Laporan Kimia Dasar "Tingkat Reaksi Lengkap Docx"

Laporan Kimia Dasar "Tingkat Reaksi Lengkap Docx"

I.                   PENDAHULUAN

A.    Judul

Tingkat Reaksi

B.     Tujuan

1 Menentukan tingkat reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃.

2Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan suatu reaksi.

II.                METODE

A.    Alat dan Bahan

Alat:                                             Bahan:

a.       Gelas beker                            a. Larutan HCl 3M

b.      Stopwatch                              b. Larutan Na₂S₂O₃0,1M

c.       Vortex                                    c. Aquades

d.      Tabung reaksi

e.       Pro pipet

f.       Pipet ukur

g.      Kertas putih

B.     Cara Kerja

            Pada penentuan tingkat reaksi Na₂S₂O₃, larutan HCl 3M sebanyak 3ml dimasukkan ke dalam gelas beker. Di bawah gelas beker tersebut lalu diletakkan kertas putih yang telah diberi tanda X. Larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Larutan Na₂S₂O₃ tersebut kemudian ditambahkan ke dalam larutan HCl yang ada dalam gelas beker. Tepat saat larutan Na₂S₂O₃ tersebut dimasukkan ke gelas beker, stopwatch dinyalakan. Stopwatch dimatikan saat terjadi kekeruhan, lalu dicatat waktu yang diperlukan hingga larutan menjadi keruh. Percobaan diulangi dengan konsentrasi larutan Na₂S₂O₃ 0,08M, 0,06M, 0,04M, dan 0,02M. Setiap percobaan yang diulangi, larutan diencerkan dengan akuades yang telah dihitung penambahannya dalam perhitungan, lalu larutan divortex.

            Pada penentuan tingkat reaksi HCl, larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M sebanyak 5ml dimasukkan ke dalam gelas beker. Di bawah gelas beker tersebut lalu diletakkan kertas putih yang telah diberi tanda X. Larutan HCl 3M sebanyak 15 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Larutan HCl tersebut kemudian ditambahkan ke dalam larutan Na₂S₂O₃ yang ada dalam gelas beker. Tepat saat larutan HCl tersebut dimasukkan ke gelas beker, stopwatch dinyalakan. Stopwatch dimatikan saat terjadi kekeruhan, lalu dicatat waktu yang diperlukan hingga larutan menjadi keruh. Percobaan diulangi dengan konsentrasi larutan HCl 2,5M, 2M, 1,5M, dan 1M. Setiap percobaan yang diulangi, larutan diencerkan dengan akuades yang telah dihitung penambahannya dalam perhitungan, lalu larutan divortex.

            Orde reaksi Na₂S₂O₃ dapat dicari dengan rumus:

V1 = [Na₂S₂O₃]^X

    V2

            Orde reaksi HCl dapat dicari dengan rumus:

V1 = [HCl]^X

       V2

Rumus pengenceran larutan:

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

III.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.   Hasil Percobaan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, berikut disajikan tabel hasil perhitungan waktu reaksi Na₂S₂O₃ dan HCl:

Tabel 1. Waktu reaksi Na₂S₂O₃ dengan HCl

Konsentrasi Na2S2O3	HCl (ml)	Ulangan
		t	1/t
0,1M	3ml	34,85 s	0,029
0,08M	3ml	65 s	0,015
0,06M	3ml	90,15 s	0,011
0,04M	3ml	150,72 s	0,007
0,02M	3ml	340,95 s	0,003

Tabel 2. Waktu reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃

Konsentrasi HCl	Na2S2O3 (ml)	Ulangan
		t	1/t
3M	5ml	105,21 s	0,010
2,5M	5ml	107,86 s	0,009
2M	5ml	122,33 s	0,008
1,5M	5ml	164,15 s	0,006
1M	5ml	171, 26 s	0,006

B.     Pembahasan

Bidang kimia yang mengkaji kecepatan, atau laju, terjadinya reaksi kimia dinamakan kinetika kimia (chemical kinetics). Di sini kinetika merujuk pada laju reaksi (reaction rate), yaitu perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu (M/s). Kita telah mengetahui bahwa setiap reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan umum:

reaktan                produk

Persamaan ini memberitahukan bahwa, selama berlangsungnya suatu reaksi, molekul reaktan bereaksi sedangkan molekul produk terbentuk. Sebagai hasilnya, kita dapat mengamati jalannya reaksi dengan cara memantau menurunnya konsentrasi reaktan atau meningkatnya konsentrasi produk (Chang, 2010).Konstanta laju reaksi sangat bergantung pada suhu reaksi (Fogler, 1999).

            Persamaan dibawah menunjukkan perkembangan suatu reaksi sederhana di mana molekul A diubah menjadi molekul B:

A               B

Menurunnya jumlah molekul A dan meningkatnya jumlah molekul B seiring dengan waktu.Secara umum akan lebih mudah apabila kita menyatakan laju dalam perubahan konsentrasi terhadap waktu. Jadi, untuk reaksi di atas kita dapat menyatakan laju reaksi sebagai

Laju = - atau    Laju =

dengan Δ[A] dan Δ[B] adalah perubahan konsentrasi (dalam molaritas) selama waktu Δt. Karena konsentrasi A menurun selama selang waktu tersebut, Δ[A] merupakan kuantitas negatif, sedangkan laju reaksi adalah kuantitas positif, sehingga tanda minus diperlukan dalam rumus laju agar lajunya positif (Chang, 2010).

Dalam praktiknya, laju suatu reaksi kimia hanya bergantung pada beberapa konsentrasi, dan jumlah perpangkatan konsentrasi ini diistilahkan dengan orde reaksi (Cairns, 2004). Orde reaksi adalah jumlah pangkat dari konsentrasi reaktan dan produk dalam rumus laju reaksi (Kuchel dan Ralston, 2009).Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi. Contohnya, reaksi yang harga orde reaksi terhadap suatu komponen sama dengan koefisien reaksi komponennya disebut reaksi elementer.

A + B                            R

r = - dN_A= k[A][B]

      dt

Orde reaksi total = 2

(Dewi, 2012)

Menurut Dewati (2010), ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan suatu reaksi, yaitu:

a.       Waktu

Semakin lama waktu reaksi, maka reaksi yang terjadi akan semakin mendekati sempurna karena waktu kontak antara zat-zat tersebut akan semakin lama. Tetapi perlu diperhatikan bahwa waktu reaksi yang berlebih dapat menyebabkan reaksi yang berlanjut ke reaksi yang tidak diinginkan, sehingga perlu dicari waktu reaksi optimumnya.

b.      Temperatur

Hubungan antara temperatur dengan kecepatan reaksi dinyatakan oleh persamaan Arrhenius sebagai berikut:

k = k_o . e^-E/RT

dengan:

k = tetapan laju reaksi

k_o = faktor frekuensi

E = energi aktivasi

R = tetapan gas = 8,314 Joule/mol.K

Energi aktivasi (E) adalah energi minimum yang harus dimiliki oleh suatu reaktan untuk dapat bereaksi (Purba dan Khairunisa, 2012). Untuk setiap kenaikkan temperatur akan memberikan kenaikan harga k. Semakin besar harga k, maka kecepatan reaksi akan semakin besar pula.

c.       Komposisi dan konsentrasi

Komposisi suatu bahan sangat berpengaruh terhadap kecepatan reaksi, selain itu adanya zat inert juga mempengaruhi kecepatan reaksi. Suatu reaksi biasanya dapat berubah menjadi produk dengan cepat apabila direaksikan dengan konsentrasi yang tinggi, tetapi itu tidak berlaku pada semua reaksi. Jadi, perlu dicari perbandingan yang baik yang nantinya didapatkan konversi produk yang sangat tinggi.

d.      Pengadukan

Pengadukan akan membantu mempercepat terjadinya reaksi karena dengan pengadukan akan memperbesar frekuensi tumbukan dan harga konstanta kecepatan reaksi akan semakin besar pula. Pengadukan yang sempurna akan memperbesar kemungkinan tumbukan antara zat-zat pereaksi, sehingga reaksi akan berlangsung dengan baik.

e.       Luas permukaan

Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam  banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil luas  permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar  partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan  juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

f.       Katalis

Katalis adalah zat yang pada umumnya ditambahkan dalam ke dalam suatu sistem reaksi untuk mempercepat reaksi. Pada akhir reaksi, katalis diperoleh kembali dalam bentuk zat semula. Katalis bekerja dengan cara turut terlibat dalam setiap tahap reaksi, tetapi pada akhir tahap, katalis terbentuk kembali.

            Pada percobaan tingkat reaksi ini dibagi menjadi dua, yang pertama adalah percobaan tingkat reaksi Na₂S₂O₃ dengan menggunakan HCl dan percobaan yang kedua adalah percobaan tingkat reaksi HCl dengan menggunakan Na₂S₂O₃. Pada percobaan tingkat reaksi Na₂S₂O₃ dengan menggunakan HCl, didapatkan hasil orde reaksi dari Na₂S₂O₃sebesar 1. Pada percobaan tingkat reaksi HCl dengan menggunakan Na₂S₂O₃, didapatkan hasil orde reaksi HCl sebesar 0. Reaksi kimia yang terjadi dari percobaan ini adalah:

Na₂S₂O₃ + 2HCl         2NaCl + S + SO₂ + H₂O

Kekeruhan yang terjadi adalah hasil reaksi pengendapan koloid belerang yang terbentuk bila ion S₂O₃^2- direaksikan dengan asam (H⁺). Reaksi pengendapan belerang dapat ditulis sebagai berikut :

S₂O₃^2- + 2H⁺                H₂O + SO₂ + S

Jadi, persamaan laju reaksinya adalah :

V = K [Na_2­S₂O₃]^x [HCl]^y

Persamaan laju reaksi diatas menunjukkan bahwa tingkat reaksi x = 1 dan y = 0 sehingga persamaan menjadi V = K [Na₂S₂O₃].

Jika konsentrasi suatu larutan makin besar, larutan akan mengandung jumlah partikel semakin banyak sehingga partikel-partikel tersebut akan tersusun lebih rapat dibandingkan larutan yang konsentrasinya lebih rendah. Susunan partikel yang lebih rapat memungkinkan terjadinya tumbukan semakin banyak dan kemungkinan terjadi reaksi lebih besar. Makin besar konsentrasi zat, makin cepat laju reaksinya, sehingga waktu yang diperlukan makin kecil (Ratnaningsih, 2012).

Faktor yang mempengaruhi percobaan ini adalah sifat dasar reaktan dan konsentrasi, karena tidak ada penambahan katalisator pada campuran kedua larutan tersebut. HCl dan Na₂S₂O₃ merupakan senyawa ion, sehingga reaksinya berlangsung cepat. Kereaktifan HCl yang merupakan asam kuat sangat mudah  bereaksi dengan kebanyakan logam yang ada di sekitarnya. HCl berfungsi untuk menguapkan sulfur dioksida dan mengendapkan sulfur. Oleh karena itu ada perubahan warna dari bening menjadi keruh (warna putih susu).

Fungsi dari grafik adalah untuk mengetahui perubahan waktu yang terjadi pada larutan. Grafik menyatakan hubungan antara waktu reaksi (sumbu y) dengan konsentrasi zat (sumbu x). Grafik digambarkan dalam bentuk 1/t dikarenakan untuk melihat perubahan yang terjadi per setiap satuan sekonnya pada larutan yang tingkat reaksinya dicari. Berdasarkan hasil penggambaran grafik, dapat dilihat perbedaan waktu reaksi Na₂S₂O₃ dengan HCl, serta percobaan waktu reaksi HCl dengan Na₂S₂O₃. Grafik kedua cenderung lebih stabil, disebabkan karena jarak atau interval waktu per setiap konsentrasi lebih kecil dibandingkan dengan percobaan pertama.

IV.             KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan:

1.      Orde reaksi Na₂S₂O₃adalah 1, dan orde reaksi HCl adalah 0.

2.      Faktor yang mempengaruhi antara lain: waktu, temperatur, konsentrasi dan komposisi, pengadukan, luas permukaan serta katalis.

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. 2010. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid 2 Edisi Ketiga. Erlangga,

Jakarta.

Cairns, D. 2004. Intisari Kimia Farmasi, Ed. 2. Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Dewati, R. 2010. Kinetika Reaksi Pembuatan Asam Oksalat dari Sabut Siwalan

dengan Oksidator H₂O₂. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik, Vol. 10, No. 1.

Dewi, S.R. 2012. Kinetika Kimia.

http://shintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/09/TRK_meeting2_SRD.pdf. Diakses pada tanggal 27 Oktober 2014.

Fogler, H. S. 1999. Elements of Chemical Reaction Engineering. Prentice-Hall

International, USA.

Kuchel, P. dan Ralston, G.B. 2009. Biokimia. Erlangga, Jakarta.

Purba, E. dan Khairunisa, A.C. 2012. Kajian Awal Laju Reaksi Fotosintesis untuk

Penyerapan Gas CO₂ Menggunakan Mikroalga Tetraselmis chuii. Jurnal

Rekayasa Proses, Vol. 6, No. 1.

Ratnaningsih, R. 2012. Laju Reaksi.

http://nurul.kimia.upi.edu/arsipkuliah/web2012/0905762/isi-materi3.html.

Diakses pada tanggal 27 Oktober 2014.

LAMPIRAN

I.                   Penentuan Tingkat Reaksi Na₂S₂O₃

a.       Na₂S₂O₃ 0,1 M

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

V₁ . 0,1= 10 . 0,1

        V₁ = 10ml

b.      Na₂S₂O₃ 0,08 M

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

V₁. 0,1 = 10 . 0,08

        V₁ = 8ml

 (ditambah 2ml aquades)

c.       Na₂S₂O₃ 0,06 M

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

V₁ . 0,1 = 10 . 0,06

        V₁ = 6ml

(ditambah 4ml aquades)

d.      Na₂S₂O₃ 0,04 M

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

V₁ . 0,1 = 10 . 0,04

        V₁ = 4ml

 (ditambah 6ml aquades)

e.       Na₂S₂O₃ 0,02 M

V₁ . N₁ = V₂ . N₂

V₁ . 0,1 = 10 . 0,02

        V₁ = 2ml

(ditambah 8ml aquades)

II.                Penentuan Tingkat Reaksi HCl

a.       HCl 3 M

        V₁ . N₁ = V₂ . N₂

 V₁ . 3= 15 . 3

                V₁= 15ml

b.      HCl2,5 M

        V₁ . N₁ = V₂ . N₂

 V₁ . 3= 15 . 2,5

V₁= 12,5ml

            (ditambah 2,5ml aquades)

c.       HCl2 M

        V₁ . N₁ = V₂ . N₂

  V₁ . 3= 15 . 2

  V₁= 10ml

            (ditambah 5ml aquades)

d.        HCl1,5 M

        V₁ . N₁ = V₂ . N₂

        V1 . 3= 15 . 1,5

                 V1 = 7,5ml

            (ditambah 7,5ml aquades)

e.       HCl1 M

        V₁ . N₁ = V₂ . N₂

  V1 . 3= 15 . 1

                 V1 = 5ml

            (ditambah 10ml aquades)

Orde Reaksi Na₂S₂O₃:

V1 = [Na₂S₂O₃]^X

V2

0,015  =      0,08    ^X

0,007                      0,04

2,14 = 2^X

X = 1

Orde Reaksi HCl:

V1 = [HCl]^X

V2

0,008  =      2    ^X

0,006                      1

1,33 = 2^X

X = 0

  "Jika kita belajar Pasti bisa"

Share this post