PERCOBAAN KINETIKA REAKSI ION PEROKSODISULFAT DENGAN KI I. TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan siswa dapat menentukan orde reaksi antara K2S2O8 dengan KI, dengan variasi volume pada K2S2O8 dan KI II. PRINSIP PERCOBAAN Penentuan orde reaksi antara KI dan K2S2O8 saat terjadi perubahan warna pada pencampuran kedua larutan dengan pemberian variasi volume pada K2S2O8 dan KI. Larutan campuran diberi Na2S2O3 untuk menyerap iod berlebih serta percobaan dilakukan dengan dua indikator yang berbeda yaitu amilum dan akuades. Reaksi yang terjadi adalah: S2O82- + 2I- ο 2SO42- + I2 III. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah dua buah gelas beaker, corong, pipet ukur, batang pengaduk, botol semprot, penangas air, spatula, dan pipet tetes. 2. Bahan Bahan-bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah akuades, amilum, larutan kalium iododa (KI), larutan kalium peroksodisulfat (K2S2O8), dan larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3). IV. Prosedur Percobaan οΌ Penggunaan Amilum sebagai Indikator 1. Percobaan paling awal dilakukan pada percobaan ini adalah menyiapkan larutan kalium iododa (KI) 0,4 M, larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,1 M, larutan kalium peroksodisulfat (K2S2O8) 0,2 M, serta disiapkan amilum dan akuades sebagai indikator. Untuk amilum serbuknya dilarutkan dalam air panas. 2. Percobaan awal disediakan gelas beaker 2 buah. Kemudian dimasukkan pada beaker pertama larutan KI sebanyak 4 ml dan pada gelas beaker kedua diisikan K2S2O8 sebanyak 1 ml ditambah larutan Na2S2O3 sebanyak 5 ml serta 6 tetes larutan amilum pada beaker kedua, kemudian isi dari setiap gelas beaker dicampur dan diaduk hingga terjadi perubahan warna menjadi biru, lalu dicatat hasilnya. 3. Lakukan prosedur yang sama untuk variasi volume K2S2O8 yaitu 2, 3, 4, dan 5 ml. οΌ Penggunaan Air Suling sebagai Indikator 1. Hal yang dilakukan pertama kali adalah disediakan beaker 2 buah. Lalu dimasukkan pada beaker pertama 1 ml KI dan pada gelas beaker kedua diisikan 4 ml K2S2O8 ditambah larutan Na2S2O3 5 ml serta 6 tetes larutan akuades pada beaker kedua, kemudian kedua larutan dicampurkan dan diaduk hingga terjadi perubahan warna menjadi kuning, dicatat hasilnya. 2. Lakukan prosedur yang sama untuk variasi volume KI yaitu 2, 3, 4, dan 5 ml DAFTAR PUSTAKA Vogel, A.L, 1990, “Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro”, Edisi V, Kaliman Media Pustaka, Jakarta. Wiryoatmojo, S, 1988, “Kimia Fisika I”, Departemen P dan K, Jakarta. LAPORAN PERCOBAAN KINETIKA REAKSI ION PEROKSODISULFAT DENGAN KI A. TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan siswa dapat menentukan orde reaksi antara K2S2O8 dengan KI, dengan variasi volume pada K2S2O8 dan KI B. DASAR TEORI Laju menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satuan waktu. Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju terbentuknya produk. Persamaan laju reaksi mendiskripsikan persamaan matematika yang dipergunakan dalam kinetika kimia yang menghubungkan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan. Untuk reaksi sebagai berikut, aA + bB ο cC + dD maka persamaan laju reaksinya secara umum dapat didefinisikan sebagai berikut: v = k[A]a[B]b dimana k adalah konstanta laju reaksi, a disebut orde reaksi terhadap A dan b disebut orde reaksi terhadap B. Penjumlahan a+b meghasilkan orde reaksi total. Persamaan laju reaksi tidak dapat ditentukan secara teoritis akan tetapi bisa ditentukan melalui percobaan kimia/eksperimental. Ada kalanya reaksi hanya dipengaruhi oleh satu reaktan atupun semua reaktan, dan nilai order reaksi bisa sama dengan koefisien reaksi maupun tidak. Berdasarkan orde reaksi totalnya maka reaksi dibedakan atas reaksi orde 1, orde 2, orde 3 dan sebagainya. Ada kalanya reaksi berorder “nol” yang artinya reaksi tidak dipengaruhi oleh reaktan yang terlibat dalam reaksi, dan biasanya terjadi pada reaksi dekomposisi/ penguraian. Bila terdapat reaktan yang berbentuk padatan maka reaktan ini tidak dimasukkan dalam persamaan reaksi disebabkan reaksi yang terjadi pada padatan hanya terjadi pada permukaan padatan sehingga konsentrasinya dianggap konstan. Penggabungan laju reaksi dengan persamaan laju reaksi diatas dapat dinyatakan sebagai: 1 π[π΄] V= -π ππ‘ 1 π[π΅] = -π ππ‘ 1 π[πΆ] =π ππ‘ 1 π[π·] =π ππ‘ Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah sebagai berikut: 1. Konsentrasi Pereaksi Konsentrasi memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besar konsentrasi pereaksi, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil konsentrasi pereaksi, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. 2. Suhu Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi dinaikkan, menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil. 3. Tekanan Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari pereaksi seperti itu juga dipengaruhi tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi. 4. Katalis Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. 5. Luas Permukaan Sentuh Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi, sedangkan semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi. C. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah dua buah gelas beaker, corong, pipet ukur, batang pengaduk, termometer, botol semprot, penangas air, spatula, dan pipet tetes. 2. Bahan Bahan-bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah akuades, amilum, larutan kalium iododa (KI), larutan kalium peroksodisulfat (K2S2O8), dan larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3). 3. Analisis Bahan 3.1 Akuades Akuades merupakan cairan tak berwarna yang memiliki densitas 1,00 gr/mL, akuades memiliki titik beku 00C serta memiliki titik didih 100 0C. akuades merupakan air yang telah dimurnikan melelui proses destilasi (penyulingan), sehingga bebas dari garam terlarut dan senyawa lain. 3.2 Amilum Amilum merupakan karbohidrat putih yang tidak berbau dan tidak berasa. Dapat dideteksi dengan adanya perubahan warna menjadi biru kehitaman saat ditambahkan iodine. Senyawa ini terdiri atas rantai cabang molekul glukosa. 3.3 Larutan Kalium Iodida (KI) Kalium iodida merupakan padatan kristalin putih yang larut dalam air dan etanol serta aseton. Pada larutan, KI dapat melarutkan iodin. Memiliki massa molar 166 gr/mol, densitas 9,123 gr/cm3, titik didih 1330 0C, dan titik leleh 681 0C. dapat larut sempurna dalam ammonia dan bersifat higroskopis. 3.4 Larutan Kalium Peroksodisulfat (K2S2O8) Kalium peroksodisulfat merupakan padatan kristalin merah jingga bening yang bersifat higroskopis. Kristalnya berbentuk prisma dengan berat molekul 294,18 gr/mol. Memiliki densitas 2,676 gr/ml, dengan titik leleh 34,8 0C, mudah larut dalam air dengan kelarutan sebanding dengan kenaikan suhu. 3.5 Larutan Natriun Tiosulfat (Na2S2O3) Natrium tiosulfat merupakan padatan yang bersifat putih kepekatan. Senyawa ini larut dalam air namun tidak larut dalam etanol. Larutan berair larutan natrium tiosulfat mudah terdistribusi dan menjadi natrium tetra tiosulfat dan natrium sulfat. D PROSEDUR KERJA menyiapkan larutan KI 0,4 M, larutan Na2S2O3 0,01 M, larutan K2S2O8 0,02 M, serta amilum dan akuades sebagai indikator. Percobaan awal disediakan gelas beaker 2 buah. Kemudian dimasukkan pada beaker 1 larutan KI sebanyak 4 ml gelas beaker 2(X) diisikan K2S2O8 sebanyak 1 ml ditambah larutan Na2S2O3 sebanyak 5 ml serta 6 tetes larutan amilum gelas beaker 2(Y) diisikan K2S2O8 sebanyak 4 ml ditambah larutan Na2S2O3 sebanyak 5 ml serta 6 tetes larutan amilum Lakukan prosedur yang sama untuk variasi volume K2S2O8 yaitu 2, 3, 4, dan 5 ml. Campurkan larutan beker 1 ke beker 2 Campurkan larutan beker 1 yaitu larutan KI sebanyak 1 ml ke beker 2 Lakukan prosedur yang sama untuk variasi volume KI yaitu 2, 3, 4, dan 5 ml. E. DATA HASIL PENGAMATAN οΆ Indikator Amilum No 1. 2. 3. 4. 5. KI 4 ml 4 ml 4 ml 4 ml 4 ml Volume (ml) Na2S2O3 K2S2O8 5 ml 1 ml 4 ml 2 ml 3 ml 3 ml 2 ml 4 ml 1 ml 5 ml Amilum 6 tetes 6 tetes 6 tetes 6 tetes 6 tetes Volume Total 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml Warna Biru Tua Biru Tua Biru Tua Biru Tua Biru Tua r=1/t 0,011 0,023 0,036 0,043 0,067 οΆ Indikator Air No 1. 2. 3. 4. 5. KI 1 ml 2 ml 3 ml 4 ml 5 ml Volume (ml) Na2S2O3 K2S2O8 5 ml 4 ml 4 ml 4 ml 3 ml 4 ml 2 ml 4 ml 1 ml 4 ml Volume Total Akuades 6 tetes 10 ml 6 tetes 10 ml 6 tetes 10 ml 6 tetes 10 ml 6 tetes 10 ml Warna Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning r=1/t 0,018 0,026 0,034 0,049 0,063 VII. PERHITUNGAN Indikator Amilum (X) ο· Beker X1 ο· Beker X3 V1.M1 = V2.M2 V1.M1 = V2.M2 1.0,2 = 10.M2 3.0,2 ο· M2 = 0,2 / 10 M2 = 0,6 / 10 M2 = 0,02 M2 = 0,06 Beker X2 ο· Beker X4 V1.M1 = V2.M2 V1.M1 = V2.M2 2.0,2 = 10.M2 4.0,2 M2 = 0,4 / 10 = 10.M2 M2 = 0,8 / 10 M2 = 0,04 ο· = 10.M2 M2 = 0,08 Beker X5 V1.M1 = V2.M2 5.0,2 = 10.M2 M2 = 1 / 10 M2 = 0,1 Perlakuan ke- 1 2 3 90,67 42,72 28,40 20,16 17,24 91,31 41,12 34,23 22,21 14,36 90,72 46,6 20,71 27,41 13,19 t rata-rata 1/t beker X1 X2 X3 X4 X5 Indikator Aquades (Y) ο· Beker Y1 ο· Beker Y3 90,90 43,48 27,78 23,26 14,93 0,011 0,023 0,036 0,043 0,067 ο· Beker Y5 V1.M1 = V2.M2 V1.M1 = V2.M2 V1.M1 = V2.M2 1.0,4 3.0,4 5.0,4 ο· = 10.M2 = 10.M2 = 10.M2 M2 = 0,4 / 10 M2 = 1,2 / 10 M2 = 2 / 10 M2 = 0,04 M2 = 0,12 M2 = 0,2 Beker Y2 ο· Beker Y4 V1.M1 = V2.M2 V1.M1 = V2.M2 2.0,4 4.0,4 = 10.M2 = 10.M2 M2 = 0,8 / 10 M2 = 1,6 / 10 M2 = 0,08 M2 = 0,16 Perlakuan ke- 1 2 3 t rata-rata 1/t beker Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 53,12 36,33 26,31 20,12 14,34 52,11 37,13 29,72 19,14 14,12 61,45 41,92 32,2 21,97 19,15 55,56 38,46 29,41 20,41 15,87 0,018 0,026 0,034 0,049 0,063 Perhitungan orde K2S2O8 sebagai berikut: r = 1/t perhitungan orde K2S2O8 : π1 π2 [πΎ2π2π8] = ([πΎ2π2π8]1) π₯ 2 [0,02]1 0,011 =( ) [0,04]2 0,023 π₯ 0,48 = (0,5)x log 0,48 = x log 0,5 x = 1,06 Grafik Orde Reaksi K2S2O8 1/t K2S2O8 0,011 0,023 0,036 0,043 0,067 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 ORDE REAKSI K2S2O8 0,12 y = 1,4634x + 0,0073 R² = 0,9659 0,1 1/t 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 konsentrasi K2S2O8 0,06 0,07 0,08 Perhitungan orde KI sebagai berikut: r = 1/t perhitungan orde KI : [πΎπΌ] π1 = ([πΎπΌ]1 ) π2 π₯ 2 [0,04]1 0,018 =( ) [0,08]2 0,026 π₯ 0,69 = (0,5)x log 0,69 = x log 0,5 x = 0,54 Grafik Orde Reaksi KI 1/t 0,018 0,026 0,034 0,049 0,063 KI 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 ORDE REAKSI KI 0,25 y = 3,4609x - 0,0115 R² = 0,9777 0,2 1/t 0,15 0,1 0,05 0 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 konsentrasi KI VIII. PEMBAHASAN ο Analisis Prosedur Langkah awal percobaan disediakan gelas beaker 2 buah, kemudian dimasukkan pada gelas beaker pertama 4 ml kalium iodida (KI) dan pada gelas kedua dimasukan 1 ml K2S2O8 ditambah 5 ml larutan Na2S2O3 serta 6 tetes larutan amilum pada beaker kedua ini. KI disini digunakan sebagai reaktan (pereaksi) yang direaksikan dengan K2S2O8 dan Na2S2O3 serta 6 tetes larutan amilum. Kegunaan K2S2O8 disini adalah sebagai oksidator untuk membentuk iod dari mylase. Iod yang berlebih akan diikat oleh Na2S2O3. Pada percobaan amilum harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum dicampurkan dengan K2S2O8 dan Na2S2O3. Ini dikarenakan untuk mengaktifkan enzim beta mylase. Apabila hal ini tidak dilakukan maka warna yang dihasilkan akan kecoklatan saat reaksi kesetimbangan tercapai karena enzimnya tidak bekerja dengan maksimal. Selain itu juga akan menghasilkan galat pada hasil, sehingga hasilnya tidak sama dengan teorinya. Na2S2O3 juga harus dipanaskan ketika pembuatan larutannya. Hal ini dilakukan agar ion sulfatnya larut sempurna. Jika tidak maka akan terjadi endapan hitam yang disebut endapan sulfur.Kedua zat dalam gelas beaker dicampur dan diaduk hingga terjadi perubahan warna, kemudian dicatat waktu yang diperlukan. Kemudian dilakukan prosedur yang sama untuk variasi volume untuk larutan K2S2O8 dan KI yaitu 2,3,4,dan 5ml Perbedaan warna pada saat penambahan amilum dan akuades dikarenakan bahwa kedua larutan tersebut berikatan kompleks dengan iod, jadi menyebabkan perubahan warna biru untuk pemberian indikator amilum dan warna kuning untuk indikator akuades. kegunaan akuades disini juga digunakan untuk melarutkan larutan. KI disini sebagai reaktan yang nantinya akan terurai menjadi ion-ionnya di dalam larutan dan berikatan dengan K2S2O8. Sehingga reaksi yang dihasilkan adalah; S2O82- + 2I- ο 2SO42- + I2..........(1) Pada percobaan larutan campuran diaduk secara terus-menerus. Hal ini dilakukan untuk mempercepat reaksi sebab kecepatan reaksi berlangsung lambat pada suhu rendah. Selain itu pengadukan juga membantu tumbukan antar partikel-partikel dalam larutan campuran sehingga reaksi kesetimbangan cepat berlangsung. Hal ini juga menyebabkan terjadinya perubahan warna dikarenakan iod dan enzim beta amylase berikatan. Untuk percobaan akuades sebagai indikator KI terurai membentuk ion K dan I sehingga terjadi perubahan warna yaitu kuning. Untuk percobaan konsentrasi KI lebih pekat dari K2S2O8 karena yang akan dideteksi adalah iod berlebih dan indikator. 2 S2O32-(aq) + I2(aq) ο S4O62-(aq) + 2 I-(aq)..................(2) Pada saat membentuk ikatan, tidak semua ion iod ikut berikatan. Iod yang tidak berikatan ini akan ditangkap dengan oleh Na2S2O3. Jika iod telah berikatan maka akan ditandai dengan berubahnya warna suatu larutan. Pada percobaan ini, indikator amilum berubah menjadi biru dan indikator akuades berubah warna menjadi kuning. Amilum adalah indikator dengan perubahan warna menjadi warna biru tua kompleks pati karena berikatan dengan iod. Molekul iod diikat pada permukaan beta mylase, yang merupakan suatu konstituen dari amilum. Beta mylase inilah yang membentuk adanya warna biru tua. Sifat-sifat air adalah sebagai pelarut universal dan bisa juga sebagai indikator yang mengidentifikasikan adanya iod yang berlebih di dalam larutan. Warna yang dihasilkan adalah kuning, yang berarti iod telah habis bereaksi dengan larutan. Percobaan ini tidak perlu menggunakan katalis. Katalis adalah suatu zat yang ditambahkan pada reaktan yang berguna untuk mempercepat laju reaksi tanpa ikut bereaksi. Jika pada percobaan ini berlangsung lama seperti pada proses esterifikasi, maka perlu digunakan katalis. Hubungan laju reaksi dengan energi aktivasi pada percobaan ini adalah berbanding terbalik, yaitu semakin tinggi konstanta laju reaksi maka energi aktivasinya semakin rendah sehingga suatu reaksi dapat berlangsung cepat. Energi aktivasi adalah energi dimana panas minimal yang harus dimiliki molekul-molekul sebelum bereaksi. Ketika suatu senyawa bereaksi, maka senyawaan itu mengeluarkan energi panas minimum untuk bereaksi, sehingga laju semakin cepat dan energi aktivasi akan berkurang. Oleh sebab itu energi aktivasi memiliki nilai yang lebih rendah dibanding konstanta laju reaksi. Persamaan laju reaksi: r = k [K2S2O8]1[KI]1 k sebagai konstanta laju reaksi, m dan n orde parsial masing-masing pereaksi. Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh: a. Sifat dan ukuran pereaksi Semakin reaktif dari sifat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat pereaksi, laju reaksi akan semakin bertambah. b. Konsentrasi Besarnya laju reaksi sebanding dengan konsentrasi pereaksi. c. Suhu Hampir semua reaksi, laju akan semakin cepat saat suhu meningkat. d. Katalis Katalis adalah zat yang ditambahkan guna mempercepat jalannya reaksi. e. Tekanan Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi, sehingga dapat mempebesar laju reaksi. IX. KESIMPULAN Berdasarkan perhitungan orde reaksi dan grafik hasil percobaan diperoleh orde K2S2O8 adalah 1,06, sehingga disimpulkan orde reaksi Kalium Peroksodisulfat adalah tingkat orde reaksi 1. Sedangkan orde reaksi pada KI adalah 0,54 sehingga tingkat orde reaksi ion iodat adalah 1,karena volume dan konsentrasi dibuat tetap. Dengan demikian persamaan laju reaksi: r = k [K2S2O8]1 [KI]1 DAFTAR PUSTAKA Anonim b, 2013, “Amillum”: http://www.wikipedia.org/wiki/amilum, diakses pada 1 April 2013. Anonim. 2012. Laporan Praktikum Kinetika Reaksi K2S2O8 dalam KI (Online), (http://riskadiannur.blogspot.com), diakses 1 April 2013. Ratna,dkk.2009. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi, (Online), (www.chem-is-try.org), diakses 2 April 2013. Ratna,dkk.2009. Orde Reaksi dan Kesimpulan, (Online), (www.chem-is-try.org), diakses 1 April 2013. Vogel, A.L, 1990, “Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro”, Edisi V, Kaliman Media Pustaka, Jakarta. Wiryoatmojo, S, 1988, “Kimia Fisika I”, Departemen P dan K, Jakarta.