PENDEKATAN KINETIKA TERHADAP REAKSI KESETIMBANGAN; STUDI KASUS PADA DATA PUSTAKA DAN REAKSI HIDROLISIS METIL ASETAT

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENDEKATAN KINETIKA TERHADAP REAKSI KESETIMBANGAN; STUDI KASUS PADA DATA PUSTAKA DAN REAKSI HIDROLISIS METIL ASETAT

Disusun Oleh :

WELLY RAMOS PERSADA M0306015 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to 2012 user Januari,

i


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Telah Mengesahkan Skripsi Mahasiswa: Welly Ramos Persada M 0306015, dengan judul “Pendekatan Kinetika terhadap Reaksi Kesetimbangan; Studi Kasus pada Reaksi Hidrolisis Metil Asetat dan Data Pustaka” Skripsi ini dibimbing oleh : Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Patiha, MS

Dra. Tri Martini, Msi

19490131 198103 1001

19581029 198503 2002

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari

: Senin

Tanggal

: 30 Januari 2012

Anggota Tim Penguji: 1. I.F. Nurcahyo, M.Si

1..................................

NIP : 19780617 200501 1001 2. Candra Purnawan, M. Sc.

2. ................................

NIP : 19781228 200501 1001 Disahkan oleh Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

Ketua Jurusan Kimia

Dr. Eddy Heraldy, M.Si commit to user NIP 19640305 200003 1002

ii


digilib.uns.ac.id

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul PENDEKATAN KINETIKA TERHADAP REAKSI KESETIMBANGAN; STUDI KASUS PADA DATA PUSTAKA DAN REAKSI HIDROLISIS METIL ASETAT belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 30 Januari 2012

WELLY RAMOS PERSADA

commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

PENDEKATAN KINETIKA TERHADAP REAKSI KESETIMBANGAN; STUDI KASUS PADA REAKSI HIDROLISIS METIL ASETAT DAN DATA PUSTAKA Welly Ramos Persada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret. ABSTRAK Tujuan penelitian adalah menentukan harga tetapan laju reaksi balik kb reaksi hidrolisis metil asetat, data pustaka Wilkinson, F. (1980: 64), dan data pustaka Wright, M. R. (2004: 91) dengan teknik pendekatan reaksi searah secara metode laju awal dan membuktikan bahwa harga tetapan kesetimbangan secara kinetika Kkin sama dengan harga tetapan kesetimbangan secara termodinamika Ktermo pada reaksi hidrolisis metil asetat. Reaksi hidrolisis metil asetat dipelajari secara titrimetri dengan mengamati perubahan konsentrasi asam asetat tiap waktu tetap secara isotermal. Data dianalisis dengan teknik pendekatan reaksi searah. Harga tetapan laju reaksi maju kf kinetika dan harga tetapan laju reaksi balik kb kinetika yang diperoleh tanpa menggunakan konsentrasi kesetimbangan dibandingkan harga tetapan laju reaksi maju kf kinetika konvensional dan kb kinetika konvensional yang diperoleh menggunakan konsentrasi kesetimbangan dengan toleransi kesalahan 5% Harga tetapan kesetimbangan kinetika Kkin, dibandingkan dengan tetapan kesetimbangan secara termodinamika Ktermo dengan toleransi kesalahan 5%. Hasil penelitian adalah harga kb pada reaksi kesetimbangan data pustaka Wilkinson, F. (1980: 64), dan data pustaka Wright, M. R. (2004: 91) dapat ditentukan dengan metode laju awal demikian juga dengan kb untuk reaksi hidrolisis metil asetat tetapi dengan koreksi, dan Kkin reaksi hidrolisis metil asetat sama dengan Ktermo. Kata Kunci: Metode laju awal, tetapan laju reaksi maju kf, tetapan laju reaksi balik kb, tetapan kesetimbangan secara kinetika Kkin

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

A KINETIC APPROACH TO EQUILIBRIUM REACTION: A CASE STUDY ON THE METHYL ACETIC HYDROLYSIS REACTION AND LITERATURE DATA Welly Ramos Persada Chemistry Department, Mathematics and Sciences Faculty, Sebelas Maret University ABSTRACT The objective of research is to determine the reverse reaction rate value kb of methyl acetic hydrolysis reaction, literature data of Wilkinson, F. (1980), and Wright, M.R. (2004) using direct reaction approach with initial rate method and to prove that the kinetic equilibrium constant Kkin equals to the thermodynamic equilibrium constant Kthermo in the methyl acetic hydrolysis reaction. The methyl acetic hydrolysis reaction is studied in titrimethry method by observing the change of acetic acid concentration in fixed time isothermally. The data was analyzed using direct reaction approach technique. The value of kinetic forward reaction rate constant kf and the value of kinetic reverse reaction rate constant kb obtained without using the equilibrium concentration were compared with the conventional constant of kinetic forward reaction rate kf and kb conventional kinetic obtained using equilibrium concentration with error tolerance of 5%. The kinetic equilibrium constant Kkin is compared with the thermodynamic equilibrium constant Kthermo with error tolerance 5%. The result of research showed that kb value in equilibrium reaction from the literature data of Wilkinson, F. (1980) and Wright, M.R. (2004) could be determined by initial rate method; so could be the kb for ethyl acetic hydrolysis reaction but with correction, and the Kkin of methyl acetate hydrolysis reaction equals to Kthermo.

Keywords: Initial rate method, the constant of forward reaction rate kf; the constant of reverse reaction rate kb; kinetic equilibrium constant Kkin.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

MOTTO

Ia membuat segala sesuatu indah pada waktunya, bahkan Ia memberikan kekekalan dalam hati mereka. Tetapi manusia tidak dapat menyelami pekerjaan yang dilakukan Allah dari awal sampai akhir. (Pengkhotbah 3 : 11)

Tetapi carilah dahulu Kerajaan Allah dan kebenaranNya, maka semuanya itu akan ditambahkan kepadamu. (Matius 6 : 33)

Jika anda sedang merasa benar, jangan terlalu berani dan bila anda sedang merasa salah jangan terlalu takut. (NN)

Sesuatu itu akan selalu terlihat susah apabila kita tidak pernah mencobanya (NN)

Orang baik menjadi lebih bijaksana setelah melewati suatu kegagalan (William Saroyan) commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk,

Papah dan Mamah ku tercinta, Terimakasih atas semua Doa, pengorbanan dan kasih sayangnya untuk ku, maaf kalau sering mengecewakan kalian. Aku ingin kalian bahagia. Adikku terkasih “Citra Dwi Estry” , Terimakasih telah menjadi penyemangat untukku. Thera Femaleda Laban, Terimakasih atas segala perhatian, peringatan dan dukungan nya. NHKBP Solo, Senang gabung dengan kalian semua, terimakasih telah menjadi keluargaku di kota Solo ini. Teman-teman kimia 2006, Terimakasih atas persahabatan dan Kebersamaannya serta dukunganya selama ini. Untuk semua pembaca, semoga dapat lebih bermanfaat.

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Sains dari Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari banyak pihak, karena itu penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Bapak Ari Handono Ramelan, MSc. PhD. Selaku Dekan FMIPA UNS. 2. Bapak Dr. Eddy Heraldy, MSi. selaku ketua Jurusan Kimia FMIPA UNS. 3. Bapak Drs. Patiha, MS. selaku pembimbing I atas bimbingan, arahan, masukan, dan ilmu yang telah diberikan. 4. Ibu Dra. Tri Martini, Msi. selaku pembimbing II atas bimbingan, arahan, masukan, dan ilmu yang telah diberikan. 5. Bapak Drs. Pranoto, MSc. selaku Pembimbing Akademis atas arahan, bimbingan, dan ilmu yan telah diberikan. 6. I.F. Nurcahyo, M.Si selaku Ketua Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret. 7. Seluruh Dosen di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret atas ilmu yang berguna dalam menyusun skripsi ini. 8. Para Laboran di Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret atas bantuan dan kerjasama yang baik. 9. Papah, mamah, dan adik yang terkasih atas doa, dukungan, dan pengertiannya. commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

10. Teman-teman Kimia’06 yang tidak mungkin disebutkan satu persatu, kakak dan adik tingkat atas semua dukungan dan persahabatannya selama ini. 11. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Semoga berkat dan anugerah dari Tuhan Yang Maha Esa melimpah kepada kita semua. Akhirnya penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak dalam rangka untuk menyempurnakan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan dan bagi pembaca.

Surakarta, 30 Januari 2012

Welly Ramos Persada

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL......................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................

ii

HALAMAN PERNYATAAN.......................................................................

iii

HALAMAN ABSTRAK...............................................................................

iv

HALAMAN ABSTRACT.............................................................................

v

HALAMAN MOTTO....................................................................................

vi

PERSEMBAHAN.........................................................................................

vii

KATA PENGANTAR...................................................................................

viii

DAFTAR ISI.................................................................................................

x

DAFTAR TABEL.........................................................................................

xii

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................

xiii

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................

xv

BAB I. PENDAHULUAN............................................................................

1

A. Latar Belakang Masalah............................................................

1

B. Perumusan Masalah...................................................................

3

1. Identifikasi masalah..............................................................

3

2. Batasan masalah...................................................................

5

3. Rumusan masalah.................................................................

6

C. Tujuan Penelitian......................................................................

6

D. Manfaat Penelitian....................................................................

7

BAB II. LANDASAN TEORI.......................................................................

8

A. Tinjauan Pustaka........................................................................

8

1. Reaksi Kesetimbangan..........................................................

8

2. Beberapa Data Kesetimbangan.............................................

18

3. Tetapan Kesetimbangan………………………………….

19

a. Cara Termodinamika………………………………….

14

b. Cara Kinetika………………………………………….. commit to user 4. Metode Integral.....................................................................

x

20 21


digilib.uns.ac.id

5. Metode Diferensial…………………………………………

22

6. Metode Laju Awal ...............................................................

23

7. Metil Asetat….......................................................................

26

B. Kerangka Pemikiran...................................................................

27

C. Hipotesis.....................................................................................

28

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN.....................................................

29

A. Desain Penelitian.......................................................................

29

B. Metode Penelitian......................................................................

29

C. Tempat dan Waktu Penelitian....................................................

29

D. Alat dan Bahan Penelitian.........................................................

30

1. Alat yang digunakan..............................................................

30

2. Bahan yang digunakan..........................................................

30

E. Cara Kerja...................................................................................

30

1. Pembuatan larutan................................................................

30

2. Standarisasi NaOH 0,2 M dengan asam oksalat 0,2 N..........

31

3. Penetuan kf dengan metode laju awal..................................

31

4. Penentuan konsentrasi asam asetat pada awal-awal reaksi dan konsentrasi asam asetat pada kesetimbangan................

32

F. Analisis Data…………………………………………...............

32

G. Penafsiran dan Penyimpulan Hasil.............................................

34

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………...

35

A. HASIL PENELITIAN...............................................................

35

B. PEMBAHASAN........................................................................

37

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………...

44

A. Kesimpulan…………………………………..………………..

44

B. Implikasi…………………………………………………….

44

C. Saran…………………………………………………………..

45

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….

46

LAMPIRAN...................................................................................................

48

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.

Variasi perubahan konsentrasi pada suatu reaksi isomerisasi sebagai fungsi waktu..................................................................

Tabel 2.

18

Variasi perubahan konsentrasi reaksi isomerisasi cis-1-etil-2metil-siklopropana sebagai fungsi waktu pada temperatur 425,6 oC......................................................................................

18

Tabel 3.

Laju reaksi untuk reaksi kesetimbangan………………………

21

Tabel 4.

Rangkuman persamaan laju untuk aA sebagai

22

produk............... Tabel 5.

Harga tetapan laju reaksi maju kb data Wilkinson (1980: 64)…

35

Tabel 6.

Harga tetapan laju reaksi maju kb data Wright (2004: 91)…….

35

Tabel 7.

Harga tetapan laju reaksi maju kf reaksi hidrolisis metil asetat..........................................................................................

Tabel 8.

Harga tetapan laju reaksi balik kb reaksi hidrolisis metil asetat..........................................................................................

Tabel 9.

36

36

Harga tetapan kesetimbangan K reaksi hidrolisis metil asetat...........................................................................................

36

Tabel 10.

Harga kb dari reaksi hidrolisis metil asetat…............................

40

Tabel 11.

Harga kb dari reaksi hidrolisis metil asetat……………………

41

Tabel 12.

Harga kb dari reaksi hidrolisis metil asetat……………............

42

Tabel 13.

Harga konstanta kesetimbangan K dari reaksi hidrolisis metil asetat…………………………………………………………..

commit to user

xii

43


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1.

Kesetimbangan kimia...........................................................

commit to user

xiii

8


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Tabel Lampiran 1.

Hasil analisis data Wilkinson (1980) bagi penentuan konsentrasi awal Co dan konsentrasi akhir CP-t hasil reaksi.............................................................................

Tabel Lampiran 2.

Harga tetapan laju reaksi balik kb pada data Wilkinson (1980) menggunakan persamaan integral......................

Tabel Lampiran 3.

48

48

Hasil analisis data Wright (2004) bagi penentuan konsentrasi awal Co dan konsentrasi akhir CP-t hasil reaksi.............................................................................

Tabel Lampiran 4.

Harga tetapan laju reaksi balik kb pada data Wright (2004) menggunakan persamaan integral......................

Tabel Lampiran 5.

49

Hasil titrasi hidrolisis metil asetat dengan variasi waktu…………………………………….....................

Tabel Lampiran 7.

49

Hasil titrasi hidrolisis metil asetat dengan variasi konsentrasi metil asetat setiap 10 menit………………

Tabel Lampiran 6.

48

50

Hasil analisis data hidrolisis metil asetat bagi penentuan konsentrasi awal Co dan konsentrasi akhir CP-t hasil reaksi..............................................................................

Tabel Lampiran 8.

51

Hasil analisis data hidrolisis metil asetat penentuan tetapan laju reaksi balik kb dengan persamaan integral..........................................................................

Tabel Lampiran 9.

51

Data titrasi hidrolisis metil asetat dan hasil analisis untuk mencari harga kf dengan metode laju awal….....

52

Tabel Lampiran 10. Data titrasi hidrolisis metil asetat dengan variasi waktu untuk mendapatkan konsentrasi asam asetat saat kesetimbangan……………............................................

53

Tabel Lampiran 11. Hasil analisis data dalam mencari harga kf dengan metode rumus yang ada (konvensional)……………….

54

Tabel Lampiran 12. Harga metil asetat tanpa reaksi balik…………………. commit to user

55

xiv


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Semua reaksi kimia sebenarnya ialah reaksi kesetimbangan. Namun pada umumnya tetapan kesetimbangan K pada reaksi kimia mempunyai harga yang relatif besar, sehingga biasanya dianggap sebagai reaksi-reaksi searah. Tetapan kesetimbangan ini pada umumnya ditentukan secara termodinamika. Untuk menentukan harga kesetimbangan reaksi secara termodinamika, maka konsentrasi setiap spesi yang ada didapatkan pada saat tercapai keadaan kesetimbangan. Berdasarkan konsep ini, untuk suatu sistem homogen, pada suatu temperatur tertentu, harga K sama dengan nisbah antara konsentrasi semua spesi produk pangkat koefisien masing - masing dengan spesi reaktan pangkat koefisien masing - masing pada saat reaksi mencapai keadaan setimbang (Patiha, 2001). Untuk mencapai keadaan setimbang, beberapa reaksi memerlukan waktu yang lama. Dalam prakteknya, terkadang, ini merupakan pekerjaan yang membosankan jika memerlukan waktu yang lama. Secara otomatis hal ini juga berpengaruh terhadap biaya yang dibutukan. Dengan demikian jika suatu reaksi memerlukan waktu yang lama maka akan membutuhkan biaya yang lebih besar untuk mencapai keadaan setimbang. Reaksi kesetimbangan juga dapat dipelajari dengan pendekatan kinetika. Untuk

beberapa

alasan

pendekatan

kinetika

ini

lebih

menguntungkan

dibandingkan pendekatan termodinamika. Meski secara termodinamika reaksi pembentukan suatu produk industri merupakan reaksi eksotermis, proses tetap dilakukan pada temperatur tinggi. Hal ini dipengaruhi oleh pertimbangan kinetika, yaitu walau hasil yang diperoleh lebih sedikit, namun waktu yang dibutuhkan lebih singkat. Konsep termodinamika hanya menyatakan bahwa jika konsentrasi salah satu pereaksi dilebihkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk, tetapi konsep kinetika menyatakan pereaksi mana yang sebaiknya dilebihkan supaya hasil produksi lebih banyak; dengan mengetahui order reaksi dapat ditentukan pada perbandingan berapa sebaiknya pereaksi harus direaksikan. Saat commit to user yang tepat untuk menentukan kapan reaksi sebaiknya dihentikan sehingga dapat

1


digilib.uns.ac.id 2

menghemat biaya produksi ialah dengan mengetahui tetapan laju dari reaksi tersebut. Saat keadaan setimbang laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik (Underwood, 2001). Jika reaksi berlangsung dalam satu tahap, maka tetapan kesetimbangan yang diperoleh secara termodinamika sama dengan tetapan kesetimbangan yang diperoleh secara kinetika, namun kebanyakan reaksi yang ada tidak berlangsung dalam satu tahap. Pendekatan kinetika kimia lebih menguntungkan dari pada pendekatan termodinamika. Pendekatan kinetika sejauh yang dipelajari dipustaka sekarang ini untuk mencari harga konstanta kesetimbangan (Kkin=kf/kb) masih menggunakan konsentrasi kesetimbangan yang dinyatakan dalam Wilkinson (1980), sehingga dapat dikatakan bahwa termodinamika untuk kinetika. Tetapan laju reaksi maju kf diperoleh dengan persamaan yang masih menggunakan konsentrasi pada saat kesetimbangan dan tetapan laju reaksi balik kb diperoleh dengan menggunakan Ktermo dibagi dengan kf. Padahal belum tentu Kkin sama dengan Ktermo. Kkin akan sama dengan Ktermo jika reaksi berlangsung 1 tahap sedangkan jika reaksi berlangsung beberapa tahap belum tentu Kkin akan sama dengan Ktermo. Horiuti dan Nakamura (1967) telah mempelajari hubungan antara tetapan kesetimbangan kinetika Kkin dengan tetapan kesetimbangan termodinamika Ktermo untuk reaksi-reaksi yang tidak

berlangsung 1 tahap. Mereka telah dapat

menentukan tetapan laju reaksi maju kf dengan metode laju awal. Namun tetapan laju reaksi balik kb masih ditentukan berdasarkan perkiraan mekanisme reaksi yang mungkin terjadi. Adamson (1986) mengusulkan mekanisme yang lain dimana diperoleh Kkin=Ktermo, sedangkan Levine (1988) mengusulkan mekanisme yang lain dimana diperoleh Kkin ≠ Ktermo, sehingga diperlukan penelitian tentang pendekatan kinetika terhadap konstanta kesetimbangan yang diharapkan dapat menentukan konstanta kesetimbangan tanpa harus mencari konsentrasi pada saat kesetimbangan. Adanya pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka diperlukan penelitian tentang pendekatan kinetika terhadap tetapan laju reaksi balik kb, dimana untuk tahap awal teknik penentuan harga tetapan laju reaksi balik kb dicoba dengan commit to Selain user itu penggunaan data pustaka ini menggunakan data pustaka terlebih dahulu.


digilib.uns.ac.id 3

dapat lebih meyakinkan bahwa teknik penentuan laju reaksi balik kb yang digunakan sudah benar. Selain menggunakan data pustaka, mempelajari pendekatan kinetika terhadap reaksi kesetimbangan juga dapat menggunakan data penelitian. Dalam hal ini tentu saja harus memilih reaksi yang dapat mewakili reaksi kesetimbangan. Reaksi kesetimbangan terdiri dari sistem homogen dan sistem heterogen. Pada sistem heterogen zat-zat yang terlibat pada reaksi kesetimbangan terdiri lebih dari 1 fasa. Namun pada sistem homogen zat-zat yang terlibat dalam reaksi kesetimbangan terdiri dari 1 fasa. Untuk tingkat awal lebih mudah menggunakan reaksi kesetimbangan sistem homogen, dimana hanya terdiri dari 1 fasa saja. Reaksi kesetimbangan homogen dapat terdiri dari reaksi kesetimbangan fasa cair – cair, reaksi kesetimbangan fasa padat – padat, dan reaksi kesetimbangan fasa gas – gas. Dalam mengamati reaksi kesetimbangan memang lebih bagus menggunakan fasa gas – gas. Namun dalam pelaksanaannya pengamatan reaksi kesetimbangan fasa gas – gas sulit untuk diamati. Agar lebih praktis banyak reaksi dilakukan dalam bentuk larutan. Bila suatu reaksi dilarutkan dalam suatu pelarut, partikelnya akan terbagi dan bercampur secara merata dengan bebas dalam larutan (Brady, 1998). Oleh karena itu reaksi yang digunakan dalam penelitian ini ialah reaksi kesetimbangan fasa cair – cair. Salah satu reaksi kesetimbangan fasa cair – cair ialah reaksi hidrolisis ester, dan penelitian kali ini ester yang digunakan ialah metil asetat. B. Perumusan Masalah 1. Identifikasi Masalah Berangkat dari pembicaraan yang telah disampaikan di atas, maka terdapat beberapa masalah yang dapat diidentifikasikan menjadi 3 masalah umum, yaitu masalah yang berkaitan dengan pendekatan kinetika yang digunakan, masalah yang berkaitan dengan data pustaka yang digunakan, dan masalah yang berkaitan dengan reaksi hidrolisis metil asetat. Masalah - masalah ini akan diberikan secara berurutan berikut ini. commit to user


digilib.uns.ac.id 4

Masalah pertama ialah berkaitan dengan pendekatan kinetika yang digunakan dalam penelitian ini. Adapun masalah – masalah yang dapat ditimbulkan antara lain : a. Masalah yang berkaitan dengan temperatur. Dalam hal ini temperatur dapat mempengaruhi laju reaksi. Pada umumnya kenaikan temperatur dapat mempercepat laju reaksi. Akan tetapi selama mekanisme reaksi tidak berubah, maka hukum laju juga tidak berubah. b. Masalah yang berkaitan dengan penentuan harga kf dan kb. Dalam buku nya Wilkinson (1980) menentukan harga K kinetika masih menggunakan konsentrasi pada saat keadaan setimbang. Hal ini tidak sesuai dengan konsep kinetika. Sedangkan Horiuti dan Nakamura (1967) telah mempelajari hubungan antara tetapan kesetimbangan kinetika Kkin dengan tetapan kesetimbangan K. Dalam penelitiannya Horiuti dan Nakamura dapat menentukan harga kf dengan metode laju awal, namun harga kb masih ditetapkan berdasarkan perkiraan mekanisme yang mungkin terjadi. Maka dengan demikian harga kb harus ditentukan melalui percobaan dengan menggunakan teknik tertentu. Masalah kedua ialah berkaitan dengan data pustaka yang digunakan dalam penelitian ini. Masalah yang dapat ditimbulkan adalah : a. Masalah yang berkaitan dengan data pustaka yang digunakan. Tentu saja untuk meyakinkan teknik penentuan harga tetapan laju reaksi balik kb yang digunakan, maka harus dipilih data pustaka yang tepat dan terpercaya. Ada banyak data pustaka yang memberikan data reaksi kesetimbangan. Salah satu reaksi kesetimbangan yang sederhana ialah reaksi order ke satu pada kedua arah. Data pustaka yang memberikan data reaksi order ke satu pada kedua arah antara lain terdapat dalam Wilkinson, F. (1980) dan Wright, M. R. (2004). Masalah ketiga ialah berkaitan dengan reaksi hidrolisis metil asetat. Pada reaksi hidrolisis metil asetat dapat ditemukan masalah – masalah yang akan ditimbulkan, antara lain : a. Masalah yang berkaitan dengan katalis yang digunakan pada reaksi hidrolisis commit to user metil asetat. Pada reaksi hidrolisis metil asetat dapat digunakan katalis basa


digilib.uns.ac.id 5

atau menggunakan katalis asam. Hidrolisis metil asetat dalam suatu basa merupakan suatu reaksi ireversibel, sedangkan hidrolisis metil asetat dalam suatu asam merupakan reaksi reversibel (Fessenden, 1986 ) b. Masalah yang berkaitan dengan teknik pengamatan yang digunakan dalam mempelajari pendekatan kinetika terhadap reaksi hidrolisis metil asetat. Adapun teknik pengamatan yang dapat digunakan untuk reaksi hidrolisis metil asetat

ialah menentukan tetapan kesetimbangan reaksi dengan melihat

berkurangnya jumlah metil asetat atau dapat juga diamati dengan melihat bertambahnya jumlah asam asetat dan metanol yang dihasilkan. Untuk tahap awal menentukan tetapan kesetimbangan reaksi dengan melihat berkurangnya jumlah metil asetat mungkin lebih sulit untuk dilakukan. c. Masalah yang berkaitan dengan teknik pengukuran yang digunakan untuk mengamati berkurangnya jumlah metil asetat atau bertambahnya jumlah asam asetat dan metanol pada reaksi hidrolisis metil asetat dapat diukur dengan menggunakan perubahan pH maupun dengan menggunakan metode titrasi. Karena reaksi ini berada dalam range pH yang sedikit, mungkin teknik pengukuran dengan menggunakan perubahan pH sulit untuk dilakukan. d. Masalah yang berkaitan dengan teknik analisis data yang digunakan. Ada beberapa teknik analisis data yang dapat digunakan, antara lain menggunakan grafik atau menggunakan metode statistik (kuadrat terkecil). Levine (1988) dan Steinfeld (1989) menyatakan metode statistik (kuadrat terkecil) sebagai alternatif yang lebih baik karena dengan grafik akan sangat sulit membedakan reaksi dengan order yang berdekatan , apalagi yang ordernya merupakan bilangan pecahan. 2. Batasan Masalah Berkaitan dengan identifikasi masalah yang telah disampaikan diatas, maka penelitian ini akan dilakukan dengan batasan – batasan berikut ini. Batasan terhadap masalah – masalah yang berkaitan dengan pendekatan kinetika yang digunakan antara lain : commit to user


digilib.uns.ac.id 6

a. Percobaan akan dilakukan pada temperatur yang

konstan, yaitu pada

temperatur kamar. Dengan ini diharapkan akan tetap memberikan gambaran yang memadai tentang reaksi selama mekanisme tidak berubah. b. Penentuan harga kf dan kb dilakukan dengan menggunakan metode laju awal. Batasan masalah yang berkaitan dengan data pustaka yang digunakan adalah : a. Data pustaka yang digunakan adalah data reaksi order ke satu pada kedua arah yang terdapat dalam Wilkinson, F. (1980) dan Wright, M. R. (2004) Batasan masalah terhadap reaksi hidrolisis metil asetat yang digunakan antara lain : a. Pada reaksi hidrolisis metil asetat digunakan katalis asam. b. Teknik pengamatan yang digunakan dalam mempelajari pendekatan kinetika terhadap reaksi hidrolisis metil asetat menggunakan pengamatan bertambahnya jumlah asam asetat dan metanol. c. Teknik pengukuran yang digunakan untuk mengamati bertambahnya jumlah asam asetat dan metanol dilakukan dengan menggunakan metode titrasi. d. Teknik analisis data yang digunakan ialah menggunakan metode kuadrat terkecil. 3. Rumusan Masalah Dengan

demikian,

berdasarkan

masalah

–

masalah

yang

telah

diidentifikasikan dan batasan masalah di atas, rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Apakah harga tetapan reaksi balik (kb) dapat ditentukan dengan metode laju awal? b. Apakah harga (K) kinetika sama dengan harga (K) secara termodinamika? C. Tujuan Penelitian Sejalan dengan rumusan masalah yang telah dirumuskan di atas, maka tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut ini. a. Menentukan tetapan reaksi balik (kb) dengan menggunakan metode laju awal. commit to user


digilib.uns.ac.id 7

b. Membuktikan bahwa harga tetapan kesetimbangan secara kinetika (Kkin) sama dengan harga tetapan kesetimbangan secara termodinamika (Ktermo) pada reaksi hidrolisis metil asetat. D. Manfaat Penelitian a. Secara teoritis hasil penelitian ini merupakan sumbangan bagi pengembangan ilmu pengetahuan (sains) terutama penerapan asas kinetika dalam kimia fisika. b. Secara praktis penelitian ini akan dapat menghasilkan suatu desain eksperimen yang dapat diusulkan sebagai petunjuk praktikum yang berkaitan dengan kinetika kimia pada reaksi hidrolisis metil asetat.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Reaksi Kesetimbangan Sejumlah besar reaksi tidak dapat berlangsung secara sempurna tetapi lebih cenderung mendekati suatu keadaan atau posisi kesetimbangan. Posisi kesetimbangan ini, merupakan akhir dari reaksi tersebut, meupakan suatu percampuran antara produk yang dihasilkan dan reaktan yang tidak terpakai dan berada dalam jumlah yang relatif tetap. Begitu kesetimbangan terjadi, praktis tidak ada lagi reaktan yang berubah. Keadaan ini ditentukan oleh tetapan kesetimbangan untuk reaksi; dari tetapan ini, komposisi dari campuran reaksi pada keadaan kesetimbangan dapat di hitung. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat digambarkan sebagai berikut : Konsentrasi zat

Produk

(TE)

(TE)

Reaktan Waktu ( t )

Gambar 1. Kesetimbangan kimia Salah satu ciri yang menunjukan bahwa suatu sistem telah mencapai kesetimbangan adalah adanya sifat-sifat tertentu yang menjadi konstan dan dapat diukur. Hal ini digambarkan pada gambar 1. Pada gambar terlihat bahwa setelah melewati waktu tertentu (TE), baik konsentrasi reaktan maupun konsentrasi commit to user produk tidak berubah lagi ( Tony Bird, 1993).

8


digilib.uns.ac.id 9

Sebagian besar reaksi kimia bersifat reversibel artiya hanya reaktanreaktan yang bereaksi membentuk produk, tetapi produk pun saling breaksi untuk membentuk reaktan kembali. Hal di atas dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:

A dan B = reaktan C dan D = produk a, b, c, dan d = koefisien stoikiometri (Oxtoby, 2001) Faktor-faktor yang dapat menggeser letak kesetimbangan antara lain adalah : a. Perubahan konsentrasi salah satu zat Apabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut. Contoh : 2SO2(g) + O2(g) i.

Bila

pada

2SO3(g)

sistem

kesetimbangan

ini

ditambahkan

gas

SO2,

maka

kesetimbangan akan bergeser ke kanan. ii.

Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

b.

Perubahan volume atau tekanan Jika

dalam

suatu

sistem

kesetimbangan

dilakukan

aksi

yang

menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan. i. Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil), kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi kecil. ii. Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar), kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi besar.

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

iii. Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan. Contoh : N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g) Koefisien reaksi di kanan = 2 Koefisien reaksi di kiri = 4 i. Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (volume diperkecil), maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. ii. Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil (volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri. c.

Temperatur Faktor yang mempengaruhi laju reaksi: sifat dasar pereaksi, temperatur,

ada-tidaknya zat katalitik, dan konsentrasi pereaksi. Laju reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Biasanya kenaikan sebesar 10 C akan melipatkan dua atau tiga suatu laju reaksi antara molekul-molekul. Kenaikan laju reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul-molekul bergerak kian-kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya bertabrakan satu sama lain lebih sering. Tetapi, ini belum menjelaskan seluruhnya, kecuali bila energi pengaktifan praktis nol. Dengan naiknya temperatur, bukan hanya molekulmolekul sering bertabrakan, tetapi mereka bergerak lebih cepat. Pada temperatur yang ditinggikan, persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena makin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenanya memiliki energi cukup untuk bereaksi (Pudjaatmaka, 1989). Mengubah suhu campuran kesetimbangan dapat dilakukan dengan menambah atau mengurangi kalor dalam system tersebut. Penambahan kalor akan menguntungkan reaksi serap-panas (endoterm). Pengurangan kalor akan menguntungkan reaksi lepas-panas (eksoterm), sistem berusaha mengganti kalor yang dikeluarkan.Peningkatan suhu suatu campuran kesetimbangan menyebabkan pergesran kesetimbangan kearah reaksi endoterm. Penurunan suhu menyebabkan pergeseran reaksi kearah eksoterm (Petruci,1985). commit to user



i. Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm). ii. Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm). Contoh: 2NO(g) + O2(g)

2NO2(g) ; ΔH = -216 kJ

iii. Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri. iv. Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. d.

Katalis Suatu katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi

kimia tanpa dirinya mengalami perubahan yang permanen. Proses ini disebut dengan katalisis. Katalis berperan aktif dalam reaksi, ia merupakan bagian dari reaksi tetapi tidak merubah stoikiometri reaksi. Jika katalis dilambangkan sebagai k, maka reaksi dituliskan sebagai k

A+B→P+Q Yang berarti bahwa : 1. Katalis dapat diperoleh kembali tanpa mengalami perubahan kimia pada akhir reaksi. 2. Suatu katalis tidak akan mengubah posisi kesetimbangan kimia suatu reaksi. 3. Karena pada kesetimbangan laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik, maka katalis mempercepat baik reaksi maju maupun reaksi balik sama besar atau dengan kata lain katalis hanya mempercepat terjadinya suatu keadaan kesetimbangan (Patiha dan Siswowiyoto, 2000). Berdasarkan fase katalisator dan fase reaktan katalisator dapat dibedakan menjadi 2, yaitu : katalisator homogen dan katalisator heterogen. Katalisator homogen yaitu katalisator yang mempunyai fasa sama dengan zat yang terlihat dalam reaksi. Sedangkan katalisator heterogen adalah katalisator yang mempunyai fase yang berbeda dengan zat yang terlihat dalam reaksi. (Tri martini dkk, 2000) Secara umum, hukum laju suatu reaksi yang terkatalisis yang menuruti persamaan to → user A + B +commit Katalis C + D + Katalis



adalah jumlah laju reaksi tak terkatalisis dan terkatalisis atau -d[A]/dt = ko [A] [B] + k1[A] [B] [K] …………………[1] ko = tetapan laju reaksi tak terkatalisis, k1 = tetapan laju reaksi terkatalisis dan

=

tingkat reaksi terhadap katalis, yang harganya biasanya 1. Dengan demikian tetapan laju k teramati adalah k = ko + k1[K]

untuk

= 1....................[2]

Pada umumnya reaksi tak-terkatalisis jauh lebih lambat dari reaksi terkatalisis sehingga [2] menjadi -d[A]/dt = k1[A] [B] [K]………………………….[3] Tetapan k1 untuk reaksi terkatalisis, yang menyatakan efisiensi katalis terhadap reaksi tertentu, kadang-kadang juga disebut sebagai tetapan katalisis atau koefisien katalisis. Selama katalis tidak merupakan produk reaksi, konsentrasinya akan tetap selama reaksi sehingga dapat dituliskan sebagai - d[A]/dt = k untuk k

kat

=

kat

[A] [B] …………………………..[4]

k1[K], sehingga reaksi terkatalisis seakan-akan seperti tak-

terkatalisis. Karena itu, untuk menentukan harga k1 dari harga k hasil percobaan, pengaruh konsentrasi katalis harus diperhitungkan. Sebagai contoh, pada reaksi CH3CH[OH]2

CH3CHO + H2O dengan katalis Asam Asetat [HA], pada

konsentrasi 1,01x10-3 dan 1,95x10-3 M diperoleh masing-masing harga k = 2,01x10-2 dan 3,90x10-2 menit-1. Kelihatannya tetapan lajunya tidak konstan. Namun bila harga tersebut dibagi dengan konsentrasi katalis maka diperleh harga kHA yang sama yaitu 20,0 M-1 menit-1 (Stevens, 1961). Pada kasus yang lebih rumit, harga-harga ini belum akan sama. Misalnya Pada kasus reaksi terkatalisis asam umum, baik asamnya maupun ion H+, kesemuanya dapat bertindak sebagai katalis sehingga semua harus diperhitungkan. Katalis bereaksi pada awal dan dihasilkan kembali pada akhir reaksi. Karena itu, selama katalis tidak merupakan produk reaksi, katalis tidak commit to user



mempengaruhi harga tetapan kesetimbangan. Katalis mempercepat baik reaksi maju maupun balik; katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Reaksi kesetimbangan ada yang berlangsung dalam satu tahap dan ada yang berlangsung dalam beberapa tahap. Salah satu contoh reaksi kesetimbangan yang berlangsung dalam satu tahap adalah disosiasi Methyl Orange. Rumus kimia dari Methyl Orange adalah C14H14N3NaO3S. Secara umum Methyl Orange ini yang merupakan asam lemah (HA), dan akan terdisosiasi menuruti persamaan reaksi HA

H+ + A-

Dalam larutan encer, reaksi ini akan mempunyai tetapan disosiasi

Menurut pustaka, harga Ka = l,9953 x l04. Dipercayai reaksi ini berlangsung dalam 1 tahap dan oleh karena itu maka Kkin juga akan mempunyai harga yang sama dengan harga Ktermo. Detail penentuannya secara termodinamika diberikan dalam Crockford djp. (1975). Seperti yang telah disampaikan sebelumnya selain reaksi kesetimbangan yang berlangsung satu tahap, namun ada juga reaksi kesetimbangan yang berlangsung dalam beberapa tahap. Salah satu contoh reaksi kesetimbangan yang berlangsung dalam beberapa tahap adalah hidrolisis ester. Hidrolisis ester dapat menggunakan katalis asam. Esterifikasi asam karboksilat dengan suatu alkohol merupakan reaksi reversibel. Bila asam karboksilat diesterkan, digunakan alkohol berlebih. Untuk membuat reaksi kebalikannya yakni hidrolisis berkatalisiskan asam dari ester menjadi asam karboksilat digunakan air berlebihan. Kelebihan air akan menggeser kesetimbangan ke arah sisi asam karboksilat. Jika air yang digunakan diberi oksigen bertanda yaitu oksigen-18 dalam hidrolisis itu, oksigen bertanda ini akan berada dalam asam karboksilat. O

RCOR +

H218O

H+

RC18OH + ROH commit to user



Sebabnya adalah karena air menyerang gugus karbonil. Ikatan RO tidak putus dalam hidrolisis. O

ikatan ini putus

RC

O

R ikatan ini tidak putus

Mekanisme berikut ini menerangkan hasil pengamatan tersebut diatas. Perhatikan bahwa tahap pertama adalah protonasi (hanya ditunjukan satu struktur resonansi), yang diikuti dengan adisi H2O, kemudian eliminasi R’OH, yang disusul dengan derotonisasi O

OH

OH H

RC

↔

OR'

RC

+

-H RC

↔

OR'

+

H+

-R'OH OR'

H 18

RC

↔

18

OH2

OH RC

OR'

18

↔

↔

OH

H218O

+

↔

OH

OH

18

OH

OH

O

OH -H+

↔

RC

OR'

RC 18

OH

↔

18

OH

dan

RC OH

RC 18

O

Struktur resonansi Untuk asam terprotonkan Mekanisme yang disederhanakan untuk hidrolisis ester dapat ditulis sebagai berikut: O

O

OH H+

RCOR'

+

H2O

↔

R

C

OR'

↔

RCOH

+

HOR'

OH

Hidrolisis ester dapat menggunakan katalis basa (penyabunan). Hidrolisis suatu ester dalam basa, atau penyabunan (saponifikasi) merupakan suatu reaksi tak reversibel. Karena tidak reversibel penyabunan seringkali menghasilkan asam karboksilat dan alkohol dengan rendemen yang lebih baik daripada hidrolisis asam. Karena reaksi berlangsung dalam suasana basa, hasil penyabunan adalah commit to user



garam karboksilat (Fessenden, 1986). Persamaan reaksi hidrolsisis metil asetat adalah : H+

CH3COOCH3 + H2O

CH3COOH + CH3OH

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, tetapi dapat dikatalisis oeh ion H+. Walaupun telah dikatalisis, untuk mencapai kesetimbangan masih dibutuhkan beberapa hari. Karena reaksi berlangsung sangat lambat, konsentrasi reaktan maupun produk dapat ditentukan dengan titrasi yang dilakukan dengan cepat. Titrasi yang dilakukan dengan cepat, diharapkan tidak menggangu kesetimbangan secara nyata. (Tony Bird, 1987). Selain reaksi hidrolisis ester masih ada contoh lain dari reaksi kesetimbangan yang berlangsung dalam beberapa tahap. Reaksi itu adalah reaksi Fe2+ dengan Hg22+. Horiuti dan Nakamura (1967) telah mempelajari secara mendalam hubungan antara tetapan kesetimbangan kinetika Kkin dengan tetapan kesetimbangan termodinamika K untuk reaksi-reaksi yang tidak berlangsung dalam 1 tahap. Reaksi oksidasi besi(II)) dengan raksa(II).

2Fe2

2Hg 2

2Fe3

Hg22

mempunyai tetapan kesetimbangan 2 [ Fe3 ]eq [ Hg 22 ]eq

K

2 2 [ Fe2 ]eq [ Hg 2 ]eq

……………………………..[5]

Mereka menemukan bahwa hukum laju reaksi maju nya adalah

vf

k f [Fe2 ][Hg 2 ]

…………………………….[6]

Berdasarkan hukum laju ini mereka kemudian mengajukan mekanisme k1 2

Fe

Hg

2

Fe3

Hg

lambat setimbang

k-1

k2

Hg 22

2Hg k-2

cepat setimbang commit to user



kemudian

yang bila diselesaikan dengan menggunakan pendekatan Tahap Penentu Laju, setelah beberapa langkah akan menghasilkan

kb [ Fe3 ][Hg 2 ]0,5 …………………………...[7]

vb

Pada saat setimbang vf = vb atau

k f [Fe2 ]eq [Hg 2 ]eq = kb [Fe3 ]eq [Hg 2 ]0eq,5 ……………….[8] kf kb

K kin

[ Fe3 ]eq [ Hg 22 ]0eq,5 [ Fe2 ]eq [ Hg 2 ]eq

………………………[9]

Supaya tahap II dapat berlangsung maka tahap I harus berlangsung 2 (dua) kali, sehingga bilangan stoikiometrinya s = 2. Selanjutnya, bila Kkin dipangkatkan 2 atau Kkin2 = K. Mereka

menyatakan bahwa hubungan antara Kkin dengan K dapat

dinyatakan dalam persamaan

dimana s

menyatakan bilangan stoikiometri yaitu bilangan yang

menyatakan berapa kali 1 tahap harus berlangsung supaya tahap berikutnya bisa juga berlangsung.

commit to user



Adamson (1986), menyatakan bahwa sesungguhnya reaksi tersebut mungkin juga berlangsung dalam 3 tahap. Mekanisme reaksi yang diajukan oleh Adamson ilah sebagai berikut: k1 2

Fe

Hg

2

Fe3

Hg

lambat setimbang

k-1 k2

Fe

2

Fe3

Hg

Hg

cepat setimbang

k-2 k3

Hg Hg

2

Hg 22

lambat setimbang

k-3 yang bila diselesaikan dengan menggunakan pendekatan Tahap Penentu Laju, setelah beberapa langkah akan menghasilkan

vb

kb

[ Fe3 ]2 [ Hg 22 ] …………………………. [10] [ Fe2 ][Hg 2 ]

Pada saat setimbang vf = vb atau

k f [Fe2 ]eq [Hg 2 ]eq = k b

kf kb

K kin

2 [ Fe3 ]eq [ Hg 22 ]eq

[ Fe2 ]eq [ Hg 2 ]eq

2 [ Fe3 ]eq [ Hg 22 ]eq 2 2 [ Fe 2 ]eq [ Hg 2 ]eq

……………………………. [11]

……………………... [12]

Berdasarkan [12], Kkin = K Hal yang menarik dari pembicaraan di atas ialah bahwa meski berangkat dari hukum laju reaksi maju yang sama, mereka memberikan hukum laju reaksi balik yang berbeda. Ini disebabkan karena hukum laju reaksi balik hanya ditafsirkan berdasarkan mekanisme reaksi yang mungkin terjadi. Mekanisme commit to user mekanisme itu sendiri hanya disusun berdasarkan aturan - aturan tertentu.



Mungkin benar secara teori tetapi tidak mempunyai bukti fisik. Seperti telah disinggung di depan, penggunaan hukum laju awal sendiri pada saat kesetimbangan, “menafikan” kemungkinan pengaruh reaksi balik. Apabila reaksi berlangsung 1 tahap harusnya bisa diterima.

Tetapi bila berlangsung dalam

beberapa tahap, apalagi bila order reaksi maju dan balik pada setiap tahap berbeda, hal ini bisa menimbulkan masalah besar, utamanya bila penentuan hukum laju menggunakan persamaan diferensial. Oleh karena itu adalah perlu untuk menentukan hukum laju reaksi balik juga dengan metode laju awal. 2. Beberapa data reaksi kesetimbangan Wilkinson, F. (1980) memberikan contoh soalan reaksi kesetimbangan yang order ke satu pada kedua arah. Tabel 1. Variasi Perubahan Konsentrasi pada Suatu Reaksi Isomerisasi sebagai Fungsi Waktu. t / jam

0

1,0

2,0

3,0

4,0

∞

%A

100

72,5

56,8

45,6

39,5

30

Pertanyaan utamanya adalah menentukan harga tetapan kesetimbangan K, tetapan laju reaksi maju kf dan tetapan laju reaksi balik kb. Dengan memanfaatkan konsentrasi kesetimbangan dan persamaan integral konvensional untuk reaksi order ke satu pada kedua arah diperoleh bahwa harga K, kf , dan kb, masing-masing secara berurutan adalah 2,33, 9,72x10-5detik-1, dan 4,17x10-5 detik-1. Wright, M. R. (2004) memberikan reaksi isomerisasi cis- dan trans-1etil-2-metil siklo-propana sebagai suatu contoh reaksi kesetimbangan order kesatu pada kedua arah. Tabel 2. Variasi Perubahan Konsentrasi Reaksi Isomerisasi cis-1-Etil-2-metil siklo-propana pada sebagai Fungsi Waktu pada Temperatur 425,6 o C. ( K = [trans]eq/[cis]eq = 2,79 ). t / detik

0

[cis] / mol dm-3

0,01679

400

1000

0,01406 0,01102 commit to user

1600

2100

0,00892

0,00775



Pertanyaan utamanya adalah menentukan harga tetapan laju reaksi maju kf dan tetapan laju reaksi balik kb. Dengan memanfaatkan konsentrasi kesetimbangan dan persamaan integral konvensional untuk reaksi order ke satu pada kedua arah diperoleh bahwa harga kf

dan kb, masing-masing secara

berurutan adalah 4,60x10-4 detik-1, dan 1,65x10-4 detik-1. 3. Tetapan kesetimbangan Besarnya tetapan kesetimbangan tergantung pada reaksi yang terjadi, dan diperoleh dari hasil percobaan. Apabila harga tetapan kesetimbangan kecil berarti reaksi dari kiri ke kanan tidak berjalan sempurna, sedangkan apabila harga tetapan kesetimbangan besar berarti reaksi berjalan dari kiri ke kanan menuju kesempurnaan.(Patiha dan Siswowiyoto, 2000) Besarnya tetapan kesetimbangan dari suatu reaksi harus diketahui agar dapat menghitung sampai sejauh mana suatu reaksi berlangsung sampai dengan selesai pada serangkaian kondisi yang diberikan (Underwood, 1999). Cara untuk menentukan tetapan kesetimbangan dari suatu reaksi kimia dapat dilakukan dengan cara termodinamika dan cara kinetika. a) Cara Termodinamika Konsep termodinamika hanya menyatakan bahwa jika konsentrasi salah satu pereaksi dilebihkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk. Dalam menentukan tetapan kesetimbangan termodinamika tidak berbicara tentang berapa lama suatu reaksi mencapai keadaan setimbang. Untuk menentukan harga kesetimbangan reaksi secara termodinamika, maka konsentrasi setiap spesi yang ada didapatkan pada saat tercapai keadaan kesetimbangan. Berdasarkan konsep ini, untuk suatu sistem homogen, pada suatu temperatur tertentu, harga K sama dengan nisbah antara konsentrasi semua spesi produk pangkat koefisien masing masing pada saat reaksi mencapai keadaan setimbang. Secara termodinamika, untuk reaksi fasa gas aA(g) + bB(g)

mM(g) + nN(g)………….……….. [13]

pada keadaan setimbang berlaku persamaan commit to user……………………………… [14]



dengan K menyatakan tetapan kesetimbangan. b) Cara Kinetika Tetapan kesetimbangan dapat juga diperoleh secara kinetika (selanjutnya disebut Kkin). Underwood (1999) menyatakan bahwa kita harus mengetahui besarnya tetapan kesetimbangan dari suatu reaksi agar kita dapat menghitung sampai sejauh mana suatu reaksi berlangsung sampai dengan selesai pada serangkaian kondisi yang diberikan. Secara kinetika, keadaan kesetimbangan akan tercapai jika laju reaksi maju sama dengan reaksi balik atau Vf = Vb…………………………………………………………………[15] Penerapan [13] pada [15] akan menghasilkan kf [A]α[B]β = kb[M]µ[N]v…………………………. [16] Jika reaksi berlangsung dalam 1 tahap makaα, β, µ dan v, secara berurutan, akan merupakan koefisien stoikiometri spesi bertalian sehingga, akan diperoleh ………………………….. [17] yang tepat sama dengan [14]. Akan tetapi jika reaksi tidak berlangsung dalam 1 tahap maka harga kedua tetapan ini tak terlalu sama. Pendekatan

kinetika

yang

ada

sekarang

untuk

reaksi-reaksi

kesetimbangan, yaitu penentuan harga Kkin dengan persamaan integral, seperti yang tertera dalam tabel 3 (Laidler, 1987). Dari tabel 3 diatas dapat diketahui bahwa persamaan-persamaan yang ada masih menggunakan data kesetimbangan yaitu xe. Penggunaan persamaan-persamaan pada tabel 3 haruslah sesuai dengan reaksi, hal ini tentunya akan sedikit menyulitkan dan yang diperoleh hanyalah kf . Harga kb belum dapat ditentukan. Horiuti dan Nakamura (1967) telah dapat menetukan harga kf tanpa menggunakan data kesetimbangan, namun menggunakan metode laju awal. Mereka menyatakan bahwa hubungan antara Kkin dengan K dapat dinyatakan dalam persamaan …………………………………[18] commit to user



dimana s menyatakan bilangan stoikometri yaitu bilangan yang menyatakan berapa kali 1 tahap reaksi harus berlangsung supaya tahap berikutnya bisa juga berlangsung. Tabel 3. Laju Reaksi untuk Reaksi Kesetimbangan Persamaan Stoikiometri

Persamaan Laju* Bentuk Differensial

BentukIntegral

.

4. Metode integral Metode integral adalah suatu prosedur untuk mengukur konsentrasi pereaksi pada interval waktu yang bervariasi dari suatu reaksi dan untuk mensubstitusi data ke dalam persamaan integral tertera pada Tabel 1. Persamaan yang memberikan harga tetapan laju yang paling konstan pada interval waktu tertentu adalah yang paling mendekati tingkat reaksi yang sesungguhnya. (Chang, 1981) Untuk reaksi tingkat ke-n hanya akan dibicarakan yang mempunyai ungkapan laju 1d A a dt

n

k A …………………….........[19]

Untuk n ≠ 1, penyelesaian [19] adalah

1 1 n 1 k At ………………………[20] n commit 1 n 1 [ A] A 0to user



Tabel 4. Rangkuman Persamaan Laju untuk aA  Produk Tingkat Reaksi

Bentuk Integral

Waktu Paruh

Satuan Tetapan Laju

d A =k dt

[A]0-[A] = kt

A0 2k

M s-1

Bentuk Differensial

-

0

1

-

d A = k[A] dt

[A] = [A]0 e-kt

ln 2 k

s-1

2

-

d A 2 = k[A] dt

1 1 = kt A A0

1 A 0k

M-1 s-1

Pada metode integral digunakan persamaan-persamaaan yang merupakan hasil integrasi dari persamaan diferensial hukum laju. Ada 2 bentuk umum persamaan integral yaitu Ln

untuk n = 1 dan untuk n ≠ 1

Untuk menentukan tingkat reaksi yang tepat, data harus diterapkan pada semua harga n yang mungkin untuk dipilih persamaan yang paling pas. Tingkat reaksi dan tetapan laju yang diperoleh dangan cara integral mempunyai harga yang pasti, tetapi tentu saja tidak praktis (Patiha dan Siswowiyoto, 2000). 5. Metode diferensial Metode differensial, pertama kali diperkenalkan oleh Van’t Hoff pada tahun 1884, sampai saat ini tetap diyakini sebagai cara yang paling tepat untuk menentukan tingkat reaksi apabila tidak ada keterangan awal yang memadai mengenai reaksi tersebut. Berdasarkan persamaan laju -d[A]/dt = v =k [A]n……………………………[21] Tingkat reaksi n dapat ditentukan dari lereng dan tetapan laju k dari intersep kurva linear log laju v lawan log konsentrasi. Masalahnya, log laju tidak commit to user selalu memberikan hubungan yang linear pada setiap konsentrasi dan tingkat



reaksi n dan harga tetapan laju k yang diperoleh bisa bukan merupakan harga yang sebenarnya. Oleh karena itu harga k ini harus dicek dengan harga yang diperoleh dari metode integral; jika harganya sesuai maka barulah n tersebut dapat dikatakan reaksi yang sebenarnya. (Laidler, 1987) 6. Metode laju awal Laju reaksi awal merupakan laju yang diperoleh dengan membagi perubahan konsentrasi pereaksi yang terjadi dalam interval waktu yang pendek yang mengikuti awal reaksi (∆ pereaksi) dengan interval waktu (∆t). (Petrucci, 1985) Dengan metode ini, masalah reaksi samping dan reaksi kebalikan dapat ditiadakan. Dalam metode ini, prosedur yang dilakukan adalah mengukur laju reaksi awal dengan konsentrasi awal yang berbeda-beda. Misalnya, laju suatu reaksi = k ax by cz , maka dalam metoda ini mulamula ax by dibuat tetap dengan jalan menambahkan a dan b dalam konsentrasi yang tinggi sehingga banyaknya a dan b yang bereaksi dengan c dapat diabaian, dengan demikian persamaan laju reaksinya akan menjadi: Laju reaksi = k1 c2 Kemudian konsentrasi c diubah-ubah dan laju awal reaksi diukur, kemudian dibuat kurva. Bila misalkan laju reaksi awal adalah γ, maka diperoleh:

z = ordo reaksi terhadap c c0 = konsentrasi awal c k’ = konstanta laju reaksi (termasuk didalamnya ax by) Bila persamaan diatas di log kan, akan diperoleh: Log γ = log k’ + z log c0 Bila kemudian dibuat kurva log γ sebagai fungsi log c0, akan diperoleh garis lurus dengan slope z, dengan demikian ordo reaksi terhadap c dapat ditentukan. Dengan commit to user jalan mengulangi cara diatas untuk reakstan a dan b, ordo reaksi terhasap a dan b



juga dapat ditentukan. Tetapi dengan cara ini, sulit untuk memperoleh nilai ordo reaksi yang tepat. Metode laju reaksi awal dapat pula digunakan untuk menentukan konstanta laju reaksi. Telah diletahui bahwa laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan menurut persamaan laju reaksi: k ax by cz. Bila k ax by dibuat tetap dengan jalan menambahkan a dan b dalam jumlah yang besar sehingga selama reaksi berlangsung konsentrasinya dapat dianggap tetap, maka pesamaan laju reaksi dapat di tulis sebagai: Laju reaksi = k’ cz Dengan meng-log-kan kedua ruas persamaan, akan diperoleh: Log γ = log k’ + z log c0 Kurva log γ sebagai fungsi c0 yang diharapkan akan diproleh. Tetapi disini yang ditentukan bua slope z yang merupakan ordo reaksi terhadap c, tetapi disini yang ditentukan adalah log k’, log k’ dapat ditentukan dan k dapat dihitung dengan persamaan: k’ = k ax by

Jadi apabila x dan y telah diketahui, konstanta laju reaksi k adan dapat ditentukan (Tony Bird, 1993). Metode laju awal didasarkan pada perubahan konsentrasi pereaksi dalam waktu tertentu. Dalam prakteknya penentuan kecepatan reaksi didasarkan pada konsentrasi awal pereaksi yang berbeda secara beraturan sedangkan selang waktu dibuat tetap. Untuk menentukan tingkat reaksi diperlukan sekurang - kurangnya tiga kali pengukuran dengan konsentrasi awal berbeda dalam selang waktu yang dibuat tetap (Agus Setiabudi dan Yayan Sunarya, 2007). Dalam metode laju awal laju reaksi diukur pada awal reaksi dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Pada penentuan laju reaksi seperti ini, ada beberapa variabel yang digunakan yaitu : 1. Variabel tetap ( kontrol ) commit to user



Variabel tetap adalah variabel yang tidak diubah - ubah / tetap dipertahankan sama (konsentrasi salah satu reaktan). 2. Variabel bebas ( manipulasi ) Variabel bebas adalah variabel yang sengaja diubah-ubah untuk memperoleh hubungan antara suatu besaran dengan besaran lain ( konsentrasi salah satu reaktan). 3. Variabel terikat Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel bebas (variabel terikatnya yaitu laju reaksi). Misalnya pada reaksi 2A + B → C diperoleh data sebagai berikut : No

[ A ] Molar

[ B ] Molar

v( M / s )

1

0,2

0,2

0,02

2

0,2

0,4

0,04

3

0,4

0,4

0,16

Orde reaksi terhadap A = m; dan orde reaksi terhadap B = n. Orde reaksi terhadap [A] ditentukan dengan membandingkan data [B] yang sama, yaitu data ke-2 dan 3.

v3 v2

n

m

n

k. A . B

0,16 0,04

4

m

k. A . B m

n

m

n

k. 0,4 . 0,4 k. 0,2 . 0,4

2

m

maka diperoleh m = 2

Orde reaksi terhadap B ditentukan dengan membandingkan data [A] yang sama, yaitu data ke-1 dan 2.

v2 v1

n

m

n

k. A . B

0,04 0,02

2

m

k. A . B m

n

m

n

k. 0,2 . 0,4 k. 0,2 . 0,2

n to user 1 2 maka diperoleh n =commit



Jadi, orde reaksi terhadap A (m) = 2 dan orde reaksi terhadap B (n) = 1. Orde reaksi total = m + n = 2 + 1 = 3. Persamaan laju reaksinya : 2

v

k. A . B

1

2

k. A . B

Untuk menghitung nilai k, dapat diambil dari salah 1 data yang ada ( data ke-1). 2

v

k. A . B

k

v

0,02

2

0,2 . 0,2

A .B

2

k

0,02M / s 0,04 M 2 . 0,2 M

k

2,5M 2 .s

0,02M / s 0,008M 3

1

Jadi persamaan laju reaksinya : v 2,5. A 2 . B 7. Metil asetat Metil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3COOCH3 dan mempunyai berat molekul 74,08 gr/mol. Metil asetat merupakan senyawa ester yang pada keadaan normal berupa cairan tak berwarna, berbau khas, larut dalam alkohol, khloroform, eter dan larut terbatas dalam air. Metil asetat adalah senyawa polar menengah yang volatil (mudah menguap), tidak beracun, dan tidak higroskopis. Metil asetat merupakan penerima ikatan hidrogen yang lemah, dan bukan suatu donor ikatan hidrogen karena tidak adanya proton yang bersifat asam yaitu hidrogen yang terikat pada atom elektronegatif seperti flor, oksigen, dan nitrogen. Dalam Industri kimia, metil asetat banyak digunakan sebagai pelarut organik atau solvent untuk selulosa nitrat, rubber klorida, etil selulosa, benzil abitat, resin metil metakrilat, resin cyclohexanone, formaldehid, poli stirene, polivinil asetat, dll. Metil Asetat digunakan juga dalam industri kosmetik, farmasi dan paint remover. Metil asetat sebagai pelarut cukup disukai karena titik didih yang rendah, pada keadaan normal 57oC dan tidak berbahaya. commit to user



Konsumsi metil asetat diperkirakan akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang dan hal ini ada kaitannya dengan perkembangan industri coating dan plastik yang terus berlangsung. Sehingga metil asetat yang digunakan sebagai solvent dalam industri tersebut akan mendorong terhadap peningkatan konsumsi dari produk ini. B. Kerangka Pemikiran Ada beberapa hal yang menarik berkaitan dengan hal-hal yang telah dibicarakan di atas. Semuanya akan ditelaah secara berurutan dibawah ini. Reaksi hidrolisis metil asetat dalam suasana asam merupakan reaksi kesetimbangan. Pada dasarnya reaksi kesetimbangan dapat dianggap sebagai reaksi searah yang berlangsung minimal 2 tahap. Saat awal reaksi jumlah produk yang dihasilkan masih sedikit, sehingga pengaruhnya terhadap laju masih dianggap sedikit. Hal ini berarti reaksi dapat diasumsikan berlangsung searah. Oleh karena itu hukum laju awal dan harga tetapan laju awal kf dapat ditentukan dengan metode laju awal. Dengan dapat ditentukannya hukum laju awal dan harga tetapan laju awal, maka dengan perhitungan dapat ditentukan konsentrasi reaktan dan produk yang seharusnya ada pada waktu tertentu jika reaksi diasumsikan satu arah. Hasil yang diperoleh akan berbeda dengan hasil dari pengamatan. Perbedaan ini disebabkan adanya pengaruh dari reaksi balik. Hal ini seharusnya dapat digunakan untuk menentukan hukum laju dan tetapan laju reaksi balik kb tanpa harus menggunakan konsentrasi kesetimbangan. Dengan demikian tetapan kesetimbangan dapat ditentukan. Tetapan kesetimbangan sama dengan nisbah antara konsentrasi semua spesi produk pangkat koefisien masing - masing dibagi spesi reaktan pangkat koefisien masing - masing pada saat reaksi mencapai keadaan setimbang. Maka jika orde reaksi maju sesuai dengan koefisien stoikiometri diharapkan orde reaksi balik juga sesuai dengan koefisien stoikiometri. Stevens (1961: 81) menyatakan orde reaksi maju untuk reaksi hidolisis metil asetat jika air yang digunakan berlebih adalah orde 1, yaitu sesuai dengan koefisien stoikiometrinya sehingga diharapkan orde reaksi baliknyacommit juga tosesuai user dengan koefisien stoikiometri.



Dengan demikian Kkin hidrolisis etil asetat akan sama dengan Ktermo C. Hipotesis Berdasarkan kerangka pemikiran diatas dan sejalan dengan rumusan masalah, maka dapat diajukan hipotesis sebagai berikut 1. Harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb dapat ditentukan dengan metode laju awal. 2. Pada reaksi hidrolisis metil asetat harga tetapan kesetimbangan secara kinetika

Kkin sama dengan harga tetapan kesetimbangan secara termodinamika Ktermo.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Desain Penelitian Reaksi kesetimbangan

Termodinamika

Kinetika konvensional

Konsentrasi kesetimbangan

Harga kf

Harga kf

Harga kb

Harga kb

Harga Ktermo

Kinetika

α

α

5%

5%

Harga Kkin

dibandingkan B. Metode Penetilian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yang dilakukan di laboratorium untuk memperoleh data hasil dengan menggunakan sampel yang dapat memberikan gambaran yang memadai tentang reaksi kesetimbangan. Pembanding dalam penelitian kali ini adalah harga Kkin, dan mekanisme reaksi dari pustaka rujukan sedang yang dibandingkan adalah Ktermo. Parameter dalam penelitian ini adalah konsentrasi dan waktu. C. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Sub Laboratorium Kimia UPT Laboratorium Pusat

Universitas Sebelas Maret Surakarta selama 8 bulan: November 2010

hingga Juni 2011.

commit to user

29



D. Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat Alat - alat yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah : a. Mikro Buret 10 ml b. Stopwatch c. Alat-alat gelas d. Stirer e. Magnetik stirer f. Statif dan klem 2. Bahan Bahan - bahan yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah : a. Larutan Metil asetat (100%) p.s (Merk) b. HCl 37% p.a (Merk) c. Padatan NaOH d. Indikator Phenolphthalein e. Akuades (Sub Lab Kimia) f. Asam oksalat p.a (Merk) E. Cara Kerja Reaksi Hidrolisisis metil asetat mengacu pada langkah-langkah percobaan Farrington Daniels (1970) dan akan dijabarkan sebagai berikut. 1. Pembuatan Larutan a. Pembuatan larutan HCl 0,1 M. HCl 37% sebanyak 8.3 ml dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 1000 ml ditambahkan aquades sampai tanda batas pada labu ukur. b. Pembuatan larutan NaOH 0,2 M. NaOH sebanyak 4,032 g dilarutkan dengan akuades dalam gelas beker dan dimasukan dalam labu ukur 500 ml ditambah akuades sampai tanda batas commit to user pada labu ukur.



c. Pembuatan larutan Asam oksalat 0,2 N. Asam oksalat sebanyak 1,2691 g dilarutkan dengan akuades dalam gelas beker dan dimasukan dalam labu ukur 100 ml ditambah akuades sampai tanda batas pada labu ukur. d. Pembuatan larutan Phenolphthalein (pp) 1%. Phenolphthalein sebanyak 0,5 g dilarutkan dalam 50 ml etanol. 2. Standarisasi NaOH 0,2 M dengan Asam Oksalat 0,2 N a. Asam oksalat 0,2 N sebanyak 4 ml ditambah 2 tetes indikator pp 1% dititrasi dengan NaOH 0,2 M. b. Prosedur (a) diulangi 3 kali. 3. Penetuan kf dengan Metode Laju Awal. a. HCl 0,1 M sebanyak 10 ml dimasukan kedalam erlenmeyer 100 ml ditambah 1 ml akuades, stopwatch dihidupkan pada saat penambahan air kemudian ditutup dengan alumunium foil dan diaduk dengan magnetik stirer selama 9 menit kemudian alumunim foil dilubangi dan ditambah 2 tetes indikator pp 1% dititrasi dengan NaOH 0,2 M. Akhir titrasi diusahakan selesai pada menit ke 10. b. Prosedur a diulangi 3 kali c. HCl 0,1 M sebanyak 10 ml dimasukan kedalam erlenmeyer 100 ml ditambah 0,75 ml akuades ditambah 0,25 metil asetat, stopwatch dihidupkan pada saat penambahan metil asetat kemudian ditutup dengan alumunium foil dan diaduk dengan magnetik stirer selama 9 menit kemudian alumunim foil dilubangi dan ditambah 2 tetes indikator pp 1% dititrasi dengan NaOH 0,2 M. Akhir titrasi diusahakan selesai pada menit ke 10. d. Prosedur (c) diulangi 3 kali. e. Prosedur (d) diulangi dengan variasi jumlah akuades dan variasi jumlah metil asetat seperti tabel berikut.

commit to user



No 1 2 3 4 5

HCl 0.1 M (ml) 10 10 10 10 10

Akuades (ml) 1 0.75 0.5 0.25 0

Metil Asetat (ml) 0 0.25 0.5 0.75 1

4. Penentuan konsentrasi asam asetat pada awal-awal reaksi dan konsentrasi asam asetat pada kesetimbangan a. HCl 0.1 M sebanyak 10 ml dimasukan kedalam erlenmeyer 100 ml ditambah 1 ml akuades, stopwatch dihidupkan pada saat penambahan akuades kemudian ditutup dengan alumunium foil dan diaduk dengan magnetik stirer, setelah menit ke 9 alumunim foil dilubangi dan ditambah 2 tetes indikator pp 1% dititrasi dengan NaOH 0.2 M. Akhir titrasi diusahakan selesai pada menit ke 10. b. Prosedur (a) diulang 3 kali c. HCl 0.1 M sebanyak 10 ml dimasukan kedalam erlenmeyer 100 ml ditambah 0.5 ml akuades dan 0.5 ml metil asetat, stopwatch dihidupkan pada saat penambahan metil asetat kemudian ditutup dengan alumunium foil dan diaduk dengan magnetik stirer, setelah menit ke 9 alumunim foil dilubangi dan ditambah 2 tetes indikator pp 1% dititrasi dengan NaOH 0.2 M. Akhir titrasi diusahakan selesai pada menit ke 10. d. Prosedur (c) diulang 3 kali e. Prosedur (c-d) dilakukan untuk selang waktu 20, 30, 40, dan 50 menit dengan masing – masing percobaan dilakukan pengulangan 3 kali. e. Prosedur (c-d) dilakukan untuk selang waktu 1, 2, 3, 4 hari, dan seterusnya sampai diperoleh konsentrasi asam asetat yang relatif tetap. Masing – masing percobaan dilakukan pengulangan 3 kali.

F. Analisis Data Data yang diperoleh dalam penentuan kf dengan metode laju awal adalah commit user dapat diketahui konsentrasi asam volume NaOH hasil titrasi. Dari data hasiltotitrasi



asetat setelah bereaksi selama 10 menit dari tiap larutan (CH3COOCH3) dan laju pembentukan asam asetat (vf). Dengan persamaan dibawah harga kf

dapat

diperoleh. vf = kf [CH3COOCH3] dimana Penentuan harga kf yang menggunakan konsentrasi kesetimbangan diperoleh dengan memanfaatkan pesamaan integral pada tabel 1.1 Penentuan

kb

tanpa

menggunakan

konsentrasi

kesetimbangan

memanfaatkan harga kf .yang diperoleh dari metode laju awal. Harga kf tersebut digunakan untuk mencari konsentrasi asam asetat yang seharusnya ada (A). Jika orde 1 maka persamaan yang digunakan:

Dari hasil perhitungan akan diperoleh konsentrasi asam asetat yaitu konsentrasi yang diperhitungkan tidak dipengaruhi oleh reaksi balik (dianggap reaksi searah), kemudian dibandingkan dengan konsentrasi asam asetat dari hasil pengukuran yaitu konsentrasi asam asetat yang terjadi, selisih antara keduanya maka dapat dikatakan ada pengaruh dari reaksi balik. Dengan mengetahui harga selisih setiap saat maka dapat digunakan untuk mengetahui harga kb. Penentuan kb menggunakan konsentrasi kesetimbangan diperoleh dengan mambagi kf yang menggunakan konsentrasi kesetimbangan dengan harga Ktermo yg diperoleh. Ktermo diperoleh dengan persamaan:

Sesuai dengan persamaan [17] maka harga Kkin diperoleh dengan: = dimana kf dan kb yang diperoleh dengan tidak menggunakan konsentrasi kesetimbangan. Harga Kkin yang diperoleh dibandingkan dengan harga Ktermo. commit to user



G. Penafsiran dan Penyimpulan Hasil Hasil penelitian ditafsirkan berdasarkan harga tetapan laju kf, kb, tetapan kesetimbangan kinetika Kkin, dan Ktermo. Hipotesis pertama disimpulkan diterima jika, dengan toleransi kesalahan 5% harga tetapan laju reaksi maju kf dan balik kb yang diperoleh tanpa menggunakan konsentrasi kesetimbangan sama dengan harga tetapan laju reaksi maju kf dan balik kb yang diperoleh menggunaan konsentrasi kesetimbangan. Hipotesis kedua disimpulkan diterima jika, dengan toleransi kesalahan 5% harga-harga tetapan kesetimbangan kinetika Kkin, dan termodinamika Ktermo.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Tabel 5. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb dari Data Pustaka Wilkinson, F. (1980: 64) kb kinetika -1

konvensional (detik ) 4,17x10-5

kb kinetika (detik-1)

Perbedaan relatif (%)

4,05x10-5

2,88

Data pada Tabel 5 merupakan hasil analisa dari data yang terdapat pada Tabel 1, dan hasil perhitungan lengkapnya terdapat pada Tabel Lampiran 1 dan 2. Dari data dapat dilihat bahwa harga kb kinetika berdasarkan fakta perhitungan memberikan nilai yang relatif sama dengan data kb menurut data pustaka. Tabel 6. Harga Tetapan Laju reaksi balik kb dari Data Pustaka Wright, M. R. (2004: 91) kb kinetika -1

konvensional (detik ) 1,65x10-4

kb kinetika (detik-1)


1,65x10-4

0

Data pada Tabel 6 merupakan hasil analisa dari data pada Tabel 2, dan hasil perhitungan lengkapnya terdapat pada Tabel Lampiran 3 dan 4. Dari data dapat dilihat bahwa harga kb kinetika berdasarkan fakta perhitungan memberikan nilai yang sama dengan data kb menurut data pustaka.

commit to user

35



Tabel 7. Harga Tetapan Laju Reaksi Maju kf dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat kf 1 (detik-1)

kf 2 (detik-1)

kf 3 (detik-1)

Rata-rata

konvensional

6,89x10-4

6,62x10-4

6,82x10-4

6,78 x 10-4 ± 1,40x10-5

kf kinetika

6,98x10-4

6,55x10-4

6,98x10-4

6,84 x 10-4 ± 2,48x10-5

kf kf kinetika

0,89 %

Kesalahan relatif (%)

Data pada Tabel 7 merupakan hasil perhitungan kf dari reaksi hidrolisis metil asetat dengan menggunakan konsentrasi saat kesetimbangan (konvensional) dan kf dengan menggunakan metode laju awal (kinetika). Dari data dapat dilihat bahwa keduanya memberikan hasil yang relatif sama dengan perbedaan relatif hanya 0,89%. Oleh karena itu penentuan harga kf dapat dilakukan dengan metode laju awal. Tabel 8. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat kb 1 (detik-1)

kb 2 (detik-1)

kb 3 (detik-1)

Rata-rata

konvensional

3,17x10-5

2,87x10-5

2,79x10-5

2,93x10-5 ± 5,65x10-7

kb kinetika

1,10x10-2

3,48x10-2

1,10x10-2

1,89 x 10-2

kb kb kinetika

> 100%


Data pada Tabel 8 merupakan hasil perhitungan kb dari reaksi hidrolisis metil asetat dengan menggunakan konsentrasi saat kesetimbangan (konvensional) dan kb dengan menggunakan metode laju awal (kinetika). Dari data dapat dilihat bahwa keduanya memberikan hasil yang berbeda. Tabel 9. Harga Konstanta Kesetimbangan K dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat K

K1 (M)

K2 (M)

K3 (M)

Rata-rata

K Termodinamika

23,69

23,10

24,44

23,74 ± 2,67

K kinetika

6,34x10-2

1,88x10-2

6,24x10-2

4,8x10-2 ± 0,03


commit to user

> 100%



Data pada Tabel 9 merupakan hasil perhitungan harga konstanta kesetimbangan K secara termodinamika dan kinetika dari reaksi hidrolisis metil asetat. Dari data dapat dilihat bahwa harga konstanta kesetimbangan K secara termodinamika berbeda dengan harga K secara kinetika. B. Pembahasan Teknik penentuan harga tetapan kesetimbangan dalam penelitian ini ialah dengan memperlakukan reaksi reversibel sebagai reaksi searah yang berlangsung dalam 2 tahap dan metode laju awal. Dalam hal ini berbeda dengan teknik kinetika konvensional dimana harga tetapan kesetimbangan ditentukan dengan menggunakan konsentrasi pada saat kesetimbangan. Pada penelitian ini penentuan harga tetapan kesetimbangan ditentukan tanpa menggunakan konsentrasi pada saat kesetimbangan. Dan untuk menghindari saling pengaruh antara masing – masing tahap maka digunakan penentuan hukum laju dengan metode laju awal. Pada kondisi laju awal perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi masih sangat sedikit. Penentuan hukum laju, kf, dan kb yaitu dengan menentukan hukum laju reaksi maju dan tetapan laju kf dengan metode laju awal yaitu menggunakan perubahan konsentrasi yang kecil pada awal reaksi dengan mengamati perubahan konsentrasi

pereaksi atau hasil reaksi pada beberapa rentang waktu. Data

perubahan konsentrasi

pereaksi yang teramati digunakan untuk menentukan

konsentrasi hasil reaksi yang dianggap sebagai konsentrasi hasil reaksi, Ct. Berdasarkan hukum reaksi maju dan tetapan laju kf yang diperoleh digunakan untuk menentukan konsentrasi pereaksi atau hasil pereaksi pada masing-masing waktu amatan dimana data ini merupakan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi bila reaksi berlangsung searah. Jika yang diamati adalah perubahan konsentrasi pereaksi, maka konsentrasi-konsentrasi yang teramati tersebut digunakan untuk mencari konsentrasi hasil reaksi pada waktu-waktu pengamatan yang dianggap sebagai sebagai konsentrasi awal, Co. Selanjutnya menentukan selisih masingmasing data yang bersesuaian dari Ct degan Co yang disebut faktor koreksi, f. Kemudian Ct dikurangkan dengan f yang dianggap sebagai Ct commit to bersesuaian user

- f.



Data-data terkoreksi ini Ct

– f

dengan Co yang bersesuaian digunakan untuk

menghitung kb pada beberapa amatan untuk beberapa hukum laju reaksi balik yang mungkin yaitu pada order 1, 2, dan 3. Hukum laju ditentukan berdasarkan deviasi standar terkecil dari tiap hukum laju order 1, 2, dan 3. Harga kb yang dipilih yaitu kb pertama dari hukum laju yang diperoleh. Harga kf dan kb yang diperoleh digunakan untuk mencari harga Kkin. Data Wilkinson dan Wright yang digunakan dalam penelitian ini berisi data pengamatan untuk beberapa waktu, termasuk pada waktu yang tak berhingga. Namun berangkat dari keyakinan hukum laju awal dapat ditentukan, maka harga tetapan laju reaksi maju kf dalam data pustaka dijadikan sebagai acuan yang digunakan untuk menghitung banyaknya pereaksi yang tersisa (dan selanjutnya digunakan untuk menghitung banyaknya hasil yang terbentuk) andaikata reaksi dianggap berlangsung satu arah. Seharusnya hasil yang didapatkan berbeda dengan yang diamati, karena sudah ada pengaruh dari reaksi balik pada data yang diamati. Perbedaan ini yang digunakan sebagai acuan untuk menentukan hukum laju reaksi balik dan selanjutnya digunakan untuk menentukan harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb. Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb dari hasil perhitungan (4,05x10-5 detik-1) dapat dikatakan relatif sama dengan harga tetapan kesetimbangan reaksi balik dari data pustaka (4,17x10-5 detik-1) dengan kesalahan hanya 2,88%. Dari Tabel 6 harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb dari hasil perhitungan dan harga pada data pustaka memberikan hasil yang sama persis (1,65x10-4 detik-1). Hal ini merupakan verifikasi terhadap teknik penentuan harga tetapan kesetimbangan reaksi balik pada penelitian kali ini dapat digunakan. Menarik untuk mencari kejelasan kenapa pada data Wilkinson (Tabel 5) ada sedikit perbedaan sedang pada Wright (Tabel 6) tidak ada. Penelusuran pada data Wikinson menunjukkan bahwa pada data pertama, pereaksi telah bereaksi 27,5% sedang pada Wright baru 16,3%. Hal ini menjelaskan bahwa hasil yang lebih baik didapatkan dari reaksi dimana baru sedikit pereaksi yang telah bereaksi. commit to user



Dari data penelitian reaksi hidrolisis metil asetat yang terdapat pada Tabel 7, diperoleh hasil dimana harga tetapan laju reaksi maju kf secara kinetika memberikan hasil yang relatif sama dengan kinetika konvensional dengan perbedaan relatif 0,89%, sedangkan data pada Tabel 8 harga tetapan laju reaksi balik kb secara kinetika jauh berbeda dengan kinetika konvensional dimana perbedaan relatif lebih dari 100%. Hal ini juga menyebabkan data harga konstanta kesetimbangan K secara termodinamika dan kinetika pada Tabel 9 memberikan harga yang jauh berbeda. Oleh karena itu dirasa perlu untuk mengkaji mengapa dengan data pustaka diperoleh harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb yang sama baik dianalisa secara kinetika konvensional dan kinetika namun pada reaksi hidrolisis metil asetat memberikan harga yang berbeda jauh. Pada data pustaka Wilkinson maupun Wright reaksi merupakan reaksi yang mempunyai order ke-satu pada kedua arah, namun pada reaksi hidrolisis metil asetat ialah reaksi yang mempunyai order berbeda pada kedua arah. Reaksi hidrolisis metil asetat merupakan reaksi order ke-satu untuk reaksi maju dan reaksi order ke-dua untuk reaksi baliknya. Hal ini mungkin menjadi salah satu faktor yang menyebabkan mengapa dengan menggunakan metode yang sama diperoleh hasil tetapan reaksi balik kb pada data pustaka yang relatif sama (perbedaan relatif < 5%) sedangkan pada reaksi hidrolisis metil asetat diperoleh harga kb yang sangat jauh berbeda (perbedaan relatif >100 %). Seperti yang ditulis dalam tinjauan pustaka, secara termodinamika reaksi hidrolisis metil asetat merupakan reaksi order 1 untuk reaksi maju dan reaksi order 2 untuk reaksi baliknya. Namun faktanya dari analisa data yang diperoleh secara kinetika, reaksi hidrolisis metil asetat ini merupakan reaksi order 1 untuk reaksi baliknya. Hal inilah yang mungkin menyebabkan harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb dari reaksi hidrolisis metil asetat yang diperoleh secara kinetika konvensional berbeda dengan secara kinetika (laju awal). Dengan asumsi bahwa harga tetapan laju reaksi balik kb selalu sama baik di awal maupun saat reaksi mencapai kesetimbangan maka perlu dilakukan pengkajian yang lebih dalam. commit to user



Dari perbedaan order reaksi balik, maka antara hasil analisa data (kinetika) dan pendekatan termodinamika (kinetika konvensional) sudah jelas hasil kb yang didapatkan berbeda. Oleh karena itu kb yang didapatkan secara analisa data perlu untuk dikoreksi. Harga kb yang didapatkan dari hasil analisa data merupakan order 1 sehingga harus dikoreksi agar menjadi order 2 sesuai dengan hukum laju reaksi balik yang sebenarnya yaitu ; vb = kb [Asam Asetat][Metanol]……………………….[22] Sedangkan berdasarkan hasil analisa data hasil yang didapatkan merupakan order 1 yang berarti hukum lajunya ialah : vb = kb’ [X]………………………………. [23] Hasil ini kemudian menimbulkan pertanyaan yaitu order 1 terhadap asam asetat, metanol, ataukah asam yang lainnya. Sesuai dengan hukum laju yang sebenarnya, jika kita asumsikan bahwa reaksi ini merupakan order 1 terhadap metanol maka harga kb order 1 harus diubah terlebih dahulu menjadi harga kb order 2, sehingga persamaan menjadi sebagai berikut : kb’ = kb [Asam Asetat]…………………………[24] ………………………….[24a]

kb =

dari hasil perhitungan berdasarkan persamaan [24a] diatas didapatkan hasil seperti di dalam Tabel 10 berikut ini. Tabel 10. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat kb kinetika konvensional

kb hasil perhitungan


2,93 x 10-5

0.439566

> 100%

Dari tabel 10 dapat dilihat bahwa harga kb masih berbeda. Demikian juga jika kita anggap reaksi order 1 terhadap asam asetat, karena sesuai dengan commit to user koefisien stoikiometri akan menghasilkan metanol dan asam asetat dengan jumlah



yang sama. Oleh karena itu berdasarkan hasil analisa data maka reaksi hidrolisis metil asetat ini bukanlah order 1 terhadap metanol ataupun asam asetat. Perbedaan harga tetapan kesetimbangan reaksi balik kb dari reaksi hidrolisis metil asetat yang diperoleh secara kinetika konvensional dengan secara kinetika (laju awal) mungkin juga dikarenakan pengaruh penggunaan katalis yang bersifat asam. Dalam penelitian ini digunakan HCl yang merupakan asam kuat, sedangkan pada reaksi hidrolisis metil asetat ini juga dihasilkan asam asetat yang merupakan asam lemah, sehingga pengaruh asam asetat terhadap reaksi tidak tampak. HCl merupakan katalis asam yang berpengaruh pada reaksi maju dan reaksi balik pada reaksi hidrolisis metil asetat. Selain HCl kemungkinan lain yang mempengaruhi laju reaksi ialah jumlah asam total yang terdapat dalam reaksi hidrolisis metil asetat. Dalam hal ini asam total yang dimaksud ialah jumlah HCl dan asam asetat dalam reaksi. Jika diasumsikan bahwa reaksi order 1 terhadap HCl ataupun asam total maka persamaannya menjadi : kb =

atau kb =

………………..[25]

Dari hasil perhitungan berdasarkan persamaan diatas didapatkan hasil seperti di dalam Tabel 11 berikut ini : Tabel 11. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat kb kinetika


konvensional 2,93 x 10-5

0.020046

0.019242

>100%

Dari Tabel 11 dapat dilihat bahwa harga kb yang diperoleh juga masih jauh jika dibandingkan dengan harga kb secara kinetika kovensional dengan kesalahan relatif

lebih dari 100%. Namun jika reaksi ini diasumsikan HCl

commit to user ataupun asam total berpengaruh kuat terhadap laju reaksi, berarti setiap komponen



yang teramati dalam penelitian ini semua dipengaruhi oleh HCl atau asam total reaksinya. Oleh karena itu semua komponen yang ada dalam hukum laju harus dikoreksi dengan HCl atau asam total agar hasil yang didapat sesuai dengan pendekatan termodinamika. Dengan demikian sesuai dengan hukum laju reaksi yang sebenarnya, maka harga tetapan kesetimbangan reaksi balik untuk reaksi hidrolisis metil asetat akan dikoreksi dengan menggunakan persamaan [26] atau [27] berikut ini. ………………….[26]

atau …..............................[27] Dari hasil perhitungan berdasarkan persamaan [26] dan [27] didapatkan hasil seperti di dalam Tabel 12 berikut ini : Tabel 12. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat

kb Kinetika

Kesalahan relatif

konvensional

(%) 2,47 x 10-5 detik-1

15,70%

Kesalahan relatif 2,93 x 10

-5

(%) 2,80 x 10-5 detik-1

commit to user

4,43%



Dari Tabel 12 diatas dapat dilihat bahwa harga kb yang diperoleh jika dikoreksi dengan HCl relatif sama dengan harga kb secara kinetika konvensional dengan perbedaan relatif 4,43%. Sedangkan jika dikoreksi dengan asam total menghasilkan kesalahan relatif 15,70%. Hal ini menunjukan bahwa HCl yang berpengaruh besar terhadap laju reaksi pada reaksi hidrolisis metil asetat. Ini sesuai dengan mekanisme reaksi yang diuraikan dalam Fessenden (1986) dimana ion H+ yang berpengaruh dalam laju reaksi hidrolisis metil asetat bukan asam total reaksi. Hasil ini juga menjelaskan bahwa reaksi hidrolisis metil asetat ini merupakan reaksi yang terkatalisis asam khusus. Ini sesuai dengan teori yang diberikan dalam Stevens (1961). Sesuai dengan persamaan [17] pada dasar teori, harga kf dan kb yang diperoleh menggunakan metode laju awal digunakan untuk mencari harga K. Tabel 13. Harga Konstanta Kesetimbangan K dari Reaksi Hidrolisis Metil Asetat K Termodinamika (M)

K Kinetika (M)


23,74

24,43

2,91%

Dari Tabel 13 diatas dapat dilihat bahwa harga konstanta kesetimbangan K dari reaksi hidrolisis metil asetat yang diperoleh secara termodinamika menunjukan hasil yang relatif sama dengan perbedaan relatif hanya 2,91%. Dengan asumsi kesalahan relatif dibawah 5% dapat dikatakan sama maka metode untuk menentukan harga kb tanpa menggunakan konsentrasi kesetimbangan yang digunakan pada penelitian ini dapat digunakan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian kali ini dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut ini. 1. Harga tetapan laju reaksi balik kb pada data pustaka Wilkinson, F. (1980) dan Wright, M. R. (2004) dapat ditentukan langsung dengan menggunakan metode laju awal. Demikian juga dengan kb pada reaksi hidrolisis metil asetat namun menggunakan koreksi. 2. Harga konstanta kesetimbangan pada reaksi hidrolisis metil asetat secara kinetika Kkin sama dengan secara termodinamika Ktermo. B. Implikasi Hasil analisis yang diperoleh dari perhitungan pada data Wilkinson dan Wright membuktikan bahwa penentuan harga tetapan reaksi balik kb dengan menggunakan metode laju awal maupun kinetika konvensional memberikan hasil yang relatif sama. Sedangkan pada reaksi hidrolisis metil asetat penentuan harga tetapan reaksi balik kb secara metode laju awal memberikan hasil yang berbeda dengan penentuan harga tetapan reaksi balik kb secara kinetika konvensional. Hal ini dikarenakan pada data Wilkinson dan Wright merupakan reaksi order ke-satu pada kedua arah, sedangkan pada reaksi hidrolisis metil asetat memiliki order reaksi yang tidak sama pada kedua arah. Penentuan titik akhir titrasi pada reaksi hidrolisis metil asetat berbeda dengan titrasi pada umumnya. Karena pada reaksi hidrolisis metil asetat ini perubahan warna larutan yang menunjukan titik akhir titrasi sangat cepat memudar. Oleh sebab itu titik akhir titrasi merupakan saat dimana larutan pertama kali berubah warna. Jika terlalu lama maka hasil yang didapatkan kurang baik, karena NaOH yang digunakan dapat bereaksi juga dengan metil asetat. Pada penelitian kali ini indikator yang digunakan ialah Phenolphthalein. Indikator ini merupakan indikator yang baik, namun berubah warna pada kondisi commit to user

44



basa (pH 8,0-10) bukan pada kondisi netral. Sehingga hasil titrasinya merupakan larutan basa hidrolisis etil asetat. C. Saran Berdasarkan kesimpulan dan implikasi yang telah diberikan, diajukan 3 saran sebagai berikut ini. 1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk teknik penentuan harga tetapan reaksi balik kb untuk reaksi kesetimbangan yang memiliki order 2 pada kedua arah. 2. Perlu dilakukan teknik yang lebih tepat dalam penentuan titik akhir titrasi. 3. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan indikator yang dapat berubah warna pada pH yang lebih rendah. Salah satunya ialah bromthymol blue (pH 5-7,6).

commit to user



LAMPIRAN Tabel Lampiran 1. Hasil Analisis Data Wilkinson (1980: 64) bagi Penentuan Konsentrasi Awal Co dan Konsentrasi Akhir CP-t Hasil Reaksi. t / jam

0

1,0

2,0

3,0

4,0

Notasi

%A(

)

100

72,5

56,8

45,6

39,5

%P(

)

0

27,5

43,2

54,4

60,5

%A (

)

100

70,5

49,7

35,0

24,7

%P (

)

0

29,5

50,3

65,0

75,3

Co

Ct - Co

2,0

7,1

10,6

14,8

f

(Ct - f)

25,5

36,1

43,8

45,7

CP-t

Ct

Tabel Lampiran 2. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb pada Data Wilkinson (1980: 64) Menggunakan Persamaan Integral. Order

kb1

kb2

kb3

kb4

Rata-rata

Deviasi Standar

n=1

4,05x10-5

4,61x10-5

3,66x10-5

3,47x10-5

3,95x10-5

5,03x10-6

n=2

1,48x10-6

1,09x10-6

6,9x10-7

5,97x10-7

9,64x10-7

4,05x10-7

Tabel Lampiran 3. Hasil Analisis Data Wright (2004: 91) Penentuan Konsentrasi Awal Co dan Konsentrasi Akhir CP-t Hasil Reaksi. t / detik

0

400

1000

1600

2100

0,01679

0,01406

0,01102

0,00892

0,00775

0

0,00273

0,00577

0,00787

0,00904

0,01679

0,01397

0,01060

0.00804

0,00639

0

0,00282

0,00619

0,00875

0,01040

Co

Ct - Co

0,00009

0,00042

0,00088

0,00136

f

(Ct - f)

0,00264

0,00535

0,00699

0,00788

CP-t

[cis] / M (

)

[trans]/ M ( [cis] / M ( [trans]/ M (

) ) )

commit to user

Notasi

Ct



Tabel Lampiran 4. Harga Tetapan Laju Reaksi Balik kb pada Data Wright (2004: 91) Menggunakan Persamaan Integral. Order

kb1

kb2

kb3

kb4

Rerata

Deviasi Standar

-4

n=1

1,65x10

n=2

6,05x10-2

1,46x10

-4

1,40x10

2,54x10-2

-4

1,80x10-2

1,32x10

-4

1,46x10-2

-4

1,41x10-5

2,96x10-2

2,11x10-2

1,46x10

Tabel Lampiran 5. Hasil Titrasi Hidrolisis Metil Asetat dengan Variasi Konsentrasi Metil Asetat tiap 10 menit. Vol. NaOH No

Komposisi pereaksi (ml)

Terstandarisasi

t (menit)

Metil HCl 0.1 M

H2O

asetat

I

1

10,00

1,00

0,00

2

10,00

0,75

3

10,00

4 5

Rata-rata

II

III

10,00 4,36

4,36

4,38

4,37

0,25

10,00 4,48

4,48

4,46

4,47

0,50

0,50

10,00 4,56

4,58

4,56

4,57

10,00

0,25

0,75

10,00 4,70

4,72

4,70

4,71

10,00

0,00

1,00

10,00 4,76

4,78

4,76

4,77

commit to user



Tabel Lampiran 6. Hasil Titrasi Hidrolisis Metil Asetat dengan Variasi Waktu. Vol NaOH No

Komposisi pereaksi (ml)

Waktu

Terstandarisasi (ml) I

II

III

Rata-rata

1

10 ml HCl + 0, 5 ml H20

10 menit

4,62

4,64

4,62

4,63

2

10 ml HCl 0.1 M

10 menit

4,82

4,82

4,82

4,82

3

+ 0,5 ml Metil Asetat

20 menit

5,04

5,06

5,02

5,04

4

30 menit

5,24

5,24

5,22

5,23

5

40 menit

5,44

5,42

5,44

5,43

6

50 menit

5,66

5,64

5,64

5,65

7

Hari ke 1

22,42

22,4

22,84

22,55

8

Hari ke 2

29,6

27,82

28,62

28,68

9

Hari ke 3

30,3

30,56

30,76

30,54

10

Hari ke 4

30,78

30,98

30,46

30,74

11

Hari ke 5

30,82

30,48

30,8

30,7

12

Hari ke 6

30,88

30,82

30,84

30,85

commit to user



Tabel Lampiran 7. Hasil Analisis Data Hidrolisis Metil Asetat bagi Penentuan Konsentrasi Awal Co dan Konsentrasi Akhir CP-t Hasil Reaksi. t / menit

0

10

20

30

40

50

Not asi

0

3,94x10-2

8,42x10-2

0.12

0.16

0,21

6,28

6,23

6,19

6,15

6,11

6,07

0

4,30x10-2

8,57x10-2

0,13

0,17

0,21

Co

Co - Ct

0

3,60x10-3

1,47x10-3

4,48x10-3

5,85x10-3

4,20x10-3

f

(Ct - f)

0

3,58x10-2

8,28x10-2

8,28x10-2

0,12

0,16

CP-t

mmol P (

)

mmol A (

)

mmol P (

Ct

)

Tabel Lampiran 8. Hasil Analisis Data Hidrolisis Metil asetat Penentuan Tetapan Laju Reaksi balik kb dengan Persamaan Integral. kb

Order 1

Order 2

Order 3

kb 1

1,83 x 10-2

35,65

15638.90

kb 2

3,49 x 10-3

1,25

66,91

kb 3

7,25 x 10-3

1,46

61,85

kb 4

7,11 x 10-3

0,37

8,96

kb 5

4,04 x 10-3

0,19

3,49

Deviasi Standar

5,99 x 10-3

15,59

6978,20

commit to user



commit to user



commit to user



commit to user

PENDEKATAN KINETIKA TERHADAP REAKSI KESETIMBANGAN; STUDI KASUS PADA DATA PUSTAKA DAN REAKSI HIDROLISIS METIL ASETAT

Recommend Documents