PENENTUAN ORDE REAKSI DAN TETAPAN LAJU REAKSI

PENENTUAN ORDE REAKSI

DAN TETAPAN LAJU REAKSI

A.    Tujuan

1.      Mengamati pengaruh konsentrasi zat-zat pereaktan terhadap laju reaksi

2.      Menghitung orde reaksi dan tetapan laju pada reaksi ion persulfat dan ion iodida.

B.     Dasar Teori

1.      Pengertian Laju reaksi

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. (Putra, 2013)

Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu. Satuan laju reaksi adalah M/s (Molar per detik). Sebagaimana yang kita ketahui, reaksi kimia berlangsung dari arah reaktan menuju produk. Ini berarti, selama reaksi kimia berlangsung, reaktan digunakan (dikonsumsi) bersamaan dengan pembentukan sejumlah produk. Dengan demikian, laju reaksi dapat dikaji dari sisi pengurangan konsentrasi reaktan maupun peningkatan konsentrasi produk. (Andy. 2019)

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.

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 (Putra, 2013)

2.      Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

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

a.       Konsentrasi

Kecepatan reaksi bergantung pada banyak factor. Konsentrasi reaktan memainkan peran penting dalam mempercepat atau memperlambat rekasi tertentu. Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.

(Solehah. 2012.)

Larutan dengan konsentrasi yang besar (pekat) mengandung partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan dengan larutan encer. Semakin tinggi konsentrasi berarti semakin banyak molekul-molekul dalam setiap satuan luas ruangan, akibatnya tumbukan antar molekul makin sering terjadi dan reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, makin besar laju reaksinya. (Apryana. 2009)

b.      Luas Permukaan

Suatu zat akan bereaksi apabila bercampur dan bertumbukan. Pada pencampuran reaktan yang terdiri dari dua fasa atau lebih, tumbukan berlangsung pada bagian permukaan zat. Padatan berbentuk serbuk halus memiliki luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar daripada padatan berbentuk lempeng atau butiran. Semakin luas permukaan partikel, maka frekuensi tumbukan kemungkinan akan semakin tinggi sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Laju reaksi berbanding lurus dengan luas permukaan reaktan. (apryana. 2009)

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan perubahan. Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat. (Solehah. 2012.)

c.       Temperatur

Temperatur merupakan salah satu faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Besarnya temperatur menyebabkan lajureaksi semakin besar. Temperatur juga akan mempengaruhi harga konstanta suatu laju reaksi. Kecepatan laju reaksi sebagai pengaruh suhu, dapat dilihat pada proses pembuatan kopi. Gila akan lebih cepat larut apabila air pada gelas lebih panas. Sebaliknya gulaakan lebih lambat larut apa bila air pada gelas itu masih dingin.

Pada umumnya reaksi akan lambat cepat apabila suhu dinaikkan. Dengan menaikan suhu maka energi kinetik molekul – molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga semakin banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari E_a. hubungan antara nilai tetapan laju reaksi ( k ) terhadap suhu dinyatakan oleh persamaan Arrhenius: 

d.      k = A . e ^–E/RT

(Anonim.2012.)

Partikel-partikel dalam zat selalu bergerak. Jika suhu zat dinaikkan, maka energi kinetik partikel-partikel akan bertambah sehingga tumbukan antar partikel akan mempunyai energi yang cukup untuk melampaui energi pengaktifan. Hal ini akan menyebabkan lebih banyak terjadi tumbukan yang efektif dan menghasilkan reaksi. Di samping memperbesar energi kinetik, ternyata peningkatan suhu juga meningkatkan energi potensial suatu zat. Dengan semakin besarnya energi potensial zat, maka semakin besar terjadinya tumbukan yang efektif, sehingga laju reaksi semakin cepat.  (Anonim. 2012)

e.       Katalis

Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen. Jadi, katalis tidak muncul dalam laju persamaan kimia balans secara keseluruhan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju, memodifikasi dan mempercepat lintasan yang ada.

Katalis menimbulkan efek yang nyata pada laju reaksi, meskipun dengan jumlah yang sangat sedikit. Dalam kimia industry, banyak upaya untuk menemukan katalis yang akan mempercepat reaksi tertentu tanpa meningkatkan timbulnya produk yang tidak diinginkan (Solehah. 2012.)

      Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. (Ananda,  2012)

C.    Alat dan Bahan

1.      Alat

-          Gelas ukur 5 mL

-          Gelas kimia 50 mL

-          Pipet tetes

-          Termometer

-          Stop watch

-          Erlenmeyer 100 ml

-          Pipet seuukuran 10 dan 25 mL

2.      Bahan

-          Larutan HCl 0,1 M, 0,2 M dan 0,3 M.

-          Larutan NaCl

-          Larutan FeCl3

-          H2O

-          Zink

-          Gula halus

-          Gula pasir

-          Gula batu

D.    Langkah Kerja

1.      Pengaruh konsentrasi

a.       Dimasukan larutan HCl 0,3 M, 0,2 M dan 0,1 M ke dalam masing-masing tabung reaksi.

b.      Dimasukan zink ke dalam tabung reaski secara bersamaan sambil menghitung waktu menggunakan stop watch.

c.       Dicatat perubahan yang terjadi

2.      Perubahan permukaan

a.       50 ml larutan H2O dimasukan ke dalam masing-masing tiga gelas kimia.

b.      Ditimbang gula halus, gula pasir, gula batu seberat 2 gram menggunakan neraca.

c.       Ketiga gula tersebut dimasukan ke dalam masing-masing tiga gelas kimia secara bersamaan.

d.      Diaduk dan dicatat waktu yang  diperlukan untuk melarutkan ketiga gula tersebut

3.      Pengaruh temperatur

a.       50 ml air dimasukan ke dalam dua gelas kimia.

b.      Panaskan gelas kimia satu dengan suhu 50o

c.       Dimasukan 2 gram gula batu pada masing-masing gelas kimia dan diaduk secara besamaan

d.      Diamati dan dicatat waktu yang diperlukan untuk melarutkan gula pada air panas dan air dingin

E.     Hasil Pengamatan

Pengaruh konsentrasi

Percobaan	Pengamatan	Waktu	Keterangan
1	HCl 0,1 M + Mg	26,1 menit	reaksi yang terjadi lambat, gelembung sedikit
2	HCl 0,2 M + Mg		Awal reaksi lambat, beberapa detik kemudian reaksi cepat, terdapat banyak gelembung
3	HCl 0,3 M + Mg	11,12 menit	Reaksi sangat cepat, terdapat banyak sekali gelembung.

Pengaruh luas permukaan

Bahan percobaan	Pelarut	Waktu	Keterangan
Gula halus	50 ml air	10 detik	Lebih cepat larut karena permukaan gula halus, disebabkan pertikel-partkelnya kecil
Gula pasir	50 ml air	55 detik	Cepat larut tetapi lebih lama dari gula halus karena permukaan pertikel gula pasir lebih besar dari gula halus
Gula batu	50 ml	4 menit 50 detik	Lebih lama larut karena permukaan gula batut besar

Pengaruh temperatur

Bahan percampuran	Air panas 55o	Air dingin	Keterangan
Gula batu 2 gram	2 menit 15 detik	3 menit 6 detik	Air panas lebih cepat malrutkan gula batu dari pada air dingin.

Pengaruh katalis

Percobaan	Katalis	Keterangan
H2O2 20 ml	-	Tidak terjadi perubahan apapun
H2O2 20 ml	NaCl 20 tetes	Terdapat gelembung-gelembung di dalam (dasar) gelas kimia
H2O2 20 ml	FeCl3 20 tetes	Terdapat banyak gelembung dan gas di dalam gelas kimia

F.     Pembahasan

Laju reaksi ialah cepat lambatnya suatu reaksi kimia yang berlangsung. Laju reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau produk per satuan waktu. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi, diantaranya faktor konsentrasi, luas permukaan, temperatur dan katalis.

Pada praktikum kali ini dilakukan empat kali dari beberapa faktor diatas. Pertama, cara menentukan laju reaksi, salah satunya itu ditentukan dengan mengukur konsentrasi salah satu reaksi,  konsentrasi yang digunakan adalah larutan HCl dengan konsentrasi yang berbeda, yaitu 0,1 M, 0,2 M dan 0,3 M. Bahan yang digunakan adalah zink. Zink yang dimasukan ke dalam masing-masing larutan dengan konsentras yang berbeda, akan mengetahui konsentrasi mana yang cepat dan lambat berreaksi. Pada konsentrasi 0,1 M, reaksi yang terjadi lambat, gelembung yang timbul sedikit. Dan pada konsentrasi 0,2 M awal reaksi yang terjadi lambat, namun beberapa detik kemudian reaksi cepat. Sedangkan pada konsentrasi 0,3 M. reaksi yang berlangsung sangat cepat. Hal ini disebabkan karena larutan dengan konsentrasi yang besar (pekat) mengandung partikel yang lebih rapat. Semakin tinggi konsentrasi berarti semakin banyak molekul-molekul dalam setiap satuan luas ruangan, akibatnya tumbukan antar molekul makin sering terjadi dan reaksi berlangsung semakin cepat.

Percobaan kedua, adalah pengaruh laju reaksi dengan menentukan luas permukaan. Bahan dalam percobaan ini menggunakan tiga gula yang luas permukaan yang berbeda, yaitu gula halus, gula pasir dan gula batu. Ketiga gula terdebut dilarutkan dengan pelarut yang sama, yaitu menggunakan air. Diketahui bahwa gula halus cepat bereaksi, ini disebabkan pertikel-partikel pada gula halus kecil sehingga luas permukaan semakin besar. Pada gula pasir lebih lama daripada gula halus, dikarenakan pertikelnya lebih besar. Sedangkan pada gula batu. Lebih lama larut karena permukaan atau pertikelnya sangat besar. Jadi, Padatan berbentuk serbuk halus memiliki luas permukaan bidang sentuh yang lebih besar daripada padatan berbentuk lempeng atau butiran. Semakin luas permukaan partikel, maka frekuensi tumbukan kemungkinan akan semakin tinggi sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat (Apryana, 2009).

Pada percobaan ketiga, pengaruh temperatur. Dengan temperatur yang berbeda akan mempengaruhi kecapatan laju reakasi, yaitu dengan temperatur tinggi dan rendah. Gula batu yang dilarutkan pada air air panas lebih cepat malrutkan gula batu dari pada air dingin. Dengan menaikan suhu maka energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga semakin banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar  (Anonim. 2012).

Dan pada percobaan terakhir adalah pengaruh katalis. Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang permanen.  H₂O₂ yang tidak terdapat katalis tidak terjadi perubahan apapun. Begitu juga saat di tambahkan NaCl, namun ini terdapat sedikit gelembung. Sedangakan ketika di tambahkan larutan FeCl3 terjadi perubahan yaitu terdapat banyak gelembung dan gas. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi.

G.    Kesimpulan

Bedasarkan praktikum diatas dapat disimpulkan bahwa:

1.      Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah faktor konsentrasi, luas permukaan, temperatur dan katalis.

2.      Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, makin besar laju reaksinya.

3.      Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat.

4.      Semakin besar suhu pelarut, semakin besar pula laju reaskinya.

5.      Katalis dapat mempercepat dan memperlambat laju reaksi, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan.

Referensi

Putra, Alex. 2013. http://alexschemistry.blogspot.com/2013/10/laporan-

praktikum-kimia-dasar-laju.html diakses 7/12/13 pukul 21:00

Andy. 2009. http://andykimia03.wordpress.com/tag/konstanta-laju-reaksi/

 diakses 7/12/13 pukul 20:46

            Solehah. 2012. http://sholmuth.blogspot.com/2012/07/laporan-praktikum-

laju-reaksi.html  diakses 7/12/13  pukul 20:37

Apryana, Andry. 2009. http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/

2009/0706499/faktor.html  diakses 7/12/13 pukul 22:20

Ananda, Dwiki. 2012. http://kimiacerdas.blogspot.com/2012/11/koloid

html diakses 7/12/13 pukul 16:59

Anonim, 2012. http://garda-pengetahuan.blogspot.com/2012/11/faktor-

faktor-yang-mempengaruhi-laju.html diakses 7/12/13 pukul 21;49

Anonim, 2012. http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/0905762/isi

materi3.html 7/12/13 pukul 21:46