Laporan Kimia Fisik m1

LAPORAN KIMIA FISIK KI 3141

Percobaan M1

Kinetika Halogenasi Aseton dengan Katalisator Asam

Nama : Imana Mamizar

NIM : 10511066

Kelompok : 5

Nama Asisten : Abdul Winda

Tanggal Percobaan : 27 September 2013Tanggal Pengumpulan : 4 Oktober 2013

LABORATORIUM KIMIA FISIK

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

KINETIKA HALOGENASI ASETON DENGAN KATALISATOR ASAM

I. Tujuan Percobaan

Menentukan hukum laju reaksi iodinasi aseton dalam suasana asam

Menentukan nilai tetapan laju reaksi (k)

II. Teori Dasar

Kinetika kimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang laju reaksi suatu reaksi

kimia. Laju reaksi sendiri bisa didefiniskan sebagai jumlah pengurangan reaktan atau

penambahan produk setiap waktu.

Laju reaksi sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah

konsentrasi, temperature, luas permukaan zat, katalis, tekanan dan energy aktivasi.

Jika kita menggunakan konsentrasi reaktan yang lebih besar, maka laju reaksi pun

akan berbanding lurus, yaitu bertambah besar. Katalis digunakan utuk mempercepat

laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi sendiri bisa

diartikan sebagai energi minimum yang diperlukan agar suatu reaksi bisa

berlangsung.

III. Data Pengamatan

Data variasi volume

RunVariasi volume (mL)

Aseton HCl KI I21 8 8 4 102 8 8 6 83 8 8 8 6

4 10 8 4 85 8 8 6 86 6 8 8 87 8 10 4 88 8 8 6 89 8 6 8 8

Data absorbansi masing-masing run setiap 15 detik selama 3 menit

IV. Pengolahan Data

RunAbsorbansi pada detik ke :

30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

1 0.382

0.361 0.346 0.331 0.313 0.294

0.277 0.259 0.243 0.222 0.204

2 0.350

0.335 0.321 0.304 0.29 0.273

0.257 0.24 0.223 0.207 0.192

3 0.238

0.222 0.207 0.189 0.174 0.155

0.138 0.123 0.105 0.087 0.069

4 0.333

0.313 0.294 0.273 0.252 0.232

0.211 0.189 0.168 0.147 0.129

5 0.331

0.317 0.301 0.284 0.27 0.249

0.232 0.215 0.198 0.18 0.164

6 0.346

0.337 0.329 0.315 0.304 0.291

0.28 0.268 0.257 0.244 0.233

7 0.319

0.302 0.285 0.264 0.249 0.228

0.212 0.192 0.171 0.151 0.132

8 0.330

0.317 0.305 0.290 0.275 0.261

0.247 0.231 0.217 0.202 0.187

9 0.356

0.346 0.337 0.327 0.316 0.306

0.296 0.285 0.274 0.264 0.254

Pengolahan data yang digunakan menggunakan metode integrasi

a. Plot A terhadap waktu

Run 1

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.10.20.30.40.5

f(x) = − 0.00117272727272727 x + 0.416954545454546R² = 0.999200740815858

Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk Run 1

t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r1=0.00117

A0=0.41695

Run 2

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Grafik Absorbansi Terhadap Waktu untuk

Run 2

t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r2=0.00117

A0=0.39924

Run 3

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25f(x) = − 0.00112666666666667 x + 0.273481818181818R² = 0.999537524439765


t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r3=0.00113

A0=0.27348

Run 4

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.1

0.2

0.3

0.4

f(x) = − 0.00137636363636364 x + 0.375518181818182R² = 0.99978307899879


t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r 4=0.00138

A0=0.37552

Run 5

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.35f(x) = − 0.00113212121212122 x + 0.368054545454546R² = 0.999130698705211


t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r5=0.00113

A0=0.36805

Run 6

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

f(x) = − 0.000770303030303035 x + 0.372154545454546R² = 0.998480128561715


t (s)A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r6=0.00077

A0=0.37215

Run 7

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.35

f(x) = − 0.00124969696969697 x + 0.358945454545455R² = 0.999093921094062

Grafik Absorbansi terhadap Waktu untuk Run 7

t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r7=0.00125

A0=0.35895

Run 8

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.350

f(x) = − 0.000960606060606064 x + 0.361045454545455R² = 0.99942116737214

Grafik Absrobansi Terhadap Waktu untuk Run 8

t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r8=0.00096

A0=0.36105

Run 9

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

f(x) = − 0.000685454545454547 x + 0.377518181818182R² = 0.999656924038762


t (s)

A

y=mx+c

m=−r

r=−m; c=Ao

r9=0.00069

A0=0.33752

b. Aluran ln r vs ln Ao

Dengan mengalurkan A terhadap waktu, didapat data laju reaksi ( r ) untuk

masing-masing run adalah sebagai berikut :

Run r (M/s) Ao (M)1 0.00117 0.416952 0.00117 0.399243 0.00113 0.273484 0.00138 0.375525 0.00113 0.368056 0.00077 0.372157 0.00125 0.358958 0.00096 0.361059 0.00069 0.37752

Untuk variasi 1 run 1-3 (I2)

-1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95 -0.9 -0.85

-6.79

-6.78

-6.77

-6.76

-6.75

-6.74

-6.73

f(x) = 0.0861964245433859 x − 6.67357871270057R² = 0.991248220223101

untuk I2 (run 1-run 3)

ln Ao

ln r

y= mx + c

y = 0.086x - 6.673

m menyatakan orde terhadap zat yang volumenya divariasikan.

Orde I2 ≈ 0

Untuk variasi 2 run 4-6 (Aseton)

-1.005 -1 -0.995 -0.99 -0.985 -0.98 -0.975

-7.4-7.2

-7-6.8-6.6-6.4-6.2

f(x) = 8.27048090638132 x + 1.33393746470974R² = 0.0788036430378576

untuk Aseton (run 4-run 6)

ln Ao

ln r

y= mx + c

y = 8.270x + 1.333


Orde Aseton ≈ 8

Untuk variasi 3 run 7-9 (HCl)

-1.03 -1.02 -1.01 -1 -0.99 -0.98 -0.97

-7.4

-7.2

-7

-6.8

-6.6

-6.4

-6.2

f(x) = − 10.1231178359741 x − 17.1526454390556R² = 0.88022958891727

untuk HCl (run 7-run 9)

ln Ao

ln r

y= mx + c

y = -10.12x - 17.15


Orde HCl ≈ -10

Karena data orde yang didapat tidak tepat dan kurva yang dihasilkan pun tidak

sesuai, oleh karena itu, Ao yang digunakan untuk menentukan orde dalam

kurva regresi dihitung dengan menggunakan konsentrasi awal di larutan

( bukan berdasarkan intercept persamaan regresi)

Ao didapat dari perhitungan:

M 1×V 1=M 2×V 2

M 1=konsentrasi larutanawal

V 1=Variasi volume yangdigunakan (10 mL, 8 mL, 6 mL)

M 2=konse ntrasi larutan yang digunakan(sebandingdengan Ao)

V 2=Volume total tiap run¿)

Run R(M/s) ln r Variasi volume (mL) M1 Ao ln Ao 1 (I2) 0.00117 -6.750752 10 0.01 0.00333 -5.703782 (I2) 0.00117 -6.750752 8 0.01 0.00267 -5.926933 (I2) 0.00113 -6.785538 6 0.01 0.00200 -6.21461

4 (aseton)

0.00138 -6.585672 10 3 1.00000 0

5( aseton)

0.00113 -6.785538 8 3 0.80000 -0.22314

6(aseton) 0.00077 -7.16912 6 3 0.60000 -0.510837(HCl) 0.00125 -6.684612 10 1 0.33333 -1.098618(HCl) 0.00096 -6.948577 8 1 0.26667 -1.321769(HCl) 0.00069 -7.278819 6 1 0.20000 -1.60944

Jika kita menggunakan data dari tabel di atas, maka didapatkan plot ln r

terhadap ln Ao adalah sebagai berikut :

a. Untuk variasi volume I2 (run 1-3)

-6.3 -6.2 -6.1 -6 -5.9 -5.8 -5.7 -5.6

-6.79-6.78-6.77-6.76-6.75-6.74-6.73

f(x) = 0.0705901008339352 x − 6.34244600282082R² = 0.810190172629337

untuk I2 (run 1-run 3)

ln Ao

ln r

Orde reaksi I2 didapat dari kemiringan kurva regresi :

y=mx+c

orde I 2=m=0.070≈0

b. Untuk variasi volume Aseton ( run 4-6)

-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0

-7.4

-7.2

-7

-6.8

-6.6

-6.4

-6.2

f(x) = 1.15118811213524 x − 6.5651309600538R² = 0.988590800524827

untuk Aseton (run 4-run 6)

ln Ao

ln r

Orde reaksi Aseton didapat dari kemiringan kurva regresi :

y=mx+c

orde Aseton=m=1.151≈1

c. Untuk variasi volume HCl (run 7-9)

-1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1

-7.4

-7.2

-7

-6.8

-6.6

-6.4

-6.2

f(x) = 1.1625076983078 x − 5.40910913869842R² = 0.999927628966434

untuk HCl (run 7-run 9)

ln Ao

ln r

Orde reaksi Aseton didapat dari kemiringan kurva regresi :

y=mx+c

orde HCl=m=1.162≈1

c. Penentuan nilai k

Penentuan nilai k diperoleh dengan menentukan k untuk masing-masing run,

setelah itu ditentukan k rata-rata dari 9 nilai k.

r=k [Aseton ]1 [HCl ]1

Untuk run 1 :

k 1=[ Aseton ]1 [HCl ]1

r1

k 1=0.810.266671

0.00117

k 1=182.336

Dengan cara yang sama, diperoleh data k untuk masing-masing run adalah

sebagai berikut :

Run V aseton, mL [Aseton], M V HCl, mL [HCl], M r (M/s) k (M-1 s-1)

18

0.88

0.2666670.0011

7 182.3362

28

0.88

0.2666670.0011

7 182.3362

38

0.88

0.2666670.0011

3 188.7906

410

1.08

0.2666670.0013

8 193.2367

58

0.88

0.2666670.0011

3 188.7906

66

0.68

0.2666670.0007

7 207.7922

78

0.810

0.3333330.0012

5 213.3333

88

0.88

0.2666670.0009

6 222.2222

98

0.86

0.200000.0006

9 231.8841

k rata−rata=∑n=1

n=9

kn

9=¿

201.1913

V. Pembahasan

Penentuan hukum laju reaksi iodinasi aseton dilakukan dengan memvariasikan

volume masing-masing pereaksi yang digunakan dan membuat yang lainnya tetap.

Fungsi variasi volume ini adalah untuk melihat seberapa besar pengaruh perubahan

volume suatu pereaksi terhadap laju reaksi iodinasi. Pada percobaan ini,larutan-

larutan yang digunakan adalah aseton, asam klorida, I2, dan Kalium Iodida. Fungsi

aseton dan I2 tentu sebagai pereaksinya. Sedangkan fungsi kalium iodide adalah

sebagai pelarut I2 sehingga penambahan jumlah KI tidak memberikan pengaruh pada

perubahan laju reaksi, hanya saja digunakan untuk menghindari terbentuknya spesi

I 3- di dalam larutan. Dan asam klorida sendiri berfungsi sebagai katalisator asam.

Berbeda dengan zat yang lain, penambahan I2 dilakukan setelah semua reagen

ditambahkan dan sesaat setelah I2 ditambahkan harus langsung dilakukan pengukuran

absorbansi larutan. Hal ini dikarenakan sifat dari I2 yang tidak stabil dan mudah

terdekomposisi. Ketidakstabilan I2 juga yang mengakibatkan ia cepat bereaksi dengan

aseton.

Segera setelah penambahan I2 ke dalam larutan yang sudah berisi reagen lain,

absorbansi larutan diukur setiap 15 detik selama 3 menit. Absorbansi yang terbaca

pada spektrofotometer selalu berubah tiap waktu dan selalu menurun. Penurunan

absorbansi ini diakibatkan oleh penurunan intensitas dari warna asli I2 yaitu kuning

sehingga kem emampuan larutan untuk menyerap cahaya semakin berkurang.

Pengurangan absorbansi dan intensitas ini menunjukkan bahwa I2 telah bereaksi

menghasilkan produk yang tidak berwarna sehingga lama kelamaan warna kuning

akan menghilang yang menandakan bahwa seluruh I2 telah bereaksi sempurna.

Jika kita perhatikan, bahwa penurunan absorbansi menjadi lambat saat konsentrasi

HCl yang digunakan sedikit. Reaksi halogenasi aseton perlu asam sebagai katalis

yang digunakan untuk memprotonasi Oksigen pada gugus karbonil di aseton sehingga

reaksi berlangsung lebih cepat. Sedangkan jika di dalam larutan, konsentrasi HCl

kecil yang berakibat pada jumlah ion H+ yang juga sedikit, maka kemungkinan

jumlah aseton yang terprotonasi juga menjadi berkurang, sehingga I2 tidak langsung

mengadisi ikatan rangkap yang terbentuk antara C dengan C dan reaksi akan

berlangsung lebih lambat. Sehingga intensitas warna I2 juga akan berkurang dengan

lebih lambat. Jika dilihat dari perubahan laju reaksi tiap run, perubahan volume I2

yang ditambahkan praktis tidak merubah laju reaksi. Sehingga bisa dikatakan orde

terhadap I2 adalah nol. Sedangkan untuk laju yang diakibatkan oleh perubahan

volume Aseton dan HCl berubah dengan kelipatan yang tetap bukan kuadrat sehingga

terbukti bahwa orde terhadap Aseton dan HCl masing-masing adalah satu.

Penentuan laju reaksi iodinasi aseton bisa menggunakan spektrofotometer karena

kita tidak mungkin mengukur konsentrasi I2 setiap waktu karena reaksi berlangsung

sangat cepat dan konsentrasinya akan selalu berubah-ubah.I2 yang akan diukur

berwarna dan intensitas warna nya itu sebanding dengan jumlah atau konsentrasi I2

yang masih ada di dalam larutan. Sehingga kita bisa menghitung pengurangan jumlah

I2 pada setiap waktu dengan mengukur absorbansinya yang nanti nilainya akan

sebanding dengan konsentrasi I2 sesuai hukum Lambert-Beer, yaitu :

A=ε bC

A adalah absorbansi ; ε adalah nilai absorbtivitas molar yang bergantung pada

panjang gelombang yang digunakan ; b adalah tebal larutan atau jalur yang dilewati

cahaya dan C adalah konsentrasi.

Pengurangan absorbansi larutan setiap waktu akan sebanding dengan

pengurangan konsentrasi pereaksi setiap waktu. Hal inilah yang menjadi dasar

pemahaman penentuan laju reaksi menggunakan spektrofotometer.

VI. Kesimpulan

Hukum laju iodinasi aseton dinyatakan sebagai berikut :

r=k [Aseton ]1 [HCl ]1

Nilai tetapan laju reaksi ( k) adalah 201.1913

VII. Daftar Pustaka

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/laju_reaksi1/

order_reaksi_dan_persamaan_laju_reaksi/ diakses tanggal 3 Oktober 2013

http://en.wikipedia.org/wiki/Ketone_halogenation diakses tanggal 3 Oktober 2013

http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/carey/student/olc/

ch18reviewhalogenation.html diakses tanggal 3 Oktober 2013

http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/carey/student/olc/ch18reviewhalogenation.html

http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/carey/student/olc/ch18reviewhalogenation.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Ketone_halogenation

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/laju_reaksi1/order_reaksi_dan_persamaan_laju_reaksi/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/laju_reaksi1/order_reaksi_dan_persamaan_laju_reaksi/

\

Documents

Laporan Kimia Fisik m1