PENENTUAN ORDE REAKSI DAN TETAPAN LAJU REAKSINi Ketut Meidayanti
Putri, 1108105013Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit
Jimbaran2014
Abstrak
Telah dilakukan praktikum mengenai penentuan orde suatu reaksi
dan penentuan tetapan (k) laju reaksi. Digunakan sampel etilasetat
dengan mengetahui bahwa reaksi penyabunan etilasetat oleh ion
hidroksida dimana larutan NaOH digunakan sebagai titran. Variasi
waktu yang digunakan dalam praktikum ini yaitu pada menit ke-5;
20;50; dan 60 menit serta pemanasan. Dari hasil titrasi didapatkan
volume NaOH pada masing-masing waktu secara berturut-turut yaitu
11,05 mL; 11,65 mL; 12,55 mL; 12,75 mL; dan pemanasan yaitu 17,95
mL. Hasil perhitungan menunjukkan nilai tetapan (k) yang diperoleh
yaitu sebesar 3,8333; 1,11; 0,6340; dan 0,6667 serta pemanasan
yaitu -0,4985 secara berturut-turut sehingga diperoleh nilai k
rata-rata yaitu 1,1491. Selain penentuan nilai k, juga ditentukan
grafik hubungan antara (sebagai ordinat) terhadap waktu ( sebagai
absis) sehingga diperoleh grafik yang linier dengan persamaan garis
y = 21,61x + 965,31 dengan nilai koefisien regresi liniernya
sebesar 0,9734. Berdasarkan reaksi yang terjadi, reaksi ini
merupakan reaksi orde dua.Keywords : Laju reaksi, orde reaksi,
tetapan (k), titrasi, waktu, persamaan garis.
PENDAHULUANKinetika kimia disebut juga dinamika kimia, karena
adanya gerakkan molekul, elemen atau ion dalam mekanisme reaksi dan
laju reaksi sebagai fungsi waktu. Mekanisme reaksi dapat diramalkan
dengan bantuan pengamatan dan pengukuran besaran termodinamika
suatu reaksi, dengan mengamati arah jalannya reaktan maupun produk
suatu system (Siregar, 2008).Reaksi kimia adalah proses berubahnya
pereaksi menjadi hasilreaksi. Proses itu ada yang lambat dan ada
yang cepat.Contohnya bensin terbakar lebih cepat dibandingkan
dengan minyak tanah. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat,
seperti membakar dinamit yang menghasilkan ledakan, dan yang sangat
lambat adalah seperti proses berkaratnya besi. Pembahasan tentang
kecepatan (laju) reaksi disebut kinetika kimia. Dalam kinetika
kimia ini dikemukakan cara menentukan laju reaksi dan faktor apa
yang mempengaruhinya (Syukri,1999).Cabang ilmu kimia yang khusus
mempelajari tentang laju reaksi disebut kinetika kimia. Tujuan
utama kinetika kimia ialah menjelaskan bagaimana laju bergantung
pada konsentrasi reaktan dan mengetahui mekanisme suatu reaksi
berdasarkan pengetahuan tentang laju reaksi yang diperoleh dari
eksperimen (Oxtoby, 2001).Laju reaksi didefinisikan sebagai
perubahan konsentrasi persatuan waktu. Satuan yang umum adalah
mol/dm-3-i. Umumnya laju reaksi meningkat dengan meningkatnya
konsentrasi dan dapat dinyatakan sebagaiLaju = k f (C1, C2, .,
Ci)Di mana k adalah konstanta laju, juga disebut konstanta laju
spesifik atau konstanta kecepaan, C1, C2, adalah konsentrasi dari
reaktan-reakan dan produk-produk (Dogra, 1990).Laju reaksi kimia
terlihat dari perubahan konsentrasi molekul reaktan atau
konsentrasi molekul produk terhadap waktu. Laju reaksi tidak tetap
melainkan berubah terus-menerus seiring dengan perubahan
konsentrasi (Chang, 2005).Pengetahuan tentang faktor yang
mempengaruhi laju reaksi berguna dalam mengontrol kecepatan reaksi
berlangsung cepat, seperti pembuatan amoniak dari nitrogen dan
hidrogen, atau dalam pabrik menghasilkan zat tertentu. Akan tetapi
kadangkala kita ingin memperlambat laju reaksi, seperti mengatasi
berkaratnya besi, memperlambat pembusukan makanan oleh bakteri, dan
sebagainya (Syukri, 1999). Berikut ini adalah factor-faktor yang
mempengaruhi laju reaksi: KonsentrasiKecepatan reaksi bergantung
pada banyak factor. Konsentrasi reaktan memainkan peran penting
dalam mempercepat atau memperlambat rekasi tertentu. Konsentrasi
mempengaruhi laju reaksi karena banyaknya partikel memungkinkan
lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak
tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. SuhuKenaikan suhu
dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu, energy
kinetic partikel zat-zat meningkat sehinga memungkinkan semakin
banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Berdasarkan
teori tumbukan, reaksi terjadi bila molekul bertumbukan dengan
energy yang cukup besar, disebut energy aktivasi. Untuk memutus
ikatan dan mengawali reaksi, konsatanta laju dan energy aktivasi
dihubungkan oleh persamaan Arrhenius.k = Ae-Ea/RTketerangan: Ea =
energy aktivasi T= suhu mutlak A= frekuensi tumbukan Luas
PermukaanLuas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas
permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan
dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan
perubahan. Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran
partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat. KatalisKatalis ialah
zat yang mengambil bagian dalamn reaksi kimia dan mempercepatnya,
tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen.
Jadi, katalis tidak muncul dalam laju persamaan kimia balans secara
keseluruhan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju,
memodifikasi dan mempercepat lintasan yang ada. Katalis menimbulkan
efek yang nyata pada laju reaksi, meskipun dengan jumlah yang
sangat sedikit. Dalam kimia industry, banyak upaya untuk menemukan
katalis yang akan mempercepat reaksi tertentu tanpa meningkatkan
timbulnya produk yang tidak diinginkan (Oxtoby, 2001). Efek
pelarutPengaruh pelarut terhadap laju penguraian obat merupakan
suatu topic terpenting untuk ahli farmasi. Walau efek-efek tersebut
rumit dan generalisasi tidak dapat dilaksanakan. Tampak reaksi
nonelektrolik dihubungkan dengan tekanan dalam relative atau
parameter kelarutan dari pelarut dan zat terlarut. (Martin,
1993)Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi
setiap orang yang berkaitanKefarmasiaan, mulai dari pengusaha obat
sampai ke pasien. Pengusaha obat harus dengan jelas menunjukkan
bahwa bentuk obat atau sediaan yang dihasilkannya cukup stabil
sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu yang cukup lama, dimana
obat tidak berubah menjadi zat tidak berkhasiat atau racun, ahli
farmasi harus mengetahui kestabilan potensial dari obat yang
dibuatnya. Dokter dan pasien harus diyakinkan bahwa obat yang
ditulis atau digunakannya akan sampai pada tempat pengobatan dalam
konsentrasi yang cukup untuk mencapai efek pengobatan yang
diinginkan. Ada beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan
dimasukkan dalam rantai peristiwa ini yaitu: kestabilan dan tak
tercampurkan, disolusi, proses absorbs,distribusi dan eliminasi,
dan kerja obat pada tingkat molekuler obat (Martin, 1993).Orde
reaksi dapat ditentukan dengan beberapa metode,1. Metode substansi.
Data yang terkumpul dari hasil pengamatan jalannya suatu reaksi
disubtitusikan ke dalam bentuk integral dari persamaan berbagai
orde reaksi. Jika persamaan itu menghasilkan menghasilkan harga K
yang tetap konstan dalam batas-batas variasi percobaan, maka reaksi
dianggap berjalan sesuai dengan orde tersebut.2. Metode grafik.
Plot data dalam bentuk grafik dapat digunakan untuk mengetahui orde
reaksi tersebut. Jika konsentrasi diplot terhadap t dan didapatkan
garis lurus, reaksi adalah orde nol. Reaksi dikatakan orde pertama
bila log (a-x) terhadap t menghasilkan garis lurus. Suatu reaksi
orde-kedua akan memberikan garis lurus bila 1/(a-x) diplot terhadap
t (jika konsentrasi mula-mula sama). Jika plot 1/(a-x)2terhadap t
menghasilkan garis lurus dengan seluruh reaktan sama konsentrasi
mula-mulanya, reaksi adalah orde-ketiga.3. Metode waktu-paruh. Dal
reaksi orde, waktu paruh sebanding dengan konsentrasi awal a, waktu
paruh reaksi orde-pertama tidak bergantung pada a, waktu paruh
untuk reaksi orde-kedua, dimana a=b sebanding dengan 1/a dari dalam
reaksi orde-ketiga, dimana a=b=c, sebanding dengan 1/a2. (Martin,
1993)Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu obat untuk
terurai setengahnya dari konsentrasi mula-mula. Obat yang sama
dapat menunjukkan orde penguraian yang berbeda pada konsidi yang
berbeda. Walaupun penguraian hidrogen peroksida, misalnya dengan
katalis ion iodine adalah sau orde pertama, telah ditemukan bahwa
penguraian larutan yang distabilkan dengan berbagai pereaksi dapat
menjadi orde-nol. Dalam hal ini, di mana reaksi tidak tergantung
pada konsentrasi obat, penguraia mungkin akibat kontak dengan
dinding wadah atau berbagai faktor luar lainnya (Martin, 1993).
Tujuan dari mempelajari laju reaksi adalah untuk dapat memprediksi
laju suatu reaksi. Hal tersebut dapat dilakukan dengan hitungan
matematis melalui hukum laju. Sebagai contoh, pada reaksi:a A + b B
c C + d DDimana A dan B adalah pereaksi, C dan D adalah produk dan
a,b,c,d adalah koefisien penyetaraan reaksi, maka hukum lajunya
dapat dituliskan sebagai berikut:Laju reaksi = k [A]m [B]n dengan,
k = tetapan laju, dipengaruhi suhu dan katalis (jika ada)m = orde
(tingkat) reaksi terhadap pereaksi An = orde (tingkat) reaksi
terhadap pereaksi B[A], [B] = konsentrasi dalam molaritas.Pangkat m
dan n ditentukan dari data eksperimen, biasanya harganya kecil dan
tidak selalu sama dengan koefisien a dan b. Semakin besar harga k
reaksi akan berlangsung lebih cepat. Kenaikan suhu dan penggunaan
katalis umumnya memperbesar harga k. Secara formal hukum laju
adalah persamaan yang menyatakan laju reaksi v sebagai fungsi dari
konsentrasi semua komponen spesies yang menentukan laju
reaksi.BAHAN DAN METODEPeralatanAdapun peralatan yang digunakan
dalam percobaan ini adalah labu volumetris 250 mL, pipet volume 1
mL ; 10 mL dan 20 mL, labu erlenmeyer bertutup 250 mL dan 100 mL,
labu erlenmeyer 250 mL, buret 10 mL, botol semprot, pipet tetes dan
stopwatch.BahanBahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu
Etil asetat p.a, larutan NaOH 0,02 M, larutan HCl 0,02 M, ndikator
fenolftalein, dan akuades.Cara KerjaSebanyak 0,5 mL larutan etil
asetat 10,165 M dipipet ke dalam labu volumetris 250 mL lalu
diencerkan sampai tanda batas untuk mendapatkan larutan etil asetat
dengan konsentrasi 0,02 M sebanyak 250 mL. Larutan NaOH dengan
konsentrasi tepat 0,02 M disediakan sebanyak 200 mL dan Larutan HCl
dengan konsentrasi tepat 0,02 M disediakan sebanyak 150 mL. Dengan
menggunakan pipet, sebanyak 100 mL larutan NaOH 0,02 M dan 100 mL
etil asetat 0,02 M dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer bertutup.
Sementara itu sebanyak 20 mL larutan HCl 0,02 M dipipet ke dalam
masing-masing 5 buah labu erlenmeyer lainnya. Selanjutnya larutan
etil asetat ditambahkan dengan cepat ke dalam larutan NaOH dan
dikocok dengan baik. Pada saat kedua larutan tersebut bercampur,
stopwatch dijalankan. Lima menit setelah reaksi dimulai, 10 mL dari
campuran reaksi dipipet dan dimasukkan ke dalam salah satu labu
yang berisi 10 mL larutan HCl itu dan diaduk dengan baik. Kelebihan
HCl segera dititrasi secepat mungkin dengan larutan standar NaOH
0,02 M. Pengerjaan dilakukan pada waktu 5, 20, 50 dan 60 menit
setelah waktu reaksi. Sisa campuran reaksi dalam erlenmeyer
bertutup dipanaskan hingga mendidih untuk mempercepat reaksi.
Konsentrasi OH kemudian ditentukan dengan cara yang sama seperti
sebelumnya. HASIL DAN PEMBAHASANReaksi kimia adalah proses
berubahnya pereaksi menjadi hasilreaksi. Proses itu ada yang lambat
dan ada yang cepat. Pembahasan tentang kecepatan (laju) reaksi
disebut kinetika kimia. Dalam kinetika kimia ini dikemukakan cara
menentukan laju reaksi dan faktor apa yang mempengaruhinya.Kinetika
reaksi menggambarkan suatu study secara kuantitatif tenang
Perubahan-perubahan kadar terhadap waktu oleh reaksi kimia.
Kecepatan reaksi di tentukan oleh kecepatan terbentuknya zat hasil,
dan kecepatan pengurangan reaktan. Tetapan kecepatan (K) adalah
vaktor pembanding yang menunjukkan hubungan anntara kecepatan
reaksi dengan konsentrasi reaktan.Percobaan penetapan orde reaksi
dan tetapan laju reaksi ini bertujuan untuk mengetahui orde reaksi
dan tetapan laju reaksi yang terjadi pada reaksi penyabuan antara
etil asetat (C2H5COOH) dengan ion hidroksida (OH-). Adapun reaksi
yang terjadi adalah:CH3COOC2H5 + OH- CH3COO- + C2H5OHDari reaksi
diatas, dapat diketahui bahwa reaksi yang terlibat adalah reaksi
orde 2. Sedangkan untuk mengetahui tetapan laju reaksi pada reaksi
penyabunan tersebut, dilakukan percobaan dengan menggunakan metode
titrasi. Sebelum dilakukan percobaan, terlebih dahulu dibuat
larutan etil asetat dengan cara mengencerkan sebanyak 0,5 mL etil
asetat dalam labu ukur 250 mL sampai tanda batas, sehingga
diperoleh larutan etil asetat 0,02 M. Selain larutan etil asetat
0,02 M, juga digunakan larutan NaOH 0,02 M serta larutan HCl 0,02
M. Adapun dalam percobaan ini, konsentrasi awal etil asetat dengan
konsentrasi awal NaOH sama (a = b). Dalam percobaan ini reaksi yang
akan diamati adalah reaksi penyabunan etil asetat oleh ion
hidroksida. Mula-mula larutan etil asetat 0,02 M direaksikan dengan
larutan NaOH 0,02 M masing-masing sebanyak 50 mL. Larutan etil
asetat dibiarkan bereaksi dengan larutan NaOH, setelah 5 menit
campuran larutan direaksikan dengan 10 mL HCL hal itu dilakukan
juga selama selang waktu 5 menit, 20 menit, 50 menit, 60 menit dan
60 menit dengan pemanasan. Selama selang waktu tersebut, etil
asetat akan bereaksi dengan NaOH, dan selanjutnya setelah selang
waktu yang ditentukan, NaOH yang tersisa dalam campuran direaksikan
dengan larutan HCl 0,02 M. Setelah sisa NaOH dalam campuran
dinetralkan oleh larutan HCl, maka kelebihan HCl dititrasi dengan
menngunakan basa kuat yaitu larutan NaOH 0,02. Larutan NaOH
bertindak sebagai titran, sedangkan campuran yang mengandung sisa
HCl sebagai titrat. Dalam proses titrasi ditambahkan indikator
fenolftalein yang berguna untuk mendeteksi titik akhir titrasi,
dimana akan terjadi perubahan warna dari bening menjadi merah
muda.Pada pemanasan pada campuran etil asetat-NaOH setelah selang
waktu 60 menit untuk waktu tak terhingga. Proses pemanasan ini
bertujuan untuk mempercepat reaksi sehingga reaksi penyabunan cepat
selesai dan mengetahui konsentrasi awal etil asetat dalam campuran.
Etil asetat memiliki sifat yang mudah menguap, sehingga proses
titrasi harus dilakukan secepat mungkin. Demikian pula saat proses
memipet maupun saat mereaksikan larutan tersebut harus dilakukan
secepat mungkin agar tidak terjadi penguapan yang dapat menurunkan
volume etil asetat.Dari proses titrasi diperoleh volume larutan
NaOH 0,02 M yang diperlukan untuk menetralkan sisa HCl dalam
campuran. Adapun volume NaOH yang diperlukan untuk menetralkan sisa
HCl selama selang waktu reaksi 5 menit, 20 menit, 50 menit, 60
menit, serta setelah pemanasan (waktu tak terhingga) secara
berturut-turut adalah 11,05 mL ; 11,65 mL ; 12,55 mL ; 12,75mL.
Sedangkan untuk pencampuran HCL 10 mL pada menit ke-60 dan
pemanasan volume NaOH yang digunakan adalah 17,95 mL. Kondisi ini
menunjukkan bahwa semakin banyak sisa asam (HCl) dalam campuran
maka volume NaOH yang diperlukan untuk menetralkan asam tersebut
juga semakin banyak, demikian pula sebaliknya.
Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan data yang telah
diperoleh, maka diketahui bahwa konsentrasi etil asetat mula-mula
yang akan bereaksi dengan NaOH adalah sebesar 0,01 M. Nilai ini
merupakan nilai a yang akan digunakan dalam perhitungan
selanjutnya, dimana nilai a = b. Dari perhitungan selanjutnya,
diperoleh nilai x (konsentrasi OH- bereaksi) selama selang waktu
yang ditentukan yaitu berturut-turut sebesar 0,0092 M ; 0,0093 M ;
0,0095 M ; 0,0096 M dan 0,01059 M (untuk yang pemanasan). Dari
nilai x ini dapat dihitung tetapan laju reaksi (k) yang merupakan
jumlah molar (M) konsentrasi ion OH yang bereaksi pada waktu t.
Adapun nilai tetapan k ini dihitung dengan menggunakan persamaan :k
=
Dari persamaan ini diperoleh nilai tetapan k untuk waktu 5; 20;
50; 60 dan pemanasan menit secara berturut-turut adalah sebesar
3,8333 ; 1,11 ; 0,6340; 0,6667 dan -0,4985 mol -1 L s-1. Sehingga
diperoleh nilai tetapan k rata-rata sebesar 1,1491 mol -1 L s-1.
Dari perhitungan, juga diperoleh harga yang nantinya dipergunakan
untuk membuat grafik hubungan antara (sebagai ordinat) terhadap
waktu (sebagai absis).Dari kurva yang diperoleh didapatkan bahwa
garis yang terbentuk adalah linier, adapun grafik yang terbentuk
sebagai berikut :
SIMPULANSimpulan Adapun beberapa hal yang dapat disimpulkan dari
percobaan ini diantaranya reaksi penyabuan antara etil asetat
(C2H5COOH) dengan ion hidroksida (OH-) mengikuti orde reaksi dua,
untuk mengetahui tetapan laju reaksi pada reaksi penyabunan
tersebut, dilakukan percobaan dengan menggunakan metode titrasi,
semakin banyak sisa asam (HCl) dalam campuran maka volume NaOH yang
diperlukan untuk menetralkan asam tersebut juga semakin banyak,
demikian pula sebaliknya, fungsi penambahan HCl yaitu untuk
menghentikan reaksi dari basanya dan untuk menetralkan basanya,
faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah luas permukaan,
konsentrasi, temperatur, waktu dan teori tumbukan, nilai x
(konsentrasi OH- bereaksi) selama selang waktu yang ditentukan
yaitu berturut-turut sebesar 0,0092 M ; 0,0093 M ; 0,0095 M ;
0,0096 M ; dan 0,01059 M (untuk pemanasan), nilai tetapan k untuk
waktu 5; 20; 50; dan 60 menit adalah 3,8333 ; 1,11 ; 0,6340 ;
0,6667 dan pemanasan sebesar -0,4985 mol -1 L s-1. Sehingga
diperoleh nilai tetapan k rata-rata sebesar 1,1491 mol -1 L s-1,
dari kurva yang diperoleh didapatkan bahwa garis yang terbentuk
adalah linier.SaranDapat dilakukan dengan variasi waktu yang
berbeda atau dengan jenis larutan yang lainnya sehingga dapat
mengetahui orde reaksi dan laju pada lain jenis larutan dan variasi
waktu yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKAAchmad, Hiskia .2001. Elektro Kimia dan Kinetika
Kimia . PT. Citra Aditya Bakti: Bandung.Anonim, 2013.Penuntun
Praktikum Farmasi Fisika I. Universitas Muslim Indonesi:
MakassarBird, Tony. 1993. Kimia Fisika untuk Universitas. Gramedia:
Jakarta.Chang,Raymond.2005.Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti edisi
ketiga jilid 2.Erlangga :JakartaDitjen POM. 1979.Farmakope
Indonesia Edisi III. Departemen Kesehatan RI: JakartaDogra, S.K
danS.Dogra.1990.Kimia Fisik dan soal-soal.Jakarta: Universitas
IndonesiaKarlohadiprodjo, Irma. 1990. Kimia Fisik Jilid 1, Edisi
Keempat. Penerbit Erlangga: Jakarta.Keenan, CW.1991. Ilmu Kimia
Untuk Universitas Jilid 1, edisi keenam. Penerbit Erlangga:
Jakarta.Martin, Alfred, dkk, 1993,Farmasi Fisik.Dasar-dasar Farmasi
Fisik Dalam Ilmu Farmasetik,Universitas Indonesia Press,
JakartaOxtoby,dkk.2001.Prinsip-prinsip Kimia Modern edisi keempat
jilid 1.Jakarta: ErlanggaSiregar, Tirena Bahnur. 2008.Kinetika
Kimia Reaksi Elementer. Medan. Usu press.Syukri S, 1999.Kimia Dasar
jilid 2. ITB, Bandung.Tim Laboratorium Kimia Fisika. 2014. Penuntun
Praktikum Kimia Fisika II. Jurusan Kimia F.MIPA Universitas Udayana
:Bukit Jimbaran.www.chemistry.org//Orde reaksi dan persamaan laju
reaksiwww.google.com//Jurnal Laju Reaksi Penyusun:Dra. Utiya
Azizah, M.Pd.
