Laporan kimia (Laju Reaksi)

                                                                                                I.            LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI KONSENTRASI, SUHU, DAN LUAS PERMUKAAN

II.            Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum adalah untuk mempelajari pengaruh konsentrasi, suhu, dan luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi.

III.            Alat dan bahan

Alat:                                              Bahan:

a.       Stopwatch                               a.   Larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M; 0,5 M

b.      Balon                                       b.   Larutan HCl 0,1 M, 0,05 M, 1 M

c.       Beker glass 50 m                     c.   Batu marmer (CaCO₃) serbuk

d.      Gelas ukur 10 ml                          dan kepingan

e.       Neraca/ timbangan

f.       Termometer

g.      Kertas dan spidol

IV.            Dasar teori

Dari pengalaman sehari-hari, kita dapat mengetahui laju reaksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. Berikut faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, yakni :

1. Konsentrasi

Makin pekat suatu larutan atau makin besar konsentrasi larutan, maka jumlah partikel zat terlarut semakin banyak. Zat yang konsentrasinya besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga  partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat yang konsentrasinya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat, akan lebih sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar.Semakin banyak tumbukan, maka reaksi berlangsung lebih cepat.

2. Suhu / Temperatur

Laju reaksi bertambah dengan naiknya suhu. Menaikkan suhu reaksi berarti menambah energi yang diserap oleh molekul-molekul sehingga energi kinetik molekul bertambah besar. Akibatnya, molekul-molekul bergerak lebih cepat dan tumbukan akan lebih sering terjadi, laju reaksi makin tinggi.  Suhu atau temperatur ternyata juga memperbesar energi potensial suatu zat.

Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini terjadi karena zat-zat tersebut tidak mampu melampaui energi aktivasi. Dengan menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial, sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan reaksi.

Secara kuantitatif dapat dituliskan sebagai berikut:

V₂ = 2^∆T/10 . V₁

t₂ = (1/2^)∆T/10 . t₁

3. Luas permukaan bidang sentuh

Untuk campuran yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada bidang batas campuran atau disebut bidang sentuh. Jika luas permukaan bidang sentuh zat makin besar maka kemampuan bersentuhan akan lebih banyak, sehingga tumbukan akan sering terjadi dan laju reaksi makin meningkat. Semakin halus ukuran kepingan zat padat, semakin luas permukaannya.

4. Katalis / Katalisator

Katalis adalah zat yang mempercepat laju reaksi dan dianggap tidak terlibat dalam reaksi karena diawal dan diakhir reaksi katalis diperoleh kembali denagn jumlah yang tetap. Sebenarnya secara mekanisme reaksi, katalis terlibat didalam  reaksi yaitu dengan membentuk senyawa antara (senyawa intermediet) yang energi aktifasinya lebih rendah, sehingga laju reaksinya semakin cepat.

Kesamaan reaksi dari reaksi yang menggunakan katalis dapat ditentukan dari tahap reaksi yang berjalan lambat (disebut rade ditermind step atau tahap pembentukan reaksi). Yaitu : laju reaksi = hasil kali konsentrasi pereaksi pangkat koefisien masing-masing.

V = k [A]ⁿ[B]ⁿ

V.            Langkah kerja

1.      Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

a.    Mengambil 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M kemudian memasukkan ke dalam beker glass dan meletakkannya diatas kertas putih yang sudah diberi tanda silang dengan spidol. Mengukur dan mencatat suhunya.

b.    Mengambil 10 ml larutan HCl 0,1 M dan memasukkan kedalam beker glass ukur serta mencatat suhunya. Menambahkan larutan HCl kedalam larutan Na₂S₂O₃, bersamaan dengan menambahkan larutan HCl tersebut hidupkan stopwatch. Mengamati tanda silang pada kertas sampai tidak terlihat lagi dan segera mematikan stopwatch. Mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi.

c.    Mengambil 5 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M kemudian memasukkan kedalam beker glass dan meletakkannya diatas kertas putih yang sudah diberi tanda silang dengan spidol. Menambahkan 5 ml aquades kedalam larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M tersebut.

d.   Mengambil 5 ml larutan HCl 0,1 M kemudian memasukkan ke dalam beker glass dan menambahkan 5 ml aquades kedalam larutan HCl 0,1 M tersebut. Penambahkan larutan HCl kedalam larutan Na₂S₂O₃, bersamaan dengan menambahkan larutan HCl tersebut hidupkan stopwatch. Mengamati tanda silang pada kertas sampai tidak terlihat lagi dan segera untuk mematikan stopwatch. Mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi.

e.    Mengulangi percobaan langkah 1.c dan 1.b (untuk 5 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M + 5 ml aquades dengan 10 ml larutan HCl 0,1 M).

2.      Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

a.    Mengambil 10 ml Na₂S₂O₃ 0,1 M kemudian memasukkannya kedalam beker glass dan meletakkannya diatas kertas putih yang sudah diberi tanda silang dengan spidol. Mengukur dan mencatat suhu larutan tersebut (misal 30⁰C).

b.    Mengambil 10 ml larutan HCl 0,1 M kemudian memasukkannya kedalam beker glass, mengukur dan mencatat suhunya (misal 30⁰C). Menambahkan larutan HCl ke dalam larutan Na₂S₂O_3, bersamaan dengan menambahkan larutan HCl tersebut hidupkan stopwatch. Mengamati tanda silang pada kertas sampai tidak terlihat lagi dan segera untuk mematikan stopwatch. Mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi.

c.    Mengulangi percobaan langkah 1a dan 1b dua kali untuk suhu 40⁰C dan 50⁰C (caranya dengan memanaskan larutan Na₂S₂O₃ dan HCl sampai suhunya naik 10⁰C dan 20⁰C dari langkah 2a dan 2b kemudian mencampurkan larutan tersebut).

3.      Pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi

a.    Menimbang 1 gram batu marmer (CaCO₃) serbuk dan memasukkannya ke dalam balon.

b.    Mengambil 3 ml larutan HCl 1 M kemudian memasukkannya ke dalam tabung reaksi.

c.    Memasang balon yang berisi serbuk CaCO₃  ke mulut tabung reaksi berisi larutan HCl tetapi serbuk CaCO₃ jangan dimasukkan ke dalam larutan HCl dahulu.

d.   Memasukkan serbuk CaCO₃ dalam balon yang sudah terpasang pada tabung reaksi ke dalam larutan HCl, bersamaan dengan itu hidupkan stopwatch. Mengamati yang terjadi hingga balon berdiri tegak dan segera untuk mematikan stopwatch. Mencatat waktu yang diperlukan untuk bereaksi.

e.    Mengulangi langkah 2.a-2.d untuk 1 gram CaCO₃ kepingan denngan larutan HCl 1 M.

VI.            Data pengamatan

NO	Percobaan	Suhu (0C)	Waktu reaksi (menit, detik)
1	10 ml lar Na2S2O3 0,1 M + 10 ml lar HCl 0,1 M	-	1 menit 40 detik
	5 ml lar Na2S2O3 0,1 M ( + 5 ml aquades) + 5 ml lar HCl 0,1 M ( + 5 ml aquades)	-	4 menit 40 detik
	5 ml lar Na2S2O3 0,1 M ( + 5 ml aquades) + 10 ml lar HCl 0,1 M	-	5 menit 16 detik
2	10 ml lar Na2S2O3 0,1 M + 10 ml lar HCl 0,1 M	29+280C	1 menit 40 detik
	10 ml lar Na2S2O3 0,1 M + 10 ml lar HCl 0,1 M	390C	43 detik
	10 ml lar Na2S2O3 0,1 M + 10 ml lar HCl 0,1 M	490C	35 detik
3	1 gram serbuk CaCO3 + 5 ml lar HCL 1M	-	4 detik
	1 gram kepingan CaCO3 + 5 ml lar HCL 1M	-	2 menit

VII.            Pembahasan

·                         Dari percobaan dengan mencampurkan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M +10 ml larutan HCl 0,1 M diperoleh waktu reaksi selama 00:01:40.

Dari percobaan dengan mencampurkan 5  ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M( + 5 ml aquades)+ 5 ml larutan HCl 0,1 M( + 5 ml aquades) diperoleh waktu reaksi selama 00:04:40.

Dari percobaan dengan mereaksikan 5  ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M( + 5 ml aquades)+  10  ml larutan HCl 0,1 M diperoleh waktu reaksi selama 00:05:16.

Hasil percobaan menyatakan bahwa konsentrasi berpengaruh terhadap laju reaksi.

Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi yaitu semakin besar konsentrasi berarti jumlah partikel pereaksi bertambah banyak, sehingga peluang untuk terjadinya tumbukan juga semakin besar. Akibatnya laju reaksinya meningkat semakin cepat.

·                      Dari percobaan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M +10 ml larutan HCl 0,1 M pada suhu 29  diperoleh waktu reaksi selama 00:01:40.

Dari percobaan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M +10 ml larutan HCl 0,1 M pada suhu 39  diperoleh waktu reaksi selama 00:00:43.

Dari percobaan 10 ml larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M +10 ml larutan HCl 0,1 M pada suhu 49  diperoleh waktu reaksi selama 00:00:35.

Hasil percobaan menyatakan bahwa suhu dapat mempengaruhi cepat lambatnya laju reaksi.

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi yaitu jika suhu semakin tinggi maka energi potensial (Ek) partikel pereaksi semakin besar. Akibatnya laju reaksinya bertambah cepat.

·                     Dari percobaan mereaksikan 1 gram serbuk CaCO₃ + 5 ml larutan HCl 1  M diperoleh waktu reaksi selama 00:00:04.

Dari percobaan mereaksikan 1 gram kepingan CaCO₃ + 5 ml larutan HCl 1 M diperoleh waktu reaksi selama 00:02:00.

Hasil percobaan menyatakan bahwa luas permukaan bidang sentuh mempengaruhi cepat lambatnya suatu laju reaksi.

Pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi yaitu jika permukaan bidang sentuh semakin luas maka laju reaksinya akan semakin cepat. Luas suatu bidang sentuh dipengaruhi oleh ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikel maka luas permukaan bidang sentuh semakin besar. Jika ukuran partikel semakin besar maka luas permukaan bidang sentuh semakin kecil.

VIII.            Kesimpulan

Pengaruh dari faktor-faktor laju reaksi seperti Konsentrasi Pereaksi, suhu, dan luas permukaan bidang sentuh adalah:

M  Jika Molaritas Konsentrasi pereaksi semakin besar maka laju reaksi akan semakin cepat serta waktunya semakin pendek. Dan jika molaritas konsentrasi pereaksi semakin kecil maka laju reaksinya akan semakin lambat serta membutuhkan waktu lebih lama.

M  Jika suhu betambah tinggi maka laju reaksinya semakin cepat dan waktunya semakin pendek. Dan jika suhu dikurangi laju reaksi akan semakin lambat dan waktunya semakin lama.

M  Jika luas permukaan bidang sentuhnya makin besar maka laju reaksinya akan semakin cepat. Dan jika luas permukaan bidang sentuhnya makin kecil maka laju reaksinya akan semakin lambat dan membutuhkan waktu lebih lama.

IX.            Jawaban pertanyaan

1. Na₂S₂O₃ (aq) + 2HCl  (aq)        2NaCl (aq)  +  S (s) + SO₂ (g) + H₂O (l)

2. Diketahui :

- Volume₁ Na₂S₂O₃     : 5 ml               - Volume₂ Na₂S₂O₃       : 10 ml

- Molar₁ Na₂S₂O₃           : 0,1 M 

   Ditanya : Molaritas Na₂S₂O₃ yang terbentuk pada percobaan 1c ?

Jawab :

M₁ . V₁                        =          M₂ . V₂

0,1 x 5             =          M₂ x 10

0,5                   =          10 M₂

M₂                   =          0,5 : 10

M₂                   =          0,05 M

Jadi, molaritas Na₂S₂O₃ yang terbentuk dari percobaan tersebut adalah 0,05 M

3. Diketahui :

   - Volume₁ HCl            : 5 ml               - Volume₂ HCl                            : 10 ml

- Molar₁ HCl                    : 0,1 M 

    Ditanya : Molaritas HCl  yang terbentuk pada percobaan 1d ?

    Jawab :

            M₁ . V₁                        =          M₂ . V₂

            0,1 x 5             =          M₂ x 10

0,5                   =          10 M₂

M₂                   =          0,5 : 10

M₂                   =          0,05 M

Jadi, molaritas HCl yang terbentuk dari percobaan tersebut adalah 0,05 M

4. Di antara CaCO₃ serbuk dan kepingan, yang memiliki luas permukaan bidang     sentuh lebih besar adalah CaCO₃ serbuk karena semakin halus ukuran kepingan zat padat, maka semakin luas permukaannya.

5. Makin pekat suatu larutan atau makin besar konsentrasi larutan, maka jumlah partikel zat terlarut semakin banyak dan jarak antara partikel makin rapat, sehingga kemungkinan bertumbukan lebih besar. Semakin banyak tumbukan, maka reaksi berlangsung lebih cepat.

6.      Variabel bebas: Konsentrasi larutan (Molaritas)

Variabel terikat: Perubahan laju reaksi

7.      Pengaruh suhu tehadap laju reaksi

Dalam teori tumbukan jika suhu suatu larutan semakin tinggi, maka energy kinetic partikel pereaksi semakin besar dan gerakannya menjadi semakin cepat sehingga peluang terjadinya tumbukan semakin besar. Akibatnya laju reaksinya semakin cepat.

8.      Variabel bebas: Tinggi atau rendahnya suhu

Variabel terikat: Perubahan laju reaksi

9.      Pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi

Jika luas permukaan bidang sentuh suatu zat semakin besar maka kemampuan bersentuhannya akan lebih banyak, sehingga tumbukan akan lebih sering terjadi dan laju reaksi semakin cepat.

10.  Variabel bebas: Luas permukaan zat

Variabel terikat: Perubahan laju reaksi

11.  Molaritas, suhu, dan luas permukaan sangat berpengaruh dalam laju reaksi. Hal ini dikarenakan faktor-faktor tersebut mempengaruhi besar kecilnya tumbukan dalam suatu larutan, sedangkan laju reaksi bergantung kepada besar kecilnya tumbukan. Semakin besar tumbukan semakin cepat laju reaksi dan sebaliknya. Oleh karena itu, faktor-faktor tersebut juga berpengaruh dalam laju reaksi.

X.            Daftar  Pustaka

Purba, Michael. 2006. Kimia untuk kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Tim penyusun.2006. Kimia untuk SMA/MA. Jakarta: Aspirasi.

Catatan dari Pak Karyadi.

Sumber lain:

Ø  http://id.wikipedia.org/wiki/Laju_reaksi

Ø  http://matematika-ipa.com