MODUL KF

PANAS REAKSI ION

Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan Panas Reaksi Ion adalah untuk menentukan panas ionisasi air (H₂O) berdasarkan reaksi netralisasi asam kuat dan basa kuat.

Dasar Teori

Termokimia  mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan perubahan – perubahan fisika ( pelarutan, peleburan, dan sebagainya ). Satuan tenaga panas biasanya dinyatakan dengankalori, joule, atau kilokalori. (Maron & Lando, hal 267)

Untuk menentukan perubahan panas yang terjadi pada reaksi – reaksi kimia, digunakan kalorimeter. Besarnya panas reaksi kimia dapat dinyatakan pada tekanan atau volume konstan, dan tergantung pada :jumlah zat yang bereaksi, keadaan fisika, temperatur, tekanan, serta jenis reaksi ( P tetap atau V tetap ). Sistem adalah bagian dari alam yang khusus diperhatikan atau dipelajari. Sistem tersebut kemudian diberi batas yang disebut batas sistem. Daerah di luar batas sistem disebut lingkungan keliling. Jadi batas sistem membatasi antara sistem dan lingkungan keliling. Ada interaksi antara sistem dan linkungan keliling, yaitu perpindahan massa serta perpindahan energi panas dan kerja. Ditinjau dari interaksi tersebut, sistem dibedakan sebagai berikut : 

1.      Sistem tertutup.

Dalam  selang  waktu  yang  ditentukan, tak  ada perpindahan  massa  yang menerobos batas sistem, namun ada energi panas atau kerja yang menerobos batas sistem.

2.      Sistem terbuka.

Dalam selang waktu yang ditentukan, ada perpindahan massa maupun energi yang menerobos batas sistem.

3.     Sistem terisolasi

Dalam batas waktu yang ditentukan, tak ada perpindahan massa maupun energi panas atau kerja yang menerobos batas sistem. 

(Maron & Lando, hal 270)

Ketika larutan yang terdiri dari asam kuat dinetralisasi dengan larutan basa kuat pada suhu kamar, maka panas netralisasi air yang terbentuk permol biasanya konstan dan tidak bersifat asam atau basa. Keadaan yang konstan dari panas netralisasi, akan lebih dipahami jika asam kuat, basa kuat dan garam telah terdisosiasi secara sempurna dalam larutannya. Proses netralisasi yang terjadi merupakan kombinasi hanya dari ion hidrogen dan ion hidroksida untuk membentuk air. Karena proses ini sama untuk setiap netralisasi, maka  DH netralisasi harus selalu konstan permol air yang terbentuk. Nilai dari panas netralisasi pada 25^oC (dalam keadaan standar) adalah :

H⁺ (a = 1) + OH^- (a = 1)    ===>   H₂O (l)                   DH^o₂₅o_C = -13360 kal

Nilai yang konstan untuk panas netralisasi tidak berlaku pada netralisasi asam lemah oleh basa kuat, basa lemah dengan asam kuat, atau asam lemah dengan basa lemah, dan bila reaksi tersebut berlangsung maka bukan hanya reaksi pembentukan yang terjadi. Misalnya pada reaksi asam sianida dengan natrium hidroksida. Dalam air, larutan asam sianida tidak dapat terionisasi. Sebelum ion hidrogen dari asam  bereaksi dengan ion hiddroksida dari basa harus terjadi ionisasi. Karena reaksi ionisasi terjadi pada saat reaksi netralisasi berlangsung, perubahan panas teramati adalah merupakan jumlah panas ionisasi asam dan panas netralisasi ion hidrogen  yang terionisasi. Reaksinya adalah sebagai  berikut:

HCN (a = 1) + OH^- (a = 1)    ===>    CN^- (a =1) + H₂O _(l)            DH^o₂₅o_C = -2460 kal

Dalam kenyataannya terjadi dua reaksi, yaitu :

HCN (a = 1)  ===>   H⁺ (a = 1) + CN^- (a = 1)            DH^o₂₅o_C = DH^o_i

a =(1) + OH^- (a = 1)   ===>   H₂O _(l)                             DH^o₂₅o_C = -13360 kal

Penjumlahan kedua reaksi di atas menjadi :

            DH^o_i + (-13360) = -2460

            DH^o_i =  +10900 kal

DH^oi adalah panas ionisasi asam sianida permol. Maka dalam hal ini ionisasidalam air dari asam lemah, yaitu dari asam sianida dapat diabaikan. (Maron & Lando hal 280)

Metodologi Percobaan

1.   Mengisi Kalorimeter dengan larutan HCl 0,5 M sebanyak 30 ml dan mengukur suhunya sebagai To.

2.   Mencampur larutan HCl dalam Kalorimeter dengan 20 ml larutan NaOH 0,5 M , kemudian mengukur suhu campuran NaOH dan HCl sampai T₁ mencapai titik konstan.

3.   Sekeping logam Al, yang sudah diketahui beratnya dengan teliti dan sudah dipanaskan di dalam air mendidih selama lima menit diukur suhunya sebagai  (T₂),

4.  Memasukan logam Al ke dalam kalorimeter. mencatat suhunya setiap 5 detik  dan menghentikan pengamatan bila suhunya sudah konstan,( T₃ ).

5.      Membuat kurva antara suhu terhadap waktu.

6.      Hitungan: Misal berat logam Al = m gram, dengan kapasitas panas Cp Al kal/gram^oC dan suhu mulai T₃.

7.      Kapasitas panas dari kalorimeter dan isinya adalah :

           m Cp _Al (T₃-T2) = M Cp (T₂-T₁)

Dimana M adalah berat kalorimeter beserta isinya mula-mula.

8.      Panas reaksi didapat dari: DH = Cp M (T_o-T₁)

dengan anggapan Cp konstan pada selisih suhu yang rendah.

By : Daru Satria Prayanto CS Physical Chemistry Group

KECEPATAN REAKSI

By : Daniel Wiradanu cs Physic Chemistry's Group

BAB I

PENDAHULUAN

I.1.    Tujuan Percobaan

         Percobaan kecepatan reaksi ini, bertujuan untuk :

1.   Menentukan konstanta kecepatan reaksi dan orde reaksi antara Natrium thiosulfat (Na₂S₂O₃) dan larutan HCl, dengan mencari pendekatan reaksi pseudo molekular dengan cara “ INITIAL RATE”.

2.       Mencari konstanta kecepatan reaksi dari penyabunan etil asetat.

I.2.    Dasar Teori

Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda dan agar reaksi tersebut dapat berlangsung, partikel-partikel (atom atau molekul) dari zat yang bereaksi harus bertumbukan satu sama lain dan mempunyai energi kinetik yang cukup. Hal ini dipelajari di dalam kinetika kimia. Kinetika kimia merupakan bagian dari kimia fisika yang mempelajari tentang laju (kecepatan) reaksi kimia dan mekanisme dari proses kimia tersebut. Selain itu kinetika kimia juga mempelajari hubungan energi antara reaktan dan produk.

Kecepatan reaksi dari suatu zat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu, temperatur, konsentrasi zat reaktan, sifat zat itu sendiri (sifat reaktan), luas permukaan, dan katalis.

Temperatur

Suatu reaksi kimia dapat berlangsung jika ada energi yang cukup untuk reaksi. Energi ini dapat berupa kerja dari luar atau panas. Secara umum reaksi kimia akan berlangsung semakin cepat jika suhu dinaikkan. Pada umumnya pada penambahan suhu sebesar 10^oC maka kecepatan reaksinya akan menjadi dua atau tiga kali kecepatan reaksi semula, sehingga reaksi pada suhu kamar akan berjalan lambat, dan akan berlangsung cepat jika dilakukan pada suhu yang tinggi.

Konsentrasi reaktan

Konsentrasi reaktan besar pengaruhnya pada kecepatan reaksi. Secara umum kecepatan reaksi kimia adalah fungsi dari konsentrasi. Makin besar konsentrasi dari reaktan maka semakin besar pula kecepatan reaksinya, hal ini disebabkan karena jumlah molekul yang yang bertambah besar seiring dengan besarnya konsentrasi larutan

Sifat zat yang bereaksi

Sifat zat yang bereaksi sangat menentukan cepat atau lambatnya reaksi kimia. Ada zat yang sangat reaktif, sehingga reaksinya sangat cepat, misalnya reaksi antara logam natrium dengan air, ada juga reaksi yang berlangsung sangat lambat seperti penguraian karbohidrat oleh bakteri. Jenis reaktan yang mempunyai sifat polar dan non polar mempengaruhi sifat reaktan itu sendiri yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi. Misal reaksi antara pembakaran alkohol adalah reaksi yang cepat, sedangkan reaksi pengkaratan besi merupakan proses reaksi yang lambat.

Sifat reaktifitas suatu zat kimia ditentukan oleh jenis ikatan kimia senyawa tersebut. Ikatan kimia dipengaruhi oleh susunan terluar elektron unsur pembentuk senyawa. Semakin stabil ikatan kimia suatu senyawa, maka makin tidak reaktif zat kimia tersebut, dan sebaliknya juga. Reaksi kimia juga berhubungan dengan pemutusan ikatan dan pembentukan ikatan baru, maka pemutusan ikatan merupakan hal yang sangat berpengaruh pada sifat reaktifitas suatu zat.

Luas permukaan

Luas permukaan molekul berpengaruh pada kecepatan reaksi. Semakin besar luas permukaan dari molekul reaktan, semakin besar pula kecepatan reaksi. Ini disebabkan karena semakin luas permukaan molekul maka semakin besar kesempatan dari molekul untuk  berinteraksi antar molekul.

Katalis

Katalis merupakan zat yang ditambahkan dalam suatu reaksi kimia dengan tujuan untuk mempercepat ataupun memperlambat reaksi kimia, tetapi tidak ikut bereaksi. Katalis yang dapat mempercepat reaksi kimia disebut katalis positif (katalis), sedangkan yang memperlambat reaksi kimia disebut inhibitor. Adanya katalis akan menaikkan kecepatan reaksi karena katalis dapat menurunkan energi aktivasi yang dapat menghalangi jalannya reaksi.

Pengukuran Laju Reaksi

          Studi tentang kinetika reaksi ini biasanya dilakukan pada suhu tetap (temperatur konstan). Suatu reaksi berlangsung dengan terlebih dahulu diketahui komposisinya. Penurunan konsentrasi dari zat-zat yang bereaksi (reaktan), atau penampakan dari hasil reaksi (produk), diukur sebagai fungsi waktu. Dari data konsentrasi – waktu tersebut dapat diperoleh sifat–sifat kinetika proses.

          Adapun cara untuk mengetahui terjadinya perubahan konsentrasi dalam suatu reaksi adalah dengan memindahkan sampel dari sistem pada interval waktu yang berbeda, kemudian menghentikan reaksi, dan menganalisa sampel. Dari analisa tersebut kita dapat menentukan konsentrasi produk maupun reaktan.

II.2. Prosedur Percobaan     

         Penguraian Na₂S₂O₃dengan HCl

1.    Menimbang X1, X2, X3,X4 gram Na₂S₂O₃

2.    Memasukkan ke dalam erlenmeyer.

3.    Menambahkan 100 cc aquadest kedalam masing-masing erlenmeyer.

4.    Menuangkan secara serentak 20 cc 0.5 molar HCl ke masing-masing erlenmeyer.

5.  Mencatat waktu mulai dituang sampai mulai terjadi kekeruhan (dengan stopwatch) untuk masing- masing larutan (t0)  

Penyabunan Etil Asetat

1.    Membuat larutan 0,04 N etil asetat dan 0,04 N  NaOH.

2.    Memasukkan 25 cc 0.05 N NaOH kedalam erlenmeyer.

3.    Menambahkan 25 cc 0,04 N etil asetat dan mengocoknya.

4.    Setelah t1 menit, menambah lagi 25 cc 0,04 N HCl, dan mengocoknya.

5.    Menambahkan indikator pp, dan menitrasi campuran ini dengan 0,04 N NaOH.

6.   Mengulangi langkah 2 sampai dengan 5 sebanyak 3 kali, tetapi dengan waktu yang berbeda-beda, yaitu 3 menit, 4 menit, 5 menit, 6 menit, 7 menit, 8 menit.