Laporan Kimia Laju reaksi

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.

1. 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,

2N₂O_{3 (g)} 4NO_{2 (g)} + O_{2 (g)}

laju reaksi dapat dinyatakan sebagai laju pengurangan konsentrasi molar N₂O₅ atau laju pertambahan konsentrasi molar NO₂ atau laju pertambahan konsentrasi molar O_2.

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 NO_2. 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.

2N₂O_{5 (g)} 4NO_{2 (g)} + O_{2 (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 10^oC.

v = 2 . Δt . v_o

10

dimana,

v = laju reaksi yang baru

v_o = 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

1. Alat :

1. gelas kimia 50 mL 5 buah
2. Pipet
3. Silinder ukur
4. Pengaduk
5. Jam/Stopwatch
6. Kertas HVS
7. Bolpoin hitam

2. Bahan :

1. Na₂S₂O₃ 0,1 M 10 mL
2. HCL 0,3 M 10 mL
3. Air
4. Serbuk besi
5. Paku

2. Cara kerja

Percobaan 1

1. Memberi tanda silang pada selembar kertas
2. Menyiapkan 3 buah beker gelass
3. Memasukkan HCl 0,3 sebanyak 10 ml pada gelas kimia 1
4. Teteskan Na₂S₂O₃ sebanyak 2 tetes
5. Menempatkan beker glass 1 diatas tanda silang
6. Memasukkan HCL 0,3 M 20mL kedalam gelas kimia 2
7. Teteskan Na₂S₂O₃ sebanyak 2 tetes
8. Menempatkan gelas kimia 2 diatas tanda silang
9. Memasukkan air suling kedalam gelas kimia 3 sebanyak 10 ml
10. Teteskan Na₂S₂O₃ sebanyak 2 tetes
11. Menyalakan stopwatch pada saat memasukkan Na₂S₂O₃
12. Menghentikan stopwatch pada saat tanda silang tidak terlihat
13. Mencatat waktu yang diperoleh

Percobaan 2

1. Menyiapkan 2 buah gelas kimia
2. Memasukkan HCl 0,3 M 10 mL kedalam gelas kimia 1 dan 2
3. Masukan serbuk besi 0.1 gr kedalam gelas kimia 1
4. Masukan paku 0.1 gr kedalam gelas kimia 2
5. Menempatkan beker glass 1 diatas tanda silang
6. Menyalakan stopwatch pada saat memasukkan HCL
7. Menghentikan stopwatch pada saat tanda silang tidak terlihat
8. Mencatat waktu yang diperoleh

B. Pengamatan pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi

1. alat dan bahan:

Alat dan bahan	Ukuran / satuan	Jumlah
Abung reaksi	-	4
stopwatch	-	1
thermometer	0-1000 C	3
CaCO3 serbuk	-	0,1 gram
CaCO3 keping	-	0,1 gram
Larutan HCL	0,5 M	5 mL

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil pengamatan

1. tabel hasil pengamatan pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Percobaan	T reaksi	Waktu(sekon)
1.	T Na2S2O3 = T HCL =	56 sekon
2.	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)	Keterangan
10	Serbuk besi	sekon	¾ serbuk besi telah larut
10	paku	sekon

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

1. 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

www.wikipedia.org

Purba, Michael.2004. Kimia untuk SMA kelas XI.. Jakarta: Erlangga.

www.google.com

www.gudangmateri.com