ENERGI AKTIVASI REAKSI PROKSIDISULFAT DAN ION IOD

A. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari kebergantungan laju reaksi pada suhu

2. Menentukan energy aktivasi (Ea) reaksi antara peroksidisulfat dan ion

A. Pendahuluan

Mudah bagi kita untuk mengamati mengapa reaksi-reaksi endoterm membutuhkan energy

untuk bereaksi. Dalam reaksi endoterm, energy yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan dan

sebagainya disuplai dari luar system. Pada reaksi eksoterm yang membebaskan energy, ternyata

juga membutuhkan suplai energy dari luar untuk mengaktifkan reaksi tersebut.

Di suatu tingkatan yang molekular, ikatan-ikatan harus terputus sebelum reaksi itu dapat

berproses terlalu jauh untuk menghasilkan produk. Berarti ketika molekul-molekul komponen

reaktan datang berkumpul, tubrukan harus mempunyai tenaga cukup untuk memulai pemutusan

ikatan agat suatu reaksi terjadi. Tidak semua tubrukan-tubrukan akan memiliki jumlah dari ini

energi tubrukan-tubrukan, sehingga tidak mempunyai energy yang cukup untuk bereaksi dan

menghasilkan produk. Hanya tubrukan-tubrukan dengan tenaga yang cukup bereaksi untuk dapat

menghasilkan produk. Tenaga dari perubahan sistem seperti(ketika komponen reaktan mendekati

satu sama lain. Jumlah yang genting dari tenaga untuk membuat proses reaksi disebut Aktivasi

Energi.

B. Dasar Teori

Kecepatan suatu reaksi dipengaruhi oleh beberapa factor sekaligus dan ada kalanya

factor-faktor ini saling mempengaruhi satu sama lain. Beberapa factor yang mempengauhi

kecepatan reaksi adalah:

1. Sifat alami suatu reaksi.

Beberapa reaksi memang secara alami lambat atau lebih cepat dibandingkan yang lain.

Jumlah spesies yang ikut bereaksi serta keadaan fisik reaktan, ataupun kekompleksan jalanya

(mekanisme reaksi) dan factor lain sangat menentukan kecepatan laju reaksi.

2. Konsentrasi reaktan.

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrsi reaktan maka

dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi

konsentrasi maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia denngan demikian

kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat.

3. Tekanan.

Reaksi yang melibatkan gas, kecepatan reaksinya berbanding lurus dengan kenaikan

tekanan dimana factor tekanan ini ekuivalen dengan konsentrasi gas.

4. Orde reaksi.

Orde reaksi menentukan seberapa besar konsentrasi reaktan berpengaruh pada

kecepatan reaksi.

5. Temperatur.

Temperature berhubungan dengan energi kinetik yang dimiliki molekul-molekul

reaktan dalam kecenderungannya bertumbukan. Kenaikan suhu umumnya menyediakan

energi yang cukup bagi molekul reaktan untuk meningkatkan tumbukan antar molekul. Akan

tetapi tidak semua reaksi dipengaruhi oleh temperature, terdapat reaksi yang independent

terhadap temperature yaitu reaksi akan berjalan melambat saat temperature di naikkan seperti

reaksi yang melibatkan radikal bebas.

6. Pelarut.

Sifat pelarut baik terhadap reaktan, hasil intermediate, dan produknya mempengaruhi

laju reaksi. Seperti sifat solvasi pelarut terhadap ion dalam pelarut dan kekuatan interaksi ion

dan pelarut dalam pembentukan counter ion.

7. Radiasi elektromagnetik dan Intensitas Cahaya.

Molekul-molekul reaktan dapat menyerap kedua bentuk energi ini sehingga mereka

terpenuhi atau meningkatkan energinya sehingga meningkatkan terjadinya tumbukan antar

molekul.

8. Katalis.

Adanya katalis dalam suatu sitem reaksi akan meningkatkan kecepatan reaksi

disebabkan katalis menurunkan energi aktifasi. Dengan penurunan energi aktifasi ini maka

energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya tumbukkan semakin berkurang sehingga

mempercepat terjadinya reaksi.

9. Pengadukan.

Proses pengadukan mempengaruhi kecepatan reaksi yang melibatkan sistem

heterogen.

Reaksi yang hanya melibatkan satu partikel mekanismenya sederhana dan kita tidak perlu

memikirkan tentang orientasi dari tumbukan. Reaksi yang melibatkan tumbukan antara dua atau

lebih partikel akan membuat mekanisme reaksi menjadi lebih rumit. Keadaan yang melibatkan

dua partikel dapat bereaksi jika mereka melakukan kontak satu dengan yang lain. Mereka

pertama harus bertumbukan, dan lalu memungkinkan terjadinya reaksi. Kedua partikel tersebut

harus bertumbukan dengan mekanisme yang tepat, dan mereka harus bertumbukan dengan energi

yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan.

Walaupun partikel-partikel itu berorientasi dengan baik, tidak akan mendapatkan reaksi

jika partikel-partikel tersebut tidak dapat bertumbukan melampui energi minimum yang disebut

dengan aktivasi energi reaksi. Aktivasi energi adalah energi minimum yang diperlukan untuk

melangsungkan terjadinya suatu reaksi.

Jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang lebih rendah dari energi aktivasi, tidak

akan terjadi reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula. Hanya tumbukan yang memiliki

energi sama atau lebih besar dari aktivasi energi yang dapat menghasilkan terjadinya reaksi.

Ketika tumbukan-tumbukan tersebut relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses

penceraian ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi.

Pada tahun 1889 Arhenius mengusulkan sebuah persamaan empiris yang

menggambarkan Pengaruh temperatur pada laju reaksi. Persamaan tersebut adalah:

K = AeEa/RT

K: konstanta laju reaksi, A: factor frekuensi, dan Ea: enenrgi aktivasi. Persamaan tersebut dalam

bentuk logaritma dapat ditulis:

Persamaan tersebut analog dengan persamaan garis lurus yang sering disimbolkan dengan y=mx

+ c. Maka hubungan energy aktivasi suhu dan laju reaksi dapat dianalisis dalam bentuk grafik

lnk vs 1/T dengan gradient –(Ea/R) dan intersep ln A.

Jika suatu reaksi memiliki reaktan dengan konsentrasi awal adalah a, dan konsentrasi

waku t adalah a-x, maka dapat ditulis persamaan:

Setelah reaksi berlangsung 1/n bagian dari sempurna, x = a/n dan

Pengaruh temperature pada laju reaksi dinyatakan dalam persamaan Arrhenius:

k = 1/t(1/n) ln (1/(1-1/n))

ln k = ln 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))

ln A – E/RT = ln 1/t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))

ln A – E/RT = ln 1 - ln t(1/n) + ln ln (1/(1-1/n))

ln t(1/n) = E/RT - ln A + ln ln (1/(1-1/n))

ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A + ln ln (1/(1-1/n))

Waktu untuk berlangsungnyareaksi 1/n bagian. Dapat diamati untuk konsentrasi-konsentrasi

reaktan yang sama. Pada variasi temperatur T dan grafik ln t(1/n) versus 1/T memberikan garis

lurus dengan gradient Ea/R.

A. Alat dan Bahan

1.

2. Alat

a. Tabung reaksi

b. Gelas piala 500 mL

c. Gelas piala 150 mL

d. Termometer

e. Stopwatch

f. Pipet ukur 1 mL

g. Pipet ukur 5 mL

h. Baskom es

i. Bola hisap

1. Bahan-bahan

a. Larutan KI 0,1 M

b. Larutan Na2S2O3 0,001 M

c. Larutan K2S2O8 0,04 M

d. Amilum

e. Akuades

f. Es batu

A. Cara Kerja

Dicatat waktu hingga larutan menjadi ungu

Diulangi pada suhu 10, 15, 20, 25, 30oC

Tabung 1Didiamkan sebentarTabung reaksi 10,5 mL Na

2S

2O

3

0,001M

2 mL amilum5 mL KI 0,1 M

Gelas piala 500mL + es (5oC)

Tabung reaksi 23 mL K2S

2O

8 0,04M3 mL

akuadesGelas piala 500mL

+ es (5oC)Didiamkan sebentarTabung 2

B. Pembahasan

Percobaan yang berjudul energy aktivasi reaksi peroksidisulfat dan ion iod, mempunyai

tujuan mempelajari kebergantungan laju reaksi terhadap suhu dan menentukan energy aktivasi

reaksi antara peroksidisulfat dengan ion iod. Tujuan pertama dapat dilaksanakan dengan cara

mengamati waktu berlangsungnya reaksi dengan percobaan berulang dari temperature yang

bervariasi pada masing-masing reaktan. Sedangkan energy aktivasi dapat ditentukan dengan

mengolah data dari grafik hubungan ln t vs 1/T, berdsarkan persamaan ln t(1/n) = E/RT + ln 1/A

+ ln ln (1/(1-1/n)).

Dalam percobaan yang dilakukan, disediakan dua tabung. Tabung pertama yang berisi

Na2S2O3, KI, dan amilum sebagai indicator. Reaksi antara ion Na2S2O3 dengan KI berlagsung

dengan cepat yaitu terbentuknya iod:

S2O82- + 2I- → 2SO4

2-+ I2

Tabung kedua berisi K2S2O8 dan akkuades. Direaksikan natrium tiosulfat dengan kalium

persulfat pada suhu yang telah ditentukan. Terjadi reaksi:

S2O82- + 2S2O3

2- → 2SO42- + S4O6

2-

Kemudian reaksi antara iod dengan tiosianat menghasilkan tetrationat:

2S2O32- + I2 → 2I- + S4O6

2-

Sehingga dapat dikatakan, bahwa penambahan ion tiosulfat dapat menghentikan reaksi setelah

mencapai 1/n bagian agar waktu dapat teramati.

Berlangsungnya reaksi dapat diamati dengan perubahan warna biru pada larutan yang

merupakan indikasi adanya senyawa iod dalam larutan. Warna biru timbul dari reaksi antara iod

dengan amilum yang merupakan indicator. Perubahan warna yang teramati menunjukan semakin

cepat perubahan warna yang terjadi seiring dengan bertambahnya temperature. Hal ini berkaitan

dengan energy kinetic molekul didalam larutan, dimana energy kinetic akan semakin besar

apabila temperature semakin meningkat sehingga tumbukan antar molekul akan lebih sering

terjadi. Temperature membantu agar reaktan mencapai produk dengan cara memberikan energy

agar mencapai energy minimum yang diperlukan untuk bereaksi membentuk produk(energy

aktivasi).

Akan tetapi dalam percobaan kali ini terdapat satu kesalahan, waktu yang diperlukan

pada suhu 200C yaitu 29,88 detik lebih cepat dibandingkan pada suhu 25oC yaitu 40,44 detik.

Seharusnya semakin tinggi temperature semakin cepat reaksi yang terjadi. Hal ini dapat

dikarenakan pada saat mereaksikan natrium tiosulfat dengan kalium persulfat pada suhu 20oC

terjadi lebih cepat daripada pada suhu 25oC, sehingga tumbukan-tumbukan molekulnya juga

lebih besar sehingga mempercepat reaksi. Untuk itu dalam mereaksikan haruslah konstan, agar

tumbukan yang terjadi pada setiap suhu juga konstan. Sehingga asil yang didapatkan juga akan

sesuai dengan teori.

Untuk menentukan energy aktivasi reaksi dibuat grafik hubungan ln t vs 1/T. Grafik

tersebut memberikan garis lurus dengan gradient Ea/R. Sehingga didapatkan Ea sebesar 33,25

KJ. Untuk itu diperlukan energy sebesar 33,25 KJ agar reaksi tersebut dapat berlangsung. Faktor

frekuensi atau tetapan Arrhenius sebesar 450133,73. Dan konstanta laju reaksi untuk reaksi pada

suhu 10, 15, 20, 25, dan 30oC, masing-masing adalah 0,0016; 0,0022; 0,0031; 0,0042; dan

0,0057.

Dari hasil analisis tersebut dapat teramati bahwa adanya hubungan antara faktor

frekuensi, suhu dan konstanta laju reaksi terhadap energi aktivasi pada setiap reaksi. Sesuai

dengan teorinya, faktor frekuensi ini merupakan faktor tumbukan maka semakin besar nilainya,

energi aktivasinya akan semakin kecil, meskipun nilai ini cenderung konstan pada setiap reaksi.

Hubungan yang sangat signifikan dapat dilihat antara suhu dan konstanta laju reaksi

terhadap energi aktivasinya. Semakin besar nilai konstanta laju reaksi maka reaksi yang terjadi

pun semakin cepat, karena nilai ini berbanding lurus dengan laju reaksi. Hal ini berarti semakin

besar nilai kontanta laju reaksi maka semakin besar pula laju reaksinya. Akan tetapi, adanya

kesalahan pada suhu 20oC juga mempengaruhi konstanta laju reaksi pada suhu 20oC. Sehingga

tidak sesuai dengan teori.

C. Kesimpulan

1. Dapat dipelajari kebergantungan laju reaksi pada suhu, bahwa semakin tinggi suhu maka

reaksi yang terjadi semakin cepat.

2. Energi aktivasi (Ea) reaksi antara peroksidisulfat dan ion iod adalah 33,25 KJ

A. Daftar Pustaka

Anonim. 2011. http:\\Hal-hal Yang Mempengaruhi Laju Reaksi _ Belajar Kimia.html

diakses 12 April 2011

Anonim. 2011. http:\Teori Tumbukan _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.html

diakses 12 April 2011

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Petrucci. (1994). Kimia dasar jilid 2. Erlangga. Jakarta

Vogel .(1994). Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran

(EGC).

B. Lampiran

1. Grafik

2. Perhitungan

3. Laporan sementara

Yogyakarta,14 April 2011

Asisten, Pratikan,

Ahmad Rifa’i Jazarotun Nisak

GRAFIK

Grafik hubungan ln t vs 1/T

PERHITUNGAN

y = 3,999x – 0,714

y = mx + c

lnt= EaR.1T-ln(A-ln CoC)

1. Penentuan Ea

m= EaR

Ea = m x R

= 3,999 x 8,314 J/K mol

= 33,25 KJ

2. Penentuan A

Mol S2O82- = [ K2S2O8] . volume (liter)

= 0,04 M . 0,003 L

= 0,00012 mol

Mol S2O32- = [ Na2S2O3] . volume (liter)

= 0,001 M . 0,0005 L

= 0,0000005 mol

S2O82- + 2S2O3

2- 2SO42- + S4O6

2-

M 0,00012 0,0000005

B 0,00000025 0,0000005 0,0000005 0,00000025

S 0,00011975 0 0,0000005 0,00000025

Jadi Co = 0,00012 M

C = 0,00011975 M

lnk= -ln(A-lnCoC)

c = -ln(A - ln Co/C)

-0,714 = - ln (A – ln 0,00012 M/0,00011975 M)

-0,714 = - ln A + ln 0,002056

-0,714 = -ln A – 6,18

ln A = -6,18 + 0,714

= -5,466

A = 0,0042

3. Penentuan k

a. 5oC

lnk=lnA-EaRT

lnk=lnA-EaRT

lnk =13,0173-45793,5128,314 . 283

= 13,0173 – 19,4629

= - 6,4456

k = 0,0016

k Pada 15oC

lnk=lnA-EaRT

lnk =13,0173-45793,5128,314 . 288

= 13,0173 – 19,4250

= - 6,1077

k = 0,0022

k Pada 20oC

lnk=lnA-EaRT

lnk =13,0173-45793,5128,314 . 293

= 13,0173 – 18,7986

= - 5,7813

k = 0,0031

k Pada 25oC

lnk=lnA-EaRT

lnk =13,0173-45793,5128,314 . 298

= 13,0173 – 18, 4832

= - 5,4659

k = 0,0042

k Pada 30oC

lnk=lnA-EaRT

lnk =13,0173-45793,5128,314 . 303

= 13,0173 – 18,1782

= -5,1609

k = 0,0057