KINETIKA REAKSI KIMIA

A. TUJUAN

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari kinetika suatu reaksi

kimia dan menentukan waktu kadaluwarsa obat.

B. LANDASAN TEORI

Kinetika reaksi mempelajari laju reaksi kimia secara kuantitatif dan

mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi tersebut. Laju reaksi

kimia adalah jumlah mol reaktan per satuan volume yang bereaksi dalam satuan

waktu tertentu. Bila dibuat sebuah kurva penurunan konsentrasi reaktan sebagai

fungsi waktu, maka akan diperoleh kurva bahwa slope kurvanya pada setiap titik

selalu negatif, karena konsentrasi reaktan selalu menurun. Jadi laju reaksi pada

setiap titik sepanjang kurva = - dC/dt. Tetapi apabila laju reaksi dituliskan sebagai

laju pembentukan produk, maka laju reaksi akan bernilai positif. Jika konsentrasi

produk setelah reaksi berlangsung t detik adalah x mol dm-3, maka laju reaksinya

+ dx/dt. Pengukuran kinetika reaksi pertama kali dilakukan oleh Wichelny

menyimpulkan bahwa laju reaksi pada setiap waktu sebanding dengan konsentrasi

(C) yang tersisa pada setiap waktu, secara matematik dapat dituliskan – dC/dt =

k.C, dan dC/dt = sering kali disebut sebagai differential rate expression dan k =

konstante laju reaksi (Prayitno, 2007).

Reaksi kimia adalah proses berubahnya pereaksi menjadi hasil reaksi.

Proses reaksi ini ada yang berlangsung sangat cepat, cepat dan ada yang

berlangsung lambat maupun sangat lambat. Pembahasan tentang kecepatan

atau laju reaksi disebut kinetika kimia. Dalam kinetika kimia ini

dikemukakan cara menentukan laju reaksi dan faktor yang mempengaruhinya.

Salah satu penentu laju reaksi adalah sifat pereaksinya, ada yang yang reaktif

dan ada yang kurang reaktif. Pada umumnya faktor yang berpengaruh adalah

sifat pereaksi, konsentras, suhu dan katalis (Purwani dan Suyanti., 2011).

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi yaitu waktu,

temperatur, pengadukan, komposisi dan kosentrasi. Semakin lama waktu reaksi,

maka reaksi yang terjadi akan semakin mendekati sempurna karena waktu kontak

antara zat-zat tersebut akan semakin lama. Tetapi perlu diperhatikan bahwa waktu

reaksi yang berlebih dapat menyebabkan reaksi yang berlanjut ke reaksi yang

tidak diinginkan. Untuk setiap kenaikkan temperatur akan memberikan kenaikan

harga k. Semakin besar harga k, maka kecepatan reaksi akan semakin besar pula.

Pengadukan akan membantu mempercepat terjadinya reaksi karena dengan

pengadukan akan memperbesar frekuensi tumbukan dan harga konstanta

kecepatan reaksi akan semakin besar pula. Komposisi suatu bahan sangat

berpengaruh terhadap kecepatan reaksi, selain itu adanya zat inert juga

mempengaruhi kecepatan reaksi. Suatu reaksi biasanya dapat berubah menjadi

produk dengan cepat apabila direaksikan dengan konsentrasi yang tinggi, tetapi itu

tidak berlaku pada semua reaksi. Sehingga perlu dicari perbandingan yang baik

yang nantinya didapatkan konversi produk yang sangat tinggi (Dewati, 2010).

Suatu kinetika reaksi berlangsung karena atom-atom senyawa membentuk

molekul-molekul baru dengan cara membentukan elektron oktet dalam masing-

masing atom. Laju berlangsungnya proses kimia dan energi-energi yang bertalian

dengan proses ini secara mekanisme reaksi kimia dipelajari dalam kinetika

(Edahwati, 2007).

Obat adalah semua bahan tunggal atau campuran yang digunakan oleh

semua mahkluk untuk bagian dalam maupun bagian luar, guna mencegah,

meringankan, maupun menyembuhkan penyakit. Menurut undang-undang, yang

dimaksud dengan obat adalah suaru bahan atau campuran bahan yang

dimaksudkan untuk digunakan dalam menentukan diagnosis, mencegah,

mengurangi, menghilangkan, menyembuhkan penyakit atau gejala penyakit, luka

atau kelainan badaniah atau rohaniah pada manusia atau hewan, termasuk

memperelok tubuh atau bagian tubuh manusia (Syamsuni, 2006).

Semua obat mengalami penguraian kimia seiring dengan waktu dan laju

terjadinya penguraian ini penting untuk menentukan lamanya obat dalam

mempertahankan potensinya. Stabilitas suatu obat adalah lamanya waktu sutau

obat untuk mempertahankan integritas kimia dan potensinya seperti yang

tercantum pada etiket dalam batas-batas yang ditentukan oleh United States

Pharmacopela (USP). Stabilitas obat biasanya dinyatakan sebagai waktu, yang

kemudian dapat digunakan untuk menentukan waktu kadaluarsa atau tanggal

habis pakai. Stabilitas kimia obat dapat ditentukan dengan menggunakan kinetika

kimia, dan saat menetapkan stabilitas obat, orde reaksi dan laju reaksi harus

diteliti, sebagian besaar obat dan eksipien terurai pada reaksi orde nol dan orde

pertama (Ansel dan Shelly., 2004).

C. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :

a. batang pengaduk

b. gelas kimia

c. gelas ukur

d. hot plate

e. kuvet

f. labu takar

g. pipet tetes

h. rak tabung reaksi

i. tabung reaksi

j. sendok tanduk

k. spektrofotometer

l. timbangan analitik

2. Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah :

a. alkohol 70%

b. aquades

c. es batu

d. larutan fecl3 1%

e. paracetamol

Paracetamol

Hasil pengamatan ... ?

D. PROSEDUR KERJA

1. Pembuatan Larutan Paracetamol

- Ditimbang 0,02 gram

- Dilarutkan dalam 1,5 ml alcohol

- Diencerkan dalam labu takar 100 ml

dengan aquades

             

Larutan paracetamol

Pemanasan 40CPemanasan 55C Pemanasan 70CTabung I= 0,090Tabung I = 0,104Tabung I= 0,097Tabung II= 0,103Tabung II = 0,098Tabung II = 0,096Tabung III= 0,199Tabung III = 0,077Tabung III = 0,098

Larutan berwarna ungu

2. Sampel

Dipipet 10 ml.

Dimasukkan masing-masing ke dalam

9 tabung reaksi.

Dipanaskan 100 ml air diatas hot plate

sampai suhu 40° C.

Dimasukkan 3 tabung reaksi pertama

kedalam gelas kimia berisi air yang

bersuhu 40 oC.

Diangkat tabung pertama setelah 5

menit kemudian dilakukan pada tabung

2 dan 3 dengan interval waktu 5 menit.

Didinginkan dalam gelas kimia.

Ditambahkan 2 ml FeCl3 pada masing-

masing tabung.

Dikocok hingga homogen.

Dilakukan perlakuan yang sama pada

tabung 4, 5, 6 pada suhu 55o C dan

tabung 7, 8, 9 pada suhu 70o C.

Diukur absorbannya pada λ = 525 nm.

E. HASIL PENGAMATAN

1. Data Pengamatan

a. Pemanasan 40° C

SampelPanjang

Gelombang (nm)Waktu (menit) Absorban (Å)

Tabung I 525 5 0,09

Tabung II 525 10 0,103

Tabung III 525 15 0,199

b. Pemanasan 55° C

SampelPanjang

Gelombang (nm)Waktu (menit) Absorban (Å)

Tabung I 525 5 0,104

Tabung II 525 10 0,098

Tabung III 525 15 0,077

c. Pemanasan 70° C

SampelPanjang

Gelombang (nm)Waktu (menit) Absorban (Å)

Tabung I 525 5 0,097

Tabung II 525 10 0,096

Tabung III 525 15 0,098

2. Perhitungan

a. Pembuatan larutan standar

1) Larutan standar 0,01 M

mol = M x V

= 0,01 M x 0,05 mL

= 0,0005 mol

Massa = mol x Mr

= 0,0005 x 151,16

= 0,07558 gr

2) Larutan standar 0,02 M

mol = M x V

= 0,02 M x 0,05 mL

= 0,001 mol

Massa = mol x Mr

= 0,001 x 151,16

= 0,15116 gr

3) Larutan standar 0,03 M

mol = M x V

= 0,03 M x 0,05 mL

= 0,0015 mol

Massa = mol x Mr

= 0,0015 x 151,16

= 0,22674 gr

4) Larutan standar 0,04 M

mol = M x V

= 0,04 M x 0,05 mL

= 0,002 mol

Massa = mol x Mr

= 0,002 x 151,16

= 0,30232 gr

5) Larutan standar 0,05 M

mol = M x V

= 0,05 M x 0,05 mL

= 0,0025 mol

Massa = mol x Mr

= 0,0025 x 151,16

= 0,3779 gr

b. Menghitung nilai C0 dan C0-C, dengan mengingat molekul ekuivalensinya

1) Mencari nilai C0

Diketahui : berat molekul paracetamol (C8H9NO2) = 151,16 gr/mol

mol C8H9NO2 = massa

Mr

= 0,02 gr

151,16gr

mol

= 0,00013 mol

M C8H9NO2 = mol

volume

= 0,00013

1 L

= 0,00013 mol

L

Jadi, nilai C0 = 0,00013 mol

L

2) Mencari nilai C

C = C0 – X = konsentrasi mula-mula – jumlah yang terurai pada waktu t

a) Pemanasan 40C

SampelWaktu

(menit)C0 (mol/L) x C (mol/L)

Tabung I 5 0,00013 11,67 -11,66987

Tabung II 10 0,00013 7,3 -7,29987

Tabung III 15 0,00013 -24,67 24,67013

b) Pemanasan 55C

SampelWaktu

(menit)C0 (mol/L) x C (mol/L)

Tabung I 5 0,00013 5 -4,99987

Tabung II 10 0,00013 9 -8,99987

Tabung III 15 0,00013 16 -15,99987

c) Pemanasan 70C

SampelWaktu

(menit)C0 (mol/L) x C (mol/L)

Tabung I 5 0,00013 9,3 -9,29987

Tabung II 10 0,00013 9,67 -9,66987

Tabung III 15 0,00013 9 -8,99987

3) Mencari nilai C0-C

a) Pemanasan 40C

SampelWaktu

(menit)C0 (mol/L) C (mol/L) C0-C

Tabung I 5 0,00013 -11,66987 11,67

Tabung II 10 0,00013 -7,29987 7,3

Tabung III 15 0,00013 24,67013 -24,67

b) Pemanasan 55C

SampelWaktu

(menit)C0 (mol/L) C (mol/L) C0-C

Tabung I 5 0,00013 -4,99987 5

Tabung II 10 0,00013 -8,99987 9

Tabung III 15 0,00013 -15,99987 16

c) Pemanasan 70C

Sampel Waktu C0 (mol/L) C (mol/L) C0-C

(menit)

Tabung I 5 0,00013 -9,29987 9,3

Tabung II 10 0,00013 -9,66987 9,67

Tabung III 15 0,00013 -8,99987 9

c. Mencari nilai x

1) Dengan suhu 40C

a) Waktu 5 menit

y = -0,003x + 0,125

0,09 = -0,003x + 0,125

0,09 – 0,125 = -0,003x

x = 11,67

b) Waktu 10 menit

y = -0,003x + 0,125

0,103 = -0,003x + 0,125

0,103 – 0,125 = -0,003x

x = 7,3

c) Waktu 15 menit

y = -0,003x + 0,125

0,199 = -0,003x + 0,125

0,199 – 0,125 = -0,003x

x = -24,67

2) Dengan suhu 55C

a) Waktu 5 menit

y = -0,003x + 0,125

0,104 = -0,003x + 0,125

0,104 – 0,125 = -0,003x

x = 7

b) Waktu 10 menit

y = -0,003x + 0,125

0,098 = -0,003x + 0,125

0,098 – 0,125 = -0,003x

x = 9

c) Waktu 15 menit

y = -0,003x + 0,125

0,077 = -0,003x + 0,125

0,077 – 0,125 = -0,003x

x = 16

3) Dengan suhu 70C

a) Waktu 5 menit

y = -0,003x + 0,125

0,097 = -0,003x + 0,125

0,097 - 0,125 = -0,003x

x = 9,3

b) Waktu 10 menit

y = -0,003x + 0,125

0,096 = -0,003x + 0,125

0,096 – 0,125 = -0,003x

x = 9,67

c) Waktu 15 menit

y = -0,003x + 0,125

0,098 = -0,003x + 0,125

0,098 – 0,125 = -0,003x

x = 9

3. Kurva

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = − 0.00366666666666665 x + 0.125222222222222R² = 0.0801784688783844

hfffff,mmmmmmmmmm

Series2

Linear (Series2)

Konsentrasi

Absorban

F. PEMBAHASAN

Dalam kinetika kimia yang dipelajari adalah laju reaksi kimia dan energi

yang berhubungan dengan proses tersebut, serta mekanisme berlangsungnya

proses tersebut. Mekanisme reaksi adalah serangkaian tahap reaksi yang terjadi

secara berturutan selama proses pengubahan reaktan menjadi produk. Perubahan

kimia atau reaksi kimia berkaitan erat dengan waktu. Kinetika kimia menjelaskan

hubungan antara perubahan konsentrasi reaktan atau produk sebagai fungsi waktu.

Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan sehingga kadar obat dalam

darah atau jumlah obat dalam tubuh tinggal separuhnya. Perlambatan eliminasi

obat dapat disebabkan oleh adanya gangguan hepar atau ginjal sehingga

memperpanjang waktu paruhnya.waktu paruh obat dapat memberikan gambaran

stabilitas obat, yaitu gambaran terurainya obat.

Percobaan ini digunakan larutan paracetamol dan larutan FeCl3. Larutan

paracetamol yang digunakan sebagai sampel, yang dipanaskan dengan tiga macam

suhu yang berbeda yaitu suhu 40°C, 55ºC, 70°C. Dan dengan waktu yang

bermacam pula yaitu 5, 10 dan 15 menit. Penambahan FeCl3 berguna untuk

pembentuk ion kompleks agar lebih mudah diukur absorbansinya pada alat

spektrofotometer yaitu dimana alat ini mengukur daya serap dari sampel dengan

menembakkan cahaya ke dalam sampel dan mengitung daya serapnya. Sebelum

penambahan FeCl3, tabung terlebih dahulu didinginkan dengan es, yang bertujuan

agar reaksi yang terjadi selama kenaikan suhu berhenti.

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukakan dengan pemanasan suhu

40°C, 55ºC, dan 70°C. Nilai absorbansi yang diperoleh ada yang meningkat dan

ada yang menurun. Sedangkan pada literatur yang ada, semakin tinggi suhu dari

larutan tersebut maka semakin besar pula laju reaksinya. Hal ini disebabkan

karena setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan temperatur, energi

kinetik molekul akan bertambah, sehingga tumbukan semakin sering terjadi. Hal

ini menunjukkan bahwa dalam percobaan yang kami lakukan ini masih

mengalami kesalahan. Baik kesalahan dalam pengukuran suhu, kesalahan ketika

pembuatan larutan blanko FeCl3 yang tidak teliti dan kesalahan yang lain.

Teori yang didapat bahwa pertambahan nilai k pada suhu yang semakin

meningkat ini terjadi karena molekul-molekul harus bertumbukan dengan energi

yang cukup agar bereaksi sehingga semakin tinggi temperatur, akan lebih banyak

tumbukan yang terjadi per satuan waktu karena meningkatkan energi tumbukan:

laju ~ energi tumbukan ~ temperatur. Sedangkan semakin lama waktu reaksi

maka harga k semakin berkurang hal ini menunjukkan reaksi dalam kondisi

mendekati kesetimbangan.

G. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa

makin lama waktu pemanasannya maka konstanta laju reaksi larutan semakin

menurun. Hal ini disebabkan karena konsentrasi larutan berkurang secara

eksponensial terhadap pertambahan waktu.

DAFTAR PUSTAKA

Ansel, H. C. dan Shelly J. P. 2004. Kalkulasi Farmasetik. Jakarta : Kedokteran EGC.

Dewati, Retno. 2010. Kinetika Reaksi Pembuatan Asam Oksalat dari Sabut Siwalan dengan Oksidator H2O2. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik. Vol. 10, No. 1.

Edahwati, Luluk. 2007. Kinetika Reaksi Pembuatan NaOH Dari Soda ASH dan Ca(OH)2. Jurnal penelitian. Vol. 7, No. 2.

Prayitno. 2007. Kajian Kinetika Kimia Model Matematik Reduksi Kadmium Melalui Laju Reaksi, Konstante Dan Orde Reaksi Dalam Proses Elektrokimia. Ganendra. Vol. X, No. 1.

Purwani, MV., dan Suyanti. 2011. Kinetika Pelarutan Itrium Hidroksida dalam HCl. J. Iptek Nuklir Ganendra. Vol. 14, No. 1.

Syamsuni, H. A. 2006. Ilmu Resep. Jakarta : Kedokteran EGC.