I. Judul Percobaan : :
II.Tanggal Percobaan
Tanggal Mulai Percobaan : 20 Oktober 2016 Pukul 13.00 WIB Tanggal Selesai Percobaan : 20 Oktober 2016 Pukul 14.00 WIB
III. Tujuan Percobaan :
Untuk mengetahui pengaruh katalis amonium molibdat dalam reaksi kalium iodida dan hidrogen peroksida
IV. Dasar Teori :
Laju reaksi berkaitan dengan ilmu kimia. Dalam penerapannya, jika laju reaksi tersebut sebanding dengan konsentrasi dua reaktan A dan B sehingga:
Koefisien k disebut konstanta laju, yang tidak bergantung pada konsentrasi (tetapi bergantung pada temperatur). Lain halnya dengan orde dari suatu reaksi kimia, orde reaksi nilainya ditentukan secara percobaan dan tidak dapat diturunkan secara teori, walaupun stokhiometrinya telah diketahui (Atkins, 1996). Besar kecilnya nilai dari laju dari suatu reaksi kimia dapat dipengaruhi beberapa faktor, antara lain sifat pereaksi, suhu, katalis dan konsentrasi pereaksi. Pada percobaan ini akan membuktikan pengaruh katalis ammonium molibdat dalam reaksi kalium iodide dan hidrogen peroksida. Dalam katalis, laju reaksi dapat dipercepat dengan menambah zat yang disebut katalis. Katalis sangat diperlukan dalam reaksi organik, termasuk dalam organisme.
Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi. Katalis mempercepat laju reaksi dengan cara memilih tahap reaksi yang memiliki energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga kompleks teraktivasi lenbih mudah terbentuk dan reaksi menjadi lebih cepat. Dengan kata lain penambahan katalis memberikan jalan baru bagi reaksi yang memiliki energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga lebih banyak molekul yang bertumbukan pada suhu normal dan laju reaksi semakin cepat. Beriku ini adalah grafik energi aktivasi suatu reaksi dengan penambahan katalis dan tanpa penambahan katalis :
Pengaruh Katalis Ammoniunt Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida
Berdasarkan grafik tersebut dapat terlihat bahwa penggunaan katalis dapat memberikan alternative mekanisme lain yang energy aktivasinya lebih rendah, sehingga reaksi dapat berjalan dengan lebih cepat. Pembentukan kompleks teraktivasi akan lebih cepat tercapai dengan penambahan katalis yang menyebabkan reaksi dapat lebih cepat berjalan.
Katalis juga dapat berfungsi sebagai zat perantara bagi zat-zat pereaksi dan sebagai zat pengikat. Dimana katalis sebagai zat perantara yang pada hasil akhir reaksi diperoleh kembali. Contoh :
Reaksi tanpa katalis : A + B AB (reaksi berjalan lambat) Reaksi dengan katalis : A + B AB (reaksi berjalan cepat)
Berdasarkan jumlah fasa yang terlibat, proses katalitik dapat dibedakan mejadi katalisator homogen dan katalisator heterogen. Katalisator Homogen jika katalisator yang digunakan berfasa sama dengan fasa zat pereaksi, dan disebut Katalisator Heterogen bila reaksi dikatalisis oleh katalisator yang mempunyai fasa berbeda dengan zat pereaksi. Contoh katalis homogen yang banyak digunakan adalah katalisator asam-basa dan katalisator biologis (enzim) dalam reaksi enzimatik. Sedangkan katalisator heterogen banyak digunakan pada reaksi-reaksi permukaan seperti adsorpsi, atau penggunaan logam sebagai katalisator.
Laju reaksi menggunakan katalisator bergantung pada aktivitas katalitiknya, makin tinggi aktivitas katalitiknya maka laju reaksinya makin cepat. Ada lima jenis aktivitas katalitik yang dikenal, yaitu:
a. Aktivitasnya bergantung pada konsentrasi dan luas permukaan katalisator b. Aktivitasnya hanya spesifik untuk katalisator tententu.
d. Aktivitasnya memerlukan promotor tertentu, promotor adalah zat yang berfungsi untuk mengaktifkan kerja katalitik dari katalisator.
e. Aktivitasnya berlangsung baik jika tidak ada inhibitor, inhibitor adalah zat yang menghambat kerja katalisator.
Mekanisme reaksinya yaitu :
B + K BK
BK + A A – B – K
A – B – K A – B + K
Terikatnya zat B pada katalis, maka senyawa B-K yang terbentuk menjadi lebih reaktif ketika bereaksi dengan A hingga terbentuk senyawa A-B-K. pada tahap berikutnya dihasilkan senyawa AB dan katalis K diperoleh kembali dalam jumlah yang sama.
Orde reaksi didefinisikan sebagai hasil stoikiometri komponen-komponen reaktan pada reaksi utuh. Laju reaksi untuk reaksi sederhana berbanding lurus dengan hasil kali konsentrasi-konsentrasi reaktan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya sehingga dapat lebih mudah dihitung secara matematis. Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk ddapat bereaksi.
Hidrogen peroksida (H2O2) adalah suatu reaktan jernih tak berwarna yang viskositasnya lebih tinggi dibandingkan dengan air. Titik didihnya sekitar 152,1 ˚C dan titik bekunya -0,41 ˚C. Hidrogen peroksida biasanya digunakan sebagai pelarut, namun fungsi ini dibatasi oleh sifat pengoksidanya yang kuat. Hidrogen peroksida merupakan oksidator kuat baik dalam larutan asam atau basa. Hidrogen peroksida akan bereaksi dengan Kalium Iodida (KI) pada kondisi optimum, yaitu dalam suasana asam.
Ammonium Molibdat
Berbentuk Kristal berwarna putih memiliki ukuran ≤ 40mesh Sifat-sifat fisik dan kegunaan :
1. ADM [(NH4)2Mo2O7] larut dalam air dan larutan alkali. Digunakan untuk memurnikan molibdenum trioksida, serbuk molibdenum, kabel dan komponen lainnya. Dan itu secara luas digunakan untuk hidrogenasi minyak, desulfurisasi, penyulingan dan katalis kimia.
2. AQM [(NH4)2Mo4O13·2H2O] kelarutannya rendah dalam air. Dapat larut dalam larutan alkali dan ammonia cair juga digunakan untuk hidrogenasi minyak bumi, desulfurisasi, penyulingan dan katalis kimia.
2 tetes larutan (NH4)2MoO4 Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 10 mL.
Larutan encer 10 mL larutan H2O2 10 M
Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 50 mL.
Larutan encer
2 tetes larutan KI 0,5 M Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 10 mL.
Larutan encer
3. AHM[(NH4)6Mo7O24·4H2O] kelarutannya dalam air baik. Hal ini banyak digunakan untuk bahan kimiaminya katalis, pertanian, logam Molibdenum dan khusus untuk katalis sianida vinyl.
V. Alat dan Bahan Alat
1. Tabung reaksi 4 buah
2. Rak tabung 1 buah
3. Gelas kimia 100 mL 4 buah 4. Gelas ukur 10 mL 1 buah 5. Gelas kimia 250 mL 1 buah
6. Labu ukur 10 mL 1 buah
7. Labu ukur 50 mL 1 buah
8. Pipet tetes 10 buah
9. Stopwatch 1 buah Bahan 1. Larutan H2O2 30% 2. Aquades 3. Larutan KI 0,5 M 4. Larutan H2SO4 0,5 M VI. Alur Kerja
1. Percobaan 1
a. c.
1 tetes H2SO4
Dimasukkan tabung reaksi 1. (+) 2 tetes llarutan kanji. (+) 1 tetes H2O2 encer. 5 tetes aquades.
1 tetes larutan (NH4)2MoO4. 1 tetes larutan KI.
Dicatat waktu perubahan.
Larutan warna biru 2. Percobaan 2
1 tetes H2SO4
Dimasukkan tabung reaksi 1. (+) 2 tetes llarutan kanji. (+) 1 tetes H2O2 encer. 5 tetes aquades.
1 tetes larutan KI.
Dicatat waktu perubahan.
Larutan warna biru 10 mL larutan H2O2 10 M Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 50 mL. Larutan encer
2 tetes larutan KI 0,5 M Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 10 mL. Larutan encer
2 tetes larutan (NH4)2MoO4 Dimasukkan dalam labu ukur.
Diencerkan dengan aquades sampai 10 mL. Larutan encer
VII. HASIL PENGAMATAN
No Prosedur Percobaan Hasil Pengamatan Dugaan/Reaksi Kesimpulan
1. Sebelum:
- H2O2 = larutan tak berwarna. - KI = larutan tak berwarna.
- Amonium molibdat = larutan tak berwarna.
- Aquades = larutan tak berwarna. Sesudah:
- H2O2 + aquades = larutan tak berwarna. - KI + aquades = larutan tak berwarna. - Amonium molibdat + aquades = larutan
tak berwarna.
- H2O2 (aq) + H2O (l) → H2O2 (aq).
- KI (aq) + H2O (l) → KI (aq). - (NH4)2MoO4 (aq) + H2O (l) →
(NH4)2MoO4 (aq). Larutan menjadi encer setelah ditambah aquades
1 tetes H2SO4
Dimasukkan tabung reaksi 1. (+) 2 tetes larutan kanji. (+) 1 tetes H2O2 encer. 5 tetes aquades.
1 tetes larutan (NH4)2MoO4. 1 tetes larutan KI.
Dicatat waktu perubahan. Larutan warna biru
2. Sebelum:
- H2SO4 = larutan tak berwarna. - Kanji = larutan tak berwarna. - H2O2 = larutan tak berwarna. - Aquades = larutan tak berwarna.
- Amonium molibdat = larutan tak berwarna.
- KI = larutan tak berwarna. Sesudah:
- H2SO4 + kanji = larutan tak berwarna. - (+) H2O2 encer = larutan tak berwarna. - (+) aquades = larutan tak berwrana. - (+) amonium molibdat = larutan tak
berwarna.
- (+) KI = larutan berwarna biru. - Waktu perubahan warna: - T1a = 3,59 detik; - T1b = 3,41 detik; - T1c = 2,64 detik. - Rata-rata = 3,21 detik. - H2O2 (aq) + 2H+ + 2I - (NH4)2MoO4 ,asam I2 + 2H2O. - H2O2 (aq) + 2KI
(NH4)2MoO4 ,asam I2 + 2KOH. - Katalis amonium molibdat
mempercepat reaksi. - Perubahan warna dari tidak
berwarna menjadi biru.
Katalis amonium molibdat mempercepat laju reaksi antara KI dan H2O2 yang ditandai dengan waktu perubahan warna rata-rata = 3,21 detik.
1 tetes H2SO4
Dimasukkan tabung reaksi 1. (+) 2 tetes llarutan kanji. (+) 1 tetes H2O2 encer. 5 tetes aquades.
1 tetes larutan KI.
Dicatat waktu perubahan. Larutan warna biru
Sebelum:
- H2SO4 = larutan tak berwarna. - Kanji = larutan tak berwarna. - H2O2 = larutan tak berwarna. - Aquades = larutan tak berwarna. - KI = larutan tak berwarna.
Sesudah:
- H2SO4 + kanji = larutan tak berwarna. - (+) H2O2 encer = larutan tak berwarna. - (+) aquades = larutan tak berwrana. - (+) KI = larutan berwarna biru. - Waktu perubahan warna: - T2a = 64 detik;
- T2b = 65 detik; - T2c = 62 detik.
Rata-rata = 63,7 detik.
- 2KI + H2O2 → 2KOH + I2. - Perubahan warna dari tidak
berwarna menjadi biru.
Laju reaksi antara KI dan H2O2 tanpa katalis membutuhkan waktu yang lama ditandai dengan waktu perubahan warna rata-rata = 63,67 detik.
VIII. Analisis Pembahasan
Percobaan “Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida” ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh ammonium molibdat dalam reaksi H2O2 dengan KI. Pada percobaan ini ammonium molibdat berfungsi sebagai katalis. Percobaan yang pertama yaitu mengencerkan bahan-bahan yang akan digunakan. Terdapat 3 bahan yang perlu diencerkan, yaitu :
1. 10 tetes larutan H2O2 (30%)
Larutan H2O2 10M diambil sebanyak 10 tetes lalu diencerkan dengan akuades sampai volum 50 mL. Larutan H2O2 tidak mengalami perubahan warna setelah pengenceran, tetap berwujud larutan tidak berwarna.
Reaksi pengenceran H2O2 :
H2O2(aq) + H2O(l) → H2O2(aq)
pekat encer
2. 2 tetes larutan KI 0,5 M
Larutan KI 0,1 M diambil sebanyak 2 tetes lalu diencerkan dengan akuades sampai volum 10 mL. Larutan KI mengalami perubahan warna setelah pengenceran, dimana sebelum diencerkan larutan KI berwarna kuning dan setelah diencerkan menjadi larutan tidak berwarna. Hal ini menandakan larutan KI yang diencerkan tidak terlalu pekat sehingga mudah berubah warna saat diencerkan.
Reaksi pengenceran larutan KI :
KI(aq) + H2O(l) → KI(aq)
pekat encer
3. 2 tetes ammonium molibdat
Larutan ammonium molibdat diambil sebanyak 2 tetes lalu diencerkan dengan akuades sampai volum 10 mL. Larutan ammonium molibdat tidak mengalami perubahan warna setelah pengenceran, tetap berwujud larutan tidak berwarna. Pada percobaan ini, larutan ammonium molibdat digunakan sebagai katalis yang diharapkan daapat mempercepat reaksi.
Reaksi pengenceran ammonium molibdat :
[(NH4)6Mo7O24.4H2O](aq) + H2O(l) → [(NH4)6Mo7O24.4H2O](aq)
pekat encer
Pengenceran yang dilakukan ini bertujuan agar konsentrasi larutan menjadi berkurang atau semakin kecil. Hal tersebut dikarenakan apabila konsentrasi larutan semakin kecil maka akan dapat menurunkan laju tumbukan antar molekul. Dengan menurunnya tumbukan antar molekul, diharapkan reaksi akan berjalan lebih lambat, sehingga waktu yang diperlukan untuk berubahnya larutan menjadi biru dapat dihitung dengan tepat. Hal tersebut akan berbeda jika bahan-bahan tersebut tidak diencerkan terlebih dahulu, maka reaksi tidak akan
Percobaan selanjutnya yaitu mempersiapkan 6 (I A, I B, I C dan II A, II B, II C) tabung reaksi terlebih dahulu. Tiga tabung reaksi pertama (I A, I B, I C) akan direaksikan dengan menggunakan katalis ammonium molibdat, dan tiga tabung (II A, II B, II C) selanjutnya direaksikan tanpa menggunkan katalis ammonium molibdat. Pertama yang dilakukan yaitu menambahkan 1 tetes H2SO4 pada tabung I A, I B, I C serta 3 tetes H2SO4 pada tabung II A, II B, II C. Penambahan tersebut yaitu agar larutan yang digunakan bersifat asam, dan reaksi dapat berjalan lebih optimal. Dikarenakan adanya H2SO4 sebagai zat penghidrasi maka akan terbentuk iod secara perlahan-lahan yang ditandai dengan terjadinya perubahan warna. Setelah itu ditambahkan 5 tetes amilum, penambahan ini untuk mengetahui adanya I2 yang menandakan bahwa produk dari reaksi telah terbentuk. Larutan amilum juga digunakan untuk mengurangi perubahan laju supaya perubahan warna bertahap, pengamatan ini ditunjukkan dengan perubahan warna larutan dari tidak berwarna menjadi biru. Kemudian ditambahkan dengan H2O2 yang telah di encerkan sebelumnya sebanyak 1 tetes pada keenam tabung reaksi. Dan 5 tetes aquades. Pada tabung I A, I B, I C ditambahkan dengan 1 tetes ammonium molibdat, yang berfungsi sebagai katalis. Pada tabung II A, II B, II C tidak ditambahkan dengan ammonium molibdat agar bisa dibandingkan waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi. Langkah terakhir yaitu menambahkan KI sebanyak 1 tetes pada 6 tabung reaksi. Pada saat penambahan KI, stopwatch dimulai untuk menghitung waktu. Berikut adalah hasil perhitungan waktu pada saat penambahan KI hingga terjadinya perubahan warna menjadi biru pada keenam tabung reaksi :
Tabung Ke- Waktu sampai terjadi
perubahan warna Perubahan warna Tabung I : I A I B I C
+ katalis ammonium molibdat 3,59 detik 3,41 detik 2,64 detik Rata-rata = 3,21 detik Biru Biru Biru Tabung II : II A II B II C Tanpa Katalis 64 detik 65 detik 62 detik Rata-rata = 63,7 detik Biru Biru Biru
Reaksi tanpa ammonium molibdat
Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi-reduksi, dapat dilihat bahwa H2O2 merupakan oksidator (mengalami reduksi, dari biloks -1 menjadi -2) sedangakan KI adalah reduktor (mengalami oksidasi, dari biloks -1 menjadi 0). Dari percobaan ini didapatkan hasil bahwa reaksi pada tabung 1 berjalan lebih cepat dibandingkan reaksi pada tabung 2. Hal ini dikarenakan tabung 1 ditambahkan katalis ammonium molibdat pada reaksi antara KI dengan H2O2. Secara teori, reaksi antara larutan KI dan H2O2 dengan indikator amilum pada suasana basa akan berlangsung dengan cepat jika ditambahkan katalis ammonium molibdat. Dalam hal ini, ion-ion molibdatlah yang berperan penting dalam mempercepat reaksi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil percobaan kami sesuai dengan teori. Dari reaksi diatas, juga dapat diamati bahwa ion-ion molibdat, yang berasal dari ammonium molibdat dapat mempercepat reaksi.
Hasil diatas juga sesuai dengan teori tumbukan dimana penambahan katalis akan mempercepat laju reaksi dengan memperkecil energi aktivasi (Ea). Jika berbicara tentang katalis pasti tidak bisa lepas dari energi aktivasi dalam teori tumbukan. Seperti kita tahu bahwa suatu tumbukan akan menghasilkan reaksi apabila ada energi minimum yang kita sebut energi aktivasi. Jika energi minimumnya tinggi, maka reaksi akan lambat karena membutuhkan waktu yang lebih lama. Sedangkan penambahan katalis yang dapat menurunkan energi aktivasi tentu saja akan mempercepat terjadinya reaksi karena kemungkinan terjadinya tumbukan akan semakin sering dan banyak.
Grafik dibawah ini menunjukkan perbandingan energia aktivasi untuk reaksi dengan katalis dan tanpa katalis :
Katalis juga dapat berfungsi sebagai zat perantara bagi zat pereaksi dan sebagai zat pengikat. Dimana katalis sebagai zat perantara yang pada hasil akhir reaksi diperoleh kembali.
IX. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa :
1. Penambahan ammonium molibdat berpengaruh terhadap waktu berlangsungnya reaksi antara kalium iodida dan hidrogen peroksida, dimana jika ditambahkan katalis ammonium molibdat reaksi akan berlangsung lebih cepat daripada yang tidak ditambahkan katalis.
2. Reaksi ditamdai dengan perubahan warna larutan dari tidak berwarna menjadi biru 3. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi dengan penambahan
katalis ammonium molibdat adalah 3,21 detik.
4. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi tanpa penambahan katalis ammonium molibdat adalah 63,7 detik.
X. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Katalis.(online). ( http://id.wikipedia.org/wiki/katalis ) , diakses 25 Oktober 2016
Anonim A.2011. Laju Reaksi.(online) . ( http://Wikipedia.org/wiki/lajureaksi ), diakses 25 Oktober 2016
Endah, Soepi dan Suyono. 1990. Kinetika Kimia. Surabaya : University Press IKIP Hadiyanti, Meilina R. 2011. Laporan Praktikum Kimia Fisika 3 Pengaruh Katalis
Ammonium Molibdat. (online). (http://mel-rizky.blogspot.com Diakses tanggal
Tim Dosen Kimia Fisika III . 2016. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika III. Surabaya : Jurusan Kimia FMIPA UNESA
LAMPIRAN FOTO
No. Foto/dokumentasi Keterangan
1 10 mL larutan H2O2 tidak berwarna
yang diencerkan dengan awuades 50 mL, 2 tetes KI yang diencerkan aquades 10 mL, dan 2 tetes (NH4)2MoO4 di encerkan dengan aquades 10 mL
2 Penambahan H2SO4 dengan
perbedaan 1 tetes untuk tabung 1, dan 3 tetes untuk tabung 2
3 Penambahan larutan KI yang menyebabkan larutan menjadi biru
4 5 tabung dengan tanda penambahan
1 tetes H2SO4 dan 3 tetes H2SO4
5 Di uji penambahan larutan KI
terlebih dahulu pada 3 tetes H2SO4
6 Semua tabung yang telah di tetesi
dengan larutan KI dan berubah menjadi warna biru. Namun dengan rentang waktu perubahan warna yang berbeda-beda antara larutan 1 tetes H2SO4 dan 3 tetes larutan H2SO4
Waktu perubahan warna tabung I: - T1a = 3,59 detik;
- T1b = 3,41 detik; - T1c = 2,64 detik. - Rata-rata = 3,21 detik.
Waktu perubahan warna tabung II: - T2a = 64 detik;
- T2b = 65 detik; - T2c = 62 detik.
