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.