file · web viewkinetika kimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari kecepatan reaksi...

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada dasarnya reaksi kimia berlangsung dengan laju (kecepatan) yang

berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung seketika, seperti bom dan petasan

yang meledak, ada juga reaksi yang berlangsung sangat lambat seperti besi

yang mengalami perkaratan dan fosilisasi sisa organism. Selain itu laju reaksi

dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah konsentrasi, suhu,

katalis, luas permukaan, tekanan, volume, dan sifat dasar pereaksi.

Sebelum dilakukan perhitungan dan penganalisis data terhadap laju

reaksi, sebaiknya kita harus memahami terlebih dahulu tentang konsep

kemolaran, terutama tentang penyediaan larutan dengan kemolaran tertentu,

serta kita harus dapat menganalisis baik secara langsung ataupun secara tidak

langsung banyaknya produk yang terbentuk atau banyaknya pereaksi yang

tinggal atau tersisa pada waktu tertentu. Hal ini penting karena reaksi kimia

pada umumnya berlangsung dalam bentuk larutan homogen ataupun

heterogen. Sedangkan zat kimia yang tersedia di dalam laboratorium pada

umumnya berupa zat murni atau larutan pekat.

Percobaan kali ini diperlukan agar praktikan dapat mengetahui dan

menganalisis seberapa besar pengaruh suhu dan konsentrasi yang bervariasi

terhadap laju reaksi kimia yang berlangsung. Selain itu juga agar praktikan

dapat menentukan nilai laju reaksi yang telah diamati dan dianalisis tersebut.

Lebih dari itu, praktikan diharapkan dapat menambah pengetahuannya

dari faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya laju reaksi yang diperoleh

dari praktikum, sehingga apa yang telah didapatkan praktikan di dalam

praktikum kali ini, suatu saat dapat diterapkan langsung oleh praktikan,

khususnya pada kegiatan yang berhubungan langsung dengan kimia.

1.2 Tujuan Percobaan

- Menentukan laju reaksi suatu reaksi kimia.

97

- Mengetahui pengaruh suhu dan konsentrasi terhadap laju reaksi.

- Menentukan persamaan laju reaksi.

98

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Kinetika kimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari kecepatan

reaksi kimia dan mekanisme reaksi kimia yang terjadi. Pengertian kecepatan

reaksi digunakan untuk melukiskan kelajuan perubahan kimia yang terjadi.

Sedangkan pengertian mekanisme reaksi digunakan untuk melukiskan

serangkaian langkah-langkah reaksi yang meliputi perubahan keseluruhan dari

suatu reaksi yang terjadi. Dalam kebanyakan reaksi, kinetika kimia hanya

mendeteksi bahan dasar permulaan yang lenyap dan hasil yang timbul, jadi hanya

reaksi keseluruhan yang dapat diamati. Perubahan reaksi keseluruhan yang terjadi

kenyataannya dapat terdiri atas beberapa reaksi yang berurutan, masing-masing

reaksi merupakan suatu langkah reaksi pembentukan hasil-hasil akhir.

(Sastrohamidjojo,2001)

Laju reaksi menyatakan bahwa besarnya perubahan konsentrasi atau hasil

reaksi dalam satu satuan waktu atau cepat lambatnya suatu reaksi kimia

berlangsung. Laju reaksi juga dapat didefinisikan sebagai besar konsentrasi

pembentukan produk per satuan waktu. (Wood,1996)

Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk, maka

pada waktu reaksi berlangsung, jumlah zat pereaksi akan semakin berkurang,

sedangkan jumlah produk bertambah. Satuan laju reaksi dapat dirumuskan sebagai

berikut.

V=

dxdt

Konsentrasi molar menyatakan jumlah mol dalam tiap liter dengan liter

ruangan atau larutan, misalnya pada reaksi pembentukan etil asetat dari etanol dan

asam asetat.

CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

Asam asetat etanol etil asetat

99

maka laju reaksi dapat di ukur dari pengurangan konsentrasi asam asetat atau

etanol atau penambahan konsentrasi etil asetat.

V CH3COOH = - Δ [CH3COOH] / Δ t M.dt-1

V C2H5OH = - Δ [C2H5OH] / Δ t M.dt-1

V CH3COOC2H5 = + Δ [CH3COOC2H5] / Δ t M.dt-1

Menentukan laju reaksi

Laju reaksi dapat ditentukan melalui percobaan, yaitu dengan mengukur

konsentrasi salah satu produk pada selang waktu tertentu selama reaksi

berlangsung. Untuk dapat menentukan reaksi yang berlangsung lambat hal itu

dapat dilakukan dengan mengeluarkan sampel dari campuran reaksi lalu

menganalisisnya. Cara lain yang lebih umum adalah dengan menggunakan suatu

alat yang dapat menunjukkan secara kontinyu suatu percobaan yang menyertai

reaksi. Untuk reaksi gas yang disertai dengan perubahan jumlah mol, alat

dirancang agar mengukur perubahan tekanan gas. (Sukarto,1989)

Faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi.

Faktor-faktor apakah yang memengaruhi kelajuan suatu reaksi kimia?

Faktor-faktor yang memengaruhinya adalah sebagai berikut.

1. Konsentrasi pereaksi

Pada umumnya reaksi kimia berlangsung lebih cepat jika konsentrasi

pereaksi diperbesar, sehingga laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, jika

konsentrasi diperkecil, maka laju reaksi semakin kecil dan berlangsung

lambat. Untuk beberapa reaksi, laju reaksi dapat dinyatakan dengan

persamaan matematik yang dikenal dengan hokum laju reaksi atau

persamaan laju reaksi. Pangkat-pangkat dalam persamaan laju reaksi

dinamakan orde reaksi. Menentukan orde reaksi dari suatu reaksi kimia

pada prinsipnya menetukan seberapa besar pengaruh perubahan

konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksinya. Suatu larutan dengan

konsentrasi besar (pekat) mengandung partikel yang lebih rapat jika

dibandingkan dengan larutan yang konsentrasi kecil (encer), sehingga

100

lebih mudah dan lebih sering bertumbukan. Itulah sebabnya, makin besar

konsentrasi suatu larutan maka makin besar juga laju reaksinya.

(Keenan,1999)

2. Luas permukaan sentuh

Reaksi dapat berlangsung jika zat-zat pereaksi harus bercampur atau

bersentuhan. Reaksi yang berlangsung dalam sistem homogen sangat

berbeda dengan reaksi yang berlangsung dalam sistem heterogen. Pada

reaksi yang homogeny, campuran zatnya berlangsung seluruhnya. Hal ini

dapat mempercepat berlangsungnya suatu reaksi, karena molekul-molekul

itu dapat bersentuhan satu sama lainnya. Dalam system heterogen, reaksi

hanya berlangsung pada bidang-bidang perbatasan atau pada bidang-

bidang yang bersentuhan dari kedua fase. Reaksi kimia dapat berlangsung

jika molekul-molekul, atom-atom, atau ion-ion dari zat-zat yang bereaksi

relebih dahulu bertumbukan. Makin halus suatu zat, maka makin cepat

juga laju reaksi yang terjadi. Sebaliknya, makin besar luas permukaan

suatu zat, maka laju reaksinya akan berjalan lambat juga. Contoh dari

faktor ini adalah reaksi antara pualam dengan larutan HCl. Reaksi antara

serbuk pualam dengan larutan HCl akan lebih cepat daripada reaksi antara

keeping pualam dengan larutan HCl, di mana satu syarat, yaitu konsentrasi

HCl adalah sama besar. Hal itu dapat terjadi karena serbuk mempunyai

luas permukaan yang lebih halus daripada keeping. Partikel bagian dalam

kepingan harus menunggu sebelum bagian luar habis bereaksi, sedangkan

partikel serbuk banyak yang bertumbukan pada waktu yang bersamaan.

(Keenan,1999)

3. Reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih

tinggi. Pada umumnya setiap kenaikan suhu 100C laju reaksi naik 2 kali

lebih besar dari semula. Perumusan laju reaksi adalah sebagai berikut.

VT = ( ΔV )ΔT10 .Vo di mana VT = laju reaksi akhir

Vo = laju reaksi semula

ΔT = selisih suhu = T2 – T1

101

T2 = suhu akhir

T1 = suhu awal

Berbagai proses industry dengan pemanasan, misalnya industry amoniak

dan H2SO4. Ketika memasak, makanan lebih cepat matang jika memasak

dengan suhu yang lebih tinggi. Sebaliknya, reaksi diperlambat dengan

menurunkan suhu. Itulah sebabnya makanan yang disimpan di kulkas akan

tahan lebih lama. Makin tinggi suhu, makin banyak molekul yang

mencapai energy pengaktifan. Menurut teori kinetic gas, molekul dalam

satu wadah tidaklah mempunyai energy kinetic yang sama, tetapi

bervariasi menurut suatu kurva yang mendekati kurva normal.

0

2

4

6

8

0 2 4 6 8 10E

Ener

gi M

olek

ul

Diperlihatkan bahwa pada T1 fraksi molekul yang mencapai energi

pengaktifan adalah sebesar Y1. Pada suhu yang lebih tinggi (T2), energi

rata-rata molekul-molekul bertambah, sehingga fraksi molekul yang

mencapai energi pengaktifan bertambah (Y2). Banyak reaksi berlangsung

dua kali lebih cepat jika suhu di naikan 100C. Hal itu menunjukan bahwa

jumlah molekul pereaksi yang mencapai energi pengaktifan menjadi dua

kali lebih banyak jika di naikkan 10 C.

4. Katalisator

Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi zat itu

sendiri tidak mengalami perubahan yang kekal (tidak mengalami

perubahan kimia secara permanen). Sering hanya sejumlah kecil

katalisator sudah cukup untuk mempercepat laju reaksi. Meskipun

demikian banyak reaksi yang kelajuan reaksinya berbanding langsung

102

Energi Aktivasi

(+) Katalis

(-) Katalis

dengan pangkat dari konsentrasi katalisator. Ketergantungan kelajuan pada

konsentrasi katalisator harus ditentukan dengan percobaan.

Beberapa contoh katalisator adalah seperti senyawa-senyawa berikut. Bila

KClO3 dipanaskan hingga terurai menjadi KCl dan oksigen, ternyata

dengan adanya mangan dioksida (MnO2), akan mempercepat reaksi. Pada

akhir dari reaksi yaitu KClO3 lenyap, tetapi semua MnO2 tetap. Ini

menunjukkan bahwa katalisator tidak mengalami perubahan dalam reaksi

tersebut., karena ia dapat diperoleh kembali. Meskipun demikian,

katalisator harus mengambil bagian adalam reaksi, atau ia tidak dapat

mengubah kelajuan.

Katalisator dibedakan menjadi 2, yaitu katalisator homogen dan katalisator

heterogen. Berikut akan di jelaskan keduanya.

a. Katalisator homogen adalah katalisator sefase dengan zat yang

dikatalis. Contohnya adalah larutan FeCl3 pada reksi penguraian

hidrogen peroksida.

b. Katalisator heterogen adalah katalisator yang tidak sefase dengan zat

yang dikatalis. Umumnya katalisator heterogen berupa zat padat.

Dalam hal demikian reaksi berlangsung pada permukaan katalisator

zat padat tersebut. Salah satu contoh katalisator heterogen adalah

serbuk MnO2 pada penguraian KClO3.

Selain zat yang mempercepat reaksi, ada juga zat yang dapat

memperlambat reaksi. Zat seperti itu disebut inhibitor atau katalisator

negatif. Selain itu juga ada yang dikenal sebagai autokatalis. Katalis ini

berarti mengkatalis sendiri, yaitu berlangsung dari salah satu hasil dari

suatu reaksi yang berkelakuan sebagai katalisator dari reaksi.Katalisator

mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan energi aktifasi. Energi

aktifasi adalah energi potensial yang harus dilampaui sebelum terjadi

reaksi kimia.

103

5. Tekanan gas.

Jika tekanan gas diperbesar, maka volume gas itu diperkecil, sehingga

letak partikel makin berdekatan dan makin mudah bertumbukan. Jai,

makin besar tekanan gas maka makin cepat reaksinya.

6. Sifat pereaksi.

Dalam suatu reaksi kimia, terjadi penentuan ikatan dan pembentukan

ikatan baru, sehingga kelajuan reaksi tergantung pada macam ikatan yang

terdapat. Secara percobaan kecepatan reaksi tergantung pada senyawa-

senyawa yang melakukan reaksi bersama. Sebagai contoh, reaksi ion

permanganat dalam larutan bersifat asamoleh ion ferro, terjadi sangat

cepat. MnO4ˉ akan lenyap secepat penambahan ferro sulfat, faktor yang

menentukan adalah kecepatan bercampurnya larutan. Pada keadaan lain,

reduksi ion permanganat dalam larutan yang bersifat asam oleh asam

oksalat, H2C2O4 , berjalan tidak cepat. Warna ungu karakteristik dari

MnO4ˉ tidak hilang setelah lama larutan-larutan dicampurkan.


Untuk beberapa reaksi, laju reaksi dapat ditentukan dengan persamaan

matematis yang dikenal dengan hukum laju reaksi atau persamaan laju reaksi.

Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan kuantitatif antara laju reaksi dengan

konsentrasi pereaski. Bentuk persamaan laju reaksi adalah sebagai berikut, untuk

reaksi

mA + nB pC + qD

Persamaan laju reaksi, v = k [A] x [B] y ……….

Di mana k = konstanta laju reaksi

x = tingkat reaksi/orde terhadap A

y = tingkat reaksi/orde terhadap B

Tanda kurung menyatakan konsentrasi senyawa dalam mol per liter.

Tetapan pembanding (konstanta) K disebut tetapan kelajuan spesifik, adalah

karakteristik dari suatu reaksi tetapi berubah dengan perubahan suhu. Tanda titik-

titik menyatakan pereaksi lain yang mungkin turut menetukan hukum kelajuan.

Eksponen x dan y dapat berwujud pecahan mungkin juga negative. Hal yang perlu

104

diperhatikan adalah bahwa hukum kelajuan ditentukan berdasarkan percobaan.


Teori Tumbukan

Dari fakta yang diamati, kinetika kimia telah diinterpretasikan dalam

pengertian teori tumbukan. Teori ini memberikan dasar anggapan bahwa bila

suatu reaksi kimia terjadi, maka partikel-partikel harus bertumbukan. Dalam

tumbukan, atom-atom dan elektron-elektron akan diatur kembali.


Sesuai dengan teori tumbukan, kelajuan dari setiap langkah dalam suatu

reaksi adalah berbanding langsung dengan (1) jumlah tumbukan per detik antara

partikel-partikel yang bereaksi dalam langkah itu dan (2) bagian dari tumbuka itu

yang efektif. Jumlah energy tambahan yang dibutuhkan dalam suatu tumbukan

untuk menghasilkan reaksi kimia disebut energy aktivasi. Besarnya tergantung

pada sifat dan pereaksi-pereaksi. Sejumlah reaksi memiliki energy aktivasi yang

besar. Reaksi-reaksi ini adalah lambat, karena hanya sejumlah kecil dari partikel-

partikel pereaksi yang mempunyai cukup energy kinetic untuk mengatasi energy

aktivasi yang dibutuhkan. (Sastrohamidjojo,2001)

Teori Keadaan Transisi

Teori keadaan transisi mencoba menjelaskan pengaruh suhu terhaadap laju

reaksi dengan lebih mendalam. Menurut teori ini maka molekul pereaksi yang

telah menerima energi karena tumbukan itu, membentuk keadaan transisi yang

disebut kompleks transisi atau kompleks teraktivasi. Kompleks transisi yang dapat

melampaui energi aktivasi akan berubah menjadi molekul baru (hasil reaksi)

sedang yang tidak dapat melampaui energi aktivasi akan kembali menjadi

pereaksi. Jadi energi aktivasi adalah energi potensial yang harus dilampaui

sebelum terjadi reaksi kimia. Kenaikan suhu akan menambah jumlah molekul

yang memiliki energi yang lebih besar daripada energi aktivasi, sehingga akan

menambah laju reaksi. (Wood,1996)

105

Molekularitas Reaksi

Kekuatan rantai tidak dapat melebihi kekuatan mata rantai yang terlemah.

Hal ini sesuai dengan prisip kinetika, yakni bahwa seluruh laju suatu proses tidak

dapat melampaui laju tahap yang paling lambat. Maka jika reaksi kimia

berlangsung dalam sederet tahap berurutan, laju reaksi dibatasi oleh tahap yang

paling lambat. Tahap ini disebut tahap penentu laju. Dan molekularitas reaksi

didefinisikan sebagai jumlah molekul atau ion yang ikut serta dalam tahap

penentu laju. Jika molekul yang ikut serta dalam tahap penentu laju hanya sebuah

maka reaksinya disebut unimolekul, dan seterusnya. (Wood,1996)

106

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat-alat

- Gelas kimia 100 ml

- Gelas ukur 25 ml

- Stopwatch

- Alat penangas (hot plate)

- Termometer

- Pensil

- Pulpen

- Pipet tetes

3.1.2 Bahan-bahan

- Larutan Na2S2O3 0,1 M

- Larutan Na2S2O3 0,2 M

- Larutan HCl 1M

- Larutan HCl 2M

- Larutan HCl 3M

- Akuades

- Kertas

- Tissue

3.2 Prosedur Percobaan

3.2.1 Pengaruh konsentrasi

3.2.1.1 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1 M

- Dimasukkan 2 ml Na2S2O3 0,2 M dalam gelas kimia.

- Dimasukkan 3 ml HCl 1 M dalam gelas ukur.

- Disiapkan kertas putih yang diberi tanda silang (X).

- Diletakkan kertas tersebut di bawah gelas kimia yang

berisi 2 ml Na2S2O3 0,2 M.

107

- Disiapkan stopwatch.

- Dicampurkan 3 ml HCl 1 M dengan 2 ml Na2S2O3 0,2

M ke dalam gelas kimia dan pada saat yang bersamaan

stopwatch dimulai.

- Diamati.

- Diberhentikan stopwatch jika tanda silang tak terlihat

lagi dari atas.

- Dicatat waktu yang diperlukan sejak penambahan

larutan HCl ke dalam larutan Na2S2O3 hingga tanda

silang tak terlihat lagi dari atas.

3.2.1.2 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M





berisi 2 ml Na2S2O3 0,2 M.




stopwatch dimulai.

- Diamati.


lagi dari atas.




3.2.1.3 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M




108


berisi 2 ml Na2S2O3 0, M.




stopwatch dimulai.

- Diamati.


lagi dari atas.




3.2.2 Pengaruh suhu

3.2.2.1 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1 M



- Dipanaskan larutan Na2S2O3 tersebut di atas hot plate

hingga suhu 400C (gunakan thermometer).

- Diletakkan gelas kimia yang berisi larutan Na2S2O3

tersebut di atas kertas putih yang telah diberi tanda

silang (X).




stopwatch dimulai.

- Diamati.


lagi dari atas.




109

3.2.2.2 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M







silang (X).




stopwatch dimulai.

- Diamati.


lagi dari atas.




3.2.2.3 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M







silang (X).




stopwatch dimulai.

- Diamati.

110


lagi dari atas.




111

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel Pengamatan

4.1.1 Pengaruh konsentrasi

No M Na2S2O3 V Na2S2O3 M HCl V HCl twaktu(sekon)

1. 0,2 M 2 ml 1 3 ml 100 s

2. 0,2 M 2 ml 2 3 ml 63 s

3. 0,1 M 2 ml 1 3 ml 111 s

4.1.2 Pengaruh suhu

No M Na2S2O3 V Na2S2O3 M HCl V HCl twaktu(sekon)

1. 0,2 M 2 ml 1 3 ml 61 s

2. 0,2 M 2 ml 2 3 ml 28 s

3. 0,1 M 2 ml 1 3 ml 111 s

4.2 Reaksi

Na2S2O3 (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + SO2 (g) + S (g) + H2O(aq)

4.3 Perhitungan

4.3.1 Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

Diketahui : a) t1 = 100 s

b) t2 = 63 s

c) t3 = 111 s

Ditanya : a) V1

b) V2

c) V3

Dijawab : a) V1 = 1/ t1 = 1/100 = 0,01

b) V2 = 1/ t2 = 1/63 = 0,015

c) V3 = 1/ t3 = 1/111 = 0,009

112

Mencari orde reaksi

v = k [Na2S2O3]x [HCl]y

Mencari x =

v 3v 1

=k [ Na2 S2 O3 ]

x [ HCl ]y

k [ Na2 S2 O3 ]x [ HCl ]y

0 , 0090 , 01

= k [0,1 ]x [1 ]y

k [0,2 ]x [1 ]y

0,9 = 0,5x

log 0,9 = log 0,5x

log 0,9 = x log 0,5

x =

log 0,9log 0,5

x = 0,149

Mencari y =

v 2v 1

=k [Na2 S2 O3 ]

x [HCl ]y

k [Na2 S2 O3 ]x [HCl ]y

0 ,0150 , 01

= k [ 0,2]x [2 ]y

k [ 0,2]x [1 ]y

1,5 = 2y

log 1,5 = log 2y

log 1,5 = y log 2

y =

log 1,5log 2

y = 0,584

x = Orde reaksi Na2S2O3 = 0,149

y = Orde reaksi HCl = 0,584

Orde total = x + y = 0,149 + 0,584 = 0,733

Mencari nilai k.


0,015 = k [0,2]0,149 [2]0,584

0,015 = k [0,786] [1,498]

0,015 = k [1,18]

113

k =

0 , 0151 ,18

k = 0,0127

Persamaan laju reaksi


v = 0,0127 [Na2S2O3]0,149 [HCl]0,584

4.3.2 Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Diketahui : a) t1 = 61 s

b) t2 = 28 s

c) t3 = 87 s

Ditanya : a) V1

b) V2

c) V3

Dijawab : a) V1 = 1/ t1 = 1/61 = 0,0164

b) V2 = 1/ t2 = 1/28 = 0,036

c) V3 = 1/ t3 = 1/87 = 0,0115

Mencari orde reaksi


Mencari x =

v 3v 1

=k [ Na2 S2 O3 ]

x [ HCl ]y

k [ Na2 S2 O3 ]x [ HCl ]y

0 , 01150 , 0164

= k [ 0,1 ]x [1 ]y

k [ 0,2 ]x [1 ]y

0,7 = 0,5x

log 0,7 = log 0,5x

log 0,7 = x log 0,5

x =

log 0,7log 0,5

x = 0,5

Mencari y =

v 2v 1

=k [Na2 S2 O3 ]

x [HCl ]y

k [Na2 S2 O3 ]x [HCl ]y

114

0 ,0360 ,0164

= k [ 0,2 ]x [2 ] y

k [ 0,2 ]x[1 ] y

2,2 = 2y

log 2,2 = log 2y

log 2,2 = y log 2

y =

log 2,2log 2

y = 1,1375

x = Orde reaksi Na2S2O3 = 0,5

y = Orde reaksi HCl = 1,1375

Orde total = x + y = 0,5 + 1,1375 = 1,6375

Mencari nilai k.


0,0115 = k [0,1]0,5 [1]1,1375

0,0115 = k [0,316] [1]

0,0115 = k [0,316]

k =

0 ,01150 ,316

k = 0,036

Persamaan laju reaksi


v = 0,036 [Na2S2O3]0,5 [HCl]1,1375

4.4 Pembahasan

Cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung disebut laju reaksi. Laju

reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau

hasil reaksi per satuan waktu. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam

mol per liter, tetapi untuk reaksi fase gas satuan konsentrasi dapat diganti

dengan satuan tekanan seperti atmosfer (atm), millimeter merkorium

(mmHg), atau pascal (Pa). Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam,

hari, bulan, bahkan tahun bergantung pada reaksi itu berjalan cepat atau

lambat. Untuk mengukur laju reaksi, perlu menganalisis secara langsung

115

maupun tak langsung banyaknya produk yang terbentuk atau banyaknya

pereaksi yang tersisa setelah penggal-penggal waktu tertentu.

Pada percobaan laju reaksi ini, prinsip percobaannya adalah

berdasarkan pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap laju reaksi yang

terjadi. Pada percobaan yang berhubungan dengan pengaruh konsentrasi,

dilakukan 3 kali percobaan pencampuran 2 ml Na2S2O3 dan 3 ml HCl

dengan konsentrasi keduanya yang bervariasi. Pada percobaan yang

berhubungan dengan suhu, juga dilakukan 3 kali percobaan pencampuran

2 ml Na2S2O3 dan 3 ml HCl juga dengan konsentrasi yang bervariasi,

namun suhu Na2S2O3 sebelum dicampurkan dengan HCl, dinaikkan

terlebih dahulu menjadi 400C. Dari percobaan-percobaan tersebut dapat

dilihat pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap laju reaksi.

Pada percobaan pertama, kedua, dan ketiga, dilakukan dengan

didasarkan pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi. Pada percobaan

pertama, yaitu 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1 M, reaksi berlangsung

selama 100 sekon atau laju reaksinya sebesar 0,01. Percobaan kedua,

yaitu 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M, reaksi berlangsung selama 63

sekon, atau laju reaksinya sebesar 0,016. Dan pada percobaan ketiga,

yaitu 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M, reaksinya berlangsung selama

111 sekon atau laju reaksinya sebesar 0,009. Dapat dilihat bahwa setiap

penambahan konsentrasi dari kedua zat tersebut, akan memengaruhi laju

reaksi yang terjadi. Hal itu menyebabkan waktu yang di butuhkan dan

laju reaksi yang terjadi akan semakin cepat apabila konsentrasi

diperbesar. Hal ini membuktikan bahwa konsentrasi berpengaruh

terhadap laju reaksi.

Pada percobaan keempat, kelima, dan keenam, dilakukan dengan

didasarkan pengaruh suhu terhadap laju reaksi. Sebelum direaksikan,

larutan Na2S2O3 dipanaskan terlebih dahulu hingga suhunya mencapai

400C. Pada percobaan keempat, yaitu 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1

M, reaksi berlangsung selama 61 sekon atau laju reaksinya sebesar

0,0164. Percobaan kedua, yaitu 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M,

116

reaksi berlangsung selama 28 sekon, atau laju reaksinya sebesar 0,036.

Dan pada percobaan ketiga, yaitu 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M,

reaksinya berlangsung selama 87 sekon atau laju reaksinya sebesar

0,0115. Dapat dilihat bahwa kenaikan suhu menjadi 400C membuat

reaksi berlangsung lebih cepat lagi. Hal itu disebabkan karena kenaikan

suhu yang dapat memicu energy kinetic molekul membesar, sehingga

mempercepat reaksi, sehingga dapat dibuktikan bahwa suhu juga

merupakan faktor yang memengaruhi kelajuan suatu reaksi kimia.

Dalam percobaan laju reaksi ini, terdapat beberapa perlakuan, di

antaranya adalah pengukuran volume Na2S2O3 dan HCl, pemanasan pada

larutan Na2S2O3 , pencampuran, pengadukan, serta perhitungan waktu

reaksi. Sebelumnya juga dilakukan pembuatan tanda silang (X).

Penjelasan per pointnya adalah sebagai berikut.

1. Pengukuran volume larutan Na2S2O3 dan larutan HCl dilakukan untuk

menentukan volume kedua larutan agar tepat seperti yang telah

ditentukan sebelumnya.

2. Pemanasan pada larutan Na2S2O3 dilakukan untuk menaikkan suhu

larutan Na2S2O3 menjadi 400C pada percobaan pengaruh suhu

terhadap laju reaksi.

3. Pencampuran kedua larutan dilakukan agar kedua larutan saling

bereaksi.

4. Pengadukan pada campuran kedua larutan tersebut dilakukan agar

larutan Na2S2O3 dan larutan HCl cepat homogeny.

5. Perhitungan waktu tempuh reaksi dilakukan untuk menghitung waktu

yang ditempuh pada saat terjadinya reaksi kimia antara kedua larutan

tersebut, mulai dari kedua larutan dicampurkan hingga larutan

berubah menjadi keruh (tanda silang (X) di bawah dasar gelas kimia

agar tidak terlihat lagi).

6. Pembuatan tanda silang (X) pada kertas dilakukan untuk digunakan

sebagai penanda seberapa cepat reaksi berlangsung hingga akibat dari

117

reaksi tersebut mengeruhkan larutan sehingga tanda silang (X) tak

terlihat lagi dari atas.

7. Konsentrasi zat dibuat berbeda adalah untuk menghasilkan suatu laju

reaksi yang berbeda pula.

Fungsi perlakuan untuk pengaruh konsentrasi adalah pada

perubahan atau perbedaan konsentrasi. Konsentrasi pada kedua larutan

diberikan bervariasi agar dapat terlihat pengaruh konsentrasi terhadap

laju reaksi. Dari perlakuan tersebut, dapat dilihat bahwa semakin besar

konsentrasi yang diberikan, maka laju reaksi yang dihasilkan akan

semakin tinggi (cepat). Laju reaksi terbesar pada pengaruh konsentrasi

adalah pada 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M, yaitu sebesar 0,016.

Sedangkan laju reaksi terkecil adalah pada 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml

HCl 1 M yaitu sebesar 0,009.

Fungsi perlakuan untuk pengaruh suhu adalah pada perubahan

suhu atau kenaikan suhu. Suhu pada larutan Na2S2O3 dinaikkan menjadi

400C sebelum direaksikan dengan HCl. Setelah suhunya mencapai 400C,

larutan HCl langsung dicampurkan ke dalam larutan Na2S2O3 400C

tersebut. Hali itu dilakukan agar dapat terlihat pengaruh suhu terhadap

laju reaksi. Dari perlakuan tersebut, dapat dilihat bahwa semakin tinggi

suhu yang diberikan, maka akan semakin cepat juga waktu reaksi yang

berlangsung, sehingga laju reaksinya semakin besar juga. Laju reaksi

terbesar pada pengaruh suhu Na2S2O3 400C adalah pada 2 ml Na2S2O3 0,2

M + 3 ml HCl 2 M, yaitu sebesar 0,036. Sedangkan laju reaksi terkecil

adalah pada 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M yaitu sebesar 0,0115.

Banyak hal yang memengaruhi laju reaksi. Selain konsentrasi dan

suhu, masih ada juga faktor lainnya seperti katalisator, luas permukaan,

tekanan gas, serta berdasarkan pengaruh sifat dasar pereaksi.

1. Konsentrasi

Jika konsentrasi suatu zat semakin besar maka laju reaksinya semakin

besar pula dan sebaliknya jika konsentrasi suatu zat semakin kecil

118

maka laju reaksinya semakin kecil pula. Itu artinya, konsentrasi

sebanding dengan laju reaksi.

2. Suhu

Laju reaksi meningkat seiring kenaikan suhu. Biasanya kenaikan

suhu sebesar 100C akan menyebabkan kenaikan laju reaksi sebesar

dua atau tiga kali. Kenaikan laju reaksi ini disebabkan dengan

kenaikan suhu akan menyebabkan makin cepatnya molekul-molekul

pereaksi bergerak sehingga memperbesar kemungkinan terjadi

tabrakan antar moleku. Energi yang diperlukan untuk menghasilkan

tabrakan yang efektif atau untuk menghasilkan suatu reaksi disebut

energy pengaktifan kinetic. Dapat disimpulkan bahwa suhu juga

berbanding lurus dengan laju reaksi, sama seperti konsentrasi.

3. Luas permukaan

Reaksi yang berlangsung dalam system homogeny sangat berbeda

dengan reaksi yang berlangsung dalam system heterogen. Pada reaksi

yang homogeny, campuran zatnya bercampur seluruhnya. Hal ini

mempercepat berlangsungnya reaksi kimia karena molekul-molekul

ini dapat bersentuhan satu sama lainnya. Dalam system heterogen,

reaksi hanya berlangsung pada bidang-bidang perbatasan dan pada

bidang-bidang yang bersentuhan dari kedua fase. Reaksi kimia dapat

berlangsung jika molekul-molekul, atom-atom, atau ion-ion dari zat-

zat yang bereaksi terlebih dulu bertumbukan. Makin halus suatu zat,

maka makin cepat reaksi berlangsung. Misalnya 5 gram serbuk akan

lebih cepat laju reaksinya daripada 5 gram kepingannya.

4. Katalisator

Katalis atau katalisator adalah zat yang dapat mempercepat laju

reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak mengalami perubahan yang kekal.

Katalis mempercepat laju reaksi dengan cara menurunkan energy

aktivasi, di mana energy aktivasi adalah energy potensial yang harus

dilampaui sebelum terjadinya reaksi kimia. Contoh dari katalis adalah

seperti besi yang digunakan pada sintesis ammonia dari nitrogen dan

119

v

[x]

hydrogen. V2O5 yang digunakan pada industry asam sulfat. Nikel

yang digunakan pada pembuatan margarine dan minyak kelapa. Dan

platina yang digunakan pada industry asam nitrat dan pengubah

katalik pada knalpot kendaraan bermotor.

5. Sifat dasar pereaksi

Pebedaan dasar pada reaktivitas zat kimia yang ditentukan oleh

kecenderungan untuk membentuk ikatan. Reaksi antar senyawa ion

umumnya berlangsung cepat, sedangkan reaksi antar senyawa

kovalen umumnya berlangsung lambat.

6. Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan

dari reaksi seperti itu juga dipengaruhi oleh tekanan. Penambahan

tekanan dengan memperkecil volume akan mempercepat konsentrasi,

dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.

Pada persamaan laju reaksi, terdapat pangkat-pangkat yang

menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi.

Pangkat-pangkat itu dinamakan orde reaksi. Orde reaksi dibagi menjadi

beberapa macam, yaitu:

1. Orde nol (0)

Suatu reaksi dikatakan berorde nol (0) terhadap salah satu

pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak

mempengaruhi laju reaksi. Artinya, walaupun terdapat dalam jumlah

tertentu, perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju

reaksi.

2. Orde satu (1)

Suatu reaksi dikatakan berorde satu (1) terhadap salah satu

pereaksinya apabila laju reaksinya berbanding lurus dengan

120

v

[x]

v

[x]

v

[x]

v

[x]

konsentrasi pereaksinya itu. Jika konsentrasi pereaksi itu dilipat-

duakan, maka laju pereaksi akan menjadi 21 atau 2 kali lebih besar.

3. Orde dua (2)

Suatu reaksi dikatakan berorde dua (2) terhadap salah satu pereaksi

apabila laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi

itu. Apabila konsentrasi zat itu dilipat-duakan, maka laju pereaksi

akan menjadi 22 atau 4 kali lebih besar.

4. Orde negatif

Suatu pereaksi berorde negatif apabila laju reaksi berbanding

terbalik dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi itu

diperbesar, maka laju reaksi akan semakin kecil. Sebaliknya, jika

konsentrasi diperkecil, maka laju reaksinya akan bertamnah besar.

atau

121

Aplikasi laju reaksi dalam kehidupan sehari-hari diantaranya

adalah sebagai berikut.

1. Pengaruh luas permukaan dalam penerapan sehari-hari.

a. Mengunyah makana merupakan upaya untuk memperhalus

permukaan sehingga penguraian akan lebih cepat.

b. Pada industry makanan, bumbu dihancurkan terlebih dahulu agar

mudah meresap pada makanan.

c. Penggunaan kayu bakar, potongan-potongan kecil lebih luas

permukaannya daripada gelondongan.

2. Pengaruh suhu dalam penerapan sehari-hari.

Ketika memasak, makanan akan lebih cepat matang apabila memasak

dengan suhu yang tinggi.

3. Pengaruh katalis dalam penerapan di bidang industry.

a. Proses Kontak (pembuatan asam sulfat) dengan menggunakan

katalis V2O5 (Vanadium (V) Oksida).

2SO2 + V2O5 → 2SO3 + V2O5

V2O3 + O2 → V2O5

2SO2 + O2 → 2SO3

b. Proses Haber Bosch pada pembuatan amoniak atau pembuatan

pupuk urea dengan menggunakan katalis besi oksida.

N2(g) + 3H2(g)FeO→ 2NH3(g)

c. Proses Oswald pada industry asam nitrat dengan menggunakan

katalis platina.

d. Proses pembuatan margarine dari minyak kelapa dengan

katalisator nikel.

e. Pengubah katalitik pada knalpot kendaraan bermotor dengan

menggunakan platina sebagai katalisatornya.

4. Pengaruh konsentrasi dalam penerapan sehari-hari.

a. Pada pestisida, jika konsentrasinya terlalu encer, maka pestisida

tersebut kurang reaktif terhadap bakteri-bakteri.

122

b. Pada sabun deterjen, jika perbandingan sabun terhadap air,

konsentrasi sabunnya terlalu kecil, maka sabun deterjen tersebut

kurang reaktif terhadap noda-noda yang melekat pada pakaian.

Dalam percobaan laju reaksi yang telah dilakukan, masih ada hasil

yang kita peroleh tidak sesuai dengan yang seharusnya. Di antaranya

adalah pada kenaikan suhu menjadi 400C. Suhu awal larutan Na2S2O3

adalah 300C, dan mengalamin kenaikan sekitar 100C. Jika menurut teori,

seharusnya laju reaksi meningkat 2 hingga 3 kali lebih besar jika suhu

dinaikkan sebesar 100C. Akan tetapi, masih ada data yang diperoleh laju

reaksinya tidak meningkat atau tidak sampai 2 kali lebih besar, yaitu

pada 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1 M. Pada saat suhu belum

dinaikkan, laju reaksinya adalah 0,01. Dan ketika suhu dinaikkan 100C,

laju reaksinya hanya 0,0164. Hal itu menunjukkan bahwa laju reaksinya

tidak meningkat sampai 2 kali lebih besar pada saat suhu dinaikkan 100C.

Kejadian itu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya adalah

sebagai berikut.

1. Kesalahan dalam penambahan volume HCl dan Na2S2O3 dengan

pipet, sehingga volume tidak sesuai.

2. Kesalahan dalam menggunakan gelas kimia sebagai tempat

pencampuran/tempat reaksi, karena setelah dibilas dengan air, gelas

kimia tidak dilap hingga kering, sehingga masih ada sedikit air yang

ikut tercampur pada reaksi.

3. Kesalahan dalam pemegangan thermometer.

4. Ketidaksiapan dalam penggunaan stopwatch sehingga waktu yang

digunakan tidak sesuai dengan waktu reaksi yang sebenarnya.

123

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

- Pada pencampuran 2 ml Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 1 M, reaksi

berlangsung selama 100 sekon dan laju reaksinya sebesar 0,01. Pada 2 ml

Na2S2O3 0,2 M + 3 ml HCl 2 M, reaksi berlangsung selama 63 sekon dan

laju reaksinya sebesar 0,016. Pada 2 ml Na2S2O3 0,1 M + 3 ml HCl 1 M,

reaksi berlangsung selama 111 sekon dan laju reaksinya sebesar 0,009.

Sedangkan pada pencampuran 2 ml Na2S2O3 0,2 M 400C + 3 ml HCl 1 M,

reaksi berlangsung selama 61 sekon dan laju reaksinya sebesar 0,0164.

Pada 2 ml Na2S2O3 0,2 M 400C + 3 ml HCl 2 M, reaksi berlangsung

selama 28 sekon dan laju reaksinya sebesar 0,036. Pada 2 ml Na2S2O3 0,1

M 400C + 3 ml HCl 1 M, reaksi berlangsung selama 87 sekon dan laju

reaksinya sebesar 0,0115.

- Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi adalah jika konsentrasi pereaksi

dinaikkan, maka laju reaksi yang terjadi juga akan mengalami kenaikan.

Sama halnya dengan suhu, jika suhu pereaksi dinaikkan, maka suhu

Na2S2O3 yang dinaikkan menjadi 400C, reaksi akan berlangsung semakin

cepat lagi. Hal ini menyatakan bahwa konsentrasi dan suhu berbanding

lurus dengan laju reaksi.

- Persamaan laju reaksi yang diperoleh berdasarkan pengaruh konsentrasi

adalah v = 0,0127 [Na2S2O3]0,149 [HCl]0,584 , sedangkan persamaan laju

reaksi yang diperoleh berdasarkan pengaruh suhu adalah v = 0,036

[Na2S2O3]0,5 [HCl]1,1375.

5.2 Saran

Dapat dilakukan juga percobaan laju reaksi yang dipengaruhi oleh faktor-

faktor yang lainnya, seperti luas permukaan, katalis, maupun tekanan. Selain

itu juga, mungkin pereaksi yang digunakan tidak hanya berupa campuran dari

2 zat, tetapi juga bisa menggunakan lebih dari 2 macam pereaksi dengan

konsentrasi atau suhu yang bervariasi pula.

124

file · web viewkinetika kimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari kecepatan reaksi...

Documents