Praktikum Kimia ( Mengamati Laju Reaksi )

A. Tujuan percobaan

-        Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

-        Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap laju reaksi

-        Untuki menentukan persamaan laju reaksi kimia

Dalam reaksi kimia terdapat perbedaan laju reaksi
antara reaksi yang satu dengan reaksi yang lain. Misalnya ketika kita membakar kertas, reaksi berlangsung begitu cepat sedangkan reaksi pembentukan minyak bumi memerlukan waktu yang sangat lama. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa reaksi kimia memiliki laju reaksi yang berbeda.

Dalam ilmu kimia laju reaksi kimia dipelajari dalam kinetika kimia. Kinetika kimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang laju reaksi kimia, bagaimana cara menghitung laju suatu reaksi kimia dan berbagai hal yang mempengaruhinya.

Cepat lambatnya suatu reaksi kimia yang berlangsung disebut laju reaksi. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau produk per satuan waktu. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fase gas, satuan konsentrasi dapat diganti dengan satuan tekanan seperti atmosfer, millimeter merkurium, atau pascal. Satuan waktu yang digunakan dapat berupa detik, menit, jam, hari, bulan, bahkan tahun bergantung pada reaksi tersebut berjalan cepat atau lambat.

            Laju reaksi = Perubahan konsentrasi

                                    Satuan waktu

Untuk mengukur laju reaksi, perlu dilakukan analisis secara langsung maupun tak langsung tak langsung banyaknya, produk yang terbentuk atau banyaknya reaksi yang tersisa setelah penggal waktu tertentu.

Contoh :

2 NO_{2 (g)}              N_{2 (g)} + 2 O_2 (g)

Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai laju penguraian konsentrasi molar NO₂ atau Laju pertambahan konsentrasi molar N₂ dan O₂.  

Sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, laju pembentukan O₂ adalah setengah dari laju pengurangan NO₂, yaitu :

      Ada beberapa cara menentukan laju reaksi, salah satunya itu ditentukan melalui percobaan, yaitu dengan mengukur konsentrasi salah satu reaksi salah satu produk pada selang waktu yang berlangsung lambat ini dapat ditentukan dengan cara mengeluarkan sampel dari campuran reaksi lalu menganalisanya dengan contoh sebagai berikut :

CH₃ COOH_s + H_2­O               CH₂ COOH + C₂H₅OH

(Etil asesat)      (Air)                (Asam Asesat)     (Etanol)

Reaksi tersebut sangat lambat berlangsungnya sehingga konsentrasi asam asetat yang dihasilkan dengan mudah dapat ditentukan dengan menggunakan suau larutan asam basa.

Cara yang lebih umum adalah dengan menggunakan suatu alat yang dapat menunjukkan secara kontinu suatu perubahan yang menyertai reaksi. Untuk reaksi gas yang disertai perubahan mol, alat dirancang dapat mengukur perubahan bahan tekanan gas, contohnya sebagai berikut :

2NaO₅ (g)  ® 4NO₂ (g) + O₂

Reaksi tersebut disertai pertambahan jumlah mol gas yang menyebabkan pertambahan tekanan yang dapat dibaca dengan mometer semakin banyak N₂O₅ yang terurai semakin besar tekanannya, jika reaksi berlangsung pada volume dan suhu yang tetap maka pertambahan tekanan dapat dikatakan dengan tambahan mol dengan demikian laju penguraian NaO₅ dapat ditentukan.

Pada laju reaksi terdapat faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi. Selain bergantung pada jenis zat yang beraksi laju reaksi dipengaruhi oleh :

a.       Konsentrasi Pereaksi

Pada umumnya jika konsentrasi zat semakin besar maka laju reaksinya semakin besar, dan sebaliknya jika konsentrasi pula, dan sebaliknya jika sentrasi suatu zat semakin kecil maka laju reaksinya pun semakin kecil. Untuk beberapa reaksi, laju reaksinya pun semakin kecil. Untuk beberapa reaksi, laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan matematik yang dikenal dengan hukum laju reaksi atau reaksi dinamakan orde reaksi. Menentukan orde reaksi dari suatu reaksi kimia pada prinsipnya menentukan seberapa besar pengaruh perubahan konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi.

b.      Luas Permukaan

Suatu reaksi mungkin melibatkan pereaksi dalam bentuk padat, luas permukaan (total) zat padat akan bertambah jika ukurannya diperkecil. Semakin zat padat terbagi menjadi bagian kecil, semakin cepat reaksi berlangsung. Bubuk zat padat biasanya menghasilkan reaksi yang lebih cepat dibandingkan sebuah bongkah zat padat dengan massa yang sama. Bubuk padat memiliki permukaan yang lebih besar dari pada sebuah bengkah zat padat.

c.       Suhu atau Temperatur

Laju reaksi juga dapat di percepat atau diperlambat dengan mengubah suhunya. Ketika suhunya dinaikkan maka laju reaksi akan meningkat pula. Sebagai perkiraan kasar, sebagai perkiraan besar, sebagai reaksi berlangsung dengan suhu ruangan maka laju reaksi akan berlipat ganda setiap kenaikan 10⁰C

Perkiraan  ini bukan keadaan yang mutlak dan tidak bisa diterapkan pada seluruh reaksi. Bahkan bila pun mendekati benar, laju reaksi akan berlipat ganda setiap 9⁰C atau 11⁰C atau setiap suhu tertentu. Angka dari derajat suhu yang diperlukan untuk melipat gandakan laju reaksi akan berubah secara bertahap seiring dengan meningkatnya suhu.

Beberapa reaksi pada hakikatnya sangat cepat, sebagai contoh reaksi perpanasan melibatkan ion yang terlarut menjadi zat padat yang tidak larut, atau reaksi ion hidrogen dengan asam dan ion hidroksi dari Alkali didalam larutan, sehingga memanaskan salah satu dari contoh ini tidak memperoleh perbedaan laju reaksi yang baik di laboratorium maupun industri akan berlangsung lebih cepat apabila di panaskan

d.      Tekanan

Bayak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari reaksi seperti itu juga dipengaruhi oleh tekanan. Penambahan  tekanan dengan memperkecil Volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.

Peningkatan tekanan pada reaksi yang melibatkan gas pereaksi akan meningkatkan laju reaksi. Perubahan tekanan pada suatu reaksi yang melibatkan hanya zat padat maupun zat cair tidak memberikan perubahan apapun pada laju reaksi.

Dalam proses pembuatan amonia dengan proses Haber, laju reaksi antara Hidrogen dan Nitrogen ditingkatkan dengan menggunakan tekanan yang sangat tinggi. alasan utama menggunakan tekanan tinggi adalah untuk meningkatkan persentasi amonia di dalam keseimbangan campuran, namun hal ini juga memberikan perubahan yang berarti pada laju reaksi juga.

Industri yang melibatkan produksi berupa gas yang banyak dilangsungkan pada tekanan tinggi, misalnya pembuatan amonia yang menggunakan tekanan hingga 400 atm.

e.       Katalis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tetapi zat itu sendiri tak mengalami perubahan yang kekal (tidak diskon asumsi atau tidak dihabiskan). Katalis dibagi 2 yaitu : 

-  Katalis Positif.

Katalis positif berfungsi untuk mempercepat laju reaksi dengan cara menurunkan energi pengaktifan, katalis positif disebut juga katalisator.

-  Katalis Negatif

Katalis negatif berfungsi untuk memperkuat laju reaksi. Katalis negatif disebut juga inhibator.

Adapun Jenis-jenis katalis yaitu :

-  Katalis homogen

Wujud katalis homogen ini sama dengan wujud pereaksi. Jenis katalis ini umumnya ikut beraksi tetapi pada akhirnya akan kembali lagi ke bentuk semula.

-  Katalis Heterogen

Wujud katalis homogen ini berbeda dari wujud pereaksi. Jenis katalis ini umumnya berupa logam-logam dan bereaksi yang dipercepat adalah reaksi gas-gas katalis ini tidak ikut bereaksi, tetapi melalui reaksi permukaan yaitu permukaan logam menyerap molekul-molekul udara hingga apabila dua molekul  gas yang dapat bereaksi terserap maka gas-gas itu akan mudah bereaksi katalis ini kebanyakan digunakan dalam reaksi industri.

-  Katalis biokimia

Katalis biokimia ini berfungsi untuk mempercepat reaksi-reaksi yang terjadi pada makhluk hidup. Katalis ini berupa enzim-enzim.

Dalam laju reaksi terdapat pula teori tumbukan, reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antara partikel pereaksi. Akan tetapi tidaklah setiap tumbukan antara partikel menghasilkan reaksi, melainkan hanya tumbukkan antar partikel yang memiliki energi yang cukup serta arah tumbukan yang tepat. Sehingga dapat dikatakan bahwa laju reaksi dapat bergantung pada 3 hal, yaitu:

-        Frekuensi Tumbukan

-        Fraksi tumbukan yang melibatkan partikel dengan energi cukup

-        Fraksi partikel dengan energi cukup yang tumbuhannya dengan arah yang tepat.

Tumbukan yang menghasilkan reaksi disebut dengan tumbukan efektif, energi minimum yang harus dimiliki oleh partikel pereaksi sehingga menghasilkan tumbukan efektif yang disebut juga energi pengaktifan untuk memahami arti dari energi pengaktifan perlu diperhatikan pelan-pelan benda yang ada di sekitar kita yang dapat terbakar.

Adapun persamaan laju reaksi dan orde reaksi yaitu sebagai berikut:

mA + nB                 pC = qD

Persamaan laju : V = K [A] ^x [B]^x

Dengan ketetapan rumus :

-  K              :   Ketetapan Jenis Reaksi

-  X              :   Orde Reaksi terhadap pereaksi A

-  Y              :   Orde reaksi terhadap pereaksi B

-  m,n,p,q     :   Koefisien masing-masing zat yang terlihat dalam reaksi

Ketetapan jenis reaksi (K) adalah salah satu tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi dan suhu., setiap reaksi mempunyai harga K tertentu pada suhu tertentu. Harga K berubah jika suhu berubah, kenaikan suhu dan katalisator umumnya dan memperbesar harga K.

B. Alat dan Bahan

• Alat-alat

-          Gelas Kimia 100 ml

-          Gelas ukur

-          Pipet

-          Stopwatch

-          Termometer

-          Hot plate

-          Kertas

-          Pulpen

-          Penjepit tabung

• Bahan

-              Larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M

-              Larutan Na₂S₂O₃ 0,2 M

-              Larutan HCl 1 M

-              Larutan HCl 2 M

-              Aquadest

C. Prosedur Percobaan

• Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

-                Dimasukkan 2 ml  Na₂S₂O₃ 0,1 M dalam gelas kimia

-                Disiapkan kertas putih yang diberi tanda X

-                Dimasukkan 3 ml HCl 1 M dalam Na₂S₂O₃ 0,1 M

-                Dicatat waktu yang dibutuhkan hingga tanda X menghilang

-                Diulangi prosedur yang sama dengan menggunakan Na₂S₂O₃ 0,1 M – HCl 2 M dan Na₂S₂O₃ 0,2 M – HCl 2 M

• Pengaruh Suhu (40^o) terhadap Laju Reaksi

-                   Disiapkan gelas kimia dan diisi dengan 2 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,2M.

-                   Dipanaskan hingga suhunya 40^o C (gunakan termometer), kemudian letakkan diatas kertas yang telah diberi tanda silang

-                   Dimasukkan 3 ml larutan HCl 2 M kedalam gelas kimia tersebut dan catat waktu yang dibutuhkan sejak penambahan larutan HCl hingga tanda silang tidak terlihat lagi dari atas

-                   Diulangi prosedur diatas menggunakan Na₂S₂O₃ 0,1 M – HCl 2 M danNa₂S₂O₃ 0,1 M – HCl 1 M

D. Hasil percobaan

4.1.1         Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

No	[Na2S2O3] 2 ml	[HCl] 3 ml	Waktu
1	0,1 M	1 M	277 s
2	0,1 M	2 M	151 s
3	0,2 M	2 M	52 s

4.1.2        Pengaruh Suhu Terhadap Laju Reaksi

No	[Na2S2O3] 2 ml	[HCl] 3 ml	Waktu
1	0,2 M	2 M	43 s
2	0,2 M	1 M	50 s
3	0,1 M	1 M	95 s

• Reaksi

Na₂S₂O_3(aq) + 2HCl _(aq) → 2 NaCl _(aq) +  S_(s) + H₂O_(l) + S0₂

• Perhitungan

 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Laju Reaksi

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

E. Pembahasan

Laju reaksi adalah capat lambatnya suatu reaksi kimia berlangsung. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau produk per satuan waktu. Dalam laju reaksi terdapat orde, yaitu banyaknya faktor konsentrasi zat yang mempengaruhi laju reaksi. Dalam laju reaksi kimia terdapat bilangan orde reaksi. Diantaranya 0, 1 dan 2. Reaksi orde nol adalah reaksi yang laju reaksinya tidak dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan. Reaksi orde satu adalah reaksi yang lajureaksinya hanya dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan pangkat satu sehingga didapat grafik linear pada grafik perbandingan konsentrasi reaktan dengan laju reaksi. Reaksi orde dua adalah reaksi yang laju reaksinya dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan kuadrat. Sehingga didapatkan grafik berbentuk kurfa pada grfik pebandingan konsentrasi reaktan dengan laju reaksi. Didalam laju reaksi terdapat konstanta laju reaksi. Yaitu tetapan dalam perhitungan laju reaksi. Barapapun konsentrasi yang digunakan selalu digunakan tetapan ini. Konstanta laju reaksi ini hanya dipengaruhi oleh jenis pereaksi dan suhu.

Praktikum kali ini dilakukan dua percobaan, yaitu pengaruh konsentrasi dan suhu pada terhadap laju reaksi kimia . pada percobaan pertama dilakukan percobaan pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi kimia. Ketika digunakan 2 ml Na₂S₂O₃ 0,1 M dicampur dengan 3 ml HCl 1 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 277 s. Ketika digunakan 2 ml Na₂S₂O₃ 0,1 M dicampur dengan 3 ml HCl 2 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 151 s. Ketika digunakan 2 ml Na₂S2O3 0,2 M dicampur dengan 3 ml HCl 2 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 52 s. Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi yang digunakan maka semakin laju pula reaksi berlangsung.

Percobaan kedua adalah pengaruh suhu terhadap laju reaksi. Pada percobaan ini suhu dinaikkan hingga 40^oC. Ketika digunakan 2 ml Na₂S₂O₃ 0,2 M dicampur dengan 3 ml HCl 2 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 43 s. Ketika digunakan 2 ml Na₂S₂O₃ 0,2 M dicampur dengan 3 ml HCl 1 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 50 s. Ketika digunakan 2 ml Na₂S₂O₃ 0,1 M dicampur dengan 3 ml HCl 1 M reaksi berlangsung hingga warna larutan menjadi keruh dan tak terlihat lagi tanda silang dikertas dalam 95 s. Dari percaobaan ini dan percobaan pertama terdapat perbedaan perlakuan. Yaitu pada percobaa pertama digunakan suhu ruang sedangkan pada percobaan kedua digunakan suhu 40^oC, Dan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu, maka semakin laju pula suatu reaksi berlangsung.

Dalam percobaan laju reaksi ini ada beberapa faktor yang mempengaruhi, yaitu :

-          -Konsentrasi pereaksi

Pengruh konsentrasi terhadap adalah semakin besar konsentrasi maka semakin laju pula suatu reaksi. Karna dengan bertambahnya konsentrasi maka jumlah partikel juga bertambah sehingga kemungkinan terjadi tumbukan antar partikel semakin besar.

-        =  Luas permukaan

Pengaruh luas permukaan adalah semakin halus atau kecil ukuran reaktan (padatan) yang digunakan maka semakin laju reaksi kimaia terjadi . karena dengan semakin kecilnya ukuran partikel maka akan menyebabkan kemungkinan terjadi tumbukan semakin besar.

-          -Suhu atau temperature

Pengaruh suhu adalah dengan bertambahnya suhu, maka semakin laju reaksi kimia. Karena dengan bertambahnya suhu maka partikel zat reaktan akan semakin cepat bergerak atau dengan kata lain kemingkinan terjadi tumbuakan  antar partikel semakin besar.

-          -Tekanan

Pengaruh tekanan biasanya melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi. Dengan demikian dapat meningkatkan laju reaksi.

-          -Katalis

-          Pengaruh katalis adalah untik menurunkan energy aktivasi suatu reaksi kimia. Energi aktivasi adalah sejumlah energi minimal yang harus dimiliki agar suatu reaksi kimia dapat berlangsung. Katalis adalah zat yang dicampurkan dalam reaktan namun pada akhir reaksi zat katalis tidak berubah menjadi zat lain.

Dalam percobaan ini terdapat beberapa perlakuan diantaranya yaitu pencampuran dan pemanasan. Pencampuran dilakukan agar masing-masing reaktan dapat bercampur dan dapat terjadi reaksi. Pemanasan dilakukan agar reaktan dapat dinaikkan suhunya sesuai yang diinginkan dan mempercepat laju reaksi.

Dalam laju reaksi juga terdapat pula teori tumbukan, reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antara pertikel pereaksi. Reaksi kimia tidak dihasilkan oleh setiap tumbukan tersebut, melainkan hanya tumbukan yang memiliki energi yang cukup dan arah yang tepat saja. Tumbukan dipengaruhi oleh konsentrasi, luas permukan, suhu. Pada konsentrasi, apabila konsentrasi semakin besar, maka semakin banyak jumlah partikel, sehingga kemungkinan terjadi tumbukan semakin besar. Pada suhu, apabila suhu bertambah maka partikel reaktan bergerak cepat sehingga tumbukan sering terjadi. Pada luas permukaan, semakin kecil ukuran partikel padatan dalam reaksi maka kemungkinan tumbukan antara partikel reaktan semakin besar. Tumbukan yang menghasilkan reaksi disebut tumbukan evektif. Energi minimum yang harus dimiliki partikel pereaksi sehingga dapat dihasilkan tumbukan yang evektif disebut energi aktivasi.

Pada percobaan ini waktu yang ditentukan hingga tanda X tertutup. Yang menyebabkan tanda X tertutup adalah terbentuknya produk berupa senyawa sulfur yang mengendap berwarna putih buram.

Dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu ketidak tepatan dalam pengukuran waktu denperbedaan persepsi dalam menentukan tanda silang sudah tak terlihat atau belum.

F. Kesimpulan

-        Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah :

-          Suhu

-          Luas permukaan

-          Konsentrasi

-          Tekanan

-          Katalis

-        Dari percobaan ini didapat pengaruh konsentrasi dan suhu. Pengaruh konsentrasi yaitu apabila konsentrasi suatu reaktan semakin besar, maka laju reaksi juga meningkat. Dan pengaruh suhu yaitu apabila suhu dinaikkan maka laju suatu reaksi juga meningkat.

-        Dalam percobaan pengaruh konsentrasi dengan suhu ruang didapat persamaan :

Dalam percobaan pengaruh konsentrasi dengan suhu reaktan 40oC didapat persamaan :