Laporan Kinetika Reaksi Saponifikasi Etil Asetat [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA 1 KINETIKA REAKSI SAPONIFIKASI ETIL ASETAT Dosen Pengampu : 1. Dr. Sumari, M.Si 2. Drs. Darsono Sigit, M.Pd



`



Oleh : Kelompok 3/ Offering H 1.



Khalizah Septiana Devi (170332614578)



2.



Lely Devia Puspitasari (170332614581)



3.



Meag Nuraini



(170332614583)*



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG April 2019



A. Judul Percobaan Kinetika Reaksi Saponifikasi Etil Asetat B. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa dapat menunjukkan bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah reaksi orde dua 2. Mahasiswa dapat menentukan konstanta kecepatan reaksi pada reaksi tersebut.



C. Dasar Teori Rekasi saponifikasi merupakan reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa kuat. Reaksi ini biasanya diguanakan dalam pembentukan sabun sehingga reaksi ini disebut juga dengan reaksi penyabunan. Salah satu reaksi saponifikasi yaitu reaksi antara etil asetat dengan basa kuat berupa NaOH yang memiliki persamaan reaksi:



CH3COOC2H5 t=0



t=t



+



OH-



 CH3COO- +



C2H5OH ..(1)



A



B



-



-



X



X



X



X



(a-x)



(b-x)



X



X



Meskipun reaksi (1) bukan reaksi sederhana, namun reaksi ini merupakan reaksi orde dua dengan hukum laju reaksinya sebagai berikut :



 d [ester ]  k1[ Ester ][OH  ] dt



(2)



dX  k 1 ( a  x )( b  x ) dt



(3)



atau,



dengan: a = Konsentrasi awal ester (mol/L) b = Konsentrasi awal ion OH- (mol/L) x = Jumlah mol/L ester atau basa yang telah bereaksi



k1 = Tetapan laju reaksi



Persamaan (3) dapat diintregasikan dengan memperhatikan berbagai keadaan : 



Bila a = b



Bila persamaan (3) diintregasikan akan memberikan :



ln b(a  x )  k1 (a  b)t a (b  x )



(4)



Yang dapat dituliskan menjadi :



t b(a  x ) ln t ( a  b) a ( b  x )



(4a)



ln( a  x ) a  k1 (a  b)t  ln (b  x ) b



(4b)



k 1 Atau



Menurut persamaan (4b) apabila ln(a-x)/(b-x) dialurkan terhadap t akan diperoleh garis lurus dengan arah lereng k1(a-b), sehingga penentuan dari arah lereng ini memungkinkan perhitungan dari tetapan laju reaksi k1. 



Bila a = b



Bila konsentrasi dari kedua pereaksi sama, maka persamaan (3) dapat dituliskan sebagai:



dx  k1 ( a  x ) 2 dt Yang dapat diintregasikan menjadi :



k1t 



1 1  (a  x ) a



persamaan terakhir ini mengungkapkan bahwa aluran 1/(a-x) terhadap t merupakan garis lurus dengan arah lereng sama dengan k1.



D. Alat dan Bahan Alat: 1. Kaca arloji 2. Labu ukur 3. Erlenmeyer 4. Buret 5. Statif dan klem 6. Corong 7. Beaker glass 8. Stopwatch 9. Pipet gondok dan pipet tetes 10.



Botol semprot



11.



Termometer



Bahan: 1. Etil asetat 2. Naoh 3. HCl 4. Indikator PP 5. Aquades



E. Prosedur Percobaan \ Asetat Etil o Disediakan 50 ml etil asetat 0,02 N o Di sediakan 50 ml NaOH 0,02 N o Dimasukkan masing-masing dalam erlenmeyer o Diukur suhu awal masing-masing larutan o Dipipet 2 ml HCl 0,02 Ndalam masing-masing Erlenmeyer sebanyak 7 buah o Dicampurkan larutan etil asetat dengan NaOH o Dikocok dan dijalankan stopwatch o Dipipet 10 ml setelah 3 menit dan dimasukkan dalam larutan HCl o Diaduk dan dititrasi dengan NaOH 0,02 N o Diulang langkah diatas pada menit ke-8, 15, 25, 40, 65 dan pemanasan o Dilakukan titrasi o Dicatat hasil percobaan



Hasil



F. Data Pengamatan Waktu ( menit )



Volume



Volume HCl



VNaOH yang



Campuran (mL)



(mL)



diperlukan (mL)



3



10



20



15,5



8



10



20



16,5



15



10



20



17,7



25



10



20



17,8



40



10



20



18,0



65



10



20



18,3



Pemanasan



10



20



18,5



VNaOH



= 50



mL



Konsentrasi NaOH = 0,02 N VCH3COOC2H5



= 50



mL



Konsentrasi CH3COOC2H5 = 0,02 N Tcampuran



= 45oC



G. Analisis Data dan Pembahasan Percobaan ini dilakukan untuk menunjukkan bahwa reaksipenyabunan etil asetat pleh ion hidroksida adalah reaksi orde dua dan menentukan konstanta kecepatan reaksi pada reaksi tersebut. . Langkah awal percobaan yaitu menyiapkan masing-masing 50 mL larutan etil asetat dan 50 mL larutan NaOH. Sebelum kedua larutan dicampurkan, kedua larutan dimasukkan ke dalam termostat terlebih dahulu agar memiliki suhu yang sama sehingga laju reaksi yang dihasilkan tidak mengalami perubahan yang besar. Setelah suhu kedua larutan sama yaitu sebesar 45 C barulah kedua larutan dicampurkan ,dikocok dan dijalankan stopwatch. Disiapkan 20 mL larutan HCl 0,02 N dalam 7 buah erlenmeyer. Dipipet campuran sebanyak 10 ml menggunakan pipet ukur pada menit ke-3, lalu segera dimasukkan ke dalam larutan HCl yang telah disiapkan ke dalam erlenmeyer tadi. Kemudian ditirasi dengan larutan NaOH 0,02 N. Diulangi pengambilan 10 mL sampel pada menit ke-8, 15, 25, 40, dan 65 sehingga diperoleh data seperti pada tabel pengamatan di atas. Reaksi saponifikasi etil asetat oleh ion hidroksida adalah sebagai berikut : CH3COOC2H5(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + C2H5OH (aq) Mula-mula :



a



-



-



Bereaksi



:



x



x



x



Sisa :



-



(a-x)



x



x x



Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, untuk menentukan kelebihan basa OHditentukan dengan mereaksikan dengan HCl sehingga reaksinya menjadi.



HCl(aq)



+







OH-(aq)



Cl-(aq) + H2O(aq)



Mula-mula :



a



a



-



-



Bereaksi :



x



x



x



x



Sisa :



(a-x)



-



x



x



Kelebihan HCl dapat ditentukan melalui titrasi dengan NaOH.



mmol NaOH sisa = mmol HCl yang bereaksi mmol NaOH sisa = mmol HCl awal – mmol HCl akhir/sisa



a) Pada saat t = 3 menit mmol NaOH sisa = mmol HCl awal – mmol HCl akhir/sisa mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20,00 mL) – (0,02 N x 15,5 mL) = 0,4 mmol - 0,31 mmol = 0,09 mmol [𝑁𝑎𝑂𝐻] =



0,09 𝑚𝑚𝑜𝑙 = 0,0009 𝑀 ≈ 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟗 𝑵 100 𝑚𝐿



b) Pada saat t = 8 menit mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20 mL) – (0,02 N x 16,5 mL) = 0,4 mmol- 0,33 mmol = 0,07 mmol [𝑁𝑎𝑂𝐻] =



0,07 𝑚𝑚𝑜𝑙 = 0,0007 𝑀 ≈ 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟕 𝑵 100 𝑚𝐿



c) Pada saat t = 15 menit mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20 mL) – (0,02 N x 17,7 mL) = 0,4 mmol- 0,354 mmol



= 0,046 mmol [𝑁𝑎𝑂𝐻] =



0,046 𝑚𝑚𝑜𝑙 = 0,00046 𝑀 ≈ 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟔 𝑁 100 𝑚𝐿



d) Pada saat t = 25 menit mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20 mL) – (0,02 N x 17,8 mL) = 0,4 mmol- 0,356 mmol = 0,044 mmol [𝑁𝑎𝑂𝐻] =



0,044 𝑚𝑚𝑜𝑙 = 0,00044 𝑀 ≈ 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒 𝑁 100 𝑚𝐿



e) Pada saat t = 40 menit mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20 mL) – (0,02 N x 18,0 mL) = 0,4 mmol- 0,36 mmol = 0,04 mmol [NaOH]=



0,04 mmol =0,0004 M ≈0,0004 N 100 mL



f) Pada saat t = 65 menit mmol NaOH sisa = (0,02 N x 20 mL) – (0,02 N x 18,3 mL) = 0,4 mmol- 0,366 mmol =0,034 mmol [NaOH]=



0,034 mmol =0,00034 M ≈0,00034 N 100 mL



Konsentrasi awal (a) NaOH = etil asetat = 0,02 M ≈ 0,02 N.



Penentuan orde reaksi dengan metode integrasi persamaan laju berorde dua adalah sebagai berikut. r =[etil



d[etil asetat] =k [etil asetat][OH- ] dt



asetat]=[OH-]=



(a-x), -



dx =k (a-x)2 dt



sehingga



Setelah diintegrasikan menjadi. 1 1 =kt + (a-x) a 1



Di mana sumbu y adalah (a-x) , sumbu x adalah t, slope adalah k dan 1/a adalah intersep sehingga didapat data sebagai berikut.



t (s)



(a-x) (M)



1 (M-1 ) (a-x)



a (M)



1 -1 (M ) a



180



0,0009



0,02



1.111,11



50



480



0,0007



0,02



1.428,57



50



900



0,00046



0,02



2.173.91



50



1500



0,00044



0,02



2.272,13



50



2400



0,0004



0,02



2.500



50



3900



0,00034



0,02



2.941,17



50



Dari data yang diperoleh, dibuat grafik berdasarkan peningkatan volume NaOH yang digunakan untuk titrasi. Sehingga data yang digunakan yaitu semua volume NaOH yang dibutuhkan pada menit ke- 3, 8, 15, 25, 40, dan 65. Hal tersebut dikarenakan data hasil titrasi yang diperoleh sesuai dengan dasar teori yang telah ada. Yaitu, volume NaOH yang diperlukan semakin banyak seiring semakin lama rentang waktu hasil campuran reaksi hingga proses titrasi.



Gambar grafik dari reaksi saponifikasi etil asetat oleh ion OH



-



Grafik Fungsi 1/(a-x) terhadap t 3,500.00 3,000.00



1/(a-x)



2,500.00



y = 0.4473x + 1373.3 R² = 0.8335



2,000.00 1,500.00 1,000.00 500.00 0.00 0.00



1,000.00



2,000.00



3,000.00



4,000.00



t (s)



Berdasarkan grafik tersebut diperoleh regresi sebesar 0,8335. Dari grafik tersebut menunjukkan saponifikasi etil asetat oleh ion hidroksida ialah reaksi orde dua. Nilai k (tetepan laju reaksi) dapat dihitung dari nilai slope(b)= k =0,4473" Volume NaOH yang diperoleh pada rentan waktu tertentu naik seperti yang ditunjukkan pada grafik. Semakin lama pengocokan semakin banyak pula volume NaOH yang dibutuhkan. Hal ini dikarenakan NaOH dalam campuran etil asetat dan NaOH yang semakin berkurang. Sehingga NaOH sisa yang bereaksi dengan HCl semakin sedikit, itu artinya bahwa HCl semakin banyak. Maka dari itu untuk menetralkan HCL, diperlukan NaOH yang semakin lama semakin banyak. Pada penentuan orde reaksi penyabunan etil asetat, digunakan kurva untuk membuktikan orde reaksi yang terjadi. Kurva yang digunakan pada penentuan orde reaksi adalah kurva yang menunjukkan garis linier.



H. Kesimpulan Berdasarkan nilai regresi pada grafik diatas dapat disimpulkan bahwa reaksi saponifikasi etil asetat oleh ion OH- terbukti berorde dua dan konstanta kecepatan reaksi tersebut sebesar 0,4473 M-1s-1



I. Tugas 1. Kenyataan apakah yang membuktikan bahwa reaksi penyabunan etil asetat ini adalah reaksi orde dua? Jawab : Bukti bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah reaksi orde kedua yaitu hasil perhitungan dari grafik diperoleh nilai regresi 0,8335 ≈ 1. Berdasarkan grafik fungsi 1/(a-x) terhadap t menunjukkan grafik yang lurus sebagai berikut:



Grafik Fungsi 1/(a-x) terhadap t 3,500.00



3,000.00



1/(a-x)



2,500.00



y = 0.4473x + 1373.3 R² = 0.8335



2,000.00 1,500.00 1,000.00 500.00 0.00 0.00



1,000.00



2,000.00



3,000.00



4,000.00



t (s)



2. Apakah perbedaan antara orde reaksi dengan kemolekulan reaksi? Jawab : Orde reaksi adalah banyaknya faktor konsentrasi zat reaktan yang mempengaruhi kecepatan reaksi. Nilai orde reaksi dapat berupa bilangan bulat positif, pecahan atau nol. Kemolekulan reaksi merupakan banyaknya molekul zat pereaksi (reaktan) dalam sebuah persamaan stoikiometri reaksi yang sederhana. Kemolekulan reaksi selalu berupa bilangan bulat positif.



3. Apakah yang mempengaruhi kecepatan reaksi? Jelaskan Jawab : a. Luas permukaan



Luas permukaan menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Semakin kecil luas permukaan bidang, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. b. Suhu Apabila Suhu dinaikkan maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar dan sebaliknya. c. Katalis Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. d. Molaritas atau konsentrasi Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut.Semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. 4. Apa yang dimaksud dengan konstanta kecepatan reaksi? Jawab : Konstanta kecepatan reaksi (k) adalah perbandingan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan.Nilai kakan semakin besar jika reaksi berlangsung cepat,



Daftar Pustaka KBK Kimia Fisik. 2018. Kimia Fisika. Malang



LAMPIRAN



Mengambil 50 mL larutan etil Hasil titrasi dengan waktu 3



Mengambil 20 mL larutan



asetat



menit



HCl



Hasil titrasi dengan waktu 8



Hasil titrasi dengan waktu 15 Hasil titrasi dengan waktu 25



menit



menit



menit



Hasil titrasi dengan waktu 40 Hasil titrasi dengan waktu 65 Hasil titrasi dengan menit



Penambahan



menit



pemanasan



larutan NaOH Proses titrasi campuran etil Mengambil larutan NaOH



dalam etil asetat



asetat+NaOH+HCl larutan NaOH



dengan