BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kinetika kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi.

Laju reaksi berhubungan dengan pembahasan seberapa cepat atau lambat reaksi berlangsung.

Merubah konsentrasi dari suatu zat di dalam suatu reaksi biasanya merubah juga laju reaksinya.

Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, luas permukaan sentuhan,

suhu, dan katalis. Oleh karena itu, reaksi kimia dapat berjalan cepat atau lambat. Dalam industri,

reaksi kimia perlu dilangsungkan pada kondisi tertentu agar produknya dapat diperoleh dalam

waktu yang sesingkat mungkin. Reaksi dapat dikendalikan dengan mengetahui faktor-faktor

yang mempengaruhinya. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukanlah percobaan ini.

1.2 Prinsip Percobaan dan Aplikasinya

Penentuan konstanta kecepatan reaksi dan energy aktivasi antara larutan KI dan K2S2O8,

dimana larutan Na2S2O3 digunakan untuk mengikat ion berlebih dari KI, berdasarkan variasi

waktu dan variasi volume terhadap laju reaksi yang terjadi yang ditandai dengan perubahan

warna indicator amilum yang berubah menjadi warna biru, dan indicator aquades yang berubah

menjadi warna kuning. Reaksinya adalah:

S2O8 + 2I- 2 SO4

- + I2

Aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan kopi atau teh yang menggunakan

pelarut bersuhu tinggi dengan tujuan untuk meningkatkan laju reaksi.

1.3 Tujuan Percobaan

Menentukan konstanta kecepatan reaksi dan energi aktivasi antara KI dan K2S2O8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kinetika Kimia Kinetika kimia adalah bagian dari kimia fisika yang mempelajari tentang kecepatan

reaksi-reaksi kimia dan mekanisme dari reaksi-reaksi tersebut. Reaksi kimia ada yang berjalan

sangat lambat, lambat, dan sangat cepat. Hal ini dipengaruhioleh(Sastrohamidjojo, 2001):

a. Luas permukaan

b. Tekanan

c. Temperature

d. Konsentrasi

e. Katalisator

Tujuan utama kinetika kimia adalah mengetahui bagaimana laju bergantung pada

konsentrasi reaktan. Mekanisme reaksi juga dapat diketahui melalui pengetahuan tentanglaju

reaksi yang diperoleh dari eksperiman. Kinetika kimia: ketika senyawa yang berbeda hadir

dalam keadaan yng sesuai reaksi akan terjadi. Batu kunci dari dari mekanisme reaksi adalah

hukum laju. Ini menggambarkan hubungan antara kecepatan reaksi dengan konsentrasi reaktan

(Oxtoby, dkk, 2001; Abdallah, 2010).

2.2 Laju Reaksi

Laju reaksi adalah laju perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan waktu.

Konsentrasi dinyatakan dalam mol per liter, namun untuk reaksi fase gas satuannya adalah

atmosfer, mmHg, atau Pascal(Atkins, 1998).

Hubungan laju reaksi dengan koefisien zat adalah sebagai berikut(Petrucci, 1986):

A + 2B 3C + D

Maka,

= = =

Sedangkan persamaan laju reaksi:

V=k[A][B]2

2.3 Orde Reaksi

2.2.1 Reaksi orde ke nol

Reaksi orde ke nol(Chang, 2005):

A produk

Hukum lajunya adalah:

Laju=k[A]0

Laju dari orde ini adalah sama dengan konstantanya, tidak bergantung pada konsentrasi

reaktan. Karena laju reaksi dari orde ini tetap, maka grafik sebagai fungsi dari waktunya adalah

suatu garis lurus(Chang, 2005 ; Petrucci, 1987)

2.2.2 Reaksi orde pertama Reaksi orde pertama merupakan laju reaksi yang bergantung pada konsentrasi reaktannya

yang dipangkatkan 1. Reaksinya(Chang, 2005) :

A produk

Lajunya adalah:

Laju =

Dan hukum lajunya adalah:

Laju = k[A]

= k[A]

Sehingga menjadi:

ln = -kt

Dimana ln adalah logaritma natural. Konsentrasi awal (t=0 ) tidak selalu pada pada awal

percobaan, namun kapan saja waktu yang kita pilih untuk memantau percobaan dalam

konsentrasi A(Chang, 2005).

2.2.3 Reaksi orde kedua

Suatu reaksi dikatakan berorde dua terhadap salah satu pereaksi jika laju reaksi

merupakan pangkat dua dari konsentrasi pereaksi itu. Grafik yang menunjukkan pengaruh

perubahan konsentrasi dari suatu pereaksi berorde dua terhadap laju reaksi diberikan pada

Gambar 1(c).

(a). Orde nol (b). Orde satu (c). Orde dua

Gambar 1. Grafik yang menyatakan pengaruh perubahan konsentrasi terhadap laju reaksi.

Hukum lajunya adalah(Chang, 2005):

Laju = k

Sehingga persamaannya menjadi:

= + kt

2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, yaitu(Keenan, 1984):

1). Luas permukaan

Semakin halus ukuran kepingan zat padat makin luas permukaannya sehingga reaksi

semakin cepat.

2). Konsentrasi

Semakin besar konsentrasi, reaksi semakin cepat berlangsung. Hal ini dikarenakan

semakin banyak molekul yang bereaksi berarti semakin tinggi kemungkinan terjadinya tumbukan

antar molekul, sehingga laju reaksipun semakin meningkat.

3). Tekanan

Penambahan tekanan dengan memperkecil volum akan memperbesar konsentrasi,

dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi. Hal ini berlaku pada reaksi yang melibatkan

pereaksi dalam wujud gas.

4). Suhu

Bila terjadi kenaikan suhu maka molekul-molekul yang bereaksi akan bergerak lebih

cepat sehingga energi kinetiknya tinggi. Oleh karena energi kinetiknya tinggi, maka energi yang

dihasilkan pada tumbukan antar molekul besar dan cukup untuk melangsungkan reaksi. Semakin

tinggi suhu akan terjadi tumbukan yang menghasilkan energi semakin banyak.

5). Katalisator

Reaksi kimia yang berlangsung lambat dapat dipercepat dengan menambahkan

katalisator ke dalamnya, tetapi setelah reaksi selesai katalisator tidak berubah.

2.6 Hukum Laju dan Energi Aktivasi Hukum laju adalah persamaan yang menyatakan laju reaksi sebagai fungsi dari

konsentrasi semua spesies yang ada, termasuk produk. Dalam metode laju awal, yang sering kali

digunakan bersama-sama dengan metode isolasi, laju di ukur pada awal reaksi untuk beberapa

reaktan dengan konsentrasi awal yang berbeda-beda. Hukum laju awal untuk reaksi yang

terisoolasi adalah (Atkins, 1996):

V0 = k[A]0

Log V = Log k + log [A]0

Energy aktivasi adalah energy yang menerangkan panas maksimal yang harus dimiliki

molekul-molekul sebelum bereaksi. Energy (kal/mol) digunakan untuk memutuskan ikatan

kimia atau untuk menyusun kembali electron bila moleku bereaksi bertumbukan. Persamaan

Arrhenius menyatakan (Allundaru dan Sitio, 2010):

k = A e E/RT

Persamaan ini dilinierisasi menjadi :

ln k = ln A E/RT

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah buret, beker, ember, labu ukur,

penangas air, pipet tetes, stopwatch, dan thermometer. Bahan yang digunakan adalah akuades,

amilum, larutan KI, larutan K2S2O8 , dan larutan Na2S2O3.

3.2 Analisis Bahan

3.2.1 Akuades (H2O)

Air yang diperoleh pada pengembunan uap air melalui proses penguapan atau pendidihan

air, tidak berwarna, tidak berasa, titik leleh 00C, titik didih 100

0C, bersifat polar pelarut organik

yang baik, konstanta dielektrik paling tinggi, tidak berbau dan komposisi kalornya lebih tinggi

dibandingkan cairan lain (Kusuma, 1983).

3.2.2 Amilum atau Kanji

Karbohidrat putih, tanpa bau dan tanpa rasa, terdiri atas rantai bercabang molekul molekul

glukosa, dihasilkaan pada proses fotosintesis dalam tumbuh tumbuhan, penambahaan iodin

mengasilkan warna biru hitam jika terkandung senyawa amilum didalamnya. Amilum

merupakan dua campuran polimer yaitu amilosa dan amilopektin. Amilum digunakan dalam

industry kertas, tekstil, juga dalam pembuatan dekstrin( Amiruddin, 1978 ; Day dan Underwood,

2002).

3.2.3 Kalium Iodida (KI)

Kalium iodide adalah padatan Kristal putih KI dengan rasa yang sangat pahit dan larut

didalam air, etanol dan aseton. Dalam larutan, senyawa ini dapat melarutkan iodine menjadi I3-

yang berwarna cokelat. Senyawa ini biasa digunakan sebagai reagen analitis dalam fotografi, zat

aditif dalam garam meja untuk mencegah penyakit gondokdan penyakit lain akibat kekurangan

iodine. Beresiko meledakdengan logam basa, ammonia, senyawa halogen, dan hydrogen

peroksida. Jika terjadi kontak dengan kulit, cuci dengan air. (Daintith, 1994).

3.2.4 Larutan Kalium Peroksodisulfat (K2S2O8)

Senyawa ini berupa Kristal putih tak berwarna dan tak berbau. Secara berangsur-angsur

mengurai dimana kehilangan oksigen yang ada. Pada suhu tinggi mengurai lebih cepat. Senyawa

ini larut dalam air, namun tidak larut dalam alcohol. Selain itu, senyawa ini juga merupakan

pengoksida yang sangat kuat. Dapat menyebabkan alergi pada kulit, gangguan pernapasan jika

terhirup, dan hindarkan kontak pada mata, segera bilas jika terjadi( Basri, 2003).

3.2.5 larutan Natrium Tiosulfat (Na2S2O3)

Senyawa ini merupakan endapan atau padatan yang larut dalam air namun tidak larut dalam

etanol. Lazim dijumpai sebagai pentahidrat serta kehilangan air pada suhu 100 0C (Daintith,

1994).

3.3 Prosedur Percobaan

3.3.1 Amilum Sebagai Indikator

Dibuat larutan amilum 50 ml, larutan KI 250 ml(b), larutan K2S2O8 250 ml, dan larutan

Na2S2O3 250 ml. Larutan amilum dipanaskan. Kemudian ditambahkan 6 tetes ke larutan K2S2O8

dan larutan Na2S2O3 yang dicampur menjadi satu di dalam beker (a). Larutan a dan b dipanaskan

pada variasi suhu yaitu 20 0C, 25

0C, dan 30

0C. Ketika kedua larutan mempunyai suhu yang

sama, keduanya dicampurkan, lalu diaduk dan dihitung waktu yang dibutuhkan larutan untuk

berubah warna. Hal ini di ulang pada konsentrasi K2S2O8 yang berbeda.

3.3.2 Akuades Sebagai Indikator

Akuades ditambahkan 6 tetes ke larutan K2S2O8 dan larutan Na2S2O3 yang dicampur menjadi

satu di dalam beker (a). Larutan KI dimasukkan dalam beker lain (b). Larutan a dan b

dipanaskan pada variasi suhu yaitu 20 0C, 25

0C, dan 30

0C. Ketika kedua larutan mempunyai

suhu yang sama, keduanya dicampurkan, lalu diaduk dan dihitung waktu yang dibutuhkan

larutan untuk berubah warna. Hal ini di ulang pada konsentrasi K2S2O8 yang berbeda.

3.4 Rangkaian Alat

Gambar 1. Pemenasan pada penangas air.

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

4.1.1 Amilum Sebagai Indikator

No Volume

(mL)

T (0C) Waktu

(s)

Warna

KI Na2S2O3 K2S2O8 Amilum

1. 20 mL 10 mL 5 mL 6 Tetes 20 0C 1020 Kuning

2. 20 mL 10 mL 5 mL 6 Tetes 25 0C 767 Biru

3. 20 mL 10 mL 5 mL 6 Tetes 30 0C 544 Biru

4. 20 mL 10 mL 10 mL 6 Tetes 20 0C 779 Biru

5. 20 mL 10 mL 10 mL 6 Tetes 25 0C 346 Biru

6. 20 mL 10 mL 10 mL 6 Tetes 30 0C 405 Biru

7. 20 mL 10 mL 15 mL 6 Tetes 20 0C 500 Biru

8. 20 mL 10 mL 15 mL 6 Tetes 25 0C 381 Biru

9. 20 mL 10 mL 15 mL 6 Tetes 30 0C 295 Biru

4.1.2 Aquades Sebagai Indikator

No Volume

(mL)

T (0C) Waktu

(s)

Warna

KI Na2S2O3 K2S2O8 Aquades

1. 10 mL 5 mL 5 mL 6 Tetes 20 0C 615 Kuning

2. 10 mL 5 mL 5 mL 6 Tetes 25 0C 447 Kuning

3. 10 mL 5 mL 5 mL 6 Tetes 30 0C 414 Kuning

4. 10 mL 5 mL 10 mL 6 Tetes 20 0C 450 Kuning

5. 10 mL 5 mL 10 mL 6 Tetes 25 0C 361 Kuning

6. 10 mL 5 mL 10 mL 6 Tetes 30 0C 415 Kuning

4.2 Analisis Prosedur

Laju reaksi adalah laju perubahan konsentrasi pereaksi atau produk dalam satuan waktu.

Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya: konsentrasi, suhu, luas permukaan,

dan katalisator. Laju reaksi berbanding lurus dengan konstanta kecepatan reaksi sedangkan

energi aktivasi berbanding terbalik terhadapnya. Hal ini berarti laju reaksi sebanding dengan

perubahan konstanta laju reaksi .

Pada percobaan ini, mula-mula dilakukan pembuatan 4 larutan yaitu: larutan kalium

iodide 0,4 M, natrium tiosulfat 0,01 M, kalium peroksodisulfat 0,02 M, dan amilum. Larutan

kalium iodide dibuat lebih pekat karena terkait dengan kuantitas iod-iodnya yang diikat natrium

tiosulfat harus lebih banyak dari pada kandungan ion-ion yang lain. Hal ini bertujuan agar warna

biru yang dihasilkan dapat tampak jelas. Larutan kalium iodide(b) ini berfungsi sebagai reaktan.

Larutan amilum berfungsi sebagai indikator yang akan berwarna biru jika larutan kalium iodide

sudah habis bereaksi. Larutan ini mengandung 2 polimer yaitu amilosa dan amilopektian.

Kalium peroksodisulfat bersifat pengoksida yang kuat sehingga fungsinya sebagai oksidator

yang akan membebaskan iod-iod dari kalium iodide. Sedangkan natrium tiosulfat berfungsi

sebagai penangkap iod-iod berlebih, lalu bereaksi positif indikator amilum.

Larutan natrium tiosulfat dan kalium peroksodisulfat dicampur menjadi satu(a).

Pencampuran ini dilakukan terhadap kalium peroksodisulfat (tidak pada kalium iodide) karena

jika dicampur dengan kalium iodide, natrium tiosulfat akan mengikat iod-iod dari kalium iodide

sehingga pada saat pencampuran semua larutan kalium peroksodisulfat tidak dapat mengoksidasi

kalium iodide. Larutan kalium peroksodisulfat direaksikan dengan berbagai ukuran volume. Hal

ini bertujuan untuk melihat pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksinya. Semakin tinggi

konsentrasinya maka laju reaksinya juga semakin cepat, karena peluang pertumbukan antar

partikel-partikelnya juga semakin besar.

Larutan amilum dpanaskan sebelum dimasukkan ke larutan b. Hal ini bertujuan agar

enzim yang berada didalam larutan amilum aktif, yaitu enzim beta amilase. Jika enzim ini aktif,

maka dapat membentuk warna biru. Sebanyak 6 tetes larutan ini dimasukkan kedalam larutan b.

Kemudian larutan a dan b dipanaskan pada beberapa suhu yaitu: 20 0C, 25

0C, dan 30

0C.

Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat laju reaksi pada larutan a dan b yang nantinya akan

dicampur. Dengan pemanasan, molekul-molekul yang berada didalam larutan bergerak semakin

cepat, bertumbukan semakin cepat, sehingga energy kinetic yang dihasilkannyapun semakin

tinggi. Oleh sebab itu, energy yang dimiliki larutan semakin tinggi dan dapat melewati batas

minimum dari energy aktivasi, reaksipun dapat berjalan lebih cepat. Sedangkan variasi suhu

bertujuan untuk melihat dan membandingkan pengaruh tingkat tingginya suhu pada laju reaksi

yang terjadi.

Ketika larutan memiliki suhu yang sama, maka keduanya dicampur dengan segera. Hal

ini bertujuan agar suhu kedua larutan yang sama, tidak berubah jauh sehingga dapat menghindari

galat. Kemudian larutan diaduk hingga larutan berubah menjadi berwarna biru. Warna biru ini

timbul karena iod membentuk ikatan kompleks dengan amilum. Proses pengikatannya, iod dari

larutan kalium iodide dioksidasi oleh kalium peroksodisulfat sehingga iod-iodnya terlepas dan

diikat oleh natrium tiosulfat yang kemudian akan bersama-sama bereaksi positif dengan larutan

indicator amilum, lalu membentuk kompleks. Pengadukan berfungsi untuk mempercepat reaksi,

karena dengan pengadukan maka akan banyak molekul-molekul yang saling bertumbukan.

Sehingga meningkatkan energi kinetik dan reaksipun berjalan lebih cepat.reaksi antara kalium

peroksodisulfat dan kalium iodide adalah:

S2O8- + 2I

- 2SO4

2- + I2

Indikator amilum yang sebelumnya digunakan, diganti dengan aquades. Aquades selain

sebagai pelarut, juga merupakan indicator. Warna yang dihasilkan dari indikator ini adalah

kuning. Penggunaan dua indikator ini bertujuan untuk membandingkan keduanya berdasarkan

warna, laju reaksi, konstanta laju, dan energi aktivasi yang dihasilkan masing-masing.

4.2 Analisis Hasil

Nilai tetapan laju reaksi yang didapat dari percobaan ini dengan amilum sebagai

indikatornya pada suhu 20 0C adalah berturut-turut : -4,80 x 10

-3 (V K2S2O8 5 mL), -6,28 x 10

-3(V

K2S2O8 10 mL), dan -9,79 x 10-3

(V K2S2O8 5 mL). Pada suhu 25 0C : -6,36 x 10

-3(V K2S2O8 5 mL), -

1,41 x 10-2

(V K2S2O8 10 mL), dan -1,28 x 10-2

(V K2S2O8 5 mL). Dan pada suhu 30 0C adalah: -9,01

x 10-3

(V K2S2O8 5 mL), -1,21 x 10-2

(V K2S2O8 10 mL), dan -1,66 x 10-2

(V K2S2O8 15 mL). Dari data

ini dapat disimpulkan bahwa konstanta akan memiliki nilai yang semakin besar seiring dengan

bertambahnya jumlah volume pada suhu yang sama. Konsentrasi merupakan salah satu factor

yang dapat mempercepat laju reaksi. Hal ini dikarenakan dengan semakin banyaknya partikel

yang terlibat dalam suatu reaksi, maka peluang terjadinya tumbukan akan semakin besar diantara

partikel-partikelnya. Konstanta reaksi berbanding lurus dengan laju reaksi, sehingga dengan

semakin besarnya nilai konstanta, maka laju reaksipun semakin cepat berlangsung. Sedangkan

pada perbandingan suhu, hasil yang diperoleh adalah semakin tingginya nilai konstanta seiring

dengan tingginya suhu yang digunakan. Untuk itu, nilai konstanta yang paling tinggi terdapat

pada jumlah volume 15 mL dan pada suhu 30 0C.

Nilai konstanta laju reaksi untuk akuades sebagai indikatornya pada suhu 20 0C, 25

0C

dan 30 0C dengan 2 variasi volume K2S2O8 berturut-turut adalah : -9,1x 10

-3(V K2S2O8 5 mL), -

1,25 x 10-2

(V K2S2O8 10 mL), -1,27 x 10-2

(V K2S2O8 5 mL), -1,57 x 10

-2(V K2S2O8 10 mL)

, 1,259 x

10-2

(V K2S2O8 5 mL) dan

1,256 x 10

-2(V K2S2O8 10 mL). Dari data ini, juga dapat dilihat bahwa

semakin tinggi nilai volume dan suhunya, maka nilai konstantanya juga semakin besar.

Seharusnya nilai konstanta ini terletak paling tinggi pada suhu 30 0C dan volume 10 ml, namun

itu tidak terjadi. Hal ini dikarenakan proses pengadukan yang berbeda dari sebelumnya saat

mencampurkan larutan. Pengadukan juga merupakan factor yang dapat mempercepat laju reaksi.

Semakin kuat pengadukan, maka semakin cepat pula laju reaksi terjadi, karena pengadukan

membantu terjadinya tumbukan diantara partikel-partikel yang bereaksi, sehingga energi kinetik

yang dihasilkannyapun semakin besar.

Energy aktifasi dari percobaan ini dengan amilum sebagai indicator pada V K2S2O8 5 mL:

, V K2S2O8 10 mL: , dan V K2S2O8 15 mL: . Sedangkan pada akuades sebagai indicator pada V

K2S2O8 5 mL: , dan pada V K2S2O8 10 mL : . Dari data ini, terlihat bahwa tidak adanya keteraturan

nilai Energy aktifasi dari masing-masing volume. Seharusnya semakin besar nilai volume

K2S2O8 maka semakin rendah nilai energi aktifasinya. Dengan begitu, maka laju reaksi menjadi

semakin meningkat. Karena energy aktifasi berbanding terabalik dengan nilai laju reaksi.

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

a. Nilai tetapan laju reaksi yang didapat dari percobaan ini dengan amilum sebagai indikatornya

pada suhu 20 0C adalah berturut-turut : -4,80 x 10

-3 (V K2S2O8 5 mL), -6,28 x 10

-3(V K2S2O8 10

mL), dan -9,79 x 10-3

(V K2S2O8 5 mL). Pada suhu 25 0C : -6,36 x 10

-3(V K2S2O8 5 mL), -1,41 x 10

-

2(V K2S2O8 10 mL), dan -1,28 x 10

-2 (V K2S2O8 5 mL). Dan pada suhu 30

0C adalah: -9,01 x 10

-3(V

K2S2O8 5 mL), -1,21 x 10-2

(V K2S2O8 10 mL), dan -1,66 x 10-2

(V K2S2O8 15 mL).

b. Nilai konstanta laju reaksi untuk akuades sebagai indikatornya pada suhu 20 0C, 25

0C dan 30

0C

dengan 2 variasi volume K2S2O8 berturut-turut adalah : -9,1x 10-3

(V K2S2O8 5 mL), -1,25 x 10-2

(V

K2S2O8 10 mL), -1,27 x 10-2

(V K2S2O8 5 mL), -1,57 x 10

-2(V K2S2O8 10 mL)

, 1,259 x 10

-2(V K2S2O8 5

mL) dan

1,256 x 10

-2(V K2S2O8 10 mL).

c. Energy aktifasi dari percobaan ini dengan amilum sebagai indicator pada V K2S2O8 5 mL: , V

K2S2O8 10 mL: , dan V K2S2O8 15 mL: . Sedangkan pada akuades sebagai indicator pada V K2S2O8 5

mL: , dan pada V K2S2O8 10 mL : .

5.2 Saran

Pada praktikum selanjutnya diharapkan pada pengadukan campuran larutan dilakukan

dengan kekuatan yang tidak jauh berbeda. Hal ini bertujuan agar hasil konstanta dapat

dibandingkan secara akurat berdasarkan perbedaan volume dan suhu.