Jumat, 27 Desember 2013

PERSAMAAN ARHENIUS DAN ENERGI AKTIVASI




I.              TUJUAN
à     Dapat menjelaskan hubungan kecepatan reaksi dengan suhu
à     Dapat menghitung energi aktivasi dengan menggunakan persamaan Arrhenius
II.           PERINCIAN KERJA
à     Membuat sistim antara K2S2O8 dan H2O dengan KI, Na2S2O3 dan Kanji
à     Menyamakan suhu dari campuran
à     Mencampurkan kedua sistem yang telah dibuat
III.        ALAT dan BAHAN
à     Alat yang digunakan
?  Termometer
?  Stop Watch
?  Erlenmeyer 100ml                   8 Buah
?  Pipet volume 5ml + 10 ml       2 + 1 Buah
?  Gelas piala 100ml + 250 ml    1 + 1 Buah
?  Hot plate
à     Bahan yang digunakan
?  Larutan Na2S2O8 0,04M
?  Larutan KI 0,1M
?  Larutan Na2S2O3 0,001M
?  Larutan Kanji 1%
?  Es batu
IV.             DASAR TEORI
Pada tahun 1889 Arhenius mengusulkan sebuah persamaan empiric yang menggambarkan kebergantungan konstanta laju reaksi pada suhu. Persamaan yang diusulkan Arhenius itu adalah sebagai berikut:
K =          A x e - Ea/RT
Dimana :
K    =          Konstanta kecepatan Rx
Ea   =          Energi Aktivasi
A    =          Faktor frekwensi

Faktor e - Ea/RT menunjukkan fraksi molekul yang memiliki energi yang melebihi energi aktivasi. Sehingga persamaan dapat ditulis dalam bentuk logaritma :
Ln K = Ln A – Ea/RT
Dari persamaan diatas dapat dibuat kurva Ln K sebagai fungsi 1/T akan merupakan sebuah garis lurus dengan slope = – Ea/R dan akan memotong sumbu Ln K pada Ln A


 












Energi aktivasi merupakan suatu energi minimum yang harus dilewati oleh suatu reaksi. Misalnya A                            Produk


 








Pada reaksi A supaya menjadi produk. Ea merupakan energi penghalang yang harus diatasi oleh reaksi A. Molekul A dalam hal ini memperoleh energi dengan jalan melakukan tumbukan antara molekul.
Suatu reaksi dapat terjadi apabila energi yang diperoleh selama tumbukan tersebut berhasil melewati energi aktivasi (Ea) tumbukan terjadi antara 2 molekul yang berbeda, misalnya A dan B (reaksi bimolekular), energi penghalang A dan B membentuk kompleks aktif. Dalam hal ini dapat dituliskan sebagai :
A + B                             A  .................. B                               produk
                                       Kompleks aktif
Secara diagram dapat digambarkan :









Ea’ = Energi aktivasi reaksi ke kanan
Ea” = Energi aktivasi reaksi ke kiri
Dengan melihat hal tersebut diatas jelas bahwa energi aktivasi akan mudah dilewati bila molekul-molekul yang bertumbukan semakin cepat dan efektif menghasilkan reaksi.
Pada percobaan ini reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
2 I  +  S2O8 =                                    2 SO4=  +  I2

V.  CARA KERJA
      i.          Dibuat larutan kanji 1% dengan jalan menimbang 1gr kanji dan dipanaskan sampai mendidih didalam air 99 ml (ditunggu sampai kanji tak berwarna)
    ii.          Dimasukkan S2O8= sebanyak 5ml kedalam erlenmeyer I 100ml dan ditambahkan 5ml aquadest
  iii.          Dimasukkan KI sebanyak 10ml kedalam erlenmeyer II 100ml dan ditambahkan 1ml Tio sulfat serta 1ml larutan kanji 1%.
  iv.          Kedua-dua erlenmeyer ini sama-sama didinginkan didalam bongkahan es sampai mencapai suhu yang sama yaitu : 20°C, lalu dimasukkan campuran larutan di erlenmeyer I kedalam erlenmeyer II dan suhu tetap dijaga agar konstan 20°C.
    v.          Sewaktu dilakukan penambahan larutan I, stop watch juga kita jalankan dan ditunggu sampai terjadi perubahan warna ke biru, lalu stop watch dimatikan dan waktu yang dibutuhkan untuk terjadi perubahan warna dicatat.
  vi.          Dilakukan sebanyak 5 kali dengan perlakukan dan bahan yang sama kecuali untuk suhu, dimana setelah suhu 20°C, dicari untuk suhu 25°C, 30°C, 35°C, dan 40°C.

VI.             DATA PENGAMATAN
Suhu  (°C)
Suhu (oK)
1/T
Waktu(Det)
1/Det
Ln 1/Det
20
293
0,0034
203,81
0,0049
-5,3185
30
303
0,0033
149,13
0,0067
-5,0056
40
313
0,0032
98,54
0,0102
-4,5854
50
323
0,0031
42,89
0,0233
-3,7593
60
333
0,0030
27,58
0,0359
-3,3270

VII.          PERHITUNGAN
? Untuk mencari 1/ waktu (K-1)
a.    Untuk suhu 25°C 
20°C  + 273   = 293°K 
=  = 0,0034130 K-1




b.    Untuk suhu 25°C 
25°C  + 273   = 298°K 
=  = 0,0033557 K-1

c.    Untuk suhu 25°C 
30°C  + 273   = 303°K 
=  = 0,0033003 K-1

d.   Untuk suhu 25°C 
35°C  + 273   = 308°K 
=  = 0,0032468 K-1

e.    Untuk suhu 25°C 
40°C  + 273   = 313°K 
=  = 0,0031949 K-1

? Mencari ln 1/waktu
Ø Untuk waktu 1
Ln =  Ln 0,033670  =  - 3,39115 det –1

Ø Untuk waktu 2
Ln =  Ln 0,050251  =  - 2,99072 det –1
Ø Untuk waktu 3
Ln =  Ln 0,058480  =  - 2,83908 det –1

Ø Untuk waktu 4
Ln =  Ln 0,092593  =  - 2,37955 det –1

Ø Untuk waktu 5
Ln =  Ln 0,101010  =  - 2,29253 det –1

VIII.       PEMBAHASAN HASIL PERCOBAAN
? Dari praktikum yang kami lakukan ternyata didapatkan data yang kenaikan suhunya tidak tetap konstan dimana kurvanya masih berbelok-belok hal ini mungkin disebabkan sewaktu kami mengamati perubahan warna birunya tidak terlalu teliti sehingga dalam penggunaan stop watch pula tidak terlalu teliti, akan tetapi kita dapat mengetahui dari bentuk grafinya bahwa ternyata suhu itu berbanding lurus dengan kecepan reaksi, apabila terjadi peningkatan suhu maka akan mempercepat pula terjadinya reaksi.
? Dari persamaan garis lurus yang ada maka kita dapat mencari energi aktivasinya, diman energi ini merupakan energi penghalang bagi sampel yang bereaksi diman didapatkan besarnya energi aktivasinya sebesar 42,897Kgmol–1 bagi konstanta reaksainya yang sebesar 0,068.





? Dimana ln K nya dapat kita ketahui apabila harga x kita cari dengan menggantinya dengan harga 1/T seperti halnya :
Y  =  – 5159,6 x + 14,259
Ø Y1 = ( – 5159,6 x  0,0034130) + 14,259  =  ln K =  – 3,35056   ;   k  =   0,04
Ø Y2 = ( – 5159,6 x  0,0033557) + 14,259  =  ln K =  – 3,05509   ;   k  =   0,05
Ø Y3 = ( – 5159,6 x  0,0033003) + 14,259  =  ln K =  – 2,76938   ;   k  =   0,06
Ø Y4 = ( – 5159,6 x  0,0032468) + 14,259  =  ln K =  – 2,49295   ;   k  =   0,08
Ø Y5 = ( – 5159,6 x  0,0031949) + 14,259  =  ln K =  – 2,22535   ;   k  =   0,11
Ø Y rata-rata =  ( 0,04 + 0,05 + 0,06 + 0,08 + 0,11 ) / 5  =  0,068 

? Sedangkan untuk mencari faktor frekwensinya kita dapat mengacu pada nilai interceptnya dimana dilai intercenptnya setara dengan nilai ln a jadi nilai a dapat dicari seperti berikut :
Ln A  =   Intercept
Ln A  =  14,259      ;    A  =  1558134,764

? Mencari nilai Ea
Slope  = 
- Ea   =  Slope x R
          =  - 5159,6 °K x  8,314 kJ. Kgmol –1 .K –1
          =  - 42896,914 kJ. Kgmol –1
   Ea  = 42896,914 kJ. Kgmol –1 = 42,897 kJ mol –1


IX.             KESIMPULAN
? Perubahan suhu mempengaruhi kecepatan reaksi suatu zat, dimana makin tinngi suhunya maka makin cepat pula sebuah reaksi terjadi, sebaliknya makin rendah suhu suatu reaksi maka kecepatan reaksinya makin lambat pula.
? Energi aktivasi pada reaksi diatas sebesar : 42,897, konstanta kecepatan reaksinya sebesar 0,068, sedangkan untuk faktor frekwensinya (A) sebesar 1558134,764.

X.  JAWABAN PERTANYAAN
1.   Apakah yang dimaksud dengan energi aktivasi ?
? Energi aktivasi adalah energi standar yang dimiliki oleh tiap-tiap reaksi dimana energi ini merupakan energi paling minimun yang harus dimiliki oleh suatu zat untuk dapat bereaksi selama tumbukan antara partikel-partikel itu terjadi yang dapat kita katakan sebagai energi paling dasar yang menjadi penghalang untuk terjadinya suatu reaksi.
2.   Bagaimana pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi ?
? Suhu merupakan salah satu dari 6 faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi, dimana jika suatu zat memiliki suhu reaksi yang tinggi maka reaksi itu akan cepat terjadi, dengan kata lain makin tinggi temperatur/suhu suatu reaksi maka makin cepat pula zat itu bereaksi.
3.   Kesalahan dan penyimpangan apa yang anda perbuat selama percobaan ? Buatlah suatu cara pemecahannya.
? Kurang telitinya untuk pengambilan perubahan warna zat menjadi biru sehingga terjadi sedikit penyimpangan pada saat melihat perubahan warna yang dapat kita ketahui dari kurva yang didapat dimana kurvanya tidak berbentuk garis lurus. Solusinya dapat kita lakukan dengan menentukan tingkat kepekatan warna biru pada saat terjadi reaksi, warna itu harus kita tetapkan sebagai standar perubahan warna.
? Kurang telitinya ketika dilakukan pemipetan zat dimana terdapat kesalahan saat pembacaan dan adanya faktor kesalahan dari pipet itu sendiri dalam hal ini faktor kesalahan pipetnya 0,1 ml. Solusi untuk kesalahan pemipetan yaitu kita harus menggunakan pipet volum yang sesuai dengan banyaknya zat yang kita perlukan karena sehingga kesalahan karena pembacaan skalanya dapat kita kurangi.
? Kesulitan kita didalam mermpertahankan suhu pada saat zat itu akan direaksikan dan pada saat terjadi reaksi kita sulit untuk mempertahankannya seperti suhu sediakala. Kita mungkin dapat mengatasinya dengan menggunakan es pada saat suhu yang kita butuhkan dibawah suhu ruang dan mendekatkanya pada hot plate pada saat suhu yang kita butuhkan melebihi suhu ruang.

XI.             DAFTAR PUSTAKA
Buku penuntun “ Praktikum Kimia Fisika ” Jurusan Teknik Kimia politeknik Ujung Pandang 2004 dari file PEDC Bandung, Polititeknik Bandung.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar