...

perc. 5 LAJU REAKSI.docx

by arum-priharyati

on

Report

Category:

Documents

Download: 0

Comment: 0

15

views

Comments

Description

Download perc. 5 LAJU REAKSI.docx

Transcript

81 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada dasarnya reaksi kimia berlangsung dengan laju atau kecepatan yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung seketika, seperti bom atau petasan yang meledak, ada juga reaksi yang berlangsung sangat lambat, seperti perkaratan besi atau fosilasi sisa organisme. Selain itu, laju reaksi kimia ternyata dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti temperatur, konsentrasi, luas permukaan, katalisator, tekanan, dan volume. Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satuan waktu. Satuan waktu tersebut dapat berupa detik, menit, jam, hari, bulan, ataupun tahun. Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksinya akan semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau terbentuknya produk. Setiap pereaksi disertai suatu perubahan fisis yang diamati, seperti pembentukan endapan, gas, atau perubahan warna. Kelajuan atau laju reaksi dapat dipelajari dengan mengukur salah satu atau dari perubahan tersebut. Bagi reaksi yang menghasilkan gas seperti reaksi magnesium dengan asam klorida, maka kelajuan reaksinya dapat dipelajari dengan mengukur volume gas yang dihasilkan. Bagi reaksi yang disertai dengan perubahan warna, maka laju reaksinya dapat ditentukan dengan mengukur perubahan intensitas warnanya. Bagi reaksi yang menghasilkan endapan, maka laju reaksinya dapat ditentukan dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk membentuk sejumlah endapan. Laju reaksi kimia sangat berkaitan erat dengan kinetika kimia. Kinetika kimia menjelaskan bagaimana reaksi terjadi dengan mengkaji laju dan mekanismenya. Ahli kimia menggunakan kinetika sebagai piranti untuk 82 memahami aspek-aspek fundamental mekanisme reaksi. Ahli kimia terapan menggunakan kinetika untuk menemukan cara yang lebih baik dalam pencapaian reaksi kimia yang diinginkan. Insinyur kimia menggunakan kinetika untuk perancangan reaktor dalam reaksi kimia. Berdasarkan hal-hal tersebut dan mengingat bahwa laju reaksi merupakan konsep penting dari kinetika kimia dan sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari sehingga untuk lebih memahami mengenai laju reaksi maka dilakukan percobaan “Laju Reaksi” ini. 1.2 Tujuan Percobaan a. Menentukan laju reaksi atau persamaan laju suatu reaksi b. Mengetahui pengaruh suhu pada laju reaksi suatu reaksi kimia c. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi 83 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 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 reaksi fase gas, satuan tekanan atmosfer, milimeter merkurium, atau pascal, dapat digunakan sebagai ganti konsentrasi. Satuan waktu dapat detik, menit, jam, hari, atau bahkan tahun, bergantung apakah reaksi itu cepat ataukah lambat.(Keenaan, 1984) Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi diantaranya yaitu sebagai berikut: 1. Sifat Dasar Pereaksi Zat-zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan kimia. Molekul hidrogen dan fluor bereaksi secara meledak, bahkan pada temperatur kamar, dengan menghasilkan molekul hidrogen fluorida. H 2 + F 2 ÷ 2HF (sangat cepat pada temperatur kamar) Pada kondisi serupa, molekul hidrogen dan oksigen bereaksi begitu lambat, sehingga tak nampak sesuatu perubahan kimia: 2H 2 + O 2 ÷ 2H 2 O (sangat lambat pada temperatur kamar) Nikel dan besi berkarat dalam atmosfer dengan laju yang berlainan, bahkan bila temperatur dan konsentrasi sama untuk keduanya. Dalam waktu yang relatif singkat, besi oksida (karat) akan nampak pada besi, tetapi permukaan nikel nampaknya tak berubah. Natrium bereaksi sangat cepat dengan air pada temperatur kamar, tetapi bereaksi lebih lambat dengan metil alkohol dan etil alkohol. Masing-masing reaksi tersbeut bersifat sertamerta, artinya perubahan energi bebasnya, AG, negatif. Selisih kereaktifan dapat 84 diterangkan dengan perbedaan struktur yang berlainan dari atom dan molekul bahan yang bereaksi. Jika suatu reaksi melibatkan dua spesi molekul dengan atom yang sudah terikat oleh ikatan kovalen yang kuat, tabrakan antara molekul-molekul ini pada temperatur biasa mungkin tak menyediakan cukup energi untuk memutuskan ikatan-ikatan ini. Misalnya, dalam reaksi H 2 dan O 2 masing-masing ialah 436,0 kJ/mol dan 498,3 kJ/mol. Harga-harga yang tinggi ini menyatakan bahwa ikatan kovalen ini sangat kuat. Sebaliknya, energi disosiasi ikatan untuk F 2 ialah 157 kJ/mol kurang dari sepertiga dari energi untuk O 2 . Selisih energi disosiasi ikatan ini membantu menjelaskan mengapa H 2 dan F 2 bereaksi lebih cepat daripada H 2 dan O 2 pada temperatur kamar. Selama perubahan kimia, perlulah bagi molekul-molekul yang bereaksi untuk bertabrakan ketika mereka bergerak kian-kemari secara acak untuk membentuk kompleks teraktifkan atau keadaan transisi, energi ini disebut energi pengaktifan.(Oxtoby, 2001) 2. Temperatur Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Biasanya kenaikan sebesar 10 o C akan melipatkan dua atau tiga laju suatu reaksi antara molekul-molekul. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul-molekul bergerak kian-kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya bertabrakan satu sama lain lebih sering. Tetapi, ini belum menjelaskan seluruhnya, kecuali bila energi pengaktifan praktis nol. Dengan naiknya temperatur, bukan hanya molekul- molekul lebih sering bertabrakan, tetapi mereka juga bertabrakan dengan dampak (benturan) yang lebih besar, karena mereka bergerak lebih cepat. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena makin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenaya memiliki energi cukup untuk bereaksi. 85 3. Katalis Sebuah katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanen. Proses ini disebut katalisis. Suatu katalis diduga mempengaruhi kecepatan reaksi dengan salah satu jalan: a. Pembentukan Senyawa Antara Dirujuk analogi mekanis yang dilukiskan dalam Gambar 1. Bola akan menggelinding ke kaki bukit jika mula-mula didorong ke atas tanggul. Jika tanggul itu sangat tinggi relatif terhadap lekukan, mungkin diinginkan untuk mula-mula merendahkan tanggul itu atau barier energi dengan memotong puncaknya. Dalam reaksi-reaksi kimia yang mempunyai energi pengaktifan yang besar, dapatlah pereaksi- perekasi itu diangkat melewati barier energi dengan menaikkan temperatur. Namun seringkali tak diinginkan melakukan suatu reaksi pada temperatur tinggi, karena produk-produk reaksi mungkin tak stabil atau karena mungkin pereaksi itu lebih cepat terbentuk kembali pada temperatur tinggi, oleh karenanya rendemen produk yang diinginkan menjadi berkurang. Suatu pendekatan lain ialah mencari cara menurunkan barier energi, yakni menyediakan suatu jalan dengan energi pengaktifan yang lebih rendah sehingga molekul yang energinya tidak tinggi dapat bereaksi. Bagaimana jalan reaksi dapat diubah? Salah satu cara adalah mencari suatu zat, yakni katalis yang dapat bereaksi baik dengan molekul miskin energi maupun molekul kaya energi untuk membentuk suatu senyawa antara, yang kemudian bereaksi membentuk zat yang diinginkan.(Nana,2007) 86 Gambar 1 : Jalan Benda Perhatikan reaksi umum A + B ÷ AB, dengan C menyatakan katalisnya, seperti yang dilukiskan dalam Gambar berikut. Perhatikan bahwa C tidak mengalami perubahan kimia yang permanen, sekali telah dipisahkan dari produk reaksi itu, zat ini dapat digunakan berulang-ulang. Banyak reaksi kimia yang diketahui mengikuti jalan semacam itu bila digunakan katalis. Satu contoh semcam itu adalah reaksi fase Energi pengaktifan Energi terbebaskan netto 87 gas antara belerang dioksida, SO 2 dan oksigen untuk menghasilkan belerang trioksida, SO 3 . b. Adsorpsi Banyak zat padat yang bertindak sebagai katalis, dapat mengikat cukup banyak kuantitas gas dan cairan pada permukaan mereka berdasarkan adsorpsi. Nikel yang dibubuk halus dan platinum dikenal akan kemampuannya mengadsorpsi sejumlah besar aneka ragam gas. Molekul yang teradsorpsi seringkali lebih reaktif daripada molekul yang tak teradsorpsi. Dalam beberapa hal naiknya kereaktifan ini dapat disebabkan oleh naiknya konsentrasi molekul yang teradsorpsi; mereka berjejalan pada permukaan zat padat itu, sedangkan dalam keadaan gas mereka terpisah jauh satu sama lain. Dalam hal-hal lain, gaya-gaya tarik antara molekul zat padat dan molekul gas atau cairan yang teradsorpsi mengakibatkan molekul yang teradsorpsi menjadi aktif secara kimiawi. Ini menyebabkan reaksi antara molekul A dan B yang berlangsung pada permukaan zat padat lebih cepat daripada jika katalis itu tidak ada. Katalis tidak boleh mengadsorpsi hasil reaksi dengan terlalu kuat. Ketika reaksi berlangsung, produk meninggalkan permukaan dan ada lagi pereaksi yang teradsorpsi. Jadi permukaan itu digunakan berkali-kali.(Hadyana,1980) 4. Konsentrasi Jika konsentrasi suatu zat semakin besar maka laju reaksinya semakin besar pula dan sebaliknya, jika konsentrasi semakin kecil maka laju reaksinya semakin kecil pula.(Keenaan, 1984) Seperti disebut sebelumnya, laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Perhatikan reaksi umum berikut: A ÷ B + C Konsentrasi A pada waktu t 1 dinyatakan sebagai |A 1 | dan konsentrasi pada t 2 sebagai |A 2 |, dengan tanda kurung siku berarti 88 konsentrasi dalam mol/liter. Laju rata-rata berkurangnya konsentrasi A dinyatakan sebagai Laju rata-rata berkurangnya |A| = | | | | | | Δt A Δ t t A A 1 2 1 2 = ÷ ÷ Laju rata-rata bertambahnya konsentrasi B dan C dinyatakan sebagai Laju rata-rata bertambahnya |B| = | | | | | | | | | | Δt C Δ Δt B Δ t t C C t t B B 1 2 1 2 1 2 1 2 = = ÷ ÷ = ÷ ÷ Dalam pernyataan untuk laju rata-rata berkurangnya |A|, kuantitas (A|A| / At) adalah negatif karena |A 1 | lebih besar |A 2 |. Karena laju dinyatakan sebagai berharga positif menurut perjanjian, maka ditaruh tanda minus di depan kuantitas ini sehingga -(-) = +. Hubungan satu sama lain ketiga rumus itu adalah | | | | | | Δt C Δ Δt B Δ Δt A Δ = = | . | \ | ÷ 5. Luas Permukaan Reaksi yang berlangsung dalam sistem homogen sangat berbeda dengan reaksi yang berlangsung dalam sistem heterogen. Pada reaksi yang homogen, campuran zatnya bercampur seluruhnya, hal ini dapat mempercepat berlangsungnya reaksi kimia karena molekul-molekul ini dapat bersentuhan satu sama lainnya. Dalam sistem heterogen, reaksi hanya berlangsung pada bidang-bidang perbatasan dan pada bidang-bidang yang bersentuhan dari kedua fase.(Sutresna, 2007) Reaksi kimia dapat berlangsung jika molekul-molekul, atom-atom, atau ion-ion dari zat-zat yang bereaksi terlebih dulu bertumbukan. Makin halus suatu zat, maka makin luas permukaannya sehingga makin besar kemungkinan bereaksi dan makin cepat reaksi itu berlangsung. Persamaan Laju Reaksi 1. Bentuk Persamaan Laju Reaski Bentuk persamaan laju reaksi dinyatakan sebagai berikut Reaksi : mA + nB ÷ pC + qD 89 Persamaan laju : v = k|A| x |B| y dengan, k = tetapan jenis reaksi x = orde reaksi terhadap pereaksi A y = orde reaksi terhadap pereaksi B Tetapan jenis reaksi (k) adalah suatu tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi, suhu, dan katalis. Pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju reaksi disebut orde atau tingkat reaksi. Orde reaksi biasanya adalah suatu bilangan bulat positif sederhana, tetapi ada juga yang bernilai 0, 2 1 , atau suatu bilangan negatif, misalnya -1. 2. Makna Orde Reaksi Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi pada laju reaksi. a. Orde Nol Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya jika perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi. Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu, perubahan konsentrasi pereaksi itu tidak mempengaruhi laju reaksi. b. Orde Satu Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi itu. Jika konsentrasi pereaksi itu dilipat-tigakan maka laju reaksi akan menjadi 3 1 atau 3 kali lebih besar. c. Orde Dua Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Apabila konsentrasi zat itu dilipat-tigakan, maka laju pereaksi akan menjadi 3 2 atau 9 kali lebih besar. 90 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat-alat - 3 buah beker gelas - Gelas kimia - Gelas ukur - Stopwatch - Termometer - Pipet tetes - Hot plate - Elenmeyer - Penjepit tabung 3.1.2 Bahan-bahan - 10 ml Larutan Na 2 S 2 O 3 0,1 M - 10 ml Larutan Na 2 S 2 O 3 0,2 M - 10 ml Larutan HCl 1 M - 10 ml Larutan HCl 2 M - Kertas - Tissue - Pulpen 3.2 Prosedur Percobaan 3.2.1 Pengaruh konsentrasi pada laju reaksi - Dipotong kertas persegi sesuai dengan diameter gelas kimia yang digunakan. - Diberi tanda silang dengan pena pada kertas tersebut. - Diambil larutan HCl 1 M dengan pipet tetes dan dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga volumenya 10 ml. - Diambil larutan Na 2 S 2 O 3 0,1 M dengan pipet tetes dan dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga volumenya 10 ml. 91 - Diambil gelas kimia dan diletakkan di atas kertas yang telah diberi tanda silang. - Dimasukkan larutan Na 2 S 2 O 3 tersebut ke dalam gelas kimia dan kemudian dimasukkan juga larutan HCl yang telah diukur sebelumnya. - Dicatat waktu yang diperlukan sejak penambahan larutan HCl hingga tanda silang tidak terlihat lagi dari atas dengan menggunakan stopwatch. - Diulangi langkah ketiga sampai ketujuh untuk konsentrasi larutan 10 ml HCl 1 M ÷ 10 ml Na 2 S 2 O 3 0,2 M dan HCl 2 M ÷ Na 2 S 2 O 3 0,2 M. 3.2.2 Pengaruh suhu pada laju reaksi - Dipotong kertas persegi sesuai dengan diameter gelas kimia yang digunakan. - Diberi tanda silang dengan pena pada kertas tersebut. - Diambil larutan HCl 1 M dengan pipet tetes dan dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga volumenya 10 ml. - Diambil larutan Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan pipet tetes dan dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga volumenya 10 ml. - Dimasukkan larutan Na 2 S 2 O 3 tersebut ke dalam gelas kimia dan dipanaskan dengan menggunakan hot plate sampai suhunya 28 o C atau suhu ruangan (digunakan termometer). - Diletakkan gelas kimia yang berisi larutan Na 2 S 2 O 3 di atas kertas yang telah diberi tanda silang. - Dimasukkan larutan HCl ke dalam gelas kimia tersebut. - Dicatat waktu yang diperlukan sejak penambahan larutan HCl hingga tanda silang tidak terlihat lagi dari atas dengan menggunakan stopwatch. - Diulangi langkah ketiga sampai kedelapan untuk konsentrasi larutan 10 ml HCl 1 M ÷ 10 ml Na 2 S 2 O 3 0,2 M hingga suhu 60 o C. 92 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengamatan 4.1.1. Pengaruh Konsentrasi pada Laju reaksi [Hcl] [Na₂S₂O₃] T V 1 M 0,1 M 106 s 0,0094 1 M 0,2 M 39,58 s 0,025 2 M 0,2 M 31,79 s 0,031 4.1.2. Pengaruh Suhu pada Laju Reaksi [Hcl] [Na₂S₂O₃] T t 1 M 0,2 M 28° C 55,613 1 M 0,2 M 60° C 27,16 4.2. Reaksi Reaksi yang terjadi dari pencampuran larutan Na 2 S 2 O 3 dan HCl adalah: Na 2 S 2 O 3(aq) + 2HCl (aq) ÷ 2NaCl (aq) + H 2 O (l) + S (s) + SO 2(g) 4.3. Perhitungan 4.3.1. Pengaruh Konsentrasi pada Laju Reaksi Persamaan laju reaksi ÷ v = k|HCl| m |Na 2 S 2 O 3 | n a. Orde reaksi terhadap Na 2 S 2 O 3 ditentukan dari percobaan 1 dan 2 93 | | | | | | | | | | | | | | | | 0,71 m 0,42 0,3 m 2,66 log 2 log m 2 2,66 1 0,1 k 1 0,2 k 0,0094 0,025 HCl O S Na k HCl O S Na k v v m n 1 m 1 n 2 m 2 n 1 m 1 3 2 2 n 2 m 2 3 2 2 1 2 = = = = = = b. Orde reaksi terhadap HCl ditentukan dari percobaan 2 dan 3 | | | | | | | | | | | | | | | | 0,31 n 0,301 0,093 n 2 log 1,24 log n 2 1,24 1 0,2 k 2 0,2 k 0,025 0,031 HCl O S Na k HCl O S Na k v v n n 2 m 2 n 3 m 3 n 2 m 2 3 2 2 n 3 m 3 3 2 2 2 3 = = = = = = c. Orde reaksi total m + n = 0,71 + 0,31 = 1,02 d. Konstanta reaksi | | | | 0,31 0,71 3 2 2 HCl O S Na v k = Berdasarkan percobaan 1 | | | | 0,31 0,71 1 0,1 v k = 1 2 , 0 0094 , 0 × = 94 1 2 S M 0,05 ÷ = e. Persamaan laju reaksi lengkap v = 0,05|Na 2 S 2 O 3 | 0,71 |HCl| 0,31 4.4. Grafik 4.4.1. Pengaruh Konsentrasi 4.4.2. Pengaruh Suhu 4.5. Pembahasan Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi ataupun produk dalam suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi atau laju bertambahnya konsentrasi 106 39.58 31.79 20 70 1+0,1 1+0,2 2+0,2 W A K T U ( S ) KONSENTRASI (mol/Liter) Grafik Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi 55.61 27.16 25 35 45 55 28 40 W A K T U ( S ) SUHU (C) Grafik Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi 95 suatu produk. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fase gas, satuan tekanan atmosfer, milimeter merkurium, atau pascal, dapat digunakan sebagai ganti konsentrasi. Satuan waktu dapat detik, menit, jam, hari, atau bahkan tahun, bergantung apakah reaksi itu cepat ataukah lambat. Di dalam laju reaksi ada yang dinamakan dengan laju reaksi rata- rata dan laju reaksi sesaat. Laju reaksi rata-rata adalah laju reaksi untuk selang waktu tertentu. Sedangkan laju reaksi sesaaat adalah laju reaksi pada saat waktu tertentu. Biasanya ditentukan dengan grafik yang menyatakan hubungan antara waktu reaksi (sumbu X) dengan konsentrasi zat (sumbu Y). Besarnya laju reaksi sesaat adalah kemiringan (gradien) garis singgung pada saat t tersebut. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi, di antaranya yaitu: 1. Konsentrasi Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi dapat dijelaskan dengan menggunakan teori tumbukan. Semakin tinggi konsentrasinya berarti semakin banyak molekul dalam setiap satuan luas ruangan, dengan demikian tumbukan antar molekul akan semakin sering terjadi. Semakin banyak tumbukan yang terjadi, berarti kemungkinan untuk menghasilkan tumbukan yang efektif akan semakin besar sehingga reaksi berlangsung lebih cepat. 2. Luas Permukaan Pada reaksi heterogen (reaksi yang fase reaktannya tidak sama), misalnya logam Zn dengan larutan HCl. Selain dipengaruhi oleh konsentrasi larutan HCl, laju reaksi juga dipengaruhi oleh kondisi logam Zn tersebut. Dalam jumlah (massa) yang sama, butiran logam Zn akan bereaksi lebih lambat daripada serbuk Zn. Reaksi akan terjadi antara molekul-molekul HCl dengan atom-atom Zn yang bersentuhan langsung dengan HCl lebih sedikit daripada serbuk Zn sebab atom-atom Zn yang bersetuhan hanya atom Zn yang ada dipermukaan butiran. Jika 96 butiran Zn tersbeut dihaluskan menjadi serbuk, maka atom-atom Zn yang semula ada di bagian dalam akan berada di bagian permukaan dan terdapat lebih banyak atom Zn yang secara bersamaan bereaksi dengan larutan HCl. Jadi, semakin luas permukaan bidang sentuh zat padat, semakin banyak tempat terjadinya tumbukan antar partikel zat yang bereaksi sehingga laju reaksi akan semakin meningkat juga. 3. Temperatur Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Biasanya kenaikan sebesar 10 o C akan melipatkan dua atau tiga laju suatu reaksi antara molekul-molekul. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul-molekul bergerak kian-kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya bertabrakan satu sama lain lebih sering. Tetapi, ini belum menjelaskan seluruhnya, kecuali bila energi pengaktifan praktis nol. Dengan naiknya temperatur, bukan hanya molekul-molekul lebih sering bertabrakan, tetapi mereka juga bertabrakan dengan dampak (benturan) yang lebih besar, karena mereka bergerak lebih cepat. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena makin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenaya memiliki energi cukup untuk bereaksi. 4. Katalis Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tanpa dirinya mengalami perubahan yang permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Suatu katalis mungkin dapat terlibat dalam proses reaksi atau mengalami perubahan selama reaksi berlangsung, tetapi setelah reaksi itu selesai maka katalis akan diperoleh kembali dalam jumlah yang sama. Katalis dapat mempercepat reaksi dengan cara mengubah jalannya reaksi. Jalur reaksi yang ditempuh tersebut mempunyai energi aktivasi yang lebih rendah daripada jalur reaksi yang ditempuh tanpa katalis. Artinya katalis berperan untuk menurunkan energi aktivasi. 97 Ada dua cara yang dilakukan katalis dalam mempercepat reaksi, yaitu: a. Pembentukan senyawa antara (senyawa kompleks teraktivasi) Pada umumnya reaksi akan berlangsung lambat jika energi aktivasi reaksi tersebut terlalu tinggi. Agar reaksi dapat berlangsung dengan lebih cepat, maka dapat dilakukan dengan cara menurunkan energi aktivasinya. Untuk menurunkan energi aktivasi dapat dilakukan dengan mencari senyawa antara (transisi) lain yang mempunyai energi aktivasi lebih rendah. Fungsi katalis dalam hal ini adalah mengubah jalannya reaksi sehingga diperoleh senyawa antara yang energinya lebih rendah. Katalis yang bekerja dengan metode ini adalah jenis katalis homogen (katalis yang mempunyai fase yang sama dengan fase reaktan yang dikatalis). b. Adsorpsi Proses katalisasi dengan cara adsorpsi umumnya dilakukan oleh katalis heterogen. Pada proses adsorpsi, molekul- molekul reaktan akan teradsorpsi (terserap) pada permukaan katalis. Akibatnya molekul-molekul reaktan tersebut akan terkonsentrasi pada permukaan katalis sehingga daat mempercepat reaksi. Kemungkinan lain, antar molekul yang bereaksi tersebut akan terjadi gaya tarik sehingga menyebabkan molekul-molekul tersebut menjadi reaktif. Agar katalis berlangsung efektif, katalis tidak boleh mengadsorpsi zat hasil reaksi. Bila zat hasil reaksi atau pengotor teradsorpsi dengan kuat oleh katalis, maka menyebabkan permukaan katalis mejadi tidak aktif. Keadaan seperti ini disebut katalis telah teracuni dan akan menghambat terjadinya reaksi. Umumnya bentuk persamaan laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut. Untuk reaksi : mA + nB ÷ pC + qD Persamaan laju : v = k|A| x |B| y 98 x dan y disebut sebagai orde reaksi. Orde reaksi adalah pangkat konsentrasi pereaksi pada persamaan laju reaksi. Orde reaksi menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju rekasi. Macam-macam orde reaksi: a. Orde reaksi nol Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu reaktan, jika perubahan konsentrasi reaktan tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi. Artinya, asalkan terdapat dalam jumlah tertentu, perubahan konsentrasi reaktan itu tidak mempengaruhi laju reaksi. Besarnya laju reaksi hanya dipengaruhi oleh besarnya konstanta laju reaksi (k). b. Orde reaksi satu Suatu reaksi dikatakan berorde satu terhadap salah satu reaktan, jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan itu. Jika konsentrasi reaktan itu dilipat-tigakan maka laju reaksinya akan menjadi 3 kali lebih besar. v |X| v |X| 99 c. Orde reaksi dua Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu reaktan, jika laju reaksi merupakan pangkat dua dari konsentrasi rekatan itu. Jika konsentrasi reaktan itu dilipat-tigakan maka laju reaksi akan menjadi 3 2 atau 9 kali lebih besar. d. Orde reaksi negatif Suatu reaksi berorde negaif, jika laju reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan tersebut. Jika konsentrasi reaktan tersebut diperbesar, maka laju reaksi akan semakin kecil. Selama perubahan kimia, perlulah bagi molekul-molekul yang bereaksi untuk bertabrakan ketika mereka bergerak kian-kemari secara acak. Energi aktivasi atau pengaktikfan adalah energi minimum yang harus dimiliki oleh partikel pereaksi sehingga menghasilkan tumbukan efektif atau untuk menghasilkan suatu reaksi. Pada hasil pengamatan, percobaan pertama, yaitu pengaruh konsentrasi pada laju reaksi menunjukkan konsentrasi mula-mula Na 2 S 2 O 3 0,1 M dengan HCl 1 M membutuhkan waktu 106 detik untuk bercampur, Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan HCl 1 M membutuhkan waktu 39,58 detik untuk bereaksi atau bercampur, Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan HCl 2 M membutuhkan waktu 31,79 detik. Jadi, dapat dilihat bahwa Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan HCl 2 M bereaksi paling cepat atau memiliki laju reaksi yang paling cepat. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi larutan sangat berpengaruh terhadap laju |X| v 100 reaksi. Larutan yang memiliki konsentrasi tinggi akan mengalami laju reaksi yang lebih cepat pula. Hal ini dikarenakan semakin tinggi konsentrasinya berarti semakin banyak molekul dalam setiap satuan luas ruangan, dengan demikian tumbukan antar molekul akan semakin sering terjadi, berarti kemungkinan untuk menghasilkan tumbukan yang efektif akan semakin besar sehingga reaksi berlangsung lebih cepat. Bukti lainnya yang menunjukkan bahwa konsentrasi berpengaruh pada laju reaksi yaitu dengan melihat orde reaksinya. Dari perhitungan diperoleh orde reaksi terhadap Na 2 S 2 O 3 adalah 0,71 dan orde reaksi terhadap HCl adalah 0,31, sehingga orde reaksi totalnya dalah 1,02. Pada percobaan pertama dilakukan pencampuran larutan 0,1M Na 2 S 2 O 3 10 dengan 1M HCl 10 ml, kemudian ditunggu beberapa saat kemudian ternyata tanda silang yang ada dikertas hilang pada hitungan ke 106 detik, dimana pada saat itu pun campuran berubah menjadi keruh. Pada percobaan kedua, dilakukan pencampuran larutan 0,2M Na 2 S 2 O 3 10 ml dengan 1M HCl 10 ml, pada percobaan kedua ini waktu yang dibutuhkan oleh tanda silang untuk hilang (tidak terlihat) lagi lebih cepat dari percobaan pertama yaitu 40 detik. Hal ini disebabkan konsentrasi larutan Na 2 S 2 O 3 ditambah menjadi 0,2 M, dimana seperti yang kita ketahui bahwa semakin besar konsentrasi maka laju reaksinya semakin cepat. Hal ini dikarenakan larutan yang konsentrasinya besar (pekat) mengandung partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan dengan larutan yang konsentrasinya kecil (encer). Sehingga lebih sering dan lebih mudah bertumbukan. Hal ini terjadi pula pada percobaan ketiga pencampuran larutan 0,2M Na 2 S 2 O 3 10 ml dengan 0,2 M HCl 10 ml memerlukan waktu yang lebih cepat dibandingkan percoban ke-1 dan ke-2 sebelumnya, dimana waktu yang diperlukan agar tanda silang tidak terlihat lagi adalah 32 detik. Hal ini dikarenakan bertambahnya konsentrasi Na 2 S 2 O 3 menjadi 0,2 M dan HCl menjadi 0,2 M. Dimana waktu yang dibutuhkan agar tanda silang tidak terlihat lagi adalah 32 detik sehingga pada percobaan ketiga inilah yang 101 paling cepat. Hal ini membuktikan bahwa semakin besar (pekat) konsentrasi maka semakin cepat laju reaksinya. Pada percobaan ke-4 berdasarkan pengaruh temperatur pencampuran 0,2 M Na 2 S 2 O 3 10 ml dengan HCl 10 ml, dimana Na 2 S 2 O 3 pada suhu ruangan 28°C ternyata membutuhkan waktu hingga tanda silang tidak terlihat lagi adalah 55,61 detik. Pada percobaan ke-5 pencampuran 0,2M Na 2 S 2 O 3 10 ml dengan 1 M HCl 10 ml, dimana pada suhu 60°C memerlukan waktu untuk menghilangnya tanda silang adalah 27,16 detik. Dari hasil pengamatan percobaan ke-4 dan ke-5 terjadi perbedaan waktu, dimana semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju reaksinya sehingga pada suhu kamar hanya 55,61 detik sedangkan pada suhu 60°C waktu yang diperlukan 27,61 detik. Dalam percobaan yang dipengaruhi konsentrasi, dapat kita lihat bahwa konsentrasi yang paling besar laju reaksinya atau paling cepat terproses yaitu larutan Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan HCl 2 M. Paling cepat bereaksi karena larutan tersebut sangat pekat, moekul-molekul tersebut sangat mudah saling bertumbukan sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Dalam percobaan yang dipengaruhi suhu, dapat kita lihat bahwa suhu yang tinggi laju reaksinya yaitu larutan Na 2 S 2 O 3 0,2 M dan HCl 1 M pada suhu 60°C. Hal ini dikarenakan suhu yang tinggi molekul-molekul itu paling mudah untuk bertumbukan. Dalam prosedur percobaan kertas yang dipotong dan diberi tanda silang dengan pulpen digunakan supaya pada larutan Na 2 S 2 O 3 dengan HCl yang bereaksi dapat terlihat, tidak tampak tanda silang tersebut dinyatakan telah bereaksi meski memerlukan waktu yang lama maupun waktu yang cepat laju reaksinya. Fungsi dari Na 2 S 2 O 3 dan HCl adalah sebagai pereaksi yang dalam percobaan ini dipengaruhi oleh konsentrasi dan suhu. Pada saat Na 2 S 2 O 3 dan HCl dengan konsentrasi yang berlainan direaksikan maka akan terjadi suatu reaksi dari masing-masing percobaan. Dengan begitu akan memperoleh orde 102 reaksi, harga k, dan persamaan laju reaksinya. Prinsip percobaan pada laju reaksi ini adalah didasarkan pada perubahan konsentrasi terhadap waktu. Dari percobaan yang dilakukan diketahui bahwa larutan Na 2 S 2 O 3 yang direaksikan dengan HCl ternyata menghasilkan endapan berwarna kuning muda dan endapan tersebut adalah endapan sulfur. Dari percobaan pula diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi pereaksi semakin cepat laju reaksinya. Semakin tinggi suhu pereaksi maka semakin semakin cepat pula bereaksi.dari hasil percobaan didapatkan orde reaksi dari Na 2 S 2 O 3 +HCl adalah orde reaski X=-1,4 dan reaksi Y= 1,3 Na 2 S 2 O 3 adalah salah satu jenis dari garam. Garam terhidrat adalah garam yang terbentuk dari senyawa-senyawa kimia yang dapat mengikat molekul-molekul air pada suhu kamar. Garam ini memiliki sifat hidroskopis (mudah menyerap air di udara) hingga sering kali dijumpai dalam bentuk hidratnya dibandingkan bentuk murninya. Hcl merupakan elektrolit kuat dan merupakan asam kuat. Asam klorida adalah salah satu senyawa yang sangat penting dalam industry kimia. Asam klorida banyak memiliki kegunaan diantaranya adalah sebagai bahan kimia untuk menggenerasikan kationtesin, menetralisirkan air limbah ber-pH tinggi, pembuatan bahan kimia organik (seperti PVC) dan pembuatan bahan kimia anorganik. HCl sangat korosif, uap HCl bias menyebabkan iritasi saluran pernafasan. Kontak fisik dengan asam yang satu ini harus dihindari karena akan mengalami iritasi hebat. Sifat-sifat fisik dan kimia dari larutan Na 2 S 2 O 3 dan larutan HCl antara lain: 1. Sifat fisik Na 2 S 2 O 3 - Berupa hablur besar - Tidak berwarna - Serbuk kasar 2. Sifat kimia Na 2 S 2 O 3 - Larutan netral atau basa lemah terhadap lakmus - Sangat mudah larut dalam air dan tidak larut dalam etanol 103 - Bersifat hidroskopis (menyerap air dalam udara) - Densitas 1,667 g/cm³ - Massa molal 158,108 g/mol - Titik leleh 48,3°C - Titik didih 100°C 3. Sifat fisik HCl - Titik didih, titik leleh, massa jenis, dan pH tergantung pada konsentrasi atau molaritas HCl dalam suatu larutan asam. - Konsentrasi HCl mendekati 0% sampai dengan asam klorida berasap 40% HCl 4. Sifat kimia HCl - Asam monoprofik, yang berarti bahwa ia dapat berdisosiasi melepaskan satu H + sekali. - Larutan asam klorida, H + bergabung dengan molekul air membentuk ion Hidronium. - Massa molar 36,46 g/mol - Densitas 1,18 g/cm 3 - Titik leleh -27,32°C - Titik didih 48°C - Tidak reaktif - Asam kuat Adapun faktor-faktor kesalahan yang terjadi dalam percobaan kali ini di antaranya yaitu praktikan kurang teliti dalam menggunakan alat percobaan, misalnya menggunakan pipet yang sama untuk mengambil larutan dengan konsentrasi yang berbeda. Pada saat mencatat waktu, praktikan kurang teliti sehingga waktu yang diperoleh terlalu lama atau terlalu cepat. Adanya perbedaan pendapat mengenai tanda silang yang tidak terlihat lagi sehingga akan berpengaruh terhadap perhitungan waktunya. 104 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan Setelah dilakukan percobaan “Laju Reaksi” ini maka dapat disimpulkan bahwa: a. Laju suatu reaksi kimia dapat ditentukan dengan metode laju awal, yaitu laju diukur pada awal reaksi dengan konsentrasi yang berbeda- beda. Dengan menggunakan persamaan v = k|A| x |B| y , maka dapat diperoleh orde reaksi dan tetapan jenis reaksi untuk menghitung laju reaksi. Atau dengan menggunakan persamaan perubahan konsentrasi per satuan waktu. Berdasarkan percobaan, diperoleh laju reaksi v = 0,05 | Na 2 S 2 O 3 | 0,71 |HCl| 0,31 . b. Semakin besar suhu semakin besar laju reaksi. Hal ini dapat dilihat pada percobaan keempat 10 ml Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan 10 ml HCl 1 M membutuhkan waktu 55,613 detik. Setelah dipanaskan berbeda dengan tanpa pemanas yaitu pada percobaan kelima yaitu 10 ml Na 2 S 2 O 3 0,2 M dengan 10 ml HCl 1 M yang hanya membutuhkan waktu 27,16 detik. c. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi di antaranya yaitu konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalis. 5.2. Saran Sebaiknya dalam praktikum selanjutnya yang diamati tidak hanya pengaruh konsentrasi dan suhu saja, tetapi juga pengaruh katalis dan permukaan zat terhadap laju reaksi. Dalam praktikum sebaiknya untuk menghitung waktu menggunakan stopwatch bukan stopwatch handphone. Perlunya ketelitian dengan hati-hati terhadap hot plate. 105 DAFTAR PUSTAKA Goldberg, Daud E.Ph.D. 1998. Kimia Untuk Pemula Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Hadyana, Aloysius. 1980. Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Keenan, Charles W. 1984. Kimia Untuk Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Oxtoby, David W. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Sutresna, Nana. 2007. Cerdas Belajar Kimia. Bandung: Grafindo Media Pratama.
Fly UP