LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN LAJU REAKSI DAN TETAPAN LAJU Nama NIM Prodi Anggota kelompok Disusun oleh: : Edi Siswanto : H13112071 : Kimia : 1. Alpius Suriadi 2. Gloria Sindora 3. Indri Puspa Ningrum 4. Mai Nurhayati 5. Muhammad Arief 6. Susi Linda Sari 7. Tiara Handayani PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK 2013
ABSTRAK Laju reaksi merupakan perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam satu satuan waktu tertentu. Proses penentuan orde reaksi dan harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida dapat dilakukan dengan metode titrasi. Penentuan reaksi seperti ini didasarkan pada jalanya reaksi yang diikuti dengan proses penentuan konsentrasi untuk ion OH pada waktu tertentu dengan cara mengambil sejumlah tertentu larutan tersebut, kemudian ke dalam larutan yang ada mengandung asam berlebih atau dapat di lakukan dengan cara mencampurkan larutan NaOH dengan etil asetat lalu larutan yang sudah tercampur tersebut dicampurkan lagi dengan asam klorida dan bagian yang berlebih dengan HCl akan dititrasi dengan larutan standar NaOH. Harga tetapan laju yang dihasilkan dari percobaan ini adalah sebesar 780x. Kata kunci : laju reaksi, orde reaksi, tetapan laju
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mereaksikan suatu zat atau bahan membutuhkan waktu yang cukup lama, maka dari itu digunakan suatu metode untuk mempercepat suatu reaksi tersebut. Metode yang digunakan bervariasi sesuai dengan keperluan, adapun metode yang dimaksud adalah menaikkan suhu, menambah konsentrasi suatu zat, melakukan pengadukan dan menambah tekanan. Selain metode-metode tersebut, juga dapat digunakan suatu metode lain jika metode-metode suatu reaksi tersebut tidak berjalan dengan baik maka harus menambahkan suatu zat yang dapat mempercepat suatu reaksi dimana zat tersebut tidak bereaksi dengan zat pada reaktan atau dengan kata lain zat tersebut akan dapat mempercepat suatu reaksi tanpa ikut bereaksi, zat tersebut dikenal dengan katalis. Reaksi kmia yang terjadi tidak semuanya memerlukan waktu yang relatif singkat dan untuk mempercepat reaksi tersebut, maka harus mengetahui sifat-sifat tentang laju reaksi serta cara-cara untuk mempercepat reaksi tersebut. Pada percobaan penentuan orde reaksi dan tetapan laju, maka akan lebih memahami tentang laju reaksi. Oleh karena itu, maka praktikum pententuan orde reaksi dan tetapan laju sangat penting untuk dipelajari. 1.2 Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menunjukkan bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah orde reaksi kedua dan menentukan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida dengan cara titrasi. 1.3 Prinsip Percobaan Proses penentuan orde reaksi dan harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida dapat dilakukan dengan metode titrasi. Penentuan reaksi seperti ini didasarkan pada jalanya reaksi yang diikuti dengan proses penentuan konsentrasi ion OH pada waktu tertentu dengan cara mengambil sejumlah
tertentu larutan, kemudian ke dalam larutan yang ada mengandung asam berlebih atau dapat di lakukan dengan cara mencampurkan larutan NaOH dengan etil asetat lalu larutan yang sudah tercampur tersebut dicampurkan lagi dengan asam klorida dan bagian yang berlebih dengan HCl akan dititrasi dengan larutan standar NaOH. CH 3 COOO 2 H 2 H 5 +NaOH CH 3 COOHNa+3H 2 O. CH3COOO 2 H2H5+NaOH+HCl CH 3 COOH 2 Na+3H 2 O+Cl - HCl+NaOH NaCl+H 2 O
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kinetika Kimia dan Laju Reaksi Kinetika kimia merupakan bagian dari kimia fisik yang mempelajari tenteng kecepatan reaksi-reaksi kimia dan mekanismenya. Tujuan utama kinetika kimia adalah mengetahui bagaimana laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan. Kecepatan reaksi kimia dapat digolongkan dalam beberapa bagian, yaitu: (Sastrohamidjojo, 2001). a. Sangat lambat b. Lambat c. Sangat cepat Laju reaksi merupakan perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan-satuan waktu tertentu. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangannya konsentrasi suatu pereaksi atau bertambah konsentrasi suatu produk. Laju reaksi kimia adalah jumlah mol reaktan persatuan volume yang bereaksi dalam satuan waktu tertentu. Persamaan tentang laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut: (Sastrohamidjojo, 2001). V=K [A] m [B] n Keterangan : V = laju reaksi K = konstanta laju A dan B = konsentrasi m dan n = Orde reaksi 2.2 Tetapan Laju dan Orde Tetapan laju didefinisikan sebagai laju reaksi bila konsentrasi dari masingmasing jenis adalah salah satunya tergantung pada orde reaksi dari suatu reaksi dasar tertentu yang berlangsung. Tetapan laju dapat berubah-ubah, tergantung
pada reaksi kimia yang terjadi. Konstanta laju yang tinggi akan membuat laju reaksi semakin cepat (Bird, 1991). Orde reaksi merupakan pangkat-pangkat dalam suatu persamaan laju reaksi kimia. Orde reaksi tergantung reaksi yang berlangsung, bila pangkat tinggi, maka laju reaksi semakin tinggi. Orde reaksi dapat mempengaruhi kecepatan reaksi, orde reaksi total merupakan jumlah total dari orde-orde reaksi tersebut (Bird,1991). 2.3 Penyabunan Ester Ester umumnya dihidrolisis dengan larutan basa, sehingga reaksi tersebut disebut penyabunan. Alasan lain disebut penyabunan, karena reaksi tersebut digunakan untuk membuat sabun dari lemak. Salah satu bentuk contoh dari subtitusi nukleofilik (Soekardjo.2002). O O R C + Na + OH - R C + R + OH OR O Na + Faktor-faktor yang mempengaruhi harga laju reaksi sangat beragam, tergantung reaksi yang berlangsung. Faktor-faktor tersebut dapat membuat nilai laju reaksi menjadi tinggi atau rendah. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut : (Petrucci,1993). 1. Konsentrasi pereaksi 2. Suhu 3. Tekanan 4. Katalis 2.4 Analisa Bahan 2.4.1 Akuades (H 2 O) Akuades merupakan larutan tidak berwarna, titik didih 100 0 C, titik leleh 0,0 0 C. Akuades merupakan pelarut yang baik dengan konstanta dielektrik tinggi. Temperatur stabil pada titik beku, serta melarutkan banyak elektrolit dan daerah kestabilan redoksnya sangat luas (Kusuma, 1983).
2.4.2 Asam Klorida (HCl) Asam klorida Merupakan memiliki titik leleh pada -1148 o C, titik didih - 85 o C. HCl memiliki berat jenis 7,05 gr/cm 3 dan berat uap 1,268. HCl termasuk gas tak berwarna, berbau tajam dan berbahaya (Daintith, 1994). 2.4.3 Etil Asetat (CH 3 COOO 2 H 5 ) Etil asetat memiliki kelarutan dalam air 7,7% berat dalam suhu 20 o C. Etil asetat memiliki berat molekul 88,1 Kg/mol. Etil asetat memiliki titik didih 77,1 o C dan titik beku -5 o C (Daintith, 1994). 2.4.4 Indikator Fenolftalein (C 20 H 10 O 4 ) Indikator PP merupakan indikator yangdiguakan untuk mengikuti reaksi asam-basa. Indikator fenolftalein tidak memberikan warna pada kondisi di bawah ph= 8 dan berwarna di atas ph= 9,6 (Daintith, 1994). 2.4.5. Natrium Hidroksida (NaOH) NaOH larut dalam air dan etanol, tetapi tidak larut dalam eter. NaOH sangat korosif pada tubuh. NaOH 50% pada temperatur tertentu dapat sebagai media oksida anodik yang tumbuh pada baja (Daintith, 1994).
BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah batang pengaduk, botol semprot, buld, buret, erlenmeyer, klem buret, labu ukur, penagas air, pipet volume, statif, stofwacth dan termometer. 3.1.2 Bahan Bahan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah akuades, asam klorida, etil asetat, indikator pp dan natrium hidroksida. 3.2 Prosedur kerja Pertama akan disediakan dua erlenmeyer untuk masing-masing larutan etil asetat dan NaOH, kemudian disamakan suhunya 35 o C. Setelah sama suhunya, dicampurkan kedua larutan etil asetat dan NaOH tersebut, lalu biarkan selama waktu tertentu (0 menit, 20 menit dan 40 menit). Kemudian pepet sebanyak 10 ml, lalu ditambahkan larutan HCl sebanyak 20 ml dan tambahkan indikator pp, baru titrasi campuran tersebut dengan larutan standar NaOH hingga mencapai perubahan warna merah muda, catat volume larutan NaOH yang digunakan dalam proses titrasi tersebut. 3.3 Rangkaian Alat Gambar 3.4.1 Menyamakan Suhu Gambar 3.4.2 Titrasi
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil pengamatan 4.1.1 Standarisasi NaOH No Vol. NaOH titrasi Vol. HCl Warna Hasil 1 3,6 ml 5 ml Pink 2 3,6 ml 5 ml Pink 4.1.2 Penentuan Tetapan Laju No Etil Asetat NaOH HCl Suhu Waktu NaOH Titrasi 1 10 ml 20 ml 20 ml 35 o C 0 Menit 21, 4 ml 2 10 ml 20 ml 20 ml 35 o C 3 10 ml 20 ml 20 ml 35 o C 20 Menit 9,3 ml 4 10 ml 20 ml 20 ml 35 o C 5 10 ml 20 ml 20 ml 35 o C 40 Menit 10 ml 4.2 Pembahasan Laju reaksi merupakan perubahan konsentrasi pereaksi atau produk persatuan waktu, hal itu beartinya terjadi pengurangan konsentrasi pereaksi atau pertambahan konsentrasi produk tiap satuan waktu tertentu. Orde reaksi merupakan pangkat-pangkat dalam suatu persamaan laju reaksi kimia. Orde reaksi tergantung reaksi yang berlangsung, bila pangkat tinggi, maka laju reaksi semakin tinggi. Konstanta laju reaksi merupakan laju reaksi bila konsentrasi dari masing masing jenis adalah satu. Laju reaksi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, adapun faktor-faktor tersebut yaitu penambahan katalis, pengaruh suhu, luas permukaan dan konsentrasi zat (Bird, 1991; Satrohamidjojo, 2001). Berdasarkan teoritis, menyatakan bahwa laju reaksi dan konstanta laju reaksi berbanding lurus. Dengan demikian, konstanta laju reaksi semakin kecil apabila suatu reaksi akan berlangsung lambat. Pada percobaan ini larutan NaOH
harus distandarisasi karena larutan NaOH merupakan standar sekunder yang memiliki sifat hidroskopis atau mudah berubah konsntrasinya karena bereaksi dengan udara bebas. Langkah pertama yang akan dilakukan dalam percobaan ini adalah menyediakan dua labu erlenmeyer untuk tempat masing-masing larutan etil asetat dan NaOH, kemudian akan disamakan suhu pada setiap tabung berisi larutan tersebut pada suhu 35 o C guna untuk mempermudah reaksinya berlangsung saat percampuran. Setelah sama suhunya, dicampurkan kedua larutan etil asetat dan NaOH tersebut, lalu biarkan selama waktu tertentu (0 menit, 20 menit dan 40 menit). Setiap waktu tersebut akan mulai dihitung pada saat setelah selesai menyamakan suhunya agar perhitungan dapat lebih akurat. CH 3 COOO 2 H 5 + NaOH CH 3 COONa + 3H 2 O 3 Terjadinya persamaan suhu antara larutan NaOH dan etil asetat tersebut, lalu dihitung waktunya dengan stopwacth sesuai dengan waktu yang diinginkan untuk mengetahui waktu yang digunakan larutan tersebut untuk bereaksi. Setelah mencapai waktu yang diinginkan, kemudian pepet campuran antara larutan NaOh dengan etil asetat tersebut sebanyak 10 ml ke dalam erlenmeyer, lalu ditambahkan larutan HCl sebanyak 20 ml dengan tambahkan larutan indikator pp untuk mempermudah dalam menentukan titik ekuivalen dan titik akhir titrasi dalam titrasi karena indikator PP dapat memberikan warna pada ph di atas 9,6. CH 3 COOO 2 H 5 + NaOH + 2HCl CH 3 COONa + 4H 2 O + 2Cl - Setelah larutan ditambahkan dan indikator diteteskan, baru mulai lakukan titrasi untuk campuran tersebut dengan larutan standar NaOH hingga mencapai perubahan warna merah muda. Terjadinya perubahan warna tersebut karena larutan yang dititrasi sudah mencapai titik ekuivalen dan titik akhir ttirasi. Berdasrkan praktisnya, titik ekuivalen dan titik akhir titrasi akan terjadi bersamaan waktu, kemudian dicatat volume larutan NaOH yang digunakan dalam proses titrasi tersebut.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, bahwa hasil yang diperoleh volume titrasi untuk larutan NaOH berbanding terbalik terhadap suhu. Perubahan yang terjadi menunjukkan bahwa semakin lama waktu pendinginan, maka volume titrasi untuk larutan NaOH semakin sedikit. Pada waktu 0 menit, NaOH yang digunakan sebanyak 21,4 ml, untuk waktu 20 menit, NaOH yang digunakan sebanyak 9,3 ml dan untuk waktu 40 menit, NaOH yang digunakan sebanyak 10 ml. Hal tersebut berbanding lurus dengan konsep laju reaksi, yang menyatakan bahwa semakin rendah suhu makan reaksi kimia akan semakin lambat terjadi kareana semakin lama larutan dibiarkan, maka suhu akan semakin menurun. Besarnya nilai konsentrasi dari larutan natrium hidroksida pada waktu 0 menit didinginkan adalah sebesar 1,4 x 10-2 M dan molnya sebesar 0,428 mmol, konsentrasi dari larutan natrium hidroksida pada waktu 20 menit didinginkan adalah sebesar 6,2 x 10-3 M dan molnya sebesar 0,186 mmol dan konsentrasi dari larutan natrium hidroksida pada waktu 40 menit didinginkan adalah sebesar 6,6 x 10-3 M dan molnya sebesar 0,428 mmol. Sedangkan untuk nilai A sebesar 1200, B sebesar 780x dan R sebesar 88,6 %. Berdasarkan grafik yang dihasilkan dari percobaan menunjukkan bahwa orde reaksi yang terjadi pada penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida merupakan orde kedua dan harga konstanta reaksi dalam percobaan ini adalah sebesar 780x.
BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan maka disimpulkan bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida merupakan orde reaksi kedua dan harga konsnta laju (B) yang dihasilkan dari grafik adalah sebesar 780x. 5.2 Saran Setelah melakukan percobaan maka disarankan untuk praktikum selanjutnya adalah agar menggunakan juga variasi suhu untuk melihat pengaruh suhu terhadap laju reaksi dalam percobaan dan melihat hasil dari proses titrasi yang dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA Bird, S. 1991. Laju Reaksi dan Tetapan Laju. Erlangga. Jakarta. Daintith, J. 1994. Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta. Kusuma, 1983. Pengetahuan Bahan-Bahan. Erlangga. Jakarta. Petrucci, 1993. Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga. Jakarta. Sastrohamidjojo, H. 2001. Kimia Fisika. Renika Cipta. Jakarta. Soekardjo. 2002. Kimia Dasar. UGM- Press. Yogyakarta.
Jawaban Pertanyaan 1. Kenyataan yang menyatakan bahwa reaksi penyabunan etil asetat merupakan reaksi orde kedua adalah reaksi suatu etil asetat terhadap basa NaOH merupakan hukum laju keseluruhan reaksi merupakan penjumlahan orde semua komponen, V= k [A] [B] 2. Satuan hantaran molar adalah M dan hantaran jenis adalah gr/mol 3. Akibat yang terjadi bila titrasi dari HCl tidak segera dilakukan adalah larutan tersebut akan menghentikan reaksi saja, namun terjadi penurunan suhu bila akan dilakukan titrasi dalam waktu lama setelah penambahan HCl 4. Cara menentukan Orde reaksi dari suatu reaksi kimia adalah tergantung reaksi yang terjadi, melihat pengaruh reaktan terhadap produk dan melalui penjumlahan komponen orde setiap reaksi yang terjadi 5. Energi pengaktifan dapat ditentukan secara percobaan langsung dengan cara menambahkan senyawa tertentu yang dapat menghasilkan energi tertentu