Prak Penentuan Energi Aktivasi Reaksi
-
Upload
sigit-w-synyster -
Category
Documents
-
view
1.903 -
download
26
Transcript of Prak Penentuan Energi Aktivasi Reaksi
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA I
PERCOBAAN IX
PENENTUAN ENERGI AKTIVASI REAKSI
(K1-9)
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2006
I. TUJUAN
Dapat menentukan tenaga pengaktifan reaksi ion persulfat dengan ion
iodida
Dapat menentukan tenaga pengaktifan reaksi hidrogen peroksida dengan
ion iodida.
II. LANDASAN TEORI
Pada percobaan untuk menentukan tenaga pengaktifan pada reaksi ion
persulfat dengan ion iodida, terjadi stokiometri reaksi persulfat dengan ion
iodida, yaitu
S2O8= + 2 I_ I2 + 2SO4
=
Jika reaksi di atas dijalankan pada kondisi konsentrasi ion iodida yang
konstan, maka reaksi yang terjadi adalah reaksi tingkat satu terhadap persulfat
dan laju reaksinya dapat dinyatakan dengan
Jika konsentrasi persulfat awal adalah a dan konsentrasi pada waktu t adalah
a-x, maka integrasi persamaan memberikan
(1)
Waktu untuk menyelesaikan 1/n bagian reaksi itu dapat diamati dengan
menambahkan sejumlah ion tiosulfat dan larutan amilum dalam campuran
reaksi. Tiosulfat memberikan efek regenerasi iodida karena terjadi reaksi
2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6
=
Konsentrasi ion iodida dengan demikian adalah konstan dan karena reaksi ini
demikian cepat, maka tidak ada yodium yang dibebaskan sampai semua ion
tiosulfat telah habis yaitu pada waktu larutan berubah menjadi biru.
Pengaruh temperatur terhadap laju reaksi dinyatakan oleh persamaan Arhenius
ln k = ln A – E/RT (2)
dimana A adalah faktor frekuensi, E adalah tenaga pengaktivan dan T adalah
temperatur mutlak.
Dari persamaan (1) dan (2)
Dimana
Waktu untuk berlangsungnya reaksi 1/n bagian dapat diamati untuk
konsentrasi-konsentrasi reaktan yang sama pada variasi temperatur T dan
grafik ln t 1/n lawan 1/T akan memberikan garis lurus dengan kemiringan E/R
III. ALAT DAN BAHAN
a. Alat :
1. Tabung 100 mL 2 buah
2. Gelas Piala besar atau termostat
3. Pipet Ukur
4. Termometer
5. Pengaduk
b. Bahan :
1. Larutan KI 0,5 M
2. Larutan Kalium Persulfat 0,01 M
3. Larutan H2O2 3%
4. Lempung Na2S2O3 0,1 M
5. Larutan Indikator amilum (segar)
6. Aquades
7. Larutan H2SO4
c. Susunan Alat dan bahan :
IV. CARA KERJA
a. Untuk larutan K2S2O8 0,01 M
b. Untuk larutan H2O2 3%
V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Tabung 220 mL K2S2O8 0,01 M
5 tetes amilum
Tabung 120 mL KI 0,5 M
1 mL Na2S2O3 0,01 M
Gelas Piala BesarDi isi air + es + garam
atau air hangat
Di biarkan sampai temperature thermostat
Larutan dalam tabung 1 dimasukan dalam tabung 2
Diaduk dan diukur waktu yang dibutuhkan agar larutan berubah warna
menjadi biru
Diulangi prosedur itu pada temperature 5OC, 10 OC,15 OC,
20 OC,25 OC,30 OC
Tabung 220 mL H2O2 3%5 tetes amilum
Tabung 120 mL KI 0,5 M
1 mL Na2S2O3 0,01 M2 mL H2SO4 2 M
Gelas Piala BesarDi isi air + es + garam
atau air hangat
Di biarkan sampai temperature thermostat
Larutan dalam tabung 1 dimasukan dalam tabung 2
Diaduk dan diukur waktu yang dibutuhkan agar larutan berubah warna
menjadi biru
Diulangi prosedur itu pada temperature 5OC, 10 OC,15 OC,
20 OC,25 OC,30 OC
a. Data EksperimenTabel pengamatan lama waktu reaksi kalium persulfat
No. Suhut1/n (dalam sekon)
I II Rata-rata1. 5OC 479 450 464,52. 10OC 412 420 4163. 15OC 257 282 269,54. 20OC 225 261 2435. 25OC 100 210 1556. 30OC 97 124 110
Tabel pengamatan lama waktu reaksi hidrogen peroksida
No. Suhut1/n (dalam sekon)
I II Rata-rata1. 5OC 27,41 36,4 31,9052. 10OC 20,38 24,1 22,243. 15OC 14,94 15,2 15,074. 20OC 9,62 12,8 11,215. 25OC 7,32 10,8 9,066. 30OC 2,71 9 5,855
b. Hasil Perhitungan
Untuk percobaan dengan larutan K2S2O8 didapat energi aktivasi
sebesar 40,95 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 2,63 .104 s-1
Untuk percobaan dengan larutan H2O2 didapat energi aktivasi sebesar
45,89 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 3,5. 105 s-1
c. Pembahasan
Setelah dilakukan percobaan sesuai dengan prosedur serta di lakukan
perhitungan, didapatkan harga-harga Ea dan A seperti yang telah
tercantum diatas dimana Ea merupakan energi aktivasi dan A adalah faktor
frekuensi.
Dari data pengamatan, tampak bahwa dengan bertambahnya suhu,
bertambah cepat pula reaksi terjadi. Kenaikan suhu akan meningkatkan
energi-energi dari molekul sehingga makin banyak molekul yang
mencapai energi pengaktifan. Selain itu, pengaruh suhu juga menyebabkan
partikel begerak lebih cepat sehingga meningkatkan frekuensi tumbukan.
Panas merupakan gerak ketidak teraturan suatu zat. Ketika suatu partikel
bergerak makin cepat (akibat naiknya suhu) maka kemungkinan
bertumbukan dengan molekul lain semakin besar. Namun tidak semua
tumbukan akan menghasilkan suatu reaksi. Partikel harus bertumbukan
dengan Energi yang lebih tinggi dari energi aktivasi untuk menjamin
berlangsungnya suatu reaksi.
Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk
melangsungkan terjadinya suatu reaksi. Jika partikel-partikel bertumbukan
dengan energi yang lebih rendah dari energi aktivasi, tidak akan terjadi
reaksi. Mereka akan kembali ke keadaan semula. Kita dapat
membayangkan energi aktivasi sebagai tembok dari reaksi. Hanya
tumbukan yang memiliki energi sama atau lebih besar dari energi aktivasi
yang dapat menghasilkan terjadinya reaksi. Walaupun partikel-partikel itu
berorientasi dengan baik, kita tidak akan mendapatkan reaksi jika partikel-
partikel tersebut tidak dapat bertumbukan melampui energi minimum yang
disebut dengan energi aktivasi reaksi. Di dalam reaksi kimia, ikatan-ikatan
diceraikan (membutuhkan energi) dan membentuk ikatan-ikatan baru
(melepaskan energi). Umumnya, ikatan-ikatan harus diceraikan sebelum
yang baru terbentuk. energi aktivasi dilibatkan dalam menceraikan
beberapa dari ikatan-ikatan tersebut. Ketika tumbukan-tumbukan tersebut
relatif lemah, dan tidak cukup energi untuk memulai proses penceraian
ikatan. mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak bereaksi.
Karena energi aktivasi memegang peranan penting dalam menentukan
suatu tumbukan menghasilkan reaksi, hal ini sangat berguna untuk
menentukan bagaimana macam bagian partikel berada untuk mendapatkan
energi yang cukup ketika mereka bertumbukan. Di dalam berbagai sistem,
keberadaan partikel-partikel akan memiliki berbagai variasi besar energi.
Agar reaksi berlangsung, partikel-partikel harus bertumbukan guna
memperoleh energi yang sama atau lebih besar daripada aktivasi energi.
Pada percobaan menggunakan larutan hidrogen peroksida, di gunakan
katalis H2SO4. Hidrogen peroksida adalah cairan bening, agak lebih kental
daripada air, yang merupakan oksidator kuat. Katalis adalah suatu zat yang
mempercepat suatu laju reaksi, namun ia sendiri, secara kimiawi, tidak
berubah pada akhir reaksi. Katalisator dapat mengubah mekanisme reaksi
dengan membuat tahapan reaksi yang memiliki energi pengaktifan yang
lebih rendah Ketika reaksi selesai, kita akan mendapatkan massa katalasis
yang sama seperti pada awal kita tambahkan. Katalisator bereaksi pada
satu tahap kemudian dibebaskan pada tahap berikutnya. Karena itulah
reaksi yang terjadi pada larutan ini berlangsung relatif cepat.
d. Sumber kesalahan
Larutan yang di sediakan pada waktu praktikum sudah terkontaminasi
sehingga praktikan harus mengulang eksperimen dengan larutan yang
berbeda.
Termometer yang digunakan hanya satu sehingga suhu pada tabung yang
lain hanya dalam prediksi.
Suhu kurang bisa dijaga konstan selama berlangsungnya reaksi akibat
mengalirnya panas dari tubuh kita ke tabung, serta gesekan pengaduk yang
pasti akan menimbulkan panas.
VI. KESIMPULAN
Hasil dari percobaan ini dapat disimpulkan :
Untuk percobaan dengan larutan K2S2O8 didapat energi aktivasi sebesar
40,95 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 2,63 . 104 s-1
Untuk percobaan dengan larutan H2O2 didapat energi aktivasi sebesar
45,89 KJ mol-1 dengan faktor frekuensi sebesar 3,5. 105 s-1
VII. DAFTAR PUSTAKA
Alberty, R.A. & Daniels, F., 1984, KIMIA FISIKA, jilid 2 (terjemahan),
Penerbit Erlangga, Jakarta
Atkins, P.W., 1990, Physical Chemistry, edisi 4, Oxford University Press.
Oxford
Castellan, G. W., 1983, Physical Chemistry, edisi 3, Adison-Wesley
Publishing Company, Singapore
Hamroy, Muchlas.1999. Kimia fisika I. Yogyakarta: MIPA UGM
Moore & Pearson, 1987, Chemical Kinetics, John Wiley & sons, New
York
VIII. LAMPIRAN1. Menentukan 1/n
a. Untuk larutan K2S2O8
Reaksi S2O8
= + 2 I_ I2 + 2SO4=
2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6
=
S2O8= + 2S2O3
=_ 2SO4= + S4O6
=
Mula-mula 0,2 mmol 0,1 mmol - -Reaksi 0,05 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,05 mmol
Setimbang 0,15 mmol - 0,1 mmol 0,05 mmol
Jadi nilai untuk larutan K2S2O8 adalah
b. Untuk larutan H2O2
Mencari konsentrasi hiderogen peroksida
Maka kuantitas H2O2 yang digunakan
Reaksi H2O2 + 2 I_ + 2H+ I2 + 2H2O
2S2O3= + I2 2 I_ + 2S4O6
=
H2O2 + 2S2O3=_ 2H2O + S4O6
=
Mula-mula 19,4 mmol 0,1 mmol - -Reaksi 0,05 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,05 mmol
Setimbang 18,9 mmol - 0,1 mmol 0,05 mmol
Jadi nilai untuk larutan H2O2 adalah 0,0258
+
-
+
-
2. Menentukan Ea dan ADari data percobaan t1/n dan T dibuat grafik ln t1/2 dimana T adalah suhu dalam satuan Kelvin. Dari grafik tersebut akan didapat garis dengan kemiringan tertentu. Persamaan garis tersebut
y = m x +canalog
ln t1/n =
dimana
Dari rumusan di atas kita akan mendapatkan nilai Ea yang merupakan tenaga pengaktifan reaksi dan A yaitu faktor frekuensi.
a. Untuk Grafik ln t1/n Vs 1/T K2S2O8 dari 5OC sampai 30OC
No. T (K) 1/T(1/K) t(s) ln t1 278 0,003597 464,5 6,1409622 283 0,003534 416 6,0306853 288 0,003472 269,5 5,5965684 293 0,003413 243 5,4930615 298 0,003356 155 5,0434256 303 0,0033 110 4,70048
Didapat y = mx +c y= 4926 x-11,417
Ea = m.R= 4926 . 8,314 J mol -1 K-1
= 40954,764 J mol-1
= 40,95 KJ mol-1
B = c
= -(-1,246) = -10,171
A = 2,63.104 s-1
b. Untuk Grafik ln t1/n Vs 1/T H2O2 dari 5OC sampai 30OC
No. T (K) 1/T(1/K) t(s) ln t1 278 0,003597 31,905 3,4627632 283 0,003534 22,24 3,1018923 288 0,003472 15,07 2,7127064 293 0,003413 11,21 2,4168065 298 0,003356 9,06 2,2038696 303 0,0033 5,855 1,767296
Didapat y = mx +c = 5519,6x-16,406
Ea = m.R= 5519,6 . 8,314 J mol -1 K-1
= 45889,95 J mol-1
= 45,89 KJ mol-1
B = c