Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” I.
JUDUL
:
Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida
II.
TANGGAL PERCOBAAN
: Rabu, 23 November 2011
III.
TUJUAN
:
IV.
TINJAUAN PUSTAKA
:
Dalam ilmu kimia kita tentu sering mendengar istilah laju reaksi. dalam penerapannya, jika laju reaksi tersebut sebanding dengan konsentrasi dua reaktan A dan B sehingga: s ehingga: v = k [A][B] koefisien k disebut konstanta laju, yang tidak bergantung pada konsentrasi (tetapi bergantung pada temperatur). Lain halnya dengan ordo dari suatu reaksi kimia, ordo reaksi nilainya ditentukan secara percobaan dan tidak dapat diturunkan secara
teori,
walaupun
stokhiometrinya
telah
diketahui
(Atkins,
1996).
Besar kecilnya nilai dari laju dari suatu reaksi kimia dapat ditentukan dalam beberapa faktor, antara lain sifat pereaksi, suhu, katalis dan konsentrasi pereaksi. Dalam sifat pereaksinya, ada yang reaktif reaktif dan ada yang kurang reaktif, reaktif, misalnya bensin lebih cepat terbakar daripada minyak tanah. Berdasarkan suhunya, hampir semua pereaksi menjadi lebih cepat bila suhu dinaikkan, karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi, akibatnya, jumlah energi tabrakan bertambah besar. Dalam katalis, laju reaksi dapat dipercepat dengan menambah zat yang disebut katalis. Katalis sangat diperlukan dalam reaksi organik, termasuk dalam organisme. Sedangkan pada konsentrasi pereaksi, dua molekul yang akan bereaksi harus bertabrakan langsung. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, berarti kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan sehingga akan mempercepat reaksi (Syukri, 1999). Dengan persamaan sebagai berikut: ln (a – b) = -kt + ln a (Atkins, 1996).
1 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” Kecepatan reaksi sangat bergantung pada ion peroksida, kalium iodida dan asamnya. Reaksi hidrogen peroksida dengan kalium iodida dalam suasana asam dan dengan adanya ammonium molibdat, maka peroksida akan membebaskan iodium yang berasal dari kalium iodida yang telah diasamkan dengan asam sulfat. Bila reaksi ini merupakan reaksi irreversibel (karena adanya natrium tiosulfat yang akan merubah iodium bebas menjadi asam iodida kembali) kecepatan reaksi yang terjadi besarnya seperti pada reaksi pembentukannya, sampai konsentrasi terakhir tak berubah (Bird,1993). Pada larutan yang mempunyai keasaman tinggi atau kadar iodida yang tinggi akan didapatkan kecepatan reaksi yang lebih besar. Untuk menghitung kecepatan reaksi, yang dapat dihitung adalah penjabaran kecepatan reaksi yang memerlukan besarnya konstanta kecepatan reaksi. Hukum laju orde pertama untuk konsumsi reaktan adalah ln (a – b) = -kt + ln a (Atkins, 1996).
V.
ALAT dan BAHAN •
Alat – Alat
: :
1. Gelas Ukur 10 ml 2. Stopwatch 3. Tabung Reaksi 4. Labu Ukur 50 ml •
Bahan – Bahan
:
1. Larutan Kalium Iodida 0,5 M 2. Larutan Asam sulfat 0,5 M 3. Larutan H2O2 10 M (30%) 4. Larutan Kanji 5. Larutan Ammonium Molibdat
2 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” VI.
ALUR KERJA
:
Pengenceran 10 tetes Larutan H2O2
2 tetes Larutan Kalium
2 tetes Larutan
10 M (30%)
Iodida 0,5M
ammonium molibdat
- Diencerkan sampai
- Diencerkan sampai
- Diencerkan sampai
50 ml dengan air
10 ml dengan air
10 ml dengan air
Larutan H2O2 encer
Larutan Kalium Iodida
Larutan ammonium molibdat encer
encer
1 tetes larutan asam
1 tetes larutan asam
sulfat
sulfat
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1
- Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes
- Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes
aquades - Ditambah 1 tetes larutan ammonium molibdat - Ditambah 1 tetes larutan
aquades - Ditambah 1 tetes larutan kalium iodida
kalium iodida
1 tetes aquades
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1 - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan ammonium molibdat - Ditambah 1 tetes larutan kalium iodida
-Dicatat waktu yang diperlukan saat penambahan KI
Warna . . .? dan waktu . .?
3 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” VII. NO
1
DATA PENGAMATAN
:
PERLAKUAN
1 tetes larutan asam sulfat
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1 - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan ammonium molibdat - Ditambah 1 tetes larutan kalium iodide - Dicatat waktu yang diperlukan saat penambahan KI
HASIL
DUGAAN /
PENGAMATAN
REAKSI
KESIMPULAN
Asam sulfat : tidak
Tabung 1 lebih
Katalis dapat
berwarna
cepat bereaksi dari
mempengaruhi
Larutan kanji : keruh
pada tabung 2
kecepatan laju reaksi
++ +kanji : tak berwarna +H2O2 encer : tak berwarna +aquades : tak berwarna
karena terdapat pengaruh penambahan katalis ammonium molibdat
+ammonium molibdat : tidak berwarna +KI : larutan biru keunguan (++) t : 4,8 detik
Warna . . .? dan waktu . .?
2 1 tetes larutan asam sulfat
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1 - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan kalium iodide - Dicatat waktu yang diperlukan saat penambahan KI
Asam sulfat : tidak
Tabung 1 lebih
Katalis dapat
berwarna
cepat bereaksi dari
mempengaruhi
Larutan kanji : keruh
pada tabung 2
kecepatan laju reaksi
++ +kanji : tak berwarna +H2O2 encer : tak berwarna +aquades : tak berwarna +KI : larutan biru keunguan (++) t : ∞ detik
Warna . . .? dan waktu .
4 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
karena terdapat pengaruh penambahan katalis ammonium molibdat
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” 3 1 tetes aquades
Larutan kanji : keruh
- Dimasukkan ke dalam Tabung 1
++
- Ditambah 2 tetes larutan - Ditambah 1 tetes larutan
+H2O2 encer : tak
H2O2 encer
berwarna
- Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan - Ditambah 1 tetes larutan kalium iodide - Dicatat waktu yang
cepat bereaksi dari
mempengaruhi
pada tabung 3
kecepatan laju reaksi
karena terdapat
penambahan katalis ammonium molibdat dan dalam
+aquades : tak
ammonium molibdat
Katalis dapat
pengaruh
+kanji : tak berwarna
kanji
Tabung 1 lebih
berwarna
suasana larutan juga
+ammonium molibdat
mempengaruhi
: tidak berwarna
diperlukan saat penambahan KI
+KI : larutan biru keunguan (++)
Warna . . .? dan waktu ?
VIII.
t : 1 menit
ANALISIS dan PEMBAHASAN
:
Prinsip dasar reaksi (reaksi 1) : +
-
H2O2 + 2H + 2I
I2 + H2O
-1 ( oksidasi 1e) 0
-1
( reduksi 1e)
-2
Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi-reduksi. H 2O2 merupakan oksidator dan KI adalah reduktor. Reaksi ini dapat diamati dengan menambahkan larutan kanji sebagai indikator adanya I 2 (iodine) dalam larutan tersebut, larutan kanji juga digunakan untuk mengurangi perubahan laju supaya perubahan warna bertahap, pengamatan ini ditunjukkan dengan perubahan warna larutan dari tidak
5 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” berwarna menjadi berwarna biru. Reaksi ini dapat dipercepat dengan adanya ionion molibdat, dalam percobaan ini ion-ion itu berasal dari ammonium molibdat (NH4)2MoO4 . O
O
-
NH 4+
Mo
O - NH + 4
O
ammonium molybdat Dalam percobaan ini, H 2O2 diencerkan terlebih dahulu agar konsentrasinya berkurang (semakin kecil) karena menurut teori tumbukkan dengan memperkecil konsentrasi maka akan menurunkan laju tumbukan antara molekul H 2O2 . Alasan yang sama juga digunakan untuk menjelaskan mengapa KI perlu diencerkan terlebih dahulu. Dengan memperkecil tumbukan antara molekul-molekul maka diharapkan reaksi 1 akan berjalan lebih lambat sehingga waktu yang diperlukan untuk perubahan warna larutan menjadi biru dapat diamati atau dihitung. Kita perhatikan reaksi dua molekul sederhana A+B
→
v = k 2 [ A] [ B]
P
(1)
dengan P menandai hasil reaksi dan k 2 menandai tetapan laju reaksi orde dua. Dalam hal ini dapat menduga ungkapan umum k 2 dengan memperhatikan persyaratan fisik reaksi. Kita dapat mengharapkan laju reaksi v sebanding dengan laju tumbukan, dan karenanya sebanding dengan kecepatan rata-rata molekul, c
∝
(T
1/ 2
M )
tumbukannya
dengan M merupakan massa molar molekul, penampang lintang σ
, dan rapat cacah dari A dan B: 1/ 2
T v ∝σ M
1/ 2
T N A N B ∝ σ M
6 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
[ A] [ B]
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” Suatu tumbukan akan menghasilkan reaksi hanya jika energi kinetiknya nelampaui harga minimum, energi aktivasi reaksi E a . Persyaratan ini menentukan bahwa tetapan laju reaksi harus sebanding dengan faktor Boltzmann e
−
Ea RT
.
Dengan demikian dapat diharapkan, menuliskan tetapan laju reaksi persamaan (1), bahwa 1/ 2
T k2 ∝ σ M
e
−
Ea RT
Walaupun demikian, tidak setiap tumbukan menghasilkan reaksi kecuali persyaratan energi tertentu terpenuhi, karenanya pereaksi harus bertumbukan dengan arah relatif tertentu. Persyaratan sterik ini menentukan bahwa faktor P harus disertakan, sehingga 1/ 2
T k 2 ∝ Pσ M
e
−
Ea RT
(2)
Kita akan membahas secara rinci, ungkapan ini mempunyai bentuk yang diprediksikan melalui teori tumbukan. Pencerminan ketiga aspek dari tumbukan yang menghasilkan reaksi: k 2
∝
persyaratan sterik × laju tumbukan × persyaratan energi minimum
Pada tabung I reaksi berlangsung lebih cepat dibandingkan tabung II. Waktu yang diperlukan untuk terjadi perubahan warna menjadi biru pada tabung I dan II masing-masing adalah 4,8 detik dan
∞
detik. Hal ini disebabkan pada tabung I
ditambahkan katalis ammonium molibdat sementara pada tabung II tidak ditambahkan ammonium molibdat. Hal ini sesuai teori bahwa katalis akan mempercepat laju reaksi dengan memperkecil energy aktivasi (Ea), seperti grafik berikut :
7 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida”
Peranan katalis adalah memperkecil Ea, sehingga pada suhu yang sama akan lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi. Kehadiran katalis memberi jalan/Mekanisme Reaksi lain yang memiliki Ea lebih rendah.
IX.
DISKUSI
:
Pada percobaan ini pada tabung 2 tidak diperoleh hasil warna biru keunguan dalam waktu yang sangat lama. Hal ini dikarenakan tanpa katalis ammonium molibdat pada larutan tabung B tidak dapat bereaksi cepat.
X.
KESIMPULAN
:
Pada percobaan ini dapat kami simpulkan bahwa katalis ammonium molibdat dapat mempengaruhi reaksi kalium iodida dan hidrogen peroksida dengan ditandai perubahan warna larutan dari yang tidak berwarna menjadi berwarna biru keunguan. XI.
DAFTAR PUSTAKA
:
Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat . Erlangga. Jakarta. Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas . PT Gramedia. Jakarta. Syukri, 1999, Kimia Dasar 2, ITB Press, Bandung.
8 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
Laporan Resmi Praktikum Kimia Fisika III “ Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” LAMPIRAN
Pengenceran : H2O2 , KI, dan Ammonium Molibdat
Percobaan : Tabung A , Tabung B, dan Tabung C
9 |K e l o m p o k D u a / K i m i a B 2 0 0 9
