Post on 24-Jun-2015
PERCOBAAN 3
KINETIKA KIMIA
KECEPATAN REAKSI
A. Tujuan
Menyelidiki bagaimana luas permukaan pereaksi padatan, konsentrasi larutan, suhu
dan katalis dapat mempengaruhi kecepatan reaksi.
B. Landasan Teori
Kita tahu dari pengalaman sehari-hari bahwa perubahan-perubahan termasuk
perubahan kimia berlangsung dengan kecepatan yang berbeda-beda. Waktu yang
digunakan untuk mencapai suatu perubahan dipengaruhi oleh berbagai factor, maka
perubahan yang sama pun dapat berlangsung dengan kecepatan yang berbeda apabila
kondisinya berbeda. Pada percobaan ini akan diselidiki bagaimana kecepatan reaksi
dipengaruhi oleh : luas permukaan sentuhan, konsentrasi larutan, suhu dan katalis.
Menurut teori tumbukan, molekul A dan B akan bertumbukan secara intensif.
Konsentrasi sangat berpengaruh terhadap jumlah tumbukan yang terjadi, makin besar
konsentrasi A maupun B akan makin sering terjadi tumbukan diantara keduanya,
sehingga makin besar pula kemungkinan terbentuknya C. Demikian pula halnya apabila
salah satu pereaksi berupa padatan, makin luas permukaan pereaksi padatan akan
mempercepat terjadinya reaksi.
Reaksi yang terjadi hanya dihasilkan oleh tumbukan yang efektif, jadi tidak semua
tumbukan menghasilkan reaksi. Tumbukan yang efektif selain memerlukan posisi yang
tepat, juga membutuhkan energy yang cukup. Karbon (arang) dan oksigen (udara),
sekalipun sudah bersentuhan, tidak akan membentuk karbondioksida tanpa dipanaskan
(dijadikan bara) terlebih dahulu. Energy minimal yang diperlukan agar zat mampu
bereaksi disebut energy aktivasi (Ea). Reaksi dengan Ea yang tinggi disebut reaksi yang
sulit atau lamban, Ea dapat diturunkan atau reaksi dapat dipercepat apabila digunakan
katalis, misalnya Ni atau Pt pada pemadatan minyak dan Fe atau Al pada pembuatan
amoniak.
Kecepatan reaksi mengalami kenaikan yang tidak kecil jika temperaturnya dinaikkan
dan untuk reaksi-reaksi yang serba sama tetapan kecepatan reaksi dapat menjadi dua atau
tiga kali lebih besar untuk tiap 100C kenaikan temperature. Kenaikan temperature
terutama menyebabkan jumlah molekul yang mempunyai Ea bertambah banyak, dan ini
adalah lebih penting daripada penambahan jumlah tumbukan.
Apabila dua macam zat pereaksi atau lebih mengalami tumbukan yang efektif, maka
dianggap akan terbentuk suatu komplek keadaan transisi. Komplek ini selanjutnya dapat
terurai dan membentuk suatu hasil reaksi. Suatu katalis kadang-kadang turut serta dalam
pembentukan komplek, dan kemudian terbentuk kembali apabila komplek ini mengurai.
Komplek antara ini sering tak stabil dan mempunyai umur yang pendek.
C. Alat dan bahan
Alat : Bahan :
- Neraca - Kobalt (II) klorida 0,1 M
- Lumpang dan alu - Pualam
- Tabung reaksi 75x12mm - Asam Klorida 3, 1,5 dan 0,75
- Penjepit tabung reaksi - Asam Oksalat 0,05 M
- Silinder ukur 10 dan 26ml - Asam Sulfat 0,5M
- Gelas kimia 50 dan 100ml - Natrium Tiosulfat 0,15M
- Pengukur waktu - Kalium Permanganat 0,01M
- Kaki tiga - Hydrogen Peroksida 20 dan 3%
- Kasa asbes - Tembaga (II) klorida 0,5M
- Pembakar spirtus - Besi (II) klorida 0,5M
- Sumbat gabus - Mangan (II) sulfat 0,18M
D. Cara kerja
a. Luas permukaan pereaksi padatan
1. Masukan 2mL larutan HCl 3M kedalam gelas kimia. Tambahkan 0,1 gram
keping keping pualam dan catat waktu sejak penambahan sampai pualam itu
habis bereaksi.
2. Ulangi langkah a1 dengan menggunakan 2mL larutan HCl 3M dan 0.1 gram
pualam yang telah digerus halus.
b. Konsentrasi pereaksi
1. Pilih tiga keeping pualam yang luas permukaannya sama, serta buatlah saluran
pada sisi sumbat gabus sehingga gas dapat keluar.
2. Isilah tabung reaksi dengan larutan HCl 3M sampai hampir penuh.
Tambahkan satu keping pualam dan segera sumbat tabung tersebut. Balikkan
dan tempatkan tabung tegak lurus di dalam gelsa kimia yang separuh berisi
air. Catat waktu yang diperlukan untuk mengisi tabung itu dengan gas CO2
3. Ulangi langkah b2 masing-masing dengan menggunakan larutan HCl 1,5M
dan 0,75M menggunakan keping pualam yang luas permukaannya sama.
4. Buatlah tanda silang dengan tinta hitam pada selembar kertas putih
5. Masukan 5mL HCl 3M kedalam gelas kimia dan letakkan gelas itu diatas
tanda silang. Tambahkan 25mL larutan Na2S2O3 0,15 M dan catat waktu sejak
penambahan sampai tanda silang tepat tidak terlihat lagi dari atas.
6. Ulangi langkah b5 dengan menggunakan 25 mL larutan Na2S2O3 0,15 M dan
HCl yang lebih encer, yaitu berturut-turut 3 dan 1 mL larutan HCl 3 M yang
diencerkan dengan air sehingga masing-masing volume laruitan itu 5 mL
7. Ulangi langkah b5 dengan menggunakan 5 mL larutan HCl 3 M dan larutan
Na2S2O3 yang lebih encer, yaitu berturut-turut 20, 15, 10, 5 larutan Na2S2O3
diencerkan dengan air sehingga masing-masing volume larutan itu menjadi
25mL.
c. Suhu reaksi
1. Masukkan 4 tetes larutan Na2S2O3 0,15 M kedalam tabung reaksi. Tempatkan
tabung itu diatas titik hitam yang telah dibuat pada sehelai kertas putih.
Tambahkan 1 tetes larutan HCl 3 M dan catat waktu sejak penambahan sampai
titik hitam tepat tidak terlihat dari atas.
2. Panaskan tabung reaksi yang berisi larutan Na2S2O3 0,15 M dengan cara
memasukkannya kedalam air mendidih selama 10 detik. Kemudian tempatkan
tabung itu diatas titik hitam dan tambahkan 1 tetes HCl 3 M dan catat waktu
seperti pada c1.
3. Encerkan 50 tetes asam oksalat 0,05 M dengan air hingga volumenya 25 mL
(larutan A). lakukan hal yang sama dengan larutan kalium permanganate 0,01
M (larutan B)
4. Masukan 2 tetes larutan A dan 2 tetes larutan asam sulfat 0,5 M kedalam
tabung reaksi kecil. Kemudian tambahkan satu tetes larutan B dan catat waktu
sejak penambahan sampai warna larutan hilang.
5. Panaskan tabung reaksi kecil yang berisi 2 tetes larutan A dan 2 tetes larutan
asam sulfat 0,5 M dalam air mendidih selama 10detik. Kemudian tambahkan 1
tetes larutan B dan catat waktu yang diperlukan agar warna kalium
permanganate itu hilang.
d. Katalis
1. Masukkan 5 mL larutan H2O2 3% kedalam gelas kimia. Amati larutan itu.
2. Masukkan 5 mL larutan H2O2 3% kedalam gelas kimia yang lain. Tambahkan
1 mL larutan CuCl2 0.5 M dan catat waktu sejak penambahan sampai reaksi
berhenti. Perhatikan apakah pembentukan gas terjadi dengan kecepatan yang
sama dari awal sampai akhir reaksi. Perhatikan pula apakah warna larutan
CuCl2 berubah pada reaksi itu.
3. Ulangi langkah d2 dengan menggunakan 5 mL H2O2 3% dengan masing-
masing 1 mL larutan FeCl3 0,5 M dan sedikit serbuk MnO2.
E. Data pengamatan
a. Luas permukaan pereaksi padatan
Persamaan reaksi : pualam + larutan asam klorida
Bentuk Pualam Waktu reaksi (detik)
Keping-keping 376 detik
Serbuk halus 93 detik
b. Konsentrasi larutan
Persamaan reaksi : pualam + larytan HCl----gas CO2
Konsentrasi larutan HCl (mol/liter) Waktu reaksi (detik)
3,00 157 detik
1,50 195 detik
0,75 354 detik
(HCl) bervariasi + (Na2S2O3 )tetap----tanda silang tepat hilang
Volume
Na2S2O3 0,15 M
Vol larutan HCl Konsentrasi
HCl awal
Waktu (detik
HCl 3M Air
25 5 0 19 deik
25 3 2 21 detik
25 1 4 22 detik
Perhitungan HCl awal :
- V1. M1 = V2.M2
5 x 3 = 30.M2
M2 = 0,5 M
- V1. M1 = V2.M2
3 x 3 = 30.M2
M2 = 0,3M
- V1. M1 = V2.M2
1.3 = 30. M2
M2 = 0,1 M
(HCl) tetap + (Na2S2O3 )bervariasi ----tanda silang tepat hilang
Volume
HCl 3M
Volume Na2S2O3 konsentrasi
Na2S2O3
awal
Waktu
(detik )
Seper
waktuNa2S2O3
0,15M
Air
5 25 0 15
5 20 5 24
5 15 10 32
5 10 15 51
5 5 20 138
Perhitungan (Na2S2O3 ) awal
- V1.M1 = V2.M2
25 x 0,15 = 30.M2
M2 = 0,125 M
- V1.M1 = V2.M2
20 x 0,15 = 30.M2
M2 = 0,1 M
- V1.M1 = V2.M2
15 x 0,15 = 30.M2
M2 = 0,075 M
- V1.M1 = V2.M2
10 x 0,15 = 30.M2
M2 = 0,05 M
- V1.M1 = V2.M2
5 x 0,15 = 30.M2
M2 = 0,025M
c. Suhu Reaksi
Lar. (Na2S2O3 ) + lar. HCl 3M Waktu sampai tanda silang tepat hilang
(detik)
Pada suhu kamar = 280C 22
Setelah dipanaskan = 900C 12
Persamaan reaksi kalium permanganat + asam oksalat + asam sulfat :
Lar.A +H2SO4 + Lar.B Waktu sampai tanda silang tepat hilang
(detik)
Pada suhu kamar : 280C 147
Setelah dipanaskan : 300C 14
d. Katalis
Larutan H2O2 Hasil pengamatan
Tanpa bahan tambahan Tak berwarna
Ditambah larutan CuCl2 Warna CuCl2 lebih bening, tidak ada
gelembung
Ditambah larutan FeCl3 Warna larutan kuning, tidak ada
gelembung
Ditambah MnO2 Warna hitam pekat, terdapat endapan,
tidak ada gelembung
F. Pembahasan
a. Luas permukaan pereaksi padatan
Untuk melihat apakah luas permukaan pereaksi padatan mempengaruhi
pereaksi padatan, maka dilakukan percobaan dari reaksi kapur/pualam (CaCO3)
dengan larutan asam klorida (HCl) yang reaksinya sebagai berikut :
CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (q)
Dari hasil percobaan, diperoleh data yaitu pualam yang berbentuk batang
mempunyai laju reaksi atau kecepatan reaksi yang lebih lambat dibanding dengan
pualam yang berbentuk serbuk. Hal ini disebabkan oleh luas permukaan bidang
sentuh pualam yang berbentuk lebih kecil daripada luas permukaan bidang sentuh
pualam yang berbentuk serbuk. Sehingga pada pualam berbentuk padatan
membutuhkan waktu yang cukup lama bertumbukan dengan molekul HCl.
Jadi semakin kecil ukuran suatu zat, dalam jumlah massa yang sama luas bidang
sentuhnya semakin besar dan semakin besar luas permukaan pereaksi laju reaksi
semakin besar.
b. Konsentrasi larutan
Pada percobaan mereaksikan pualam dengan HCl yang menghasilkan gas CO2
diperoleh waktu reaksi dari konsentrasi larutan HCl 3M sebesar 157 detik, dari
konsentrasi 1,5 M diperlukan waktu 196 detik, sedangkan pada konsentrasi 0,75
M diperlukan waktu 354 detik. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar
konsentrasi zat reaktan yang bereaksi maka semakin besar kecepatan reaksinya.
Hal ini juga dibuktikan pada percobaan mereaksikan HCl dengan konsentrasi
yang bervariasi, tetapi konsentrasi Na2S2O3 tetap ataupun dengan konsentrasi
Na2S2O3 tetapi konsentrasi HCl tetap. Dari data yang diperoleh, bahwa semakin
encer (konsentrasi turun), waktu reaksi semakin besar. Pada larutan yang encer,
letak antar molekul lebih longgar sehingga tumbukan antar molekul yang terjadi
semakin kecil. Sedangkan pada konsentrasi besar, waktu reaksi semakin kecil.
Larutan yang berkonsentrasi besar, memiliki susunan molekul yang lebih rapat
sehingga tumbukan yang terjadi lebih mudah. Jadi laju reaksi semakin cepat.
c. Suhu reaksi
Pada percobaan ini, pereaksi yang digunakan adalah larutan Na2S2O3 dan
larutan HCl yang direaksikan pada suhu kamar 280C diperoleh waktu 22 detik.
Sedangkan jika larutan Na2S2O3 dipanaskan terlebih dahulu, maka akan diperoleh
waktu reaksi 12 detik.
Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu siatem yang bereaksi maka
reaksi yang berlangsung akan semakin cepat. Ditandai dengan waktu hilangnya
tanda titik pada suhu kamar akan lebih lama daripada suhu yang telah dipanaskan.
Pada sat dipanaskan, partikel-partikel zat tersebut menyerap energy kalor.
Pada saat suhu tinggi, molekul bergerak lebih cepat sehingga energy kinetiknya
bertambah. Peningkatan energy kinetic menyebabkan kompleks teraktivasi lebih
cepat terbentuk karena energy aktivasi lebih cepat terlampaui. Dengan demikian
reaksi berlangsung lebih cepat.
d. Katalis
Pada percoban ini didapat bahwa penambahan zat katalis akan
mempermudah/mempercepat terjadinya reaksi H2O2 menjadi H2 dan O2. Dengan
menambahkan katalis, maka energy aktivasi lebih rendah daripada energy aktivasi
tanpa katalis sehingga kompleks teraktivasi pada reaksi dengan katalis mudah
tercapai. Jadi katalis juga dapat mempengaruhi kecepatan reaksi.
G.