ENERGI AKTIVASI REAKSI PROKSIDISULFAT DAN ION IOD
A. Tujuan Percobaan Percobaan 1. Mempelajari Mempelajari kebergant kebergantungan ungan laju laju reaksi pada pada suhu 2. Menentukan Menentukan energy aktivasi aktivasi (Ea) reaksi antara antara peroksidisul peroksidisulfat fat dan ion
A. Pendahul Pendahuluan uan Mudah bagi kita untuk mengamati mengapa reaksi-reaksi endoterm membutuhkan energy untuk bereaksi. bereaksi. Dalam reaksi endoterm, endoterm, energy yang dibutuhkan dibutuhkan untuk memutuskan memutuskan ikatan dan sebagainya disuplai dari luar system. Pada reaksi eksoterm yang membebaskan energy, ternyata juga membutuhkan suplai energy dari luar untuk mengaktifkan reaksi tersebut. Di suatu tingkatan yang molekular, ikatan-ikatan harus terputus sebelum reaksi itu dapat berproses terlalu jauh untuk menghasilkan produk. Berarti ketika molekul-molekul komponen reaktan reaktan datang berkumpul, berkumpul, tubrukan tubrukan harus mempunyai mempunyai tenaga cukup untuk memulai memulai pemutusan pemutusan ikatan agat suatu reaksi terjadi. Tidak semua tubrukan-tubrukan akan memiliki jumlah dari ini energi energi tubruk tubrukanan-tub tubruk rukan, an, sehing sehingga ga tidak tidak mempun mempunyai yai energy energy yang cukup cukup untuk untuk bereaks bereaksii dan menghasilkan produk. Hanya tubrukan-tubrukan dengan tenaga yang cukup bereaksi untuk dapat menghasilkan produk. Tenaga dari perubahan sistem seperti(ketika komponen reaktan mendekati satu sama lain. Jumlah yang genting dari tenaga untuk membuat proses reaksi disebut Aktivasi Energi.
B. Dasar Dasar Teor Teorii Kecepatan Kecepatan suatu suatu reaksi dipeng dipengaru aruhi hi oleh oleh beberap beberapaa factor factor sekali sekaligus gus dan ada kalanya kalanya factor-fak factor-faktor tor ini saling saling mempengaruhi mempengaruhi satu sama lain. Beberapa Beberapa factor factor yang mempengauhi kecepatan reaksi adalah: 1. Sifat alami suatu reaksi.
Beberapa reaksi memang secara alami lambat atau lebih cepat dibandingkan yang lain. Jumlah spesies yang ikut bereaksi serta keadaan fisik reaktan, ataupun kekompleksan jalanya (mekanisme reaksi) dan factor lain sangat menentukan kecepatan laju reaksi.
2. Konsentrasi reaktan.
Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konse konsent ntra rasi si maka maka sema semaki kin n banya banyak k mole molekul kul reak reakta tan n yang yang ters tersed edia ia denng denngan an demi demiki kian an kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat. 3. Tekanan.
Reaksi yang melibatkan gas, kecepatan reaksinya berbanding lurus dengan kenaikan tekanan dimana factor tekanan ini ekuivalen dengan konsentrasi gas. 4. Orde reaksi.
Orde Orde reaksi reaksi menent menentukan ukan sebera seberapa pa besar besar konsent konsentras rasii reakta reaktan n berpeng berpengaru aruh h pada pada kecepatan reaksi. 5. Temperatur.
Temperature Temperature berhubungan dengan energi kinetik kinetik yang dimiliki dimiliki molekul-molekul molekul-molekul reakta reaktan n dalam dalam kecende kecenderun rungann gannya ya bertum bertumbuka bukan. n. Kenaika Kenaikan n suhu suhu umumny umumnyaa menyed menyediak iakan an energi yang cukup bagi molekul reaktan untuk meningkatkan tumbukan antar molekul. Akan tetapi tidak semua reaksi dipengaruhi oleh temperature, terdapat reaksi yang independent terhadap temperature yaitu reaksi akan berjalan melambat saat temperature di naikkan seperti reaksi yang melibatkan radikal bebas. 6. Pelarut.
Sifat pelarut baik terhadap reaktan, hasil intermediate, dan produknya mempengaruhi laju reaksi. Seperti sifat solvasi pelarut terhadap ion dalam pelarut dan kekuatan interaksi ion dan pelarut dalam pembentukan counter ion. 7. Radiasi elektromagnetik dan Intensitas Cahaya.
Molekul-molekul reaktan dapat menyerap kedua bentuk energi ini sehingga mereka terpenuhi atau meningkatkan energinya sehingga meningkatkan terjadinya tumbukan antar molekul. 8. Katalis.
Adan Adanya ya kata katali liss dala dalam m suat suatu u site sitem m reak reaksi si akan akan meni meningk ngkat atkan kan kece kecepat patan an reak reaksi si disebabkan katalis menurunkan energi aktifasi. Dengan penurunan energi aktifasi ini maka energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya tumbukkan semakin berkurang sehingga mempercepat terjadinya reaksi. 9. Pengadukan.
Pros Proses es penga pengadu dukan kan memp mempen enga garu ruhi hi kece kecepa pata tan n reak reaksi si yang yang meli meliba batk tkan an sist sistem em heterogen. Reaksi yang hanya melibatkan satu partikel mekanismenya sederhana dan kita tidak perlu memikirkan tentang orientasi dari tumbukan. Reaksi yang melibatkan tumbukan antara dua atau lebih partikel partikel akan membuat mekanisme mekanisme reaksi menjadi menjadi lebih rumit. Keadaan Keadaan yang melibatkan melibatkan dua partik partikel el dapat dapat bereaks bereaksii jika jika mereka mereka melakuk melakukan an kontak kontak satu satu dengan dengan yang yang lain. lain. Mereka Mereka pertama harus bertumbukan, dan lalu memungkinkan terjadinya reaksi. Kedua partikel tersebut harus bertumbukan dengan mekanisme yang tepat, dan mereka harus bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan. Walaupun Walaupun partikel-pa partikel-partik rtikel el itu berorientasi berorientasi dengan baik, tidak akan mendapatkan mendapatkan reaksi jika partikel-partikel tersebut tidak dapat bertumbukan melampui energi e nergi minimum yang disebut dengan aktivasi energi reaksi. Aktivasi energi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melangsungkan terjadinya suatu reaksi.
Jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang lebih rendah dari energi aktivasi, tidak akan terjadi reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula. Hanya tumbukan yang memiliki energi sama atau lebih besar dari aktivasi energi yang dapat menghasilkan terjadinya reaksi. Ketika tumbukan-tumbukan tersebut relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses penceraian ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi. Pada Pada
tahun ahun
1889 1889
Arhen rheniius
meng mengus usul ulka kan n
sebu sebuah ah
pers persam amaa aan n
empi empirris
yang yang
menggambarkan Pengaruh temperatur pada laju reaksi. Persamaan tersebut adalah: K = AeEa/RT K: konstanta laju reaksi, A: factor frekuensi, dan Ea: enenrgi aktivasi. Persamaan tersebut dalam bentuk logaritma dapat ditulis:
Persamaan tersebut analog dengan persamaan garis lurus yang sering disimbolkan dengan y=mx + c. Maka hubungan energy aktivasi suhu dan laju reaksi dapat dianalisis dalam bentuk grafik lnk vs 1/T dengan gradient –(Ea/R) dan intersep ln A. Jika suatu reaksi memiliki reaktan dengan konsentrasi awal adalah a, dan konsentrasi waku t adalah a-x, maka dapat ditulis persamaan:
Setelah reaksi berlangsung 1/n bagian dari sempurna, x = a/n dan
Pengaruh temperature pada laju reaksi dinyatakan dalam persamaan Arrhenius: k = 1/t(1/n) 1/t(1/n) ln (1/(1-1/n)) ln k = ln 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n)) ln A – E/RT = ln 1/t(1/n) 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n)) (1/(1-1/n)) ln A – E/RT = ln ln 1 - ln t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n)) ln t(1/n) = E/RT - ln A + ln ln (1/(1-1/n)) ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A + ln ln (1/(1-1/n)) Waktu untuk berlangsungnyarea berlangsungnyareaksi ksi 1/n bagian. bagian. Dapat diamati diamati untuk konsentrasi konsentrasi-konse -konsentras ntrasii reaktan reaktan yang sama. Pada variasi variasi temperatur temperatur T dan grafik grafik ln t(1/n) versus 1/T memberikan garis lurus dengan gradient Ea/R.
A. Alat dan Bahan Bahan 1. 2. Alat a. Tabu Tabung ng reak reaksi si
1. Bahan-ba -bahan
b. Gelas piala 500 mL
a. Laru Laruta tan n KI 0,1 M
c. Gela Gelass pial pialaa 150 150 mL
b. Larutan Na2S2O3 0,001 M
d. Term Termom omet eter er
c. Laruta Larutan n K2S2O8 K2S2O8 0,04 M
e. Stop Stopwa watc tch h
d. Amil Amilum um
f.
e. Akuad uades
Pipet ukur 1 mL
g. Pipet Pipet ukur ukur 5 mL mL h. Bask Baskom om es i. Bola hisap
A. Cara Cara Kerja Kerja
f.
Es batu
Tabung Didiamkan Tabung Diulangi Gelas 533 2mL 0,5 Dicatat mL mLpiala KI K mL reaksi rea 1pada 2 S Na ksi waktu O 500mL 0,04M S 1suhu 2 O 10, 2 2 82 2 3 o akuades amilum 0,1 hingga larutan lar utan 15, +Mes 20, (5 25, C) 30 o C sebentar 0,001M menjadi ungu
B. Pembaha Pembahasan san Percobaan Percobaan yang berjudul energy aktivasi aktivasi reaksi peroksidis peroksidisulfat ulfat dan ion iod, mempunyai mempunyai tujuan mempelajari kebergantungan laju reaksi terhadap suhu dan menentukan energy aktivasi reaksi reaksi antara peroksidisul peroksidisulfat fat dengan ion iod. Tujuan Tujuan pertama pertama dapat dilaksanakan dilaksanakan dengan cara mengamati mengamati waktu berlangsungnya berlangsungnya reaksi dengan percobaan berulang dari temperature temperature yang bervariasi pada masing-masing reaktan. Sedangkan energy aktivasi dapat ditentukan dengan mengolah data dari grafik hubungan ln t vs 1/T, berdsarkan persamaan ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A + ln ln (1/(1-1/n)). Dalam percobaan yang dilakukan, disediakan dua tabung. Tabung pertama yang berisi Na2S2O3, KI, dan amilum sebagai indicator. Reaksi antara ion Na2S2O3 dengan KI berlagsung dengan cepat yaitu terbentuknya iod: S2O82- + 2I- → 2SO42-+ I2 Tabu Tabung ng kedua kedua beri berisi si K 2S2O8 dan akkuade akkuades. s. Direaks Direaksika ikan n natriu natrium m tiosu tiosulfa lfatt dengan dengan kalium kalium persulfat pada suhu yang telah ditentukan. Terjadi reaksi: S2O82- + 2S2O32- → 2SO42- + S4O62Kemudian reaksi antara iod dengan tiosianat menghasilkan tetrationat: 2S2O32- + I2
→
2I- + S4O62-
Sehingga dapat dikatakan, bahwa penambahan ion tiosulfat dapat menghentikan reaksi setelah mencapai 1/n bagian agar waktu dapat teramati. Berlangsungnya reaksi dapat diamati dengan perubahan warna biru pada larutan yang merupakan indikasi adanya senyawa iod dalam larutan. Warna biru timbul dari reaksi antara iod dengan amilum yang merupakan indicator. Perubahan warna yang teramati menunjukan semakin cepat perubahan warna yang terjadi seiring dengan bertambahnya temperature. Hal ini berkaitan dengan energy kinetic molekul didalam larutan, dimana energy kinetic akan semakin besar apabila temperature semakin meningkat sehingga tumbukan antar molekul akan lebih sering terjadi. Temperature membantu agar reaktan mencapai produk dengan cara memberikan energy agar mencapai energy minimum minimum yang diperlukan untuk bereaksi bereaksi membentuk membentuk produk(energy produk(energy aktivasi). Akan tetapi dalam percobaan kali ini terdapat satu kesalahan, waktu yang diperlukan pada suhu 200C yaitu 29,88 detik lebih cepat dibandingkan pada suhu 25oC yaitu 40,44 detik. Seharu Seharusny snyaa semaki semakin n tinggi tinggi temper temperatu ature re semaki semakin n cepat cepat reaksi reaksi yang terjad terjadi. i. Hal ini dapat dapat dikarenakan dikarenakan pada saat mereaksikan mereaksikan natrium natrium tiosulfat tiosulfat dengan kalium persulfat persulfat pada suhu 20oC
terjadi lebih cepat daripada pada suhu 25oC, sehingga tumbukan-tumbukan molekulnya juga lebih besar sehingga mempercepat mempercepat reaksi. reaksi. Untuk itu dalam mereaksikan mereaksikan haruslah haruslah konstan, agar tumbukan yang terjadi pada setiap suhu juga konstan. Sehingga asil yang didapatkan juga akan sesuai dengan teori. Untuk Untuk menent menentuka ukan n energy energy aktiva aktivasi si reaksi reaksi dibuat grafik grafik hubungan hubungan ln t vs 1/T. 1/T. Grafi Grafik k tersebut tersebut memberikan garis lurus dengan gradient gradient Ea/R. Sehingga Sehingga didapatkan didapatkan Ea sebesar sebesar 33,25 KJ. Untuk itu diperlukan energy sebesar 33,25 KJ agar reaksi tersebut dapat berlangsung. Faktor frekuensi atau tetapan Arrhenius sebesar 450133,73. Dan konstanta laju reaksi untuk reaksi pada suhu 10, 15, 20, 25, dan 30oC, masing-masing adalah 0,0016; 0,0022; 0,0031; 0,0042; dan 0,0057. Dari Dari hasi hasill anali analisi siss ters terseb ebut ut dapa dapatt tera terama mati ti bahw bahwaa adan adanya ya hubun hubunga gan n antar antaraa fakt faktor or frekuensi, suhu dan konstanta laju reaksi terhadap energi aktivasi pada setiap reaksi. Sesuai dengan teorinya, faktor frekuensi ini merupakan faktor tumbukan maka semakin besar nilainya, energi aktivasinya akan semakin kecil, meskipun nilai ini cenderung konstan pada setiap reaksi. Hubungan yang sangat signifikan dapat dilihat antara suhu dan konstanta laju reaksi terhadap terhadap energi aktivasiny aktivasinya. a. Semakin Semakin besar nilai konstanta konstanta laju reaksi maka reaksi reaksi yang terjadi pun semakin cepat, karena nilai ini berbanding lurus dengan laju reaksi. Hal ini berarti semakin besar nilai kontanta laju reaksi maka semakin besar pula laju reaksinya. Akan tetapi, adanya kesalahan pada suhu 20oC juga mempengaruhi konstanta laju reaksi pada suhu 20oC. Sehingga Sehingga tidak sesuai dengan teori.
C. Kesimp Kesimpula ulan n 1. Dapat dipelaj dipelajari ari kebergantun kebergantungan gan laju reaksi reaksi pada pada suhu, bahwa bahwa semakin semakin tinggi tinggi suhu maka maka reaksi yang terjadi semakin cepat. 2. Energi aktivasi (Ea) reaksi antara peroksidisulfat dan ion iod adalah 33,25 KJ
A. Daftar Pustaka Pustaka Anonim. 2011. http:\\Hal-hal http:\\Hal-hal Yang Mempengaruhi Laju Reaksi _ Belajar Kimia.html diakses 12 April 2011 Anonim. 2011. http:\Teori Tumbukan _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.html diakses 12 April 2011 Atkins, P.W. 1999. Kimia 1999. Kimia Fisika Jilid 1. 1. Jakarta: Erlangga Petrucci. (1994). Kimia (1994). Kimia dasar jilid 2. 2. Erlangga. Jakarta Vogel .(1994). Kimia .(1994). Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik . Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran (EGC).
B. Lampir Lampiran an 1. Graf Grafiik 2. Perhi Perhitu tung ngan an 3. Lapora Laporan n seme sementa ntara ra
Yogyakarta,14 April 2011 Asisten,
Ahmad Rifa’i
Pratikan,
Jazarotun Nisak
GRAFIK
Grafik hubungan ln t vs 1/T
PERHITUNGAN
y = 3,999x – 0,714 y = mx + c lnt= EaR.1T-ln(A-ln CoC )
1. Penen Penentu tuan an Ea m= EaR
Ea = m x R = 3,999 x 8,314 J/K mol = 33,25 KJ
2. Pene Penent ntua uan nA
Mol S2O82- = [ K 2S2O8] . volume (liter) = 0,04 M . 0,003 L = 0,00012 mol Mol S2O32- = [ Na2S2O3] . volume (liter)
= 0,001 M . 0,0005 L = 0,0000005 mol
S2O82-
+
2S2O32-
2SO42-
+
S4O62-
M
0,00012
0,0000005
B
0,00000025
0,0000005
0,0000005
0,00000025
S
0,00011975
0
0,0000005
0,00000025
Jadi Co = 0,00012 M C = 0,00011975 M lnk= -ln(A-lnCoC)
c = -ln(A - ln Co/C) -0,714 = - ln (A – ln 0,00012 M/0,00011975 M) -0,714 = - ln A + ln 0,002056 -0,714 = -ln A – 6,18 ln A = -6,18 + 0,714 = -5,466 A = 0,0042 3. Pene Penent ntua uan n k a. 5oC lnk=lnA-EaRT
lnk=lnA-EaRT lnk =13,0173-45793,5128,314 . 283
= 13,0173 – 19,4629 = - 6,4456 k = 0,0016
k Pada 15oC lnk=lnA-EaRT lnk =13,0173-45793,5128,314 . 288
= 13,0173 – 19,4250 = - 6,1077 k = 0,0022
k Pada 20oC lnk=lnA-EaRT lnk =13,0173-45793,5128,314 . 293
= 13,0173 – 18,7986 = - 5,7813 k = 0,0031
k Pada 25oC lnk=lnA-EaRT lnk =13,0173-45793,5128,314 . 298
= 13,0173 – 18, 4832 = - 5,4659 k = 0,0042
k Pada 30oC lnk=lnA-EaRT lnk =13,0173-45793,5128,314 . 303
= 13,0173 – 18,1782 = -5,1609 k = 0,0057
