Laporan Praktikum Kimia Fisik-Kinetika Halogenasi Aseton Dengan Katalisator Asam
-
Upload
hestin-permatasari -
Category
Documents
-
view
2.172 -
download
53
Transcript of Laporan Praktikum Kimia Fisik-Kinetika Halogenasi Aseton Dengan Katalisator Asam
Laporan Praktikum Kimia Fisik
Kinetika Halogenasi Aseton dengan Katalisator Asam
Nama : Hestin PermatasariNIM : 10510035Tanggal Percobaan : 5 Oktober 2012Tanggal Pengumpulan: 12 Oktober 2012Nama Asisten :
Laboratorium Kimia Fisika
Program Studi Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Bandung
2012
Kinetika Halogenasi Aseton dengan Katalisator Asam
I. Tujuan Percobaan
Menentukan persamaan laju reaksi iodinasi aseton dengan katalisator asam.
II. Teori Dasar
Laju suatu reaksi aA + bB cC dapat dinyatakan sebagai –d[A]/dt, -d[B]/dt atau
+d[C]/dt. Laju reaksi tergantung pada konsentrasi pereaksi maupun hasil reaksi yang
dinyakan dalam suatu hukum atau persamaan laju. Persamaan laju reaksi secara
sederhana dapat dituliskan sebagai berikut:
-d[A]/dt = k[A]x[B]y ……………………………. (1)
Dimana x dan y secara berurutan adalah orde reaksi terhadap A dan B. Secara
pendekatan, laju reaksi dapat dinyatakan -∆[A]/∆t. Penentuan lebih teliti jika ∆t
makin kecil. Persamaan atau hukum laju reaksi dari suatu reaksi tak dapat
diramalkan dari persamaan stoikiometrinya, tetapi harus ditentukan melalui
eksperimen. Dari bentuk hukum ini seringkali dapat diperoleh informasi tentang
mekanisme reaksi.
Stoikiometri reaksi halogenasi aseton, misalnya bromisasi dapat dituliskan
sebagai berikut:
CH3-CO-CH3 + Br2 → CH3-CO-CH3Br + Br- + H+
Dari percobaan diperoleh fakta-fakta sebagai berikut:
1. Kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi H+ (dalam suasana
asam) atau dalam suasana basa laju reaksi bertambah dengan bertambahnya
konsentrasi OH-.
2. Dalam suasana asam sebagai hasil reaksi diperoleh juga H+ sehingga dalam larutan
yang tidak di buffer kecepatan awal reaksi (pada saat kurang dari 10% pereaksi telah
bereaksi) akan terus bertambah selama reaksi berlangsung.
3. Kecepatan halogenasi aseton juga bergantung pada konsentrasi aseton, tetapi tidak
tergantung pada konsentrasi halogen kecuali saat konsentrasi halogen yang sangat
tinggi.
4. Kecepatan raksi halogenasi aseton ini tidak tergantung pada jenis halogen.
Berdasarkan fakta-fakta di atas melalui pendekatan penentuan persamaan laju
reaksi, diperoleh persamaan:
d[P]/dt = k [A][H+] ………………….. (2)
III. Data Pengamatan[Aseton] : 3 M [I2] : 0.1 M[HCl] : 1 M [KI] : 0.01 M
run ke -V aseton
(mL)V HCl (mL)
V I2 (mL)
V KI (mL)
1 3 10 10 122 6 10 10 93 9 10 10 64 12 10 10 35 10 3 10 126 10 6 10 97 10 9 10 68 10 12 10 39 10 10 3 1210 10 10 6 911 10 10 9 612 10 10 12 3
run ke- absorbans saat t
0 s 60 s 90 s 120 s 150 s 180 s1
IV. Pengolahan DataIV.1 Grafik adsorbansi terhadap waktu
0120
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.023171428571 x + 0.329266666667
run ke-2
run ke-2Linear (run ke-2)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.0118 x + 0.320466666666667
run ke-1
run ke-1Linear (run ke-1)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.3
f(x) = − 0.049142857143 x + 0.305666666667
run ke-4
run ke-4Linear (run ke-4)
waktu
adso
rban
si
0 90150
0
0.2
0.4
f(x) = − 0.0365142857142857 x + 0.3148
run ke-3
run ke-3Linear (run ke-3)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.3
f(x) = − 0.030057142857 x + 0.264533333333
run ke-9
run ke-9Linear (run ke-9)
waktu
adso
rban
si
IV.2 ρ zat pada suhu
pada grafik-grafik di atas, laju reaksi adalah negative gradient dari persamaan garis, sehingga:
Run ke- Laju Reaksi
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.0498 x + 0.3258
run ke-8
run ke-8Linear (run ke-8)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.0361714285714286 x + 0.3246
run ke-7
run ke-7Linear (run ke-7)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.0112857142857143 x + 0.331
run ke-5
run ke-5Linear (run ke-5)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.0236 x + 0.331266666666667
run ke-6
run ke-6Linear (run ke-6)
waktu
adso
rban
si
1 0.0112 0.0233 0.0364 0.0495 0.0116 0.0237 0.0368 0.0499 0.03010 0.02911 0.03912 0.043
4.2 Penentuan Orde Reaksi Tiap PereaksiData konsentrasi:[Aseton] : 3 M [I2] : 0.1 M[HCl] : 1 M [KI] : 0.01 M
[M]’ = Vambil x [ M ]
V total
[aseton]’=3 x 335
=0.257143
#aseton
Run ke- r ln r [aseton]’ ln [aseton]’1 0.011 -4.50986 0.257143 -1.358122 0.023 -3.77226 0.514286 -0.664983 0.033 -3.41125 0.771429 -0.259514 0.049 -3.01593 1.028571 0.028171
0 90150
00.10.20.3
f(x) = − 0.030057142857 x + 0.264533333333
run ke-9
run ke-9Linear (run ke-9)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.3
f(x) = − 0.0296857142857 x + 0.2857333333333
run ke-10
run ke-10Linear (run ke-10)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.3
f(x) = − 0.038971428571 x + 0.302733333333
run ke-11
run ke-11Linear (run ke-11)
waktu
adso
rban
si
0 90150
00.10.20.30.4
f(x) = − 0.043314285714 x + 0.323933333333
run ke-12
run ke-12Linear (run ke-12)
waktuad
sorb
ansi
-1.5 -1 -0.5 0 0.5
-5
-4
-3
-2
-1
0
f(x) = 1.07899587541181 x − 3.0474402036529
aseton
asetonLinear (aseton)
ln [aseton]'
ln r
Orde reaksi aseton adalah gradient persamaan garis di atas, yaitu= 1
#HCl
Run ke- r ln r [HCl]’ ln [HCl]’5 0.011 -4.50986 0.085714 -2.456746 0.023 -3.77226 0.171429 -1.763597 0.036 -3.32424 0.257143 -1.358128 0.049 -3.01593 0.342857 -1.07044
-3 -2.5 -2 -1.5 -1
-5
-4
-3
-2
-1
0
f(x) = 1.0789958754118 x − 1.86204207550329
HCl
HClLinear (HCl)
ln [HCl]
ln r
Orde reaksi asam klorida adalah gradient persamaan garis di atas, yaitu= 1
#I2
Run ke- r ln r [HCl]’ ln [HCl]’9 0.011 -4.50986 0.085714 -2.4567410 0.023 -3.77226 0.171429 -1.7635911 0.036 -3.32424 0.257143 -1.3581212 0.049 -3.01593 0.342857 -1.07044
-5 -4.8-4.6-4.4-4.2 -4 -3.8-3.6-3.4-3.2
-3.6-3.5-3.4-3.3-3.2-3.1
-3-2.9
f(x) = 0.273253860799707 x − 2.27604260398849
I2
I2Linear (I2)
ln [I2]
ln r
Orde reaksi I2 adalah gradient persamaan garis di atas, yaitu= 0.273
4.3 Penentuan Nilai Tetapan LajuHukum laju adalah:
r = k[aseton][HCl][I2]0.273
Run ke- r [aseton] [HCl] [I2]0.273 k
1 0.011 0.257143 0.285714 0.378852 0.39522 0.023 0.514286 0.285714 0.378852 0.4131643 0.036 0.771429 0.285714 0.378852 0.4311274 0.049 1.028571 0.285714 0.378852 0.4401095 0.011 0.857143 0.085714 0.378852 0.39526 0.023 0.857143 0.171429 0.378852 0.4131647 0.036 0.857143 0.257143 0.378852 0.4311278 0.049 0.857143 0.342857 0.378852 0.4401099 0.03 0.857143 0.285714 0.272724 0.44917210 0.029 0.857143 0.285714 0.329537 0.35934211 0.039 0.857143 0.285714 0.36811 0.43261512 0.043 0.857143 0.285714 0.398186 0.440958
Krata-rata= 0.420107
Sehingga hukum laju:
r = 0.420107 [aseton][HCl][I2]0.273
V. Pembahasan
Reaksi antara iodine dan aseton adalah sebagai berikut: CH3COCH3 + I2 →
CH3COCH2I + H+ + I−. laju reaksi ini tidak dapat diprediksi melalui stoikiometri dari
rekasi melainkan harus melalui eksperimen karena reaksi iodinasi aseton bukanlah
reaksi sederhana. Reaksi iodinasi aseton pada percobaan ini dikatalisis oleh asam
atau lebih tepatnya oleh ion hydrogen di dalam asam. Kecepatan reaksi akan
meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi ion hydrogen pada larutan
asam. Basa juga bisa dijadikan katalis karena laju reaksi iodinasi aseton dapat
meningkat dengan bertambahnya ion hidroksida dalam larutan basa. Yang
membedakan kedua katalis asam dan basa adalah pada mekanisme reaksinya saja,
pada asam akan terjadi protonasi sedangkan pada basa akan terjadi deprotonasi.
Mekanisme reaksi iodinasi aseton dengan katalis asam adalah sebagai berikut:
Karena keton merupakan basa yang sangat lemah, kesetimbangan pada reaksi
pertama tidak mendukung terbentuknya ion. Pada keadaan ini, maka [Ion] = K[Ac]
[H+] dimana K adalah konstanta kesetimbangan untuk reaksi ini.
Persamaan laju reaksi iodinasi aseton dengan katalisator asam adalah sebagai
berikut:
dengan rate atau laju tiap “run” didapatkan dari gradient kurva antara waktu dan
adsorban. Dan orde reaksi masing masing pereaksi didapatkan dari gradient kurva
antara ln konsentrasi pereaksi yang terkoreksi volume setelah diencerkan. Sedangkan
nilai K didapatkan dari memasukkan semua nilai yang didapat baik laju maupun
konsentrasi pereaksi beserta ordenya ke dalam persamaan laju di atas. Hasil
penentuan laju dari percobaan ini adalah : r = 0.420107 [aseton][HCl][I2]0.273
Asam yang digunakan sebagai katalis dalam percobaan kinetika reaksi iodinasi
aseton ini adalah asam klorida. Penggunaan HCl ini dikarenakan dibandingkan asam
lain seperti asam sulfat, asam klorida tidak dapat berperan sebagai oksidator.
Reaksi iodinasi aseton cukup mudah untuk diketahui kinetikanya, karena
keberjalanan reaksi dapat diamati dengan berkurangnya konsetrasi iodine yang
ditandai dengan pudarnya warna kecoklatan dengan menggunakan spektrofotometer
pada panjang gelombang dimana reagen lain tidak akan menyerap secara signifikan.
Penggunaan spektrofotometer ini sesuai dengan prinsipnya, yaitu: Spektofotometer
adalah alat untuk mengukur absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang
gelombang. prinsip kerja alat ini adalah mengubah cahaya polikromatik menjadi
monokromatik yang kemudian didispersi dan diteruskan ke kuvet masuk ke dalam
partikel yang ada dalam larutan, selanjutnya diserap amplifier dan terdeteksi oleh
detektor kemudian terbaca dimonitor. prinsip ini terjadi saat cahaya masuk ke
partikel. tebalnya kuvet juga dapat mempengaruhi cepatnya cahaya yang diteruskan
ke kuvet. Bila semakin tebal kuvet yang digunakan maka semakin lambat cahaya
yang masuk.
Kinetika reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi, katalis, suhu ,luas permukaan,
tekanan dan energi aktivasi. Semua factor yang mempengaruhi laju reaksi ini sesuai
dengan persamaan laju reaksi:
Semakin besarnya konsentrasi reaktan, maka laju juga akan semakin besar karena
semakin banyaknya kemungkinan interaksi dalam reaksi yang tentunya akan
mempercepat laju reaksi. Katalis akan mempengaruhi nilai energi aktivasi. Dengan
adannya katalis, energy aktivasi reaksi akan turun karena terbentuknya keadaan
transisi dengan energy yang lebih rendah dibandingkan reaksi tanpa katalis. Hal ini
juga tertulis dalam persamaan laju reaksi, karena K=A x e−EaRT . Sehingga dapat dilihat
bahwa semakin tinggi Ea, maka nilai K akan semakin kecil da laju juga akan semakin
lambat. Factor penentu laju selanjutnya adalah suhu, semakin tinggi suhu maka
gerakan molekul akan semakin cepat sehingga kemungkinan untuk bertumbukan juga
akan semakin besar. bila dilihat dari rumus K, maka dengan naiknya suhu, nilai K juga
akan membesar sehingga laju juga akan semakin cepat. Masih dari rumus K, A
merupakan tetapan arheniuss yang menunjukkan kemungkinan untuk bertumbukan.
Semakin banyak tumbukan nilai K semakin besar dan laju reaksi juga akan
meningkat. Kemungkinan untuk bertumbukan dapat ditingkatkan dengan membuat
luas permukaan yang lebih besar. namun karena bentuk dari reaktan pada percobaan
ini adalah cair, maka luas permukaan tidak banyak mempengaruhi laju iodinasi aseton
dengan katalis asam.
VI. Kesimpulan1. Hukum laju reaksi halogenasi aseton dengan katalisator asam adalah :
r = 0.420107 [aseton][HCl][I2]0.273
VII. Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1986. Physical Chemistry. 3rd edition. Oxford: Oxford University Press.
Castelan, G.W. 1983. Physical Chemistry. 3rd edition. Amsterdam: Addison Wesley Publishing Company
Day, R.A. Jr and Underwood,A.L. , 1986, Kimia Analisis Quantitatif, Jakarta:Erlangga.
Laidler, Keith, J., dan Meisler, John H. 1982. Physical Chemistry. California: The Benjamin/Cuming Publishing Company, Inc