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.