Laporan Kecepatan Reaksi Kimia

PERCOBAAN III

KECEPATAN REAKSI KIMIA

A.            TUJUAN

Mempelajari pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap kecepatan reaksi

B.         DASAR TEORI

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. 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, 2006).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah sebagai berikut :

1.      Konsentrasi

Suatu zat yang bereaksi mempunyai konsentrasi yang berbeda-beda. Konsentrasi menyatakan pengaruh kepekatan atau zat yang berperan dalam proses reaksi. Semakin besar nilai konsentrasi, maka laju reaksi akan semakin cepat. Hal ini dikarenakan zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibangding zat yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan sering bertumbukan dibandingkan dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemudian terjadinya reaksi semakin besar (Utami, 2009).

2.      Suhu

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu, energi kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakin banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Berdasarkan teori tumbukan, reaksi terjadi bila molekul bertumbukan dengan energi yang cukup besar disebut energi aktivasi.

3.      Luas permukaan

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat akan semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Semakin luas permukaan zat dan semakin kecil ukuran partikel zat, maka reaksi pun akan semakin cepat (Oxtoby, 2001).

4.      Katalis

Katalis adalah suatu zat yang berfungsi mempercepat terjadinya reaksi, tetapi pada akhir reaksi dapat diperoleh kembali. Fungsi katalis adalah menurunkan energi aktivasi sehingga jika ke dalam suatu reaksi ditambahkan katalis, maka reaksi akan lebih mudah terjadi (Utami, 2009).

Kehadiran katalis dalam suatu reaksi dapat memberikan mekanisme alternatif untuk menghasilkan hasil reaksi dengan energi yang lebih rendah dibandingkan dengan reaksi tanpa katalis. Energi pengaktifan yang lebih rendah menunjukkan bahwa jumlah bagian dari molekul-molekul yang memiliki energi kinetik cukup untuk bereaksi jumlahnya lebih banyak. Jadi kehadiran katalis adalah meningkatkan adanya tumbukan yang efektif, yang berarti juga memperbesar laju reaksi (Supardi, 2008).

Reaksi kimia terjadi karena adanya tumbukan yang efektif antara partikel-partikel zat yang bereaksi. Tumbukan efektif adalah tumbukan yang mempunyai energi cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan pada zat yang bereaksi. Sebelum suatu tumbukan terjadi, partikel-partikel memerlukan suatu energi minimum yang disebut energi pengaktifan atau energi aktivasi (Ea). Energi pengaktifan atau energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi. Ketika reaksi sedang berlangsung akan terbentuk zat kompleks teraktivasi. Zat kompleks teraktivasi berada pada puncak energi. Jika reaksi berhasil, maka zat kompleks teraktivasi akan terurai menjadi zat hasil reaksi (Utami, 2009).

C.        ALAT DAN BAHAN

A.    Alat yang digunakan

1.      Buret 50 ml                                

2.      Klem                             

3.      Statif                             

4.      Corong                          

5.   Erlenmeyer   

6.      Pipet volume 10 ml        

7.      Termometer                   

8.      Hot plate                                   

9.      Stop watch                    

10.  Gelas ukur 100 ml          

B.    Bahan yang digunakan

1.      Larutan HCl 0,1 M

2.      Larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

3.      Aquades

4.      Es batu   

D.       CARA KERJA

A.    Pengaruh konsentrasi terhadap kecepatan reaksi

1.      Disiapkan 5 buah erlenmeyer yang telah diberi label A, B, C, D, dan E

2.      Dimasukkan 83 ml aquades ke dalam erlenmeyer label A, kemudian ditambahkan 12 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

3.      Dimasukkan 85 ml aquades ke dalam erlenmeyer label B, kemudian ditambahkan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

4.      Dimasukkan 87 ml aquades ke dalam erlenmeyer label C, kemudian ditambahkan 8 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

5.      Dimasukkan 89 ml aquades ke dalam erlenmeyer label D, kemudian ditambahkan 6 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

6.      Dimasukkan 91 ml aquades ke dalam erlenmeyer label E, kemudian ditambahkan 4 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M

7.      Ditambahkan dengan cepat 5 ml larutan HCl ke dalam masing-masing erlenmeyer

8.   Dicatat suhu dan waktu mulai saat pertama kali ditambahkan larutan HCl ke dalam masing-masing erlenmeyer hingga terjadi reaksi dari larutan bening menjadi keruh

B.     Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi

a)      Bagian I

1.      Disiapakan 2 buah elenmeyer yang telah diberi label I dan II

2.  Disiapkan air sebanyak 100 ml kemudian ditambahkan es batu, didiamkan selama beberapa menit hingga air menjadi dingin

3.      Dimasukkan 43 ml aquades ke dalam masing-masing erlenmeyer

4.      Ditambahkan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M ke dalam masing-masing erlenmeyer

5.      Ditambahkan dengan cepat 5 ml larutan HCl 0,1 M ke dalam masing-masing erlenmeyer di dalam air dingin yang telah disiapkan

6.  Dicatat suhu dan waktu mulai saat pertama kali ditambahkan larutan HCl ke dalam masing-masing erlenmeyer hingga terjadi reaksi dari larutan bening menjadi keruh

b)      Bagian II

1.      Disiapakan 2 buah elenmeyer yang telah diberi label III dan IV

2.  Disiapkan air sebanyak 100 ml, kemudian dipanaskan dengan menggunakan hot plate sampai suhu 80^oC

3.      Dimasukkan 43 ml aquades ke dalam masing-masing erlenmeyer

4.      Ditambahkan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M ke dalam masing-masing erlenmeyer

5.     Ditambahkan dengan cepat 5 ml larutan HCl 0,1 M ke dalam masing-masing erlenmeyer di dalam air panas yang telah disiapkan

6.     Dicatat suhu dan waktu mulai saat pertama kali ditambahkan larutan HCl ke dalam masing-masing erlenmeyer hingga terjadi reaksi dari larutan bening menjadi keruh

E.         DATA PERCOBAAN

Tabel III.I  Data Pengaruh konsentrasi terhadap kecepatan reaksi

Perc.	HCl (mL)	H2O (mL)	Na2S2O3 (mL)	Setelah Bercampur		Waktu Reaksi (detik)	Suhu Akhir (OC)	Kecepatan
				HCl (M)	Na2S2O3 (M)			(1/t)	-ln (1/t)	-ln (S2O3)
A	5	83	12	0.1	0.063	100	30	0.0100	4.61	2.76
B	5	85	10	0.1	0.053	105	29	0.0095	4.66	2.94
C	5	87	8	0.1	0.042	107	29	0.0093	4.68	3.17
D	5	89	6	0.1	0.032	140	29	0.0071	4.95	3.44
E	5	91	4	0.1	0.021	143	29	0.0070	4.96	3.86

Tabel III.II  Data Harga k (slope) dan kecepatan reaksi

Percobaan	Setelah bercampur		Waktu (detik)	k (slope)
	HCl (M)	Na2S2O3 (M)
A	0.1	0.063	100	1.67
B	0.1	0.053	105	1.59
C	0.1	0.042	107	1.48
D	0.1	0.032	140	1.44
E	0.1	0.021	143	1.28

Tabel III.III  Data Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi

Perc.	HCl (mL)	H2O (mL)	Na2S2O3 (mL)	Setelah Bercampur		Waktu Reaksi (dtk)	Suhu Akhir (OC)	Kecepatan
				HCl (M)	Na2S2O3 (M)			(1/t)	-ln (1/t)	-ln (S2O3)
I	5	43	10	0.1	0.406	188	5	0.0053	5.24	0.90
II	5	43	10	0.1	0.406	197	7	0.0051	5.28	0.90
III	5	43	10	0.1	0.406	118	50	0.0085	2.47	0.90
IV	5	43	10	0.1	0.406	46	47	0.0217	3.83	0.90

Tabel III.IV  Data Harga k (slope) dan kecepatan reaksi

Percobaan	Setelah bercampur		Waktu (detik)	k (slope)
	HCl (M)	Na2S2O3 (M)
I	0.1	0.406	188	5.82
II	0.1	0.406	197	5.87
III	0.1	0.406	118	2.74
IV	0.1	0.406	46	4.26

Gambar III.I  Pengaruh konsentrasi terhadap kecepatan reaksi

         

F.          PERHITUNGAN

A.    Pengaruh konsentrasi dan Harga k (slope) terhadap kecepatan reaksi

      1.      Percobaan A

                   

2.      Percobaan B

                   

3.      Percobaan C

                  

4.      Percobaan D

                   

5.      Percobaan E

                 

B.     Pengaruh suhu dan Harga k (slope) terhadap kecepatan reaksi

1.      Percobaan I

                   

2.      Percobaan II

                 

3.      Percobaan III

                   

4.      Percobaan IV

                   

G.         PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan tentang pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap kecepatan reaksi kimia. Kecepatan reaksi kimia merupakan perubahan konsentrasi pereaksi atatu hasil reaksi dalam satu satuan waktu. Menurut Arhenius, setiap kenaikan suhu 10^oC akan menyebabkan laju reaksi menjadi dua kali lebih cepat. Sehingga suhu yang tinggi akan menaikkan konsentrasi dan kecepatan reaksi akan bertambah juga.

Pada percobaan pengaruh konsentrasi terhadap kecepatan reaksi yang bertindak sebagai reaktan adalah Na₂S₂O₃ 0,5 M. Dalam hal ini larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M mengalami penurunan konsentrasi akibat penambahan H₂O dan Larutan HCl. Dalam percobaan yang dilakukan, 12 ml larutan Na₂S₂O₃ ditambahkan dengan 83 ml H₂O dan 5 ml HCl berturut-turut dicampurkan dengan volume Na₂S₂O₃ yang semakin berkurang menjadi 10 ml, 8 ml, 6 ml, dan 4 ml serta volume H₂O yang semakin bertambah menjadi 85 ml, 87 ml, 89 ml, dan 91 ml.

Kecepatan reaksi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain konsentrasi. Hal ini dikarenakan banyaknya partikel akan memungkinkan lebih banyak tumbukan, dimana tumbukan ini akan mempengaruhi mekanisme suatu reaksi. Semakin banyak partikel-partikel yang bertumbukan, maka laju reaksi semakin cepat.

Pada percobaan pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi dilakukan pencampuran 10 ml Larutan Na₂S₂O₃ yang ditambahkan 43 ml aquadest dan 5 ml larutan HCl di dalam air dingin dan juga di dalam air yang telah dipanaskan. Sesuai dengan praktikum yang telah dilakukan, pada keadaan suhu yang tinggi reaksi akan berlangsung dengan cepat tetapi sebaliknya dalam keadaan suhu yang rendah reaksi berlangsung lambat. Hal ini sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan.

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu, energi kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakin banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Hal ini dapat dibuktikan juga berdasarkan rumus :

        Ek = nKT

Berdasarkan rumus di atas dapat diketahui bahwa energi kinetik berbanding lurus dengan suhu sehingga apabila suhu ditingkatkan, energi kinetik dari suatu partikel juga akan meningkat. Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi dapat dilihat dari reaksi antara Na₂S₂O₃ dengan suhu yang berbeda dan HCl. Warna putih yang dihasilkan dari reaksi keduanya berasal dari sifat  fisik Na₂S₂O₃ yang berwarna putih. Dengan reaksi :

Na₂S₂O_{3 (aq)} + 2HCl _(aq)  Û  2NaCl _(aq) + H₂O _{( l )} + S _(s) + SO_{2 (g)}

F.    KESIMPULAN

Praktikum yang telah dilakukan, mempelajari pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap kecepatan reaksi. Pengaruh konsentrasi terhadap kecepatan reaksi terlihat pada saat konsentrasi tinggi sehingga reaksi berlangsung cepat. Pada pengaruh suhu tampak saat keadaan dingin reaksi berlangsung sangat lambat sehingga membutuh kan waktu yang lama tetapi berbeda saat reaksi berlangsung dalam keadaan panas. Dalam suhu yang tinggi reaksi tidak membutuhkan waktu yang lama.

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. 2006. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Oxtoby, David W. Dkk. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Supardi. Dkk. 2008. Kimia Dasar II. Semarang : PT UNNES Press.

Utami, Budi. Dkk. 2009. Kimia Untuk SMA/MA KELAS XI Program Ilmu Alam. Jakarta : Pusat  Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.