Jurnal Kinetika Kimia

I.         Judul Percobaan               :  Kinetika Kimia

II.      Tanggal Percobaan           :  27 Februari 2013

III.   Tujuan                             

·         Menyelidiki pengaruh suhu terhadap laju reaksi pada reaksi antara natrium tio sulfat dengan asam klorida.

·         Menjelaskan dan menghitung laju reaksi, tingkat reaksi dan mekanismenya.

·         Mempelajari pengaruh konsentrasi, suhu dan katalis terhadap laju reaksi.

·         Menyelidiki pengaruh suhu dan penetuan energi penagktifan energi redoks Fe³⁺ dengan S₂O₂^2-

IV.    Dasar Teori                      

Kinetika kimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari laju dan mekasime reaksi kimia. Besi lebih cepat berkarat dalam udara lembab dari pada udara kering; makanan lebih cepat busuk bila tidak di dinginkan. Ini merupakan dua contoh yang lazim dari perubahan kimia yang kompleks dengan laju beranaka menurut kondisi reaksi

Laju rekasi adalah besarnya perubahan konsentrasi reaktan atau produk dalam satu satuan waktu. Perubahan konsentrasi setiap unsur di bagi dengan koefisiennya dalam persamaan yang seimbang atau stokiometri. Laju perubahan reaktan muncul dengan tanda negatif dan perubahan produk dengan tanda positif. Persamaan laju reaksi secara umum ditulis sebagai berikut:

R = k [A]^m [B]ⁿ

K sebagai konstanta laju reaksi, m dan n orde parsial masing-masing pereaksi. Laju (atau kecepatan) menunjukkan sesuatu yang terjadi persatuan waktu. (Petrucci, 1987) Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalis.

Konsentrasi adalah banyaknya zat terlarut di dalam sejumlah pelarut. Semakin banyak zat terlarut, maka akan semakin besar pula konsentrasi larutan. suatu larutan dengan konsentrasi tinggi mengandung partikel yang lebih banyak, jika dibandingkan dengan larutan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Pada konsentrasi tinggi, memungkinkan tumbukan yang terjadi akan lebih banyak, sehingga membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menyebabkan laju reaksi menjadi lebih cepat. Akibatnya, hasil reaksi akan lebih cepat terbentuk.

     Suhu. Peningkatan suhu meningkatkan fraksi molekul yang memiliki energi melebihi energi aktivasi. Frekuensi tumbukan meningkat dengan meningkatnya suhu, dan diharapkan hal tersebut sebagai faktor untuk mempercepat suatu reaksi kimia. (Petrucci, 1987)

     Luas permukaan memiliki peranan yang penting dalam laju reaksi. Apabila semakin kecil luas permukaan, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi semakin lambat. Begitupun sebaliknya. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

     Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen. Jadi, katalis tidak muncul dalam persamaan kimia secara keseluruhan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju, memodifikasi, dan mempercepat lintasan yang ada, atau lazimnya, membuat lintasan yang sama sekali baru bagi kelangsungan reaksi. Katalis menimbulkan efek yang nyata pada laju reaksi, meskipun dengan jumlah yang sangat sedkit. (Oxtoby, 2001).

V.  Alat dan bahan

1.      Alat :

·         Rak tabung reaksi 1 buah

·         Gelas ukur 3 buah

·         Gelas kimia 6 buah

·         Pipet tetes 2 buah

·         Pembakar spirtus 1 buah

·         Tabung reaksi 3 buah

·         Thermometer 1 buah

·         Stopwatch 1 buah

2.      Bahan

·         HCl 2 M ; 3M

·         Na₂S₂O₃ 0,2 M; 0,1 M;

·         Feᶟᶧ  0,05 M

·         S₂O₃²¯ 0,1 M

·         Aquades

VI.   Cara Kerja

a.       Menentukan tingkat reaksi

1.      Disiapkan alat dan bahan

2.      Disiapkan tanda silang dengan tinta hitam pada sehelai kertas putih.

3.      Larutan HCl 2 M sebanyak 10 cm3 dimasukan kedalam gelas kimia dan diletakan gelas kimia tersebut diatas tanda silang.

4.      Ditambahkan 20 cm3 larutan Na₂S₂O₃ 0,2 M.

5.      Dicatat waktu sejak penambahan larutan Na₂S₂O₃, sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

6.      Diulangi percobaan dengan larutan Na₂S₂O₃ yang lebih diencerkan.

7.      Diulangi langkah 1-6 dengan menggunakan larutan HCl.

b.      Pengaruh suhu

1.      Disiapkan alat dan bahan.

2.      Dibuat tanda silang yang sama tipisnya pada 2 helai kertas putih, ditempelkan kertas tersebut pada gelas kimia dengan tanda silang menghadap ke atas.

3.      Dimasukan 100cm³ Na₂S₂O₃ 0,1 M kedalam gelas kimia 1, diukur suhunya dan dicatat

4.      Ditambahkan 10 cm3 HCl 3M.

5.      Dicatat waktu sejak penambahan larutan HCl tersebut sampai tanda silang tepat tidak terlihat lagi.

6.      Langkah 1-5 diulangi dengan dipanaskan terlebih dahulu sampai suhunya 10⁰C  diatas suhu kamar.

c.       Pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi Fe³⁺ dengan S₂O₃^2-

1.      Alat dan bahan disiapkan.

2.      Disiapkan 3 buah gelas kimia 250 mL.

o   Gelas kimia A diisidengan air dingin ( suhu di ukur oleh termometer kira – kira sama dengan suhu kamar, yaitu 25 derajat ).

o   Gelas kimia ke B diisi dengan air pada suhu 45 derajat C.

o   Gelas kimia ke C  diisi dengan air bersuhu kira – kira 65 derajat C.

3.      Dengan menggunakan gelas ukur 10 mL, dimasukan masing-masing 2 mL larutan 0,05 M Fe³⁺ kedalam 3 buah tabung reaksi.

4.      Tabung 1 diletakan dalam gelas kimia A, tabung kimia 2 diletakan dalam gelas kimia B ( suhu 45 derajat C) dan tabung kimia 3 diletakan dalam gelas kimia C.

5.      Untuk masing – masing proses waktu dicatat samapai terjadi perubahan (menjadi bening).

d.      Pengaruh Katalis Dalam Kinematika Kimia

1.      Dituangkan 40 mL larutan 30% H₂O₂ kedalam gelas ukur 250 mL.

2.      Ditambahkan 20 mL detergen cair kedalam gelas ukur berisi larutan H₂O_2. Digoyangkan gelas ukur agar bereaksi dengan baik .

3.      Diteteskan pewarna makanan.

4.      Ditambahkan KI jenuh ke dalam gelas ukur.

5.      Dituliskan reaksi yang terjadi.

VII.Data Pengamatan

a.       Percobaan 1

Tabel 1

Volume HCl     2M (cmᶟ)	Volume ( cmᶟ)			Konsentrasi (mol/dmᶟ) Na₂S₂O₃ awal reaksi	Waktu detik	1/waktu
	Na₂S₂O₃ 0,2 M	Air	Jumlah volume
10	20	-	30	0,2	27,99	0,035
10	15	5	30	0,15	35,08	0,028
10	10	10	30	0,1	59,05	0,016
10	5	15	30	0,05	151	0,00662

Perhitungan Konsentrasi Awal Na₂S₂O₃

1.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,2 M

2.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,15 M

3.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,1 M

4.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,05 M               

Tabel 2

Volume Na₂S₂O₃ 0,2 M (cmᶟ)	Volume ( cmᶟ)			Konsentrasi (mol/dmᶟ) HCl awal reaksi	Waktu detik	1/waktu
	HCl 0,2 M	Air	Jumlah volume
20	10	-	30	0,5	25,75	0,038
20	7,5	2,5	30	0,375	25,25	0,039
20	5	5	30	0,25	24,73	0,040

                       

Perhitungan  konsentrasi HCl awal reaksi tabel 2 :

1.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,5 M               

2.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,375 M                       

3.      M_HClV_HCl= M _{Na₂S₂O₃}V _{Na₂S₂O₃}= [Na₂S₂O₃] awal

[Na₂S₂O₃] awal =

= 

=  0,25 M 

b.      Percobaan 2

Perc.	V Na₂S₂O₃ 0,1 M	V HCl 3 M	T ( suhu)	Waktu	pengamatan
1.	100 cmᶟ	10 cmᶟ	26  ̊C	37,58	Terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi putih
2.	100 cmᶟ	10 cmᶟ	35  ̊C	19,01	Terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi putih dalam waktu singkat

c.       Percobaan 3

tabung	T ( detik )	T ( k )	1/T ( 1/k )	k	ln k
A+1	242	298	0,00335	165,28	5,10
A+2	62	335	0,00314	645,16	6,46
A+3	41,8	338	0,00295	956,88	6,86

K= 

                 K_A+1 = 

 = 

 =  

 =    165,28

K_B+2 = 

 = 

 =  

 =    645,16

K_c+3 = 

 = 

 =  

 =   954,88

VIII.  Hasil dan diskusi

Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi persatuan waktu. Di mana seiring dengan berjalannya produk, konsentrasi reaktan akan berkurang sedangkan produk akan bertambah.

 Pada percobaan Kinetika Kimia ini dilakukan percobaan untuk menentukan kecepatan suatu reaksi, dan bagaimana peran katalis, konsetrasi, dan temperatur dalam suatureaksi kimia. Dalam melakukan percobaan ini, kita memerlukan mencatat waktu untuk mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi. Percobaan ini terdapat empat tahap pengujian diantaranya menentukan tingkat reaksi, pengaruh suhu, pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi redoks Fe³⁺ dengan S₂O₃^2- , pengaruh katalis dalam kinetika kimia.

Percobaan pertama, HCl 2M dicampurkan dengan Na₂S₂O₃ 0,2M. Tabel pertama, dibuat HCl 2M yang konstant dan tabel kedua Na₂S₂O₃ 0,2M yang konstan. Waktu yang dihasilkan tabel pertama lebih cepat dibandingkan tabel kedua. Makin ditambah Na₂S₂O₃ maka reaksi yang berlangsung akan semakin cepat. Sedangkan semakin ditambah HCl maka reaksi yang berlangsung akan semakin lambat. Penambahan air kan menjadikan larutan encer dan memperlambat reaksi. Waktu diperoleh semenjak larutan dicampurkan hingga tanda (x) menghilang.

Percobaan kedua, dua tabung yang berisi Na₂S₂O₃ 0,1M dipanaskan dan yang lain dibiarkan, kemudian dicampur HCl 3M dikedua tabung. Suhu yang didapat pada tabung yang dipanaskan 35⁰C dan tabung yang lain 26⁰C, dan waktu yang diperoleh secara berurutan yaitu 19,01 detik dan 37,58 detik. Hal ini menunjukan bahwa suhu akan sangat berpengaruh terhadap laju reaksi. Semakin rendah suhu maka laju reaksi semakin lambat.

Percobaan ketiga, terdapat tiga tabung reaksi diberikan suhu yang berbeda. Untuk tabung 1 25⁰C, tabung 2 45⁰C, dan tabung 3 65⁰C. Waktu yang didapat secara berurutan yaitu 242 detik, 62 detik, 41,89 detik. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi suhu reaksi akan berlangsung semakin cepat dan menghasilkan nilai konstanta yang kecil. Sehingga konstanta (k) berbanding terbalik dengan waktu.

Percobaan terakhir yaitu percobaan pasta gig gajah, dengan menggunakan KI sebagai katalis. Reaksi dekomposisi H₂O₂ berlangsung menghasilkan gas O₂ yang akan membentuk buih dengan cairan detergen. Buih dari gas O₂ tersebut akan semakin banyak dan akhirnya keluar dari gelas ukur sehingga terlihat seperti pasta gigi gajah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil yang tidak sesuai dengan literatur diantaranya kurang tepatnya dalam pengambilan data, kurang telitinya dalam proses praktikum, dan penarikan hasil pengamatan yang tidak tepat.

IX.   Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang dilakukan , maka dapat disimpulkan bahwa:

1.      Proses pengenceran akan memperlambat laju reaksi, dan mempertahankan kesetimbangan pada sistem reaksi.

2.      Semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju reaksi.

3.      Konstanta (k) berbanding terbalik dengan waktu yang diperoleh.

4.      Penambahan katalis akan mempercepat reaksi.

Daftar Pustaka

Ø  Chang, Raymond. 2005. KIMIA DASAR: Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Erlangga: Jakarta.

Ø  http://id.wikipedia.org/wiki/Kinetika_kimia

Ø  http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/kinetika-kimia-definisi-laju-reaksi-dan-hukum-laju/

Ø  Keenan, dkk.1980.Kimia untuk Universitas. Jakarta : Penerbit Erlangga

Lampiran.

a.       Percobaan 1 (Menentukan Tingkat Reaksi)

1.      Buatlah Grafik  terhadap konsentrasi Na₂S₂O₃

Bagaimana hubungan aljabar antara  dengan konsentrasi.

Berapa tingkat reaksi terhadap Na₂S₂O₃ ?

Jawab:

Hubungan aljabar antara  dengan konsentrasi Na₂S₂O₃ adalah menghasilkan garis linear yang naik.

Tingkat reaksi Na₂S₂O₃

 =

 =

    =  

    =   ^m

  m    =  1

2.      Buatlah grafik  terhadap konsentrasi HCl

Bagaimana hubungan aljabar antara  dengan konsentrasi HCl.

Berapa tingkat reaksi terhadap HCl ?

Jawab:

Hubungan antara  dengan konsentrasi HCl menghasilkan garis linear yang turun.

Tingkat reaksi terhadap HCL

 =

 =

 =  

 =

  n    =  1

3.      Tulis persamaan laju reaksinya!

Jawab:

HCl_(aq)  + Na₂S₂O_3(aq)                              2NaCl_(aq)   +  H₂S₂O_3(aq)

V = -

4.      Berapa tingkat reaksinya?

Jawab:

Orde reaksi = m + n = 1 + 1 = 1

5.      Mengapa pada eksperimen ini jumlah volume dibuat konstan dengan menambah air pada setiap pengenceran?

Jawab:

Penambahan air bertujuan untuk mempertahankan kesetimbangan pada sistem reaksi.

b.      Percobaan 2 ( Pengaruh Suhu )

1.      Bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi larutan Natrium Tiosulfat dengan Asam Klorida?

Jawab:

Semakin tinggi suhu maka waktu yang diperlukan semakin cepat pula.

2.      Apakah reaksi tersebut termasuk endoterm atau eksoterm ?

Jawab:

Reaksi endoterm dapat diketahui jika berlangsung pada suhu rendah, sedangkan reaksi eksoterm dapat diketahui jika berlangsung pada suhu tinggi.

c.       Percobaan 3 (Pengaruh suhu dan penentuan energi pengaktifan reaksi Fe³⁺ dengan S₂O₃^2-)

1.      Hitunglah harga E_a dalam joule atau kilo joule!

Jawab:

Kemiringan =  =  -4436,3K

                       = -4436,3K

-Ea     = (-4436,3K)( )

-Ea     = -36883,4  j/mol

-Ea     = -36883,4 kj/mol

Ea      = 36883,4 kj/mol

d.      Percobaan 4 ( Pengaruh Katalis Dalam Kinematika Kimia Pada Pasta Gigi Gajah )

1.      Tuliskan reaksi yang terjadi!

Jawab:

2KI + H₂O₂                 2HI + 2K⁺ + O₂

2.      Apa yang menyebabkan O₂ banyak?

Jawab:

Gas O₂  terbentuk dari dari reaksi disporposionasi H₂O₂. Pada reaksi pasta gigi gajah terjadi reaksi auto redoks dari H₂O₂ yang berlangsung lambat. Namun dengan adanya reaksi oksidasi dari I^‑ menjadi I₂ sehingga reaksi H₂O₂ akan sangat cepat.