PRAKTIKUM KIMIA
PENGARUH SUHU DAN LUAS PERMUKAAN TERHADAP LAJU REAKSI
Disusun oleh:
Novi Setyawan (05/XI IPA)
SEKOLAH MENENGAH ATAS MARYAM SURABAYA
2012/ 2013
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada dasarnya reaksi kimia berlangsung dengan laju (kecepatan) yang
berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung seketika, seperti bom atau
petasan yang meledak, ada juga reaksi yang berlangsung sangat lambat,
seperti perkaratan besi atau fosilasi sisa organisme. Selain itu laju
reaksi kimia ternyata dipengaruhi oleh berbagai factor seperti
temperatur, konsentrasi, luas, permukaan, katalisator, tekanan, dan
volume. Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu
proses berlangsung. Laju juga menyatakn besarnya perubahan yang
terjadi dalam satuan waktu. Satuan waktu tersebut dapat berupa detik,
menit, jam, hari, bulan, ataupun tahun. Reaksi kimia adalah proses
perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya
waktu reaksi, maka jumlah zat pereaksinya akan semakin sedikit,
sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju
berkurangnya pereaksi atau terbentuknya produk. Setiap pereaksi
disertai suatu perubahan fisis yang diamati, seperti pembentukan
endapan, gas, atau perubahan warna. Kelajuan reaksi dapat dipelajari
dengan mengukur salah atau dari perubahan tersebut. Bagi reaksi yang
menghasilkan gas seperti reaksi magnesium dengan asam klorida, maka
kelajuan reaksinya dapat dipelajari dengan mengukur volume gas yang
dihasilkan. Bagi reaksi yang disertai perubahan warna, maka kelajuan
reaksinya dapat ditentukan dengan mengukur perubahan intensitas
warnanya. Bagi reaksi yang menghasilkan endapan, maka kelajuan
reaksinya dapat ditentukan dengan mengukur waktu yang diperlukan
untuk membentuk sejumlah endapan. Sebelum menhitung dan menganalisis
laju reaksi, maka harus memahami tentang kemolaran, terutama tentang
penyediaan larutan dengan kemolaran tertentu serta perlu menganalisis
baik langsung maupun tidak langsung banyaknya produk yang terbentuk
atau banyaknya pereaksi sisa yang tertinggal pada waktu tertentu.
- Rumusan masalah
- Bagaiman pengaruh suhu terhadap laju reaksi ?
- Mana laju reaksi yang lebih cepat reaksinya antara yang dipanaskan dan tidak dipanaskan ?
- Bagaiman persamaan reaksi yang terjadi ?
- Bagaiman pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi antara batu pualam dengan asam klorida ?
- Mana laju reaksi yang lebih cepat reaksinya antara serbuk CaCO3 dan kepingan CaCO3 ?
C. Tujuan
- Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap laju reaksi.
- Untuk mengetahui laju reaksi yang lebih cepat reaksinya antara yang dipanaskan dan tidak dipanaskan.
- Untuk mengetahui persamaan reaksi yang terjadi.
- Untuk mengetahui pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi batu pualam dengan asam klorida.
- Untuk mengetahui laju reaksi yang lebih cepat reaksinya antara serbuk CaCO3 dan kepingan CaCO3.
BAB II
DASAR TEORI
Reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada reaksi
yang berlangsung seketika, seperti bom atau petasan meledak. Ada juga
reksi yang berlangsung sangat lambat,seperti perkaratan besi atau
fosilisasi sisa-sisa organisme. Selain itu, laju reaksi kimia
ternyata dipengaruhi oleh berbagai factor seperti shu, konsentrasi,
dan factor lainnya.
Konsep Laju Reaksi
Laju reaksi menunjukan besarnya perubahan konsentrasi pereaksi atau
hasil reaksi dalam satu satuan waktu.
Definisi laju reaksi
Reaksi kimia merupakan proses perubahan zat-zat pereaksi menjadi
produk. Pada waktu reaksi berlangsung, jumlah zat pereaksi akan
semakin berkurang sedangkan jumlah produk bertambah. Laju
didefinisikan sebagai laju pengurangan konsentrasi molar salah satu
pereaksi atau laju pertambahan konsentrasi molar salah satu produk
dalam satu-satuan waktu.
Laju reaksi dirumuskan sebagai berikut
Reaksi : R P
v = -Δ[R]
Δt
Atau : v = +Δ[P]
Δt
Dengan : R = Pereaksi (reaktan)
P = Produk
v = Laju Reaksi
t = Waktu Reaksi
Δ[R] = Perubahan Konsentrasi Molar Pereaksi
Δ[P] = Perubahan Konsentrasi Molar Produk
-Δ[R] = laju pengurangan konsentrasi molar salah satu
Δt pereaksi dalam satu satuan waktu.
+Δ[P] = laju pertambahan
konsentrasi molar salah satu
Δt produk dalam satu satuan waktu
Konsentrasi molar menyatakan jumlah mol zat dalam tiap liter ruangan
atau larutan.
C = n mol L-1
v
jadi, satuan laju reaksi adalah mol L-1 per detik (mol L-1
det-1) atau M det-1.
Untuk reaksi,
2N2O3 (g) 4NO2
(g) + O2 (g)
laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju pengurangan konsentrasi
molar N2O5 atau laju pertambahan konsentrasi
molar NO2 atau laju pertambahan konsentrasi molar O2.
v N2O5 = Δ [ N2O5
] M.det-1
v NO2 = Δ [ NO2 ] M.det-1
v O2 = Δ [ O2 ] M.det-1
Sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, laju pembentukkan O2
adalah setengah dari laju penguraian N2O5 atau
seperempat dari laju pembentukan NO2. oleh karena itu
dapat ditulis
½ v N2O5 = ¼ v NO2 = v O2
Menentukan Laju Reaksi
Laju reaksi dapat ditentukan melalui percobaan yaitu dengan mengukur
konsentrasi salah pereaksi atau salah satu produk. Dengan selang
waktu tertentu selama reaksi berlangsung untuk reaksi yang
berlangsung lambat, hal itu dapat dilakukan dengan mengeluarkan
sampel dari campran reaksi lalu menganalisisnya. Misalnya reaksi
hidrolisis etil asetat berikut in :
CH3COOC2H5 + H2O
CH3COOH + C2H5OH
Etil asetat Asam asetat etanol
Reaksi itu berlangsung lambat sehingga konsentrasi asma asetat yang
terbentuk dengan mudah dapat ditentukan dengan menggunakan suatu
larutan basah.
Cara yang lebih umum ialah menggunakan suatu alat yang dapat
menunjukkan secara kontinyu salah satu perubahan fisis yang menyertai
reaksi, misalnya untuk reaksi yang membebaskan gas, alat dirancang
agar dapat mencatat volume gas yang terbentuk ; untuk reaksi yang
diserati perubahan warna, alat dirancang agar dapat mengukur
perubahan itensitas warna, untuk reaksi gas yang disertai perubahan
jumlah mol, alat dirancang agar dapat mengukur perubahan tekanan gas.
Gambar diatas memperlihatkan bagan suatu alat yang dapat mengukur
perubahan tekanan pada suatu reaksi gas, seperti penguraian
dinitrogen pentaoksida membentuk nitrogen dioksida dan oksigen.
2N2O5 (g) 4NO2
(g) + O2 (g)
reaksi itu disertai pertambahan jumlah mol gas, yang menyebabkan
pertambahan tekanan, yang dapat dibaca pada manometer. Semakin banyak
N2O5 yang terurai semakin besar tekanan. Bila
reaksi dilangsungkan pada volume dan suhu tetap, maka pertambahan
tekanan dapat dikaitkan dengan pertambahan jumlah mol. Dengan
demikian laju penguraian N2O5 itu dapat
ditentukan.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi
Laju suatu reaksi dapat dipengaruhi oleh berbagai factor, yaitu
konsentrasi, luas permukaan sentuhan, suhu dan katalisator, juga
tekanan gas.
Konsentrasi
Jika konsentrasi suatu zat semakin besar maka laju reaksinya semakin
besar pula dan sebaliknya jika konsentrasi semakin kecil maka laju
reaksi makin kecil pula. Untuk beberapa reaksi, laju reaksi dapt
dinyatakan dengan persamaan matematika yang dikenal dengan hukum laju
reaksi atau persamaa laju reaksi. Pangkat-pangkat dalam laju reaksi
dinamakan orde reaksi. Menentukan tingkat reaksi atau orde reaksi
dari suatu reaksi kimia pada prinsipnya menentukan seberapa besar
pengaruh perubahan konsetrasi pereaksi terhadap laju reaksinya.
Suatu larutan dengan konsentrsi besar (pekat) mengandung partikel
yang lebih rapat jika dibandingkan dengan larutan yang berkonsentrasi
kecil (encer), sehingga lebih mudah dan lebih sering bertumbukan.
Itulah sebabnya, makin besar konsentrasi suatu larutan makin besar
pula laju reaksinya.
Luas Permukaan sentuh
Reaksi dapat berlangsung jika zat-zat pereaksi harus bercampur atau
bersentuhan. Reaksi yang berlangsung dalam sistem homogen sangat
berbeda denagn reaksi yang berlangsung dalam sistem heterogen. Pada
reaksi yang homogen campurannya zatnya berlangsung seluruhnya, hal
ini dapat mempercepat berlangsungnya suatu reaksi, karena
molekul-molekul itu dapat bersentuhan satu sama lainnya. Dala sistem
heterogen, reaksi hanya berlangsung pada bidang-bidang perbatasan dan
pada bidang-bidang yang bersentuhan dari kedua fase.
Reaksi kimia dapat berlangsung jika molekul-molekul, atom-atom, atau
ion-ion dari zat-zat yang bereaksi berlebih dahulu bertumbukan. Makin
halus suatu zat. Maka makin luas permukaannya, makin banyak pula
kemungkinan bereaksi dan makin cepat reaksi itu berlangsung.
Contoh reaksi yang heterogen adalah reaksi antara pualam dengan
larutan asam klorida. Reaksi serbuk pualam dengan HCl 2M berlangsung
lebih cepat daripada reaksi keping pualam dengan HCl 2M. hal itu
karena untuk masa yang sama, serbuk mempunya permukaan yang lebih
besar daripada keeping. Partikel bagian dalam kepingan harus
‘menunggu’ sebelum bagian luar habis bereaksi, sedangkan partikel
serbuk banyak yang bertumbukan pada waktu yang bersamaan.
Suhu
Kecepatan reaksi meningkat dengan naiknya suhu. Biasanya kenaikan
suhu sebesar 100C akan menyebabkan kenaikan laju reaksi
sebesar 2 atau 3 kali. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan
dari gerak molekulnya, molekul-molekul dari zat kimia selalu
bergerak, karena itu kemungkinan tabrakan antar molekul selalu ada.
Enegi yang diperlukan untuk menghasilkan tabrakan ang efektif atau
untuk menghasilkan suatu reaksi disebut energi pengaktifan kinetik.
Kecepatan reaksi-reaksi dalam suatu sistem homogen pada suatu
temperature yang tetap berbanding langsung dengan
konsentrasi-konsentrasi zat yang bersenyawa. Sedangkan tiap-tiap
konsentrasi tersebut dipangkatkan dengan pangkat yang sama dengan
koefisien zat itu dalam perssamaan reaksi yang bersangkutan misalnya
A X + Y
v = K1 . [A]
2A Y + Z
v = K2 . [A]2
A + 3B X + Y + Z
v = K1 . [A] . [B]3
hukum – hukum ini dapat ditetapkan bedasarkan teori kinetic yaitu
dalam sistem yang homogen molekul – molekul itu senantiasa bergerak
dengan kecepatan tinggi dengan arah acak sehingga terjadi tumbukkan
antara molekul yang satu dengan yang lainnya.
Berdasarkan data eksperimen, laju reaksi akan menjadi dua kali untuk
setiap kenaikan suhu 10oC.
v = 2 . Δt . vo
10
dimana,
v = laju reaksi yang baru
vo = laju reaksi semula
Δt = kenaikan suhu
Katalis
Adalah zat yang mempercepat reaksi, tetapi dianggap tidak ikut
bereaksi. Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan harga
energi pengaktifan (Ea). Contoh : reaksi – reaksi metabolisme dalam
tubuh dikatalis oleh berbagai jenis enzim.
tekanan gas
jika tekanan gas diperbesar, maka volume gas itu diperkecil,
sehingga letak partikel makin berdekatan dan makin mudah
bertumbukkan. Jadi, makin besar tekanan gas maka makin cepat
reaksinya.
Persamaan laju reaksi menyatakan hubungan konsentrasi pereaksi
dengan laju reaksi. Pangkat konsentrasi disebut orde atau tingkat
atau pangkat reaksi, sedangkan jumlah pangkat konsentrasi pereaksi
disebut orde total. Factor K dalam factor suhu adalah tetapan jenis
reaksi dan mempunyai nilai tertentu untuk setiap jenis reaksi.
BAB
III
METODE
PENELITIAN
A. Pengamatan pengaruh suhu terhadap laju reaksi
1. Alat dan bahan Pengamatan pengaruh suhu terhadap laju reaksi
- Alat :
- gelas kimia 50 mL 5 buah
- Pipet
- Silinder ukur
- Pengaduk
- Jam/Stopwatch
- Kertas HVS
- Bolpoin hitam
- Bahan :
- Na2S2O3 0,1 M 10 mL
- HCL 0,3 M 10 mL
- Air
- Serbuk besi
- Paku
- Cara kerja
Percobaan 1
- Memberi tanda silang pada selembar kertas
- Menyiapkan 3 buah beker gelass
- Memasukkan HCl 0,3 sebanyak 10 ml pada gelas kimia 1
- Teteskan Na2S2O3 sebanyak 2 tetes
- Menempatkan beker glass 1 diatas tanda silang
- Memasukkan HCL 0,3 M 20mL kedalam gelas kimia 2
- Teteskan Na2S2O3 sebanyak 2 tetes
- Menempatkan gelas kimia 2 diatas tanda silang
- Memasukkan air suling kedalam gelas kimia 3 sebanyak 10 ml
- Teteskan Na2S2O3 sebanyak 2 tetes
- Menyalakan stopwatch pada saat memasukkan Na2S2O3
- Menghentikan stopwatch pada saat tanda silang tidak terlihat
- Mencatat waktu yang diperoleh
Percobaan 2
- Menyiapkan 2 buah gelas kimia
- Memasukkan HCl 0,3 M 10 mL kedalam gelas kimia 1 dan 2
- Masukan serbuk besi 0.1 gr kedalam gelas kimia 1
- Masukan paku 0.1 gr kedalam gelas kimia 2
- Menempatkan beker glass 1 diatas tanda silang
- Menyalakan stopwatch pada saat memasukkan HCL
- Menghentikan stopwatch pada saat tanda silang tidak terlihat
- Mencatat waktu yang diperoleh
B.
Pengamatan pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi
1.
alat dan bahan:
-
Alat dan bahanUkuran / satuanJumlah
Abung reaksi
-4stopwatch
-1thermometer
0-1000 C3CaCO3 serbuk
-0,1 gramCaCO3 keping
-0,1 gramLarutan HCL
0,5 M5 mL
BAB
IV
HASIL
PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil pengamatan
1. tabel hasil pengamatan pengaruh suhu terhadap laju reaksi
-
PercobaanT reaksiWaktu(sekon)1.T Na2S2O3 =T HCL =
56 sekon2.T Na2S2O3 =T HCL =
26 sekon
2. Table hasil pengamatan pengaruh luas permukaan terhadap laju
reaksi batu pualam dengan asam klorida
-
HCL (ml)Pualam (0,1 gr)Waktu (sekon)Keterangan10Serbuk besisekon¾ serbuk besi telah larut10pakusekon
B. Pembahasan
Laju reaksi adalah
cepat lambatnya suatu reaksi berlangsung atau dapat juga dinyatakan
sebagai perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi per satuan
waktu. Konsentrasi biasanya dinyatakn dalam mol per liter. Orde
reaksi adalah bilangan pangkat yang menyatakan naiknya laju reaksi
akibat naiknya reaksi. Menentukan orde reaksi dari suatu reaksi kimia
pada prinsipnya menentukan seberapa besar pengaruh perubahan
konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksinya.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi laju reaksi adalah konsentrasi, luas permukaan,
temperature, katalis dan tekanan gas. Konsentrasi, jika konsentrasi
suatu zat semakin besar maka laju reaksinya semakin besar pula dan
sebaliknya jika konsentrasi semakin kecil maka laju reaksinya semakin
kecil pula. Suatu larutan dengan konsentrasi besar (pekat) mengandung
partikel yang lebih rapat, jika dibandingkan dengan larutan yang
berkonsentrasi kecil (encer), sehingga lebih mudah dan lebih sering
bertembukan. Itulah sebabnya, makin besar konsentrasi suatu larutan
makin besar pula laju reaksinya. Luas permukaan reaksi dapat
berlangsung jika zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan.
Reaksi yang berlangsung dalam sistem homogen sangat berbeda dengan
reaksi yang berlangsung dalam sistem heterogen. Pada reaksi yang
homogen campuran zatnya berlangsung seluruhnya, hal ini dapat
mempercepat berlangsungnya suatu reaksi, karena molekul-molekul itu
dapat bersentuhan satu sama lainnya. Dalam sistem heterogen reaksi
hanya berlangsung pada bidang-bidang perbatasan dan pada
bidang-bidang yang bersentuhan dari kedua fase. Reaksi kimia dapat
berlangsung jika molekul-molekul, atom-atom, atau ion-ion dari
zat-zat yang bereaksi terlebih dahulu bertumbukan. Makin halus suatu
zat, maka makin luas permukaannya, makin banyak pula kemungkinan
bereaksi dan makin cepat reaksi itu berlangsung. Temperature laju
reaksi meningkat dengan naiknya suhu. Biasanya kenaikan suhu sebesar
100C akan menyebabkan kenaikan laju sebesar dua atau tiga
kali. Kenaikan laju reaksi ini disebabkan karena kenaikan suhu akan
menyebabakan makin cepatnya molekul-molekul pereaksi bergerak
sehingga memungkinkan terjadi tabrakan antar molekul. Katalis dapat
mempercepat laju reaksi dengan jalan menurunkan energi pengaktifan
suatu reaksi. Katalis adalah zat kimia yang dapat meningkatkan laju
reaksi tanpa dirinya mengalami perubahan kimia secara permanent.
Tekanan gas, jika tekanan gas diperbesar maka volume gas itu mengecil
sehingga letak pertikel makin berdekatan dan makin mudah bertumbukan.
Jadi, makin besar tekanan gas makin besar reaksinya.
Pada
percobaan pertama berdasarkan pengaruh temperature pencampuran 0.1M
Na 2S2O3 2 tetes dengan 0,3M HCl
20ml pada gelas kimia 1, ternyata waktu
untuk hilangnya tanda silang adalah detik. selanjutnya pencampuran
antara 0.1M Na2S2O3 2
tetes dengan 0,3M HCl 20ml memakan waktu
detik untuk menghilangkan garis silang .
Selanjutnya percampuran air tawar dengan 2 tetes Na2S2O3
membutuhkan waktu detik untuk menghilangkan tanda
silang . Dari pecobaan yang telah dilakukan
dapat dibuktikan bahwa konsentrasi mempengaruhi suatu laju reaksi.
Pada
percobaan yang kedua yaitu mengetahui pengaruh luas permukaan
terhadap laju reaksi antara serbuk besi 0,1
gram dengan dimasukkan kedalam larutan HCL 10 ml
dan paku yag sama konsentrasinya yaitu 0,1
gram dimasukkan kedalam larutan HCL 10 ml
dan hasilnya campuran serbuk besi dengan
HCl memakan waktu sebanyak untuk melarutkan ¾
serbuk besi
HCl
+ Fe2+ FeCl2
+ H20
sedangkan campuran paku dengan larutan HCL
memakan waktu sebanyak 1140detik.Dari percobaan tadi sudah
membuktikan bahwa permukaan luas mempengaruhi kecepatan reaksi.
BAB
V
PENUTUP
- Kesimpulan
Dari
percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa pengaruh suhu dan luas
permukaan sangatlah berpengaruh terhadap kecepatan laju reaksi.Pada
percobaan pertama semakin tinggi suhu semakin cepat pula kecepatan
laju reaksinya dan pada percobaan yang kedua juga sama semakin luas
permukaan maka semakin cepat pula laju reaksinya.
Daftar
pustaka
Purba, Michael.2004.
Kimia untuk SMA kelas XI.. Jakarta: Erlangga.
www.gudangmateri.com