Kumpulan Laporan Praktikum Kimia: LAPORAN PRAKTIKUM TETAPAN LAJU REAKSI

Abstrak

Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi. Penentukan tetapan laju reaksi dan energi aktivasi antara larutan KI dan K₂S₂0_8,dimana larutan Na₂S₂O₃digunakan untuk mengikat ion berlebih dari KI maka akan ditentukan konstanta reaksi dan energi aktivasi berdasarkan konsentrasi terhadap satuan waktu. Berdasarkan hasil percobaan didapatkan waktu berjalannya reaksi pada suhu 24°C = 450 s, dengan v KI = 5 ml, v K₂S₂O₈= 1 ml, v Na₂S₂O₃= 2,5 ml, dan 6 tetes akuades. Pada v KI = 5 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v Na₂S₂O₃= 2,5 ml, dan 6 tetes akuades pada suhu 24°C = 300 s. Suhu 24°C = 114 s, dengan v K₂S₂O₈= 5 ml dan volume lainnya tetap atau sama. Suhu 30°C dengan v K₂S₂O₈= 1 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v K₂S₂O₈= 5 ml diperoleh t = 506 s, 85 s, dan 122 s. Pada suhu 35°C dengan v K₂S₂O₈= 1 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v K₂S₂O₈= 5 ml diperoleh t = 194 s, 98 s, dan 87 s.

Kata kunci: KI, K₂S₂O₈dan Na₂S₂O₃

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi. Laju reaksi berhubungan dengan pembahasan seberapa cepat atau lambat reaksi berlangsung. Merubah konsentrasi dari suatu zat di dalam suatu reaksi biasanya merubah juga laju reaksi. Persamaan laju menggambarkan perubahaan ini secara matematis. Orde reaksi adalah bagian dari persamaan laju. Sebagai contoh seberapa cepat reaksi pemusnahan ozon di atmosfer bumi, seberapa cepat reaksi suatu enzim dalam tubuh berlangsung dan sebagainya. Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, luas permukaan, suhu, dan katalis.

Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat seperti reaksi penetralan antara larutan asam klorida dan larutan natrium hidroksida, ada pula yang berlangsung sangat lambat seperti pelapukan kimia yang dialami batu karang. Suatu reaksi kimia dapat dipercepat atau diperlambat. Dalam industri, reaksi kimia perlu dilangsungkan pada kondisi tertentu agar produknya dapat diperoleh dalam waktu yang sesingkat mungkin. Reaksi dapat dikendalikan dengan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhinya. Berdasarkan teori tersebut maka dilakukanlah percobaan ini.

1.2 Tujuan Percobaan

Menentukan konstanta kecepatan reaksi dan energi aktivasi antara KI dan K₂S₂0_8.

1.3 Prinsip Percobaan

Menentukan tetapan laju reaksi dan energi aktivasi antara larutan KI dan K₂S₂0_8,dimana larutan Na₂S₂O₃digunakan untuk mengikat ion berlebih dari KI maka akan ditentukan konstanta reaksi dan energi aktivasi berdasarkan konsentrasi terhadap satuan waktu dengan menggunakan variasi volume dan suhu serta penambahan indikator yaitu akuades yang akan melarutkan ion-ion berlebih pada I_2,dengan perubahan warna larutan bening menjadi kuning. Reaksi yang terjadi:

S₂O₈^2- + 2I^-à 2SO₄^2- + I₂

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Laju Reaksi

Laju reaksi adalah laju perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan waktu. Konsentrasi dinyatakan dalam mol per liter, namun untuk reaksi fase gas satuannya adalah atmosfer, mmHg, atau Pascal (Atkins, 1998).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi (Sukardjo, 1990):

a. Konsentrasi pereaksi, konsentrasi menyatakan jumlah mol zat dalam satu satuan volume, makin besar konsentrasi maka makin banyak partikel dalam satu satuan volume dan makin kecil jarak antar partikel.

b. Suhu, semua reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.

2.1.2 Reaksi Orde Pertama

Reaksi orde pertama merupakan laju reaksi yang bergantung pada konsentrasi reaktannya yang dipangkatkan 1. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai (Petrucci, 1992):

Pada reaksi orde satu, persamaan laju reaksi adalah bentuk persamaan linier, sehingga setiap perubahan konsentrasi satu kali, laju reaksi naik sebesar satu kali dan setiap perubahan konsentrasi dua kali, laju reaksi juga naik dua kali.

Persamaan laju reaksi : v = k [A]¹ = k [A]

Gambar 2.1.2.1 Grafik orde pertama

Secara umum, konsentrasi pereaksi akan mempengaruhi laju reaksi. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi adalah khas untuk setiap reaksi. Pada reaksi orde nol perubahan konsentrasi pereaksi tidak berpengaruh terhadap laju reaksi. Reaksi orde 1 setiap kenaikan konsentrasi dua kali akan mempercepat laju reaksi menjadi dua kali lipat lebih cepat, sedangkan untuk reaksi orde 2 bila konsentrasi dinaikkan menjadi dua kali laju reaksi menjadi empat kali lebih cepat. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai V = K[A]^m[B]ⁿ, dengan pangkat m dan n adalah pangkat bulat kecil dan tidak berhubungan dengan koefisien a dan b (Petrucci, 1992).

2.1.3 Energi Aktivasi

Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan oleh suatu reaksi kimia agar dapat berlangsung. Energi aktivasi memiliki notasi simbol Ea dengan E menotasikan energi dan a yang ditulis subscribe menotasikan aktivasi (Vogel, 1994).

Energi aktivasi menyatakan jumlah energi yang harus diterima oleh molekul-molekul yang bereaksi untuk dapat bereaksi. Makin tinggi panas aktivasi, makin besar ketergantungan stabilitas sediaan terhadap suhu (Minarsih, 2011).

Untuk memprediksi difusivitas atom pada suhu terbatas karena salah satu kebutuhan untuk menghitung energi bebas aktivasi cukup baik daripada energi aktivasi pada suhu terbatas. Energi aktivasi didefinisikan sebagai perbedaan internal energi dalam keadaan 0 K (Sato, dkk,2010).

2.2 Analisis Bahan

2.2.1 Akuades (H₂O)

Air yang diperoleh pada pengembunan uap air melalui proses penguapan atau pendidihan air, tidak berwarna, tidak berasa, titik leleh 0⁰C, titik didih 100⁰C, bersifat polar pelarut organik yang baik, konstanta dielektrik paling tinggi, tidak berbau dan komposisi kalor tinggi (Kusuma, 1983).

2.2.2 Kalium Iodida (KI)

Kalium iodida adalah padatan kristal putih KI dengan rasa yang sangat pahit dan larut didalam air, etanol dan aseton. Dalam larutan, senyawa ini dapat melarutkan iodine menjadi I^3-yang berwarna cokelat (Daintith, 1994).

Perbedaan KI dengan KIO₃yaitu kedua senyawa ditandai dengan sifat kimia yang berbeda dan beberapa perbedaan dalam potensi keselamatan. Iodat lebih stabil, karena iodida mudah teroksidasi menjadi yodium dan hilang oleh penguapan. KI ditemukan jauh lebih efektif daripada KIO₃(Milczaret, dkk,2013).

2.2.3 Kalium Peroksodisulfat (K₂S₂O₈)

Senyawa ini berupa kristal putih tak berwarna dan tak berbau. Pada suhu tinggi mengurai lebih cepat. Senyawa ini larut dalam air, namun tidak larut dalam alcohol. Selain itu, senyawa ini juga merupakan pengoksida yang sangat kuat (Basri, 2003).

2.2.4 Natrium Tiosulfat (Na₂S₂O₃)

Senyawa ini merupakan endapan atau padatan yang larut dalam air namun tidak larut dalam etanol. Lazim dijumpai sebagai pentahidrat serta kehilangan air pada suhu 100 ^oC (Daintith, 1994).

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah gelas beaker, termometer, stopwatch, pipet tetes, pipet volume, labu ukur, bulb, batang pengaduk, spatula, cawan petri, dan penangas air. Bahan yang digunakan adalah akuades, larutan KI, larutan K₂S₂O₈, dan larutan Na₂S₂O₃.

3.2 Prosedur Kerja

Pertama-tama, pembuatan larutan KI, K₂S₂O_8, dan Na₂S₂O_3,. Ditepatkan larutan dengan akuades sampai tanda batas (250 ml) labu ukur. Setelah larutan telah tersedia, disediakan dua gelas yang telah diberi label, gelas beaker yang pertama berisi KI saja, gelas beaker kedua berisi K₂S₂O_8, Na₂S₂O₃dan akuades.

Gelas beaker pertama diisi KI sebanyak 5 ml, kemudian diukur suhunya hingga 24^oC. Gelas beaker kedua diisi K₂S₂O₈ 1ml dan Na₂S₂O₃ 2,5ml, dan ditambahkan 6 tetes akuades. Kemudian diukur suhunya hingga 24^oC. Jika suhunya kurang dari 24^oC maka larutan dipanaskan hingga mencapai 24^oC. Sedangkan jika suhunya lebih dari 24^oC maka larutan didinginkan dengan air es.

Setelah suhu kedua larutan sama, maka kedua laruatan dicampurkan, saat itu lah menghidupkan stopwatch, untuk mengukur laju reaksi larutan tersebut, sambil menghitung waktu perubahan yang terjadi, larutan terus diaduk tanpa henti sampai terjadi perubahan warna menjadi kuning yang menunjukkan bahwa proses boleh dihentikan, demikian juga dengan stopwatchnya. Dicatat waktu saat proses tersebut. Setelah itu dilakukan perlakuan yang sama untuk volume K₂S₂O₈ 3ml dan 5ml dengan perlakuan yang sama pada suhu 30^oC dan 35 ^oC.

3.3 Rangkaian Alat

Gambar 3.3.1 Pemanasan larutan

Gambar 3.3.2 Larutan Hasil

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel Pengamatan

No			Volume (mL)		T (⁰C)	Waktu (s)	Warna
	KI	Na₂S₂O₃	K₂S₂O₈	Akuades
1.	5 mL	2,5 mL	1 mL	6 Tetes	24 ⁰C	450	Kuning
2.	5 mL	2,5 mL	3 mL	6 Tetes	24 ⁰C	300	Kuning
3.	5 mL	2,5 mL	5 mL	6 Tetes	24 ⁰C	114	Kuning
4.	5 mL	2,5 mL	1 mL	6 Tetes	30 ⁰C	506	Kuning
5.	5 mL	2,5 mL	3 mL	6 Tetes	30 ⁰C	85	Kuning
6.	5 mL	2,5 mL	5 mL	6 Tetes	30 ⁰C	122	Kuning
7.	5 mL	2,5 mL	1 mL	6 Tetes	35 ⁰C	194	Kuning
8.	5 mL	2,5 mL	3 mL	6 Tetes	35 ⁰C	98	Kuning
9.	5 mL	2,5 mL	5 mL	6 Tetes	35 ⁰C	87	Kuning

4.2 Pembahasan

4.2.1 Analisis Prosedur

Laju reaksi tak lepas dari kinetika kimia, dimana kinetika kimia menjelaskan mengenai bagaimana laju bergantung pada konsentrasi dan reaksi serta mekanisme reaksinya berdasarkan pengetahuan yang diperoleh dari percobaan. Laju reaksi adalah waktu perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan waktu. Dapat pula dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi pereaksi atau bertambahnya konsentrasi di suatu produk. Laju reaksi berhubungan pula dengan tumbukan-tumbukan antar molekul akibat adanya penambahan zat tertentu, pengaruh suhu, luas permukaan maupun konsentrasi suatu zat, sehingga ini erat kaitannya dengan energi aktivasi yang merupakan energi minimum yang dimiliki oleh suatu molekul untuk bertumbukan.

Pada percobaan ini, mula-mula dilakukan pembuatan 4 larutan yaitu: larutan kalium iodida 0,4 M, natrium tiosulfat 0,01 M, kalium peroksodisulfat 0,02 M, dan akuades. Larutan kalium iodida dibuat lebih pekat karena terkait dengan kuantitas iod-iodnya yang diikat natrium tiosulfat harus lebih banyak dari pada kandungan ion-ion yang lain. Hal ini bertujuan agar warna kuning yang dihasilkan dapat tampak jelas. Larutan kalium iodida ini berfungsi sebagai reaktan. Larutan akuades berfungsi sebagai indikator yang akan berwarna kuning jika larutan kalium iodide sudah habis bereaksi. Larutan ini mengandung 2 polimer yaitu amilosa dan amilopektian. Dalam percobaan ini, larutan kalium persulfat berfungsi sebagai oksidator, yaitu mengubah I^- menjadi I₂. I^- kemudian bereaksi dengan Na₂S₂O₃ yang berfungsi sebagai reduktor, I₂ berubah kembali menjadi I^-. Sedangkan natrium tiosulfat berfungsi sebagai penangkap iod-iod berlebih dari I₂, lalu bereaksi positif indikator akuades. Fungsi akuades yaitu untuk melarutkan ion-ion berlebih pada I₂.Warna kuning yang terbentuk ketika dua campuran dicampurkan berasal dari I₂yang bereaksi dengan Na₂S₂O₃membentuk I₂ kompleks. I₂ kompleks akan bereaksi dengan akuades setelah Na₂S₂O₃ pada campuran habis bereaksi dan hal tersebut dijadikan sebagai waktu akhir reaksi, waktu dimana muncul warna kuning pertama kali.

Ketika larutan memiliki suhu yang sama, maka keduanya dicampur dengan segera. Hal ini bertujuan agar suhu kedua larutan yang sama, tidak berubah jauh sehingga dapat menghindari galat. Variasi suhu bertujuan untuk melihat dan membandingkan pengaruh tingkat tingginya suhu pada laju reaksi yang terjadi. Pengadukan berfungsi untuk mempercepat reaksi, karena dengan pengadukan maka akan banyak molekul-molekul yang saling bertumbukan. Sehingga meningkatkan energi kinetik dan reaksi pun berjalan lebih cepat.

Pengaruh volume dan suhu terhadap laju reaksi adalah keduanya saling berbanding lurus karena volume memiliki molekul-molekul yang diperlukan oleh suhu untuk dipanaskan agar laju reaksi dapat berlangsung. Semakin besar volume maka tarik-menarik antar molekul semakin kuat dan jika suhu diperbesar maka akan membantu proses tarik-menarik molekul semakin cepat dan terjadinya tumbukan yang banyak pada molekul akan mempercepat laju reaksi dan energi minimum yang diperlukan menjadi sedikit.

Tujuan menggunakan variasi volume pada yaitu selain untuk mengetahui seberapa besar pengaruh volume terhadap laju reaksi tetapi praktikan dapat melihat perbandingan antara penggunaan volume 1 ml, 3ml dan 5ml. Semakin besar volume maka semakin banyak molekul-molekul yang akan bertumbukan dan mempercepat laju reaksi berlangsung. Sedangkan variasi suhu bertujuan untuk melihat dan membandingkan pengaruh tingkat tingginya suhu pada laju reaksi yang terjadi.

Konstanta laju reaksi terhadap suhu berkaitan dengan persamaan Arrhenius. Arrhenius mengatakan bahwa variasi tetapan kecepatan reaksi terhadap temperatur dinyatakan dengan persamaan k = AC^-Ea/RT. Konstanta laju reaksi akan terus meningkat dengan kenaikan temperatur.

4.2.2 Analisis Hasil

Berdasarkan hasil percobaan didapatkan waktu berjalannya reaksi pada suhu 24°C = 450 s, dengan v KI = 5 ml, v K₂S₂O₈= 1 ml, v Na₂S₂O₃= 2,5 ml, dan 6 tetes akuades. Pada v KI = 5 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v Na₂S₂O₃= 2,5 ml, dan 6 tetes akuades pada suhu 24°C = 300 s. Suhu 24°C = 114 s, dengan v K₂S₂O₈= 5 ml dan volume lainnya tetap atau sama. Pada suhu 30°C dengan v K₂S₂O₈= 1 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v K₂S₂O₈= 5 ml diperoleh t = 506 s, 85 s, dan 122 s. Pada suhu 35°C dengan v K₂S₂O₈= 1 ml, v K₂S₂O₈= 3 ml, v K₂S₂O₈= 5 ml diperoleh t = 194 s, 98 s, dan 87 s. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa semakin suhunya naik maka waktu yang diperlukan untuk bereaksi adalah semakin sedikit atau suhu berbanding terbalik dengan waktu. Perubahan suhu umumnya mempengaruhi harga tetapan laju k. Jika suhu dinaikan maka harga k akan meningkat dan sebaliknya. Dari harga k tersebut maka akan dapat dihitung energi aktivasi.

Diperoleh hasil perhitungan dari penentuan nilai k dengan mol KI = 2x10^-3.
mol sisa masing-masing yaitu 1,96x10^-3m, 1,88x10^-3 m, 1,8x10^-3m. Didapat [R] yaitu 0,326 m, 0,235 m, 0,18 m. Ln [R] juga diperoleh -1,1208 pada suhu 24^oC, ln [R] pada suhu 30^oC yaitu -1,4481. Ln [R] pada suhu 35^oC yaitu -1,7147. Dapat nilai k dari grafik yaitu sebesar 0,001 pada suhu 297 K. Nilai k pada suhu 303 K yaitu 0,001 dan nilai k pada suhu 308 K yaitu 0,004. Dapat disimpulkan semakin besar suhu maka semakin besar nilai k yang terjadi pada percobaan yang dilihat dari grafik. Hasil penentuan energi aktivasi diperoleh sebesar 947, 26 Joule.

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Dapat disimpulkan pada percobaan kali ini yaitu untuk tetapan laju reaksi dan energi aktivasi dapat dilakukan dengan cara mereaksikan larutan KI dan larutan K₂S₂O₈dengan bantuan Na₂S₂O₃serta indikator akuades. Didapat pengaruh yang mempercepat laju reaksi, yaitu konsentrasi pereaksi dan temperatur. Semakin besar konsentrasi maka makin banyak partikel dalam satu satuan volume dan makin kecil jarak antar partikel serta semua reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.

Dapat disimpulkan semakin besar suhu maka semakin besar nilai k yang terjadi pada percobaan dan nilai energi aktivasi yang tinggi.

5.2 Saran

Pada praktikum selanjutnya diharapkan pada pengadukan campuran larutan dilakukan dengan kekuatan yang tidak jauh berbeda. Hal ini bertujuan agar hasil konstanta dapat dibandingkan secara akurat berdasarkan perbedaan volume dan suhu.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W, 1994. Kimia Fisika. Edisi 4. Jilid 1. Alih bahasa : Irma dan Kartahadiprodjo. Erlangga. Jakarta

Basri, 2003. Kamus Lengkap Kimia. Rineka Cipta. Jakarta

Daintith, J, 1994. Kamus Lengkap Kimia. Alih bahasa : Suminar Achmadi. Erlangga. Jakarta

Kusuma, S, 1983. Bahan-Bahan Kimia. Edisi 7. Erlangga. Jakarta

Milczaret, M, Jan.S. Andrzej.L. Malgorzata K.L, 2013. Potassium iodide, but not pottasium iodate, as a potential protective agent against oxidative damage to membrane lipids in porcine thyroid. Department of Oncological Endocrinology. Medical University of Lodz. Poland

Minarsih, T, 2011. Penentuan Energi Aktivasi Amlodipin Besilat Pada PH 1,6 dan 10 dengan Metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi. Vol.6. Akademi Analisis Kesehatan Pekalongan.

Petrucci, R.H, 1992. Kimia Dasar. Edisi 4. Jilid 1. Alih bahasa : Suminar. Erlangga. Jakarta

Sato, K, S.Takizawa, and T.Mohri, 2010. Theoretical Calculation of Activation Free Energy for Self-Diffusion in Prototype Crystal. Vol.51. The Japan Institute of Metals. Japan

Sukardjo, 1990. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta

Vogel, 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit Buku Kedokteran EGC

Perhitungan

1. Penentuan nilai k

Dik : mol KI = mol×v = 0,4 M×5 ml = 2 mmol

= 2×10^-3mol

· VK₂S₂O₈= 1 ml

n K₂S₂O₈ = mol×v = 0,02 M×1 ml = 0,02 mmol

= 0,02×10^-3mol

· VK₂S₂O₈= 3 ml

n K₂S₂O₈ = mol×v = 0,02 M×3 ml = 0,06 mmol

= 0,06×10^-3mol