Jurnal Kinetika Kimia I. Judul Percobaan : Kinetika Kimia II. Tanggal Percobaan : 27 Februari 2013 III. Tujuan Menyelidiki pengaruh suhu terhadap laju reaksi pada reaksi antara natrium tio sulfat dengan asam klorida. Menjelaskan dan menghitung laju reaksi, tingkat reaksi dan mekanismenya. Mempelajari pengaruh konsentrasi, suhu dan katalis terhadap laju reaksi. Menyelidiki pengaruh suhu dan penetuan energi penagktifan energi redoks Fe3+dengan S2O22IV. Dasar Teori Kinetika kimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari laju dan mekasime reaksi kimia. Besi lebih cepat berkarat dalam udara lembab dari pada udara kering; makanan lebih cepat busuk bila tidak di dinginkan. Ini merupakan dua contoh yang lazim dari perubahan kimia yang kompleks dengan laju beranaka menurut kondisi reaksi Laju rekasi adalah besarnya perubahan konsentrasi reaktan atau produk dalam satu satuan waktu. Perubahan konsentrasi setiap unsur di bagi dengan koefisiennya dalam persamaan yang seimbang atau stokiometri. Laju perubahan reaktan muncul dengan tanda negatif dan perubahan produk dengan tanda positif.Persamaan positif.Per samaan laju reaksi secara umum ditulis sebagai berikut: m R = k [A] [B]n K sebagai konstanta laju reaksi, m dan n orde or de parsial masing-masing masing -masing pereaksi. Laju (atau Petrucci, 1987 ) Laju reaksi kecepatan) menunjukkan sesuatu yang terjadi persatuan waktu. ( Petrucci, dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalis. Konsentrasi adalah banyaknya zat terlarut di dalam sejumlah pelarut. Semakin banyak zat terlarut, maka akan semakin besar pula konsentrasi larutan. suatu larutan dengan konsentrasi tinggi mengandung partikel yang lebih banyak, jika dibandingkan dengan larutan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Pada konsentrasi tinggi, memungkinkan tumbukan yang terjadi akan lebih banyak, sehingga membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menyebabkan laju reaksi menjadi lebih cepat. Akibatnya, hasil reaksi akan lebih cepat terbentuk. Suhu. Peningkatan suhu meningkatkan fraksi molekul yang memiliki energi melebihi energi aktivasi. Frekuensi tumbukan meningkat dengan meningkatnya suhu, dan diharapkan hal tersebut Petrucci, 1987 ) sebagai faktor untuk mempercepat suatu reaksi kimia. ( Petrucci, Luas permukaan memiliki peranan yang penting dalam laju reaksi. Apabila semakin kecil luas permukaan, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi semakin lambat. Begitupun sebaliknya. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi. Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen. Jadi, katalis tidak muncul dalam persamaan kimia 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 sedkit. (Oxtoby, 2001).
V. Alat dan bahan 1. Alat : Rak tabung reaksi 1 buah Gelas ukur 3 buah Gelas kimia 6 buah Pipet tetes 2 buah Pembakar spirtus 1 buah Tabung reaksi 3 buah Thermometer 1 buah Stopwatch 1 buah 2. Bahan HCl 2 M ; 3M Na₂S₂O₃ 0,2 M; 0,1 M; Feᶟᶧ 0,05 M S₂O₃²¯ 0,1 M Aquades
VI. a. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. b. 1. 2. 3. 4. 5. 6. c. 1. 2. o
Cara Kerja Menentukan tingkat reaksi Disiapkan alat dan bahan Disiapkan tanda silang dengan tinta hitam pada sehelai kertas putih. Larutan HCl 2 M sebanyak 10 cm3 dimasukan kedalam gelas kimia dan diletakan gelas kimia tersebut diatas tanda silang. Ditambahkan 20 cm3 larutan Na2S2O3 0,2 M. Dicatat waktu sejak penambahan larutan Na2S2O3, sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas. Diulangi percobaan dengan larutan Na2S2O3 yang lebih diencerkan. Diulangi langkah 1-6 dengan menggunakan larutan HCl. Pengaruh suhu Disiapkan alat dan bahan. Dibuat tanda silang yang sama tipisnya pada 2 helai kertas putih, ditempelkan kertas tersebut pada gelas kimia dengan tanda silang menghadap ke atas. Dimasukan 100cm3 Na2S2O3 0,1 M kedalam gelas kimia 1, diukur suhunya dan dicatat Ditambahkan 10 cm3 HCl 3M. Dicatat waktu sejak penambahan larutan HCl tersebut sampai tanda silang tepat tidak terlihat lagi. Langkah 1-5 diulangi dengan dipanaskan terlebih dahulu sampai suhunya 100C diatas suhu kamar. Pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi Fe3+ dengan S2O32Alat dan bahan disiapkan. Disiapkan 3 buah gelas kimia 250 mL. Gelas kimia A diisidengan air dingin ( suhu di ukur oleh termometer kira – kira sama dengan suhu kamar, yaitu 25 derajat ).
o o
3. 4. 5. d. 1. 2. 3. 4. 5.
Gelas kimia ke B diisi dengan air pada suhu 45 derajat C. Gelas kimia ke C diisi dengan air bersuhu kira – kira 65 derajat C. Dengan menggunakan gelas ukur 10 mL, dimasukan masing-masing 2 mL larutan 0,05 M Fe3+ kedalam 3 buah tabung reaksi. Tabung 1 diletakan dalam gelas kimia A, tabung kimia 2 diletakan dalam gelas kimia B ( suhu 45 derajat C) dan tabung kimia 3 diletakan dalam gelas kimia C. Untuk masing – masing proses waktu dicatat samapai terjadi perubahan (menjadi bening). Pengaruh Katalis Dalam Kinematika Kimia Dituangkan 40 mL larutan 30% H2O2 kedalam gelas ukur 250 mL. Ditambahkan 20 mL detergen cair kedalam gelas ukur berisi larutan H2O2.Digoyangkan gelas ukur agar bereaksi dengan baik . Diteteskan pewarna makanan. Ditambahkan KI jenuh ke dalam gelas ukur. Dituliskan reaksi yang terjadi.
VII.Data Pengamatan a. Percobaan 1 Tabel 1 Volume ( cmᶟ)
Volume HCl 2M Na₂S₂O₃0,2 (cmᶟ) M 10 10 10 10
20 15 10 5
Konsentrasi Air
Jumlah volume
5 10 15
30 30 30 30
Perhitungan Konsentrasi Awal Na₂S₂O₃ 1. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,2 M 2. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,15 M 3. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
(mol/dmᶟ)
Na₂S₂O₃awal reaksi 0,2 0,15 0,1 0,05
Waktu detik
1/waktu
27,99 35,08 59,05 151
0,035 0,028 0,016 0,00662
= 0,1 M 4. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,05 M Tabel 2 Volume ( cmᶟ)
Volume Na₂S₂O₃0,2
Konsentrasi
M (cmᶟ)
HCl 0,2 M
Air
Jumlah volume
20 20 20
10 7,5 5
2,5 5
30 30 30
(mol/dmᶟ)
HCl awal reaksi 0,5 0,375 0,25
Waktu detik
1/waktu
25,75 25,25 24,73
0,038 0,039 0,040
Perhitungan konsentrasi HCl awal reaksi tabel 2 : 1. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,5 M 2. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,375 M 3. MHClVHCl= M Na S O V Na S O = [Na₂S₂O₃] awal [Na₂S₂O₃] awal = = ₂
₂
₃
₂
₂
₃
= 0,25 M b. Percobaan 2 Perc.
.
V Na₂S₂O₃ 0,1 M
100 cmᶟ
V HCl 3M 10 cmᶟ
T ( suhu)
C
Waktu
pengamatan
37,58
Terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi putih
.
c.
100 cmᶟ
Percobaan 3 tabung A+1 A+2 A+3
T ( detik ) 242 62 41,8
10 cmᶟ
T(k) 298 335 338
C
1/T ( 1/k ) 0,00335 0,00314 0,00295
19,01
Terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi putih dalam waktu singkat
k 165,28 645,16 956,88
ln k 5,10 6,46 6,86
K =
K A+1 = = = =
165,28
K B+2 = = = =
645,16
K c+3 = = = = 954,88 VIII. Hasil dan diskusi Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi persatuan waktu. Di mana seiring dengan berjalannya produk, konsentrasi reaktan akan berkurang sedangkan produk akan bertambah. Pada percobaan Kinetika Kimia ini dilakukan percobaan untuk menentukan kecepatan suatu reaksi, dan bagaimana peran katalis, konsetrasi, dan temperatur dalam suatureaksi kimia. Dalam melakukan percobaan ini, kita memerlukan mencatat waktu untuk mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi. Percobaan ini terdapat empat tahap pengujian diantaranya menentukan tingkat reaksi, pengaruh suhu, pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi redoks Fe3+ dengan S2O32- , pengaruh katalis dalam kinetika kimia. Percobaan pertama, HCl 2M dicampurkan dengan Na2S2O3 0,2M. Tabel pertama, dibuat HCl 2M yang konstant dan tabel kedua Na2S2O3 0,2M yang konstan. Waktu yang dihasilkan tabel pertama lebih cepat dibandingkan tabel kedua. Makin ditambah Na2S2O3 maka reaksi yang berlangsung akan semakin cepat. Sedangkan semakin ditambah HCl maka reaksi yang berlangsung akan semakin lambat. Penambahan air kan menjadikan larutan encer dan memperlambat reaksi. Waktu diperoleh semenjak larutan dicampurkan hingga tanda (x) menghilang.
Percobaan kedua, dua tabung yang berisi Na2S2O3 0,1M dipanaskan dan yang lain dibiarkan, kemudian dicampur HCl 3M dikedua tabung. Suhu yang didapat pada tabung yang dipanaskan 350C dan tabung yang lain 260C, dan waktu yang diperoleh secara berurutan yaitu 19,01 detik dan 37,58 detik. Hal ini menunjukan bahwa suhu akan sangat berpengaruh terhadap laju reaksi. Semakin rendah suhu maka laju reaksi semakin lambat. Percobaan ketiga, terdapat tiga tabung reaksi diberikan suhu yang berbeda. Untuk tabung 1 0 25 C, tabung 2 450C, dan tabung 3 650C. Waktu yang didapat secara berurutan yaitu 242 detik, 62 detik, 41,89 detik. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi suhu reaksi akan berlangsung semakin cepat dan menghasilkan nilai konstanta yang kecil. Sehingga konstanta (k) berbanding terbalik dengan waktu. Percobaan terakhir yaitu percobaan pasta gig gajah, dengan menggunakan KI sebagai katalis. Reaksi dekomposisi H2O2 berlangsung menghasilkan gas O2 yang akan membentuk buih dengan cairan detergen. Buih dari gas O2 tersebut akan semakin banyak dan akhirnya keluar dari gelas ukur sehingga terlihat seperti pasta gigi gajah. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil yang tidak sesuai dengan literatur diantaranya kurang tepatnya dalam pengambilan data, kurang telitinya dalam proses praktikum, dan penarikan hasil pengamatan yang tidak tepat. IX. Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan , maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Proses pengenceran akan memperlambat laju reaksi, dan mempertahankan kesetimbangan pada sistem reaksi. 2. Semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju reaksi. 3. Konstanta (k) berbanding terbalik dengan waktu yang diperoleh. 4. Penambahan katalis akan mempercepat reaksi.
Daftar Pustaka
Chang, Raymond. 2005. KIMIA DASAR: Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Erlangga: Jakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Kinetika_kimia http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/kinetika-kimia-definisi-laju-reaksidan-hukum-laju/ Keenan, dkk.1980. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Penerbit Erlangga
Lampiran. a. Percobaan 1 (Menentukan Tingkat Reaksi) 1. Buatlah Grafik terhadap konsentrasi Na₂S₂O₃ Bagaimana hubungan aljabar antara dengan konsentrasi. Berapa tingkat reaksi terhadap Na₂S₂O₃ ? Jawab:
Hubungan aljabar antara dengan konsentrasi Na₂S₂O₃ adalah menghasilkan garis linear yang naik. Tingkat reaksi Na₂S₂O₃ = = =
= m
m
= 1
2. Buatlah grafik terhadap konsentrasi HCl Bagaimana hubungan aljabar antara dengan konsentrasi HCl. Berapa tingkat reaksi terhadap HCl ? Jawab:
Hubungan antara dengan konsentrasi HCl menghasilkan garis linear yang turun. Tingkat reaksi terhadap HCL = = =
= n
= 1
3. Tulis persamaan laju reaksinya! Jawab:
HCl(aq) + Na2S2O3(aq) V=4. Berapa tingkat reaksinya? Jawab:
Orde reaksi = m + n = 1 + 1 = 1
2NaCl(aq) + H2S2O3(aq)
5. Mengapa pada eksperimen ini jumlah volume dibuat konstan dengan menambah air pada setiap pengenceran? Jawab:
Penambahan air bertujuan untuk mempertahankan kesetimbangan pada sistem reaksi. b. Percobaan 2 ( Pengaruh Suhu ) 1. Bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi larutan Natrium Tiosulfat dengan Asam Klorida? Jawab:
Semakin tinggi suhu maka waktu yang diperlukan semakin cepat pula. 2. Apakah reaksi tersebut termasuk endoterm atau eksoterm ? Jawab:
Reaksi endoterm dapat diketahui jika berlangsung pada suhu rendah, sedangkan reaksi eksoterm dapat diketahui jika berlangsung pada suhu tinggi. c. Percobaan 3 (Pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi Fe3+dengan S2O32-) 1. Hitunglah harga Ea dalam joule atau kilo joule! Jawab:
Kemiringan = = -4436,3K = -4436,3K -Ea = (-4436,3K)( ) -Ea
= -36883,4 j/mol
-Ea
= -36883,4 kj/mol
Ea
= 36883,4 kj/mol
d. Percobaan 4 ( Pengaruh Katalis Dalam Kinematika Kimia Pada Pasta Gigi Gajah ) 1. Tuliskan reaksi yang terjadi! Jawab:
2KI + H2O2 2HI + 2K + + O2 2. Apa yang menyebabkan O2 banyak? Jawab:
Gas O2 terbentuk dari dari reaksi disporposionasi H2O2. Pada reaksi pasta gigi gajah terjadi reaksi auto redoks dari H2O2 yang berlangsung lambat. Namun dengan adanya reaksi oksidasi dari I- menjadi I2 sehingga reaksi H2O2 akan sangat cepat.