LAPORAN RESMIPRAKTIKUM PROSES KIMIA

Materi:ESTERIFIKASI

Disusun oleh:Kelompok 18 RabuMochammad Arief A.21030112130101Ririana Ayu Larassati21030112140180Taufik Nuraziz21030112140179

LABORATORIUM PROSES KIMIATEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANGi

2014

LAPORAN RESMIPRAKTIKUM PROSES KIMIA

Materi:ESTERIFIKASI

Disusun oleh:Kelompok 18 RabuMochammad Arief A.21030112130101Ririana Ayu Larassati21030112140180Taufik Nuraziz21030112140179

LABORATORIUM PROSES KIMIATEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2014

HALAMAN PENGESAHANLaporan resmi Praktikum Proses Kimia dengan judul materi Esterifikasi yang disusun oleh:Nama dan NIM:1. Mochammad Arief A.210301121301012. Ririana Ayu Larassati210301121401803. Taufik Nuraziz20130112140179Kelompok: 18/Rabutelah diperiksa dan dikonsultasikan kepada Asisten Laboratorium Proses Kimia dan Dosen Pengampu materi Esterifikasi maka dinyatakan diterima.

Semarang, Desember 2014Dosen Pembimbing,Asisten Pembimbing

Dr. Ir. Ratnawati, M.S Mutia Annisa MarsyaNIP. 19600412 198603 2 001 NIM. 21030111140160

KATA PENGANTARPuji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat dan rahmat-Nya Laporan Resmi Praktikum Proses Kimia berjudul Esterifikasi dapat selesai dengan baik. Penyusunan Laporan Resmi Praktikum Proses Kimia ini berdasarkan analis hasil percobaan yang dilakukan saat praktikum dan pembahasan yang bersumber pada literatur-literatur yang ada. Penyusun sampaikan terima kasih kepada: 1. Orang tua yang selalu memberikan dukungan. 2. Ibu Dr. Ir. Ratnawati, M.S. sebagai dosen pembimbing laporan esterifikasi 3. Laboran Laboratorium Proses Kimia 4. Asisten Laboratorium Proses Kimia. 5. Teman-teman angkatan 2012 yang membantu dalam penyusunan laporan ini Laporan ini berisi tentang proses esterifikasi dengan variabel jenis katalis yaitu HCl dan H2SO4. Berdasarkan data hasil percobaan dapat diketahui pengaruh waktu reaksi terhadap konversi reaksi esterifikasi serta pengaruh jenis katalis terhadap konversi, konstanta laju dan konstanta kesetimbangan. Laporan resmi ini merupakan laporan terbaik yang saat ini dapat diajukan, namun penyusun menyadari pasti ada kekurangan yang perlu diperbaiki. Maka dari itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan.

Semarang, Desember 2014

Penyusun

DAFTAR ISIHALAMAN JUDULiHALAMAN PENGESAHANiiKATA PENGANTARiiiDAFTAR ISIivDAFTAR GAMBARvDAFTAR TABELviINTISARI viiSUMMARY viiiBAB I PENDAHULUAN1I.1 Latar Belakang 1I.2 Tujuan Percobaan1I.3 Manfaat Percobaan1BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2BAB III METODOLOGI PERCOBAAN8III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 8III.2 Variabel Operasi8III.3 Respon Uji Hasil 9III.4 Cara Kerja 9BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN11IV.1 Hasil Percobaan11IV.2 Pembahasan 12BAB V PENUTUP 17V.1 Kesimpulan17V.2 Saran 17DAFTAR PUSTAKA18LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN19LEMBAR PERHITUNGAN21

DAFTAR GAMBARGambar 3.1Rangkaian Alat Hdrolisa9Gambar 3.2Rangkaian Alat Titrasi 9Gambar 4.1Hubungan antara Waktu dan Konversi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat 12Gambar 4.2Hubungan antara Waktu dan Konversi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat 13Gambar 4.3Hubungan antara Jenis Katalis dan Konstanta Laju Reaksi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat 14Gambar 4.4Hubungan antara Jenis Katalis dan Konstanta Kesetimbangan pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat 15

DAFTAR TABELTabel 4.1 Hasil Percobaan Esterifikasi dengan Katalis HCl11Tabel 4.2 Hasil Percobaan Esterifikasi dengan Katalis H2SO4 11

INTISARIEsterifikasi merupakan reaksi pembentukan ester. Tujuan dari percobaan esterifikasi adalah untuk mempelajari pengaruh jenis katalis terhadap konversi yang didapat, menghitung konstanta kesetimbangan dan konstanta laju reaksi. Dalam industri, etil asetat baik digunakan sebagai pelarut pada polyurethane coating system.Esterifikasi merupakan reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol dan menghasilkan ester dan air. Reaksi esterifikasi berjalan lambat sehingga dibutuhkan katalis untuk dapat mempercepat reaksi. Variabel yang dapat mempercepat reaksi esterifikasi adalah perubahan konsentrasi, katalis, kecepatan pengadukan, waktu serta suhu reaksi. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi endotermis dan merupakan reaksi reversibel.Bahan yang digunakan dalam proses esterifikasi adalah asam asetat, etanol, HCl 0,25 N dan H2SO4 0,25 N, NaOH 0,3 N, indikator PP dan aquadest. Langkah kerja dalam praktikum ini adalah merangkai alat, kemudian mencampurkan asam asetat dengan katalis HCl, panaskan hingga suhu 60C, kemudian campurkan etanol 60C dengan perbandingan asam asetat dengan etanol 1 : 2 yang disertai pengadukan lalu dilakukan proses esterifikasi. Setelah dicampurkan ambil 5 ml sampel mulai dari t = 0 menit sampai dengan waktu pengambilan 5 kali setiap 12 menit, tambahkan 3 tetes indikator PP lalu titrasi dengan NaOH 0,3 N hingga warna merah muda. Langkah tersebut diulangi untuk variabel katalis H2SO4.Dari hasil percobaan yang dilakukan, konversi pembentukan etil asetat dari asam asetat dan etanol semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu, namun setelah mencapai kondisi steady konversi tidak lagi berubah fungsi waktu. Konversi reaksi dengan katalis HCl menghasilkan konversi yang lebih besar dari reaksi dengan katalis H2SO4 karena HCl lebih reaktif disebabkan tingkat keasaman yang tinggi. Pada percobaan dengan katalis HCl didapatkan k1 sebesar 6,543x10-4 sedangkan k2 5,239x10-4, untuk katalis H2SO4 k1 sebesar 5,087x10-4 dan k2 sebesar 4,7418x10-4. Nilai konstanta laju reaksi dengan katalis HCl lebih tinggi dari katalis H2SO4 karena HCl lebih reaktif dengan tingkat keasaman yang tinggi. Konstanta keseimbangan reaksi dengan katalis HCl sebesar 1,249 lebih besar dari reaksi dengan katalis H2SO4 yaitu 1,073 karena konversi yang dihasilkan lebih besar reaksi dengan katalis HCl.Kesimpulan yang kami peroleh adalah konversi ester pada kedua variabel katalis akan bertambah seiring bertambahnya waktu operasi. Reaksi dengan katalis HCl menghasilkan konversi yang lebih besar dari reaksi dengan katalis H2SO4. Konstanta laju reaksi dengan katalis HCl lebih besar dari reaksi dengan katalis H2SO4. Konstanta keseimbangan reaksi dengan katalis HCl lebih besar dari reaksi dengan katalis H2SO4. Saran yang kami berikan adalah hati-hati dengan reagen yang berbahaya, memperhatikan kebersihan alat dan teliti dalam menentukan titik akhir titrasi.

SUMMARYEsterification is the reaction of forming esters. The purpose of the experiment was to study the effect of esterifications catalyst type to the conversion obtained, calculate the equilibrium constant and the reaction rate constant. In the industry, ethyl acetate usually used as a solvent for polyurethane coating system.Esterification is a reaction between the carboxylic acid with alcohol and produce ester and water. Esterification reaction runs slow so it takes a catalyst to accelerate the reaction. Variables that can accelerate the esterification reaction are the change in concentration, catalyst, stirring speed, reaction time and temperature. The esterification reaction is an endothermic reaction and is a reversible reaction.Materials used in the esterification process are asetic acid, ethanol, 0,25 N HCl and 0,25 N H2SO4,0,3 N NaOH, PP indicator and distilled water. The steps for this practice are stringing the tool, then mix the acetic acid with the catalyst HCl, heated to 60 C, then mix the 60 C ethanol with ratio of acetic acid and ethanol is 1:2 which accompanied by stirring and then do the esterification process. After mixing done, take 5 ml sample start from t = 0 min up to 5 times of taking in every 12 minutes, add 3 drops of PP indicator and titrate with 0,3 N NaOH until the color is pink. Repeat the steps for catalyst H2SO4.From the results of experiments, the conversion of the formation of ethyl acetate from acetic acid and ethanol will bigger with time increasing, but after reaching the steady state condition the conversion will not changing again with time increasing. Reaction conversion using HCl catalyst produce bigger conversion than reaction using H2SO4 catalyst, because HCl is more reactive based on the high acidity level. From experiment using HCl catalyst the k1 value is 6,543x10-4 while k2 is 5,239x10-4, for H2SO4 catalyst k1 value is 5,087x10-4 and k2 is 4,741x10-4. The reaction rate constant value with HCl catalyst is bigger than using H2SO4 catalyst because HCl is more reactive based on the high acidity level. The equilibrium constant by using HCl catalyst is 1,249 bigger than the reaction using H2SO4 1,073 because the conversion that produce is bigger if using HCl catalyst. The conclusion we get is the overall conversion of the ester for the two catalyst variable will increase while the time increasing. Reaction using HCl catalyst produce bigger conversion than reaction using H2SO4 catalyst. The reaction rate constant with HCl catalyst is bigger than reaction with H2SO4 catalyst. The equilibrium constant with HCl catalyst is bigger than reaction with H2SO4 catalyst. The advice we give is beware with the hazardous reagent, paying attention on tool cleanliness, and accurate on observations of end point titration.

ESTERIFIKASI

LABORATORIUM PROSES KIMIA 201425

BAB IPENDAHULUANI.1Latar Belakang Esterifikasi merupakan reaksi pembentukan ester dari asam karboksilat dan alkohol. Contohnya reaksi antara asam asetat dengan etanol. Produk reaksi berupa ester dan air. Persamaan umum reaksi ini dapat ditentukan sebagai berikut: R-COOH + HO-R* R-COOR* + H2OReaksi ini bersifat bolak balik (reversibel) dan umumnya sangat lambat sehingga memerlukan katalis agar diperoleh ester yang maksimal maka perlu dipelajari faktor-faktor yang mempengaruhi proses esterifikasi. Salah satu faktor yang akan dibahas pada percobaan kali ini adalah jenis katalis.Senyawa ester secara komersial telah banyak diproduksi oleh industri karena memiliki banyak kegunaan di industri. Salah satunya diantaranya yaitu etil asetat yang sangat baik digunakan sebagai pelarut pada polyurethane coating system. Selain itu, pada industri makanan dan minuman, etil asetat banyak digunakan untuk memberi rasa pada makanan atau minuman (flavouring). Oleh karena itu, seorang sarjana teknik kimia harus dapat memahami reaksi esterifikasi, karena produk dari proses esterifikasi banyak digunakan di dalam industri.

I.2Tujuan Percobaan 1. Mengetahui pengaruh jenis katalis reaksi terhadap konversi pada proses esterifikasi. 2. Mengetahui pengaruh jenis katalis terhadap konstanta keseimbangan pada proses esterifikasi.3. Mengetahui pengaruh jenis katalis terhadap konstanta reaksi pada proses esterifikasi. 4. Mengetahui pengaruh waktu reaksi terhadap konversi pada proses esterifikasi.

I.3Manfaat Percobaan 1. Dapat memahami pengaruh jenis katalis terhadap konversi ester yang terbentuk. 2. Dapat mempelajari cara menghitung konstanta keseimbangan dan laju reaksi (k).3. Dapat melakukan kajian numerik dari percobaan yang telah dilakukan.BAB IITINJAUAN PUSTAKAII.1Kinetika Reaksi Esterifikasi atau pembuatan ester merupakan reaksi antara asam karboksilat dan alkohol dengan hasil reaksi ester dan air. Contohnya yaitu reaksi antara asam asetat dengan etanol. Reaksi esterifikasi antara lain sebagai berikut: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2OA+BC+DPersamaan kecepatan reasi kimia:

Keterangan: rc=kecepatan reaksi pembentukan ester [A]=konsentrasi asam asetat [CH3COOH] [B]=konsentrasi etanol [C2H5OH] [C]=konsentrasi etil asetat [CH3COOC2H5] [D]=konsentrasi air [H2O] k1=konstanta kecepatan reaksi ke kanan (arah produk) k2=konstanta kecepatan reaksi ke kiri (arah reaktan) t =waktu reaksiDitinjau dari kinetika reaksi, kecepatan reaksi pembentukan ester akan makin besar dengan kenaikan suhu, adanya pengadukan dan ditambahakan katalis. Hal ini dapat dijelaskan oleh persamaan Arrhenius yaitu

Dengan: k =kontanta laju reaksi A =Faktor frekuensi tumbukan T =Suhu EA=Energi Aktivasi R =konstanta gas ideal Berdasarkan persamaaan Arrhenius dapat dilihat bahwa konstanta laju reaksi dipengaruhi oleh nilai A, EA, dan T. Semakin besar faktor tumbukan (A) maka konstanta laju reaksinya semakin besar. Nilai energi aktivasi (EA) dipengaruhi oleh penggunaan katalis, adanya katalis akan menurunkan energi aktivasi sehingga nilai k semakin besar. Semakin tinggi suhu (T) maka nilai k juga semakin besar.

II.2Tinjauan Thermodinamika Berdasarkan tinjauan thermodinamika kita dapat mengetahui apakah reaksi tersebut searah atau bolak-balik dengan meninjau melalui perubahan energi gibbs (G). Reaksi esterifikasi antara asam asetat dan etanol terjadi menurut reaksi berikut:CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2OGf reaksi = Gf produk - Gf reaktan Diketahui data Go standar (Smith, 2010): Gof 298 CH3COOH= -389900 J/mol Gof 298 C2H5OH= -174780 J/mol Gof 298 CH3COOC2H5= -327600 J/mol Gof 298 H2O = -237129 J/mol maka: Go 298=(Gof 298 CH3COOC2H5 + Gof 298 H2O)-(Gof 298 CH3COOH + Gof 298 C2H5OH)=(-327600-237129)-(-389900-174780) =-49 J/mol Dari persamaan vant Hoff: .......(1)

K = 1,01997Dari perhitungan energi gibbs (Go) didapat nilai k 1 maka dapat di simpulkan reaksi esterifikasi asam asetat dengan etanol merupakan reaksi reversible.Selanjutnya menghitung nilai Ho untuk menentukan reaksi berjalan endotermis atau eksotermis. Pada reaksi: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Hof reaksi = Hof produk - Hof reaktan Diketahui data Hof standar :Hof298 CH3COOH = -484500 J/mol Hof298 C2H5OH = -277690 J/mol Hof298 CH3COOC2H5 = -446900 J/mol Hof298 H2O = -285830 J/mol maka: Ho298=(Hof298 CH3COOC2H5 + Hof298 H2O) - (Hof298 CH3COOH + Hof298 C2H5OH )=(-446900-285830) (-484500-277690) =29460 J/molDari perhitungan perubahan entalpy Ho298 bernilai positif yang menandakan bahwa reaksi esterifikasi asam astetat dengan etanol bersifat endotermis. Karena temperatur keadaan standar adalah temperatur campuran keseimbangan, maka perubahan property standar dari reaksi, seperti Go dan Ho, bervariasi dengan temperatur keseimbangan. Ketergantungan pada T dinyatakan dengan persamaan berikut: = ..... (2)Jika persamaan (1) didiferensiasikan, makad(ln K) = d()..... (3)Jika persamaan (2) disubtitusikan ke persamaan (3) menjadi:= ..... (4)Persamaan (4) menyatakan pengaruh temperatur terhadap konstanta keseimbangan, dan juga konversi keseimbangan. Apabila kondisi reaksinya endotermis, maka K naik ketika T naik. Jika Ho dianggap tidak tergantung terhadap T, intergrasi persamaan (4) dari temperatur T ke T akan menghasilkan:ln = - () ..... (5)Dengan persamaan (5) maka harga K pada suhu 60oC (333,15K) dapat dihitung:ln = - () ln = - K = 3,55499Konversi maksimum asam asetat dan etanol secara teoritis, dilambangkan dengan Xe atau yaitu:CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 +H2Ov = vi = 1+1-1-1 = 0mol asam asetat : mol etanol = 1 : 2basis 1 mol asam asetat mula-mulano = nio = 1 + 2 = 3 = = = = = K = KPada suhu 60oC = 3,55499

= Xe = 0,8328

II.3Mekanisme Reaksi Reaksi esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam karboksilat dan alkohol membentuk ester. Turunan asam karboksilat membentuk ester asam karboksilat. Ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus -COOR dengan R dapat berbentuk alkil ataupun aril. Pada percobaan ini, menggunakan asam karboksilat berupa asam asetat yang direaksikan dengan sebuah alkohol berupa etanol menggunakan katalis asam. Untuk pembuatan etil asetat, reaksi esterifikasi yang terjadi dalam percobaan ini dan mekanisme katalis asam pada hidrolisa ester adalah sebagai berikut:

Mekanisme katalis asam pada hidrolisa ester adalah sebagai berikut: 1. Oksigen karbonil diprotonasi oleh asam

2. Alkohol nukleo filik menyerang

3. Eliminasi molekul air diikuti penarikan H+ dari H2O akan menghasilkan ester

II.4Variabel Yang Berpengaruh 1. Perbandingan mol zat pereaksi Perbandingan mol zat pereaksi akan mempengaruhi hasil reaksi. Bila ditinjau dari segi kesetimbangan. Dalam penjelasan Le Chateleur, yang lebih sering dikenal dengan prinsip atau asas Le Chateleur, jika suatu system dalam kesetimbangan, diganggu dari luar sistem, maka system tersebut akan berusaha menghilangkan gangguan sampai dicapai kesetimbangan baru. Salah satu gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi kesetimbangan adalah perubahan mol reaktan. Reaksi esterifikasi antara asam asetat dan alkohol (etanol) dapat bergeser ke kanan dengan cara memberikan alkohol berlebih. Pemakaian salah satu reaktan berlebih akan memperbesar kemungkinan tumbukan antar molekul zat yang bereaksi sehingga kecepatan reaksinya bertambah besar.

2. Konsentrasi katalis Katalis berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi sehingga reaksi berjalan lebih cepat. Besarnya konsentrasi katalis dapat mempengaruhi kecepatan reaksi. 3.Kecepatan pengadukan Pengadukan dilakukan untuk memperbesar kemungkinan terjadinya tumbukan molekul pereaksi, sehingga kecepatan reaksinya bertambah besar. 4. Suhu reaksi Dalam rentang suhu yang diinginkan, jika suhu reaksi semakin tinggi maka kecepatan reaksi akan semakin besar, sehingga reaksi akan berjalan semakin cepat.

BAB IIIMETODE PERCOBAANIII.1Bahan Dan Alat Yang Digunakana. Bahan:1. Asam asetat 2. Etanol 3. Indikator PP4. Katalis HCl & H2SO4 (0,25 N)5. NaOH 0,3 N (dalam 500 ml)6. Aquadestb. Alat 1. Labu leher tiga2. Pendingin balik3. Kompor listrik4. Magnetic stirrer5. Termometer6. Pengaduk7. Buret8. Pipet9. Satif dan klem10. Erlenmeyer

III.2Variabel Operasia. Variabel TetapJenis alkohol= Etanol Volume Total= 300 mlVolume sampel diambil= 5 mlWaktu pengambilan sampel= 12 menitSuhu = 60CPerbandingan mol asam asetat : alkohol = 1 : 2

b. Variabel BerubahJenis Katalis= HCl 0,25 N & H2SO4 0,25 N

III.3Respon Uji HasilMengamati konsentrasi sisa asam asetat (CH3COOH) dengan titrasi menggunakan NaOH

III.4Cara Kerja 1. Merangkai alat seperti pada gambar.Gambar 3.1. Rangkaian Alat HidrolisaKeterangan: 1. Magnetic stirer + heater 2. Waterbatch 3. Labu leher tiga 4. Termometer 5. Pendingin balik 6. Klem 7. Statif Gambar 3.2. Rangkaian Alat TitrasiKeterangan:1. Statif 2. Klem3. Buret 4. Erlenmeyer

2. Mencampurkan asam asetat 100,79 ml dan katalis HCl 9,61 ml, panaskan sampai suhu 60oC.3. Panaskan etanol 189,6 ml sampai suhu 60oC. 4. Setelah suhu kedua reaktan sama campurkan kedua reaktan tersebut ke dalam labu leher tiga.5. Amati suhu campuran. Setelah tercapai suhu 60oC kembali, sampel diambil 5 ml mulai dari to dengan waktu pengambilan setiap 12 menit dan dihentikan setelah mendapat hasil volume titran konstan sebanyak 3 kali.6. Metode analisis Mengambil 5 ml sampel lalu ditambahkan 3 tetes indikator PP, kemudian sampel dititrasi dengan NaOH 0,3 N. Amati perubahan warna yang terjadi yaitu dari tidak berwarna menjadi warna merah muda hampir hilang. Catat kebutuhan titran. Menghentikan pengambilan sampel setelah 5 kali pengambilan.7. Ulangi langkah di atas untuk variabel jenis katalis H2SO4 dengan volume asetat 103,37 ml, katalis H2SO4 2,13 ml dan etanol 194,5 ml.

BAB IVHASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASANIV.1Hasil PercobaanIV.1.1Variabel 1 (Katalis HCl)Tabel 4.1 Hasil Percobaan Esterifikasi dengan Katalis HClt (menit)Volume NaOH (ml)CAXAk1k2K

01224364849,534,833,932,7322,721,8381,7841,7121,670,5090,6680,6780,6910,6996,543x10-45,239x10-41,249

IV.1.2Variabel 2 (Katalis H2SO4)Tabel 4.2 Hasil Percobaan Esterifikasi dengan Katalis H2SO4t (menit)Volume NaOH (ml)CAXAk1k2K

01224364879,864,942,440,234,84,5383,6442,2942,1621,8380,2020,3590,5960,620,6775,087x10-44,741x10-41,073

IV.2PembahasanIV.2.1Pengaruh Waktu terhadap Konversi Gambar 4.1 Hubungan antara Waktu dan Konversi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat Berdasarkan grafik hubungan waktu dan konversi reaksi esterifikasi terlihat bahwa semakin lama waktu reaksi maka konversi akan semakin tinggi. Pada reaksi dengan katalis H2SO4 dari awal reaksi hingga waktu 48 menit dengan rentang waktu 12 menit, konversi mengalami peningkatan dari 0,202; 0,359; 0,596; 0,62; hingga 0,677. Begitupun pada reaksi dengan katalis HCl terjadi peningkatan harga konversi dari 0,509; 0,668; 0,678; 0,691; hingga 0,699.Konversi mengalami peningkatan pada awal reaksi kemudian nilai Xa tidak lagi mengalami peningkatan karena reaksi sudah mencapai kondisi steady. Dalam kondisi ini reaksi mencapai kesetimbangan dan tidak ada perubahan konsentrasi reaktan maupun produk, sehingga konversi tidak berubah fungsi waktu. Berdasarkan grafik reaksi dengan katalis H2SO4 mencapai kondisi steady pada waktu 24 menit sedangkan reaksi dengan katalis HCl mencapai kondisi steady pada waktu 12 menit. Hal ini menunjukan reaksi dengan katalis HCl berjalan lebih cepat daripada reaksi dengan katalis H2SO4. Berdasarkan data percobaan yang ada, maka semakin lama waktu maka nilai konversi akan semakin tinggi, namun setelah mencapai kondisi steady konversi tidak lagi berubah fungsi waktu (Hill, G.C., 1977).

IV.2.2Pengaruh Jenis Katalis terhadap Konversi Gambar 4.2 Hubungan antara Waktu dan Konversi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat Berdasarkan grafik pada gambar 4.1 terlihat bahwa reaksi dengan katalis HCl menghasilkan konversi lebih besar dari pada dengan katalis H2SO4. Pada reaksi dengan katalis H2SO4, konversi mengalami peningkatan dari 0,202; 0,359; 0,596; 0,62; hingga 0,677. Begitupun pada reaksi dengan katalis HCl terjadi peningkatan harga konversi dari 0,509; 0,668; 0,678; 0,691; hingga 0,699.Katalis H2SO4 dan HCl mempunyai normalitas yang sama namun katalis HCl lebih reaktif dibandingkan H2SO4. Kereaktifan ini disebabkan tingkat keasaman yang berbeda. HCl memiliki tingkat keasaman yang lebih tinggi daripada H2SO4 ditunjukkan dengan nilai pKa yaitu -6,3 sedangkan nilai pKa H2SO4 sebesar -3. HCl memiliki nilai pKa yang lebih kecil atau Ka yang lebih besar. Semakin besar nilai Ka maka akan semakin mudah memutus ikatan H-A dan melepaskan proton H+ sehingga HCl menjadi lebih asam (Miessler G.L. and Tarr D.A., 1998). Hal ini menyebabkan reaksi esterifikasi dengan katalis HCl berjalan lebih cepat dan menghasilkan konversi yang lebih tinggi daripada menggunakan katalis H2SO4.

IV.2.3Pengaruh Jenis Katalis terhadap Konstanta Laju Reaksi Gambar 4.3 Hubungan antara Jenis Katalis dan Konstanta Laju Reaksi pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat Berdasarkan grafik hubungan jenis katalis dan nilai konstanta laju reaksi terlihat bahwa reaksi dengan katalis HCl memiliki nilai konstanta laju reaksi yang lebih tinggi daripada reaksi dengan katalis H2SO4. Reaksi dengan katalis HCl memiliki nilai konstanta laju reaksi 6,543 x 10-4. Sedangkan reaksi dengan katalis H2SO4 memiliki nilai konstanta laju reaksi 5,087 x 10-4.Adanya katalis dapat meningkatkan konstanta laju reaksi karena katalis dapat menurunkan energi aktivasi. Katalis membentuk senyawa intermediet berupa radikal bebas. Terbentuknya radikal bebas dapat mempercepat jalannya reaksi karena meningkatnya kereaktifan sehingga energi yang diperlukan untuk berlangsungnya reaksi atau energi aktivasi menjadi lebih kecil. Menurunnya energi aktivasi akan meningkatkan nilai konstanta laju reaksi sesuai persamaan Arhenius:

Katalis HCl lebih reakif daripada katalis H2SO4 karena HCl memiliki tingkat keasaman yang lebih tinggi, terlihat dari nilai pKa dan Ka. Semakin reaktif maka energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi semakin kecil dan konstanta laju reaksi semakin besar sesuai persamaan Arhenius. Sehingga reaksi dengan katalis HCl mempunyai nilai konstanta laju reaksi yang lebih tinggi daripada reaksi dengan katalis H2SO4 (Levenspiel, 1970).

IV.2.4Pengaruh Jenis Katalis terhadap Konstanta Keseimbangan Gambar 4.4 Hubungan antara Jenis Katalis dan Konstanta Keseimbangan pada Reaksi Esterifikasi Asam Asetat Berdasarkan grafik hubungan antara jenis katalis dengan nilai konstanta kesetimbangan, terlihat bahwa reaksi esterifikasi dengan katalis H2SO4 memiliki nilai konstanta kesetimbangan yang lebih rendah daripada reaksi dengan katalis HCl. Reaksi dengan katalis H2SO4 memiliki nilai konstanta kesetimbangan 1,073 sedangkan reaksi dengan katalis HCl memiliki nilai konstanta kesetimbangan 1,249. Konstanta kesetimbangan diperoleh berdasarkan perbandingan mol produk dengan mol reaktan pada saat kesetimbangan.Menurut Le Chatelier, suatu sistem kesetimbangan akan tetap mempertahankan posisinya jika terdapat perubahan yang mengakibatkan terjadinya pergeseran reaksi kesetimbangan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi reaksi kesetimbangan salah satunya adalah katalis. Penambahan katalis tidak akan menggeser reaksi kesetimbangan karena katalis hanya berfungsi mempercepat laju reaksi. Laju reaksi yang semakin cepat akan meningkatkan jumlah produk dan menurunkan jumlah reaktan. Dari rumus umum Kc, ada hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan jumlah produk dan reaktan. Untuk produk berbanding lurus dengan nilai Kc, sehingga semakin besar produk maka Kc semakin besar. Sedangkan hubungan Kc dengan reaktan berbanding terbalik, jika jumlah reaktan kecil, maka nilai Kc akan besar. Katalis HCl lebih baik dibandingkan dengan H2SO4, sehingga konversi lebi besar dan jumlah produk yg dihasilkan lebih banyak. Efek lain adalah jumlah reaktan lebih sedikit, sehingga pada variabel HCl nilai Kc nya lebih besar dibandingkan dengan variabel H2SO4.BAB VPENUTUPV.1Kesimpulan1. Nilai konversi pada waktu 0, 12, 24, 36 dan 48 menit pada reaksi dengan katalis HCl berturut-turut adalah 0,509; 0,668; 0,678; 0,691 dan 0,699. Sedangkan pada reaksi dengan katalis H2SO4 berturut-turut adalah 0,202; 0,359; 0,596; 0,62 dan 0,677. Semakin lama waktu reaksi maka konversi akan semain tinggi, namun setelah mencapai kondisi steady konversi tidak lagi berubah fungsi waktu.2.Reaksi esterifikasi dengan katalis HCl menghasilkan konversi lebih besar daripada dengan katalis H2SO4, karena HCl lebih reaktif disebabkan tingkat keasaman yang tinggi.3.Nilai k1 pada reaksi esterifikasi dengan katalis HCl adalah 6,543x10-4 sedangkan nilai k2 sebesar 5,293x10-4. Pada reaksi dengan katalis H2SO4 nilai k1 adalah 5,087x10-4 sedangkan nilai k2 adalah 4,741x10-4. Nilai konstanta laju reaksi dengan katalis HCl lebih tinggi dari pada reaksi dengan katalis H2SO4 karena HCl lebih reaktif disebabkan tingkat keasaman yang tinggi.4.Nilai konstanta kesetimbangan pada reaksi esterifikasi dengan katalis HCl adalah 1,249 sedangkan dengan katalis H2SO4 sebesar 1,073. Reaksi esterifikasi dengan katalis HCl memiliki konversi yang besar sehingga menghasilkan produk yang lebih banyak sehingga konstanta kesetimbangannya lebih besar dari reaksi esterifikasi dengan katalis H2SO4.

V.2Saran1.Berhati-hati dengan reagen yang berbahaya di laboratorium.2.Memperhatikan kebersihan alat agar tidak terkontaminasi.3.Teliti dalam menentukan titik akhir titrasi.

DAFTAR PUSTAKAArtini, N. J., Dewi N. A., & Parmayasa, K. 2008. Konstanta Keseimbangan. Dikutip dari: http://juni-artini.blogspot.com/2010/07/konstanta-keseimbangan-kc.html. Diakses pada tanggal 19 Oktober 2014 pukul 17.00Hill, G.C. 1977. An Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design. Mc Graw Hill Book CompanyLevenspiel, O., 1970, Chemical Reaction Engineering 2nd ed, Mc Graw Hill Book Kogakusha Ltd, Tokyo.Miessler G.L. and Tarr D.A, 1998, Inorganic Chemistry 2nd ed, Prentice-Hall, p.170. ISBN 1-13-84189-8 Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M., 2001, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics Sixth Edition, McGraw-Hill Co-Singapore. Tim Penyusun. 2005. Buku Ptunjuk Praktikum Teknik Kimia I. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.

LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN1. Pembuatan NaOH 0,3 N sebanyak 500 ml

2. Perhitungan DensitasV picno = 25 mlZatMassa Picno (gr)Massa Zat + Picno (gr)Massa Zat (gr)Densitas (gr/ml)

HClH2SO4CH3COOHC2H5OH23,33822,31323,33822,31351,80966,28849,11142,88128,47143,97525,77320,5681,1391,7591,0310,823

3. Perhitungan Kebutuhan Katalisa. Variabel 1 (Katalis HCl) b. Variabel 2 (Katalis H2SO4)

4. Perhitungan Volume ReaktorAsetat : Alkohol = 1 : 2 a. Variabel 1 (Katalis HCl)Vt = VAs + VAl + VkatVt Vkat = VAs + VAl 300 9,61 = VAs + VAl290,39 = 0,5315 VAl + VAl290,39 = 1,5315 VAlVAl = 189,6 mlVAs = 0,5315 VAlVAs = 0,5315.189,6VAs = 100,79 mlb. Variabel 2 (Katalis H2SO4)Vt = VAs + VAl + VkatVt Vkat = VAs + VAl 300 2,13 = VAs + VAl297,87 = 0,5315 VAl + VAl297,87 = 1,5315 VAlVAl = 194,5 mlVAs = 0,5315 VAlVAs = 0,5315.194,5VAs = 103,37 ml

LEMBAR PERHITUNGANReaksiCH3COOH + C2H5OH C2H5COOCH3 + H2O A B C D

1. Variabel 1 (Katalis HCl) t (menit)Volume Titran (ml)XA

01224364849,534,833,932,7322,721,8381,7841,7121,670,5090,6680,6780,6910,699

dengan Pada saat kesetimbanganK = = Konstanta kesetimbangan saat t = 48menitK = = = 1,249 Mencari nilai = = = = =

Rumus ABC

0,903 = + = Jika XA 0,699 = 0 maka XA = 0,6991 = -13,601 BB = - 0,0735Jika XA 14,301 = 0 maka XA = 14,301 1 = 13,602 AA = 0,0735Sehingga persamaan menjadi0,903 = k1 .t0,903 = k1 .t0,0664 ln = k1. t y = mx

t (x)XAyxyx2

00,509-0,084200

120,668-0,2045-2,4535144

240,678-0,2298-5,5156576

360,691-0,2943-10,5931296

480,699002304

k1 = m = = = 6,543 x 10-4 mol/menK = k2 = = = 5,239 x 10-4 mol/men

2. Variabel 2 (Katalis H2SO4)

t (menit)Volume Titran (ml)XA

01224364879,864,942,440,234,84,5383,6442,2942,1621,8380,2020,3590,5960,6190,677

dengan

Pada saat kesetimbanganK = = Konstanta kesetimbangan saat t = 48menitK = = = 1,073 Mencari nilai = = = = =

Rumus ABC

2,584 = + = Jika XA 0,677 maka XA = 0,6771 = -42,708 BB = - 0,0234Jika XA 43,385 maka XA = 43,3851 = 42,708 AA = 0,0234Sehingga persamaan menjadi2,584 = k1 .t2,584 = k1 .t0,0605 ln = k1. t y = mx

t (x)XAyxyx2

00,2020,021100

120,3590,04520,5423144

240,5960,12793,0702576

360,620,14855,34451296

480,677002304

k1 = m = = = 5,087 x 10-4 mol/menK = k2 = = = 4,741 x 10-4 mol/men

LAPORAN SEMENTARAPRAKTIKUM PROSES KIMIA

Materi:ESTERIFIKASI

NAMA: Mochammad Arief A.NIM:21030112130101Ririana Ayu LarassatiNIM:21030112140180Taufik Nuraziz NIM:21030112140179GROUP: 18/RABU

LABORATORIUM PROSES KIMIATEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANGI. TUJUAN PERCOBAAN1. Mengetahui pengaruh jenis katalis reaksi terhadap konversi pada proses esterifikasi. 2. Mengetahui pengaruh jenis katalis terhadap konstanta keseimbangan pada proses esterifikasi.3. Mengetahui pengaruh jenis katalis terhadap konstanta reaksi pada proses esterifikasi. 4. Mengetahui pengaruh waktu reaksi terhadap konversi pada proses esterifikasi.

II. PERCOBAAN2.1 Bahan Yang Digunakan1. Asam Asetat2. Etanol 3. Indikator PP4. Katalis HCl & H2SO4 (0,25 N)5. NaOH 0,3 N (dalam 500 ml)6. Aquadest

2.2 Alat Yang Dipakai1. Labu leher tiga2. Pendingin balik3. Kompor listrik4. Magnetic stirrer5. Termometer6. Pengaduk7. Buret8. Pipet9. Satif dan klem10. Erlenmeyer

2.3 Cara Kerja1. Merangkai alat2. Mencampurkan asam asetat 100,79 ml dan katalis HCl 9,61 ml, panaskan sampai suhu 60oC.3. Panaskan etanol 189,6 ml sampai suhu 60oC. 4. 5. Setelah suhu kedua reaktan sama campurkan kedua reaktan tersebut ke dalam labu leher tiga.6. 7. Amati suhu campuran. Setelah tercapai suhu 60oC kembali, sampel diambil 5 ml mulai dari to dengan waktu pengambilan setiap 12 menit dan dihentikan setelah mendapat hasil volume titran konstan sebanyak 3 kali.8. Metode analisis Mengambil 5 ml sampel lalu ditambahkan 3 tetes indikator PP, kemudian sampel dititrasi dengan NaOH 0,3 N. Amati perubahan warna yang terjadi yaitu dari tidak berwarna menjadi warna merah muda hampir hilang. Catat kebutuhan titran. Menghentikan pengambilan sampel setelah 5 kali pengambilan.9. Ulangi langkah di atas untuk variabel jenis katalis H2SO4 dengan volume asetat 103,37 ml, katalis H2SO4 2,13 ml dan etanol 194,5 ml.

2.4 Hasil PercobaanPicno kosong (biru) = 23,338 grPicno kosong (putih) = 22,313 gra. HClPicno isi = 51,809 gr b. Asam AsetatPicno isi = 49,111 gr c. H2SO4Picno isi = 66,288 gr d. EtanolPicno isi = 42,881 gr

1. HCl

Vt = VAs + VAl + VkatVt Vkat = VAs + VAl 300 9,61 = VAs + VAl290,39 = VAs + VAlVAs = xVAl = 290,39 xAsetat : Alkohol = 1 : 2 0,032992x = 5,1 0,0175x0,05052x = 5,1x = 100,79 ml = VAsVAl = 290,39 x =189,6 ml

2. H2SO4 Vt = VAs + VAl + VkatVt Vkat = VAs + VAl 300 2,13 = VAs + VAl290,87 = VAs + VAlVAs = xVAl = 290,87 x

Asetat : Alkohol = 1 : 2 0,032992x = 5,2226 0,0175x0,05052x = 5,2226x = 103,37 ml = VAsVAl = 290,87 x =194,5 ml

Waktu (menit)Volume (ml)

HClH2SO4

01224364849,534,833,932,73279,864,942,440,234,8

MENGETAHUIPRAKTIKAN ASISTEN

ARIEF, RIRI, TAUFIK MUTIA ANNISA MARSYA

KONSTANTA KESEIMBANGAN, KcPERCOBAANKONSTANTA KESEIMBANGAN, KC

OLEHNI PUTU JUNI ARTININI GUSTI AYU EKA DEWIKADEK PARMAYASA

UNDIKSHA, SINGARAJA2008A.Tujuan Percobaan1. Mengukur konstanta keseimbangan.2. Memperlihatkan bahwa konstanta keseimbangan tidak bergantung pada konsentrasi awal reaktan.B.Dasar TeoriReaksi kimia terdiri dari 2 macam yaitu,reaksi irreversibledan reaksireversible. Reaksi irreversible adalah reaksi kimia yang tidak dapat dapat kembali lagi menjadi reaktan setelah terbentuknya suatu produk. Reaksi reversible adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dua arah, yaitu produk dapat membentuk reaktan kembali. Pada reaksi kesetimbangan kimia, dapat terjadi reaksi dua arah (reversible). Berdasarkan fasa reaktan dan produk suatu reaksi, reaksi kesetimbangan dibedakan menjadi kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen adalah reaksi kesetimbangan yang memiliki fasa reaktan dan produk sama. Misalkan reaktan berwujud gas dan produk juga berwujud gas. Kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbangan yang memiliki fasa reaktan dan produk tidak sama. Misalkan reaktan berwujud padat dan produk berwujud gas. Hukum kesetimbangan menyatakan jika reaksi sudah mencapai kesetimbangan, tidak akan terjadi perubahan konsentrasi reaktan dan produk.Tetapan kesetimbangan (K)adalah hasil kali produk dipangkatkan koefisien reaksinya dibagi hasil kali reaktan dipangkatkan koefisien reaksinya. Tetapan kesetimbangan mempunyai nilai yang tetap pada suhu tertentu. Jika reaktan dan produk dinyatakan dengan konsentrasi, maka tetapan kesetimbangan ditulis dengan simbol Kc. Tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dengan tekanan parsial ditulis dengan simbol Kp. Pada reaksi heterogen, tetapan kesetimbangan tidak menyertakan zat yang berwujud padat atau cair.Tetapan kesetimbangan memiliki beberapa manfaat antara lain yaitu:1. Meramalkan reaksi kesetimbangan secara kualitatif, yaitu jika harga Kc besar, maka reaksi kesetimbangan banyak mengandung produk, dan sebaliknya.2. Meramalkan arah reaksi kesetimbangan, yaitu jika QKc, maka reaksi berlangsung ke kiri. Q adalah hasil bagi antara konsentrasi produk dan reaktan pada keadaan apapun.3. Menghitung konsentrasi pada reaksi kesetimbangan.Menurut Le Chatelier, suatu sistem kesetimbangan akan tetap mempertahankan posisinya jika terdapat perubahan yang mengakibatkan terjadinya pergeseran reaksi kesetimbangan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi reaksi kesetimbangan adalah sebagai berikut.1. Perubahan Konsentrasi. Jika konsentrasi reaktan diperbesar, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke produk, demikian sebaliknya.2. Perubahan volume. Jika volume diperbesar, reaksi kesetimbangan bergeser ke jumlah koefisien zat yang besar, sebaliknya jika diperkecil volumenya, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien zat yang kecil. Tetapi perubahan volume tidak berpengaruh jika jumlah koefisien reaktan dan produk sama.3. Perubahan tekanan. Merupakan kebalikan dari perubahan volume. Jika tekanan diperbesar maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien zat yang lebih kecil, demikian sebaliknya.4. Perubahan suhu. Jika suhu dinaikkan, reaksi bergeser ke reaksi endoterm. Sedangkan jika suhu diturunkan, reaksi bergeser ke eksoterm. Perubahan suhu mengakibatkan perubahan harga tetapan kesetimbangan.5. Katalis. Penambahan katalis tidak akan menggeser reaksi kesetimbangan karena katalis hanya berfungsi mempercepat laju reaksi.Dalampengukuran konstanta kesetimbangan, pada prakteknya akan ditemui beberapa kesulitan. Dalam menentukan harga Kc suatu reaksi, pertama-tama reaksi harus ditunggu sampai mencapai kesetimbangan. Kemudian konsentrasi reaktan dan produk diukur dan baru nilai Kc dapat ditentukan. Akan tetapi, dalam pengukuran konsentrasi reaktan atau produk sering kali sejumlah larutan diambil untuk dianalisis. Pengambilan larutan ini akan mempengaruhi kesetibangan. Idealnya harus digunakan suatu metode yang tidak melibatkan pengambilan larutan untuk dianalisis. Salahsatu metode yang tidak melibatkan pengambilan larutan dalam menentukan konsentrasi reaktan atau produk adalah metode kalorimeter. Pada percobaan ini akan dipelajari reaksi kesetimbangan:

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, tetapi dapat dikatalisis oleh ion H+. Walaupun telah dikatalisis, untuk mencapai keseimbangan 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 mengganggu kesetimbangan secara nyata. Konstanta keseimbangan dapat dicari dengan menggunakan persamaan:

DIPERIKSAKETERANGANTANDA TANGAN

NOTANGGAL

1.

2.10 Desember 2014

11 Desember 2014 Perbaiki margin Lembar pengesahan/halaman pengesahan Isinya samakan dengan yang lain, TTD dosbing saja atau dengan asisten pengampuACC