View
148
Download
10
Category
Preview:
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III
KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN
OLEH:
NAMA : ADE AYU WULAN SUCI
NIM : 1008105034
KEL/GEL : 3/1
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2012
KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN
I. Tujuan Percobaan
- Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi.
- Mengukur laju reaksi dan membuat kurva laju reaksi terhadap perubahan
konsentrasi reaktan.
- Menentukan orde reaksi terhadap tiosulfat.
II. Dasar Teori
Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi kimia yang
berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi menyatakan molaritas zat terlarut dalam
reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi. Reaksi kimia berlangsung dengan laju yang
berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat misalnya reaksi penetralan
antara larutan asam klorida dan larutan natrium hidroksida, demikian pula reaksi
pembentukan endapan perak klorida antara perak nitrat dan natrium klorida. Jika
larutan natrium tiosulfat direaksikan dengan larutan asam klorida encer akan
terbentuk endapan belerang beberapa detik kemudian. Dalam kehidupan sehari-hari
dapat dijumpai reaksi yang berlangsung lambat misalnya, perkaratan besi.
Reaksi kimia yang berlangsung memiliki laju reaksi yang berbeda-beda
sesuai dengan orde reaksi masing-masing. Laju reaksi menyatakan banyaknya
reaski yang berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi menyatakan konsentrasi zat
terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi.
Suatu reaksi memiliki orde reaksi sesuai dengan reaksi yang berlangsung.
Misalnya orde kenol, konsentrasi suatu zat tidak mempengaruhi laju reaksi. Hal ini
berbeda dengan orde reaksi ke-satu. Melihat bahwa reaksi orde ke-nol konsentrasi
tidak mempengaruhi laju reaksi, maka timbul suatu masalah mengenai hubungan
antara konsentrasi dengan laju reaksi pada orde ke-satu.
Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi
pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel
yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat
yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering
bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga
kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.
Persamaan Laju Reaksi (Hukum Laju)
Hukum laju adalah persamaan yang mengaitkan laju reaksi dengan
konsentrasi molar atau tekanan parsial pereaksi dengan pangkat yang sesuai.
Persamaan laju atau Hukum laju diperoleh dari hasil eksperimen. Persamaan laju
reaksi dinyatakan dalam bentuk diferensiaal atau bentuk integral.
Orde Reaksi
Orde reaksi adalah pangkat konsentrasi dalam persamaan laju bentuk
diferensial. Secara teoritis orde reaksi merupakan bilangan bulat, namun dari hasil
eksperimen, dapat berupa bilangan pecahan atau nol.
Konstanta laju reaksi adalah tetapan perbandingan antara laju reaksi dan
hasil kali konsentrasi spesi yang mempengaruhi laju reaksi.
Contoh, untuk reaksi:
aA+bB→ Produk
Jadi persamaan hukum lajunya adalah:
- = k
dimana :
- = laju reaksi komponen A
k = konstanta laju reaksi
[A] dan [B]: konsentrasi reaktan A dan B
x dan y : orde reaksi terhadap A dan B
III. Alat dan Bahan
Alat:
1. Gelas ukur 50 mL
2. Gelas piala
3. Termometer
4. Pipet volume 2 mL
5. Batang pengaduk
6. Stopwatch
7. Kertas putih dan spidol hitam
Bahan:
1. Larutan HCl 1 M
2. Larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,25 M
3. Aquadest
IV. Prosedur Kerja
Prosedur kerja untuk praktikum ini, yaitu:
1. Larutan Na2S2O3 0,25 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam gelas ukur
yang memiliki alas yang rata.
2. Gelas ukur berisi larutan Na2S2O3 diletakkan tepat di atas tanda silang hitam
yang telah dibuat pada kertas putih sehingga tanda silang hitam tersebut dapat
terlihat melalui larutan tiosulfat yang bening.
3. Kemudian ditambahkan larutan HCl 2 M sebanyak 2 mL ke dalam larutan
Na2S2O3 tersebut dan stopwatch dinyalakan tepat ketika penambahan larutan
HCl dilakukan. Kemudian larutan diaduk agar pencampuran menjadi merata,
dan pengamatan tetap dilakukan selama pengadukan larutan dilakukan.
4. Selanjutnya dicatat waktu yang diperlukan sampai tanda silang hitam tidak
dapat diamati lagi dari atas.
5. Suhu larutan (campuran) diukur dan dicatat.
6. Langkah-langkah nomor 2-6 diulangi lagi dengan komposisi larutan sesuai table
berikut:
Sistem Vol. S2O32-
(mL) Vol. H2O mL Volume HCl (mL)
1 50 0 2
2 40 10 2
3 30 20 2
4 20 30 2
5 10 40 2
6 5 45 2
V. Hasil Pengamatan
Sistem Vol. S2O3
2-
(mL) Vol. H2O mL Volume HCl (mL)
1. 50 0 2
2. 40 10 2
3. 30 20 2
4. 20 30 2
5. 10 40 2
6. 5 45 2
Sistem
Konsentrasi
Relatif S2O32-
(M)
Waktu (s) 1/t (s-1
) Suhu (0C)
1. 0,240 18 0,0555 31
2. 0,192 23 0,0435 31
3. 0,144 30 0,0333 31
4. 0,096 46 0,0217 31
5. 0,048 1.53 0,0085 31
6. 0,024 4.09 0,0040 31
VI. Pengolahan Data
Penentuan Laju Reaksi (1/t).
Diketahui: untuk sistem 1 t = 18 s
Ditanya : 1/t =............. ?
Jawab :
Laju reaksi = 1/t
= 1/18
= 0,0555 s-1
Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut:
Sistem Vol. S2O3
2-
(mL)
Vol. H2O
(mL)
Vol. HCl
(mL) Waktu (s) 1/t (s
-1)
1. 50 0 2 18 0,0555
2. 40 10 2 23 0,0435
3. 30 20 2 30 0,0333
4. 20 30 2 46 0,0217
5. 10 40 2 1.53 0,0085
6. 5 45 2 4.09 0,0040
Penentuan Konsentrasi Tiosulfat (S2O3-2
).
1. Diketahui :
M1 S2O32-
= 0,25 M
V1 = 50 ml (vol. Tiosulfat sistem 1)
V2 = 52 ml (Vol S2O32-
+ HCl)
Ditanyakan : M2 =……?
Jawab:
Maka M2 = V1. M1 / V2
= 50 . 0,25 / 52
= 0,240 M
2. Untuk sistem 2 (sampai sistem 6) terjadi pengenceran
Diketahui :
M1 S2O32-
= 0,25 M
V1 = 40 ml +10 mL (vol. Tiosulfat sistem 2 + H2O)
V2 = (Vol S2O32-
+ HCl ) = 40 mL + 2 mL = 52 ml
Ditanyakan : M2 S2O32-
= ?
Jawab:
V1. M1 = V2. M2
50 mL . 0,25 M = 52 mL . M2
M2 = 52
25,050 M
= 0,192 M
Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut :
Sistem Konsentrasi Relatif
S2O32-
(M) Waktu (s) 1/t (s
-1)
1. 0,240 18 0,0555
2. 0,192 23 0,0435
3. 0,144 30 0,0333
4. 0,096 46 0,0217
5. 0,048 1.53 0,0085
6. 0,024 4.09 0,0040
Penentuan Orde Reaksi Terhadap [S2O32-
].
Diketahui data sesuai table berikut:
Sistem
Konsentrasi
Relatif S2O32-
(M)
[H+] M
Waktu (s) 1/t (s-1
)
1. 0,240 1 18 0,0555
2. 0,192 1 23 0,0435
3. 0,144 1 30 0,0333
4. 0,096 1 46 0,0217
5. 0,048 1 1.53 0,0085
6. 0,024 1 4.09 0,0040
Reaksi yang terjadi antara tiosulfat dan asam klorida saat pelarutan, yaitu:
S2O32-
(aq) + 2H+
(aq) H2O (l) + SO2 (aq) + S(s)
Maka,
Dengan harga [H+] tetap, yakni 1 M. Maka harga untuk orde reaksi reaktan [H
+]
sama dengan 0, karena konsentrasinya dibuat tetap di dalam percobaan ini. Orde
reaksi S2O32-
dapat dihitung dari data pada sistem 1 dan 2.
log (0,0555 – 0,0435) = m {log 0,240 – log 0,192}
m =
192,0
240,0log
0435,0
0555,0log
= 25,1log
276,1log = 097,0
106,0 = 1,093
Data pada sistem 3 dan 4.
log (0,0333 – 0,0217) = m {log 0,144 – log 0,096}
m =
096,0
144,0log
0217,0
0333,0log
= 5,1log
535,1log = 176,0
186,0 = 1,057
Data pada sistem 5 dan 6.
log (0,0085 – 0,0040) = m {log 0,048 – log 0,024}
m =
024,0
048,0log
0040,0
0085,0log
= 2log
125,2log = 30,0
32,0 = 1,067
Demikian pula dengan memakai data pada sistem yang lainnya diperoleh:
Sistem [S2O32-
] M [H+] M 1/t (s
-1)
m (Orde reaksi
[S2O32-
]
1. 0,240 1 0,0555 1,093
2. 0,192 1 0,0435
3. 0,144 1 0,0333 1,057
4. 0,096 1 0,0217
5. 0,048 1 0,0085 1,067
6 0,024 1 0,0040
Jadi dari perhitungan beberapa sistem yang mewakili kinetika reaksi tersebut
dapat dilihat bahwa orde reaksi untuk perubahan [S2O32-
] adalah m ≈ 1
Penentuan Konstanta Laju Reaksi.
Diketahui : pada sistem 1
0555,0
32
dt
OSd
[S2O32-
] = 0,25 M
[H+] = 1 M
Ditanya : k = ….?
Jawab :
k =
= Mx
Ms
125,0
0555,01
= 0,222 ≈ 0,2
Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut:
Sistem [S2O32-
] M [H+] M 1/t (s
-1)
m (Orde reaksi
[S2O32-
]
K
1. 0,240 1 0,0555 1,093
0,222
2. 0,192 1 0,0435 0,174
3. 0,144 1 0,0333 1,057
0,1332
4. 0,096 1 0,0217 0,0868
5. 0,048 1 0,0085 1,067
0,034
6. 0,024 1 0,0040 0,016
Konstanta laju reaksi rata-rata dari keseluruhan sistem adalah:
k =
= 6
016,0034,00868,01332,0174,0222,0
= 6
666,0 = 0,111
VII. Pembahasan
Pada praktikum kali ini dipelajari pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju
rekasi. Rekatan yang digunakan dengan variasi konsentrasi adalah natrium
tiosulfat. Reaksi yang dihitung lajunya adalah reaksi pengendapan belerang yang
dilakukan dengan penambahan HCl 1 M pada natrium tiosulfat 0,25 M. Reaksi
pengendapan ini disebut juga dengan reaksi substitusi dimana saat natrium tiosulfat
ditambahkan dengan asam akan membentuk endapan sulfur sesuai dengan
persamaan reaksi berikut:
S2O32-
(aq) + 2H+
(aq) H2O (l) + SO2 (aq) + S(s)
Laju reaksi ini ditentukan dengan mencatat waktu yang diperlukan untuk
membentuk endapan sulfur. Pembentukan endapan sulfur yang berwarna putih
dapat diamati dengan cara meletakkan tanda silang hitam pada kertas putih di
bawah gelas beaker. Ketika tanda silang hitam tidak dapat terlihat lagi dari atas,
maka dianggap pembentukan S (belerang) sudah selesai. Waktu yang dibutuhkan
hingga tanda silang hitam menghilang digunakan untuk menentukan laju reaksi.
Waktu yang diperlukan untuk sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 18 s, 23 s, 46
s, 113 s, 249 s. sedangkan konsentrasi reaktan dapat ditentukan dengan perhitungan
pada variasi volume campuran natrium tiosulfat dan asam klorida. Konsentrasi
S2O32-
yang diperoleh dari perhitungan untuk sistem 1 sampai sistem 6 adalah
0,240; 0,192; 0,144; 0,096; 0,048; 0,024 M. dengan melihat data tersebut, diketahui
bahwa semakin tinggi konsentrasi reaktan maka semakin cepat reaksi pembentukan
produk berlangsung. Hal ini juga terlihat dari hasil perhitungan laju reaksi masing-
masing sistem, dimana laju reaksi dari sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah
0,0555 s-1
; 0,0435 s-1
; 0,0333 s-1
; 0,0217 s-1
; 0,0085 s-1
; 0,0040 s-1
.
Untuk menentukan laju reaksi keseluruhan, sebelumnya ditentukan terlebih
dahulu orde reaksi dari [S2O32] dan konstanta reaksi. Dari perhitungan diperoleh
orde reaksi (m) dan konstanta reaksi (k) adalah 1 dan 0,111.
Berdasarkan data hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka diperoleh
kurva perbandingan antara laju reaksi perubahan Na2S2O3 terhadap perubahan
konsentrasi reaktan Na2S2O3 sebagai berikut:
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.004 0.0085 0.0217 0.0333 0.0435 0.0555
KURVA KONSENTRASI-LAJU REAKSI
VIII. Kesimpulan
1. Semakin tinggi konsentrasireaktan maka laju reaksi semakin cepat.
2. Waktu yang diperlukan untuk sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 18 s, 23
s, 46 s, 113 s, 249 s.
3. Konsentrasi S2O32-
yang diperoleh dari perhitungan untuk sistem 1 sampai
sistem 6 adalah 0,240 M; 0,192 M; 0,144 M; 0,096 M; 0,048 M; 0,024 M
4. Laju reaksi dari sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 0,0555 s-1
; 0,0435 s-1
;
0,0333 s-1
; 0,0217 s-1
; 0,0085 s-1
; 0,0040 s-1
5. Orde reaksi (m) dari [S2O32] adalah 1
6. Konstanta laju reaksi dari percobaan ini adalah 0,111
Daftar Pustaka
Bird, Tony, 1993, Kimia Fisika untuk Universitas, Gramedia, Jakarta.
Dogra, S dan S.K Dogra, 1990, Kimia Fisik dan Soal-Soal, Universitas Indonesia
Press, Jakarta.
Karlohadiprodjo, Irma, 1990, Kimia Fisik Jilid 1, Edisi Keempat, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
Sastrohamidjojo, H, 2001, Kimia Dasar, Edisi ke-2, Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta.
Sukardjo, 1989, Kimia Fisika, Bina Aksara, Yogyakarta.
Tim Laboratorium Kimia Fisika, 2012, Penuntun Praktikum Kimia Fisika III,
Jurusan Kimia F.MIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran.
LAMPIRAN
Jawaban Pertanyaan
Bagaimana menentukan orde reaksi secara keseluruhan?
Jawab:
Orde reaksi dari beberapa sistem dapat digunakan untuk mencari orde rata-rata reaksi yang
menjadi orde reaksi secara keseluruhan.
Orde reaksi rata-rata =
=
= 1,0723 ≈ 1
Maka, orde reaksi secara keseluruhan untuk [S2O32-
] adalah 1
Recommended