LAPORAN KIMIA DASAR 2 KINETIKA KIMIA

                                                         Percobaan 2

                                                  KINETIKA KIMIA

 I.      TUJUAN PERCOBAAN

Menjelaskan dan menghitung laju reaksi, tingkat reaksi dan mekanismenya

 II.   LANDASAN TEORI

1)      Laju Reaksi.

 Kinetika kimia merupakan cabang ilmu kimia yang membahas tentang laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Laju reaksi (kecepatan) reksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap satuan waktu. Tujuan utama kinetika kimia ialah menjelaskan bagaimana laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan dan mengetahui mekanisme suatu reaksi yang diperoleh dari suatu eksperimen. Kecepatan reaksi bergantung pada banyak faktor. Konsentrasi reaktan memainkan peran penting dalam mempercepat atau memperlambat reaksi tertentu. Sebagaimana akan banyak reaksi yang sangat peka terhadap suhu, sehingga pengendalian suhu sangat penting untuk pengukuran kuantitatif dalam kinetika kimia. Akhirnya, bentuk fisik reaktan juga berperan penting dalam laju yang diamati. Sebuah paku besi sangat lambat teroksidasi menjadi besi oksida di udara kering, tetapi serat baja mudah sekali terbakar terutama karena adanya oksigen. Kajian kuantitatif atas reaksi heterogen (yang melibatkan dua fasa atau lebih, seperti antara solid dan gas) memang sulit, sehingga kita mulai dengan reaksi homogen (yang seluruhnya berlangsung dalam fasa gas atau larutan).

Eksperimen kinetik mengukur laju berdasarkan perubahan konsentrasi zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dari waktu ke waktu. Jika reaksi cukup lambat, kita dapat membuatnya berlangsung untuk waktu tertentu, kemudian secara mendadak menghentikannya dengan pendinginan cepat campuran reaksi tersebut pada suhu yang cukup rendah. Pada suhu rendah, kita mempunyai waktu untuk melakukan analisis kimia terhadap reaktan atau produk tertentu. Panjang gelombang cahaya yang diserap oleh molekul berbeda-beda, jika panjang gelombang tertentu di serap oleh salah satu reaktan atau produk, maka pengukuran jumlah cahaya yang diserap pada panjang gelombang itu oleh campuran reaksi dapat digunakan menentukan konsentrasi reaktan atau produk yang menyerapnya. Pengukuran dilakukan dalam rentang waktu tertentu, sering kali kilatan cahaya juga dapat digunakan untuk mengawali reaksi yang sangat cepat.

Laju reaksi rerata analog dengan kecepatan rerata mobil. Jika posisi rerata mobil dicatat pada dua waktu yang berbeda, maka:

   

Dengan cara yang sama, laju reaksi rerata diperoleh dengan membagi perubahan konsentrasi reaktan atau produk dengan interval waktu terjadinya reaksi;

 

Jika konsentrasi diukur dalam moL L^-1 dan waktu dalam detik, maka laju reaksi mempunyai satuan mol L^-1 s^-1. Kita ambil contoh khusus dalam reaksi fasa gas:

NO₂ (g) + CO (g) → NO (g) + CO₂ (g)

NO₂ dan CO dikonsumsi pada saat pembentukan NO dan CO₂. Jika sebuah kuar dapat mengukur konsentrasi NO, laju reaksi rerata dapat diperkirakan dari nisbah perubahan konsentrasi NO, ∆[NO] terhadap interval waktu, ∆t:

     

Laju sesaat suatu reaksi diperoleh dengan menganggap waktu yang sangat kecil, ∆t, (dengan demikian nilai ∆[NO] yang semakin kecil). Sewaktu ∆t mendekati 0, laju menjadi lereng kurva pada waktu t.

Laju reaksi suatu kimia dapat dinyatakan dengan persamaan laju reaksi. Untuk reaksi berikut:

A + B → AB

Persamaan laju reaksi secara umum ditulis berikut:

r = k [A]^m [B]ⁿ 

k sebagai konstanta laju reaksi, m dan n adalah orde parsial masing-masing pereaksi. Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

1.      Sifat dan ukuran pereaksi

2.      Konsentrasi pereaksi

3.      Suhu reaksi

4.      Katalis

2)       Sifat dan Ukuran Pereaksi.

Sifat pereaksi dan ukuran pereaksi menentukan laju reaksi. Semakin reaktif dari sifat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat pereaksi laju reaksi 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.

Dari persamaan 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_(s)    (lambat)

Na₂S₂O₃ + 2H⁺ → 2Na⁺ + S_(s)

Hampir semua reaksi menjadi lebih cepat bila suhu dinaikkan karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel peraksi. Akibatnya jumlah dan energi tumbukkan bertambah besar. Pengaruh perubahan suhu terhadap laju reaksi secara kuantitatif dijelaskan dengan hukum Arrhenius yang dinyatakan sebagai berikut:

k = Ae^-Ea/RT    atau     

dengan R = konstanta gas ideal, A = konstanta yang khas untuk reaksi (faktor frekuensi) dan Ea = energy aktivasi yang bersangkutan.

3)       Katalis

Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia yang mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen . Jadi, katalis tidak muncul dalam persamaan kimia pembahasannya secara keseluruhan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju, memodifikasi dan mempercepat lintasan yang ada, atau lazimnya membuat lintasan yang sama sekali baru bagi kelangsungan reaksi. Katalis menimbulkan efek yang nyata pada laju reaksi, meskipun dengan jumlah yang sangat sedikit. Dalam kimia industri, banyak upaya untuk menemukan katalis yang akan mempercepat reaksi tertentu tanpa meningkatkan timbulnya produk yang tidak diinginkan. Atau katalis adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi untuk mempercepat jalannya reaksi. Suatu reaksi yang menggunakan katalis disebut reaksi katalis dan prosesnys disebut katalisme.

Sifat katalis:

1.      Katalis tidak bereaksi secara permanen, karena tidak mengalami perubahan kimia selama reaksi.

2.      Katalis tidak mempengaruhi hasil akhir reaksi.

3.      Katalis tidak memulai reaksi tetapi hanya mempengaruhi lajunya.

4.      Katalis bekerja efektif pada saha optimum. Artinya, di atas atau di bawah suhu optimum kerja katalis berkurang.

5.      Suatu katalis hanya mempengaruhi laju reaksi spesifik. Berarti, katalis bekerja pada satu reaksi atau sejenis reaksi, dan tidak untuk reaksi jenis lain.

Contoh:

                                            Al₂O₃

C₂H₅OH _(g)                                                  C₂H_{4 (g)} + H₂O _(g)

                                              ZnO

HCOOH _(g)                                                   CO_{2 (g)} + H_{2 (g)}

6.      Keaktifan katalis dapat diperbesar zat lainyang disebut promoter.

Contoh:

                                              FeSO₄

S₂O₃^2- _(aq) + 2I^-                                                        I_{2 (s)} + 2SO₄^2- _(aq)

Kerja katalis FeSO₄ dapat dipercepat oleh CuSO₄ sebagai promoter.

7.       Hasil suatu reaksi kadang-kadang dapat bertindak sebagai katalis, zat it disebut autokatalis, contohnya:

                                    As

2AsH₃                                              2As = 3H₂

As bertindak sebagai autokatalis.

8.      Katalis dapat bereaksi dengan zat lain sehingga sifat katalisnya hilang, contohnya pada reaksi pembentukan air dari gas hydrogen dan gas oksigen dengan katalis Pt, kerja katalis Pt dapat dinon aktifkan dengan adanya CO, H₂S, CS₂.

9.      Katalis dapat memmperlambat reaksi disebut katalis negatif atau inhibitor, contohnya pada reaksi pembentukan air dari gas hidrogen dan gas oksigen laju reaksi  dapat diperlambat dengan adanya I₂ dan CO.

4)      Penggolongan Katalis

Berdasarkan fasanya, katalis dapat dibagi menjadi dua yaitu katalis homogeny dan heterogen.

a)      Katalis homogen ialah katalis ada dalam fasa yang sama dengan fasa reaktan, misalnya katalis fasa gas mempercepat reaksi dalam fasa gas, atau unsur yang dilarutkan dalam larutan mempercepat reaksi dalam larutan. Contoh katalis homogen ialah efek klorofluorokarbon dan oksida nitrogen pada berkurangnya ozon di stratosfer. Contoh kedua ialah katalis reaksi oksidasi-reduksi.

TI⁺ _(aq) + 2Ce⁴⁺ _(aq) → TI³⁺ _(aq) + 2Ce³⁺ _(aq)

oleh ion perak dalam larutan. Reaksi langsung dari TI⁺ dengan satu ion Ce⁴⁺ yang menghasilkan TI²⁺ sebagai zat antara berjalan lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan menambahkan ion Ag⁺, yang berperan dalam mekanisme reaksi dalam bentuk

Ag⁺ + Ce⁴⁺                                Ag²⁺ + Ce³⁺  (cepat)

TI⁺ + Ag²⁺                                TI²⁺ + Ag⁺  (lambat)

TI²⁺ + Ce⁴⁺                                TI³⁺ + Ce³⁺ (cepat)

Ion Ag+ tidak secara permanen diubah oleh reaksi ini, sebab yang terpakai habis dalam langkah pertama akan dihasilkan kembali pada langkah kedua; ion ini berperan sebagai katalis yang secara nyata mempercepat laju reaksi keseluruhan.

b)       Katalis heterogen ialah katalis berada dalam fasa yang berbeda. Kasus yang paling penting ialah kerja katalitik dari permukaan padatan tertentu pada reaksi-reaksi fasa gas dan fasa larutan. Contohnya ialah dalam produksi asam sulfat yang melibatkan padatan oksida vanadium (V₂O₅) sebagai katalis. Banyak katalis pada lainnya digunakan dalam proses industri. Salah satu yang perlu diperhatikan ialah reaksi penambahan hidrogen pada etilena untuk membuat etana:

C₂H_{4 (g)} + H_{2 (g)} → C₂H_{6 (g)}

Proses ini berjalan sangat lambat dalam fasa gas, kecuali diberi katalis permukaan platinum. Satu jenis katalis yang sudah banyak digunakan dalam aliran gas pembuangan mesin mobil untuk mengurangi emisi pencemar seperti hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida, dan nitrogen oksida. Konverter katalik ini dirancang untuk sekaligus mengoksidasi hidrokarbon dan CO

CO, C_xH_y, O₂ → CO₂, H₂O

dan mereduksi nitrogen oksida:  

NO, NO₂ → N₂, O₂

Inhibitor memainkan peran yang berlawanan dengan peran katalis. Inhibitor memperlambat laju reaksi, sering kali dengan menaikkan energi aktivasi. Inhibitor juga penting dalam industri karena kemampuannya dalam mengurangi laju reaksi sampingan yang tidak diinginkan sehingga produk yang diinginkan terbentuk lebih banyak. Atau katalis heterogen ialah katalis yang mempunyai fasa berbeda dengan pereaksi. Umumnya zat katalis ini berupa zat padat dan pereaksinya cair atau gas.

5)      Katalis enzim

Banyak reaksi kimia dalam sistem organik dilaksanakan dengan enzim yang berfungsi sebagai katalis. Enzim ialah molekul protein besar (biasanya dengan massa molar 20.000 g mol^-1 atau lebih) yang dengan strukturnya mampu melakukan reaksi spesifik. Satu atau lebih molekul reaktan (disebut substrat) melekat pada daerah aktif enzim. Daerah aktif merupakan daerah pada permukaan enzim yang struktur dan sifat kimianya menyebabkan substrat tertentu dapat melekat padanya lalu transformasi kimia dapat dikerjakan.

6)      Orde reaksi

Laju reaksi kimia ke kanan bergantung pada konsentrasi reaktan. Hubungan antara laju reaksi dan konsentrasi disebut rumus laju atau hukum laju, dan tetapan kesebandingan k dinamakan tetapan laju untuk reaksi tersebut. Seperti halnya tetapan kesetimbangan, tetapan laju tidak bergantung pada konsentrasi tetapi pada suhu. Orde reaksi berkaitan dengan pangkat dalam hukum laju reaksi. Reaksi yang berlangsung dengan konstan, tidak bergantung pada konsentrasi pereaksi disebut reaksi orde nol. Reaksi orde pertama sering menampakkan konsentrasi tunggal dan hukum laju, dan konsentrasi tersebut berpangkat satu. Rumusan yang paling umum dari hukum laju reaksi dan 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 pada reaksi:

3H₂C₂O_4(l) + 2MnO_4(l) → 6CO_2(g) + 3H₂O_(l) + MnO

Apabila reaksi ini merupakan reaksi orde p terhadap H₂C₂O₄ dan orde q terhadap MnO4 maka laju reaksi:

r = k[H₂C₂O₄]p[MnO₄]q         

p = orde parsial terhadap H₂C₂O₄

q = orde parsial terhadap MnO₄

Jika suatu reaksi mempunyai orde n terhadap suatu zat pereaksi maka kecepatan reaksi akan sebanding dengan konsentrasi pangkat n dan berbanding terbalik dengan waktu t, sehingga grafik Cⁿ terhadap l/t, selalu merpakan garis lurus dan orde reaksi dapat ditentukan dengan pertolongan grafik seperti ini;

Orde 1 : ditentukan dengan membuat grafik C terhadap l/t

Orde 2 : ditentukan dengan membuat grafik C² terhadap l/t

Orde 3 : ditentukan dengan membuat grafik C terhadap l/t

Pangkat yang diberikan pada konsentrasi disebut orde reaksi untuk reaktan yang bersangkutan. Jadi, penguraian N₂O₅ adalah orde pertama, sedangkan penguraian C₂H₆ ialah orde kedua. Beberapa proses termasuk orde nol untuk jangkauan konsentrasi tertentu. Karena [A]⁰ = 1, maka laju reaksi seperti itu tidak bergantung pada konsentrasi:

Laju = k (kinetika orde nol)         

Orde reaksi tidak selalu bilangan bulat; pangkat pecahan adakalanya dijumpai. Pada suhu 450 K, penguraian asetaldehida (CH₃CHO) dinyatakan dalam hukum laju sebagai :

laju = k [CH₃CHO]^3/2   

 III.      ALAT DAN BAHAN

A.    Alat

            Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah labu Erlenmeyer 100
mL, gelas kimia, labu takar, pipet volum atau pipet gondok dan karet penghisap, tabung reaksi, temperatur, dan corong.

B.     Bahan

      Bahan yang digunakan pada paktikum ini adalah Na₂S₂O₃, HCl, H₂O, KMnO₄, H₂C₂O₄, H₂SO₄, dan lain-lain.

 IV.      PROSEDUR KERJA

A.          Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kecepatan Reaksi

1.      Pengaruh Konsentrasi HCl

Tabung 1        Tabung 2        Tabung 3        Tabung 4        Tabung 5      Tabung 6

                diisi  5 ml                                                                            diisi  5 ml

                dengan                                                              dengan  

Na₂S₂O₃            Na₂S₂O₃             Na₂S₂O₃                HCl                HCl              HCl

0,10 N             0,10 N            0,10 N               0,10 N            0,05 N          0,01 N                  

                    

-          Tuangkan pereaksi ke-6 ke tabung ke-1, dengan cepat tuangkan kembali ke tabung 6

-          Catat perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan

-          Dengan cara yang sama lakukan untuk tabung ke-2 serta tabung 4 ke tabung 3.

2.      Pengaruh Konsentrasi Tiosulfat (Na₂S₂O₃) 

Tabung 1        Tabung 2        Tabung 3        Tabung 4        Tabung 5      Tabung 6

                diisi  5 ml                                                                            diisi  5 ml

                dengan                                                              dengan 

Na₂S₂O₃            Na₂S₂O₃             Na₂S₂O₃                HCl                HCl              HCl

0,10 N             0,10 N            0,10 N               0,10 N            0,05 N          0,01 N                  

                    

-          Tuangkan pereaksi ke-6 ke tabung ke-1, dengan cepat tuangkan kembali ke tabung 6

-          Catat perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan

-          Dengan cara yang sama lakukan untuk tabung ke-2 serta tabung 4 ke tabung 3.

B.           Pengaruh Temperatur Terhadap Kecepatan Reaksi

1.      Pengaruh Temperatur pada reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃

Tabung 1        Tabung 2        Tabung 3        Tabung 4        Tabung 5      Tabung 6

                diisi  5 ml                                                                            diisi  5 ml

                dengan                                                              dengan 

   HCl                     HCl                      HCl             Na₂S₂O₃         Na₂S₂O₃          Na₂S₂O₃

0,10 N               0,10 N            0,10 N            0,10 N            0,10 N          0,10N                                masukkan ke dalam penangas air  selama 5-10 menit sesuai temperatur                    

                           

kamar              50⁰C               100⁰C             kamar              50⁰C            100⁰C

 

-          Reaksikan pereaksi di atas untuk tabung 1 dan 4, tabung 2 dan 5, serta tabung 3 dan 6

-             Catat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan reaksi tersebut.

2.      Pengaruh Temperatur pada reaksi H₂C₂O₄ dengan KMnO₄ dalam suasana asam.

Tabung 1        Tabung 2        Tabung 3        Tabung 4        Tabung 5      Tabung 6

                diisi  8 ml                                                                            diisi  2 ml

dengan                                                              dengan 

H₂C₂O₄               H₂C₂O₄            H₂C₂O₄            H₂SO₄            H₂SO₄            H₂SO₄

0,1 N                 0,1 N              0,1 N              1,0 N              1,0 N            1,0 N                                  masukkan ke dalam penangas air selama 5-10 menit sesuai temperatur                     

           

kamar              50⁰C               100⁰C             kamar              50⁰C            100⁰C

 

-          Reaksikan pereaksi di atas untuk tabung 1 dan 4, tabung 2 dan 5, serta tabung 3 dan 6

-       Teteskan ke dalam tabung masing-masing 3 tetes KMnO₄ 0,10 N

-       Catat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan reaksi tersebut.

C.           Pengaruh  Katalis Terhadap Kecepatan Reaksi

1.      Adanya penambahan KMnO₄ (katalis dari luar)

Tabung 1        Tabung 2        Tabung 3       

            diisi dengan

              6 ml                

 H₂C₂O₄          H₂C₂O₄          H₂C₂O₄                                                                                                                                         0,1 N                            0,1 N                0,1 N

           diisi dengan

                _{2 ml}

 H₂SO₄           H₂SO₄            H₂SO₄

 1,0 N              1,0 N              1,0 N                                                          

          diisi dengan            diisi dengan

                 _{4 ml                          1 ml}

  KMnO₄               KMnO₄                  

  1,0 N               1,0 N

                                  

                  diisi dengan           diisi dengan

                                     3 ml                       _{4 ml}

                        H₂O                  H₂O

-       kocok setiap tabung reaksi, tambahkan 3 tetes KMnO₄ 0,10 N

-       Catat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan reaksi tersebut.     

2.      Adanya Autokatalisator

    Tabung 1                         Tabung 2

                                        

                             diisi dengan

                          5 ml       

 H₂C₂O₄                             H₂C₂O₄                                                                                                              

0,1 N                                   0,1 N

                       diisi dengan                                  

                              1 ml

 H₂SO₄                               H₂SO₄                                                                                              

 1,0 N                                 1,0 N                                        

               diisi dengan        

               3 ml

  H₂O  

                  

                       

-       kocok setiap tabung reaksi, tambahkan 3 tetes KMnO₄ 0,10 N

-       Catat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan 

      reaksi tersebut.

 V.   HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

A.1. Hasil pengamatan

        A. Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kecepatan Reaksi

   1. Pengaruh Konsentrasi HCl

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1	2	3	4	5	6
1.	Na2S2O3 0,10 N (ml)	5	5	5	-	-	-
2.	HCl 0,10 N (ml)	-	-	-	5	-	-
3.	HCl 0,05 N (ml)	-	-	-	-	5	-
4.	HCl 0,01 N (ml)	-	-	-	-	-	5

NO	Prosedur kerja	Hasil pengamatan
1.	Menyiapkan 6 tabung reaksi, mengisi dengan pereaksi sesuai tabel di atas	Perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan adalah pereaksi ke-6 ke tabung 1 waktunya yaitu 1 detik, pereaksi ke-5 ke tabung 2 waktunya yaitu 1 menit 8 detik, dan pereaksi ke-4 ke tabung 3 waktunya adalah 1 menit 41 detik.
2.	Menuangkan pereaksi ke-6 ke tabung ke-1, dengan cepat menuangkannya kembali ke tabung 6.
3.	Mencatat perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan
4.	Melakukan cara yang sama untuk tabung ke-5 ke tabung ke-2 serta tabung 4 ke tabung 3.

2        Pengaruh Konsentrasi Tiosulfat (Na₂S₂O₃)

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1	2	3	4	5	6
1.	HCl 0,10 N (ml)	5	5	5	-	-	-
2.	Na2S2O3 0,10 N (ml)	-	-	-	5	-	-
3.	Na2S2O3 0,05 N (ml)	-	-	-	-	5	-
4.	Na2S2O3 0,01 N (ml)	-	-	-	-	-	5

NO	Prosedur kerja	Hasil pengamatan
1.	Menyiapkan 6 tabung reaksi, mengisi dengan pereaksi sesuai tabel di atas	Perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan adalah pereaksi ke-6 ke tabung 1 waktunya yaitu 1 menit 6 detik, pereaksi ke-5 ke tabung 2 waktunya yaitu 1 menit 8 detik, dan pereaksi ke-4 ke tabung 3 waktunya adalah 1 menit 17 detik.
2.	Menuangkan pereaksi ke-6 ke tabung ke-1, dengan cepat menuangkannya kembali ke tabung 6.
3.	Mencatat perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan
4.	Melakukan cara yang sama untuk tabung ke-5 ke tabung ke-2 serta tabung 4 ke tabung 3.

B.     Pengaruh Temperatur Terhadap Kecepatan Reaksi

1.      Pengaruh Temperatur pada reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1	2	3	4	5	6
1.	HCl 0,10 N (ml)	5	5	5	-	-	-
2.	Na2S2O3 0,10 N (ml)	-	-	-	5	5	5
3.	Temperatur (C0)	kamar	50	100	kamar	50	100

NO	Prosedur kerja	Hasil pengamatan
1.	Menyiapkan 6 tabung reaksi, mengisi dengan pereaksi sesuai tabel di atas	Perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu suhu 50 0C pada tabung 1 dan 4 waktunya 1 menit 20 detik, tabung 2 dan 5 waktunya 32 detik, pada suhu 100 0C waktunya yaitu 27 detik.
2.	Untuk mengatur temperatur reaksi, memasukkan tabung reaksi ke dalam pemanas air sesuai temperatur reaksi selama 5-10 menit.
3.	Mereaksikan pereaksi di atas untuk tabung 1 dan 4, tabung 2 dan 5, serta tabung 3 dan 6.
4.	Mencatat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan reaksi tersebut.

2              Pengaruh Temperatur pada reaksi H₂C₂O₄ dengan KMnO₄ dalam suasana asam.

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1	2	3	4	5	6
1.	H2S2O4 0,1 N (ml)	8	8	8	-	-	-
2.	H2S2O4 0,1 N (ml)	-	-	-	2	2	2
3.	Temperatur (C0)	kamar	50	100	kamar	50	100

NO	Prosedur kerja	Hasil pengamatan
1.	Menyiapkan 6 tabung reaksi, mengisi dengan pereaksi sesuai tabel di atas.	Pada suhu 50 0C, pada tabung 1 dan 4 waktunya yaitu 2 menit 44 detik, tabung 2 dan 5 waktunya yaitu 1 menit 7 detik (warnanya berubah menjadi bening). Sedangkan pada suhu 100 0C, pada tabung 3 dan 6 waktunya yaitu 45 detik (warnanya berubah lebih cepat), juga pada tabung 2 dan 5 yang dicampurkan dari warna ungu berubah menjadi warna bening.
2.	Untuk mengatur temperatur reaksi, memasukkan tabung reaksi ke dalam tabung pemanas air sesuai temperatur reaksi pada tabel di atas selama 5-10 menit.
3.	Mereaksikan pereaksi di atas untuk tabung 1 dan 4, tabung 2 dan 5, serta tabung 3 dan 6.
4.	Meneteskan ke dalam tabung masing-masing 3 tetes KMnO4 0,10 N.
5.	Mencatat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan reaksi tersebut.

C.           Pengaruh  Katalis Terhadap Kecepatan Reaksi

1.            Adanya penambahan KMnO₄ (katalis dari luar)

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1	2	3
1.	H2C2O4 0,1 N (ml)	6	6	6
2.	H2SO4 1,0 N (ml)	2	2	2
3.	KMnO4 1,0 N (ml)	4	1	-
4.	H2O (ml)	-	3	4

NO	Prosedur kerja	Hasil pengamatan
1.	Mengocok setiap tabung reaksi, menambah 3 tetes KMnO4 0,10 N	Pada waktu 7 detik tabung 1 berubah menjadi warna ungu, pada waktu 8 detik tabung 2 warna ungu berubah menjadi warna ungu kemerahan dan adanya endapan, dan pada waktu 7 detik tabung 3 berubah menjadi warna ungu, 29 detik berubah menjadi warna merah, 37 detik berubah menjadi warna orange, 39 detik berubah menjadi warna kuning, dan pada waktunya 41 detik warnanya berubah menjadi bening.
2.	Mencatat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan dalam reaksi tersebut.

2               Adanya Autokatalisator

NO	Pereaksi	Tabung reaksi ke….
		1		2
1.	H2C2O4 0,1 N (ml)	5		5
2.	H2SO4 1,0 N (ml)	1		1
3.	H2O  (ml)	3		-
NO	Prosedur kerja		Hasil pengamatan
1.	Mengocok setiap tabung reaksi, menambah 3 tetes KMnO4 0,10 N		Pada tabung 1 waktunya 1 menit 30 detik warnanya berubah menjadi warna ungu dan pada tabung 2 waktunya 57 detik warnanya dominan berubah menjadi warna ungu.
2.	Mencatat perubahan warna yang terjadi dan waktu yang diperlukan dalam reaksi tersebut.

A.2. Perhitungan

Pengenceran

HCl → H⁺ + Cl^-

Diket.

N₁ (pekat) = 1 N

N₂             = 0,1 N

V₂             = 100 ml

V₁             = ….?

Jawab:

N₁ x V₁ = N₂ x V₂

1  x V₁ = 0,1 x 100

      V₁ 

Menghitung laju reaksi rata-rata (r) pengurangan konsentrasi A kemudian penambahan konsentrasi B.

Jawaban : nomor 1

a.       Diket:

t = 10 menit = 600 s

[A] = 0,800

[B] = 0,400

r_A     =  

 =  = - 0,0013 m/s = - 1,3 x 10^-3

            r_B     =  

                   =  = 6,7 x 10^-4

b.      Diket:

t = 20 menit = 1200 s

[A] = 0,667

[B] = 0,667

r_A     =  10^-4 m/s

r_B    =    10^-4 m/s

c.       Diket:

t = 50 menit = 3000 s

[A] = 0,444

[B] = 1,112

r_A     =  10^-4 m/s

r_B    =  =  10^-4 m/s

d.      Diket:

t₁ = 10 menit = 600 s

t₂ = 30 menit = 1800 s

[A₁] = 0,800             

[A₂] = 0,571

[B₁] = 0,400

[B₂] = 0,858

r_A     = 

      =   = 1,1 x 10^-3 m/s

r_B   = 

      =   = 3,8 x 10^-4 m/s

e.       Diket:

t₁ = 20 menit = 1200 s

t₂ = 50 menit = 3000 s

[A₁] = 0,667             

[A₂] = 0,444

[B₁] = 0,667

[B₂] = 1,112

r_A     = 

      =   = 6,2 x 10^-4 m/s

r_B   = 

      =   = 2,5 x 10^-4 m/s

Jawaban : nomor 2

A.    Hukum Arrhenius

k = Ae^-Ea/RT  atau   

B.     ln  =  ﴾ ﴿

ln  =  ﴾ ﴿

ln 0,4833 x 10⁴=  ﴾ ﴿

ln 4833 =  ﴾ ﴿

8,483   = )

8,483   =

2,593 x 10^-4 Ea = 70,528

                    Ea =

                         = 27,199 x 10⁴ J/mol

                         = 271,99 KJ/mol

Jawaban : nomor 3

a)      Katalis homogen ialah katalis ada dalam fasa yang sama dengan fasa reaktan, misalnya katalis fasa gas mempercepat reaksi dalam fasa gas, atau unsur yang dilarutkan dalam larutan mempercepat reaksi dalam larutan. Contoh katalis homogen ialah efek klorofluorokarbon dan oksida nitrogen pada berkurangnya ozon di stratosfer. Contoh kedua ialah katalis reaksi oksidasi-reduksi. TI⁺ _(aq) + 2Ce⁴⁺ _(aq) → TI³⁺ _(aq) + 2Ce³⁺ _(aq)

b)          Katalis heterogen ialah katalis berada dalam fasa yang berbeda. Kasus yang paling penting ialah kerja katalitik dari permukaan padatan tertentu pada reaksi-reaksi fasa gas dan fasa larutan. Contohnya ialah dalam produksi asam sulfat yang melibatkan padatan oksida vanadium (V₂O₅) sebagai katalis. Banyak katalis pada lainnya digunakan dalam proses industri. Salah satu yang perlu diperhatikan ialah reaksi penambahan hidrogen pada etilena untuk membuat etana:

C₂H_{4 (g)} + H_{2 (g)} → C₂H_{6 (g)}

Jawaban : nomor 4

Reaksi Kalium Permanganat dengan Asam Oksalat pada percobaan yaitu:

 KMnO₄ + H₂C₂O₄ → 2CO₂ + H₂O + KMnO

B.  Pembahasan

       Pada percobaan pengaruh konsentrasi HCl terhadap kecepatan reaksi yaitu perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan adalah pereaksi ke-6 ke tabung 1 waktunya yaitu 1 detik, pereaksi ke-5 ke tabung 2 waktunya yaitu 1 menit 8 detik, dan pereaksi ke-4 ke tabung 3 waktunya adalah 1 menit 41 detik. Sedangkan pada pengaruh konsentrasi Tiosulfat (Na₂S₂O₃) yaitu perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu sampai tepat mulai terjadi kekeruhan adalah pereaksi ke-6 ke tabung 1 waktunya yaitu 1 menit 6 detik, pereaksi ke-5 ke tabung 2 waktunya yaitu 1 menit 8 detik, dan pereaksi ke-4 ke tabung 3 waktunya adalah 1 menit 17 detik.

              Pada percobaan pengaruh temperatur pada reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃ terhadap kecepatan reaksi yaitu perubahan warna dan waktu yang diperlukan reaksi yaitu suhu 50 ⁰C pada tabung 1 dan 4 waktunya 1 menit 20 detik, tabung 2 dan 5 waktunya 32 detik, pada suhu 100 ⁰C waktunya yaitu 27 detik. Sedangkan pada percobaan pengaruh temperatur pada reaksi H₂C₂O₄ dengan KMnO₄ dalam suasana asam adalah pada suhu 50 ⁰C, pada tabung 1 dan 4 waktunya yaitu 2 menit 44 detik, tabung 2 dan 5 waktunya yaitu 1 menit 7 detik (warnanya berubah menjadi bening). Sedangkan pada suhu 100 ⁰C, pada tabung 3 dan 6 waktunya yaitu 45 detik (warnanya berubah lebih cepat), juga pada tabung 2 dan 5 yang dicampurkan dari warna ungu berubah menjadi warna bening.

              Pada percobaan adanya penambahan KMnO₄ (katalis dari luar) terhadap kecepatan reaksi yaitu pada waktu 7 detik tabung 1 berubah menjadi warna ungu, pada waktu 8 detik tabung 2 warna ungu berubah menjadi warna ungu kemerahan dan adanya endapan, dan pada waktu 7 detik tabung 3 berubah menjadi warna ungu, 29 detik berubah menjadi warna merah, 37 detik berubah menjadi warna orange, 39 detik berubah menjadi warna kuning, dan pada waktunya 41 detik warnanya berubah menjadi bening. Sedangkan pada percobaan Adanya Autokatalisator adalah pada tabung 1 waktunya 1 menit 30 detik warnanya berubah menjadi warna ungu dan pada tabung 2 waktunya 57 detik warnanya dominan berubah menjadi warna ungu.

Reaksi yang terjadi pada percobaan-percobaan tersebut yaitu:

Na₂S₂O₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂S₂O₃

 VI.            PENUTUP

A.    Kesimpulan

Pada hasil percobaan dapat diambil kesimpulan dari tujuan praktikum tersebut yaitu:

☻Menjelaskan dan menghitung laju reaksi yaitu; Laju reaksi adalah perubahan besarnya konsentrasi zat pereaksi (reaktan) atau zat hasil reaksi per satuan waktu. Menghitung laju reaksi, v = -  = +  atau v = k[A]^a[B]^b

Tingkat reaksi dan mekanismenya yaitu; perincian serangkaian reaksi Erlenmeyer, dengan laju yang digabungkan untuk menghasilkan reaksi keseluruhan.

☻Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi yaitu;  besarnya laju reaksi sebanding dengan konsentrasi pereaksi. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi yaitu; secara kuantitatif dijelaskan dengan hukum Arrehenius yang dinyatakan dengan persamaan,  k = Ae^-Ea/RT  atau   . Sedangkan pengaruh katalis terhadap laju reaksi yaitu; katalis biasanya ikut bereaksi sementara dan kemudian terbentuk kembali sebagai zat bebas.

B.     Saran

      Pada saat praktikum hendaknya asisten bisa lebih memberikan perhatian, arahan, dan bimbingan kepada praktikan supaya praktikum dapat berjalan dengan baik dan lancar. 

                                                DAFTAR PUSTAKA        

Achmad, Hiskia. 1996. Penuntun Belajar Kimia Dasar Kimia Larutan. Bandung: Citra Aditya Bakti.

Bresnick, Stephen. 2002. Intisari Kimia Umum. Jakarta: Hipokrates.

Charles. W Keenan, dkk. 1979. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Karelius, S. Si, M. Sc, dkk. 2010. Penuntun Kimia Dasar II. Palangka Raya:    Program Studi Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan.

Oktoby. W David, dkk. 1998. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.

Rosenberg. L Jerome, Ph. D. 1985. Teori dan Soal-Soal Kimia Dasar.  Jakarta:  Erlangga.

Ralph. H Petrucci, dkk. 1987. Prinsif dan Terapan Modern Kimia Dasar. Surabaya: Kendang Sari.

Sunarya, Yayan. 2002. Kimia Dasar II Berdasarkan Prinsip-Prinsip Kimia Terkini. Bandung: Alkemi Grafisindo Press.