LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 1
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
I. JUDUL PERCOBAAN : Pengaruh Katalis Ammonium Molibdat dalam
Reaksi Kalium Iodida dan Hidrogen Peroksida
II. TANGGAL PERCOBAAN : Selasa, 3 Oktober 2017
III. TUJUAN PERCOBAAN :Untuk mengetahui pengaruh katalis ammonium
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 : v = k [A][B] 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 ditentukan dalam beberapa faktor yaitu konsentrasi pereaksi, luas permukaan sentuh, suhu, dan katalis.
1. Konsentrasi
Persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan reaksinya. Artinya semakin tinggi konsentrasi, maka semakin banyak molekul reaktan yang tersedia, dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat. Jadi semakin tinggi konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya.
2. Luas permukaan sentuh
Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 2
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.
3. Suhu
Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil.
Suhu merupakan properti fisik dari materi yang kuantitatif mengungkapkan gagasan umum dari panas dan dingin.
4. Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi (Michigan, 1990
Katais dapat dibedakan kedalam dua golongan utama yaitu katalis homogeny dan katais heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerat. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Katalis basa heterogen juga dapat berupa pencampuran atau pendopingan oksida logam untuk meningkatkan kebasaannya seperti logam Na,
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 3
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Li, dan K yang didoping pada CaO, MgO dan BaO pada reaksi tranesterifikasi minyak lobak dengan yield96,7% (D’Cruz, 2007).
Katalis basa heterogen yang paling umum digunakan adalah senyawa oksida logam seperti logam alkali, alkali tanah sebagai katalis transesterifikasi minyak nabati. Oksida logam alkali tanah (MgO, CaO, SrO, dan BaO) dikenal sebagai oksida logam tunggal (single metal oxides). (Veljkovic (2009) telah menggunakan CaO pada reaksi transesterifikasi minyak bunga matahari dengan yield 98%.
Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. (D’Cruz, 2007)
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 :
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 4
PENGARUH KATALIS AMMONIUM 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)
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.
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 5
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
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 (Michigan, 1990)
Ammonium Molibdat
Ammonium Molibdat tidak terjadi secara alami sebagai logam bebas di Bumi; ia hanya ditemukan dalam berbagai tingkat oksidasi pada mineral. Unsur bebasnya, suatu logam keperakan dengan noda abu-abu, memiliki titik lebur ke-6 di antara semua unsur. Ia mudah membentuk karbida stabil dan keras dalam logam paduan, dan untuk alasan ini, sebagian besar produksi dunia unsur ini (sekitar 80%) digunakan dalam paduan baja, termasuk paduan berkekuatan tinggi dan superalloy.
Sebagian besar senyawa molibdenum memiliki kelarutan rendah dalam air, tetapi ketika mineral molibdenum terkena oksigen dan air, ion molibdat MoO24- yang dihasilkan cukup larut. Dalam skala industri, senyawa molibdenum (sekitar 14% dari produksi dunia) digunakan dalam aplikasi tekanan tinggi dan suhu tinggi sebagai pigmen dan katalis (Wikipedia, 2017).
Hidrogen peroksida
Hidrogen peroksida (H2O2) adalah cairan bening , agak lebih kental daripada air, yang merupakanoksidator kuat. Senyawa ini ditemukan oleh Louis Jacques Thenard pada tahun 1818. Sebagai bahan kimia anorganik dalam bidang industri, teknologi yang digunakan untuk Hidrogen Peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. Dengan ciri khasnya yang berbau khas keasaman dan mudah larut dalam air, dalam kondisi normal (ambient) kondisinya sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun. Salah satu keunggulan Hidrogen Peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 6
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan (Mitchell dan Jones, 1952).
Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan. Ia tidak meninggalkan residu, hanya air dan oksigen. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya di kombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi (Mitchell dan Jones, 1952)
Kalium iodida bersifat ionik, K+I−. Senyawa ini mengkristal dalam struktur natrium klorida. Ia diproduksi secara industri dengan mereaksikan KOH dengan iodine (Lyday ,2005). Senyawa ini merupakan suatu garam putih, yang merupakan senyawa iodida yang paling signifikan secara komersial, ion iodida adalah suatu agen pereduksi yang tidak terlalu kuat, I− dengan mudah teroksidasi membentuk I2 oleh suatu agen pengoksidasi yang kuat seperti klorin:
2 KI(aq) + Cl2(aq) → 2 KCl(aq) + I2(aq)
Reaksi ini digunakan dalam isolasi iodin dari sumber alami. Udara akan mengoksidasi iodida, dibuktikan dari teramatinya ekstrak ungu ketika sampel KI dibilas dengan diklorometana. Ketika terbentuk pada kondisi asam, asam iodida (HI) adalah suatu agen pereduksi yang kuat (Earnshaw, 1984)
Kecepatan reaksi sangat bergantung pada ion peroksida, kalium iodida dan asamnya. Reaksi hidrogen peroksida dengan kalium iodida dalam suasana asam dan dengan adanya ammonium molibdat, 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). Pada
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 7
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
larutan yang mempunyai keasaman tinggi atau kadar iodida yang tinggi akan didapatkan kecepatan reaksi yang lebih besar. Untuk menghitung kecepatan reaksi, yang dapat dihitung adalah penjabaran kecepatan reaksi yang memerlukan besarnya konstanta kecepatan reaksi. Hukum laju orde pertama untuk konsumsi reaktan adalah :
ln (a – b) = -kt + ln a. (Atkins, 1996).
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. Menurut (Atkins, 1996) Ada lima jenis aktivitas katalitik yang dikenal, yaitu:
a. Aktivitasnya bergantung pada konsentrasi dan luas permukaan katalisator
b. Aktivitasnya hanya spesifik untuk katalisator tententu.
c. Aktivitasnya bergantung pada bentuk geometri atau orientasi permukaan katalisator
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.
V. ALAT DAN BAHAN
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 8
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
- Tabung Reaksi 9 buah - Pipet tetes 6 buah
- Stopwatch 1 buah
- Rak tabung reaksi 1 buah - Gelas ukur 10 ml 1 buah
Bahan-bahan:
- Larutan ammonium molibdat - Larutan H2O2 10M
- Aquades - H2SO4 0,5M - Larutan Kanji
- Larutan KI jenuh 0,5 M
VI. ALUR PERCOBAAN
1. Pengenceran a. b. c. 10 tetes larutan H2O2 10 M (30 %) Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL
- Ditambah air sampai volume 50 mL
2 tetes larutan KI 0,5 M
Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL
- Ditambah air sampai volume 10 mL
2 tetes larutan Ammonium Molibdat
Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL
- Ditambah air sampai volume 10 mL
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 9
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
2. Pengujian
Tabung reaksi I
Tabung reaksi 2
1 tetes larutan Asam sulfat
Waktu dan perubahan warna - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2
encer
- Ditambah 5 tetes Aquades - Ditambah 1tetes ammonium
molibdat
- Ditambah 1 tetes larutan kalium iodidat
1 tetes larutan Asam sulfat
Waktu dan perubahan warna - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2
encer
- Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan kalium
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 10
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 11
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
VII. HASIL PENGAMATAN
No.
Perc. Prosedur Percobaan
Hasil Pengamatan
Dugaan / Reaksi Kesimpulan
Sebelum Sesudah 1. Pengenceran a. b. Larutan H2O2 : tidak berwarna Aquades : Larutan tidak berwarna Larutan KI : tidak berwarna Larutan H2O2 + aquades : tidak berwarna Larutan KI + aquades = tidak berwarna H2O2 (aq) + H2O (l) H2O2 (aq) KI (aq) + H2O (l) KI (aq) Pada percobaan ini diperoleh larutan H2O2 encer, Larutan KI encer, dan larutan Ammonium molibdat encer 10 tetes larutan H2O2 10 M (30 %) Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL
- Ditambah air sampai volume 50 mL
2 tetes larutan KI 0,5 M
Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL
- Ditambah air sampai volume 10 mL
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 12
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
c. II. Larutan ammonium molibdat : tidak berwarna Larutan ammonium molibdat + aquades = kuning pudar (NH4)2MoO4(aq) + H2O (l) (NH4)2MoO4(aq) 2. Pengujian a. Tabung reaksi I Larutan H2SO4 : Larutan tidak berwarna Larutan Kanji : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji + Larutan H2O2 encer : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji + Reaksi dengan Katalis Ammonium Molibdat : H2O2 (aq) + H2SO4 (aq) + 2 KI I2 (aq) + 2 H2O (l) + K2SO4 (aq) Pada percobaan ini diperoleh kesimpulan bahwa penambahan katalis akan mempercepat reaksi dibuktikan dengan waktu yang ditunjukkan pada 2 tetes larutan Ammonium Molibdat
Hasil
- Dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL
- Ditambah air sampai volume 10 mL
(NH4)2MoO4 1 tetes larutan Asam sulfat
Waktu dan perubahan warna - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2 encer - Ditambah 5 tetes Aquades
- Ditambah 1tetes ammonium molibdat
- Ditambah 1 tetes larutan kalium iodidat
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 13
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
b. Tabung reaksi 2 Larutan
H2O2 : Larutan tidak berwarna Aquades : Larutan tidak berwarna Larutan ammonium Molibdat : Larutan berwarna kuning jernih Larutan KI : Larutan Larutan H2O2 encer + Aquades + Ammonium Molibdat : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji + Larutan H2O2 encer + Aquades + Ammonium Molibdat + KI: Larutan berwarna Biru Tua Waktu yang dibutuhkan untuk Reaksi Redoks : R : H2O2 (aq) + 2 H+ + 2e- H2O (l) O : 2 I- I2 + 2e- + H2O2 (aq) + 2 I- + 2 H+ I2 + H2O (l) Reaksi tanpa Katalis Ammoinum molibdat : H2O2 (aq) + H2SO4 (aq) + 2 KI I2 (aq) + 2 H2O (l) + K2SO4 (aq) tabung I yang lebih cepat bereaksi membentuk warna larutan menjadi biru tua daripada tabiung 2 yang tidak menggunakan I katalis
1 tetes larutan Asam sulfat
Waktu dan perubahan warna - Ditambah 2 tetes larutan kanji - Ditambah 1 tetes larutan H2O2
encer
- Ditambah 5 tetes aquades - Ditambah 1 tetes larutan kalium
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 14
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
tidak berwarna membentuk rekasi: T1a = 2 detik T1b = 3 detik T1c = 3 detik Larutan H2SO4 + Larutan Kanji : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji + Larutan H2O2 encer : Larutan tidak berwarna Larutan H2SO4 + Larutan Kanji + Larutan H2O2 encer + Larutan KI: Larutan Reaksi Redoks : R : H2O2 (aq) + 2 H+ + 2e- H2O (l) O : 2 I- I2 + 2e- + H2O2 (aq) + 2 I- + 2 H+ I2 + H2O (l)
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 15
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
berwarna Biru Tua Waktu yang dibutuhkan untuk membentuk rekasi : T2a = 44 detik T2b = 45 detik T2c = 47 detik
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 16
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 17
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
VIII. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dalam percobaan ini, bertujuan untuk mengetahui pengaruh katalis Ammonium Molibdat dalam reaksi antara Kalium Iodida dengan Hidrogen Peroksida. Prinsip dasar pada percobaan ini adalah penggunaan katalis dalam larutan dapat mempercepat laju reaksi. Penambahan katalis memberikan jalan baru bagi reaksi yang memiliki energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga lebih banyak molekul yang bertumbukan pada suhu normal dan mengakibatkan laju reaksi akan berjalan semakin cepat.(Widjajanti, Endang. 2005)
Ada dua tahap yang dilakukan dalam percobaan ini, yang pertama adalah tahap pengenceran dan yang kedua adalah tahap pengujian.
1. Pengenceran
Langkah awal dalam percobaan ini adalah proses pengenceran beberapa jenis larutan yang akan digunakan dalam percobaan, diantaranya adalah hidrogen peroksida, larutan kalium iodida dan larutan ammonium molibdat.Dalam proses pengenceran larutan hidrogen peroksida 10 M (10%) diambil 10 tetes dimasukkan dalam labu ukur 50 mL diencerkan dengan aquades sampai batas meniscus menghasilkan larutan hidrogen peroksida encer tidak berwarna. Selanjutnya adalah pengenceran larutan kalium iodida dimana 2 tetes larutan kalium iodida 0,5 M dimasukkan kedalam labu ukur 10 mL dan diencerkan dengan aquades sampai batas meniscus menghasilkan larutan kalium iodida encer tidak berwarna. Kemudian pengenceran larutan ammonium molibdat, dimana 2 tetes larutan ammonium molibdat dimasukkan kedalam labu ukur 10 mL dan diencerkan dengan aquades sampai batas meniscus menghasilkan larutan ammonium molibdat encer berwarna kuning pudar.
Dalam percobaan ini, H2O2 diencerkan terlebih dahulu agar konsentrasinya berkurang (semakin kecil) karena menurut teori tumbukkan dengan memperkecil konsentrasi maka akan menurunkan laju tumbukan antara molekul H2O2. Alasan yang sama juga digunakan untuk menjelaskan mengapa KI perlu diencerkan terlebih dahulu. Dengan memperkecil tumbukan antara molekul-molekul maka diharapkan reaksi akan berjalan lebih lambat sehingga waktu yang diperlukan untuk perubahan warna larutan menjadi biru dapat diamati atau dihitung.
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 18
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Reaksi pengenceran yang terjadi :
H2O2 (aq) + H2O (l) H2O2 (aq) KI (aq) + H2O (l) KI (aq)
(NH4)2MoO4 (aq) + H2O (l) (NH4)2MoO4 (aq)
ammonium molybdat
Kita perhatikan reaksi dua molekul sederhana
A + B →Pv=k2[A][B] (1)
dengan P menandai hasil reaksidan k2 menandai tetapan laju reaksi orde dua.
Dalam hal ini dapat menduga ungkapan umum k2 dengan memperhatikan persyaratan fisik reaksi. Kita dapat mengharapkan laju reaksi v sebanding dengan laju tumbukan, dan karenanya sebanding dengan kecepatan rata-rata molekul,𝐶̅∞(𝑇
𝑀) 1/2
dengan 𝑀 merupakan massa molar molekul, penampang lintang tumbukannya 𝜎, dan rapat cacah dari A dan B:
Suatu tumbukan akan menghasilkan reaksi hanya jika energi kinetiknya melampaui harga minimum, energi aktivasi reaksiEa . Persyaratan ini menentukanbahwa tetapan laju reaksi harus sebanding dengan faktor Boltzmann𝑒−𝐸𝑎/𝑅𝑇. Dengan demikian dapat diharapkan, menuliskan tetapan laju
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 19
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Walaupun demikian, tidak setiap tumbukan menghasilkan reaksi kecuali persyaratan energi tertentu terpenuhi, karenanya pereaksi harus bertumbukan dengan arah relatif tertentu. Persyaratan sterik ini menentukan bahwa factor P harus disertakan, sehingga
(2)
Kita akan membahas secara rinci, ungkapan ini mempunyai bentuk yang diprediksikan melalui teori tumbukan. Pencerminan ketiga aspek dari tumbukan yang menghasilkan reaksi:
k2 ∞ persyaratan sterik x laju tumbukan x persyaratan energi minimum 2. Pengujian
Percobaan selanjutnya adalah pengujian reaksi dimana dilakukan perbandingan laju reaksi antara reaksi dengan katalis ammnonium molibdat terhadap reaksi tanpa katalis ammonium molibdat. Langkah awal dalam percobaan ini adalah dengan menyiapkan 2 buah tabung reaksi, pada tabung 1 dimasukkan 1 tetes larutan asam sulfat 0,5 M tidak berwarna, kemudian ditambahakan 2 tetes larutan kanji tidak berwarna dan menghasilkan larutan tidak berwarna. Kemudian, ditambahkan dengan 1 tetes larutan hidrogen peroksida encer tidak berwarna menghasilkan larutan tidak berwarna. Setelah itu ditambahkan dengan 1 tetes larutan ammonium molibdat tidak berwarna dan terakhir ditambahkan dengan 1 tetes larutan kalium iodida tidak berwarna. Saat penambahan kalium iodida, stopwatch dinyalakan dan penghitungan waktu dimulai sampai larutan bereaksi dan mengasilkan warna biru. Reaksi yang terbentuk yakni senyawa kompleks yang dihasilkan dari reaksi I2 yang bereaksi dengan kanji. Reaksinya yaitu:
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 20
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Dalam reaksi ini, waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi selama 3 kali pengulangan diperoleh data sebagai berikut :
Pengulangan Waktu (s)
Pengulangan 1 2
Pengulangan 2 3
Pengulangan 3 3
Reaksi yang terjadi , dengan adanya katalis :
H2O2(aq) + H+(aq) + 2I- (sq) I2(aq) + H2O(l)
Kemudian, pada tabung 2 dimasukkan 1 tetes larutan asam sulfat 0,5 M tidak berwarna, kemudian ditambahakan 2 tetes larutan kanji tidak berwarna dan menghasilkan larutan tidak berwarna. Kemudian, ditambahkan dengan 1 tetes larutan hidrogen peroksida encer tidak berwarna menghasilkan larutan tidak berwarna. Setelah itu ditambahkan dengan 1 tetes larutan kalium iodida tidak berwarna. Saat penambahan kalium iodida, stopwatch dinyalakan dan penghitungan waktu dimulai sampai larutan bereaksi dan mengasilkan warna biru. Reaksi yang terbentuk yakni senyawa kompleks yang dihasilkan dari reaksi I2 yang bereaksi dengan kanji.
Reaksinya yaitu:
Dalam reaksi ini, waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi selama 3 kali pengulangan diperoleh data sebagai berikut :
oksidasi reduksi
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 21
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
H2O2 + 2H+ + 2I- I2 + H2O -1 ( oksidasi 1e) 0 -1 ( reduksi 1e) -2 Pengulangan Waktu (s) Pengulangan 1 44 Pengulangan 2 45 Pengulangan 3 47
Reaksi Redoks yang terjadi adalah :
H2O2(aq) + H+(aq) + 2I- (sq) I2(aq) + H2O(l)
Pada percobaan ini, penambahan asam sulfat bertujuan untuk memberikan suasana asam pada larutan, sedangkan penambahan kanji adalah sebagai indikator untuk mengetahui terebentuknya I2 dalam larutan, dimana I2 yang terbentuk akan bereaksi dengan kanji (amilum) dan akan membentuk kompleks amilum-Iodin yang berwarna biru kehitaman.
Jika dilihat dari perbandingan waktu antara reaksi antara kalium iodida dan hidrogen peroksida dengan atau tanpa katalis memiliki jarak yang jauh, dimana ketika ditambahkan katalis reaksi cenderung lebih cepat daripada tanpa ditambahkan katalis. Persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut :
Reaksi reduksi-oksidasi
H2O2(aq) + H2O(aq) → H2O2(aq)
Grafik yang menunjukkan waktu yang di butuhkan untuk reaksi pada saat dengan katalis dan tanpa katalis:
oksidasi reduksi
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 22
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Dari grafik tersebut, Pada tabung I reaksi berlangsung lebih cepat dibandingkan
2 3 3 44 45 47 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 wak tu ( s) Pengulangan
Ke-Grafik Reaksi Kalium Iodida + Hidrogen peroksida dengan penambahan katalis dan tanpa penambahan katalis
Dengan Katalis Tanpa Katalis Pengulangan ke- Waktu (Sekon) Dengan Katalis (Tabung 1) Tanpa Katalis (Tabung 2) 1 2 44 2 3 45 3 3 47
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 23
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
tabung II. Hal ini disebabkan pada tabung I ditambahkan katalis ammonium molibdat sementara pada tabung II tidak ditambahkan ammonium molibdat. Hal ini sesuai teori bahwa katalis akan mempercepat laju reaksi dengan memperkecil energy aktivasi (Ea), seperti grafik berikut :
Peranan katalis adalah memperkecil Ea, sehingga pada suhu yang sama akan lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi. Kehadiran katalis memberi jalan atau Mekanisme Reaksi lain yang memiliki Ea lebih rendah.
IX. KESIMPULAN
Dalam percobaan ini dapat disimpulkan bahwa katalis mempengaruhi laju reaksi dapat dibuktikan dengan lebih cepatnya waktu yang diperlukan oleh Kalium Iodida dengan Hidrogen peroksida yang ditambahkan dengan katalis daripada waktu yang diperlukan tanpa katalis.
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 24
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Ann Arbor, Michigan. 1990. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition. CRC Press.
Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
Avramovic´,Jelena M., Ana V. Velicˇkovic´, Olivera S. Stamenkovic´, Katarina M. Rajkovic´, Petar S. Milic´,Vlada B. Veljkovic´. “Optimization of sunflower oil
ethanolysis catalyzed by calcium oxide:RSM versus ANN-GA”. Energy Conversion and Management 105 : 1149–1156. 2015.
Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta: PT Gramedia.
D’Cruz, O.F., 2006. Sleep Problem in Children. In: Watson, N.F., Vaughn, B.V., ed.
Clinician’s Guide to Sleep Disorders. New York: Taylor & Francis Group,
305-326.
Easton, M. F.; Mitchell, A. G.; Wynne-Jones, W. F. K. (1952). "The behaviour of
mixtures of hydrogen peroxide and water. Part 1
N. N. Greenwood, A. Earnshaw. 1984. Chemistry of the Elements, Oxford UK: Pergamon Press.
Phyllis A. Lyday . 2005. "Iodine and Iodine Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH,doi:10.1002/14356007.a14_381. Suyono dan Bertha Yonata. 2015. Panduan Praktikum Kimia Fisika III. Surabaya:
Jurusan Kimia FMIPA Unesa.
Syukri, 1999, Kimia Dasar 2. Bandung: ITB Press.
Wikipedia. 2017. Sifat Ammonium Molibdat. Diakses pada hari Jumat, 06 Oktober 2017 pukul 22.42 WIB. https://id.wikipedia.org/wiki/Molibdenum
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 25
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
LAMPIRAN FOTO 2 3 3 44 45 47 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 wak tu ( s) Pengulangan
Ke-Grafik Reaksi Kalium Iodida + Hidrogen peroksida dengan penambahan katalis dan tanpa penambahan katalis
Dengan Katalis Tanpa Katalis
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 26
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
Alat dan Bahan
Gambar Keterangan Gambar keterangan
- 9 buah tabung reaksi dan 1 buah rak tabung reaksi - 1 buah gelas kimia - 1 buah labu ukur 50 mL - 1 gelas ukur 10 mL - Ammonium molibdat - Amilum - Asam sulfat 0,5 M - H2O2 10 M
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 27
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
- Kalium Iodida 0,5 M
- Aquades
PENGENCERAN
No Gambar Keterangan No Gambar Keterangan
1. - 10 tetes larutan
H2O2 10 M dimasukkan dalam labu ukur 50 mL 2. - Ditambahkan aquades 3. - Sampai tanda batas labu ukur
4. - Dikocok
hingga merata
5. - 2 tetes larutan
kalium iodida 0,5 M dimasukkan dalam labu ukur 10 mL
6. - Ditambahkan
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 28
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
7. - Sampai tanda
batas labu ukur
8. - Dikocok hingga merata 9. - 2 tetes larutan ammonium molibdat dimasukkan dalam labu ukur 10 mL 10. - Ditambahkan aquades 11. - Sampai tanda
batas labu ukur
12. - Dikocok hingga merata PENGUJIAN (TABUNG 1) No Gambar Keterangan 1. 1 tetes larutan H2SO4 dimasukkan kedalam 3 tabung reaksi yaitu tabung
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 29
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
2.
Masing-masing tabung ditambahkan larutan kanji
sebanyak 2 tetes
3.
Kemudian ditambahkan 1 tetes H2O2 encer
4.
Lalu ditambahkan 5 tetes aquades
5.
Setelah itu ditambahkan larutan ammonium molibdat
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 30
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
6.
Kemudian ditambahkan laruran KI sebanyak 1 tetes
sambil menyalakan stopwatch
7.
Menghasilkan larutan berwarna biru dengan
waktu: T1a = 2 detik T1b = 3 detik T1c = 3 detik PENGUJIAN (TABUNG 2) No Gambar Keterangan 1. 1 tetes larutan H2SO4 dimasukkan kedalam 3 tabung reaksi yaitu tabung
2 A, 2B, dan 2C
2.
Masing-masing tabung ditambahkan larutan kanji
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA III KELOMPOK 9 31
PENGARUH KATALIS AMMONIUM MOLIBDAT DALAM REAKSI KALIUM IODIDA DAN HIDROGEN PEROKSIDA
3.
Kemudian ditambahkan 1 tetes H2O2 encer
4.
Lalu ditambahkan 5 tetes aquades
5.
Kemudian ditambahkan laruran KI sebanyak 1 tetes
sambil menyalakan stopwatch
7.
Menghasilkan larutan berwarna biru dengan
waktu: T2a = 44 detik T2b = 45 detik T2c = 47 detik