laporan kimia fisik m1
TRANSCRIPT
LAPORAN KIMIA FISIK KI 3141
Percobaan M1
Kinetika Halogenasi Aseton dengan Katalisator Asam
Nama : Imana Mamizar
NIM : 10511066
Kelompok : 5
Nama Asisten : Abdul Winda
Tanggal Percobaan : 27 September 2013Tanggal Pengumpulan : 4 Oktober 2013
LABORATORIUM KIMIA FISIK
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2013
KINETIKA HALOGENASI ASETON DENGAN KATALISATOR ASAM
I. Tujuan Percobaan
Menentukan hukum laju reaksi iodinasi aseton dalam suasana asam
Menentukan nilai tetapan laju reaksi (k)
II. Teori Dasar
Kinetika kimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang laju reaksi suatu reaksi
kimia. Laju reaksi sendiri bisa didefiniskan sebagai jumlah pengurangan reaktan atau
penambahan produk setiap waktu.
Laju reaksi sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah
konsentrasi, temperature, luas permukaan zat, katalis, tekanan dan energy aktivasi.
Jika kita menggunakan konsentrasi reaktan yang lebih besar, maka laju reaksi pun
akan berbanding lurus, yaitu bertambah besar. Katalis digunakan utuk mempercepat
laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi sendiri bisa
diartikan sebagai energi minimum yang diperlukan agar suatu reaksi bisa
berlangsung.
III. Data Pengamatan
Data variasi volume
RunVariasi volume (mL)
Aseton HCl KI I21 8 8 4 102 8 8 6 83 8 8 8 6
4 10 8 4 85 8 8 6 86 6 8 8 87 8 10 4 88 8 8 6 89 8 6 8 8
Data absorbansi masing-masing run setiap 15 detik selama 3 menit
IV. Pengolahan Data
RunAbsorbansi pada detik ke :
30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180
1 0.382
0.361 0.346 0.331 0.313 0.294
0.277 0.259 0.243 0.222 0.204
2 0.350
0.335 0.321 0.304 0.29 0.273
0.257 0.24 0.223 0.207 0.192
3 0.238
0.222 0.207 0.189 0.174 0.155
0.138 0.123 0.105 0.087 0.069
4 0.333
0.313 0.294 0.273 0.252 0.232
0.211 0.189 0.168 0.147 0.129
5 0.331
0.317 0.301 0.284 0.27 0.249
0.232 0.215 0.198 0.18 0.164
6 0.346
0.337 0.329 0.315 0.304 0.291
0.28 0.268 0.257 0.244 0.233
7 0.319
0.302 0.285 0.264 0.249 0.228
0.212 0.192 0.171 0.151 0.132
8 0.330
0.317 0.305 0.290 0.275 0.261
0.247 0.231 0.217 0.202 0.187
9 0.356
0.346 0.337 0.327 0.316 0.306
0.296 0.285 0.274 0.264 0.254
Pengolahan data yang digunakan menggunakan metode integrasi
a. Plot A terhadap waktu
Run 1
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.10.20.30.40.5
f(x) = − 0.00117272727272727 x + 0.416954545454546R² = 0.999200740815858
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 1
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r1=0.00117
A0=0.41695
Run 2
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
2
4
6
8
10
12
f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk
Run 2
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r2=0.00117
A0=0.39924
Run 3
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25f(x) = − 0.00112666666666667 x + 0.273481818181818R² = 0.999537524439765
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 3
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r3=0.00113
A0=0.27348
Run 4
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.1
0.2
0.3
0.4
f(x) = − 0.00137636363636364 x + 0.375518181818182R² = 0.99978307899879
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 4
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r 4=0.00138
A0=0.37552
Run 5
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.050.1
0.150.2
0.250.3
0.35f(x) = − 0.00113212121212122 x + 0.368054545454546R² = 0.999130698705211
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 5
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r5=0.00113
A0=0.36805
Run 6
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
f(x) = − 0.000770303030303035 x + 0.372154545454546R² = 0.998480128561715
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 6
t (s)A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r6=0.00077
A0=0.37215
Run 7
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.050.1
0.150.2
0.250.3
0.35
f(x) = − 0.00124969696969697 x + 0.358945454545455R² = 0.999093921094062
Grafik Absorbansi terhadap Waktu untuk Run 7
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r7=0.00125
A0=0.35895
Run 8
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.350
f(x) = − 0.000960606060606064 x + 0.361045454545455R² = 0.99942116737214
Grafik Absrobansi Terhadap Waktu untuk Run 8
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r8=0.00096
A0=0.36105
Run 9
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
f(x) = − 0.000685454545454547 x + 0.377518181818182R² = 0.999656924038762
Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 9
t (s)
A
y=mx+c
m=−r
r=−m; c=Ao
r9=0.00069
A0=0.33752
b. Aluran ln r vs ln Ao
Dengan mengalurkan A terhadap waktu, didapat data laju reaksi ( r ) untuk
masing-masing run adalah sebagai berikut :
Run r (M/s) Ao (M)1 0.00117 0.416952 0.00117 0.399243 0.00113 0.273484 0.00138 0.375525 0.00113 0.368056 0.00077 0.372157 0.00125 0.358958 0.00096 0.361059 0.00069 0.37752
Untuk variasi 1 run 1-3 (I2)
-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95 -0.9 -0.85
-6.79
-6.78
-6.77
-6.76
-6.75
-6.74
-6.73
f(x) = 0.0861964245433859 x − 6.67357871270057R² = 0.991248220223101
untuk I2 (run 1-run 3)
ln Ao
ln r
y= mx + c
y = 0.086x - 6.673
m menyatakan orde terhadap zat yang volumenya divariasikan.
Orde I2 ≈ 0
Untuk variasi 2 run 4-6 (Aseton)
-1.005 -1 -0.995 -0.99 -0.985 -0.98 -0.975
-7.4-7.2
-7-6.8-6.6-6.4-6.2
f(x) = 8.27048090638132 x + 1.33393746470974R² = 0.0788036430378576
untuk Aseton (run 4-run 6)
ln Ao
ln r
y= mx + c
y = 8.270x + 1.333
m menyatakan orde terhadap zat yang volumenya divariasikan.
Orde Aseton ≈ 8
Untuk variasi 3 run 7-9 (HCl)
-1.03 -1.02 -1.01 -1 -0.99 -0.98 -0.97
-7.4
-7.2
-7
-6.8
-6.6
-6.4
-6.2
f(x) = − 10.1231178359741 x − 17.1526454390556R² = 0.88022958891727
untuk HCl (run 7-run 9)
ln Ao
ln r
y= mx + c
y = -10.12x - 17.15
m menyatakan orde terhadap zat yang volumenya divariasikan.
Orde HCl ≈ -10
Karena data orde yang didapat tidak tepat dan kurva yang dihasilkan pun tidak
sesuai, oleh karena itu, Ao yang digunakan untuk menentukan orde dalam
kurva regresi dihitung dengan menggunakan konsentrasi awal di larutan
( bukan berdasarkan intercept persamaan regresi)
Ao didapat dari perhitungan:
M 1×V 1=M 2×V 2
M 1=konsentrasi larutanawal
V 1=Variasi volume yangdigunakan (10 mL, 8 mL, 6 mL)
M 2=konse ntrasi larutan yang digunakan(sebandingdengan Ao)
V 2=Volume total tiap run¿)
Run R(M/s) ln r Variasi volume (mL) M1 Ao ln Ao 1 (I2) 0.00117 -6.750752 10 0.01 0.00333 -5.703782 (I2) 0.00117 -6.750752 8 0.01 0.00267 -5.926933 (I2) 0.00113 -6.785538 6 0.01 0.00200 -6.21461
4 (aseton)
0.00138 -6.585672 10 3 1.00000 0
5( aseton)
0.00113 -6.785538 8 3 0.80000 -0.22314
6(aseton) 0.00077 -7.16912 6 3 0.60000 -0.510837(HCl) 0.00125 -6.684612 10 1 0.33333 -1.098618(HCl) 0.00096 -6.948577 8 1 0.26667 -1.321769(HCl) 0.00069 -7.278819 6 1 0.20000 -1.60944
Jika kita menggunakan data dari tabel di atas, maka didapatkan plot ln r
terhadap ln Ao adalah sebagai berikut :
a. Untuk variasi volume I2 (run 1-3)
-6.3 -6.2 -6.1 -6 -5.9 -5.8 -5.7 -5.6
-6.79-6.78-6.77-6.76-6.75-6.74-6.73
f(x) = 0.0705901008339352 x − 6.34244600282082R² = 0.810190172629337
untuk I2 (run 1-run 3)
ln Ao
ln r
Orde reaksi I2 didapat dari kemiringan kurva regresi :
y=mx+c
orde I 2=m=0.070≈0
b. Untuk variasi volume Aseton ( run 4-6)
-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
-7.4
-7.2
-7
-6.8
-6.6
-6.4
-6.2
f(x) = 1.15118811213524 x − 6.5651309600538R² = 0.988590800524827
untuk Aseton (run 4-run 6)
ln Ao
ln r
Orde reaksi Aseton didapat dari kemiringan kurva regresi :
y=mx+c
orde Aseton=m=1.151≈1
c. Untuk variasi volume HCl (run 7-9)
-1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1
-7.4
-7.2
-7
-6.8
-6.6
-6.4
-6.2
f(x) = 1.1625076983078 x − 5.40910913869842R² = 0.999927628966434
untuk HCl (run 7-run 9)
ln Ao
ln r
Orde reaksi Aseton didapat dari kemiringan kurva regresi :
y=mx+c
orde HCl=m=1.162≈1
c. Penentuan nilai k
Penentuan nilai k diperoleh dengan menentukan k untuk masing-masing run,
setelah itu ditentukan k rata-rata dari 9 nilai k.
r=k [Aseton ]1 [HCl ]1
Untuk run 1 :
k 1=[ Aseton ]1 [HCl ]1
r1
k 1=0.810.266671
0.00117
k 1=182.336
Dengan cara yang sama, diperoleh data k untuk masing-masing run adalah
sebagai berikut :
Run V aseton, mL [Aseton], M V HCl, mL [HCl], M r (M/s) k (M-1 s-1)
18
0.88
0.2666670.0011
7 182.3362
28
0.88
0.2666670.0011
7 182.3362
38
0.88
0.2666670.0011
3 188.7906
410
1.08
0.2666670.0013
8 193.2367
58
0.88
0.2666670.0011
3 188.7906
66
0.68
0.2666670.0007
7 207.7922
78
0.810
0.3333330.0012
5 213.3333
88
0.88
0.2666670.0009
6 222.2222
98
0.86
0.200000.0006
9 231.8841
k rata−rata=∑n=1
n=9
kn
9=¿
201.1913
V. Pembahasan
Penentuan hukum laju reaksi iodinasi aseton dilakukan dengan memvariasikan
volume masing-masing pereaksi yang digunakan dan membuat yang lainnya tetap.
Fungsi variasi volume ini adalah untuk melihat seberapa besar pengaruh perubahan
volume suatu pereaksi terhadap laju reaksi iodinasi. Pada percobaan ini,larutan-
larutan yang digunakan adalah aseton, asam klorida, I2, dan Kalium Iodida. Fungsi
aseton dan I2 tentu sebagai pereaksinya. Sedangkan fungsi kalium iodide adalah
sebagai pelarut I2 sehingga penambahan jumlah KI tidak memberikan pengaruh pada
perubahan laju reaksi, hanya saja digunakan untuk menghindari terbentuknya spesi
I 3- di dalam larutan. Dan asam klorida sendiri berfungsi sebagai katalisator asam.
Berbeda dengan zat yang lain, penambahan I2 dilakukan setelah semua reagen
ditambahkan dan sesaat setelah I2 ditambahkan harus langsung dilakukan pengukuran
absorbansi larutan. Hal ini dikarenakan sifat dari I2 yang tidak stabil dan mudah
terdekomposisi. Ketidakstabilan I2 juga yang mengakibatkan ia cepat bereaksi dengan
aseton.
Segera setelah penambahan I2 ke dalam larutan yang sudah berisi reagen lain,
absorbansi larutan diukur setiap 15 detik selama 3 menit. Absorbansi yang terbaca
pada spektrofotometer selalu berubah tiap waktu dan selalu menurun. Penurunan
absorbansi ini diakibatkan oleh penurunan intensitas dari warna asli I2 yaitu kuning
sehingga kem emampuan larutan untuk menyerap cahaya semakin berkurang.
Pengurangan absorbansi dan intensitas ini menunjukkan bahwa I2 telah bereaksi
menghasilkan produk yang tidak berwarna sehingga lama kelamaan warna kuning
akan menghilang yang menandakan bahwa seluruh I2 telah bereaksi sempurna.
Jika kita perhatikan, bahwa penurunan absorbansi menjadi lambat saat konsentrasi
HCl yang digunakan sedikit. Reaksi halogenasi aseton perlu asam sebagai katalis
yang digunakan untuk memprotonasi Oksigen pada gugus karbonil di aseton sehingga
reaksi berlangsung lebih cepat. Sedangkan jika di dalam larutan, konsentrasi HCl
kecil yang berakibat pada jumlah ion H+ yang juga sedikit, maka kemungkinan
jumlah aseton yang terprotonasi juga menjadi berkurang, sehingga I2 tidak langsung
mengadisi ikatan rangkap yang terbentuk antara C dengan C dan reaksi akan
berlangsung lebih lambat. Sehingga intensitas warna I2 juga akan berkurang dengan
lebih lambat. Jika dilihat dari perubahan laju reaksi tiap run, perubahan volume I2
yang ditambahkan praktis tidak merubah laju reaksi. Sehingga bisa dikatakan orde
terhadap I2 adalah nol. Sedangkan untuk laju yang diakibatkan oleh perubahan
volume Aseton dan HCl berubah dengan kelipatan yang tetap bukan kuadrat sehingga
terbukti bahwa orde terhadap Aseton dan HCl masing-masing adalah satu.
Penentuan laju reaksi iodinasi aseton bisa menggunakan spektrofotometer karena
kita tidak mungkin mengukur konsentrasi I2 setiap waktu karena reaksi berlangsung
sangat cepat dan konsentrasinya akan selalu berubah-ubah.I2 yang akan diukur
berwarna dan intensitas warna nya itu sebanding dengan jumlah atau konsentrasi I2
yang masih ada di dalam larutan. Sehingga kita bisa menghitung pengurangan jumlah
I2 pada setiap waktu dengan mengukur absorbansinya yang nanti nilainya akan
sebanding dengan konsentrasi I2 sesuai hukum Lambert-Beer, yaitu :
A=ε bC
A adalah absorbansi ; ε adalah nilai absorbtivitas molar yang bergantung pada
panjang gelombang yang digunakan ; b adalah tebal larutan atau jalur yang dilewati
cahaya dan C adalah konsentrasi.
Pengurangan absorbansi larutan setiap waktu akan sebanding dengan
pengurangan konsentrasi pereaksi setiap waktu. Hal inilah yang menjadi dasar
pemahaman penentuan laju reaksi menggunakan spektrofotometer.
VI. Kesimpulan
Hukum laju iodinasi aseton dinyatakan sebagai berikut :
r=k [Aseton ]1 [HCl ]1
Nilai tetapan laju reaksi ( k) adalah 201.1913
VII. Daftar Pustaka
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/laju_reaksi1/
order_reaksi_dan_persamaan_laju_reaksi/ diakses tanggal 3 Oktober 2013
http://en.wikipedia.org/wiki/Ketone_halogenation diakses tanggal 3 Oktober 2013
http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/carey/student/olc/
ch18reviewhalogenation.html diakses tanggal 3 Oktober 2013
\