Kinetika reaksi hidrogen peroksida dengan asam iodida (repaired) (repaired)

Kinetika reaksi hidrogen peroksida dengan asam iodida (repaired) (repaired)

• 1.
  KINETIKA REAKSI HIDROGENPEROKSIDA DENGAN ASAM IODIDA TUJUAN Dalam percobaan ini akan dipelajari kinetika reaksi dari hidrogen peroksida dengan asam iodida. LANDASAN TEORI Dalam sistem tertutup, laju reaksi kimia didefinisikan secara sederhana sebagai laju perubahan konsentrasi reaktan atau produk dalam satuan waktu. Konsentrasi diberikan dalam jumlah unit tertentu tiap satuan volume, misal mol per liter atau mmol per mL (Triyono dkk, 1998). Dalam penerapannya, jika laju reaksi tersebut sebanding dengan konsentrasi dua reaktan A dan B sehingga: v = k [A][B] Koefisien k disebut konstanta laju, yang tidak bergantung pada konsentrasi (tetapi bergantung pada temperatur). Lain halnya dengan ordo dari suatu reaksi kimia, ordo reaksi nilainya ditentukan secara percobaan dan tidak dapat diturunkan secara teori, walaupun stokhiometrinya telah diketahui (Atkins, 1996). Orde dari suatu reaksi menggambarkan bentuk matematik di mana hasil percobaan dapat ditunjukkan. Orde reaksi hanya dapat dihitung secara eksperimen, dan hanya diramalkan jika sutau mekanisme reaksi diketahui ke seluruh orde reaksi yang dapat ditentukan sebagai jumlah dari eksponen untuk masing-masing reaktan, sedangkan harga eksponen untuk masing-masing reaktan dikenal sebagai orde reaksi untuk komponen itu (Dogra, 1990). Reaksi-reaksi orde I adalah reaksi yang lajunya berbanding langsung dengan konsentrasi reaktan, yaitu Untuk reaksi-reaksi orde I, plot ln terhadap t merupakan suatu garis lurus. Intersep memberikan konsentrasi pada t=0 dan k dapat dihitung dari kemiringan tersebut (Dogra, 1990). Dalam percobaan ini volume tiosulfat yang dititrasikan sebesar b adalah jumlah peroksida yang bereaksi selama t detik, maka konsentrasi peroksida setelah t detik adalah sebesar (a-b). Jika a adalah banyaknya tiosulfat yang setara dengan peroksida saat to atau mula-mula. Dengan membuat grafik ln (a-b) terhadap t maka akan didapatkan –k sebagai slope sehingga harga k dapat ditentukan. Dengan persamaan sebagai berikut: ln (a – b) = -kt + ln a
• 2.
  (Atkins, 1996). Kecepatan reaksisangat bergantung pada ion peroksida, kalium iodida dan asamnya. Reaksi hidrogen peroksida dengan kalium iodida dalam suasana asam dan dengan adanya natrium tiosulfat, maka peroksida akan membebaskan iodium yang berasal dari kalium iodida yang telah diasamkan dengan asam sulfat. Bila reaksi ini merupakan reaksi irreversibel (karena adanya natrium tiosulfat yang akan merubah iodium bebas menjadi asam iodida kembali) kecepatan reaksi yang terjadi besarnya seperti pada reaksi pembentukannya, sampai konsentrasi terakhir tak berubah (Bird,1993). Volumetri adalah cara analisis jumlah berdasarkan pengukuran volume larutan pereaksi berkepekatan tertentu yang direaksikan dengan larutan contoh yang sedang ditetapkan kadarnya. Reaksi dijalankan dengan titrasi, yaitu suatu larutan ditambahkan dari buret sedikit demi sedikit, sampai jumlah zat-zat yang direaksikan tepat menjadi akivalen satu sama lain. Larutan yang ditambahkan dari buret disebut titran, sedangkan larutan yang ditambah titran itu disebut titrat (Harjadi, 1987). METODE PERCOBAAN  ALAT DAN SKEMA ALAT Alat-alat yang diperlukan dalam percobaan ini meliputi buret, erlenmyer, gelas ukur, stopwatch, gelas piala, labu takat, pengduk magni, dan pipet tetes.  BAHAN Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini meiputi larutan H₂O₂ 3%, larutan KMnO₄ 0,1 M, larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M, kristal KI, H₂SO₄ 2 N, H₂SO₄ pekat, larutan indikator amilum (segar), dan akuades.  CARA KERJA  Mencari kesetaraan ml H₂O₂ dengan ml larutan thiosulfat Percobaa pertama dengan diambil 10 ml larutan H₂O₂ dan dimasukkan ke dalam labu takar 10 ml. larutan tersbut diencerkan sampai tanda batas dengan akuades. Kemudian, diambil 10 ml larutan tersebut dan ditambahkan dengan 10 ml H₂SO₄ 2 N. Larutan lalu dititrasi dengan KMnO₄ 0,1 M. Percobaan kedua, ditibang 0,5 gram KI dan dilarutkan dalam 20 ml akuades dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer. Ke dalam Erlenmeyer kemudian ditambahka 1 ml H₂SO₄. Setelah itu, baru ditambahkan 10 ml larutan KMnO₄ 0,1 M. kemudian ditambahkan 1,5 ml indicator amilum. Laruan ini lalu ditittrasi dengan larutan Na₂S₂O₃ 0,1 M higga terjadi perubahan warna menjadi bening. Kegiatan ini diulang sebanyak 3 kali.  Laju reaksi Diambil 500 ml akuades dan dimasukkan ke dalam erlnmeyer, secara berurutanke dalam erlnmeyer kemudian ditambahkan 30 ml H₂SO₄ 2 N, 3 ml larutan kanji, dan 1,5 gram KI. Larutan pun diaduk hingga homogen.
• 3.
  Sementara itu, 5ml larutan H₂O₂ 3% dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditambahkan akuads hingga tanda batas. Larutan H₂O₂ 3% ini kemudinditambahkan ke dalam laruta campuran sebelumnya. Ke dalam larutan campuran tersebut kemudian ditambahkan lautan tiosulfat standar dari buret sebanyak 2 ml dan stopwatch dihidupkan. Larutan campuran pun diaduk dengan pengaduk magnet. Saat larutan berubah menjadi biru, stopwatch dimatikan dan dicatat waktunya. Larutan kemudian ditambahkan 2 ml larutan tiosulfat standar dan stopwatch kembali dihidupkan. Saat larutantlah berubah warna menjadi biru, stopwatch kembali dimatikan. Kegiatan ini terus-menerus dilakuka hinga variasi yang diinginkan. HASIL DAN PEMBAHASAN  HASIL PERCOBAAN  Mencari kesetaran ml H₂O₂ dengan ml larutan tiosulfat  Titrasi 10 ml H₂O₂ ,1 N dengan larutan KMnO₄ standar Volume KMnO₄ = 1,1 ml  Titrasi 10 ml KMnO₄ (volume KMnO₄ II) degan larutan Na₂S₂O₃ standar Titrasi ke- Volume Na₂S₂O₃ 1 9,2 ml 2 9,1 ml  Kesetaraan H₂O₂ dar titrasi I dan II (a) a = 10,065 ml  Kinetika reaksi Volume Na₂S₂O₃ (a-b) ln (a-b) t (sekon) (b) 2 8,065 2,0875 243 4 6,065 1,8025 200 6 4,065 1,4024 302 8 2,065 0,7251 379 10 0,065 -2,7333 411 Dari grafik hubungan antara ln (a-b) vs t diperoleh nlai k = 0,017  PEMBAHASAN Percobaan ini dilakukan guna untuk mengetahui kinetika reaksi hydrogen peroksida dengan asam iodide. Percobaan ini dikelompokkan menjadi dua bagian. Bagian pertama yakni mencari kesetaran ml H₂O₂ dengan ml larutan tiosulfat, sedangkan bagian keduanya yakni tentang kinetika reaksi.
• 4.
  Pada percobaan pertamayakni mencari kesetaran ml H₂O₂ dengan ml larutan tiosulfat. Mencari kesetaraan H₂O₂ sama artinya dengan standarisasi larutan H₂O₂. Standarisasi H₂O₂ menggunakan larutan Na2S2O3. Proses kesetaraan ml H₂O₂ ini dilakukan secara tidak langsung dikarenakan hidrogen peroksida (H₂O₂) tidak dapat dititrasi langsung dengan tiosulfat. Hal ini menjadikan H2O2 terlebih dahulu distandarisasi dengan KMnO4, baru kemudian Na2S2O3 distandarisasi dengan KMnO4, sehingga melalui perbandingan molnya dapat ditentukan ekivalen dari hidrogen peroksida dengan ion tiosulfat. Dalam penentuan standarisasi H₂O₂ dengan KMnO₄, penggunaan KMnO₄ sebagai titran disebut dengan titrasi permanganometri. KMnO₄bersifat auto indicator, sehingga tidak perlu menambahkan indikator lain dalam titrasi ini. Bersifat auto indikator artinya, KMnO4 memiliki warna yang spesifik pada suasana yang berbeda yaitu pada suasana asam berwarna bening, sedangkan dalam larutan basa berwarna merah muda. Larutan yang dititrasi yaitu H₂O₂ ditambahkan terlebih dahulu dengan H2SO4 2 N, hal ini bertujuan untuk membuat larutan bersifat asam. 10 ml H₂O₂ diecerkan hingga volume 100 ml. 10 ml dari larutan H₂O₂ yang telah diencerkan tersebut kemudian ditambahkan dengan 10 ml H₂SO₄ dan dititrasi dengan larutan KMnO₄ 0,1 M. Penambahan H₂SO₄ ini akan menyebabkan suasana larutan menjadi asam. Kondisi asam ini dapat mengoksidasi MnO4- menjadi Mn2+ dan mempercepat terjadinya reaksi. H₂SO₄ yang digunakan berkonsentrasi 2 N, di mana konsentrasi ini dapat dikatakan cukup tinggi. Selain itu, pada proses titrasinya dilakukan secara perlahan-lahan. Kedua hal tersebut dapat mencegah kelebihan KMnO₄, sehingga mencegah terbentuknya mangan dioksida yang merupakan katalis yang aktif untuk penguraian Hidrogen Peroksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut. K Kondisi awal larutan sebelum dititrasi yakni berwarna bening karena berada dalam suasana asam. Setelah ditambahkan KMnO₄ (setelah dititrasi) larutan akan berubah menjadi merah muda, di mana keadaan tersebutlah telah dicapai titik ekivalen. Berdasaran hasil percobaan, volume KMnO₄ yang diperlukan untuk tercapainya titik ekivalen yaitu 1,1 ml. Dalam percobaan standarisasi larutan KMnO₄ dengan Na₂S₂O₃ diawali dengan melarutkan 2 gram KI dalam 20 ml akuades. Campuran larutan ini sama halya percobaan sebelumnya, ditambahkn H₂SO₄ yag akan menyebabkan larutan dalam kondisi asam. Larutan tersebut kemdian ditambahan KMnO₄ 0,1 M. Pada standarisasi thiosulfat, kalium permanganat terlebih perlu dahulu direaksikan terlebih dahulu dengan KI dalam suasana asam yakni agar dapat membebaskan I 2.
• 5.
  Reaksi yang terjadisaat penambahan H₂SO₄ ke dalam larutan KI adalah sebagai berikut. Ke dalam larutan kemudian ditambahkan indicator amilum dan dilanjutkan dengan titrasi dengan Na₂S₂O₃ 0,1 M. Indicator amilum bemanfaat untuk mendeteksi apakah iodium habis bereaksi dengan tiosulfat. Hal ini dikarenaka reaksi antara iodium dan tiosulfat akan menghasilkan ion iodida, maka reaksi kembali berulang dengan terjadinya perubahan warna menjadi seperti semula. Iodin akan mengoksidasi tiosulfat mnjadi ttradional dalam kondisi asam, di mana reaksinya adalah sebagai berikut. Selain itu, pada suasana asam permanganate aka treduksi menjadi , sedangkan iodine teroksidasi menjadi . Reaksinya adalah sebagai berikut. Dengan demikian, setelan iodine habis bereaksi dengan tiosulfat, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut. Kondisi awal larutan sebelum dititrasi dengan Na₂S₂O₃ 0,1 M berwarna coklat tua. Sementara itu, setelah dititrasi dengan Na₂S₂O₃ 0,1 M berwarna bening pada bagian permukaannya, sedangkankan bagian dasar masih terdapat endapan kecoklatan. Berdaarka hasil percobaan, volume Na₂S₂O₃ 0,1 M rata-rata yang diperlukan untuk mencapai titik kesetimbagan yakni 9,15 ml. Pada perobaan kedua yaitu percobaan laju reaksi, diawali dengan pembuatan larutan dari 500 ml akuades yang ditambahkan 1,5 gram KI. Larutan ini kemudian diasamkan dengan ditambahkan 30 ml larutan H₂SO₄ 2 N. Setelah itu ditambahkan 3 ml larutan kanji/amilum yang berperan sebagai indicator yang mana digunakan untuk mengetahui reaksi yag terjadi antara KI dengan hydrogen peroksida (H₂O₂). larutan inilah yang disebut sebagai larutan A. Selain itu, dibuat larutan lain yakni dengan melarutkan 10 ml hidrogen peroksida 3% (H₂O₂) ke dalam labu takar 100 mL menggunakan akuades. Larutan ini yang disebut sebagai larutan B.
• 6.
  Antara larutan Adan larutan B tidak langsung dicampurkan. Hal ini disebabkan reaksi antara kedua larutan akan berlangsung cepat sebelum larutan yang pertama (A) homogen. Oleh sebab itu, sebelum kedua larutan tersebut dicampur, larutan pertama (A) diaduk terlebih dahulu menggunakan pengaduk magnet hingga menjadi homogen. Pengadukan ini berpengaruh terhadap tumbukan antarmolekul yang terjadi pada larutan. Setelah larutan pertama (A) homogen, kemudian baru larutan B ditambahkan ke dalam larutan A tersebut. Larutan lalu ditambahkan 2 ml larutan Thiosulfat dari buret da waktu penghitungn pun dimulai. Waktu dihitung sampai larutan beubah menjdi kuning dan waktu dimatikan. Perubahan warna dari bening menjadi kuning ini disebabkan telah terbentuk iodium. Indikator amilum dalam larutan A akan mengubah warna larutan menjadi kuning apabila terdapat kelebihan iodium dalam larutan. Setelah larutan berwarna kuning, ke dalam larutan kembali ditambahkan 2 mL larutan thiosulfat dari buret, yang menyebabkan warna larutan kembali menjadi bening. Perubahan kembalinya warna menjadi bening ini menandakan bahwa reaksi bersifat irreversible, di mana natrium thiosulfat dapat mengubah iodium bebas menjadi asam iodidanya kembali. Namun setelah beberapa menit larutan akan kembali berubah menjadi kuning karena tiosulfat dalam larutan telah habis, maka iod hasil reaksi hidrogen peroksida dan kalium iodida berlebih karena tidak ada spesies lain yang menangkapnya. Adanya perubahan warna larutan dari bening menjadi kuning inilah yang digunakan dalam mengukur waktu habisnya tiosulfat yang ditambahkan, dimana tiosulfat setara dengan peroksida. Reaksi antara H₂O₂ dengan asam iodida merupakan suatu reaksi redoks dimana H₂O₂ bertindak sebagai oksidator, sedangkan asam iodida bertindak sebagai reduktornya. Reaksi antara keduanya tergolong sebagai reaksi orde pertama, di mana kecepatan reaksi hanya bergantung pada satu pereaksi saja, yaitu konsentrasi hidrogen peroksida. Reaksi antara Thiosulfat dengan hidrogen peroksida dalam suasana asam adalah sebagai berikut. Reaksi antara Thiosulfat dengan asam iodida adalah sebagai berikut. Apabila antara dua reaksi sebelumnya digabungkan, maka akan membenruk reaksinya antara H₂O₂ dengan asam iodida sebagai berikut. Dari reaksi di atas dapat diketahui bahwa mula-mula H₂O₂ digunakan untuk mengoksidasi menjadi -, yang kemudian bereaksi dengan asam iodida membentuk kembali dan membebaskan iodium. Reaksi ini bersifat
• 7.
  reversibel sehingga dapatberlangsung reaksi kebalikannya, yaitu pembentukan iodida kembali karena penambahan Natrium Thiosulfat. Berdasarkan hasil percobaan, maka dapat dibuat grafik hubungan antara ln (a-b) vs t, di mana a merupakan volume kesetaraan H₂O₂ dan b merupakan volume Na₂S₂O₃ yang ditambahkan dalam titrasi, sdangkan t merupakan waktu yang diperlukan oleh H₂O₂ untuk membentuk iodium, di mana waktu ini juga setara dengan waktu yang diperlukan oleh thiosulfat untuk bereaksi dengan H₂O₂. Berdasarka grafik yang terbentuk kemudian diambil garis linear, di mana prsamaan garis yang terbentuk yakni y = -0,017x + 6,041. Dari persamaan garis tersebut diperoleh nilai slope yang berharga negative. Nilai slope ini mengartikan nilai k dalam laju reaksi tersebut, di mana nilai k merupakan lawan dar slopenya. Sehingga, nilai k diperoleh 0,017. Sementara itu, kelinearan grafik diketahui dari nilai R2 yaitu 0,662. Nilai regrsi tersenut hampir mendekati 1. Hal ini membuktikan bahwa reaksi yang terjadi mengikuti reaksi orde satu. Sebenarnya saat terjadi kelebihan iodium, laruan tidak berwarna kuning melainkan biru, akan tetapi saat percobaan dilaukan warna larutan justru berubah wara menjadi kuning. Hal ini dimungkinkan oleh kesalahan indicator amilum yang digunakan, karena indicator amilum yang digunakan merupakan buatan sendiri sehingga kemungkinan indicator yang trbentuk kurang sempurna. KESIMPULAN Kinetika reaksi pada percobaan ini hanya bergantung pada berkurangnya konsentrasi hidrogen peroksida sehingga reaksi mengikuti reaksi orde satu, di mana diperoleh nilai k (konstanta laju) yakni 0,017 mol/Ls dengan nilai regresi (R²) yakni 0,662. DAFTAR PUSTAKA Atkins, P.W., 1996, Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta. Day, R. A., 1999, Analisis Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta. Dogra, 1990, Kimia Fisik dan Soal-Soal, UI Press, Jakarta. Harjadi, W., 1987, Ilmu Kimia Analitik Dasar, PT Gramedia, Jakarta Karyadi, B., 1994, Kimia 2, Balai Pustaka, Jakarta. Triyono, dkk., 1998, Buku Ajar Kinetika Kimia, UGM, Yogyakarta.
• 8.
  LAMPIRAN GRAFIK