-->
LAPORAN KINETIKA REAKSI KIMIA
Sabtu, 15 November 2014
Edit
A. Pendahuluan
- Latar Belakang
Kinetika kimia adalah salah satu cabang
ilmu kimia yang mempelajari bagaimana suatu reaksi berlangsung, berkaitan
tentang laju reaksi. Suatu reaksi kimia dapat berlangsung karena
molekul-molekul akan saling bertabrakan dan molekul-molekul tersebut harus
mempunyai kelebihan energi yang disebut energi aktivasi. Laju reaksi
didefinisikan bertambahnya konsentrasi pereaksi tiap satuan waktu atau
berkurangnya konsentrasi hasil reaksi tiap satuan waktu.
Prinsip stoikiometri memungkinkan kita
untuk menghitung jumlah zat yang dapat dihasilkan oleh suatu reaksi kimia. Prinsip
tersebut tidak dapat menggambarkan berapa lama suatu reaksi dapat berlangsung.
Peramalan suatu laju reaksi kimia di dasarkan pada persamaan matematik yang
disebut hukum kecepatan. Kecepatan suatu reaksi dipengaruhi oleh beberapa hal
seperti suhu, tekanan, konsentrasi, volume, katalis dan sifat zat tersebut.
Pengetahuan tentang laju reaksi sangat
dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Laju reaksi perlu
dipelajari agar dampaknya dapat membantu dan bermakna bagi kehidupan manusia.
Sedangkan dalam industri, laju reaksi perlu dipahami agar dapat dikontrol
secara cermat sehingga dapat menghasilkan hasil yang berkualitas, cepat dan
ekonomis.
Suatu industri mungkin akan menggunakan suatu reaksi yang cepat dan
dapat menghasilkan produk yang banyak. Ada pula industri yang tidak
menginginkan suatu reaksi berlangsung cepat, karena dapat menimbulkan ledakan
atau yang sejenisnya. Kasus-kasus demikianlah yang dapat menyebabkan adanya
kebutuhan untuk mengukur, mengendalikan atau meramalkan laju reaksi kimia.
- Tujuan Praktikum
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan
tingkat reaksi logam magnesium (Mg) dengan larutan HCL.
- Waktu dan Tempat
Praktikum kimia dasar acara ini
dilaksanakan pada hari Selasa tanggal
15 November 2011
pukul 10.00 – 12.30 WIB bertempat di Laboratorium Ilmu Nutrisi
dan Makanan Ternak, Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
B.
Tinjauan Pustaka
Kinetika kimia merupakan pengkajian laju
dan mekanisme reaksi kimia. Besi lebih cepat berkarat dalam udara lembab
daripada dalam udara kering. Ini merupakan contoh yang lazim dari perubahan
kimia yang kompleks dengan laju yang beraneka menurut kondisi reaksi. Yang lebih
mendasar daripada sekedar laju suatu reaksi adalah bagaimana perubahan kimia
itu berlangsung (Pudjaatmaka, 1999).
Laju reaksi tergantung pada banyaknya tumbukan antara molekul-molekul
zat-zat yang bereaksi dan prosentase tumbukan yang efektif. Banyaknya tumbukan
ditentukan oleh konsentrasi, suhu, keadaan kekasaran zat yang homogen atau
heterogen. Sedangkan pada prosentase tumbukan yang efektif ditentukan oleh
afinitas katalis dan dipengaruhi pula oleh suhu
(Day, 1983).
Rumus pada laju reaksi hanya dapat ditentukan melalui melalui suatu
percobaan. Untuk reaksi sederhana (reaksi elementer / satu
tahap) rumus laju reaksi ditentukan dari persamaan reaksinya. Sedangkan pada
reaksi yang berlangsung beberapa tahap besarnya laju reaksi ditentukan oleh
reaksi yang paling lambat (Anonim, 1999).
Hukum kinetika reaksi diperkenalkan
pertama kali oleh Cato Gulberg dan Beter Waage dari Norwegia pada tahun 1805,
yaitu bahwa kinetika suatu reaksi kimia sama dengan hasil kali konsentrasi
pereaksi dan koefisien afinitas (tetapan kecepatan), dengan setiap konsentrasi
meningkat sampai laju tertentu. Laju tertentu tersebut tidak harus angka-angka
bulat dan tidak disimpulkan dari persamaan reaksinya. Rumusan Gulberg dan Waage
tersebut dikenal sebagai hukum aksi massa (Petrucci, 1998).
Menurut hukum aksi massa, laju reaksi
kimia pada suhu tertentu dinyatakan sebagai banyaknya zat yang berekasi
persatuan waktu, bergantung hanya pada konsentrasi zat yang mempengaruhi
lajunya. Zat yang mempengaruhi laju biasanya adalah suatu zat pereaksi atau
lebih, kadang-kadang salah satu hasil reaksi dan kadang-kadang suatu katalis
yang tidak muncul dalam persamaan kimia menyeluruh yang diseimbangkan. Ketergantungan laju pada konsentrasi sebagai keseimbangan langsung,
dimana konsentrasi muncul dalam pangkat nol, satu atau dua. Pangkat konsentrasi
ini disebut ordo reaksi terhadap zat itu (Rosenberg, 1992).
Kinetika reaksi juga berpengaruh pada adanya katalis. Katalis adalah
suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi tanpa dirinya mengalami
perubahan bahan yang permanen. Dengan ada suatu katalis akan memnurunkan energi
aktivasi dan mengubah mekanisme suatu reaksi kimia (Pudjamaka, 1996).
Laju/kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi produk
dalam suatu satuan waktu. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju
berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi atau bertambahnya konsentrasi suatu
produk. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk
reaksi fase gas satuan tekanan atmosfer (atm) millimeter merkurium atau pascal
dapat digunakan sebagai ganti konsentrasi. Satuan waktu biasanya detik (s),
menit, jam, hari bahkan tahun tergantung apakah reaksi itu cepat atau lambat
(Weller, 1996).
C.
Alat, Bahan, dan Cara Kerja
1.
Alat
a. Stopwatch
b.
Tabung reaksi
2.
Bahan
a.
Pita Mg @ 2 cm
b.
Larutan HCl dengan konsentrasi 1,0 M; 1,2 M; 1,4 M;
1,6 M; 1,8 M; 2,0 M
3.
Cara Kerja
a.
Menyediakan
6 potong pita Mg dengan panjang masing-masing 2 cm.
b.
Menyediakan
larutan HCl 1,0 M; 1,2 M; 1,4 M; 1,6 M; 1,8 M dan 2 M, masing-masing 10 ml.
c.
Memindahkan 10 ml larutan HCl 2 M ke
dalam tabung
reaksi dan masukkan 1 potongan pita Mg
d.
Mencatat
waktu mulai dari memasukkan pita sampai reaksi selesai (pita habis).
e.
Mengulangi
percobaan ini dengan larutan HCl yang lain.
f.
Mencatat
hasil pengamatan pada lembar pengamatan.
g.
Menggambarkan
grafik hubungan antara konsentrasi dengan 1/t dan (konsentrasi)2
terhadap 1/t.
h. Menentukan tingkat / orde reaksinya.
D.
Hasil Analisis Hasil Pengamatan
1.
Hasil Pengamatan
Tabel 2.1 Tingkat Reaksi I
|
No
|
M (X)
|
t (detik)
|
1/t (Y)
|
X.Y
|
X2
|
Y2
|
X2.Y2
|
|
1
2
3
4
5
6
|
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
|
136
110
86
66
57
41
|
0,007
0,009
0,01
0,015
0,017
0,024
|
0,007
0,0108
0,014
0,024
0,0306
0,048
|
1
1,44
1,96
2,56
3,24
4
|
0,49.10-4
0,81.10-4
1.10-4
2,25.10-4
2,89.10-4
5,76.10-4
|
0,49.10-4
0,011664.10-4
1,96.10-4
5,76.10-4
9,36.10-4
23.10-4
|
|
|
9
|
496
|
0,082
|
0,134
|
14,2
|
13,2.10-4
|
40,6.10-4
|
Sumber : Laporan Sementara
Tabel 2.2 Tingkat Reaksi II
|
No
|
X2
|
Y
|
X2.Y
|
X4
|
Y2
|
Y4
|
|
1
2
3
4
5
6
|
1,0
1,44
1,96
2,56
3,24
4,0
|
0,007
0,009
0,01
0,015
0,017
0,024
|
0,007
0,013
0,02
0,038
0,055
0,096
|
1
2,07
3,84
6,55
10,5 16
|
0,49.10-4
0,81.10-4
1.10-4
2,25.10-4
2,89.10-4
5,76.10-4
|
0,2.10-8
0,6.10-8
1.10-8
5.10-8
8,3.10-8
33,1.10-8
|
|
|
14,2
|
0,082
|
0,229
|
39,96
|
13,2.10-4
|
48,2.10-8
|
Sumber :
Laporan Sementara
2. Analisis
Hasil Pengamatan
Menghitung besar garis regresi
Y = a + bx
Misal
x = 0 Misal y
= 0
y = a + b (0) 0 = a + b (x)
=
a -a = b (x)
y = - 0,009 -(-0,009)
= 1,55(x)
x
= 0,0058
Konsentrasi Tingkat Reaksi II
a2
= (∑y)(∑x4) - (∑x2y)(
∑x2)
n(∑x4) - ( ∑x2)2
= (0,082)(39,96) – (0,229)(14,2)
6(39,96) – (14,2)2
= 3,3 – 3,25
239,76
– 201,64
= 0,05
38,12
= 0,0013
b2
= n(∑x2y) - (∑y)( ∑x2)
n(∑x4) - ( ∑x2)2
=
6(0,229) – (0,082)(14,2)
6(39,96) – (14,2)2
=
1,374 – 1,1644
239,76 – 201,64
= 0,21
38,12
= 0,0055
Persamaan garis regresi pangkat II
y = a + bx
= 0,0013 – 0,0055x
Menghitung besar garis regresi
Y = a + bx
Misal
x = 0 Misal y
= 0
y = a + b (0) 0 = a + b (x)
=
a -a = b (x)
y =0,0013 -(0,0013)
= 0,0055(x)
x = -0,24
E. Pembahasan
Kecepatan reaksi atau laju reaksi adalah besarnya
perubahan konsentrasi jumlah zat-zat dalam reaksi kimia tiap satuan waktu.
Penentuan kecepatan reaksi melalui beberapa tahap. Setiap tahap terjadi karena
adanya suatu tumbukan antar atom atau molekul.
Faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah tumbukan atau kecepatan
reaksi adalah konsentrasi, luas permukaan zat, temperatur, dan penambahan
katalis. Kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi.
Semakin halus zat pereaksi makin
permukaannya, sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan lebih besar maka reaksi
akan berlangsung lebih cepat. Biasanya kenaikan temperatur akan
mempercepat reaksi dan sebaliknya penurunan temperatur akan memperlambat laju
reaksi. Katalis adalah zat kimia yang dapat mempercepat reaksi dan zat ini
tidak ikut berubah pada akhir reaksi.
Percobaan
kali ini menggunakan larutan HCl 1,0 M ; 1,2 M; 1,4 M ;1,6 M ; 1,8 M ; 2,0 M
dimana larutan tersebut diambil sebanyak 10 ml, kemudian dimasukkan pita Mg dan
dicatat waktu yang diperlukan oleh pita Mg agar larut didalamnya. Ternyata dari
hasil percobaan dapat diketahui bahwa semakin besar konsentrasi atau kemolaran
larutan HCl, semakin kecil waktu yang diperlukan untuk bereaksi, dengan kata
lain memiliki laju reaksi yang cepat.
Orde reaksi merupakan jumlah semua
eksponen dari konsentrasi dalam persamaan laju. Orde reaksi dapat dicari dengan
membandingkan antara SD1 dan SD2. Standart deviasi
pertama diperoleh dari perhitungan persamaan garis regresi pangkat 1, kemudian
dimasukkan pada rumus standar deviasi begitu pula pada standar devisi kedua,
hanya saja menggunakan persamaan garis regresi pangkat 2. Pada
konsentrasi pada pangkat dua diperoleh standar deviasi lebih kecil . Sehingga
dapat ditarik kesimpulan bahwa orde reaksi 2 karena SD1 > SD2.
Gambar 2.1 grafik hubungan konsentrasi pangkat1 dengan
1/t
Gambar 2.2 grafik
hubungan konsentrasi pangkat 2 dengan 1/t 2
F. Kesimpulan
Hasil praktikum acara II ini dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu :
1.
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi
antara lain sifat dan keadaan reaktan, konsentrasi, temperature, dan
katalisator.
2.
Standart deviasi digunakan untuk menentukan
orde reaksi. Orde reaksi diperoleh dengan membandingkan SD1 dan SD2.
3.
Persamaan Garis linear reaksi tingkat 1 adalah y = -0,009+1,55x sedangkan Persamaan Garis linear
reaksi tingkat 2 adalah y = 0,0013 – 0,0055x
4.
Konsentrasi berbanding terbalik dengan waktu yang
dibutuhkan untuk beraksi dan berbanding lurus dengan laju reaksi. Semakin besar
molaritas HCl yang digunakan, semakin sedikit waktu yang digunakan.
5.
Garis regresi yang dihasilkan adalah garis yang linear.