Laporan Praktikum Ketergantungan Laju Reaksi Pada Konsentrasi Reaktan

KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN

I. TUJUAN

1. Mempelajari dan memahami pengaruh perubahan konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi. 2. Mengukur laju reaksi dan membuat kurva laju reaksi terhadap perubahan konsentrasi reaktan. 3. Menentukan orde reaksi terhadap tiosulfat.

II.

DASAR TEORI

2.1 Kinetika Kimia

Kinetika kimia berasal dari kata “kinetika” yang berarti gerakan (teori kinetika molekuler dari gas yang yang menjelaskan gerakan acak dari molekul-molekul gas gas ). Jadi, pengertian kinetika kimia adalah bidang ilmu kimia yang mempelajari kecepatan berlangsungnya suatu reaksi kimia. Kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi reaktan / produk per satuan waktu. Dalam kinetika kimia, hal-hal yang akan dibahas adalah tentang kecepatan reaksi, ordo reaksi, dan mekanisme reaksi tersebut. Pada saat proses reaksi berlangsung, molekul reaktan akan terurai sedangkan molekul produk akan terbentuk, sehingga dapat mengamati antara penurunan konsentrasi reaktan atau peningkatan produk. Reaksi kimia dapat berlangsung dengan laju yang bervariasi, ada yang berlangsung sangat cepat, ada yang berlangsung sangat lambat, tetapi banyak juga yang berlangsung dalam kecepatan yang mudah ditentukan. Kecepatan reaksi diukur sebagai perubahan konsentrasi zat yang bereaksi per satuan waktu. Dengan demikian kecepatan reaksi dapat diukur berdasarkan pengurangan konsentrasi reaktan per satuan waktu atau pertambahan konsentrasi produk per satuan waktu. Contoh reaksi stoikiometri sederhana : A

B

Maka, kecepatan reaksi dalam kontekas perubahan konsentrasi antara reaktan dan produk : V  

[ A] t



[ B] t

Kecepatan pembentukan produk tidak ada tanda minus (- ), karena ∆[B] bernilai positif. Contoh reaksi yang lebih kompleks kompleks : 1

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









2A

B

Dua mol A menghilang untuk setiap pembentukan 1 mol B, yaitu kecepatan menghilangnya A dua kali lebih cepat dari kecepatan muncul, sehingga kita menulis kecepatan sebagai berikut : V  

1

[ A]

2

t



[ B ] t

Untuk reaksi umum : aA+Bb

cC+dD

Kecepatan diberikan oleh : V  

1

[ A]

a

t



1 [ B] b

t



1 [C ] c

t



1

[ D]

d

t

Kecepatan reaksi juga bisa dirumuskan sebagai hukum kecepatan, dimana kecepatan merupakan fungus konsentrasi setiap zat yang mempengaruhi kecepatan reaksi. Untuk persamaan diatas hukum kecepatannya adalah :

V



k  A  B  x

y

Dimana k adalah konstanta kecepatan, x dan y adalah ordo reaksi. 2.2 Orde Reaksi

Berdasarkan Orde reaksi, reaksi dibedakan menjadi : 1. Reaksi Orde Nol

Pada reaksi orde nol, kecepatan reaksi tidak tergantung pada konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde nol dinyatakan sebagai : -

dA dt

= k 0

A - A0 = - k 0 . t A = konsentrasi zat pada waktu waktu t A0 = konsentrasi zat mula – mula – mula mula Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis. 2. Reaksi Orde Satu

Pada reaksi per satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai : dA

= k [A]



dA

= k dt









Bila t = 0



A = A0 ln [A] = ln [A0] - k 1 t [A] = [A0] e-k 1t

Waktu paruh (t 1/2) adalah waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi reaktan hanya tinggal setengahnya. Pada reaksi orde satu, waktu paruh dinyatakan sebagai : k 1 =

1 t1/2

k 1 =

ln

1 1/ 2

0,693

t 1 / 2

3. Reaksi Orde Dua

Persamaan laju reaksi untuk orde dua dinyatakan sebagai : 1 [ A]

-

dA dt

= k 2 [A]2

dA

[ A]2 1 [ A0]

= k 2 t

= k 2 (t – (t – tt0)

Waktu paruh untuk reaksi orde dua dinyatakan sebagai : t1/2 =

1

k 2[ A0]

Reaksi dapat berlangsung cepat atau lambat. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi cepat dan lambatnya suatu reaksi kimia adalah : 

Sifat kimia dari reaktan : pada umumnya reaksi-reaksi ionik berlangsung cepat, sedangkan reaksi-reaksi yang melibatkan ikatan kovalen berlangsung lebih lambat.



Kemampuan reaktan berinteraksi : dalam keadaan cair atau gas partikel-partikel reaktan (molekul atau ion) dapat bertumbukan secara mudah satu dengan yang lainnya.



Konsentrasi: molekul-molekul harus bertumbukan agar terjadi reaksi dalam konteks ini laju reaksi proporsional dengan konsentrasi reaktan



Keadaan fisik: molekul-molekul harus bercampur agar dapat bertumbukan











Katalis : Katalis dapat diperoleh kembali tanpa mengalami perubahan kimia. Katalis berperan dengan menurunkan energi aktifasi. Sehingga untuk membuat reaksi terjadi, tidak diperlukan energi yang lebih tinggi. Dengan demikian, reaksi dapat berjalan lebih cepat. Karena katalis tidak bereaksi dengan reaktan dan juga bukan merupakan produk, maka katalis tidak ditulis pada sisi reaktan atau produk.

2.3 Faktor – faktor faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi yaitu 1. Pengaruh Konsentrasi Reaktan terhadap Laju Reaksi Pada umumnya laju reaksi pada temperatur tetap lebih sering dinyatakan sebagai laju perubahan konsentrasi komponen- komponennya dalam sistem, sehingga dapat dikatakan bahwa laju reaksi bergantung pada konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi. Ketergantungan laju reaksipada konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi diungkapkan sebagai persamaan laju reaksi atauhukum laju, meskipun demikian sebenarnya kita tidak dapat meramalkan persamaan laju suatureaksi hanya dari persamaan reaksinya (konsentrasi komponennya) saja. Laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi komponennya.Pereaksi →Hasil Reaksi Persamaan lajunya adalah v = k. [Pereaksi ], dimana k adalah konstanta laju reaksi. Dari persamaan laju reaksi di atas nampak bahwa besarnya laju raksi (v) tergantung pada besarnya konsentrasi reaktan dimana apabila konsentrasi reaktan meningkat, maka laju reaksi juga bertambah besar. Untuk reaksi berorde 2, 3 atau lebih, maka persamaan laju akan meningkat sebanding dengan pangkat pangkat koefisien reaksinya. 2. Pengaruh Luas Permukaan Pereaksi terhadap Laju Reaksi Semakin luas permukaan zat pereaksi, maka peluang untuk bereaksi akan semakin besar sehingga laju reaksi juga akan semakin cepat. 3. Pengaruh Temperatur terhadap Laju Reaksi Laju reaksi merupakan fungsi dari tetapan laju reaksi, sedangkan tetapan laju reaksi bergantung terhadap temperatur, hubungan ini dijelaskan melalui persamaan Arhenius. Semakin banyak molekul yang bergerak dengan kecepatan rata- rata tinggi akan memperbesar peluang terjadinya tumbukan efektif, yaitu tumbukan yang mencapai energi pengaktifan, sehingga laju reaksi akan meningkat. Hubungan antara









4. Pengaruh Katalisator Terhadap Laju Reaksi Oswald (1902) mendefinisikan katalis sebagai suatu substansi yang mengubah laju suatureaksi kimia tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi. Walaupun menurut definisi jumlah katalisator tidak berubah pada akhir reaksi, tetapi tidak berlaku anggapan bahwa katalisator tidak mengawali jalannya reaksi selama reaksi berlangsung. Katalisator akan mengawali penggabungan senyawa kimia, akan terbentuk suatu kompleks antara substansi tersebut dengan katalisator. Kompleksnya yang terbentuk hanya merupakan bentuk hasil antara yang akan terurai kembali menjadi produk reaksi dan molekul katalisator. Katalisator tidak mengalami perubahan pada akhir reaksi, karena itu tidak memberikan energi ke dalam sistem, tetapi katalis akan memberikan mekanisme reaksi alternatif denganenergi pengaktifan yang lebih rendah dibandingkan dengan reaksi tanpa katalis, sehingga adanya katalis akan meningkatkan laju reaksi. III.

ALAT DAN BAHAN 3.1 Alat : 1. Gelas ukur 50 mL

2. Gelas piala 3. Thermometer 4. Pipet volume 2 mL 5. Batang pengaduk 6. Stopwatch 7. Kertas putih dan spidol hitam 3.2 Bahan : 1. Larutan HCl 1 M

2. Larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,25 M 3. Aquadest IV.

CARA KERJA

Prosedur kerja untuk praktikum ini, yaitu: 1. Larutan Na2S2O3 0,25 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam gelas ukur yang memiliki alas yang rata.









3. Kemudian ditambahkan ditambahkan larutan HCl 2 M sebanyak 2 mL ke dalam dalam larutan Na 2S2O3 tersebut dan stopwatch dinyalakan tepat ketika penambahan larutan HCl dilakukan. Kemudian larutan diaduk agar pencampuran menjadi merata, dan pengamatan tetap dilakukan selama pengadukan larutan dilakukan. 4. Selanjutnya dicatat waktu yang diperlukan sampai tanda silang hitam tidak dapat diamati lagi dari atas. 5. Suhu larutan (campuran) diukur dan dicatat. 6. Langkah-langkah nomor 2-6 diulangi lagi dengan komposisi larutan sesuai table berikut:

V.

Vol. S2O3 - (mL)

Vol. H2O mL

1 2 3 4 5 6

50 40 30 20 10 5

0 10 20 30 40 45

Volume HCl (mL) 2 2 2 2 2 2

DATA PENGAMATAN

Sistem 1. 2. 3. 4. 5. 6. VI.

Sistem

Vol. S2O32(mL) 50 40 30 20 10 5

Vol. H2O mL 0 10 20 30 40 45

Volume HCl (mL) 2 2 2 2 2 2

PERHITUNGAN 1. Penentuan laju reaksi (1/t)

Dik: untuk sistem 1 t = 18,5 s Dit: 1/t = ? Jawab: Laju reaksi = 1/t

Waktu (s) Perc. Perc. 2 1 19 18 26 26 48 48 53 55 135 137 641 640

Waktu (s) ratarata 18,5 26 48 54 136 640,5

1/waktu (s-1) 0,0540 0,0385 0,0208 0,0185 0,0073 0,0016

Suhu (0C) 30 30 30 30 30 30











Dengan cara yang sama, maka 1/t untuk system secara keseluruhan adalah: Sistem

Volume S2O3 - (mL)

1 2 3 4 5 6

50 40 30 20 10 5

Volume HCl (mL) 0 10 20 30 40 45

Waktu (s) 18,5 26 48 54 136 640,5

2-

2. Penentuan konsentrasi konsentrasi tiosulfat (S 2O3 ) Diketahui :

M1 S2O32- = 0,25 M V1 = 50 ml (vol. Tiosulfat system 1) V2 = 50 ml (Vol S 2O32-) Ditanyakan : M2 =……? Jawab: Maka M2 = V1. M1 / V2 = 50 . 0,25 / 50 = 0,250 M Untuk system 2 (sampai system 6) terjadi pengenceran Diketahui : M1 S2O32- = 0,25 M V1 = 40 ml (vol. Tiosulfat system 2) V2 = (Vol S2O32- + H2O ) = 40 mL + 10 mL = 50 ml Ditanyakan : M2 S2O32- = ? Jawab:

1/t (s- ) 0,0540 0,0385 0,0208 0,0185 0,0073 0,0016









1. 2. 3. 4. 5. 6.

0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,025

18,5 26 48 54 136 640,5

0,0540 0,0385 0, 0385 0,0208 0, 0208 0,0185 0, 0185 0,0073 0,0016

2-

3. Penentuan orde reaksi terhadap [S 2O3 ]. Diketahui : Data sesuai tabel berikut:

System 1. 2. 3. 4. 5. 6.

[S2O3 -] M 0,250 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,025

[H+] M 2 2 2 2 2 2

t (s) 18,5 26 48 54 136 640,5

1/t (s- ) 0,0540 0,0385 0,0208 0,0185 0,0073 0,0016

Reaksi yang terjadi antara tiosulfat dan asam klorida saat pelarutan, yaitu: S2O32- (aq) + 2H+ (aq) H2O (l) + SO2 (aq) + S(s) Maka,

    = k . [S 2O3]m . [H+]n      

   

Dengan harga [H +] tetap, yakni 2 M maka orde reaksi reaktan [H +] sama dengan 0, karena konsentrasinya tetap di dalam percobaan ini. Orde reaksi S 2O32dapat dihitung dari data pada system 1 dan 2. log (0,0526 – (0,0526 – 0,0385) 0,0385) = m {log 0,250 – 0,250 – log log 0,200} ( ) m= ( )









3. 4. 5. 6.

0,150 0,100 0,050 0,025

2 2 2 2

0,0208 0,0185 0,0073 0,0016

0,2890 2,1900

Jadi dari perhitungan dari beberapa sistem yang mewakili kinetika reaksi tersebut dapat dilihat bahwa orde reaksi untuk perubahan [S 2O32-] adalah m ≈ 0 ; m≈ 1; m≈ m≈ 2. 4. Penentuan konstanta laju reaksi

Diketahui : pada system 1 v=

        2-

[S2O3 ] = 0,25 M [H+] = 2 M

Ditanyakan : k = ….? Jawab:      k=  

   =     = 0,1080 Dengan cara yang sama maka diperoleh konstanta laju reaksi untuk masing-masing sistem adalah: Sistem 1. 2. 3.

[S2O32-] 0,250 0,200 0,150

M

+

[H ] M 2 2 2

-1

1/t (s ) 0,0540 0,0385 0,0208

m (Orde reaksi [S2O32-] 1,5160 0,2890

k 0,1080 0,0770 0,0416









Penentuan Orde Reaksi juga dapat diketahui melalui suatu kurva yang menyatakan hubungan antara ln [S 2O32-] dengan perubahan waktu. Diketahui : [S2O3 -] M 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,025

System 1. 2. 3. 4. 5. 6. Ditanya : Orde reaksi

t (s) 18,5 26 48 54 136 640,5

= ...?

Penyelesaian : ln [S2O32-]1

= - 1,3863

ln [S2O32-]2

= - 1,6094

ln [S2O32-]3

= - 1,8971

ln [S2O32-]4

= - 2,3026

ln [S2O32-]5

= - 2,9957

ln [S2O32-]6

= - 3,6889

2-

5. Gambar kurva laju Rx sebagai fungsi konsentrasi S 2O3

Perbandingan konsentrasi konsentrasi dengan laju reaksi 0.045 0.04 0.035

i s 0.03 k a e r0.025

1/t (s- ) 0,0540 0,0385 0,0208 0,0185 0,0073 0,0016









Penentuan Orde Reaksi 0 18.5

26

48

54

136

640.5

-0.5 -1

u-1.5 t k a w -2 / 1 n l -2.5 -3 -3.5 -4

waktu

VII. PEMBAHASAN

Praktikum kali ini yaitu ketergantungan laju reaksi pada konsentrasi reaktan, dimana praktikum ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh perubahan reaktan S 2O32terhadap laju reaksi pembentukan endapan belerang. Percobaan yang dilakukan ini tergolong semi kuantitatif

karena hanya digunakan untuk menentukan pengaruh

perubahan konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi dan tidak dilakukan pengukuran konsentrasi seperti percobaan-percobaan lainnya. Dalam percobaan ini dilakukan pengukuran laju reaksi, penggambaran kurva laju reaksi terhadap perubahan konsentrasi reaktan serta penentuan orde reaksi terhadap tiosulfat. Adapun dalam percobaan ini yang diamati ialah reaksi pengendapan koloid belerang yang terbentuk jika tiosulfat bereaksi dengan asam as am sehingga dilakukan pengukuran waktu agar koloid belerang mencapai suatu intensitas tertentu. Reaksi antara tiosulfat dengan asam ialah sebagai berikut:











menghilang.Waktu tersebutlah yang digunakan untuk menentukan menentukan laju reaksi. Pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi juga dapat dilakukan dengan menvariasikan konsentrasi dari masing-masing reaktan, sehingga dapat diketahui pengaruh dari konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi tersebut. Percobaan ini dilakukan pengulangan sebanyak sekali sehingga percobaan ini dilakukan sebanyak dua kali. Pertama-tama dilakukan penambahan 50 mL Na 2S2O3 0,250 M kemudian untuk sistem selanjutnya dilakukan penambahan Na 2S2O3 dengan variasi volume sebanyak 40 mL ; 30 mL ; 20 mL ; 10 mL ; dan 5 mL sedangkan penambahan aquades dilakukan dengan variasi volume sebanyak 10 mL; 20 mL; 30 mL; 40 mL; dan 45 mL. Dan penambahan HCl sebanyak 2 mL. Selanjutnya Na 2S2O3 direaksikan dengan aquades dalam sebuah beker gelas beker gelas yang dibawahnya terdapat kertas yang diberi tanda / garis X. Apabila garis X tidak terlihat, maka pembentukan belerang telah sempurna, waktu yang diperlukan dari pencampuran pertama hingga terjadi endapan belerang yang sempurna dicatat. Pada sistem 1 dimana tidak diberi penambahan H 2O, memperoleh laju reaksi sebesar 0,0540 s-1 sedangkan untuk sistem 2 hingga sistem 6 diperoleh nilai laju reaksi secara berturut-turut yaitu 0,0385 s -1 ; 0,0208 s -1 ; 0,0185 s -1; 0,0073 s -1; 0,0016 s -1. Berdasarkan hasil hasil perhitungan perhitungan konsentrasi konsentrasi dari [S2O32-] pada sistem 1 – 6, – 6, dapat diperoleh hasilnya secara berurutan sebagai berikut : 0,025 M; 0,200 M ; 0,150 M; 0,100 M; 0,050 M; dan 0,025 M. Untuk menghitung konsentrasi relatif dari sistem 1 - 6









Perbandingan Perbandingan konsentrasi dengan laju reaksi 0.045 0.04 0.035

i s 0.03 k a e r0.025 u j a 0.02 L 0.015 0.01 0.005 0 0.2

0.15

0.1

0.05

0.025

Konsentrasi (C)

Grafik tersebut menggambarkan bahwa konsentrasi S 2O32- nilainya berbanding lurus dengan laju reaksi yaitu jika konsentrasi larutan S 2O32- semakin meningkat maka laju reaksinya meningkat pula. Demikian pula sebaliknya apabila konsentrasi larutan S2O32- semakin kecil maka laju reaksi akan semakin lambat. Dari hasil perhitungan orde reaksi pada sistem untuk percobaan I dan II, apabila dirata-ratakan sehingga diperoleh bahwa orde reaksi untuk perubahan [S 2O32-] adalah m ≈ 1. Dan nilai k (konstanta/tetapan laju reaksi) diperoleh sebesar 0,0469 dimana harga konsentrasi dari H+ adalah konstan yaitu [H+]=2 M. Maka, laju reaksi terhadap perubahan tiosulfat pada









Penentuan Orde Reaksi

0 18.5

26

48

54

136

640.5

-0.5 -1

u -1.5 t k a w -2 / 1 n -2.5 l -3 -3.5 -4

waktu

VIII. KESIMPULAN

1.

Percobaan penentuan pengaruh perubahan konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi ini bersifat semi kuantitatif.

2.

Reaksi antara tiosulfat dengan asam ialah sebagai berikut: 2-

S2O3

3.

(aq) +

+

2H

(aq)

H2O (l) + SO2 (aq) + S(s)

Reaksi antara tiosulfat dengan asam menimbulkan endapan belerang (sulfur) yang berwarna putih.









LAMPIRAN Jawaban pertanyaan: 1. Bagaimana menentukan orde reaksi secara keseluruhan?

Jawab: Orde reaksi dari beberapa system dapat digunakan di gunakan untuk mencari orde rata-rata reaksi yang menjadi orde reaksi secara keseluruhan.

    Orde reaksi rata-rata =    = 

= 1,18≈ 1 Maka, orde reaksi secara keseluruhan untuk [S2O32-] adalah 1 Disamping itu, orde reaksi dapat ditentukan dengan mencari nilai dari ln [S 2O32-] dan perubahan waktu kemudian menggambarkannya dalam sebuah grafik.









DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia.2001. Elektro Elektro Kimia dan Kinetika Kinetika Kimia. PT. Citra Aditya Bakti:Bandung Bird, Tony.1993.

Kimia Fisika untuk Universitas.Gramedia:Jakarta

Dogra, S.K dan S. Dogra.1990. Kimia Kimia

.Cetakan Fisika dan Soal-Soal .Cetakan

Pertama.Universitas

Indonesia Press:Jakarta Karlohadiprodjo, Irma.1990. Kimia Fisik Jilid 1. Edisi Keempat.Penerbit Erlangga:Jakarta Tim Laboratorium Kimia Fisika.2012. Penuntun Penuntun

Praktikum Kimia Fisika III.Jurusan

F.MIPA Universitas Udayana:Bukit Jimbaran.

Kimia











LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN









2-

1. Gambar kurva laju Rx sebagai fungsi konsentrasi S 2O3 Perbandingan Perbandingan konsentrasi dengan laju reaksi 0.045 0.04 0.035

i s 0.03 k a e r0.025 u j a 0.02 L 0.015 0.01 0.005 0 0.2

0.15

0.1

0.05

0.025

Konsentrasi (C)

Laporan Praktikum Ketergantungan Laju Reaksi Pada Konsentrasi Reaktan

Recommend Documents