LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA I

Nama : 1. Ari Fitriansyah (08101003049)

2. Agnes (08101003023)

3. Christy Novita Sari (08101003045)

4. Cinthia Fajri (08101003035)

Jurusan/Kelompok : KIMIA/II

PERCOBAAN : LAJU INVERSI GULA

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Dalam reaksi kimia terjadi pengurangan konsentrasi pereaksi dan penambahan

konsentrasi produk.

Laju reaksi dapat didefinisikan sebagai laju pengurangan konsentrasi zat-zat

pereaksi atau laju penambahan konsentrasi produk.

Ungkapan laju reaksi bagi reaksi A + B Produk. Secara umum

dinyatakan sebagai:

d [ A ]dt

= k [A]x[B]y

Dengan:

[A] = konsentrasi A (mol/L)

[B] = konsentrasi B (mol/L)

X = orde reaksi terhadap A

Y = orde reaksi terhadap B

K = tetapan laju reaksi

Salah satu alternatif untuk menentukan konsentrasi pereaksi secara fisis

adalah mengukur tekanan pemutar bidang polarisasi cahayanya. Sukrosa sebagai zat

optis aktif memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan, akan tetapi jika larutan dalam

air pemutaran ke kanan akan mengecil dan akhirnya sedikit memutar ke kiri. Proses

ini dikenal dengan istilah “inverse”, sukrosa yang kejadiannya tidak lain hidrolisa

sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Wilhelmy (1950) menemukan bahwa reaksi

hidrolisa orde satu terhadap sukrosa. Dalam suasana netral reaksi berjalan cukup

lama, akan tetapi reaksi dapat dipercepat dalam suasana asam.

Inversi sukrosa menaati hukum laju reaksi sebagai berikut:

d [sdukrosa ]dt

= k [H+] [H2O] [sukrosa]

Karena selama reaksi berlangsung konsentrasi H+ dan konsentrasi air tetap, maka

orde reaksi menjadi orde pertama semu. Perhitungan tetapan laju reaksi dari proses

inverse sukrosa dapat dinyatakan melalui persamaan:

Tetapan laju rewaksi =lnao−atat−a

Dengan:

α o = Sudut pemutaran bidang polarisasi pada awal reaksi

αt = Sudut pemutaran bidang polarisasi pada waktu t

αt = Sudut pemutaran bidang polarisasi pada awal

t = Waktu reaksi

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud laju reaksi?

2. Apa yang dimaksud laju inversi gula?

3.Bagaimana cara menentukan tetapan laju reaksi?

1.3. TUJUAN PERCOBAAN

Menentukan tetapan laju reaksi orde pertama dan mempelajari katalis oleh ion

H.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Prinsip stoikiometri memungkinkan kita untuk menghitung jumlah zat yang

dapat dihasilkan oleh suatu reaksi kimia. Tetapi, tidak dapat menggambarkan berapa

lama suatu reaksi terjadi. Untuk proses industri, mungkin akan dipilih reaksi yang

memberikan sedikit hasil tetapi berlangsung cepat dari pada reaksi alternatif lain yang

menghasilkan senyawa yang sama. Dipihak lain, reaksi tertentu yang berlangsung

cepat mungkin tidak diinginkan karena mungkin menimbulkan ledakan. Ada pula

saat-saat di mana reaksi kimia tidak diinginkan. Dalam hal ini, reaksi apapun

diusahakan berlangsung selambat mungkin. Contohnya, pemberian anti karat pada

pendingin dalam radiator mobil, dan penyimpanan susu dalam lemari es. (Ralph H.

Petrucci. 1992:145)

Laju atau kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun

produk dalam suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju

berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau laju bertambahnya konsentrasi suatu

produk. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fase

gas, satuan tekanan atmosfer, millimeter merkurium, atau pascal, dapat digunakan

sebagai ganti konsentrasi. Satuan waktu dapat detik, menit, jam, hari, atau bahkan

tahun, bergantung apakah reaksi itu cepat ataukah lambat.

Untuk mengukur laju reaksi kimia, perlulah menganalisis secara langsung

maupun tak langsung banyaknya produk yang terbentuk atau banyaknya pereaksi

yang tersisa setelah penggal-penggal waktu yang sesuai. Karena laju reaksi kimia

terpengaruh oleh perubahan temperatur. Perlulah menjaga agar campuran reaksi itu

temperaturnya konstan. Biasanya pernyataan ini dapat dipenuhi dengan

membenamkan bejana reaksi dalam air atau minyak yang temperaturnya diatur secara

termostatis (konstan). Metoda untuk menentukan konsentrasi pereaksi ataupun

produk bermacam-macam menurut jenis reaksi yang diselidiki dan keadaan fisika

dari komponen reaksi.

Reaksi dalam larutan. Analisis konsentrasi pereaksi dan produk umumnya

akan paling sederhana bila reaksi dipelajari dalam larutan. Salah satu metode larutan

yang lazim adalah dengan membagi larutan pereaksi itu dalam sejumlah ampul atau

botol kecil yang tertutup kedap, dan menaruh ampul-ampul ini dalam suatu penangas

bertemperatur-konstan, dan kemudian mengambil satu ampul itu akan praktis

berhenti bila ampul itu didinginkan dalam air es, setelah itu ampul dibuka dan

sevolume larutan dipipet dengan tepat. Isi larutan kemudian ditetapkan dengan suatu

metode analisis yang sesuai.

Jika suatu reaksi menghasilkan suatu perubahan dalam warna larutan karena

menghilangnya pereaksi ataupun munculnya produk, dapatlah majunya reaksi diikuti

dengan mengukur perubahan intensitas warna itu. Bahakn jika tak ada perubahan

warna selama suatu reaksi berjalan, laju reaksi masih dapat diperoleh, jika terdapat

perubahan dalam spektrukm absorpsi suatu pereaksi ataupun produk..

Faktor yang mempengaruhi LAJU REAKSI. Laju reaksi kimia tertentu

bergantung pada empat factor: (1) sifat dasar pereaksi, (2) temperatur, (3) ada

tidaknya zat katalitik, dan (4) konsentrasi pereaksi.

Sifat dasar pereaksi. Zat-zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka

mengalami perubahan kimia. Molekul hydrogen dan flour bereaksi secara meledak,

bahkan pada temperature kamar, dengan menghasilkan molekul hydrogen flourida.

Energi pengaktifan. Selama perubahan kimia, perlulah lagi molekul-molekul

yang bereaksi untuk bertabrakan ketika mereka bergerak kian kemari secara acak.

Tetapi untuk banyak reaksi eksoterm dan sertamerta, pada temperatur kamar

kebanyakan molekul sekedar terpental setelah bertabrakan tanpa bereaksi.

Temperatur. Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur.

Biasanya kenaikkan sebesar 10 oC akan melibatkan dua atau tiga laju suatu reaksi

antara molekul-molekul. Kenaikkan laju reaksi ini dapat sebagian sebagai lebih

cepatnya molekul-molekul bergerak kian-kemari pada temperature yang lebih tinggi

dan karenanya bertabrakan satu sama lain lebih sering. Tetapi, ini belum menjelaskan

seluruhnya, kecuali bila energi pengakifan prakstis nol. Dengan naiknya temperatur,

bukan hanya molekul-molekul lebih sering bertabrakan, tetapi mereka juga

bertabrakan dengan dampak benturan yang lebih besar, karena mereka bergerak lebih

cepat. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan

reaksi kimia akan lebih besar, karena makin banyak molekul yang memiliki

kecepatan lebih besar dan karenanya memiliki energi cukup untuk bereaksi.

Hadirnya suatu katalis. Katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan

suatu reaksi kimia tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanan. Proses

ini disebut katalisis.

Fungsi katalis dalam suatu reaksi kimia ialah menyajikan reaksi alternatif

tersebut.Dalam reaksi kimia, katalis sendiri tidak mengalami perubahan yang

permanan. (karena itu, kehadirannya biasa ditandai dengan notasi di atas tanda panah

reaksi). Berhasil atau gagalnya suatu proses komersial untuk menghasilkan suatu

senyawa sering tergantung pada penggunaan katalis yang cocok. Selang suhu dan

tekanan yang dapat digunakan dalam proses industri tidak mungkin berlangsung

dalam reaksi biokimia. Tersedianya katalis yang cocok untuk reaksi-reaksi ini mutlak

bagi makhluk hidup.( Ralph H. Petrucci. 1992:168).

Suatu katalis diduga mempengaruhi kecepatan reaksi dengan satu jalan: (1)

dengan pembentukan senyawa-antara (katalis homogen) atau dengan adsorpsi (katalis

heterogen).

Konsentrasi. Laju reaksi dapat dinyatakan sebgai laju berkurangnya

konsentrasi suatu pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi

produk.Perhatikan reaksi umum:

A B + C

Konsentrasi A pada waktu t1 dinyatakan sebagai [A1] dan konsentrasi pada t2 sebagai

[A2], dengan tanda kurung siku berarti konsentrasi dalam mol/liter. Laju rata-rata

berkurangnya konsentrasi A dinyatakan sebagai

Laju rata-rata berkurangnya [A] = [ A ]2 – [ A]1

t 2 – t 1=

∆ [ A]∆t

Suatu persamaan yang memerikan hubungan antara laju reaksi dan konsentrasi

pereaksi disebut suatu persamaan laju atau hukum laju. Tetapan kesebandingan k

dirujuk sebagai tetapan laju untuk reaksi tertentu. Karena konsentrasi pereaksi [N2O5]

atau [NO2], berkurang dengan berlangsungnya reaksi, laju makin berkurang. Tetapi

tetapan laju k tetap tak berubah sepanjang perjalanan reaksi. Jadi, laju reaksi

memberikan suatu ukuran yang memudahkan bagi kecepatan reaksi bag. Makin cepat

reaksi makin besar harga k; makin lambat reaksi, makin kecil harga k itu.

(Keenan. 1984:516-524)

Teori kecepatan reaksi. Teori tumbukan untuk reaksi bimolekuler. Menurut

teori ini, agar molekul-molekul bereaksi harus saling bertumbukan, mempunyai

tenaga, hingga molekul-molekul menjadi aktif. Teori absolute. Menurut teori ini,

sebelum molekul-molekul bereaksi harus membentuk molekul-molekul kompleks

terlebih dahulu, yang setimbang dengan molekul-molekul aslinya dan kecepatan

reaksinya ditentukan oleh konsentrasi molekul kompleks ini. (Drs. Sukardjo.

1985:341-342)

Polarisasi dapat dibagi dua, yaitu polarisasi yang disebabkan oleh perubahan

konsentrasi disekitar elektrode, polarisasi overvoltage atau tegangan lebih yang

disebabkan oleh jenis elektrode dan proses yang terjadi di permukaannya .

Perbedaan konsentrasi, pada kedua elektrode akibat elektrolisis, menyebabkan

timbulnya beda potensial. Beda potensial ini dapat melawan E luar. Perbedaan

konsentrasi ini diperkecil oleh adanya aliran ion, dan difusi. Juga dengan jalan

pengadukan polarisasi konsentrasi dapat dieliminer.

Overvoltage dapat terjadi di katode atau anode. Overvoltage di katode atau

anode. Overvoltage di katode untuk logam-logam hanya kecil. Overvoltage logam Fe,

Co, Ni, Zn, dan Cd kecuali dipengaruhi oleh logamnya, juga dipengaruhi oleh

anionnya, adanya asam-asam, koloid dan sebagainya. Overvoltage lebih besar pada

larutan kompleks dari pada larutan garam normal. (Drs. Sukardjo. 1985:425-426)

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1. WAKTU DAN TEMPAT

Waktu : Rabu, 16 November 2011

Tempat :Laboratorium Kimia Fisika Jurusan Kimia Fakultas

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya Inderalaya

3.2. ALAT DAN BAHAN

ALAT :

1. Polarisasi lengkap dengan lampu natrium 1 buah

2. Stopwatch 1 buah

3. Labu Erlenmeyer 1 buah

4. Gelas ukur 1 buah

5. Pipet volume 1 buah

BAHAN :

1. Sukrosa p.a

2. Asam klorida

3.3. PROSEDUR PERCOBAAN

Bersihkan tabung polarisasi dengan air suling. Kemudian isi

tabung dengan air suling sampai penuh dan ukur sudut pemutaran

bidang polarisasinya. Anggap sudut pemuataran bidangan

polarisasinya. Anggap sudut pemutaran bidang polarisasi air

sebagaiacuan (skala nol) bagi penelitian sudut pemutaran bidang

polarimeter sukrosa.

Larutkan 20 gram gula ke dalamlabu Erlenmeyer.

Tes apakah stopwatch berfungsi sebagaimana mestinya.

Tambahkan ke dalam larutan gula 25 ml larutan asam yang

digunakan. Jalankan stopwatch saat itu juga dan aduk sampai

merata

Cepat bilas tabung polarimeter dengan di atas dan kemudian isi

sampai penuh saat-saat waktu pengamatan :

Periode (menit) Saat-saat Pengukuran

1 s.d 30 Dilakukam pegukuran tiap 5 menit

30 s.d 60 Tiap-tiap 8 menit berikutnya

60 s.d 120 Tiap-tiap 15 menit berikutnya.

3.4. TUGAS PENDAHULUAN

1. Turunkan persamaan laju reaksi orde nol, kedua, dan ketiga !

2. Tunjukkan penyebab sifat optis aktif pada glukosa !

Jawaban :

1. Penurunan rumus laju reaksi adalah :

a. Reaksi Orde Nol

−dCAdt

= k0

A - A0 = - k0 . t

A = konsentrasi zat pada waktu t

A0 = konsentrasi zat mula – mula

b. Reaksi Orde Satu

−dCAdt

= k1 [A]

Sesudah 120 menit panaskan larutan dalamlabu Erlenmeyer selama

20 menit dalam penangas air. Dinginkan kembali larutan dan ukur

sudut putar polarimeternya. Pengukuran ini dicatat sebagai α.

−dCA

dC A ' = k1 dt

ln = k1 (t – t0)

Bila t = 0 à A = A0

ln [A] = ln [A0] - k1 t

[A] = [A0] e-k1t

c. Reaksi Orde Dua

−dCAdt

= k2 [A]2

−dCAdt

= k2 t

1CA

− 1C A0

= k2 (t – t0)

2. Glukosa mempunyai sifat optis aktif dikarenakan pada rumus struktur gula terdapat

atom C kiral. Atom C kiral merupakan atom C yang mengikat empat gugus fungsi

yang berbeda.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. DATA HASIL PENGAMATAN

Air

α 0

α0 27 5 14463

=15,3

Air + Sukrosa + Asam

αt (menit) αt

5 32 10 12 18

10 25 3 7 11,67

15 42 6 7 18,3

20 20 9 12 13,67

25 20 7 11 12,67

Air + Sukrosa + Asam → dipanaskan dan didinginkan

α

α~ 23 3 15 13,7

4.2. PERHITUNGAN

Y = - ln [ α~ - αt ]

Y1 = - ln [13,7 – 18] = 1,46

Y2 = - ln [13,7 – 11,67] = - 0,71

Y3 = - ln [13,7 – 18,3] = 1,53

Y4 = - ln [13,7 – 13,67] = 3,51

Y5 = - ln [13,7 – 12,67] = - 0,03

No x (t) y x . y x2

1 5 1,46 7,3 25

2 10 -0,71 -7,1 100

3 15 1,53 22,95 225

4 20 3,51 70,2 400

5 25 -0,03 -0,75 625

∑ 75 5,76 92,6 1375

Slope (A) = n ∑ xy−∑ x ∑ yn ∑ x2−∑ ( x )2

=5 (92,6 )−(75 )(5,76)

5 (1375 )− (75 )2 =

463−4326875−5625

= 311250

=

0,02

Intersept (B) = n ∑ x2 ∑ y−∑ x ∑ xy

n∑(x 2)−∑ ( x )2=

(1375 ) (5,76 )−(75 )(92,6)5 (1375 )−(75 )2

=¿

7920−69456875−5625

=¿ 975

1250=0,78

K1 = 1t 1

ln ( ao−atat−a )=1

5ln( 15,3−18

18−13,7 )=0,2 ln(−2,74,3 )=−0,093

K2 = 1t 2

ln ( ao−atat−a )= 1

10ln( 15,3−11,67

11,67−13,7 )=0,1 ln (1,788 )=0,058

K3 = 1t 3

ln ( ao−atat−a )= 1

15ln( 15,3−18,3

18,3−13,7 )=0,067 ln (0,652)=−0,028

K4 = 1

t 4 ln ( ao−at

at−a )= 120

ln( 15,3−13,6713,67−13,7 )=0,05 ln (54,333 )=0,199

K5 = 1t 5

ln (α 0−αtαt−α )= 1

25ln( 15,3−12,67

12,67−13,7 )=0,04 ln (2,55 )=0,037

Y = Ax + B

Y1 = 0,02(5) + 0,78 = 0,88

Y2 = 0,02(10) + 0,78 = 0,98

Y3 = 0,02(15) + 0,78 = 1,08

Y4 = 0,02(20) + 0,78 = 1,18

Y5 = 0,02(25) + 0,78 = 1,28

0 5 10 15 20 25 300

5

10

15

20

25

30

5; 0,88

10; 0,98

15;1,08

20; 1,18

25, 1,28

4.3. PEMBAHASAN

Laju reaksi merupakan suatu laju atau kecepatan yang merupakan laju

terhadap penggurangan konsentrasi zat-zat pereaksi atau laju penambahan produk

reaksi. Pada percobaan ini, kita mengukur tekanan pemutar bidang polarisasi cahaya

suatu sample yang berupa sukrosa. Sebagaimana diketahui bahwa sukrosa merupakan

zat optis aktif yang memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan, akan tetapi jika

larutan dalam air pemutaran ke kanan akan mengecil dan akhirnya sedikit memutar

ke kiri.

Adapun penambahan asam klorida pada percobaan untuk mempercepat reaksi

yang terjadi. Hal ini dikenal juga sebagai sifat dari suatu katalis. Katalis atau

katalisator merupakan kemampuan suatu zat untuk mempercepat reaksi suatu larutan.

Katalis sendiri bekerja dengan cara menurunkan energi aktifasi yang ada sehingg

reaksi dapat berlangsung cepat. Katalis ikut bereaksi pada saat ditambahkan dalam

suatu larutan tetapi pada saat hasil akhirnya, ia melepaskan diri sehingga seolah-olah

ia tidak ikut bereaksi. Katalis terbagi atas katalis homogen dan katalis heterogen.

Katalis homogen merupakan katalis yang berada dalam satu fase atau seragam

dengan fase dari larutan yang akan dia percepat reaksinya sedangkan katalis

heterogen merupakan katalis yang berada dalam dua fase atau berbeda dengan fase

dari larutan yang akan dia percepat reaksinya.

Cahaya biasa atau alamiah merambat seperti gelombang, dan gelombang itu

tegak lurus arah rambatannya. Cahaya terpolarisasi bidang merupakan cahaya yang

getaran atau vibrasi gelombangnya telah tersaring semua, kecuali getaran yang berada

pada suatu bidang. Polarisasi bidang dilakukana dengan melewatkan cahaya biasa

menenmbus sepasang kristal kalsit atau menembus suatui lensa polarisasi.

Adapun kerugian dari inverse pada gula yang dapat menyebabkan efek

karamelisasi dan gulapun menjadi hitam.

Pada percobaaaan, tabung dari suatu alat polarimeter harus bersih pada bagian

kaca luarnya dan juga usahakan seminimal mungkin tidak ada gelembung udara yang

mengisi bagian ruang kosong saat kita memasukkan larutan analit atau sampel atau

cuplikan ke dalamnya. Adapun hal ini disebabkan agar tidak menggangu pengamatan

kita terhadap besaran sudut yang akn kita tentukan nantinya pada bagian terang-

terang, terang-gelap, maupun gelap-terang.

Perputaran cahaya terpolarisasi bidang dikenal juga sebagai rotasi optis. Suatu

senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu cahaya terpolarisasi bidang dikatakan

bersifat aktif optis. Suatu polarimeter merupakan suatu alat yang dirancang atau

didesain untuk mempolarisasikan cahaya dan kemudian mengukur sudut rotasi bidang

cahaya suatu senyawa optis aktif. Besaran perputarannya itu bergantung pada struktur

molekul, temperatur atau suhu, panjang gelombang, banhyakknya molekul pada jalan

cahaya dan beberapa hal yang disebabkan dari pelarut atau solvennya.

Analisa merupakan suatu pengamatan terhadap objek yang akan diamati, baik

itu berupa pengamatan terhadap perubahan fisiknya maupun terhadap pengolahan

data-data yang didapat sewaktu pengamatan. Analisa terbagi atas dua macam; berupa

analisa kuantitatif dan analisa kualitatif. Adapun analisa kualitatif merupakan suatu

analisa atau pengamatan terhadap suatu sample atau objek pengamatan yang mana di

sini yang diamati berupa perubahan-perubahan fisik atau luarnya saja. Lain halnya

dengan analisa kualitatif, analisa kuantitatif maerupakan suatu analisa terhadap data-

data yang didapat dari suatu analisa. Analisa kualitatif pada percobaan berupa

pengamatan terhadap besaran sudut yang tercipta saat kita mengukur bagian terang-

terang, gelap-terang, dan terang-gelap. Analisa kuantitatifnya berupa pangolahan data

terhadap hasil dari besaran-besaran sudut yang didapat itu.

BAB V

PENUTUP

5.1. KESIMPULAN

1. Suatu polarimetrer merupakan alat yang didesain untuk mempolarisasikan

cahaya dan kemudian mengukur sudut rotasi bidang polarisasi cahaya oleh

suatu senyawa optis.

2. Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi cahaya terpolarisasi bidang

dikatakan bersifat senyawa optis aktif.

3. Analisa kualitatif digunakan saat kita mengukur dan menentukan bagian dari

besar sudut, derajat, yang dibentuk oleh bagian terang-terang, gelap-terang,

dan terang-gelap.

4. Udara yang masih ada dalam suatu tabung polarimeter dapat menggangu

pengamatan terhadap sudut yang akan kita tentukan.

5. Suhu mempengaruhi suatu laju inversi.

DAFTAR PUSTAKA

Keenan. 1985. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Petrucci Ralph. H. 1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta:

Erlangga.

Sukardjo, Drs. 1985. Kimia Fisika. Yogyakarta: Bina Aksara.