan pecahan atau nol. Orde reaksi ditentukan dengan percobaan (Solehah, 2008).Contoh : 2N2O5 4NO + O2, laju reaksi [N2O5], jadi berordo 1. Laju reaksi =k [N2O5]Untuk reaksi seperti berikut :A + B C

Rumusan laju reaksi adalah :

V =k [A]m [B]n............................................(1.6)Dimana :

k = tetapan laju reaksi

m = orde reaksi untuk A

n = orde reaksi untuk B Orde reaksi total = m + n

Pangkat perubahan konsentrasi terhadap perubahan laju disebut orde reaksi.A. Reaksi Orde Nol

Pada reaksi orde nol, kecepatan reaksi tidak tergantung pada konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde nol dinyatakan sebagai :

- = k0

A - A0 = - k0 . t .................................................(1.7)

A = konsentrasi zat pada waktu t

A0 = konsentrasi zat mula mula

Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis.

B. Reaksi Orde Satu

Pada reaksi orde satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai :

- = k1 [A]

- = k1 dt

ln = k1 (t t0) ...........................................(1.8)

Bila t = 0 ( A = A0

ln [A] = ln [A0] - k1 t

[A] = [A0] e-k1t .............................................(1.9)Tetapan laju (k1) dapat dihitung dari grafik ln [A] terhadap t, dengan k1 sebagai gradiennya.

Gambar 1.2 Grafik ln [A] terhadap t untuk reaksi orde satuWaktu paruh (t1/2) adalah waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi reaktan hanya tinggal setengahnya (Solehah, 2008). Pada reaksi orde satu, waktu paruh dinyatakan sebagai :

k1 = ln

k1 = ..(1.10)C. Reaksi Orde Dua

Persamaan laju reaksi untuk orde dua dinyatakan sebagai :

- = k2 [A]2

- = k2 t

- = k2 (t t0)............................................(1.11)Tetapan laju (k2) dapat dihitung dari grafik 1/A terhadap t dengan k2 sebagai gradiennya.

Gambar 1.3 Grafik ln 1/[A] terhadap t untuk reaksi orde duaWaktu paruh untuk reaksi orde dua dinyatakan sebagai :

t1/2 = .(1.12)BAB II

PERCOBAAN

2.1Alat-alat

1. Gelas ukur 100 ml

2. Stopwatch3. Water bath4. Gelas piala 600 ml

5. Pipet ukur

6. Batang pengaduk

7. Termometer2.2Bahanbahan 1. Na2S2O3 0,25 M2. HCl 1 M3. Aquadest2.3Cara kerja

A. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

1. Masukkan 50 ml Na2S2O3 0,25 M dalam gelas ukur 100 ml yang mempunyai alas rata.

2. Tempatkan gelas ukur tadi di atas sehelai kertas putih tepat di atas tanda silang hitam yang dibuat pada kertas putih tersebut, sehingga ketika dilihat dari atas melalui larutan tiosulfat, tanda silang tadi terlihat jelas.

3. Tambahkan 2 ml HCI 1,0 M, tepat ketika penambahan dilakukan, nyalakan stopwatch. Larutan diaduk agar pencampuran menjadi merata, sementara pengamatan dari atas tetap dilakukan.

4. Catat waktu yang diperlukan sampai tanda silang hitam tidak dapat diamati lagi dari atas.

5. Suhu larutan diukur dan dicatat.

6. Ulangi langkah-langkah di atas dengan komposisis larutan yang telah ditentukanB. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

1. Masukkan 10 ml larutan tiosulfat ke dalam gelas ukur, lalu encerkan hingga volume mencapai 50 ml.

2. Ukur 2 ml HCl 1,0 M, lalu masukkan ke dalam tabung reaksi. Tempatkan gelas ukur dan tabung reaksi pada penangas air yang bersuhu 35o C. Biarkan kedua larutan beberapa lama sampai suhu mencapai kesetimbangan. Ukur kedua suhu larutan dan catat.

3. Tambahkan asam ke dalam larutan tiosulfat, dan pada saat bersamaan nyalakan stopwatch. Aduk larutan, tempatkan di ata standa silang hitam. Catat waktu yang dibutuhkan sampai tanda silang tidak lagi terlihat dari atas.

4. Ulangi langkah tersebut untuk berbagai suhu sampai suhu 65o C. (Lakukan untuk empat suhu yang berbeda).2.4. Pengamatan A. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

SistemKonsentrasi relatif tiosulfatWaktu

(detik)1/Waktu

(det-1)

10,25 M10,440,096

20,2 M14,120,071

30,15 M18,780,053

40,1 M30,850,032

50,05 M60,90,016

60,025 M127,160,008

T = 28oC

Keterangan :

1. Larutan Na2S2O3 tidak berwarna (bening)

2. Larutan Na2S2O3 ditambahkan HCl 1,0 M, larutan berubah menjadi keruh atau putih susu

3. Digunakan konsentrasi yang berbeda-beda, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk setiap perlakuan berbeda-beda. Semakin tinggi konsentrasi tiosulfat maka waktu yang dibutuhkan semakin cepat.

B. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

No.Suhu

(oC)Suhu

(K)1/SuhuWaktu1/Waktu

(det-1)Log

(1/Waktu)

1353080,00328,83250,1132-0,946

2453180,003144,31250,231-0,636

3503230,003093,3210,301-0,521

4553280,003041,7450,573-0,241

5653380,002958,83250,1132-0,946

Keterangan :

1. Larutan Na2S2O3 tidak berwarna (bening)

2. Larutan Na2S2O3 dan HCl dipanaskan, lalu dicampurkan sehingga membentuk larutan putih susu kekuningan

3. Digunakan variasi suhu yang berbeda, sehingga waktu yang diperlukan untuk setiap perlakuan juaga berbeda-beda. Dari hasil percobaan, semakin tinggi suhu yang digunakan maka waktu yang dibutuhkan tanda silang tidak terlihat lagi juga semakin cepat.

BAB III

HASIL DAN DISKUSI

3.1 Hasil Percobaan

A. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

SistemVolum S2O3-2 (ml)Volum air (ml)Volum HCl (ml)Konsentrasi relative tiosulfatWaktu (detik)1/Waktu

(detik-1)

150020,2510,440,096

2401020,2014,120,071

3302020,1518,780,053

4203020,1030,850,032

5104020,0560,90,016

654520,025127,160,008

T = 28oC

B. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Suhu (oC)Suhu (oK)1/suhu (oK)Waktu (detik)1/waktu (detik-1)Log (1/waktu)

353080,003258,83250,1132-0,946

453180,003144,31250,231-0,636

553280,003053,3210,301-0,521

653380,002961,7450,573-0,241

3.2 Diskusi

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi, yaitu konsentrasi, suhu, luas permukaan, zat pereaksi dan katalis. Pada percobaan kali ini dilakukan pada zat dengan konsentrasi yang berbeda-beda dan pada perlakuan yang kedua terhadap suhu yang berbeda. Pada percobaan dengan konsentrasi yang berbeda-beda, tanda silang semakin cepat menghilang atau tidak terlihat seiring dengan bertambahnya konsentrasi larutan begitu juga sebaliknya. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi suatu larutan, maka laju reaksinya juga semakin cepat (berbanding lurus). Hal ini disebabkan karena banyaknya partikel yang memungkinkan lebih banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan sehingga waktu yang diperlukan lebih singkat atau cepat.Pada percobaan dengan perbedaan suhu didapatkan dengan semakin meningkatnya suhu larutan waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan tanda silang semakin cepat. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu suatu larutan maka laju reaksinya akan semakin cepat juga. Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi kinetik partikel zat-zat meningkaat sehingga memungkinkan semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi yang digambarkan oleh Arrhenius. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa suhu mempengaruhi nilai konstanta laju reaksi.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

1.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat kami ambil dari percobaan ini adalah :

1. Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi. Semakin tinggi konsentrasi maka laju reaksi reaksi semakin cepat.

2. Suhu yang semakin tinggi juga mempengaruhi laju reaksi dan begitu sebaliknya. Semakin tinggi suhu suatu larutan maka laju reaksi juga semakin cepat.

1.2 Saran1. Pada saat menentukan tanda silang sudah tidak terlihat lagi harus diperhatikan secara teliti agar tepat dalam mencatat waktu.

2. Kecepatan pengadukan larutan harus konstan agar tidak terjadi kesalahan dalam mendapatkan waktu.

BAB V

TUGAS/PERTANYAAN

5.1 TugasA. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi1. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

Tabel 5.1 Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksiSistemKonsentrasi relative tiosulfatWaktu (detik)1/Waktu

(detik-1)

10,2510,440,096

20,2014,120,071

30,1518,780,053

40,1030,850,032

50,0560,90,016

60,025127,160,008

2. Kurva laju reaksi sebagai fungsi konsentrasi tiosulfat

Gambar 5.1 Hubungan antara 1/waktu terhadap konsentrasi tiosulfatKurva yang terbentuk antara 1/waktu vs konsentrasi adalah berbentuk kurva lurus atau linier. Dapat dilihat pada gambar (5.1) ketika konsentrasi larutan 0,025 M nilai 1/waktu yang didapatkan adalah 0,008. Jika dibandingkan dengan konsentrasi yang lebih tinggi, yaitu saat konsentrasi larutan 0,05 M , nilai 1/waktu yang didapatkan adalah 0,016. Dari hasil yang diperoleh, dapat dilihat bahwa kenaikan konsentrasi mempengaruhi waktu reaksi. Jika waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan tanda silang semakin kecil, maka nilai 1/waktu akan semakin besar. Semakin cepat waktu yang dibutuhkan, menunjukkan laju reaksi juga semakin cepat. Ini berarti konsentrasi suatu larutan mempengaruhi laju reaksi.3. Orde reaksi terhadap tiosulfat

V5 = k [Na2S2O3]5x.[HCl]5y

V6 k [Na2S2O3]6x.[HCl]6y0,016 = k (0,05 M)x. ( 1,0 )y0,008 k (0,025 M)x. ( 1,0 )y0,016 = k (0,05 M )x0,008 k (0,025 M)x

x = 1B. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi1. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Tabel 5.2 Pengaruh Suhu terhadap Laju ReaksiSuhu (oC)Suhu (oK)1/suhu (oK-1)Waktu (detik)1/waktu (detik-1)Log (1/waktu)

353080,003258,83250,1132-0,946

453180,003144,31250,231-0,636

553280,003053,3210,301-0,521

653380,002961,7450,573-0,241

2.Kurva log laju reaksi sebagai fungsi 1/Suhu (K-1 ).

Gambar 5.2 Hubungan log (1/waktu) terhadap 1/suhu

Kurva yang terbentuk antara log laju reaksi sebagai fungsi 1/suhu (K-1) adalah berbentuk kurva lurus atau linier. Jika diperhatikan pada saat 1/suhu 0,00325 ketika suhu larutan 308oK, nilai log 1/waktu yang didapat adalah -0,946. Sedangkan pada saat nilai 1/suhu nya adalah 0,00314 ketika suhu larutan 318oK, nilai log 1/waktu yang diperoleh adalah 0,636. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan, semakin besar suhu suatu larutan maka nilai log 1/waktu juga semakin besar. Ini membuktikan bahwa waktu yang diperlukan untuk menghilangkan tanda silang akan semakin cepat dengan meningkatnya suhu larutan. Dapat disimpulkan bahwa suhu larutan mempengaruhi laju reaksi.5.2Jawaban Pertanyaan1. Menentukan orde reaksi secara keseluruhan adalah dengan membuat grafik laju reaksi dan konsentrasi. Gradiennya merupakan orde reaksi. Juga dapat ditentukan dengan rumus v = [A]a [B]b

2. Menurut kami, setiap terjadi peningkatan suhu maka laju reaksi yang terjadi semakin cepat. Seperti yang didapatkan setelah percobaan, hubungan antara suhu dengan laju reaksi berbanding lurus. Pada suhu yang tinggi memungkinkan semakin banyak tumbukan efektif sehingga mempengaruhi laju reaksinya.DAFTAR PUSTAKAAguspur. 2009. Kinetika Reaksi. (aguspur.staff.uns.ac.id/files/2009/08/kinetika-reaksi-pertemuan-6.pdf) diakses pada 20 April 2011Bahnur, Tirena. 2008. Kinetika Reaksi Elementer. (ai3.itb.ac.id/~basuki/usdi/ KinetikaKimia.pdf) diakses pada 20 April 2011Helmenstine, Marie. 2008. Kinetika Reaksi. (www.chemistry.about.com/) diakses 20 April 2011Solehah, Amalia. 2008. Kinetika Kimia. (amaliasoleha.files.wordpress.com/2008/08/kinetika-kimia1.doc) diakses pada 20 April 2011

Yelmida. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Pekanbaru

_1194717406.unknown

_1194717461.unknown

_1194717639.unknown

_1194717743.unknown

_1194718158.unknown

_1194717716.unknown

_1194717587.unknown

_1194717425.unknown

_1194716689.unknown

_1194716721.unknown

_1194716282.unknown