KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA TEMPERATUR I. TUJUAN 1. Untuk menunjukkan pengaruh perubahan temperatur pada laju reaksi. 2. Untuk memperlihatkan kegunaan pengukuran-pengukuran volume-volume gas guna mengikuti kinetika penguraian katalitik H 2 O 2 . 3. Untuk reaksi: Fe 3+ / H + H 2 O 2 (aq) H 2 O (l) + ½ O 2 (g) Sehingga dapat diketahui 1. orde reaksi 2. tetapan laju (k) dan waktu paruh (t 1/2 ) pada temperatur tertentu. 3. pengaruh temperatur terhadap k. 4. tenaga aktivasi (Ea) dan faktor pra-eksponensial (A) untuk penguraian katalitik H 2 O 2. II. DASAR TEORI 2.1 Pengertian Laju Reaksi Laju (kecepatan) menunjukkan sesuatu yang terjadi dalam selang waktu tertentu, misalnya pada gerak sesuatu yang terjadi adalah perubahan jarak dalam selang waktu tertentu. Laju Reaksi adalah berkurangnya konsentrasi pereaksi atau bertambahnya konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu. 1
29
Embed
Laporan Praktikum Ketergantungan Temperatur Pada Laju Reaksi
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA KETERGANTUNGAN TEMPERATUR PADA LAJU REAKSI
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Konsentrasi
waktu
KETERGANTUNGAN LAJU REAKSI PADA TEMPERATUR
I. TUJUAN
1. Untuk menunjukkan pengaruh perubahan temperatur pada laju reaksi.
2. Untuk memperlihatkan kegunaan pengukuran-pengukuran volume-volume gas
guna mengikuti kinetika penguraian katalitik H2O2.
3. Untuk reaksi:
Fe3+ / H+
H2O2 (aq) H2O (l) + ½ O2 (g)
Sehingga dapat diketahui
1. orde reaksi
2. tetapan laju (k) dan waktu paruh (t1/2) pada temperatur tertentu.
3. pengaruh temperatur terhadap k.
4. tenaga aktivasi (Ea) dan faktor pra-eksponensial (A) untuk penguraian katalitik
H2O2.
II. DASAR TEORI
2.1 Pengertian Laju Reaksi
Laju (kecepatan) menunjukkan sesuatu yang terjadi dalam selang waktu
tertentu, misalnya pada gerak sesuatu yang terjadi adalah perubahan jarak dalam
selang waktu tertentu. Laju Reaksi adalah berkurangnya konsentrasi pereaksi atau
bertambahnya konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu.
Untuk reaksi : A + 2 B → 3 C + 4 D, laju reaksi dapat diartikan sebagai
laju berkurangnya konsentrasi A dan B atau laju bertambahnya konsentrasi C dan
D dalam satuan waktu. Perubahan konsentrasi A dan B menjadi produk C dan D
dapat dilihat pada grafik di bawah ini
Gambar 1 : Perubahan Konsentrasi Pereaksi dan hasil reaksi terhadap waktu
1
Untuk reaksi : A + 2B → 3C + 4D
Pada reaksi di atas : Laju berkurangnya konsentrasi A tidak sama dengan laju
berkurangnya konsentrasi B, demikian juga laju bertambahnya konsentrasi C tidak
sama dengan laju bertabahnya konsentrasi D.
Dari koefisien reaksi nampak bahwa setiap kebutuhan 1 mol A, maka B yang
dibutuhkan harus 2 mol untuk menghasilkan 3 mol C dan 4 mol D. Jadi B
berkurang dengan laju dua kali berkurangnya A atau Laju berkurangnya B = 2 x
laju berkurangnya A, jadi untuk reaksi : A + 2 B → 3 C + 4 D dapat dinyatakan
: Laju Reaksi = - laju berkurangnya konsentrasi A
= - 1
2 laju berkurangnya konsentrasi B
= +1
3 laju bertambahnya konsentrasi C
= +1
4 laju bertambahnya konsentrasi D
atau : VA = -
Δ [ A ]Δt , VB = -
12
Δ [ B ]Δt , VC = +
13
Δ [ C ]Δt , VD = +
14
Δ [ D ]Δt atau dapat
ditulis :
Δ [ A ]Δt
= 12
Δ [ B ]Δt
= 13
Δ [C ]Δt
= 14
Δ [ D ]Δt
sehingga : VA : VB : VC : VD = 1 : 2 : 3 : 4
Secara Umum untuk Reaksi : p A + q B → r C + s D
Maka berlaku persamaan : VA = -
1p
Δ [ A ]Δt , VB =
1q
Δ [ B ]Δt , VC =
1r
Δ [ C ]Δt
,dan VD =
1s
Δ [ D ]Δt
.
Sehingga : VA : VB : VC : VD = p : q : r : s
2.2 Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi
Laju reaksi sangat dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi. Hasil pengamatan
menunjukkan makin besar konsentrasi pereaksi maka laju reaksi semakin besar dan
sebaliknya makin kecil konsentrasi pereaksi makin kecil laju reaksinya.
Dengan demikian dapt disimpulkan bahwa : laju reaksi berbanding lurus
dengan konsentrasi pereaksi. Laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan
matematika yang disebut Hukum Laju Reaksi atau Persamaan laju Reaksi.
2
Menurut persamaan diferensial : -
d [ A ]dt
= k [ A ] , dan -
d [ B ]dt
= k [ B ] , sehingga
untuk reaksi : pA + qB → rC + sD, berlaku : V = k [ A ]x [ B ] y dimana
k = Tetapan laju reaksi, harga k bersifat khas dan hanya bergantung pada suhu
dan katalis
[ A ] = konsentrasi molar zat A
[ B ] = konsentrasi molar zat B
x = orde (tingkat) reaksi terhadap A
y = orde (tingkat) reaksi terhadap B
(x + y ) = orde reaksi total
2.3 Orde Reaksi
Berdasarkan Orde reaksi, reaksi dibedakan menjadi :
1. Reaksi Orde Nol
Pada reaksi orde nol, kecepatan reaksi tidak tergantung pada konsentrasi
reaktan. Persamaan laju reaksi orde nol dinyatakan sebagai :
-
dAdt = k0
A - A0 = - k0 . t
A = konsentrasi zat pada waktu t
A0 = konsentrasi zat mula – mula
Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis.
2. Reaksi Orde Satu
Pada reaksi per satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi
reaktan. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai :
- dAdt = k1 [A] -
dA[ A ] = k1 dt
ln [ A 0 ][ A ] = k1 (t – t0)
Bila t = 0 A = A0
ln [A] = ln [A0] - k1 t
[A] = [A0] e-k1t
3
A
V
A
V
Waktu paruh (t1/2) adalah waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi reaktan
hanya tinggal setengahnya. Pada reaksi orde satu, waktu paruh dinyatakan
sebagai :
k1 =
1t1/2 ln
11/2
k1 =
0 ,693t 1/2
3. Reaksi Orde Dua
Persamaan laju reaksi untuk orde dua dinyatakan sebagai :
-
dAdt = k2 [A]2
-
dA[ A ]2 = k2 t
1[ A ] -
1[ A 0 ] = k2 (t – t0)
Waktu paruh untuk reaksi orde dua dinyatakan sebagai :
t1/2 =
1k 2[ A 0 ]
2.4 Grafik Orde Reaksi.
Orde Nol.
Pada reaksi orde nol, perubahan konsentrasi tidak
mempengaruhi laju reaksi. Dengan demikian harga laju
reaksi sama dengan konstanta laju reaksi (k). Persamaan
laju reaksi : v = k A0 = k
Orde satu
Pada reaksi orde satu, persamaan laju reaksi adalah
bentuk persamaan linier, sehingga setiap perubahan
konsentrasi satu kali, laju reaksi naik sebesar satu kali
dan setiap perubahan konsentrasi dua kali, laju reaksi juga
naik dua kali. Persamaan laju reaksi : v = k A1 = k A
Orde dua
4
V
A
V
A
A
V
Pada reaksi orde dua, persamaan laju reaksi
merupakan persamaan kuadrat sehingga setiap
perubahan konsentrasi satu kali, laju reaksi naik satu
kali, perubahan konsentrasi dua kali, laju reaksi akan
naik sebesar empat kali dan seterusnya. Persamaan laju
reaksi : v = k A2
Orde reaksi -2
Pada reaksi orde negatif dua, persamaan laju reaksi
berbanding terbalik dengan kuadrat konsentrasi zat.
Persamaan laju reaksi : v = k
1
[ A ]2
Orde reaksi ½
Orde reaksi setengah merupakan kebalikan dari reaksi
orde dua, dimana harga laju reaksi merupakan akar dari
konsentrasi zat. Persamaan laju reaksi : v = k A½
2.5 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi
Reaksi Kimia dapat berlangsung dengan laju yang berbeda-beda, ada yang cepat dan
ada yang lambat tergantung pada jenis pereaksi, situasi dan kondisi reaksi kimia itu
sendiri. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju reaksi yaitu :
a. Sifat zat Pereaksi
Pada kondisi yang sama, Besi labih mudah mengalami perkaratan dibanding
Tembaga, alkohol sangat mudah terbakar sedangkan Air tidak dapat terbakar. Dari
uraian di atas jelas bahwa laju reaksi sangat tergantung pada sifat zat pereaksi.
b. Konsentrasi.
Pada umumnya reaksi berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi lebih besar,
dan sebaliknya reaksi akan lebih lambat jika konsentrasi pereaksi lebih kecil.
c. Temperatur
Pengaruh temperatur sangat besar terhadap laju reaksi. Umumnya setiap kenaikan
temperatur 100C akan menyebabkan laju reaksi bertambah besar 2 atau 3 kali.
Kenaikan temperatur 1000C menyebabkan laju reaksi bertambah sebesar 210 kali,
5
namun keadaan ini bukan merupakan aturan baku, pengaruh kuantitatif dari
perubahan temperatur terhadap laju reaksi hanya dapat diketahui melalui eksperimen.
d. Luas permukaan.
Reaksi dalam sistim heterogen dapat terjadi pada bidang permukaan zat-zat yang
bereaksi. Oleh karena itu semakin halus zat-zat yang bereaksi ( semakin luas bidang
permukaannya ), akan semakin cepat reaksinya. Sebagai contoh, dalam jumlah yang
sama garam halus akan lebih cepat larut dalam air bila dibandingkan dengan garam
kasar yang dilarutkan dalam air yang sama
e. Katalis.
Katalis adalah zat yang dapat mengubah laju reaksi tanpa mengalami perubahan
secara kimiawi di akhir reaksi. Katalis yang mempercepat laju reaksi disebut katalis
positif atau lebih umum disebut Katalis, sedangkan katalis yang memperlambat laju
reaksi disebut katalis negatif atau lebih umum disebut Inhibitor. Katalis dapat
dibedakan atas katalis Anorganik dan katalis Organik yang disebut Biokatalis atau
Enzim.
III. ALAT DAN BAHAN
3.1. Alat
Pengaduk magnetik
Pemanas
Labu reaksi 100 mL
Buret gas
Pipet volume 25 mL dan 2 mL
Termometer
Bola hisap
Gelas beker
3.2. Bahan
Larutan hidrogen peroksida (H2O2)
Ferri klorida 0,5 M
Aquadest
IV. CARA KERJA
1. Peralatan disusun seperti gambar dibawah ini.
6
2. Ke dalam labu reaksi ditambahkan 25 mL larutan Fe3+ dan dibiarkan beberapa menit
sehingga sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan badnya.
3. Kran pada bagian atas labu reaksi dibiarkan terbuka dan reservoir diatur sehingga
buret gas menunjukkan nol
4. Ke dalam labu reaksi ditambahkan secepatnya sebanyak 2 mL larutan H2O2 20%
volume, sumbat ditutup kembali dan kran ditutup.
5. Pemanas dihidupkan kemudian suhu diatur pada posisi 60 0C dengan menggunakan
pengatur suhu dan diukur dengan termometer. Suhu dijaga agar tetap konstan.
6. Larutan harus diaduk agak cepat dan pada laju yang tetap selama percobaan.
7. Stopwatch (jam) dihidupkan dan diamati gelembung yang timbul pada buret gas.
Volume gas yang timbul dicatat setelah 1, 2, 5, 10, 15, 20 menit dan seterusnya
sampai tidak terjadi perubahan volume oksigen lagi.
V. DATA PENGAMATAN
Dilakukan 2 kali pengulangan terhadap pengukuran volume gas terhadap suhu. Suhu