Penentuan Kinetika Ester Saponifikasi dengan Metode Konduktometri

Intisari

Telah dilakukan percobaan dengan judul Penentuan Kinetika Ester Saponifikasi dengan

Metode Konduktometri. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan orde reaksi, konstanta

laju reaksi, dan energy aktivasi dari saponifikasi ester dengan metode konduktometri. Metode

ini dilakukan berdasarkan pada daya hantar listrik suatu larutan. Saponifikasi di percobaan ini

dilakukan antara basa NaOH dan ester CHCOOCH yang dihitung daya hantarnya pada suhu

27:C, 30:C, 40:C, dan 50:C. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh reaksi mengikuti orde

kedua dengan konstanta laju reaksi (kr) pada suhu 27:C yakni 7 x 10 , pada suhu 30:C

yakni 5 x 10 , pada suhu 40:C yakni 3 x 10 , dan pada suhu 50:C yakni 5 x 10.

Sedangkan energy aktivasinya diperoleh -67,023 kJ/mol.

Kata kunci: energy aktivasi, konduktometri, konstanta laju reaksi, saponifikasi

PENENTUAN KINETIKA ESTER SAPONIFIKASI DENGAN METODE KONDUKTOMETRI

TUJUAN

Dalam percobaan ini akan dilakukan penentuan orde reaksi, konstanta laju reaksi, dan energy

aktivasi dari saponifikasi ester dengan metoda konduktometri.

DASAR TEORI

Kinetika reaksi adalah jumlah mol zat yang bereaksi per liter yang diubah menjadi zat lain dalam suatu satuan waktu tertentu. Suatu reaksi kimia berlangsung karena atom-atom bersenyawa membentuk molekul-molekul baru dengan cara pembentukan electron octet dalam masing-masing atom. Laju berlangsungnya proses kimia dan energy-energi yang bertalian dengan proses ini secara mekanisme reaksi kimia dipelajari dalam kinetika. Mekanisme reaksi adalah rangkaian reaksi setingkat demi setingkat yang terjadi berurutan (Endahwati, 2007).

Hukum laju dapat ditentukan dengan melakukan serangkain eksperimen secara sistematik pada reaksi A + B C, untuk menentukan orde reaksi terhadap A maka konsentrasi A dibuat tetap sementara konsentrasi B divariasi kemudian ditentukan laju reaksinya pada variasi konsentrasi tersebut. Sedangkan untuk menentukan orde reaksi B, maka konsentrasi B dibuat tetap sementara itu konsentrasi A divariasi kemudian diukur laju reaksinya pada variasi konsentrasi tersebut. Jika suhu dinaikkan maka laju reaksi semakin besar karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi, akibatnya jumlah dari energi tumbukan bertambah besar, begitu pun sebaliknya (Phatalina, 2013).

Secara umum analisis kinetika reaksu terbagi atas tiga bagian yaitu orde satu, dua dan

tiga. Orde satu menyatakan grafik hubungan antara ln C dengan t yang merupakan garis lurus

dengan slope k dan intersep ln Co. Orde dua menyatakan grafik hubungan antara 1/C dengan t

yang merupakan garis lurus dengan slope k dan intersep 1/Co. Orde tiga menyatakan grafik

hubungan antara 1/C2 dengan t yang merupakan garis lurus dengan slope 2 k dan intersep

1/Co2 (Tony, 1987). Konduktometri merupakan metode analisis kimia yang didasarkan pada daya hantar

listrik suatu larutan analat. Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan

konsentrasi ion didalam larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion

didalam larutan ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar. Salah satu

bagian penting dari konduktometer adalah sel yang terdiri dari sepasang elektroda yang terbuat

dari bahan yang sama. Biasanya elektroda berupa logam yang dilapisi dengan logam platina

untuk menambah efektifitas permukaan elektroda (Khopkar,1990).

Factor-faktor yang mempengaruhi kinetika reaksi (Endahwati, 2007):

Sifat dan bahan. Reaksi antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat karena adanya

gaya tarik yang kuat antar ion dengan muatan yang berlawanan, sehingga hampir

seluruh tumbukan yang terjadi menghasilkan perubahan.

Konsentrasi. Semakin besar konsentrasi zat yang bereaksi makin cepat reaksi

berlangsung, sehingga makin besar kemungkinan terjadinya tumbukan, sehingga makin

besar pula kemungkinan terjadinya reaksi.

Suhu. Penurunan suhu memperlambat reaksi, sedangkan kenaikan suhu akan

mempercepatnya.

Katalisator. Merupakan zat lain dalam system reaksi, tetapi pada akhir reaksi diperoleh

kembali. Yang mempercepat reaksi adalah katalisa positif, yang memperlambat reaksi

adalah katalisa negative.

METODE PERCOBAAN

Alat dan Bahan

Alat-alat yang dibutuhkan pada percobaan ini meliputi alat komduktometer,

gelas beker, gelas ukur, pipet ukur, labu takar, stopwatch, gelas arloji, dan pipet tetes.

Sedangkan bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini meliputi larutan

NaOH 0,5 N, larutan CHCOOCH pekat, dan akuades.

Cara Kerja

25 ml larutan NaOH 0,5 N diencerkan menjadi 500 ml. Selain itu diambil pula 1,2

ml larutan CHCOOCH pekat diencerkan menjadi 500 ml. Kemudian diambil 100 ml

larutan NaOH dan dimasukkan ke dalam gelas beker. Mula-mula dihitung besar daya

hantar NaOH sebelum dicampur CHCOOCH pada suhu 27:C. Setelah itu, larutan

CHCOOCH dicampurkan ke dalam larutan NaOH dan dicatat daya hantar larutan

setiap 30 detik selama 7,5 menit. Perlakuan yang sama dilakukan untuk suhu 30:C, 40:C,

dan 50:C.

HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL PERCOBAAN

Waktu

(s)

Daya Hantar (s)

27C 30C 40C 50C

0

30

60

7790

3710

3480

8050

3120

3120

8570

2750

2370

8540

1790

1790

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

3330

3210

3120

3040

2965

2908

2851

2798

2751

2708

2668

2631

2599

3080

3050

3010

2966

2922

2878

2837

2794

2740

2715

2679

2645

2611

2140

1960

1860

1760

1730

1700

1680

1670

1670

1670

1670

1660

1660

1770

1760

1760

1750

1760

1760

1770

1770

1770

1770

1770

1770

1770

PEMBAHASAN

Pada percobaan ini ditentukan besarnya konstanta laju reaksi dan energy

aktivasi dari suatu reaksi saponifikasi antara alkali basa dan ester. Dalam percobaan ini

digunakan larutan basa NaOH dan ester CHCOOCH sebagai reaktannya dengan

menggunakan metode konduktometri (menggunakan daya hantar listrik) dalam variasi

suhu, di mana akan ditentukan besarnya daya hantar antara reaksi NaOH dengan

CHCOOCH pada suhu 27:C, 30:C, 40:C, dan 50:C setiap 30 detik selama 7,5 menit

(450 detik)

Larutan NaOH maupun CHCOOCH perlu dincerkan terlebih dahulu sebelum

digunakan. Tujuan pengenceran NaOH yakni agar dapat lebih berinteraksi dengan

senyawa air yang bersifat polar. Reaksinya adalah sebagai berikut.

Berdasarkan reaksi di atas, terlihat bahwa dengan mengencerkan NaOH

menyebabkan senyawa NaOH akan terionisasi menjadi Na dan OH, di mana ion-ion ini

dapat memberikan respon positif saat diuji dengan konduktometer dengan

menunjukkan adanya daya hantar. Sementara itu, pengenceran CHCOOCH karena

CHCOOCH yang digunakan berbentuk pekat, maka hal tersebut bertujuan untuk

mengurangi kepekatan dari larutan tersebut. Sehingga perubahan-perubahan yang

terjadi selama reaksi dapat teramati dengan baik.

Sebelum larutan NaOH dicampur dengan larutan CHCOOCH, daya hantar

NaOH diukur terlebih dahulu dengan konduktometer. Hal ini bertujuan untuk

mengetahui besarnya daya hantar NaOH sebelum ditambahkan CHCOOCH. Besarnya

daya hantar ini dinyatakan sebagai daya hantar (A) pada waktu nol. Berdasarkan hasil

percobaan diperoleh nilai daya hantar NaOH sebelum dicampur dengan CHCOOCH

yakni pada suhu 27:C yaitu 7790 s, pada suhu 30:C yaitu 8050 s, pada suhu 40:C

yaitu 8570 s, dan pada suhu 30:C yaitu 8540 s.

Konduktometer dapat menentukan besarnya daya hatar suatu larutan karena

alat ini dilengkapi oleh konduktor (yang dicelupkan ke dalam larutan). Konduktor ini

akan menerima rangsangan dari suatu ion-ion (ion Na dan OH) yang menyentuh

permukaan konduktor dan hasilnya akan diproses dan dilanjutkan pada outpunya

berupa angka/bilangan.

Larutan NaOH yang telah dicampur dengan CHCOOCH akan membentuk suatu

reaksi saponifikasi yang kemudian diukur daya hantarnya menggunakan alat

konduktometer. Reaksi saponifikasi antara NaOH dan CHCOOCH tersebut

menghasilkan produk berupa natrium asetat (CHCOONa) dan etil alcohol/etanol

(CHCHOH).

Persamaan reaksi antara keduanya adalah sebagai berikut.

Pada alat konduktometer akan menunjukkan daya hantar yang diberikan

campuran larutan tersebut, di mana berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa daya

hantar larutan sebelum bercampur (saat hanya larutan NaOH saja) cukup tinggi. Namun,

saat dicampurkan dengan larutan CHCOOCH seiring bertambahnya waktu akan

semakin menurun nilai daya hantarnya. Misalnya saja pada saat suhu 27:C, daya hantar

NaOH sebelum dicampur yakni 7790 s. Namun, saat telah bercampur dengan

CHCOOCH pada 30 detik pertama menjadi 3710 s dan semakin lama akan semakin

menurun sampai pada menit ke 7,5 menjadi 2599 s bahkan sampai pada keadaan tak

terhingga yakni 1228 s.

Peristiwa di atas dapat terjadi karena sebenarnya yang memiliki daya hantar

yang kuat yakni NaOH yang mana dapat terurai menjadi ion Na dan OH. Ion-ion inilah

yang menyebabkan larutan memiliki daya hantar. Namun, setelah ditambahkan larutan

CHCOOCH ke dalam NaOH, daya hantarnya menurun karena antara NaOH dan

CHCOOCH akan bereaksi yang disebut sebagai reaksi saponifikasi (antara basa dan

ester).

Dalam sebuah reaksi tentunya akan terjadi pengurangan jumlah reaktan dan

bertambahnya jumlah produk. Sehingga, reaksi keduanyalah yang menyebabkan

konsentrasi reaktan OH yang berasal dari NaOH berkurang dan digantikan dengan

bertambahnya konsentrasi produk hasil saponifikasi salah satunya natrium asetat

(CHCOONa). Ion OH telah diketahui sebagai ion yang kuat (daya hantarnya besar),

sementara itu diketahui pula bahwa ion CHCOO merupakan ion yang lemah (daya

hantarnya kecil). Sehingga, dengan begitu konduktometri dapat digunakan untuk reaksi

saponifikasi pada percobaan ini, di mana saat daya hantar larutan berkurang

menandakan kedua senyawa telah bereaksi dan telah menghasilkan produk saponifikasi

berupa natrium asetat dan etanol.

Selain perbandingan daya hantar pada waktu tertentu, perbandingan daya

hantar juga dilihat dari perbedaan suhunya. Pada percobaan ini dilakukan variasi pada

suhu larutan, yakni pada suhu 27:C, 30:C, 40:C, dan 50:C. Pertambahan suhu

mengindikasikan pertambahan kalor dalam pencampurannya yang mana bertujuan

untuk mempengaruhi laju reaksinya. Berdasarkan hasil percobaan terlihat bahwa pada

suhu yang semakin tinggi menunjukkan daya hantarnya semakin besar. Misalnya pada

suhu 27:C daya hantar saat waktu 450 detik daya hantarnya 2599s, sedangkan pada

suhu 30:C daya hantarnya pada waktu yang sama yaitu 2611s.

Peristiwa di atas dapat terjadi karena senyawa pada suhu yang tinggi maka

partikel tersebut secara tidak langsung akan mendapat tambahan energy dari luar,

sehingga energy kinetic yang dimiliki suatu partikel akan bertambah besar. Hal ini yang

menyebabkan pergerakan partikel akan semakin cepat, sehingga partikel akan lebih

sering menyentuh/mengenai konduktor pada konduktometri, sehingga daya hantar

yang dihasilkan pun semakin besar.

Akan tetapi, terdapat ketidaksesuaian yakni pada saat suhu 40:C dan 50:C justru

daya hantarnya semakin kecil. Misalnya, saat 450 detik pada suhu 40:C daya hantarnya

1660s dan pada suhu 50:C daya hantarnya 1770s, sedangkan jika dibandingkan

dengan saat suhu 27:C pada waktu yang sama daya hantarnya 2599s. Padahal

seharusnya, berdasarkan teori yang ada daya hantarnya harus lebih besar karena suhu

yang tinggi menyebabkan pergerakan partikel semakin cepat.

Kejadian di atas dimungkinkan karena saat proses percobaan, larutan harus

dipanaskan dahulu (disesuaikan temperaturnya) sampai suhu yang diinginkan. Tapi,

larutan yang dipanaskan hanya larutan NaOH saja, sedangkan larutan CHCOOCH tidak

dipanaskan. Sehingga, saat larutan CHCOOCH dicampurkan ke dalam NaOH, yang

terjadi yakni antara kedua larutan tersebut akan mengalami perpindahan panas, di

mana larutan NaOH akan melepaskan panas sedangkan larutan CHCOOCH akan

menerima panas. Hal ini menyebabkan suhu campuran yang seharusnya bersuhu 40:C

dan 50:C menjadi tidak seperti yang diinginkan (suhunya lebih rendah), sehingga

penghitungan daya hantarpun bisa menjadi lebih rendah bahkan lebih rendah dari yang

suhu 27:C.

Selain itu, pada suhu 50:C juga terjadi ketidaksesuaian, di mana saat detik ke-

210 daya hantarnya 1750 s, namun mulai detik ke-240 dan seterusnya justru daya

hantar meningkat. Hal ini juga dapat disebabkan oleh suhu yang tidak sama antara

NaOH dan CHCOOCH saat dicampurkan. Hal ini karena saat awal-awal kemungkinan

suhu antara NaOH dan CHCOOCH belum tercampur sepenuhnya.

Nilai konstanta laju reaksi ( ) dapat diketahui dengan dibuat grafik antara t vs

pada setiap suhunya, di mana pada grafik ini akan terbentuk garis lurus dengan

gradient . Sehingga, berdasarkan hasil percobaan diperoleh nilai pada suhu 27:C

yakni , pada suhu 30:C yakni , pada suhu 40:C yakni , dan

pada suhu 50:C yakni . Sementara itu, nilai energy aktivasi (Ea) dapat

diperoleh dengan dibuat grafik antara vs ln k, di mana akan terbentuk garis lurus

dengan gradient . Sehingga, diperoleh besarnya Ea yaitu -67,023 kJ/mol.

Selain itu, untuk orde reaksi saponifikasi ester CHCOOCH dan basa NaOH yakni

mengikuti orde dua. Hal ini karena dalam reaksi laju reaksinya bergantung pada

konsentrasi dari dua reaktan berbeda (CHCOOCH dan NaOH) yang masing-masing

dipangkatkan dengan bilangan satu.

KESIMPULAN

Pada reaksi saponifikasi antara basa NaOH dan ester CHCOOCH diperoleh:

Orde reaksi mengikuti orde dua

Konstanta laju reaksi

o Suhu 27:C yakni 7 x 10

o Suhu 30:C yakni 5 x 10

o Suhu 40:C yakni 3 x 10

o Suhu 50:C yakni 5 x 10

Energy aktivasi diperoleh -67,023 kJ/mol

DAFTAR PUSTAKA

Endahwati, L,. 2007, Kinetika Reaksi Pembuatan NaOH dari Soda Ash dan Ca(OH), Jurnal

Penelitian Ilmu Teknik, No 2, Vol 7, Hal 55-63.

Khopkhar, S. M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, (diterjemahkan oleh: Saptorihardjo A), UI

Press, Jakarta.

Phatalina, dkk., 2013, Pembuatan Sabun Lunak dari Minyak Goreng Bekas Ditinjau dari Kinetika

Reaksi Kimia, Jurnal Teknik Kimia, No 2, Vol 19, Hal 42-48.

Tony, B., 1987, Kimia Fisika Untuk Universitas, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

GRAFIK

Konstanta Laju Reaksi pada Suhu 27:C

Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara t vs pada suhu 27:C.

Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis .

Persamaan garis tersebut menyatakan . Gradient garis

menyatakan , sehingga nilai pada suhu 27:C yakni 7 x 10.

Konstanta Laju Reaksi pada Suhu 30:C

Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara t vs pada suhu 30:C.

Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis .

Persamaan garis tersebut menyatakan . Gradient garis

menyatakan , sehingga nilai pada suhu 30:C yakni 5 x 10.

Konstanta Laju Reaksi pada Suhu 40:C

Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara t vs pada suhu 40:C.

Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis .

Persamaan garis tersebut menyatakan . Gradient garis

menyatakan , sehingga nilai pada suhu 40:C yakni 3 x 10.

Konstanta Laju Reaksi pada Suhu 50:C

Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara t vs pada suhu 50:C.

Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis .

Persamaan garis tersebut menyatakan . Gradient garis

menyatakan , sehingga nilai pada suhu 50:C yakni 5 x 10.

Energy Aktivasi

Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara 1/T vs ln k pada reaksi saponifikasi

antara basa NaOH dan ester CHCOOCH. Berdasarkan grafik tersebut diperoleh

persamaan garis . Persamaan garis tersebut menyatakan

. Gradient garis menyatakan , sehingga diperoleh nilai

energy aktivasi (Ea) yakni -67,023 kJ/mol.