laporan praktikum kimia LAJU REAKSI PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I PERCOBAAN III KECEPATAN REAKSI NAMA : BAHRUN STAMBUK : H311 14 305 GOLONGAN /KELOMPOK : H5/I (SATU) HARI/TANGGAL PRAKTIKUM : KAMIS/23 OKTOBER 2014 ASISTEN : ASRAR RAHMAN S LABORATURIUM KIMIA DASAR JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I

PERCOBAAN III KECEPATAN REAKSI

NAMA

: BAHRUN

STAMBUK

: H311 14 305

GOLONGAN /KELOMPOK

: H5/I (SATU)

HARI/TANGGAL PRAKTIKUM

: KAMIS/23 OKTOBER 2014

ASISTEN

: ASRAR RAHMAN S

LABORATURIUM KIMIA DASAR JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2014

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kinematika kimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang proses yang berhubungan dengan kecepatan atau laju suatu reaksi dan faktorfaktor yang mempengaruhi laju reaksi. Dalam praktek suatu reaksi kimia dapat berlangsung dengan laju atau kecepatan yang berbeda-beda. Reaksi yang berlangsung sangat cepat misalnya reaksi terbentuknya endapan klorida dari larutan perak nitrat dengan larutan natrium klorida. Contoh lain misalnya reaksi antara larutan natrium tiosulfat dengan asam klorida encer yang akan membentuk endapan belerang beberapa saat kemudian. Laju reaksi dipelajari karena pentingnya kemampuan untuk meramalkan kecepatan campuran reaksi mendekati keseimbangan. Kita mungkin dapat mengoptimumkan laju reaksi itu, dengan pemilihan kondisi yang tepat. Alasan lain untuk mempelajari laju reaksi, karena hal ini menghasilkan pemahaman tentang mekanisme reaksi, yaitu analisis tentang reaksi menjadi ragkaian dasar. Contohnya, kita dapat menemukan bahwa reaksi antara hidrogen dan brom untuk membentuk hindrogen bromida berlangsung dengan disosiasi Br2, serangan atom Br pada H2, dan beberapa tahap berikutnya, tidak dengan satu peristiwa dengan molekul H2 bertemu molekul Br2 dan atom-atom saling bertukar pasangan untuk membentuk dua molekul HBr (Atkins, 1990). Berdasarkan uraian diatas maka dilakukan percobaan kecepatan reaksi ini, sehingga kita dapat mengetahui faktorfaktor yan gmempengaruhi laju reaksi maupun mekanisme reaksi itu sendiri.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud Percobaan Maksud dari percobaan adalah untuk mempelajari bagaimana pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap kecepatan reaksi.

1.2.2 Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari percobaan ini adalah: 1. Mengetahui bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi. 2. Mengetahui bagaimana pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi.

1.3 Prinsip Percobaan Prinsip percobaan ini adalah mereaksikan suatu reaktan dengan konsentrasi salah satu spesi dibuat konstan dan spesi yang lainnya dibuat beragam untuk mengetahui pengaruhnya terhadap laju reaksi, dalam hal ini larutan yang digunakan adalah Na2S2O3 dan . H2SO4. Serta mereaksikan larutan tersebut pada suhu yang berbeda-beda (suhu ruang, suhu air es, dan suhu air mendidih) untuk mengetahui bagaimana pengaruh suhu tersebut terhadap laju reaksi.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Tahapan pertama dalam analisis kinetika tentang reaksi adalah menentukan stoikiometri reaksi dan mengenali setiap reaksi samping. Dengan demikian, data dasar tentang kinetika kimia adalah konsentrasi reaktan, dan produk pada waktu yang berbeda-beda setelah reaksi dimulai. Karena laju reaksi umumnya peka terhadap temperatur, maka temperatur campuran reaksi harus dijaga supaya konstan selama reaksi berlangsung. Jika tidak, maka laju yang diamati akan merupakan laju rata-rata pada temperatur berbeda-beda yang tak berarti. Syarat ini menyebabkan tuntutan yang keras pada perancangan eksperimen. Misalnya, reaksi fase gas sering dilakukan dalam bejana yang selalu kontak dengan batang logam yang cukup besar (Atkins, 1990). Laju atau kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk fase gas biasanya diganti satuan tekanan atmosfer, atau pascal sebagai ganti konsentrasi. Satuan waktu dapat detik, menit, jam, hari atau bahkan tahun, tergantung apakah reaksi itu cepat atau lambat (Keenan, dkk., 1998). Menurut Atkins (1990), laju reaksi terukur, sering kali sebanding dengan konsentrasi reaktan satu pangkat. Contohnya, mungkin saja laju itu sebanding dengan konsentrasi dua reraktan A dan B, sehingga: v = k[A][B]

Penentuan harga k dengan cara integral lebih banyak digunakan. Namun sedikitnya ada tiga hal yang bias mengganggu. Pertama, terdapat sejumlah persamaan integral yang cukup rumit dan berbeda tergantung pada orde reaksi pada kedua arah. Kedua, yang bias ditentukan hanyalah tetapan laju reaksi maju kf. Ketiga, persamaan integral ini juga masih menggunakan konsentrasi kesetimbangan sehingga, sekali lagi, tidak praktis dan terkesan termodinamika untuk kinetika (Patiha, 2013). Koefisien k disebut konstanta laju reaksi, yang tidak bergantung pada konsentasi (tetapi bergantung pada temperatur). Persamaan sejenis ini, yang ditentukan secara eksperiman, disebut hukum laju reaksi. Secara formal, hukum laju reaksi adalah persamaan yang menyatakan laju reaksi v sebagai fungsi dari konsentrasi semua spesi yang ada termasuk produknya (Atkins, 1990). Menurut Yuniwati, dkk (2011), pada umumnya nilai konstanta kecepatan reaksi dipengaruhi oleh faktor tumbukan, energi aktivasi dan suhu reaksi yang bisa dinyatakan dalam bentuk persamaan matematis sesuai persamaan Arrhenius: k = Ae-E/RT dengan: k = konstanta kecepatan reaksi A = frekuensi tumbukan T = suhu reaksi, K E = tenaga aktivasi,cal/gmol R= tetapan gas,cal/(gmol K) Persaman tersebut menunjukkan bahwa konstanta kecepatan reaksi akan semakin besar dengan semakin berkurangnya energi aktivasi dan semakin besarnya suhu. Energi aktivasi dapat diperkecil dengan menggunakan katalisator.

Sedangkan suhu reaksi dibuat tinggi dengan mempertimbangkan ketahanan bahan serta keseimbangan reaksi (Yuniwati, dkk., 2011). Hukum laju reaki mempunyai dua penerapan utama. Penerapan praktisnya setelah kita mengetahui mengetahui hukum laju maka kita dapat meramalkan laju reaksi dari koposisi campuran. Penerapan teoritis hukum laju ini adalah hukum laju reaksi merupakan pemandu untuk mekanisme reaksi (Atkins, 1990). Menurut Siregar (2008), ada sejumlah variabel yang mempengaruhi laju reaksi yang utamanya adalah sebagai berikut: 1. Konsentrasi Untuk terbentuknya suatu produk akibat reaksi katalisis atau auto-katalisis. Adakala suatu produk boleh menghambat suatu reaksi, hal ini tidak diinginkan, karena reaksi tidak menyajikan hasil yang sempurna. 2. Katalis Suatu katalis dapat mempengaruhi laju reaksi. 3. Kondisi Fisika Suhu dan tekanan mempengaruhi laju reaksi. Kedua-duanya biasanya dijaga konstan. 4. Intensitas Radiasi. Sinar matahari atau sinar lampu juga dapat mempengaruhi laju reaksi. Umumnya pengaruh ini sedikit diperhatikan hanya untuk mempelajari pengaruh fotokimia. 5. Sifat-Sifat Pelarut. Laju reaksi tergantung dari kepolaran pelarut, viskositas, jumlah donor elektron, dan sebagainya. Penambahan suatu elektrolit dapat memperkecil atau menaikkan suatu laju reaksi (pengaruh garam), dan demikian pula adanya buffer.

BAB III METODE PERCOBAAN

3. 1 Alat dan Bahan 3.1.1 Bahan Percobaan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah H2SO4 0,1 M, Na2S2O3 0,1 M, aquades, sabun, dan tissue roll.

3.1.2 Alat Percobaan Adapun alat yang digunakan Dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, stopwatch, kaki tiga, kawat kasa, rak tabung, gelas piala, pipet tetes, pipet volume, bulb, sikat tabung, termometer, dan pembakar spirtus.

3.2 Prosedur Percobaan A. Pengaruh Konsentrasi Disiapkan lima buah tabung reaksi dan masing-masing tabung tersebut diisi dengan 5 mL H2SO4 0,1 M (H2SO4 tetap). Lima buah tabung reaksi yang lain diisi dengan 5 mL, 4 mL, 3 mL, 2 mL, 1 mL, Na2S2O3 0,1 M, diencerkan hingga volume 5 mL dengan aquades. Dicampurkan isi tabung reaksi tersebut dari 5 sediaan pertama ke dalam masing-masing sediaan kedua, dan bersamaan dengan bercampurnya kedua zat tersebut, stopwatch dijalankan. Stopwatch dihentikan setelah ada reaksi (keruh), hindari kekeruhan yang berlebihan. Dicatat waktu yang digunakan dan menentukan nilai m, k, dan buat persamaan kecepatan reaksinya. Dilakukan hal yang sama dengan mengganti H2SO4 0,1 M dengan Na2S2O3 0,1 M.

B. Pengaruh Suhu Dipilih salah satu konsentrasi H2SO4 dan Na2S2O3. Disiapkan 6 buah tabung reaksi dan 3 buah tabung diisi dengan Na2S2O3 dan 3 buah tabung reaksi lainnya diisi dengan H2SO4. Dimasukan sepasang tabung reaksi kedalam gelas pialayang berisi air dingin (air es) beberapa menit sehingga suhunya merata termasuk suhu larutannya. Kemudian dicampurkan isi tabung tersebut, dan bersamaan bercampurnya keedua zat tersebut, stopwatch dihentikan setelah mulai larutan mulai keruh. Mencatat waktu dan suhu yang digunakan selama berlangsungnya reaksi. Dilakukan hal yang sama untuk dua pasang tabung reaksi selanjutnya dengan variasi suhu yang berbeda-beda yakni pada suhu ruang dan pada air yang dipanaskan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan 4.1.1 Tabel Pengamatan Tabel.1 Pengaruh Konsentrasi Na2S2O3 Reaksi berlangsung pada suhu 28 oC Konsentrasi

Konsentrasi

Na2S2O3 (M)

H2SO4 (M)

0,1

0,1

28

0,0357

0,08

0,1

32

0,0312

0,06

0,1

46

0,0217

0,04

0,1

81

0,0123

0,02

0,1

140

0,0071

Waktu (detik)

1/waktu (detik-1)

Tabel.2 Pengaruh Konsentrasi H2SO4 Reaksi berlangsung pada suhu 28 oC Konsentrasi

Konsentrasi

Na2S2O3 (M)

H2SO4 (M)

0,1

0,1

29

0,0344

0,1

0.08

30

0,0333

0,1

0,06

40

0,0250

0,1

0,04

42

0,0238

0,1

0,02

50

0,0200

Waktu (detik)

1/waktu (detik-1)

Table.3 Pengaruh Suhu Konsentrasi

Konsentrasi

Waktu

Keterangan

Na2S2O3 (M)

H2SO4 (M)

(detik)

suhu

0,1

0,1

90

2

Panas

0,1

0,1

28

33

Ruangan

0,1

0,1

10

83

Dingin

Suhu (oC)

Konsentrasi yang digunakan: H2SO4 = 0,1 M

Na2S2O3 = 0,1 M

4.2 Reaksi Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq)

Na2SO4(aq) + H2SO3(aq) +

4.3 Perhitungan 4.3.1 Pengenceran A. Pengenceran Na2S2O3 V1 x M1

=

V2 x M2

5 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,1 M

V1 x M1

=

V2 x M2

4 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,08 M

V1 x M1

=

V2 x M2

3 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,06 M

S(s)

V1 x M1

=

V2 x M2

2 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,04 M

V1 x M1

=

V2 x M2

1 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,02 M

B. Pengenceran H2SO4 V1 x M 1

=

V2 x M2

5 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,1 M

V1 x M1

=

V2 x M2

4 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,08 M

V1 x M1

=

V2 x M2

3 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,06 M

V1 x M 1

=

V2 x M2

2 mL x 0,1 M

=

5 mL x M2

M2

=

0,04 M

V1 x M 1

=

V2 x M2

1

=

5 mL x M2

=

0,02 M

M2

mL x 0,1 M

4.2.2 Grafik A. Pengaruh Konsentrasi Na2S2O3 -d[Na2S2O3] Vn = dt 1.

[Na2S2O3]awal

= 0,1 M Vawal

[Na2S2O3]akhir

=

[Na2S2O3]awal x Vakhir 5 mL

=

0,1 M x 10 mL

= d1 =

0,05 M [Na2S2O3]akhir - [Na2S2O3]awal

=

0,05 M - 0,1M

=

-0,05 M -d[Na2S2O3]

V1 = dt -[-0,05] M = 28 detik

2.

=

0,0017 M/detik

[Na2S2O3]awal

=

0,08 M

[Na2S2O3]akhir

=

[Na2S2O3]awal x

Vawal Vakhir 5 mL =

0,08 M x 10 mL

= d2 =

0,04 M [Na2S2O3]akhir - [Na2S2O3]awal

=

0,04 M - 0,08M

=

-0,04 M

-d[Na2S2O3] V2 = dt -[-0,04] M = 32 detik = 3.

[Na2S2O3]awal

0,0012 M/detik

= 0,06 M Vawal

[Na2S2O3]akhir

=

[Na2S2O3]awal x Vakhir 5 mL

=

0,06 M x 10 mL

= d3 =

0,03 M [Na2S2O3]akhir - [Na2S2O3]awal

=

0,03 M - 0,06M

=

-0,03 M -d[Na2S2O3]

V3 = dt -[-0,03] M = 46 detik

4.

=

0,0006 M/detik

[Na2S2O3]awal

=

0,04 M

[Na2S2O3]akhir

=

[Na2S2O3]awal x

Vawal Vakhir 5 mL =

0,04 M x

=

0,02 M

10 mL

d4 =

[Na2S2O3]akhir - [Na2S2O3]awal

=

0,02 M - 0,04M

=

-0,02 M

-d[Na2S2O3] V4 = dt -[-0,02] M = 81 detik

5.

=

0,0002 M/detik

[Na2S2O3]awal

=

0,02 M

[Na2S2O3]akhir

=

[Na2S2O3]awal x

Vawal Vakhir 5 mL =

0,02 M x 10 mL

= d5 =

0,01 M [Na2S2O3]akhir - [Na2S2O3]awal

=

0,01 M - 0,02M

=

-0,01 M

-d[Na2S2O3] V5 = dt -[-0,01] M = 185 detik =

0,00007 M/detik

Tabel.4 Pengaruh Konsentrasi Na2S2O3 No [Na2S2O3] awal V (M/detik) Log Na2S2O3

Log V

Y regresi

1

0,1 M

0.0017

-1

-2.7695

-0,1150

2

0,08 M

0,0012

-1.0969

-2.9208

-0,2014

3

0,06 M

0,0006

-1.2218

-3.2218

-0,2612

4

0,04 M

0,0002

-1.3979

-3.6989

-0,3455

5

0.02 M

0,00007

-1.6989

-4.1549

-0,4897

Grafik 1. Pengaruh Konsentrasi Na2S2O3 0 -2

-1.5

-1

-0.5

-0.5 0 -1

Log V

-1.5 -2 -2.5

y = 2.0570 x - 0.7130 R² = 0.986

-3 -3.5 -4

Log Konsentrasi slope = 2,0570 intercept = -0,7130 Log Ka = intercept Log Ka = -0,713 Ka

= 0,1936

V1 = ka [Na2S2O3]1m 0,0017 = 0,1936 x [0.1]m , ,

= 0,1m

-4.5

0.5

m=

Log 0, 0017⁄0,1936 Log 0,1

,

m=

m = 2,0564 tan α = tan α =

(

, (

) - (-0,1150) ,

) – (-1)

tan α = 0,536 α = 28,19o 1.

a. Log V1 = Log Ka1 + m Log [Na2S2O3]1 -2,7695 = Log Ka1 + 2,0564 x -1 Log Ka1 = -1,7131 Ka1 = 0,1935 b. Log V2 = Log Ka2 + m Log [Na2S2O3]2 -2,9208 = Log Ka2 + 2,0564 x -1,0969 Log Ka2 = -0,6651 Ka2 = 0,2162 c. Log V3 = Log Ka3 + m Log [Na2S2O3]3 -3,2218 = Log Ka3 + 2,0564 x -1,2218 Log Ka3 = -0,7092 Ka3 = 0,1953 d. Log V4 = Log Ka4 + m Log [Na2S2O3]4 -3,6989 = Log Ka4 + 2,0564 x -1,3979 Log Ka4 = -0,8242 Ka4 = 0,1498

e. Log V5 = Log Ka5 + m Log [Na2S2O3]5 -4,1549 = Log Ka5 + 2,0564 x -1,6989 Log Ka5 = -0,6612 Ka5 = 0,2181 2. a. V1 = Ka1 [Na2S2O3]m

d. V4

= Ka4 [Na2S2O3]m

V1 = 0,1935 x (0,1)2,0564

V4

= 0,1498 x (0,04)2,0564

V1 = 0,0016 M/detik

V4

= 0,0001 M/detik

b. V2 = Ka2 [Na2S2O3]m

e. V5

= Ka5 [Na2S2O3]m

V2 = 0,2162 x (0,08)2,0564

V5

= 0,2181 x (0,02)2,0564

V2 = 0,0011 M/detik

V5

= 0,00006 M/detik

c. V3 = Ka3 [Na2S2O3]m V3 = 0,1953 x (0,06)2,0564 V3 = 0,0005 M/detik

A. Pengaruh Konsentrasi H2SO4 -d[H2SO4] Vn = dt 1. [H2SO4]awal

= 0,1 M Vawal

[ H2SO4]akhir

=

[H2SO4]awal x Vakhir 5 mL

=

0,1 M x

=

0,05 M

=

[H2SO4]akhir - [H2SO4]awal

=

0,05 M - 0,1M

=

-0,05 M

10 mL

d1

-d[H2SO4] V1

= dt -[-0,05] M = 29 detik

2.

=

0,0017 M/detik

[H2SO4]awal

=

0,08 M

[ H2SO4]akhir

=

[H2SO4]awal x

Vawal Vakhir 5 mL =

0,08 M x

=

0,04 M

=

[H2SO4]akhir - [H2SO4]awal

=

0,04 M - 0,08M

=

-0,04 M

10 mL

d2

-d[H2SO4] V2

= dt -[-0,04] M = 30 detik =

3.

[H2SO4]awal

0,0013 M/detik

= 0,06 M Vawal

[ H2SO4]akhir

=

[H2SO4]awal x Vakhir 5 mL

=

0,06 M x 10 mL

=

0,03 M

d3

=

[H2SO4]akhir - [H2SO4]awal

=

0,03 M - 0,06M

=

-0,03 M -d[H2SO4]

V3

= dt -[-0,03] M = 40 detik

4.

=

0,0007 M/detik

[H2SO4]awal

=

0,04 M

[ H2SO4]akhir

=

[H2SO4]awal x

Vawal Vakhir 5 mL =

0,04 M x

=

0,02 M

=

[H2SO4]akhir - [H2SO4]awal

=

0,02 M - 0,04M

=

-0,02 M

10 mL

d4

-d[H2SO4] V4

= dt -[-0,02] M = 42 detik

5.

=

0,0004 M/detik

[H2SO4]awal

=

0,02 M

[ H2SO4]akhir

=

[H2SO4]awal x

Vawal Vakhir

5 mL =

0,02 M x

=

0,01 M

=

[H2SO4]akhir - [H2SO4]awal

=

0,01 M - 0,02M

=

-0,01 M

10 mL

d5

-d[H2SO4] V5

= dt -[-0,01] M = 50 detik =

0,0002 M/detik

Tabel.5 Pengaruh Konsentrasi H2SO4 No

[H2SO4]awal

V (M/detik)

Log H2SO4