persamaan arrhenius

PERSAMAAN ARRHENIUS DAN ENERGI AKTIVASI

PERSAMAAN ARRHENIUS DAN ENERGI AKTIVASI

A.     TUJUAN

1. Memperlihatkan bagaimana ketergantungan konstanta laju reaksi pada suhu
2. Menghitung energi aktivasi (Ea) dengan menggunakan persamaan Arhenius.

B.     ALAT DAN BAHAN

Alat :                                             

                 

	Tabung reaksi, Rak tabung reaksi, Gelas kimia 1 L, 250 ml dan 100 ml, Thermometer, Pipet takar, Spritus, Kassa dan Kaki tiga, Bola semprot, Bola hisap dan Penjepit.

 

Bahan :

Larutan Na2S2O8 0,04 M, Larutan KI 0,1 M, Larutan Na2S2O3 0,001 M, Aquades dan Larutan kanji.

     

C.     CARA KERJA

                         

			Buatlah kondisi suhu yang sama pada tabung 1 dan 2 (0 - 40oC). Catat suhu sebagai suhu awal.
	Masukan campuran zat ke dalam tabung 1 dan 2

 

                                            

 

Tuangkan segera campuran zat pada tabung 1 dan 2 ke dalam gelas kimia 250 ml, jalankan stopwatch sampai larutan menjadi biru. Catat suhu sebagai suhu akhir.

D.    HASIL PENGAMATAN DAN GRAFIK

Suhu awal	Suhu akhir	Suhu rata-rata	Waktu reaksi (sekon)	T (oK)	1/T	ln 1/t (s)
8oC	20oC	14oC	9,12	287	0,00348	-2,21
10oC	22oC	16oC	7,45	289	0,00346	-2,01
15oC	23oC	19oC	5,11	292	0,00343	-1,63
17oC	24oC	20,5oC	4,09	293,5	0,00341	-1,41
20oC	24oC	22oC	3,08	295	0,00338	-1,12

E. PERHITUNGAN

Nilai Ea  dapat ditentukan dari slope pada kurva ln 1/t vs 1/T yaitu:

Slope (tan) = -

Slope = -14851

- Ea / R = -14851

Ea = 14851 x R

     = 14851 x 8.314 JK^-1mol^-1

     = 123471,214 JK^-1mol^-1

           = 123,47 kJ K^-1 mol^-1

E.     PEMBAHASAN

Percobaan kali ini mengenai Persamaan Arhenius dan Energi aktivasi, dimana tujuan

dari percobaan ini adalah untuk memperlihatkan bagaimana ketergantungan konstanta laju reaksi pada suhu dan menghitung energi aktivasi dengan menggunakan persamaan Arhenius. Energi aktivasi merupakan energi minimum yang digunakan untuk bereaksi.

Salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi yaitu suhu/temperatur. Pada prinsipnya semakin tinggi suhu  maka makin cepat laju reaksinya. Dari percobaan yang kita lakukan dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu semakin cepat laju reaksi. Untuk mendapatkan nilai Ea nya dibuat grafik hubungan ln 1/t vs 1/T . Dari grafik dapat dicari nilai Eanya.

Melalui persamaan Arrhenius

k          = A e

ln k       = ln A -

ln k       = -  + ln A

Dari persamaan di atas dapat dibuat kurva ln k vs 1/T. Reaksi ini dianggap reaksi orde satu dengan persamaan reaksinya:

A         =   A₀ e ^–kt

ln A      =   ln A₀ – kt

kt         =   ln A₀ – ln A

kt         =   ln

k          =   ln

jadi,

k  

Dari persamaan di atas maka ln k dapat diganti dengan 1/t.

Pada percobaan molekul dapat bereaksi jika energi minimal yang dibutuhkan untuk bereaksi cukup/tercapai (Ea). Laju reaksi akan bertambah bila suhu dinaikkan karena energi kinetik dan frekuensi tumbukan molekul bereaksi makin besar. Dalam percobaan ini digunakan 2 tabung yang komposisinya berbeda yaitu tabung pertama berisi Na₂S₂O₈ 5       ml dan aquades 5 ml, sedangkan pada tabung 2 berisi Na₂S₂O₃ 1 ml, KI 10 ml dan kanji 1 ml, dimana awalnya kedua tabung ini kita atur suhunya dengan merendamnya kedalam gelas kimia berukuran 600 ml yang diisi dengan batu es. Larutan tersebut diatur pada berbagai variasi suhu yakni 10⁰c, 15⁰c, 20⁰c dan 25⁰c.

Tabung I dan tabung II diatur suhunya hingga sama, kemudian dengan cepat tabung tersebut dicampurkan kedalam gelas kimia dan kita hitung waktu yang dibutuhkan untuk membentuk komplek biru setelah itu baru kita tentukan suhu akhir dari larutan. Setelah larutan pada kedua tabung dicampurkan terbentuk warna biru akibat adanya adsorpsi iodin pada permukaan amylosa yang berasal dari larutan kanji sedangkan iodin dihasilkan dari reaksi antara ion Iodida ( I^- ) dengan ion tiosulfat. Fungsi kanji disini adalah sebagai larutan indikator yang menunjukkan apakah I² sudah terbentuk atau belum.

            Dari data yang kita dapatkan menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu maka waktu reaksi juga makin cepat. Hal ini disebabkan suhu yang tinggi akan memnyebabkan gerakan partikel reaksi juga makin cepat sehingga tumbukan antar partikel semakin banyak. Fakta lain yang kita dapatkan adalah laju reaksi berbanding lurus dengan persatuan waktu.

G. KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan yaitu:

1. Semakin tinggi suhu, maka laju reaksi makin cepat
2. Konstanta laju reaksi bergantung pada suhu reaksi
3. Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan suatu reaksi untuk memulai reaksinya.
4. Energi aktivasi dapat ditentukan dari persamaan Arrhenius dengan membuat kurva hubungan ln 1/t vs 1/T

Dimana,            ln k       =  - +ln A

                        Slope   = -

                        Ea        = -R x slope

5. Reaksi pada percobaan kali ini merupakan reaksi heterogen, dibuktikan dengan nilai Ea yang kecil. Suhu yang digunakan tidak boleh lebih dari 40⁰C karena akan menimbulkan kekeliruan
6. Fungsi dari Na²S²O⁸ bertindak sebagai zat pengoksidasi I^- menjadi I². KI sebagai penyedia ion Iodida dan Na²S²O³ sebagai pereduksi I² menjadi I^-.

JAWABAN PERTANYAAN

1. Bila reaksi diatas dilakukan pada suhu di atas 40⁰C ternyata akan menimbulkan penyimpangan dari persamaan Arrhenius. Penyimpangan ini disebabkan karena dua reaksi yang terlibat dalam reaksi yang sama pada temperatur yang lebih tinggi dari 40⁰C akan mempunyai nilai energi aktivasi (Ea) yang berbeda.

2. A ditentukan dari persamaan Arrhenius:

  = - , diintegralkan

ln    =

k          = A e

A         =

DAFTAR PUSTAKA

Alberty, Robert A dan Famington Daniels. 1981. Kimia Fisika. Jakarta : Erlangga

Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika. Jakarta : Gramedia

Irmamon, dan Hardeli. 1999. Kimia Fisika II. Padang : UNP

Tim Kimia Fisika. 2011. Penuntun Pratikum Kimia Fisika 2. Padang : UNP

Persamaan Laju Reaksi

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen. Bilangan pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut orde reaksi.

r = laju reaksi
k = tetapan laju reaksi
[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter
[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter
m = orde reaksi terhadap zat A
n = orde reaksi terhadap zat B
Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut:

Tabel : Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi. Misalnya, pada reaksi
dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu, orde reaksi terhadap NO = orde dua, dan orde reaksi total adalah tiga. Untuk lebih memahami cara menentukan orde reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik. Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik.

1. Grafik Orde Nol
Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi pereaksi. Persamaan laju reaksinya ditulis:

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju reaksi menjadi: r » k. Jadi, reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi nol. Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas.

2. Grafik Orde Satu

Gambar 4.9 Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu, persamaan laju reaksi adalah :

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya. Jika konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali, maka laju reaksi akan menjadi 4¹ atau 4 kali lebih besar.

3. Grafik Orde Dua

Gambar 4.10 Hubungan konsentrasi dengan waktu

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua adalah:

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya. Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali, maka laju reaksi akan menjadi 2² atau 4 kali lebih besar.