PERCOBAAN VIII

LAJU REAKSI

A. Tujuan

Untuk menentukan laju dari suatu reaksi kimia.

B. Dasar Teori

Kinematika kimia adalah cabang ilmu kimia yang membahas mengenai

kecepatan reaksi kimia yang terjadi. Pengertian kecepatan reaksi digunakan

reaksi kimia yang terjadi. Sedangkan pengertian mekanisme reaksi digunakan

untuk melukiskan serangkaian langkah-langkah reaksi meliputi perubahan

keseluruan dari suatu reaksi kimia yang terjadi. Dalam kebanyakan reaksi,

kinetika reaksi hanya mendeteksi bahan dasar permulaan yang lengkap dan

hasil yang timbul. Jadi hanya reaksi keseluruhan yang terjadi pada

kenyataanya dapat terjadi beberapa reaksi dari pembentukan hasil-hasil akhir.

(Sastrohamidjojo, 2005)

Laju reaksi menyatakan cepat atau lambatnya suatu reaksi perubahan

reaktan menjadi produk. Laju reaksi diukur sebagai perubahan konsentrasi

persatuan waktu yaitu penurunan konsentrasi reaktan perwaktu atau kenaikan

konsentrasi produk persatuan waktu (Foliatini,2009).

Laju reaksi kimia terlihat dari perubahan konsentrasi molekul reaktan

atau konsentrasi molekul produk terhadap waktu. Laju reaksi tidak tetap,

melainkan berubah terus menerus seiring dengan perubahan konsentasi

(Chang, 2005).

Teori tumbukan disajikan untuk menjelaskan faktor-faktor yang

mempengaruhi laju reaksi. Teori ini meninjau pada molekul yang mengalami

reaksi untuk menjelaskan gejala yang teramati. Teori ini menyatakan bahwa

agar suatu reaksi dapat terjadi, molekul harus bertumbukan satu sama lain

dengan energi yang cukup untuk memutuskan ikatan kimia dalam reaktan.

Spesies yang sangat energetik dan sangat tidak stabil akan terbentuk, yang

disebut kompleks yang teraktifkan. Meskipun energinya cukup, tidak setiap

tumbukan diantara molekul yang bereaksi akan menghasilkan produk.

Molekul ini mungkin terorientasi ke arah yang salah sehingga tidak

menghasilkan produk atau kompleks teraktifannya mungkin pecah

membentuk kembali reaktan, bukannya membentuk produk. Meskipun

demikian, sebagian besar tumbukan itu tidak memiliki cukup energi untuk

mengakibatkan putusnya ikatan pada pertama kali. Energi minimum yang

dapat menyebabkan terjadinya reaksi tersebut disebut energi aktivasi

(Goldberg,2005).

Dapat diketahui ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi

yaitu:

1. Sifat Pereaksi

Dalam suatu reaksi kimia, terjadi pemutusan ikatan dan

pembentukan ikatan baru, sehingga kelajuan reaksi harus bergantung pada

macam ikatan yang didapat. Secara percobaan kecepatan reaksi tergantung

pada senyawa-senyawa yang melakukan reaksi bersama.

2. Kosentrasi Pereaksi

Kelajuan suatu reaksi homogen tergantung pada konsentrasi dari

pereaksi-pereaksi dalam suatu larutan yang dapat berupa cairan atau gas.

Dalam larutan, cairan konsentarasi dari pereaksi dapat diubah berdasarkan

penambahan reaksi atau dengan pengubahan volume dari sistem atau

berdasarkan penambahan atau pengurangan pelarut.

Secara kuantitatif pengaruh konsentrasi pada kelajuan hanya dapat

diperoleh berdasarkan perconbaan. Bentuk umum dari setiap hukum

kelajuan adalah:

Dimana, v : kelajuan (m/s)

n : tingkat reaksi terhadap A

m : tingkat reaksi terhadap B

[A] : konsentrasi A

[B] : konsentrasi B

m dan n adalah orde reaksi yang menunjukkan laju reaksi terhadap suatu

konsentrasi reaktan. Semakin tinggi orde reaksi, maka pada perubahan

konsentrasi reaktan yang kecil dapat meningkatkan laju reaksi secara

signifikan.

a. Jika orde reaksi = 1, maka V = k [A]

b. Jika konsentrasi A digandakan, maka laju juga akan menjadi dua kali

lipat

c. Jika orde reaksi = 2, maka V = k [A].[B]

d. Jika konsentrasi A dan B dilipatgandakan, maka laju akan menjadi

empat kalinya.

Beberapa orde reaksi yang ada, sebagai berikut :

a. Reaksi orde nol = laju tidak bergantung pada konsentrasi.

b. Reaksi orde satu = laju berbanding lurus terhadap suatu konsentrasi

c. Reaksi orde dua = laju sebanding konsentrasi

3. Temperatur

Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula energi kinetik,

sehingga semakin banyak tumbukan yang terjadi. Maka reaksi akan

berlangsung cepat. Aturan umumnya adalah bahwa kenaikan suhu 10oC

akan meningkatakan laju reaksi sekitar dua kali lipat

(Sastrohamidjojo,2005).

4. Luas Permukaan

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas

permukaan zat, semakin banyak zat yang saling bertumbukan dan semakin

besar peluang adanya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan.

Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat,

reaksipun akan semakin cepat.

5. Katalis

Katalis ialah zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan

mempercepatnya, tetapi ia sendiri tidak mengalami perubahan kimia yang

permanen. Jadi katalis tidak muncul dalam laju persamaan kimia secara

keseluruahan, tetapi kehadirannya sangat mempengaruhi hukum laju

persamaan kimia secara keseluruhan, memodifikasi dan dapat

mempercepat lintasan yang ada.

6. Tekanan reaktan berupa gas

Pada umumnya, semakin tinggi tekanan reaktan berupa gas, semakin

cepat reaksi. Faktor ini semata-mata sebagai konsekuensi dari faktor

konsentrasi, sebab semakin tinggi tekanan akan mengakibatkan

konsentrasi semakin cepat.

Dasar teoritis kinematika kimia yang mencakup pemeriaan penting

yaitu reaksi kimia terjadi akibat tumbukan antara molekul-molekulnya.

Hanya tumbukan yang mempunyai energi yang cukup dari orientasi

geometris efektif yang dapat menghasilkan produk. Kelangsungan reaksi

dapat digambarkan dengan diagram energi, yang disebut profil reaksi,

yang menghasilkan energi pereaksi, hasil reaksi dan komplek kereaktifan

(Petrucci,1999).

Tetapan laju reaksi balik dapat ditentukan dengan hanya menggunakan

konsentrasi produk pada awal-awal reaksi dan harga k-nya yang diperoleh

sama dengan k yang ditentukan secara konvensional (Patiha, 2013).

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Gelas Kimia

b. Pipet tetes

c. Pipet volume

d. Propipet

e. Rak tabung reaksi

f. Tabung reaksi

g. Stopwatch

2. Bahan

a. Aquades

b. Aluminium foil

c. HCL 1M dan 2M

d. Kertas HVS bertulisan “X”

e. Na2S2O3 0,15 M

f. Pita Mg

D. Prosedur Kerja

1. Pengaruh Luas Penampang

a. Disiapkan dua gelas kimia.

b. Diisi masing-masing gelas dengan 10 mL HCL 2M.

c. Dimasukkan keping pita Mg (2,5cm) kedalam gelas 1 dan keping pita

Mg (25cm) yang telah dipotong kecil-kecil dalam gelas 2.

d. Dicatat waktu dari awal memasukkan pita Mg hingga pita Mg habis.

2. Pengaruh Konsentrasi

a.1 Disiapkan gelas kimia dua buah.

a.2 Diisi gelas 1 dengan 10 mL HCL 2M dan gelas 2 dengan HCL 1M.

a.3 Dimasukkan keping pita Mg (2,5cm) pada asing-masing gelas.

a.4 Dicatat waktu dari awal dimasukkan pita Mg hingga pita Mg habis

b.1 Dibuat tanda silang dengan tinta hitam pada sehelai kertas putih.

Diletakkan dibawah gelas kimia.

b.2 Ditambah 5 mL HCL 2M dengan 5 mL H2O ke dalam gelas kimia,

kemudian ditambahkan 5 mL larutan Na2S2O3 0,15 M yang telah

ditambah terlebih dahulu dengan 5 mL H2O. Dicatat waktu sejak

penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

b.3 Ditambah 5 mL larutan HCl 2M dengan 5 mL H2O ke dalam gelas

kimia dan ditambahkan 10 mL natriumtiosulfat 0,15M. Dicatat waktu

sejak penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

b.4 Ditambahkan 10 mL larutan asam klorida 2M dengan 5 mL larutan

Natriumtiosulfat 0,15M yang telah ditambah terlebih dahulu dengan 5

mL H2O. Dicatat waktu sejak penambahan sampai tanda silang tidak

terlihat lagi dari atas.

b.5 Ditambahkan 10 mL larutan asam klorida 2M ke dalam gelas kimia

dengan 10 mL larutan natirumtiosulfat 0,15M. Dicatat waktu sejak

penambahan sampai tanda silang tidak terlihat lagi dari atas.

E. Hasil Pengamatan

1. Tabel hasil pengamatan

a. Pengaruh Luas Penampang

No. V HCl 1 M (mL) + 2,5cm pita Mg t(s)

1. 10 Lembaran 1358

2. 10 Potongan kecil 1189

b. Pengaruh Konsentrasi

1)

No. 10mL HCl ..... M + 2,5cm pita Mg t(s)

1. 1 Lembaran 854

2. 2 Lembaran 40,02

2)

V HCl +mL H2O V Na2S2O3

+ mL

H2Ot(s) M HCl

M

Na2S2O3

5 5 5 5 133 1 0,05

5 5 10 0 43 1 0,1

10 0 5 5 86 2 0,05

10 0 10 0 43 2 0,1

2. Perhitungan

a. Pengaruh Konsentrasi

1) M HCl

V1 x M1 = V2 x M2

5 x 2 = 10 x M2

M2 = 1 M

2) M Na2S2O3

V1 x M1 = V2 x M2

5 x 0,1 = 10 x M2

M2 = 0,05 M

b. Orde Reaksi

Orde x

Orde y

Laju reaksi

Persamaan laju reaksinya :

V = 15x10-2 [HCl]0.[Na2S2O3]1

3. Reaksi

a. Pita Mg dengan HCl

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

b. HCl dengan Na2S2O3

2HCl + Na2S2O3 2NaCl + SO2 + S + H2O

F. Pembahasan

Percobaan kali ini dilakukan pengujian terhadap laju reaksi untuk

menentukan laju reaksi dari suatu reaksi kimia. Bahan yang digunakan dalam

perobaan ini adalah larutan NaCl 3 M dan larutan Na2S2O3 0,15 M. dan

sebagian pengujiannya adalah pita magnesium. Kecepatan reaksi digunakan

untuk menuliskan kelajuan perubahan kimia yang terjadi. Cabang ilmu kimia

yang terjadi mempelajari kelajuan reaksi yang terjadi disebut kinematika

kimia. Dalam kebanyakan reaksi kinematika kimia hanya mendeteksi bahan

dasar permukaan yang lengkap dan hasil yang timbul. Jadi hanya reaksi

keseluruhan saja yang dapat diamati. Laju reaksi diukur sebagai perubahan

konsentrasi persatuan waktu yaitu penurunan konsentrasi reaktan perwaktu

atau kenaikan konsentrasi produk persatuan waktu. Dengan kata lain, laju

reaksi menyatakan cepat atau lambatnya suatu reaksi perubahan reaktan

menjadi produk.

Teori untuk menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

disebut teori tumbukan. Teori ini dapat memberikan dasar dengan laju suatu

reaksi kimia terjadi maka partikel-partikel harus bertumbukan. Sesuai dengan

teori tumbukan, kelajuan dari setiap langkah dalam suatu reaksi adalah

berbanding lurus dengan jumlah tumbukan perdetik antara partikel-partikel

yang bereaksi dalam langkah itu dan bagian dari tumbukan itu yang efektif.

Jumlah energi tambahan yang dibutuhkan dalam suatu tumbukan untuk

menghasilkan reaksi kimia disebut energi aktifas,i besarnya energi aktifasi

tergantung sifat-sifat dari pereaksi-pereaksi sejumlah reaksi memiliki energi

aktifasi yang besar. Suatu reaksi dikatakan lambat, karena hanya sejumlah

kecil dari partikel-partikel pereaksi yang mempunyai cukup energi kinetik

untuk mengatasi reaksi aktifasi yang dibutuhkan.

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi cepat konsentrasinya suatu

reaksi adalah sifat pereaksi, kosentrasi, pereaksi, temperatur, luas permukaan

katalis, tekanan reaktan berupa gas. Kelajuan reaksi bergantung pada sifat

dari pereaksi-pereaksi, karena energi aktifasi berada dari reaksi satu dengan

reaksi yang lain. Kelajuan reaksi juga bergantung pada konsentrasi, karena

semakin tinggi konsentrasi maka semakin cepat laju reaksi. Kelajuan reaksi

bergantung juga pada temperatur atau suhu karena kenaikan suhu

mengakibatkan molekul-molekul bertumbukan lebih sering dan tumbukan

akan menjadi lebih hebat, jadi semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju

reaksi yang terjadi. Faktor lain yang mempengaruhi laju reaksi adalah luas

permukaan, semakin kecil ukuran partikel suatu zat maka laju reaksi akan

semakin cepat, serta semakin tinggi tekanan reaktan berupa gas maka laju

reaksi akan semakin cepat, karena semakin tinggi tekanan maka konsentrasi

juga akan meningkat.

Dilakukan pengujian berdasarkan dua faktor yang mempengaruhi

kecepatan reaksi, yaitu pengaruh luas penampang dan pengaruh konsentrasi.

Pada percobaan pertama, yang dilakukan adalah pengaruh luas penampang

terhadap kecepatan reaksi. Pertama dimasukkan HCl dengan volume dan

kosentrasi yang sama untuk tiap gelas kimia, gelas kimia pertama dimasukkan

untuk pita Mg sedangkan gelas kimia kedua dipotong kecil-kecil terlebih

dulu. Hal ini dilakukan untuk menguji apakah terdapat perbedaan laju reaksi

terhadap luas penampang yang berbeda. Setelah dilakukan pengamatan

terhadap laju reaksi dari masing-masing sampel, didapatkan hasil bahwa

sampel pada gelas kedua yang berisi pita Mg yang telah dipotong kecil-kecil

lebih dulu habis dalam HCl dibandingkan dengan gelas pertama yang pitanya

berupa lembaran. Hal ini dikarenakan pita Mg yang telah dipotong kecil-kecil

memiliki permukaan bidang sentuh yang lebih luas dibandingkan dengan pita

Mg yang berupa lembaran. Semakin kecil ukuran suatu partikel menandakan

semakin luas permukaan bidang sentuh partikel tersebut sehingga

menyebabkan laju reaksi semakin cepat.

Percobaan kedua yaitu mengetahui pengaruh konsentrasi larutan

terhadap kecepatan reaksi. Hal yang dilakukan sama dengan percobaan

pertama. Namun dengan kosentrasi HCl yang berbeda dengan Mg yang

dimasukkan kedalam kedua gelas kimia utuh tanpa perlu dipotong-potong.

Konsentrasi HCl untuk gelas pertama 1M dan gelas kedua 2M. Setelah

diamati waktu kecepatan reaksi dari masing-masing sampel memiliki

perbedaan. Pita Mg pada gelas ke-2 (HCl 2M) lebih dulu habis dibandingkan

dengan gelas pertama (HCl 1M). Hal ini menandakan bahwa perbedaan

konsentrasi dapat mempengaruhi kecepatan suatu reaksi. Konsentrasi larutan

yang besar menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Hal ini dikarenakan pada

larutan yang konsentrasinya besar memiliki jumlah partikel yang banyak,

yang memungkinkan terjadinya tumbukan yang efektif yang menyebabkan

laju reaksi semakin cepat.

Percobaan ketiga menguji pengaruh kosentrasi terhadap kecepatan

reaksi. Hal pertama yang dilakukan yaitu membuat tanda silang pada kertas

putih dengan tinta hitam (menggunakan spidol). Kemudian lembaran tersebut

diletakan dibawah gelas kimia, dimasukkan campuran 2M HCl sebanyak

5mL yang diencerkan dengan aquades 5mL, kemudian ditambahkan dengan

larutan Na2S2O3 0,15M 5 mL yang sbelumnya telah ditambahkan aquades 5

mL. Kemudian dicatat waktu sampai tanda silang hilang atau tidak terlihat

lagi. Yang menyebabkan tanda silang tak terlihat karena adanya reaksi antara

HCl dengan Na2S2O3 yang membentuk produk berupa senyawa sulfur yang

mengendap berwarna putih buram. Begitu pula pada perlakuan selanjutnya

yang prosesnya sama dengan perlakuan pertama tetapi dengan konsentrasi

larutan berbeda, perlakuan kedua berisi HCl (5mL HCl 2M + 5mL aquades)

dan ditambahkan Na2S2O3( 10mLNa2S2O3 0,15 M tanpa aquades). Sedangkan

untuk perlakuan ketiga gelas kimia berisi larutan HCl (2 M 10 mL tanpa

aquades dan larutan Na2S2O3) (5 mL 0,15 M + 5 mL aquades). Dan perlakuan

terakhir diisi dengan larutan HCl 2 M 10 mL dan ditambahkan Na2S2O3 (10

mL tanpa aquades).

Percobaan ini diketahui bahwa orde reaksi berpengaruh pada laju

reaksi, dimana orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi pereaksi dalam

persamaan laju reaksi. Prinsip dari orde reaksi adalah orde reaksi terhadap zat

tertentu tidak sama dengan koefisien dalam persamaan stoiisometri reaksi.

Pada percobaan ini didapat orde reaksi pada HCl adalan nol dan pada

Na2S2O3 adalah satu. Hal tersebut berarti berapapun konsentrasi yang dimiliki

oleh HCl tidak mempengaruhi laju reaksi, sedangkan untuk Na2S2O3 laju

reaksinya dipengaruhi oleh penambahan atau peningkatan konsentrasi.

G. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa:

1. Semakin kecil ukuran suatu zat, menandakan semakin luas permukaan

bidang sentuh zat tersebut, sehingga semakin cepat laju reaksi yang terjadi.

2. Konsentrasi pereaksi memengaruhi laju reaksi, dimana semakin besar

konsentrasi pereaksi, maka semakin cepat laju reaksi yang terjadi.

3. HCl memiliki orde reaksi nol, sehingga laju reaksinya tidak berpengaruh

pada penambahan konsentrasi.

4. Orde reaksi dari Na2S2O4 adalah 1, sehingga laju reaksinya dipengaruhi

oleh penambahan konsentrasi.

5. Persamaan laju reaksinya adalah V = 15x10-2 [HCl]0.[Na2S2O3]1.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W. 1997. Kimia Fisika Edisi Keempat. Jilid 2. Penerbit Erlangga : Jakarta.

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Erlangga : Jakarta.

Lianawati, L. dan Lasmi .K. 2002. Bimbingan Pemantapan Kimia. CV. Irama Widya : Bandung.

Patiha, 2013. Penentuan Tekanan Laju Reaksi Balik dan Tetapan Kesetimbangan dengan Pendekatan Reaksi Searah dan Hukum Laju Reaksi Maju. Jurnal Kimia : Penelitian Kimia. Volume.9 Nomor.2.

Sastrohamidjojo, H. 2001. Kimia Dasar. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta.