LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III

KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN

OLEH:

NAMA : ADE AYU WULAN SUCI

NIM : 1008105034

KEL/GEL : 3/1

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2012

KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA KONSENTRASI REAKTAN

I. Tujuan Percobaan

- Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi reaktan terhadap laju reaksi.

- Mengukur laju reaksi dan membuat kurva laju reaksi terhadap perubahan

konsentrasi reaktan.

- Menentukan orde reaksi terhadap tiosulfat.

II. Dasar Teori

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi kimia yang

berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi menyatakan molaritas zat terlarut dalam

reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi. Reaksi kimia berlangsung dengan laju yang

berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat misalnya reaksi penetralan

antara larutan asam klorida dan larutan natrium hidroksida, demikian pula reaksi

pembentukan endapan perak klorida antara perak nitrat dan natrium klorida. Jika

larutan natrium tiosulfat direaksikan dengan larutan asam klorida encer akan

terbentuk endapan belerang beberapa detik kemudian. Dalam kehidupan sehari-hari

dapat dijumpai reaksi yang berlangsung lambat misalnya, perkaratan besi.

Reaksi kimia yang berlangsung memiliki laju reaksi yang berbeda-beda

sesuai dengan orde reaksi masing-masing. Laju reaksi menyatakan banyaknya

reaski yang berlangsung per satuan waktu. Laju reaksi menyatakan konsentrasi zat

terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi.

Suatu reaksi memiliki orde reaksi sesuai dengan reaksi yang berlangsung.

Misalnya orde kenol, konsentrasi suatu zat tidak mempengaruhi laju reaksi. Hal ini

berbeda dengan orde reaksi ke-satu. Melihat bahwa reaksi orde ke-nol konsentrasi

tidak mempengaruhi laju reaksi, maka timbul suatu masalah mengenai hubungan

antara konsentrasi dengan laju reaksi pada orde ke-satu.

Pada umumnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi

pereaksi diperbesar. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel

yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat

yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering

bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga

kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.

Persamaan Laju Reaksi (Hukum Laju)

Hukum laju adalah persamaan yang mengaitkan laju reaksi dengan

konsentrasi molar atau tekanan parsial pereaksi dengan pangkat yang sesuai.

Persamaan laju atau Hukum laju diperoleh dari hasil eksperimen. Persamaan laju

reaksi dinyatakan dalam bentuk diferensiaal atau bentuk integral.

Orde Reaksi

Orde reaksi adalah pangkat konsentrasi dalam persamaan laju bentuk

diferensial. Secara teoritis orde reaksi merupakan bilangan bulat, namun dari hasil

eksperimen, dapat berupa bilangan pecahan atau nol.

Konstanta laju reaksi adalah tetapan perbandingan antara laju reaksi dan

hasil kali konsentrasi spesi yang mempengaruhi laju reaksi.

Contoh, untuk reaksi:

aA+bB→ Produk

Jadi persamaan hukum lajunya adalah:

- = k

dimana :

- = laju reaksi komponen A

k = konstanta laju reaksi

[A] dan [B]: konsentrasi reaktan A dan B

x dan y : orde reaksi terhadap A dan B

III. Alat dan Bahan

Alat:

1. Gelas ukur 50 mL

2. Gelas piala

3. Termometer

4. Pipet volume 2 mL

5. Batang pengaduk

6. Stopwatch

7. Kertas putih dan spidol hitam

Bahan:

1. Larutan HCl 1 M

2. Larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,25 M

3. Aquadest

IV. Prosedur Kerja

Prosedur kerja untuk praktikum ini, yaitu:

1. Larutan Na2S2O3 0,25 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam gelas ukur

yang memiliki alas yang rata.

2. Gelas ukur berisi larutan Na2S2O3 diletakkan tepat di atas tanda silang hitam

yang telah dibuat pada kertas putih sehingga tanda silang hitam tersebut dapat

terlihat melalui larutan tiosulfat yang bening.

3. Kemudian ditambahkan larutan HCl 2 M sebanyak 2 mL ke dalam larutan

Na2S2O3 tersebut dan stopwatch dinyalakan tepat ketika penambahan larutan

HCl dilakukan. Kemudian larutan diaduk agar pencampuran menjadi merata,

dan pengamatan tetap dilakukan selama pengadukan larutan dilakukan.

4. Selanjutnya dicatat waktu yang diperlukan sampai tanda silang hitam tidak

dapat diamati lagi dari atas.

5. Suhu larutan (campuran) diukur dan dicatat.

6. Langkah-langkah nomor 2-6 diulangi lagi dengan komposisi larutan sesuai table

berikut:

Sistem Vol. S2O32-

(mL) Vol. H2O mL Volume HCl (mL)

1 50 0 2

2 40 10 2

3 30 20 2

4 20 30 2

5 10 40 2

6 5 45 2

V. Hasil Pengamatan

Sistem Vol. S2O3

2-

(mL) Vol. H2O mL Volume HCl (mL)

1. 50 0 2

2. 40 10 2

3. 30 20 2

4. 20 30 2

5. 10 40 2

6. 5 45 2

Sistem

Konsentrasi

Relatif S2O32-

(M)

Waktu (s) 1/t (s-1

) Suhu (0C)

1. 0,240 18 0,0555 31

2. 0,192 23 0,0435 31

3. 0,144 30 0,0333 31

4. 0,096 46 0,0217 31

5. 0,048 1.53 0,0085 31

6. 0,024 4.09 0,0040 31

VI. Pengolahan Data

Penentuan Laju Reaksi (1/t).

Diketahui: untuk sistem 1 t = 18 s

Ditanya : 1/t =............. ?

Jawab :

Laju reaksi = 1/t

= 1/18

= 0,0555 s-1

Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut:

Sistem Vol. S2O3

2-

(mL)

Vol. H2O

(mL)

Vol. HCl

(mL) Waktu (s) 1/t (s

-1)

1. 50 0 2 18 0,0555

2. 40 10 2 23 0,0435

3. 30 20 2 30 0,0333

4. 20 30 2 46 0,0217

5. 10 40 2 1.53 0,0085

6. 5 45 2 4.09 0,0040

Penentuan Konsentrasi Tiosulfat (S2O3-2

).

1. Diketahui :

M1 S2O32-

= 0,25 M

V1 = 50 ml (vol. Tiosulfat sistem 1)

V2 = 52 ml (Vol S2O32-

+ HCl)

Ditanyakan : M2 =……?

Jawab:

Maka M2 = V1. M1 / V2

= 50 . 0,25 / 52

= 0,240 M

2. Untuk sistem 2 (sampai sistem 6) terjadi pengenceran

Diketahui :

M1 S2O32-

= 0,25 M

V1 = 40 ml +10 mL (vol. Tiosulfat sistem 2 + H2O)

V2 = (Vol S2O32-

+ HCl ) = 40 mL + 2 mL = 52 ml

Ditanyakan : M2 S2O32-

= ?

Jawab:

V1. M1 = V2. M2

50 mL . 0,25 M = 52 mL . M2

M2 = 52

25,050 M

= 0,192 M

Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut :

Sistem Konsentrasi Relatif

S2O32-

(M) Waktu (s) 1/t (s

-1)

1. 0,240 18 0,0555

2. 0,192 23 0,0435

3. 0,144 30 0,0333

4. 0,096 46 0,0217

5. 0,048 1.53 0,0085

6. 0,024 4.09 0,0040

Penentuan Orde Reaksi Terhadap [S2O32-

].

Diketahui data sesuai table berikut:

Sistem

Konsentrasi

Relatif S2O32-

(M)

[H+] M

Waktu (s) 1/t (s-1

)

1. 0,240 1 18 0,0555

2. 0,192 1 23 0,0435

3. 0,144 1 30 0,0333

4. 0,096 1 46 0,0217

5. 0,048 1 1.53 0,0085

6. 0,024 1 4.09 0,0040

Reaksi yang terjadi antara tiosulfat dan asam klorida saat pelarutan, yaitu:

S2O32-

(aq) + 2H+

(aq) H2O (l) + SO2 (aq) + S(s)

Maka,

Dengan harga [H+] tetap, yakni 1 M. Maka harga untuk orde reaksi reaktan [H

+]

sama dengan 0, karena konsentrasinya dibuat tetap di dalam percobaan ini. Orde

reaksi S2O32-

dapat dihitung dari data pada sistem 1 dan 2.

log (0,0555 – 0,0435) = m {log 0,240 – log 0,192}

m =

192,0

240,0log

0435,0

0555,0log

= 25,1log

276,1log = 097,0

106,0 = 1,093

Data pada sistem 3 dan 4.

log (0,0333 – 0,0217) = m {log 0,144 – log 0,096}

m =

096,0

144,0log

0217,0

0333,0log

= 5,1log

535,1log = 176,0

186,0 = 1,057

Data pada sistem 5 dan 6.

log (0,0085 – 0,0040) = m {log 0,048 – log 0,024}

m =

024,0

048,0log

0040,0

0085,0log

= 2log

125,2log = 30,0

32,0 = 1,067

Demikian pula dengan memakai data pada sistem yang lainnya diperoleh:

Sistem [S2O32-

] M [H+] M 1/t (s

-1)

m (Orde reaksi

[S2O32-

]

1. 0,240 1 0,0555 1,093

2. 0,192 1 0,0435

3. 0,144 1 0,0333 1,057

4. 0,096 1 0,0217

5. 0,048 1 0,0085 1,067

6 0,024 1 0,0040

Jadi dari perhitungan beberapa sistem yang mewakili kinetika reaksi tersebut

dapat dilihat bahwa orde reaksi untuk perubahan [S2O32-

] adalah m ≈ 1

Penentuan Konstanta Laju Reaksi.

Diketahui : pada sistem 1

0555,0

32

dt

OSd

[S2O32-

] = 0,25 M

[H+] = 1 M

Ditanya : k = ….?

Jawab :

k =

= Mx

Ms

125,0

0555,01

= 0,222 ≈ 0,2

Dengan cara yang sama, maka diperoleh data sebagai berikut:

Sistem [S2O32-

] M [H+] M 1/t (s

-1)

m (Orde reaksi

[S2O32-

]

K

1. 0,240 1 0,0555 1,093

0,222

2. 0,192 1 0,0435 0,174

3. 0,144 1 0,0333 1,057

0,1332

4. 0,096 1 0,0217 0,0868

5. 0,048 1 0,0085 1,067

0,034

6. 0,024 1 0,0040 0,016

Konstanta laju reaksi rata-rata dari keseluruhan sistem adalah:

k =

= 6

016,0034,00868,01332,0174,0222,0

= 6

666,0 = 0,111

VII. Pembahasan

Pada praktikum kali ini dipelajari pengaruh konsentrasi reaktan terhadap laju

rekasi. Rekatan yang digunakan dengan variasi konsentrasi adalah natrium

tiosulfat. Reaksi yang dihitung lajunya adalah reaksi pengendapan belerang yang

dilakukan dengan penambahan HCl 1 M pada natrium tiosulfat 0,25 M. Reaksi

pengendapan ini disebut juga dengan reaksi substitusi dimana saat natrium tiosulfat

ditambahkan dengan asam akan membentuk endapan sulfur sesuai dengan

persamaan reaksi berikut:

S2O32-

(aq) + 2H+

(aq) H2O (l) + SO2 (aq) + S(s)

Laju reaksi ini ditentukan dengan mencatat waktu yang diperlukan untuk

membentuk endapan sulfur. Pembentukan endapan sulfur yang berwarna putih

dapat diamati dengan cara meletakkan tanda silang hitam pada kertas putih di

bawah gelas beaker. Ketika tanda silang hitam tidak dapat terlihat lagi dari atas,

maka dianggap pembentukan S (belerang) sudah selesai. Waktu yang dibutuhkan

hingga tanda silang hitam menghilang digunakan untuk menentukan laju reaksi.

Waktu yang diperlukan untuk sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 18 s, 23 s, 46

s, 113 s, 249 s. sedangkan konsentrasi reaktan dapat ditentukan dengan perhitungan

pada variasi volume campuran natrium tiosulfat dan asam klorida. Konsentrasi

S2O32-

yang diperoleh dari perhitungan untuk sistem 1 sampai sistem 6 adalah

0,240; 0,192; 0,144; 0,096; 0,048; 0,024 M. dengan melihat data tersebut, diketahui

bahwa semakin tinggi konsentrasi reaktan maka semakin cepat reaksi pembentukan

produk berlangsung. Hal ini juga terlihat dari hasil perhitungan laju reaksi masing-

masing sistem, dimana laju reaksi dari sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah

0,0555 s-1

; 0,0435 s-1

; 0,0333 s-1

; 0,0217 s-1

; 0,0085 s-1

; 0,0040 s-1

.

Untuk menentukan laju reaksi keseluruhan, sebelumnya ditentukan terlebih

dahulu orde reaksi dari [S2O32] dan konstanta reaksi. Dari perhitungan diperoleh

orde reaksi (m) dan konstanta reaksi (k) adalah 1 dan 0,111.

Berdasarkan data hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka diperoleh

kurva perbandingan antara laju reaksi perubahan Na2S2O3 terhadap perubahan

konsentrasi reaktan Na2S2O3 sebagai berikut:

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.004 0.0085 0.0217 0.0333 0.0435 0.0555

KURVA KONSENTRASI-LAJU REAKSI

VIII. Kesimpulan

1. Semakin tinggi konsentrasireaktan maka laju reaksi semakin cepat.

2. Waktu yang diperlukan untuk sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 18 s, 23

s, 46 s, 113 s, 249 s.

3. Konsentrasi S2O32-

yang diperoleh dari perhitungan untuk sistem 1 sampai

sistem 6 adalah 0,240 M; 0,192 M; 0,144 M; 0,096 M; 0,048 M; 0,024 M

4. Laju reaksi dari sistem 1 sampai dengan sistem 6 adalah 0,0555 s-1

; 0,0435 s-1

;

0,0333 s-1

; 0,0217 s-1

; 0,0085 s-1

; 0,0040 s-1

5. Orde reaksi (m) dari [S2O32] adalah 1

6. Konstanta laju reaksi dari percobaan ini adalah 0,111

Daftar Pustaka

Bird, Tony, 1993, Kimia Fisika untuk Universitas, Gramedia, Jakarta.

Dogra, S dan S.K Dogra, 1990, Kimia Fisik dan Soal-Soal, Universitas Indonesia

Press, Jakarta.

Karlohadiprodjo, Irma, 1990, Kimia Fisik Jilid 1, Edisi Keempat, Penerbit

Erlangga, Jakarta.

Sastrohamidjojo, H, 2001, Kimia Dasar, Edisi ke-2, Gadjah Mada University Press,

Yogyakarta.

Sukardjo, 1989, Kimia Fisika, Bina Aksara, Yogyakarta.

Tim Laboratorium Kimia Fisika, 2012, Penuntun Praktikum Kimia Fisika III,

Jurusan Kimia F.MIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran.

LAMPIRAN

Jawaban Pertanyaan

Bagaimana menentukan orde reaksi secara keseluruhan?

Jawab:

Orde reaksi dari beberapa sistem dapat digunakan untuk mencari orde rata-rata reaksi yang

menjadi orde reaksi secara keseluruhan.

Orde reaksi rata-rata =

=

= 1,0723 ≈ 1

Maka, orde reaksi secara keseluruhan untuk [S2O32-

] adalah 1