Satelit Kimia014 MIPA UHO
LAPORAN KIMIA FISIKA : KECEPATAN REAKSI (KR)
INI ADALAH LAPORAN KECEPATAN REAKSI LENGKAP DENGAN LITERATUR YANG BISA DI DOWNLOAD DI BAGIAN BAWAH HALAMAN
ABSTRAK
Percobaan ini bertujuan untuk mencari konstanta kecepatan reaksi dari penyabunan etil asetat dengan kalsium hidroksida. Sampel yang digunakan dalam percobaan ini adalah etil asetat 0,5 M 200 mL, kalsium hidroksida 0,6 N 200 mL, dan pentiter yang digunakan adalah asam klorida 0,10 M. Adapun peralatan yang digunakan adalah beaker glass, erlenmeyer, gelas ukur, corong gelas, pipet tetes, pengaduk, buret, stirrer, timbangan, statif dan klem. Pada percobaan ini, larutan etil asetat dimasukkan ke dalam beaker glass yang berisi larutan kalsium hidroksida. Kemudian larutan diaduk dengan stirrer dan dihitung waktunya. Setiap 4 menit diambil sampel sebanyak 4 mL, setiap 8 menit diambil sampel sebanyak 10 mL dan setiap 12 menit diambil sampel sebanyak 16 mL lalu kemudian ditambahkan dengan indikator phenolpthalein dan dititer dengan asam klorida sampai diperoleh volume konstan. Percobaan dilakukan dengan pengadukan 205 putaran/menit, 300 putaran/menit, dan tanpa pengadukan. Harga konstanta kecepatan reaksi rata-rata terbesar terdapat pada pengadukan 300 putaran/menit dengan sampling 10 mL ; 8 menit, yaitu 0,0198 M-1 menit-1. Harga kecepatan reaksi rata-rata terbesar terdapat pada pengadukan 300 putaran/menit dengan sampling 4 mL ; 4menit, yaitu 0,0524 M/menit.
Kata kunci : Pengadukan, Kecepatan Reaksi, Etil Asetat, Kalsium Hidroksida, Konversi, dan Titrasi
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangLaju atau kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk (Keenan, 1999).Bahan yang digunakan dalam menentukan koefisien kecepatan reaksi ini adalah kalium hidroksida (KOH), etil asetat (CH3COOC2H5) dan asam klorida (HCl). Kalium Hidroksida (KOH) merupakan basa kuat, umumnya digunakan pada industri pupuk, fotografi, farmasi, sabun dan sebagainya. Asam Klorida (HCl) merupakan bahan kimia yang termasuk penting dalam kegiatan industri, misalnya pada industri pelapisan logam, minyak, atau untuk menghasilkan senyawa yang mengandung khlor seperti karet sintetis, atau produk yang banyak digunakan di rumah tangga, misalnya pembersih WC. Etil asetat (CH3COOC2H5) digunakan dalam industri pembuatan plastik, keramik dan sebagainya (Damanhuri, 2008)Didalam percobaan dilakukan metode pengadukan dan tanpa pengadukan sebagai variabel yang diamati pengaruhnya terhadap konversi, konsentrasi, konstanta laju reaksi dan laju reaksi dari sampel. Variabel ini dipilih karena metodenya yang mudah dilakukan dan pengaplikasiannya yang luas dalam bidang teknik kimia, misalnya dalam perancangan reaktor, dimana pengadukan disini berfungsi untuk menghomogenkan suatu campuran dan mempercepat reaksi.
1.2 Perumusan MasalahHal yang menjadi masalah dalam percobaan kecepatan reaksi ini adalah :1. Bagaimana pengaruh pengadukan dan tanpa pengadukan terhadap kecepatan reaksi.2. Berapa konversi, konsentrasi dan konstanta kecepatan reaksi dari etil asetat dengan kalium hidroksida.3. Bagaimana mendapatkan harga kekonstanan dari volume HCl sehingga diperoleh konversi etil asetat yang diinginkan.1.3 Tujuan PercobaanTujuan dari percobaan kecepatan reaksi ini adalah :1. Untuk mengetahui pengaruh pengadukan dan tanpa pengadukan terhadap kecepatan reaksi.2. Untuk mendapatkan konstanta kecepatan reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).3. Untuk memperoleh konversi dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).
1.4 Manfaat PercobaanManfaat dari percobaan kecepatan reaksi adalah :1. Praktikan dapat mengetahui cara menentukan konstanta kecepatan reaksi dari reaksi antara etil asetat (CH3COOC2H5) dan kalium hidroksida (KOH).2. Dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi dalam pembuatan suatu produk.3. Prakikan dapat mengetahui cara menentukan konversi dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH). Dengan mengetahui hal-hal tersebut maka praktikan dapat menentukan kondisi yang paling baik untuk reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).
1.5 Ruang Lingkup PercobaanAdapun ruang lingkup dari percobaan ini adalah:1. Percobaan kecepatan reaksi ini dilakukan dalam ruang Laboratorium Kimia Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.2. Batasan masalah pada percobaan ini yaitu penentuan konsentrasi, konversi, konstanta kecepatan reaksi, dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) 0,5 Mdengan kalium hidroksida (KOH) 0,6 Ndengan variabel pengadukan dan tanpa pengadukan.3. Bahan baku yang digunakan pada percobaan ini adalah kalium hidroksida (KOH), etil asetat (CH3COOC2H5) dan asam klorida (HCl). Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah reaktor gelas, stirrer dan peralatan analisa titrasi.4. Pengambilan sampel sebanyak 4 mL, 10 mL dan 12 mL dilakukan setiap 4 menit, 8 menit dan 12 menit dan selanjutnya dititrasi dengan HCl 0,10 M sampai diperoleh volume pentiter (HCl) yang konstan.5. Pengadukan dilakukan dengan 3 tahap, yaitu dengan 205 putaran/menit, 300 putaran/menit, dan tanpa pengadukan.BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Laju ReaksiKecepatan reaksi ialah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu. Menurut hukum kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap, berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi. Molekularitas dan tingkat reaksi tidak selalu sama, sebab tingkat reaksi tergantung dari mekanisme reaksinya. Disamping itu perlu diketahui bahwa molekularitas selalu merupakan bilangan bulat, sedangkan tingkat reaksi dapat pecahan bahkan nol (Sukardjo, 1997).Untuk mengukur laju reaksi kimia, perlulah menganalisis secara langsung maupun tak langsung banyaknya produk yang terbentuk atau banyaknya pereaksi yang tersisa setelah penggal – penggal waktu yang sesuai. Karena laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan temperatur, perlulah dijaga agar campuran reaksi itu temperaturnya konstan. Metode untuk menentukan konsentrasi pereaksi ataupun produk bermacam – macam menurut jenis reaksi yang diselidiki dan keadaan fisika dari komponen reaksi(Keenan, dkk., 1999).
2.2 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi2.2.1 Sifat Dasar PereaksiZat – zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan kimia. Natrium bereaksi sangat cepat dengan air pada temperatur kamar, tetapi bereaksi lebih lambat dengan metil alkohol dan etil alkohol. Masing – masing reaksi tersebut bersifat serta merta, artinya perubahan energi bebasnya bernilai negatif. Selisih kereaktifannya dapat diterangkan dengan perbedaan struktur yang berlainan dari atom dan molekul bahan yang bereaksi. Jika suatu reaksi melibatkan dua spesi molekul dengan atom yang sudah terikat oleh ikatan kovalen yang kuat, tabrakan antara molekul – molekul ini tidak memiliki energi yang cukup untuk memutuskan ikatan molekulnya, sehingga menjadi sulit bereaksi atau kurang reaktif (Keenan, dkk., 1999).
2.2.2 Temperatur Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul – molekul bergerak kian – kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya molekul tersebut lebih sering bertabrakan satu sama lain. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena semakin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenanya memiliki energi cukup untuk bereaksi (Keenan, dkk., 1999).
2.2.3 Hadirnya Suatu KatalisKatalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan kimia yang permanen pada zat itu sendiri. Proses ini disebut katalisis. Katalis dapat mempengaruhi kecepatan reaksi dengan salah satu cara berikut:1. Pembentukan Senyawa Antara (Katalisis Homogen), yaitu penggunaan katalis yang dapat bereaksi baik dengan molekul yang miskin energi maupun molekul yang kaya energi untuk membentuk suatu senyawa antara yang kemudian bereaksi membentuk zat yang diinginkan.2. Metode Adsorpsi (Katalisis Heterogen), adalah suatu keadaan dimana gaya – gaya tarik antara molekul zat padat dan molekul gas atau cairan yang teradsorpsi mengakibatkan molekul yang teradsorpsi menjadi aktif secara kimiawi. Ini menyebabkan reaksi antara molekul A dan B yang berlangsung pada permukaan zat padat lebih cepat daripada jika katalis itu tidak ada (Keenan, dkk., 1999).
2.2.4 KonsentrasiLaju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Oleh karena itu konsentrasi pereaksi tentu saja dapat mempengaruhi kecepatan dalam reaksi (Keenan, dkk., 1999).
2.2.5 PengadukanPengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi yang dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Semakin cepat kecepatan stirrer, maka laju reaksi juga akan meningkat (Davis, dkk., 2003).Gambar 2.1 Grafik Pengaruh Pengadukan dengan Laju Reaksi(Davis, dkk., 2003)
2.3 Kinetika Reaksi HomogenKinetika kimia adalah bagian dari kimia fisika yang mempelajari tentang kecepatan reaksi-reaksi kimia dan mekanisme reaksi-reaksi tersebut.Termodinamika kimia mempelajari hubungan tenaga antara pereaksi dan hasil-hasil reaksi, tidak mempelajari bagaimana reaksi-reaksi tersebut berlangsung dan dengan kecepatan berapa kesetimbangan untuk reaksi kimia ini dicapai. Hal terakhir ini dipelajari dalam kinetika kimia, sehingga kinetika kimia merupakan pelengkap bagi termodinamika kimia.Tidak semua reaksi kimia dapat dipelajari secara kinetik. Reaksi-reaksi yang berjalan sangat cepat seperti reaksi-reaksi ion atau pembakaran dan reaksi-reaksi yang berjalan sangat lambat seperti pengkaratan, tidak dapat dipelajari secara kinetik. Diantara kedua jenis ini, banyak reaksi-reaksi yang kecepatannya dapat diukur.Kecepatan reaksi ialah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu, jadi – dC/dt. Tanda minus menunjukkan bahwa konsentrasi berkurang bila waktu berubah. Menurut hukum kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap, berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi (Sukardjo, 1997).
Untuk reaksi :n1A + n2B + n3C → hasil-hasil(Sukardjo, 1997)Laju didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi per satuan waktu. Umumnya laju reaksi meningkat dengan meningkatnya konsentrasi, dan dapat dinyatakan sebagai :Laju ≈ f (C1, C2, ……Ci)atau Laju ≈ k f (C1, C2,…….Ci)Dimana k adalah konstanta laju, juga disebut konstanta laju spesifik atau konstanta kecepatan, C1, C2,…. adalah konsentrasi dari reaktan-reaktan dan produk-produk. sebagai contoh dalam hal reaksi umum (Dogra, dkk., 1990).
2.4 Orde Suatu Reaksi KimiaOrde suatu reaksi ialah jumlah semua eksperimen (dari) konsentrasi dalam persamaan laju. Jika suatu reaksi kimia berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari hanya satu pereaksi, maka reaksi itu dikatakan sebagai reaksi orde pertama. Reaksi orde pertama dapat ditulis dalam persamaan dibawah ini.Laju = k[A]Jika laju reaksi itu berbanding lurus dengan pangkat dua suatu pereaksi, maka reaksi itu disebut reaksi orde kedua.Laju = k[A]2Suatu reaksi disebut juga sebagai reaksi orde kedua apabila laju reaksi berbanding lurus dengan dengan pangkat satu konsentrasi dari dua pereaksi.Laju = k[A][B]Suatu reaksi dapat berorde ketiga atau mungkin lebih tinggi lagi, tetapi hal – hal semacam itu sangat jarang terjadi. Suatu reaksi dapat tak bergantung pada konsentrasi suatu pereaksi. Pada reaksi A + B → C, jika konsentrasi B tidak menaikkan laju reaksi, maka reaksi itu disebut orde nol terhadap B, sehingga reaksi tersebut menjadi reaksi orde pertama yang dapat ditulis sebagai berikut :Laju = k[A][B]0 = k[A](Keenan, dkk., 1999)
2.5 Reaktor Batch Batch Reactor adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stoikiometri.1. Penggunaan Batch ReactorReaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair, polimerisasi, farmasi dan fermentasi.2. Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipeBatch :●Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur●Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama●Reaktor idealReaktor batch di desain untuk beroperasi dalam proses unsteady – state, banyak reaktor batchmenunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor, dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap konstan.Gambar 2.2 Reaktor Batch(Coulson, 1983)Misalkan : A + B PNeraca massa untuk komponen A adalah :• Amasuk = A keluar + A terakumulasi + A yang bereaksi• FAi = FAC + (dNA/dt) + (-rA)(V) (Coulson, 1983).2.6 Aplikasi dalam Industri “Produksi Konsentrasi Asam Gamma Linolenat dari Minyak Kapang Mortierella isabellina dengan Reaksi Alkoholisis Menggunakan Katalis Lipase dari Rhizomucor Miehei ”Asam gamma linoleat (AGL) adalah salah satu dari asam tak jenuh ganda. Menurut Horrobin (1992) , AGL juga merupakan asam lemak esensial yaitu asam lemak yang diperlukan oleh tubuh manusia namun tidak dapat disintesis oleh tubuh sehingga harus disuplai dari makanan. Asam lemak esensial mempunyai kegunaan antara lain sebagai penyusun struktur membran sel, pengatur sintesis dan transpor kolesterol, sintesis molekul regulasi seperti prostaglandin, dan pengontrol permeibilitas membran sel seperti pada sel gastrointestinal, serta pengontrol impermeibilitas air pada kulit.Tujuan dari penelitian yang dilakukan oleh Ardhian adalah mempelajari pengaruh konsentrasi enzim dan rasio mol substrat terhadap kecepatan reaksi alkoholisis minyak kapang komersial Mortierella isabellina dengan katalis lipase dari Rhizomucor mieihei.Penggunaan kapang untuk produksi AGL lebih mendapat perhatian. Hal ini disebabkan karena kapang memiliki keunggulan dibanding khamir dan mikroorganisme lain, yaitu kapang dapat tumbuh dalam kisaran yang rendah, dapat mendegradasi sumber karbon dan mampu tumbuh dengan cepat.Adapun metode penelitian yang digunakan adalah pertama alkoholisis minyak kapang dan pemisahan fraksi hasil reaksi alkoholisis dengan metode kromatografi lapis tipis (KLT) preparatif (Ardhian, 1998).
Gambar 2.3 Flowchart Produksi Konsentrasi Asam Gamma Linolenat dari Minyak Kapang Mortierella isabellina dengan Reaksi Alkoholisis Menggunakan Katalis Lipase dari Rhizomucor Miehei(Ardhian, 1998)
BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Bahan dan Alat3.1.1 Bahan1. Asam Klorida (HCl) Fungsi : sebagai pentiter2. Aquadest (H2O) Fungsi : sebagai pelarut3. Kalium Hidroksida (KOH) Fungsi : sebagai reaktan4. Etil Asetat (CH3COOC2H5) Fungsi : sebagai reaktan5. Phenolpthalein (C20H16O4) Fungsi : sebagai indikator dalam titrasi
3.1.2 Alat1. Beaker glass Fungsi : sebagai wadah untuk menampung sampel2. Gelas ukur Fungsi : sebagai wadah untuk mengukur volume suatu larutan3. Erlenmeyer Fungsi : sbagai wadah larutan yang hendak dititrasi4. Pipet tetes Fungsi : mengambil zat dalam volume kecil5. Corong gelas Fungsi : sebagai alat bantu untuk menuang larutan ke buret6. Stopwatch Fungsi : menghitung waktu terjadinya reaksi7. Buret Fungsi : wadah larutan pentitran
8. Statif dan KlemFungsi : sebagai penyangga buret9. Stirrer Fungsi : untuk mengaduk larutan sampel10. NeracaFungsi : menimbang massa zat BAB IV PEMBAHASAN
Konstanta kecepatan reaksi menyatakan seberapa cepat suatu reaksi berjalan. Pengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi. Semakin cepat kecepatan stirrer, maka laju reaksi juga akan meningkat. Oleh karena itu, semakin cepat kecepatanstirrer maka konstanta kecepatan reaksi juga akan semakin besar (Davis, dkk., 2003).
INI ADALAH LAPORAN KECEPATAN REAKSI LENGKAP DENGAN LITERATUR YANG BISA DI DOWNLOAD DI BAGIAN BAWAH HALAMAN
ABSTRAK
Percobaan ini bertujuan untuk mencari konstanta kecepatan reaksi dari penyabunan etil asetat dengan kalsium hidroksida. Sampel yang digunakan dalam percobaan ini adalah etil asetat 0,5 M 200 mL, kalsium hidroksida 0,6 N 200 mL, dan pentiter yang digunakan adalah asam klorida 0,10 M. Adapun peralatan yang digunakan adalah beaker glass, erlenmeyer, gelas ukur, corong gelas, pipet tetes, pengaduk, buret, stirrer, timbangan, statif dan klem. Pada percobaan ini, larutan etil asetat dimasukkan ke dalam beaker glass yang berisi larutan kalsium hidroksida. Kemudian larutan diaduk dengan stirrer dan dihitung waktunya. Setiap 4 menit diambil sampel sebanyak 4 mL, setiap 8 menit diambil sampel sebanyak 10 mL dan setiap 12 menit diambil sampel sebanyak 16 mL lalu kemudian ditambahkan dengan indikator phenolpthalein dan dititer dengan asam klorida sampai diperoleh volume konstan. Percobaan dilakukan dengan pengadukan 205 putaran/menit, 300 putaran/menit, dan tanpa pengadukan. Harga konstanta kecepatan reaksi rata-rata terbesar terdapat pada pengadukan 300 putaran/menit dengan sampling 10 mL ; 8 menit, yaitu 0,0198 M-1 menit-1. Harga kecepatan reaksi rata-rata terbesar terdapat pada pengadukan 300 putaran/menit dengan sampling 4 mL ; 4menit, yaitu 0,0524 M/menit.
Kata kunci : Pengadukan, Kecepatan Reaksi, Etil Asetat, Kalsium Hidroksida, Konversi, dan Titrasi
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangLaju atau kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk (Keenan, 1999).Bahan yang digunakan dalam menentukan koefisien kecepatan reaksi ini adalah kalium hidroksida (KOH), etil asetat (CH3COOC2H5) dan asam klorida (HCl). Kalium Hidroksida (KOH) merupakan basa kuat, umumnya digunakan pada industri pupuk, fotografi, farmasi, sabun dan sebagainya. Asam Klorida (HCl) merupakan bahan kimia yang termasuk penting dalam kegiatan industri, misalnya pada industri pelapisan logam, minyak, atau untuk menghasilkan senyawa yang mengandung khlor seperti karet sintetis, atau produk yang banyak digunakan di rumah tangga, misalnya pembersih WC. Etil asetat (CH3COOC2H5) digunakan dalam industri pembuatan plastik, keramik dan sebagainya (Damanhuri, 2008)Didalam percobaan dilakukan metode pengadukan dan tanpa pengadukan sebagai variabel yang diamati pengaruhnya terhadap konversi, konsentrasi, konstanta laju reaksi dan laju reaksi dari sampel. Variabel ini dipilih karena metodenya yang mudah dilakukan dan pengaplikasiannya yang luas dalam bidang teknik kimia, misalnya dalam perancangan reaktor, dimana pengadukan disini berfungsi untuk menghomogenkan suatu campuran dan mempercepat reaksi.
1.2 Perumusan MasalahHal yang menjadi masalah dalam percobaan kecepatan reaksi ini adalah :1. Bagaimana pengaruh pengadukan dan tanpa pengadukan terhadap kecepatan reaksi.2. Berapa konversi, konsentrasi dan konstanta kecepatan reaksi dari etil asetat dengan kalium hidroksida.3. Bagaimana mendapatkan harga kekonstanan dari volume HCl sehingga diperoleh konversi etil asetat yang diinginkan.1.3 Tujuan PercobaanTujuan dari percobaan kecepatan reaksi ini adalah :1. Untuk mengetahui pengaruh pengadukan dan tanpa pengadukan terhadap kecepatan reaksi.2. Untuk mendapatkan konstanta kecepatan reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).3. Untuk memperoleh konversi dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).
1.4 Manfaat PercobaanManfaat dari percobaan kecepatan reaksi adalah :1. Praktikan dapat mengetahui cara menentukan konstanta kecepatan reaksi dari reaksi antara etil asetat (CH3COOC2H5) dan kalium hidroksida (KOH).2. Dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi dalam pembuatan suatu produk.3. Prakikan dapat mengetahui cara menentukan konversi dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH). Dengan mengetahui hal-hal tersebut maka praktikan dapat menentukan kondisi yang paling baik untuk reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) dengan kalium hidroksida (KOH).
1.5 Ruang Lingkup PercobaanAdapun ruang lingkup dari percobaan ini adalah:1. Percobaan kecepatan reaksi ini dilakukan dalam ruang Laboratorium Kimia Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.2. Batasan masalah pada percobaan ini yaitu penentuan konsentrasi, konversi, konstanta kecepatan reaksi, dan laju reaksi dari reaksi etil asetat (CH3COOC2H5) 0,5 Mdengan kalium hidroksida (KOH) 0,6 Ndengan variabel pengadukan dan tanpa pengadukan.3. Bahan baku yang digunakan pada percobaan ini adalah kalium hidroksida (KOH), etil asetat (CH3COOC2H5) dan asam klorida (HCl). Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah reaktor gelas, stirrer dan peralatan analisa titrasi.4. Pengambilan sampel sebanyak 4 mL, 10 mL dan 12 mL dilakukan setiap 4 menit, 8 menit dan 12 menit dan selanjutnya dititrasi dengan HCl 0,10 M sampai diperoleh volume pentiter (HCl) yang konstan.5. Pengadukan dilakukan dengan 3 tahap, yaitu dengan 205 putaran/menit, 300 putaran/menit, dan tanpa pengadukan.BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Laju ReaksiKecepatan reaksi ialah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu. Menurut hukum kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap, berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi. Molekularitas dan tingkat reaksi tidak selalu sama, sebab tingkat reaksi tergantung dari mekanisme reaksinya. Disamping itu perlu diketahui bahwa molekularitas selalu merupakan bilangan bulat, sedangkan tingkat reaksi dapat pecahan bahkan nol (Sukardjo, 1997).Untuk mengukur laju reaksi kimia, perlulah menganalisis secara langsung maupun tak langsung banyaknya produk yang terbentuk atau banyaknya pereaksi yang tersisa setelah penggal – penggal waktu yang sesuai. Karena laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan temperatur, perlulah dijaga agar campuran reaksi itu temperaturnya konstan. Metode untuk menentukan konsentrasi pereaksi ataupun produk bermacam – macam menurut jenis reaksi yang diselidiki dan keadaan fisika dari komponen reaksi(Keenan, dkk., 1999).
2.2 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi2.2.1 Sifat Dasar PereaksiZat – zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan kimia. Natrium bereaksi sangat cepat dengan air pada temperatur kamar, tetapi bereaksi lebih lambat dengan metil alkohol dan etil alkohol. Masing – masing reaksi tersebut bersifat serta merta, artinya perubahan energi bebasnya bernilai negatif. Selisih kereaktifannya dapat diterangkan dengan perbedaan struktur yang berlainan dari atom dan molekul bahan yang bereaksi. Jika suatu reaksi melibatkan dua spesi molekul dengan atom yang sudah terikat oleh ikatan kovalen yang kuat, tabrakan antara molekul – molekul ini tidak memiliki energi yang cukup untuk memutuskan ikatan molekulnya, sehingga menjadi sulit bereaksi atau kurang reaktif (Keenan, dkk., 1999).
2.2.2 Temperatur Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul – molekul bergerak kian – kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya molekul tersebut lebih sering bertabrakan satu sama lain. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena semakin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenanya memiliki energi cukup untuk bereaksi (Keenan, dkk., 1999).
2.2.3 Hadirnya Suatu KatalisKatalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan kimia yang permanen pada zat itu sendiri. Proses ini disebut katalisis. Katalis dapat mempengaruhi kecepatan reaksi dengan salah satu cara berikut:1. Pembentukan Senyawa Antara (Katalisis Homogen), yaitu penggunaan katalis yang dapat bereaksi baik dengan molekul yang miskin energi maupun molekul yang kaya energi untuk membentuk suatu senyawa antara yang kemudian bereaksi membentuk zat yang diinginkan.2. Metode Adsorpsi (Katalisis Heterogen), adalah suatu keadaan dimana gaya – gaya tarik antara molekul zat padat dan molekul gas atau cairan yang teradsorpsi mengakibatkan molekul yang teradsorpsi menjadi aktif secara kimiawi. Ini menyebabkan reaksi antara molekul A dan B yang berlangsung pada permukaan zat padat lebih cepat daripada jika katalis itu tidak ada (Keenan, dkk., 1999).
2.2.4 KonsentrasiLaju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Oleh karena itu konsentrasi pereaksi tentu saja dapat mempengaruhi kecepatan dalam reaksi (Keenan, dkk., 1999).
2.2.5 PengadukanPengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi yang dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Semakin cepat kecepatan stirrer, maka laju reaksi juga akan meningkat (Davis, dkk., 2003).Gambar 2.1 Grafik Pengaruh Pengadukan dengan Laju Reaksi(Davis, dkk., 2003)
2.3 Kinetika Reaksi HomogenKinetika kimia adalah bagian dari kimia fisika yang mempelajari tentang kecepatan reaksi-reaksi kimia dan mekanisme reaksi-reaksi tersebut.Termodinamika kimia mempelajari hubungan tenaga antara pereaksi dan hasil-hasil reaksi, tidak mempelajari bagaimana reaksi-reaksi tersebut berlangsung dan dengan kecepatan berapa kesetimbangan untuk reaksi kimia ini dicapai. Hal terakhir ini dipelajari dalam kinetika kimia, sehingga kinetika kimia merupakan pelengkap bagi termodinamika kimia.Tidak semua reaksi kimia dapat dipelajari secara kinetik. Reaksi-reaksi yang berjalan sangat cepat seperti reaksi-reaksi ion atau pembakaran dan reaksi-reaksi yang berjalan sangat lambat seperti pengkaratan, tidak dapat dipelajari secara kinetik. Diantara kedua jenis ini, banyak reaksi-reaksi yang kecepatannya dapat diukur.Kecepatan reaksi ialah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu, jadi – dC/dt. Tanda minus menunjukkan bahwa konsentrasi berkurang bila waktu berubah. Menurut hukum kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap, berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi (Sukardjo, 1997).
Untuk reaksi :n1A + n2B + n3C → hasil-hasil(Sukardjo, 1997)Laju didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi per satuan waktu. Umumnya laju reaksi meningkat dengan meningkatnya konsentrasi, dan dapat dinyatakan sebagai :Laju ≈ f (C1, C2, ……Ci)atau Laju ≈ k f (C1, C2,…….Ci)Dimana k adalah konstanta laju, juga disebut konstanta laju spesifik atau konstanta kecepatan, C1, C2,…. adalah konsentrasi dari reaktan-reaktan dan produk-produk. sebagai contoh dalam hal reaksi umum (Dogra, dkk., 1990).
2.4 Orde Suatu Reaksi KimiaOrde suatu reaksi ialah jumlah semua eksperimen (dari) konsentrasi dalam persamaan laju. Jika suatu reaksi kimia berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari hanya satu pereaksi, maka reaksi itu dikatakan sebagai reaksi orde pertama. Reaksi orde pertama dapat ditulis dalam persamaan dibawah ini.Laju = k[A]Jika laju reaksi itu berbanding lurus dengan pangkat dua suatu pereaksi, maka reaksi itu disebut reaksi orde kedua.Laju = k[A]2Suatu reaksi disebut juga sebagai reaksi orde kedua apabila laju reaksi berbanding lurus dengan dengan pangkat satu konsentrasi dari dua pereaksi.Laju = k[A][B]Suatu reaksi dapat berorde ketiga atau mungkin lebih tinggi lagi, tetapi hal – hal semacam itu sangat jarang terjadi. Suatu reaksi dapat tak bergantung pada konsentrasi suatu pereaksi. Pada reaksi A + B → C, jika konsentrasi B tidak menaikkan laju reaksi, maka reaksi itu disebut orde nol terhadap B, sehingga reaksi tersebut menjadi reaksi orde pertama yang dapat ditulis sebagai berikut :Laju = k[A][B]0 = k[A](Keenan, dkk., 1999)
2.5 Reaktor Batch Batch Reactor adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stoikiometri.1. Penggunaan Batch ReactorReaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair, polimerisasi, farmasi dan fermentasi.2. Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipeBatch :●Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur●Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama●Reaktor idealReaktor batch di desain untuk beroperasi dalam proses unsteady – state, banyak reaktor batchmenunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor, dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap konstan.Gambar 2.2 Reaktor Batch(Coulson, 1983)Misalkan : A + B PNeraca massa untuk komponen A adalah :• Amasuk = A keluar + A terakumulasi + A yang bereaksi• FAi = FAC + (dNA/dt) + (-rA)(V) (Coulson, 1983).2.6 Aplikasi dalam Industri “Produksi Konsentrasi Asam Gamma Linolenat dari Minyak Kapang Mortierella isabellina dengan Reaksi Alkoholisis Menggunakan Katalis Lipase dari Rhizomucor Miehei ”Asam gamma linoleat (AGL) adalah salah satu dari asam tak jenuh ganda. Menurut Horrobin (1992) , AGL juga merupakan asam lemak esensial yaitu asam lemak yang diperlukan oleh tubuh manusia namun tidak dapat disintesis oleh tubuh sehingga harus disuplai dari makanan. Asam lemak esensial mempunyai kegunaan antara lain sebagai penyusun struktur membran sel, pengatur sintesis dan transpor kolesterol, sintesis molekul regulasi seperti prostaglandin, dan pengontrol permeibilitas membran sel seperti pada sel gastrointestinal, serta pengontrol impermeibilitas air pada kulit.Tujuan dari penelitian yang dilakukan oleh Ardhian adalah mempelajari pengaruh konsentrasi enzim dan rasio mol substrat terhadap kecepatan reaksi alkoholisis minyak kapang komersial Mortierella isabellina dengan katalis lipase dari Rhizomucor mieihei.Penggunaan kapang untuk produksi AGL lebih mendapat perhatian. Hal ini disebabkan karena kapang memiliki keunggulan dibanding khamir dan mikroorganisme lain, yaitu kapang dapat tumbuh dalam kisaran yang rendah, dapat mendegradasi sumber karbon dan mampu tumbuh dengan cepat.Adapun metode penelitian yang digunakan adalah pertama alkoholisis minyak kapang dan pemisahan fraksi hasil reaksi alkoholisis dengan metode kromatografi lapis tipis (KLT) preparatif (Ardhian, 1998).
Sebanyak 200 mg (0,02334 mmol) minyak kapang dicampurkan dengan 69,08 mg n-butanol
|
Mulai
|
Diaduk dengan pengaduk magnetik dan z
|
Diisi head space dengan gas nitrogen
|
Campuran ditambahkan lipase dan 2 ml heksana kedalam vial 10 ml
|
Dialiri air pada suhu yang dikehendaki (50 oC)
|
Dilakukan pemisahan fraksi hasil reaksi alkoholisis dengan kromatografi lapis tipis
|
Selesai
|
Ditentukan konsentrasi enzim optimum dan rasio mol substrat optimum
|
Gambar 2.3 Flowchart Produksi Konsentrasi Asam Gamma Linolenat dari Minyak Kapang Mortierella isabellina dengan Reaksi Alkoholisis Menggunakan Katalis Lipase dari Rhizomucor Miehei(Ardhian, 1998)
BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Bahan dan Alat3.1.1 Bahan1. Asam Klorida (HCl) Fungsi : sebagai pentiter2. Aquadest (H2O) Fungsi : sebagai pelarut3. Kalium Hidroksida (KOH) Fungsi : sebagai reaktan4. Etil Asetat (CH3COOC2H5) Fungsi : sebagai reaktan5. Phenolpthalein (C20H16O4) Fungsi : sebagai indikator dalam titrasi
3.1.2 Alat1. Beaker glass Fungsi : sebagai wadah untuk menampung sampel2. Gelas ukur Fungsi : sebagai wadah untuk mengukur volume suatu larutan3. Erlenmeyer Fungsi : sbagai wadah larutan yang hendak dititrasi4. Pipet tetes Fungsi : mengambil zat dalam volume kecil5. Corong gelas Fungsi : sebagai alat bantu untuk menuang larutan ke buret6. Stopwatch Fungsi : menghitung waktu terjadinya reaksi7. Buret Fungsi : wadah larutan pentitran
8. Statif dan KlemFungsi : sebagai penyangga buret9. Stirrer Fungsi : untuk mengaduk larutan sampel10. NeracaFungsi : menimbang massa zat BAB IV PEMBAHASAN
Konstanta kecepatan reaksi menyatakan seberapa cepat suatu reaksi berjalan. Pengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi. Semakin cepat kecepatan stirrer, maka laju reaksi juga akan meningkat. Oleh karena itu, semakin cepat kecepatanstirrer maka konstanta kecepatan reaksi juga akan semakin besar (Davis, dkk., 2003).
Komentar
Posting Komentar