percobaan 8 laju reaksi
TRANSCRIPT
PERCOBAAN VIII
LAJU REAKSI
A. Tujuan
Untuk menentukan laju dari suatu reaksi kimia.
B. Dasar Teori
Kinematika kimia adalah cabang ilmu kimia yang membahas mengenai
kecepatan reaksi kimia yang terjadi. Pengertian kecepatan reaksi digunakan
reaksi kimia yang terjadi. Sedangkan pengertian mekanisme reaksi digunakan
untuk melukiskan serangkaian langkah-langkah reaksi meliputi perubahan
keseluruan dari suatu reaksi kimia yang terjadi. Dalam kebanyakan reaksi,
kinetika reaksi hanya mendeteksi bahan dasar permulaan yang lengkap dan
hasil yang timbul. Jadi hanya reaksi keseluruhan yang terjadi pada
kenyataanya dapat terjadi beberapa reaksi dari pembentukan hasil-hasil akhir.
(Sastrohamidjojo, 2005)
Laju reaksi menyatakan cepat atau lambatnya suatu reaksi perubahan
reaktan menjadi produk. Laju reaksi diukur sebagai perubahan konsentrasi
persatuan waktu yaitu penurunan konsentrasi reaktan perwaktu atau kenaikan
konsentrasi produk persatuan waktu (Foliatini,2009).
Laju reaksi kimia terlihat dari perubahan konsentrasi molekul reaktan
atau konsentrasi molekul produk terhadap waktu. Laju reaksi tidak tetap,
melainkan berubah terus menerus seiring dengan perubahan konsentasi
(Chang, 2005).
Teori tumbukan disajikan untuk menjelaskan faktor-faktor yang
mempengaruhi laju reaksi. Teori ini meninjau pada molekul yang mengalami
reaksi untuk menjelaskan gejala yang teramati. Teori ini menyatakan bahwa
agar suatu reaksi dapat terjadi, molekul harus bertumbukan satu sama lain
dengan energi yang cukup untuk memutuskan ikatan kimia dalam reaktan.
Spesies yang sangat energetik dan sangat tidak stabil akan terbentuk, yang
disebut kompleks yang teraktifkan. Meskipun energinya cukup, tidak setiap
tumbukan diantara molekul yang bereaksi akan menghasilkan produk.
Molekul ini mungkin terorientasi ke arah yang salah sehingga tidak
menghasilkan produk atau kompleks teraktifannya mungkin pecah
membentuk kembali reaktan, bukannya membentuk produk. Meskipun
demikian, sebagian besar tumbukan itu tidak memiliki cukup energi untuk
mengakibatkan putusnya ikatan pada pertama kali. Energi minimum yang
dapat menyebabkan terjadinya reaksi tersebut disebut energi aktivasi
(Goldberg,2005).
Dapat diketahui ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi
yaitu:
1. Sifat Pereaksi
Dalam suatu reaksi kimia, terjadi pemutusan ikatan dan
pembentukan ikatan baru, sehingga kelajuan reaksi harus bergantung pada
macam ikatan yang didapat. Secara percobaan kecepatan reaksi tergantung
pada senyawa-senyawa yang melakukan reaksi bersama.
2. Kosentrasi Pereaksi
Kelajuan suatu reaksi homogen tergantung pada konsentrasi dari
pereaksi-pereaksi dalam suatu larutan yang dapat berupa cairan atau gas.
Dalam larutan, cairan konsentarasi dari pereaksi dapat diubah berdasarkan
penambahan reaksi atau dengan pengubahan volume dari sistem atau
berdasarkan penambahan atau pengurangan pelarut.
Secara kuantitatif pengaruh konsentrasi pada kelajuan hanya dapat
diperoleh berdasarkan perconbaan. Bentuk umum dari setiap hukum
kelajuan adalah:
Dimana, v : kelajuan (m/s)
n : tingkat reaksi terhadap A
m : tingkat reaksi terhadap B
[A] : konsentrasi A
[B] : konsentrasi B
m dan n adalah orde reaksi yang menunjukkan laju reaksi terhadap suatu
konsentrasi reaktan. Semakin tinggi orde reaksi, maka pada perubahan
konsentrasi reaktan yang kecil dapat meningkatkan laju reaksi secara
signifikan.
a. Jika orde reaksi = 1, maka V = k [A]
b. Jika konsentrasi A digandakan, maka laju juga akan menjadi dua kali
lipat
c. Jika orde reaksi = 2, maka V = k [A].[B]
d. Jika konsentrasi A dan B dilipatgandakan, maka laju akan menjadi
empat kalinya.
Beberapa orde reaksi yang ada, sebagai berikut :
a. Reaksi orde nol = laju tidak bergantung pada konsentrasi.
b. Reaksi orde satu = laju berbanding lurus terhadap suatu konsentrasi
c. Reaksi orde dua = laju sebanding konsentrasi
3. Temperatur
Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula energi kinetik,
sehingga semakin banyak tumbukan yang terjadi. Maka reaksi akan
berlangsung cepat. Aturan umumnya adalah bahwa kenaikan suhu 10oC
akan meningkatakan laju reaksi sekitar dua kali lipat
(Sastrohamidjojo,2005).
4. Luas Permukaan
Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas
permukaan zat, semakin banyak zat yang saling bertumbukan dan semakin
besar peluang adanya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.
Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat,
reaksipun akan semakin cepat.
5. Katalis
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 laju persamaan kimia secara
keseluruahan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju
persamaan kimia secara keseluruhan, memodifikasi dan dapat
mempercepat lintasan yang ada.
6. Tekanan reaktan berupa gas
Pada umumnya, semakin tinggi tekanan reaktan berupa gas, semakin
cepat reaksi. Faktor ini semata-mata sebagai konsekuensi dari faktor
konsentrasi, sebab semakin tinggi tekanan akan mengakibatkan
konsentrasi semakin cepat.
Dasar teoritis kinematika kimia yang mencakup pemeriaan penting
yaitu reaksi kimia terjadi akibat tumbukan antara molekul-molekulnya.
Hanya tumbukan yang mempunyai energi yang cukup dari orientasi
geometris efektif yang dapat menghasilkan produk. Kelangsungan reaksi
dapat digambarkan dengan diagram energi, yang disebut profil reaksi,
yang menghasilkan energi pereaksi, hasil reaksi dan komplek kereaktifan
(Petrucci,1999).
Tetapan laju reaksi balik dapat ditentukan dengan hanya menggunakan
konsentrasi produk pada awal-awal reaksi dan harga k-nya yang diperoleh
sama dengan k yang ditentukan secara konvensional (Patiha, 2013).
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Gelas Kimia
b. Pipet tetes
c. Pipet volume
d. Propipet
e. Rak tabung reaksi
f. Tabung reaksi
g. Stopwatch
2. Bahan
a. Aquades
b. Aluminium foil
c. HCL 1M dan 2M
d. Kertas HVS bertulisan “X”
e. Na2S2O3 0,15 M
f. Pita Mg
D. Prosedur Kerja
1. Pengaruh Luas Penampang
a. Disiapkan dua gelas kimia.
b. Diisi masing-masing gelas dengan 10 mL HCL 2M.
c. Dimasukkan keping pita Mg (2,5cm) kedalam gelas 1 dan keping pita
Mg (25cm) yang telah dipotong kecil-kecil dalam gelas 2.
d. Dicatat waktu dari awal memasukkan pita Mg hingga pita Mg habis.
2. Pengaruh Konsentrasi
a.1 Disiapkan gelas kimia dua buah.
a.2 Diisi gelas 1 dengan 10 mL HCL 2M dan gelas 2 dengan HCL 1M.
a.3 Dimasukkan keping pita Mg (2,5cm) pada asing-masing gelas.
a.4 Dicatat waktu dari awal dimasukkan pita Mg hingga pita Mg habis
b.1 Dibuat tanda silang dengan tinta hitam pada sehelai kertas putih.
Diletakkan dibawah gelas kimia.
b.2 Ditambah 5 mL HCL 2M dengan 5 mL H2O ke dalam gelas kimia,
kemudian ditambahkan 5 mL larutan Na2S2O3 0,15 M yang telah
ditambah terlebih dahulu dengan 5 mL H2O. Dicatat waktu sejak
penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.
b.3 Ditambah 5 mL larutan HCl 2M dengan 5 mL H2O ke dalam gelas
kimia dan ditambahkan 10 mL natriumtiosulfat 0,15M. Dicatat waktu
sejak penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.
b.4 Ditambahkan 10 mL larutan asam klorida 2M dengan 5 mL larutan
Natriumtiosulfat 0,15M yang telah ditambah terlebih dahulu dengan 5
mL H2O. Dicatat waktu sejak penambahan sampai tanda silang tidak
terlihat lagi dari atas.
b.5 Ditambahkan 10 mL larutan asam klorida 2M ke dalam gelas kimia
dengan 10 mL larutan natirumtiosulfat 0,15M. Dicatat waktu sejak
penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.
E. Hasil Pengamatan
1. Tabel hasil pengamatan
a. Pengaruh Luas Penampang
No. V HCl 1 M (mL) + 2,5cm pita Mg t(s)
1. 10 Lembaran 1358
2. 10 Potongan kecil 1189
b. Pengaruh Konsentrasi
1)
No. 10mL HCl ..... M + 2,5cm pita Mg t(s)
1. 1 Lembaran 854
2. 2 Lembaran 40,02
2)
V HCl +mL H2O V Na2S2O3
+ mL
H2Ot(s) M HCl
M
Na2S2O3
5 5 5 5 133 1 0,05
5 5 10 0 43 1 0,1
10 0 5 5 86 2 0,05
10 0 10 0 43 2 0,1
2. Perhitungan
a. Pengaruh Konsentrasi
1) M HCl
V1 x M1 = V2 x M2
5 x 2 = 10 x M2
M2 = 1 M
2) M Na2S2O3
V1 x M1 = V2 x M2
5 x 0,1 = 10 x M2
M2 = 0,05 M
b. Orde Reaksi
Orde x
Orde y
Laju reaksi
Persamaan laju reaksinya :
V = 15x10-2 [HCl]0.[Na2S2O3]1
3. Reaksi
a. Pita Mg dengan HCl
Mg + 2HCl MgCl2 + H2
b. HCl dengan Na2S2O3
2HCl + Na2S2O3 2NaCl + SO2 + S + H2O
F. Pembahasan
Percobaan kali ini dilakukan pengujian terhadap laju reaksi untuk
menentukan laju reaksi dari suatu reaksi kimia. Bahan yang digunakan dalam
perobaan ini adalah larutan NaCl 3 M dan larutan Na2S2O3 0,15 M. dan
sebagian pengujiannya adalah pita magnesium. Kecepatan reaksi digunakan
untuk menuliskan kelajuan perubahan kimia yang terjadi. Cabang ilmu kimia
yang terjadi mempelajari kelajuan reaksi yang terjadi disebut kinematika
kimia. Dalam kebanyakan reaksi kinematika kimia hanya mendeteksi bahan
dasar permukaan yang lengkap dan hasil yang timbul. Jadi hanya reaksi
keseluruhan saja yang dapat diamati. Laju reaksi diukur sebagai perubahan
konsentrasi persatuan waktu yaitu penurunan konsentrasi reaktan perwaktu
atau kenaikan konsentrasi produk persatuan waktu. Dengan kata lain, laju
reaksi menyatakan cepat atau lambatnya suatu reaksi perubahan reaktan
menjadi produk.
Teori untuk menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi
disebut teori tumbukan. Teori ini dapat memberikan dasar dengan laju suatu
reaksi kimia terjadi maka partikel-partikel harus bertumbukan. Sesuai dengan
teori tumbukan, kelajuan dari setiap langkah dalam suatu reaksi adalah
berbanding lurus dengan jumlah tumbukan perdetik antara partikel-partikel
yang bereaksi dalam langkah itu dan bagian dari tumbukan itu yang efektif.
Jumlah energi tambahan yang dibutuhkan dalam suatu tumbukan untuk
menghasilkan reaksi kimia disebut energi aktifas,i besarnya energi aktifasi
tergantung sifat-sifat dari pereaksi-pereaksi sejumlah reaksi memiliki energi
aktifasi yang besar. Suatu reaksi dikatakan lambat, karena hanya sejumlah
kecil dari partikel-partikel pereaksi yang mempunyai cukup energi kinetik
untuk mengatasi reaksi aktifasi yang dibutuhkan.
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi cepat konsentrasinya suatu
reaksi adalah sifat pereaksi, kosentrasi, pereaksi, temperatur, luas permukaan
katalis, tekanan reaktan berupa gas. Kelajuan reaksi bergantung pada sifat
dari pereaksi-pereaksi, karena energi aktifasi berada dari reaksi satu dengan
reaksi yang lain. Kelajuan reaksi juga bergantung pada konsentrasi, karena
semakin tinggi konsentrasi maka semakin cepat laju reaksi. Kelajuan reaksi
bergantung juga pada temperatur atau suhu karena kenaikan suhu
mengakibatkan molekul-molekul bertumbukan lebih sering dan tumbukan
akan menjadi lebih hebat, jadi semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju
reaksi yang terjadi. Faktor lain yang mempengaruhi laju reaksi adalah luas
permukaan, semakin kecil ukuran partikel suatu zat maka laju reaksi akan
semakin cepat, serta semakin tinggi tekanan reaktan berupa gas maka laju
reaksi akan semakin cepat, karena semakin tinggi tekanan maka konsentrasi
juga akan meningkat.
Dilakukan pengujian berdasarkan dua faktor yang mempengaruhi
kecepatan reaksi, yaitu pengaruh luas penampang dan pengaruh konsentrasi.
Pada percobaan pertama, yang dilakukan adalah pengaruh luas penampang
terhadap kecepatan reaksi. Pertama dimasukkan HCl dengan volume dan
kosentrasi yang sama untuk tiap gelas kimia, gelas kimia pertama dimasukkan
untuk pita Mg sedangkan gelas kimia kedua dipotong kecil-kecil terlebih
dulu. Hal ini dilakukan untuk menguji apakah terdapat perbedaan laju reaksi
terhadap luas penampang yang berbeda. Setelah dilakukan pengamatan
terhadap laju reaksi dari masing-masing sampel, didapatkan hasil bahwa
sampel pada gelas kedua yang berisi pita Mg yang telah dipotong kecil-kecil
lebih dulu habis dalam HCl dibandingkan dengan gelas pertama yang pitanya
berupa lembaran. Hal ini dikarenakan pita Mg yang telah dipotong kecil-kecil
memiliki permukaan bidang sentuh yang lebih luas dibandingkan dengan pita
Mg yang berupa lembaran. Semakin kecil ukuran suatu partikel menandakan
semakin luas permukaan bidang sentuh partikel tersebut sehingga
menyebabkan laju reaksi semakin cepat.
Percobaan kedua yaitu mengetahui pengaruh konsentrasi larutan
terhadap kecepatan reaksi. Hal yang dilakukan sama dengan percobaan
pertama. Namun dengan kosentrasi HCl yang berbeda dengan Mg yang
dimasukkan kedalam kedua gelas kimia utuh tanpa perlu dipotong-potong.
Konsentrasi HCl untuk gelas pertama 1M dan gelas kedua 2M. Setelah
diamati waktu kecepatan reaksi dari masing-masing sampel memiliki
perbedaan. Pita Mg pada gelas ke-2 (HCl 2M) lebih dulu habis dibandingkan
dengan gelas pertama (HCl 1M). Hal ini menandakan bahwa perbedaan
konsentrasi dapat mempengaruhi kecepatan suatu reaksi. Konsentrasi larutan
yang besar menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Hal ini dikarenakan pada
larutan yang konsentrasinya besar memiliki jumlah partikel yang banyak,
yang memungkinkan terjadinya tumbukan yang efektif yang menyebabkan
laju reaksi semakin cepat.
Percobaan ketiga menguji pengaruh kosentrasi terhadap kecepatan
reaksi. Hal pertama yang dilakukan yaitu membuat tanda silang pada kertas
putih dengan tinta hitam (menggunakan spidol). Kemudian lembaran tersebut
diletakan dibawah gelas kimia, dimasukkan campuran 2M HCl sebanyak
5mL yang diencerkan dengan aquades 5mL, kemudian ditambahkan dengan
larutan Na2S2O3 0,15M 5 mL yang sbelumnya telah ditambahkan aquades 5
mL. Kemudian dicatat waktu sampai tanda silang hilang atau tidak terlihat
lagi. Yang menyebabkan tanda silang tak terlihat karena adanya reaksi antara
HCl dengan Na2S2O3 yang membentuk produk berupa senyawa sulfur yang
mengendap berwarna putih buram. Begitu pula pada perlakuan selanjutnya
yang prosesnya sama dengan perlakuan pertama tetapi dengan konsentrasi
larutan berbeda, perlakuan kedua berisi HCl (5mL HCl 2M + 5mL aquades)
dan ditambahkan Na2S2O3( 10mLNa2S2O3 0,15 M tanpa aquades). Sedangkan
untuk perlakuan ketiga gelas kimia berisi larutan HCl (2 M 10 mL tanpa
aquades dan larutan Na2S2O3) (5 mL 0,15 M + 5 mL aquades). Dan perlakuan
terakhir diisi dengan larutan HCl 2 M 10 mL dan ditambahkan Na2S2O3 (10
mL tanpa aquades).
Percobaan ini diketahui bahwa orde reaksi berpengaruh pada laju
reaksi, dimana orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi pereaksi dalam
persamaan laju reaksi. Prinsip dari orde reaksi adalah orde reaksi terhadap zat
tertentu tidak sama dengan koefisien dalam persamaan stoiisometri reaksi.
Pada percobaan ini didapat orde reaksi pada HCl adalan nol dan pada
Na2S2O3 adalah satu. Hal tersebut berarti berapapun konsentrasi yang dimiliki
oleh HCl tidak mempengaruhi laju reaksi, sedangkan untuk Na2S2O3 laju
reaksinya dipengaruhi oleh penambahan atau peningkatan konsentrasi.
G. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1. Semakin kecil ukuran suatu zat, menandakan semakin luas permukaan
bidang sentuh zat tersebut, sehingga semakin cepat laju reaksi yang terjadi.
2. Konsentrasi pereaksi memengaruhi laju reaksi, dimana semakin besar
konsentrasi pereaksi, maka semakin cepat laju reaksi yang terjadi.
3. HCl memiliki orde reaksi nol, sehingga laju reaksinya tidak berpengaruh
pada penambahan konsentrasi.
4. Orde reaksi dari Na2S2O4 adalah 1, sehingga laju reaksinya dipengaruhi
oleh penambahan konsentrasi.
5. Persamaan laju reaksinya adalah V = 15x10-2 [HCl]0.[Na2S2O3]1.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P.W. 1997. Kimia Fisika Edisi Keempat. Jilid 2. Penerbit Erlangga : Jakarta.
Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Erlangga : Jakarta.
Lianawati, L. dan Lasmi .K. 2002. Bimbingan Pemantapan Kimia. CV. Irama Widya : Bandung.
Patiha, 2013. Penentuan Tekanan Laju Reaksi Balik dan Tetapan Kesetimbangan dengan Pendekatan Reaksi Searah dan Hukum Laju Reaksi Maju. Jurnal Kimia : Penelitian Kimia. Volume.9 Nomor.2.
Sastrohamidjojo, H. 2001. Kimia Dasar. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta.