Laporan Ppenentuan Konstanta Kecepatan Reaksi [PDF]

Citation preview

1 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Tujuan Percobaan  Memahami proses reaksi yang terjadi (reaksi antara H2O2 dengan HI)  Melakukan titrasi dengan baik dan benar  Menentukan konstanta kecepatan reaksi



Dasar Teori pada suhu kamar cauran hydrogen peroksida mengalami reaksi autuprotolitik. Reaksi : 2 H2O2



H3O2+ + HO2- (K = 1,55 . 10 -12)



Dari harga k diatas, H2O2 merupakan pelarut yang protonik, disamping sebagai oksidator kuat baik dalam suasana asam maupun suasan basa. Hydrogen peroksida dalam suhu kamar akan terurai menjadi: 2 H2O2



2 H2O + O2- (H = -23,6 kkal)



Dengan adanya katalisator (misal Cl2,Br2, Fe) maka pengurain akan semakin cepat, demikian pula jika suhunya dinaikkan. Hidrogen peroksida membebaskan iodium yang berasal dari kalium iodida yang telah diasamkan dengan asam sulfat. Kecepatan reaksi tersebut sangat tergantung pada konsentrasi peroksida, kalium iodida dan asam sulfatnya. Jika reaksi ini merupakan reaksi irreversible (karena adanya natrium tiosulfat yang akan merubah yodium bebas menjadi asam yodida kembali), maka kecepatan reaksi yang terjadi besarnya seperti pada reaksi pembentukannya, sampai konsentrasi terakhir tidak berubah. Reaksi yang terjadi dapat dilihat dibawah ini : H2O2+ 2KI + H2SO4



K2SO4+ I2 + 2H2O



2S2O32- + I2



2I- + S4O62-



2 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Pada percobaan ini, kecepatan reaksi hanya tergantung pada berkurangnya konsentrasi hidrogen iodida saja, sehingga reaksi mengikuti reaksi orde/tingkat 1. Pada larutan yang mempunyai keasaman yang tinggi atau konsentrasi iodida yang tinggi, akan diperoleh kecepatan reaksi yang lebih besar.kepekatan indikator kanji terhadap iod sangat diperlukan, dimana kanji dengan iod akan bereaksi membentuk senyawa komplek yang berwarna biru, karena adanya adsorpsi iod oleh koloid kanji. Besarnya adsorpsi larutan kanji terhadap iod dipengaruhi oleh konsentrasi iodida yang tersedia. Dengan demikian timbulnya warna biru bukan hanya ditentukan oleh konsentrasi iod saja melainkan juga karena adanya iodida. Oleh Kolthof dijelaskan, bahwa semakin tinggi konsentrasi iodida, kepekaannya akan naik dengan perlahan, tetapi jika semakin rendah konsentrasi iodidanya maka kepekaannya akan menurun dengan cepat. Untuk enentukan kecepatan reaksi, perlu ditentukan terlebih dahulu konstanta kecepatan reaksi yang dapat ditentukan dengan: -dC/dt = k Cn



untuk reaksi tingkat 1, maka n = 1



-dC/C = k dt setelah diintegralkan, maka diperoleh: ln C = -kt ln (Ct/Co)



atau



k = 1/t ln (Co/Ct)



dimana, Co : konsentrasi awal (mula-mula) Ct : konsentrasi setelah t detik K : konstanta kecepatan reaksi Volume tiosulfat yang digunakan untuk titrasi sebanyak b pada saat t detik, merupakan jumlah peroksida yang bereaksi selama t detik. Konsentrasi setelah t detik besarnya adalah (a – b). Jika a adalah banyaknya (volume) tiosulfat yang dimasukkan pada saat t o atau mula-mula maka persamaannya menjadi :



K = ln



k. t = ln



…….. (1)



Dengan membuat kurva t lawan koefisien arah (gradien) dari garis lurus.



ln



akan diperoleh harga kyang merupakan



3 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Atau persamaan 1 diubah menjadi : Kt = ln a – ln (a-b) ln (a-b) = -kt + ln a ……….



(2)



Kemudian dibuat kurva antara ln (a-b) lawan t, akan diperoleh konstanta kecepatan reaksinya, yaitu harga k sebagai koefisien arah garis lurus.



Lon (a-b)



α



Gambar kurva antara ln (a-b) lawan t



t



4 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



ln



Tan



α = -k



α t



Gambar kurva ln



lawan t



5 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Alat dan Bahan



alat buret



kuantitas 2 buah



Labu erlenmeyeer 1L, 250 ml Gelas ukur 100 ml Gelas kimia 200 ml Labu ukur 100 ml Labu takar 100 ml Pengaduk magnet Botol semprot hotplate



@1 buah 1 buah 2 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah



bahan Larutan H2O2 3% Larutan H2SO4 2N Larutan KMnO4 0,1 N Kristal kalium iodida Larutan Na2S2O3 0,1 N Larutan kanji 10% Larutan H2SO4 pekat Air suling



Langkah Kerja • Penentuan H2O2 dengan KMnO4 mengencerkan 10 ml H2O2 3% menjadi 100 ml dalam labu takar



memasukkan larutan ke dalam erlenmeyer 250 ml



menambahkan 10 ml asam sulfat 2 N



Titrasi dengan KMnO4 0,1 N (Catat volumenya jika larutann telah berubah warna menjadi merah muda)



6 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



2.Penentuan Ekivalen KMnO4 dengan Na2S2O4 menimbang 2 gram kristal KI dan memasukkanny a dalam erlenmeyer 250 ml



melarutkannya dengan 20 ml air suling dan menambhkan asam sulfat pekat



menambahkan KMnO4 0,1 N dan biarkan selama 10 menit



titrasi dengan larutan tiosulfat 0,1 N (catat jika titik ekivalen telah tercapai)



7 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



a. Penentuan kecepatan reaksi isi buret dengan larutab standar tiosulfat 0,1 N



membuat 2 macam larutan yaitu :



larutan a : mengambil 5 ml peroksida 3% memasukkanya ke dalam labu takar 100 ml,



encerkan dengan air suling hingga tanda batas



larutan b : mengambil 500 ml air suling dan 30 ml asam sulfat 2 N,



Memasukkan larutan kedalam erlenmeyer 1 L.



Kemudian menambahkan 3 ml larutan kanji dan 1,5 gram KI yang telah dilarutkan dalam air suling



menambahkan ke dalam larutan tiosulfat 2 ml dari buret



memasukkan dengan cepat larutan a ke dalam larutan b dan menjalankan stopwatch



mengaduk larutan dengan pengaduk magnet dan mencatat waktu pada saat larutan menjadi biru



tambahkan 2 ml larutan tiosulfat dari buret kemudian diaduk



mencatat waktu pada saat larutan menjadi biru, demikian seterusnya sampai diperoleh 10 data pengamatan



8 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Keselamatan Kerja 1. Melihat MSDS bahan yang akan digunakan 2. Menggunakan jas lab 3. Mencuci dengan bersih setiap alat yang akan digunakan agar tidak terkontaminasi dengan zat lain ketika akan direaksikan



PENGOLAHAN DATA a. Data Pengamatan 



Titrasi 10 mL H2O2dengan KMnO4 0,1 N = 28,75 Ml







Titrasi 10 mL KMnO4dengan Na2S2O3 0,1 N







Penentuan kecepatan reaksi



= 11,5 mL



no



Na2S2O3 (b) ml



t (detik



1



2



90



2



4



299



3



6



395



4



8



473



5



10



568



6



12



597



7



14



718



8



16



Tidak dapat diamati



9



18



karena tidak terjadi



10



20



perubahan warna.



9 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



A. PERHITUNGAN a. Penentuanekivalen H2O2denganTiosulfat 



10 mL H2O2 0,3 % 10 mL KMnO4 



x = 17,00 mL KMnO4 y = 21,53 mL tiosulfat



1 mL KMnO4







= 2,15 mL tiosulfat



x mL KMnO4







= 36,60 mL tiosulfat



10 mL H2O2 0,3 %







= 36,60 mL tiosulfat



10 mL H2O2 3 %







xy = 366,01 mL tiosulfat



b. Penentuankecepatanreaksi a = vol. thiosulfat yang ditambahkan saat t0 (mula-mula) = = = = 183,005 ml t (sekon)



b (ml)



90



2



299



4



397



6



473



8



506



10



603



12



718



14



(a-b)ml



ln a



(183,005 – 2) = 5,210 181,005 (183,005 – 4) = 5,210 179,005 (183,005 – 6) = 5,210 177,005 (183,005 – 8) = 5,210 175,005 (183,005 – 10) = 5,210 173,005 (183,005 – 12) = 5,210 171,005 (183,005 – 14) = 5,210 169,005 Rata-rata



ln (a-b)



ln



k=



–



5,199



0,011



1,22×10-4



5,187



0,022



7,69×10-5



5,176



0,033



8,61×10-5



5,165



0,045



9,51×10-5



5,153



0,056



1,00×10-4



5,142



0,068



1,14×10-4



5,129



0,080



1,05×10-4 1,00×10-4



10 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Grafik



kurva ln (a-b) vs waktu 5.21 5.2 5.19



ln (a-b)



5.18 5.17 5.16 5.15 5.14 5.13 5.12 90



190



290



390



490 waktu (s)



Tg α = -k



590



690



790



11 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



ln a/(a-b) vs waktu 0.09 0.08 0.07 ln a/(a-b)



0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 90



190



290



390



490 Waktu (s)



Tg α = k



590



690



790



12 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Pertanyaan : 1. Apa yang dimaksud dengan kecepatan reaksi? 2. Apa satuan konstanta kecepatan reaksi untuk reaksi tingkat 1? 3.



Tuliskan reaksi yang terjadi secara lengkap.



4.



Berapa konsentrasi H2O2 yang digunakan?



5.



Apa kegunaana samsulfat dalam percobaanini?



Jawaban : 1.



Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi zat pereaksi atau produk reaksi per satuan waktu.



2.



satuan yang digunakan untuk konstanta kecepatan reaksi adalah ml/s



3.



a. pengoksidasi MnO4- menjadi Mn2+ oleh H2O2 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O b.



pelarutan KI dengan aqudes dan kemudian ditambahkan H2SO4 KI(s) + H2O(aq)  KI(aq) KI(aq) + H2SO4(aq) → HI(aq) + K2SO4(aq)



c.



pembentukan asam iodida KI(aq) + H2SO4(aq) → HI(aq) + K2SO4(aq)



d.



Reaksi asam iodide dengan asam peroksida, H2O2 + 2 HI



I2 + 2 H2O



4. 3 % 5. Penambahan H2SO4 bertujuan untuk mengoksidasi MnO4- menjadi Mn2+ dan mempercepat terjadinya reaksi.Asam Sulfat yang digunakan berkonsentrasi cukup tinggi (2N) dan pada proses titrasinya dilakukan secara perlahan-lahan.Kedua hal tersebut dapat mencegah terbentuknya mangan dioksida yang merupakan katalis yang aktif untuk penguraian Hidrogen Peroksida.



13 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



PEMBAHASAN



Nama : Wynne Raphaela NIM : 131424027



Pada percobaan penentuan konstanta kecepatan reaksi, dilakukan tiga percobaan, percobaan untuk menentukan ekivalen H2O2 dengan tiosulfat dan menentukan kecepatan reaksi. Dalam percobaan ini digunakan senyawa kimia H2O2, KMnO4, Na2S2O3, dan H2SO4 sebagai katalis dalam reaksi. Percobaan pertama, Penentuan ekivalen H2O2 dengan tiosulfat, mula- mula 10 mL H2O2 diencerkan menjadi 100 mL dalam labu takar, dari pengenceran tersebut diambil 10 mL H2O2 kemudian dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL dan juga ditambahkan 10 mL H2SO4 2N sebagai katalis. Kemudian campuran larutan tersebut dititrasi dengan larutanKMnO4 hingga berubah warna menjadi merah muda. Volume KMnO4, dicatat saat larutan H2O2 berubah warna. Percobaan dilakukan sebanyak 3 kali, sehingga diambil ratarata volume KMnO4,17 mL yang selanjutnya digunakan untuk nilai x. Langkah selanjutnya, disediakan 2 gram KI yang sudah dilarutkan dengan 20 mL air suling, dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL dan ditambahkan 1 mL asam sulfat pekat. Setelah itu, ditambahkan 10 mL larutan KMnO4,0,1 N dibiarkan 10 menit. Kemudian dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N hingga berubah warna menjadi bening. Dicatat volumenya, dilakukan 3 percobaan kemudian diambil rata-ratanya didapat 21,53 mL (dipakai untuk nilai y). Percobaan kedua, penentuan kecepatan reaksi, mula-mula menyediakan buret yang diisi dengan larutan standar Na2S2O3 0,1 N. Kemudian larutan a, yaitu 5 mL H2O2 diencerkan oleh air suling dalam labu takar 100 mL hingga tanda batas. Larutan b, 500 mL air suling dan 30 mL



14 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



asam sulfat 2N dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 1L. Tambahkan 3 mL larutan kanji (0,5 gram kanji dalam 50 ml air suling kemudian dipanaskan diatas hotplate hingga bening dan tidak terlalu lengket) dan 1,5 gram KI yang telah dilarutkan dalam 20mL air suling, ditambahkan 2mL tiosulfat dari buret. Masukkan pengaduk magnet, simpan labu erlenmeyer di atas motor penggerak, kemudian nyalakan hingga pengaduk magnet tepat di tengah- tengah labu. Larutan a dimasukkan ke larutan b, dan stopwatch mulai dijalankan. Catat waktu ketika larutan berubah menjadi biru, begitu seterusnya tambahkan 2ml larutan tiosulfat dan catat waktu hingga 10 data pengamatan. Semakin banyak tiosulfat yang ditambahkan pada percobaan, maka semakin lama waktu yang diperlukkan larutan untuk berubah warna menjadi biru. Setelah data percobaan di dapat, data tersebut kemudian di olah untuk menentukkan kecepatan reaksi. Data di olah dengan cara menghitung menggunakan rumus yang telah ada dan dengan kurva /grafik ln(a-b) lawan t dan kurva ln a/(a-b) lawan t. Pada percobaan yang dilakukan digunakan H2O2 yang masih baru karena dapat memengaruhi hasil yang akan didapat, selain itu



seharusnya Na2S2O4 disimpan didalam kulkas, Karena



Na2S2O4 tidak stabil dalam suhu ruang, sehingga dapat merusak kualitas larutan itu sendiri dan membuat waktu yang dibutuhkan larutan untuk berubah warna menjadi sangat lama. Semakin banyak Na2S2O4 yang ditambahkan maka waktunya akan semakin lama. Hasil pengolahan data kecepatan reaksi dengan menggunakan rumus dapat dikatakan tidak memiliki perbedaan, karena selisihnya sangat sedikit yaitu 0,03, dari perhitungan didapat k=1,00×10-4, dari grafik 1 k=1,03×10-4, dan dari grafik 2 k=1,02×10-4



15 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



Nama : Ridha Nudianti Darmawan NIM 



 



 















: 131424029 Sebelum melakukan titrasi penentuan kecepatan reaksi, dilakukan titrasi H 2O2 terhadap KMnO4 dan KMnO4 terhadap Na2S2O4 terlebih dahulu, ini bertujuan untuk mendapatkan volume ekivalen sebagai komponen untuk mendapatkan harga konstanta kecepatan reaksi. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi adalah konsentrasi, suhu, luas permukaan, katalis, dan tekanan. Untuk penentuan ekivalen KMnO4 dengan menggunakan Na2S2O4 tidak digunakan indikator, karena KMnO4 dapat bertidak sebagai indikator. Atau dengan nama lain titrasi ini bersifat auto-indikator. H2O2 yang digunakan harus fresh atau dibuat baru, karena jika tidak dapat menyebabkan kesalahan dalam pengerjaan. Setelah melakukan pengerjaan, seharusnya Na2S2O4 disimpan didalam kulkas. Karena Na2S2O4 tidak stabil dalam suhu ruang, sehingga dapat merusak kualitas larutan itu sendiri. Pada penentuan kecepatan reaksi, semakin besar volume Na2S2O4 yang ditambahkan, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk larutan berubah warna. Menunjukkan bahwa konsentrasi menentukan kecepatan reaksi. Setelah penambahan 14 ml Na2S2O4 larutan Na2S2O4 diganti dengan larutan Na2S2O4 lainnya, namun penggantian ini menyebabkan tidak berubahnya warna larutan. Ini mungkin dikarenakan kualitas Na2S2O4 yang sudah tidak bagus. Hasil konstanta yang didapatkan dari hasil perhitungan dan dari grafik bisa dikatakan sama, karena perbedaan yang tidak jauh ± 0,03 (dari perhitungan k=1,00×10-4, dari grafik 1 k=1,03×10-4, dan dari grafik 2 k=1,02×10-4)



16 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



A. Penentuan Ekivalen H2O2 dengan Tiosulfat



Untuk menetukan titik ekivalen H2O2 dengan tiosulfat, terlebih H2O2 dahulu distandarisasi dengan larutan KMnO4. Penambahan ini dilakukan pada suasana asam (penambahan H2SO4). Hal tersebut dapat mengoksidasi MnO4- menjadi Mn2+ dan mempercepat terjadinya reaksi.Asam Sulfat yang digunakan berkonsentrasi cukup tinggi (2N) dan pada proses titrasinya dilakukan secara perlahan-lahan.Kedua hal tersebut dapat mencegah terbentuknya mangan dioksida yang merupakan katalis yang aktif untuk penguraian Hidrogen Peroksida. Reaksi yang terjadi : 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O Pada percobaan ini titik ekivalen ditandai dengan adanya perubahan warna dari bening menjadi merah muda, perubahan warna terjadi saat setelah ditambahkan KmnO 4 sebanyak 0,05 mL.



Penentuan titik ekivalen dengan tiosulfat,Diawali dengan menambahkan KMnO4 ke dalam larutan KI pada suasana asam. Reaksinya adalah : KI(s) + H2O(aq)  KI(aq) KI(aq) + H2SO4(aq) → HI(aq) + K2SO4(aq)



Pada penambahan tersebut dihasilkan larutan yang berwana coklat kemerahan.Setelah itu dilakukan titrasi dengan Na2S2O3 secara perlahan, penambahan ini menghasilkan warna kuning bening,hal itu menandakan titik ekivalen. Titik ekivalen terjadi pada saat setelah penambahan larutan Na2S2O3 sebanyak 10,1 mL.



17 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI



B.



Penentuan Kecepatan Reaksi Penentuan kecepatan reaksi diawali dengan mencampurkan larutan A dan Larutan B dan kemudian dititrasi dengan Na2S2O3.Pada larutan b terbentuk Asam Iodida karena pengasaman kristal KI dengan asam sulfat pekat Reksinya adalah: KI(aq) + H2SO4(aq) → HI(aq) + K2SO4(aq) Asam iodide ini kemudian akan bereaksi dengan asam peroksida,rekasinya adalah: H2O2 + 2 HI



I2 + 2 H2O



Di dalam larutan B pun ditambahkan larutan kanji (amilum) yang berfungsi untuk mendeteksi apakah iodium habis bereaksi dengan tiosulfat. Sebelum penambahan tiosulfat, larutan berwarna biru namun setelah ditambahkan tiosulfat, larutan akan berubah menjadi tidak berwarna (bening).Hal itu karena amilum bereaksi dengan tiosulfat dan membebaskan ion I- yang tidak berwarna.Namun setelah beberapa menit larutan akan berubah kembali menjadi biru karena tiosulfat habis, maka iod hasil reaksi hidrogen peroksida dan kalium iodida berlebih karena tidak ada spesies lain yang menangkapnya. Perubahan warna larutan dari bening menjadi biru, Inilah yang digunakan dalam mengukur waktu habisnya tiosulfat yang ditambahkan, dimana tiosulfat setara dengan peroksida.Dari sana didapatkan data 10 waktu.Melalui data tersebut dan beberapa perhitungan dapat dibuat sebuah grafik.Dari grafik tersebut dapat ditentukan konstanta kecepatan reaksinya,yaitu dengan menghitung gradient dari grafik. Berdasarkan kedua grafik yang dibuat,Konstanta kecepatan reaksi yang didapatkan adalah ...... det-1.



KESIMPULAN Pada hasl percobaan ini, didapatkan 3 hasil konstanta kecepatan reaksi, yaitu: 



Berdasarkan perhitungan, k=1,00×10-4







Grafik 1, k=1,03×10-4



18 PENENTUAN KONSTANTA KECEPATAN REAKSI







Grafik 2, k=1,02×10-4



DAFTAR PUSTAKA



Petunjuk praktikum Kimia Fiska program studi TKPB Politeknik Negeri Bandung http://myblogblogrosita.blogspot.com/2011/11/laporan-lengkap-pembuatan-larutanbaku.html http://suhardaniati.blogspot.com/2012/10/laporan-pembuatan-larutan-baku_815.html