Laju dan Orde Reaksi

LAJU DAN ORDE REAKSI

I. TUJUAN

1. Mempelajari pengaruh tekanan terhadap mengalirnya suatu cairan dari suatu wadah dan menentukan kecepatan dan orde reaksinya

2. Menentukan kecepatan awal, kecepatan sesaat, dan kecepatan rata-rata dari aliran suatu cairan dari suatu wadah

II. LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Laju Reaksi

Perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu merupakan definisi dari laju reaksi. Laju reaksi mempunyai satuan M/s (Molar per detik).

Reaksi kimia terjadi dari arah reaktan menuju produk, dan selama reaksi kimia berlangsung, reaktan digunakan (dikonsumsi) bersamaan dengan pembentukan sejumlah hasil reaksi. Laju reaksi dapat dikaji dari sisi 2 pengurangan konsentrasi reaktan maupun peningkatan konsentrasi produk (hasil reaksi). Reaksi kimia tidak semuanya barjalan dengan kecepatan yang sama. Perbedaan sifat kimia zat pereaksi dapat mengakibatkan perbedaan laju reaksi. Selain perbedaan sifat kimia pereaksi dalam suatu reaksi, faktor penting lainnya sebagai pengendali reaksi kimia adalah konsentrasi reaktan.

Secara umum, bila reaksi telah berlangsung cukup lama maka akan terjadi penurunan laju reaksi. Dari permasalahan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi zat-zat yang bereaksi.

Kecepatan reaksi kimia hampir selalu berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan dengan pangkat tertentu yang merupakan orde suatu reaksi¹.

Laju atau kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalan suatu satuan waktu. Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu pereaksi; atau laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mol per liter, tetapi untuk reaksi fasa gas satuan tekanan atmosfer, milimeter merkuri, atau pascal, dapat digunakan sebagai ganti konsentrasi.

Penetapan hukum-hukum laju reaksi atau persamaan laju reaksi bagaimana laju reaksi dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi pereaksi, tidak dapat diramalkan dari persamaan reaksi keseluruhan. Hal itu haruslah

ditentukan secara eksperimental. Suatu persamaaan yang memberikan hubungan antara laju reaksi dan konsentrasi pereaksi disebut persamaan laju atau hukum laju. Tetapan kestabilan k dirujuk sebagai tetapan laju untuk suatu reaksi tertentu. Karena konsentrasi pereaksi berkurang dengan berlangsungnya reaksi, laju makin berkurang. Tetapi tetapan laju k tetap tak berubah sepanjang perjalanan reaksi. Jadi, laju reaksi memberikan suatu ukuran yang memudahkan bagi kecepatan reaksi. Makin cepat reaksi makin besar harga k, makin lambat reaksi, makin kecil harga k itu².

2.2 Orde Reaksi

Suatu reaksi disebut orde ke nol terhadap suatu pereaksi jika laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi tersebut. Jika [A] adalah konsentrasi dan [A]0 adalah konsentrasi saat t = 0, maka:

−

^d[A]_dt = k dan hasil integral [A]0 – [A] = k.t ……… (1) Hukum laju reaksi : laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi zat pereaksi atau produk reaksi setiap satuan waktu³.

Laju reaksi= perubahan kosentrasi

waktu yang diperlukan untuk perubahan^{atau V}=±^∆X_∆t…………...(2) Orde suatu reaksi ialah jumlah semua eksponen (dari) konsentrasi dalam persamaan laju. Jika laju suatu reaksi kimia berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari hanya satu pereaksi

Laju= k [A] ……..………..(3) Maka reaksi itu dikatakan sebagai reaksi orde pertama. Jika orde itu berbanding lurus dengan pangkat dua suatu pereaksi:

Laju= k [A]² ….………(4) Atau berbanding lurus dengan pangkat satu konsentrasi dari dua pereaksi,

Laju= k [A][B] ………(5) Maka reaksi itu disebut reaksi orde dua. Dapat juga disebut orde terhadap masing-masing pereaksi. Misalnya, dalam persamaan terakhir itu, laju reaksi itu adalah orde pertama dalam A dan orde pertama dalam B, atau orde dua secara keseluruhan. Suatu reaksi dapat tak bergantung pada konsentrasi AB, suatu pereaksi. Perhatikan reaksi umum A+B yang ternyata berorde pertama dalam A. Jika kenaikan konsentrasi B tidak menaikkan laju

reaksi, maka reaksi itu disebut orde nol terhadap B. Ini bisa diungkapkan sebagai :

Laju= k[A][B]⁰ = k[A]………(6) Orde suatu pereaksi tak dapat diperoleh dari koefisien pereaksi dalam persamaan berimbang².

2.3 Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi pada pokok bahasan Laju Reaksi perlu diajarkan melalui pengamatan dan praktikum. Namun, tidak semua faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi dapat dipraktikumkan seperti pengaruh tekanan pada laju reaksi⁴.

1. Luas Permukaan

Luas permukaan memiliki peranan yang sangat penting, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik luas permukaan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus ukuran partikel zat, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar ukuran partikel zat itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

2. Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangsung 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 tidak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil. Temperatur adalah sifat fisik dari materi secara kuantitatif menunggkapkan gagasan umum tentang panas dan dingin.

3. Katalis

Oswald (1902) mendefinisikan katalis sebagai suatu substansi yang mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi⁵. 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. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama.

4. Molaritas

Banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi.

5. Konsentrasi

Karena 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 reaksinya¹.

2.4 Aplikasi Dalam Kehidupan Sehari-hari

Laju reaksi berkaitan erat dengan ‘katalis’. Katalis ialah suatu yang ditambahkan (biasanya berupa enzim) untuk mempercepat laju reaksi pada suhu tertentu agar reaksi yang terjadi dapat berjalan lebih cepat daripada seharusnya, namun katalis sendiri tidak akan mengalami perubahan. Katalis sangat berguna bagi kehidupan manusia, terutama di bagian industri, karena mampu mempersingkat waktu ‘produksi’ yang harusnya lama³.

Katalis juga memegang peranan penting dalam bidang industri kimia.

Hampir semua produk industri dihasilkan melalui proses yang melalui katalisis.

Contohnya dalam bidang industri yaitu Proses Haber-Bosch. Proses Haber- Bosch adalah pembentukan ammonia dengan menggunakan Fe (besi) sebagai katalis dalam prosesnya. Tanpa Fe, proses asli pembentukan ammonia akan memakan waktu yang cukup lama. Ammonia digunakan sebagai bahan baku pupuk dan peledak. Ada pula pembuatan larutan asam sulfat (H2SO4) yang ditambahkan dengan V2O5 sebagai katalis yang dinamakan Proses Kontak.

Juga industri asam nitrat.

Tidak hanya dibidang industri saja, tetapi dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan, seperti :

1. Pembuatan teh manis, menggunakan gula butiran yang halus dengan air hangat akan membuat pembuatan teh hanya memakan waktu yang singkat karena laju reaksi pada gula butiran dan menggunakan air hangat lebih cepat dibanding laju reaksi pada gula ‘batu’ dan air dingin.

Berkaitan dengan luas permukaan gula butiran yang lebih luas dari gula batu dan suhu air hangat yang lebih besar dari air dingin.

2. Pembuatan susu (dari susu bubuk). Susu yang diseduh menggunakan air hangat lebih cepat bercampur dibanding air dingin. Ketika memakai air dingin, masih tertinggal gumpalan-gumpalan susu di dasar gelas meski sudah mengaduk sebanyak hitungan pada adukan di susu yang memakai air hangat¹.

III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat dan Fungsinya

No. Alat Fungsi

1 Buret 50 ml untuk tempat mengalirkan zat 2 Gelas piala 250 ml untuk wadah zat

3 Stopwatch untuk penghitung waktu

4 5

Standar Klem

untuk penyangga buret untuk penjepit buret 3.1.2 Bahan dan Kegunaannya

No. Bahan Kegunaan

1 Air sebagai sampel yang ditentukan

kecepatan alirnya

3.2 Cara Kerja

3.2.1 Menentukan Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat 1. Buret 50 mL diisi dengan air sampai tanda batas diusahakan buret

tersebut berdiri tegak menggunakan standar buret.

2. Stopwatch dihidupkan bersamaan dengan dibukanya keran buret.

Setelah waktu berjalan tepat 5 detik, keran ditutup dan volume dicatat (dilakukan hal yang sama untuk 5 detik berikutnya sampai 60 detik).

Jumlah air yang keluar terhadap waktu plotkan dengan kertas grafik.

3. Kecepatan rata-rata dihitung antara 0 – 5 detik, 5 – 10 detik dan dihitung kecepatan sesaat 3, 5, 7, dan 10 detik (gunakan kurva).

4. Konstanta kecepatan aliran dihitung dan dibandingkan dengan konstanta kecepatan aliran pada percobaan 2.

3.2.2 Menentukan Kecepatan dan Konstanta Aliran Air

1. Buret 50 mL diisi dengan air sampai tanda batas diusahakan buret tersebut berdiri tegak menggunakan standar buret.

2. Stopwatch dihidupkan bersamaan dengan dibukanya keran buret dan setelah volume yang keluar 5 mL. Waktu yang terpakai dicatat dan dihitung kecepatan aliran.

3. Dilakukan hal yang sama untuk ketinggian 50 mL, 25 mL, dan 12,5 mL.

Kecepatan aliran air dihitung untuk masing-masing percobaan tersebut.

4. Selanjutnya, kecepatan aliran air masing-masing percobaan dibandingkan lalu dihitung orde reaksi dan kecepatan aliran air.

3.3 Skema Kerja 3.3.1 Pengamatan 1

3.1.2 Pengamatan 2

- dimasukkan kedalam buret 50 mL

- dibuka keran bersamaan dengan stopwatch dihidupkan selama 5 detik

- ditutup keran dan dicatat volume air yang keluar - dilakukan untuk 5 detik berikutnya

- dialurkan volume air yang keluar terhadap waktu menggunakan kertas grafik

- dihitung kecepatan rata-rata antara 0 dan 5 detik - dihitung kecepatan rata-rata antara 5 dan 10 detik - dihitung kecepatan sesaat pada 3, 5, 7, dan 10 detik

- dihitung konstanta kecepatan aliran dan dibandingkan dengan konstanta kecepatan aliran pada eksperimen 2 Air

Hasil

- dimasukkan ke dalam buret 50 mL - dibuka keran sampai 5 mL air keluar

- dilakukan hal yang sama pada ketinggian 25 cm dan 12,5 cm - dihitung kecepatan aliran untuk masing-masing percobaan - dibandingkan laju aliran

- dihitung orde reaksi dan konstanta laju aliran air Air

Hasil

3.4 Skema Alat

Keterangan:

1. Standar 2. Klem 3. Buret 4. Gelas piala 5. Stopwatch

5

IV. DATA DAN PERHITUNGAN 4.1 Data

4.1.1 Menentukan Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat

No. Waktu (s) Volume air (mL) ΔV

1 0 0 0

2 5 7,8 7,8

3 10 15,0 7,2

4 15 22,1 7,1

5 20 28,8 6,7

6 25 34,6 5,8

7 30 40,0 5,4

8 35 44,8 4,8

9 40 49,0 4,2

4.1.2 Menentukan Kecepatan dan Konstanta Aliran Air

No. Volume air (mL) Tinggi air (mL) Waktu (s)

1 5 50 3.83

2 5 25 6.13

3 5 12.5 7.48

4.2 Perhitungan 4.2.1 Pengamatan 1

1) Menentukan Kecepatan Rata-Rata v = v₂-v₁

t₂-t₁ a. 0-5 detik

v = ^{(7,8-0) mL} (5-0) s v = 1,56 mL/s b. 5-10 detik

v = (15-7,8) mL (10-5) s v = 1,44 mL/s

c. 10-15 detik v = (22,1-15) mL

(15-10) s v = 1,42 mL/s d. 15-20 detik

v = (28,8-22,1) mL (20-15) s v = 1,34 mL/s e. 20-25 detik

v = (34,6-28,8) mL (25-20) s v = 1,16 mL/s f. 25-30 detik

v = (40-34,6) mL (30-25) s v = 1,08 mL/s g. 30-35 detik

v = (44,8-40) mL (30-35) s v = 0,96 mL/s h. 35-40 detik

v = (49-44,8) mL (40-35) s v = 0,84 mL/s Kecepatan Rata-Rata

v̅ = v total n

v̅ = (1,56+1,44+1,42+1,34+1,16+1,08+0,96+0,84) mL/s 8

v̅ = 1,225 mL/s

2) Menentukan Kecepatan Sesaat 3,4,5,7, dan 10 dari Grafik x = waktu (s)

y = volume (v)

X y Xy x²

0 0 0 0

5 7,8 39 25

10 15,0 150 100

15 22,1 331,5 225

20 28,8 572 400

25 34,6 865 625

30 40,0 1200 900

35 44,8 1568 1225

40 49,0 1960 1600

∑ = 180 ∑ =242,1 ∑ = 6689,5 ∑ = 5100

x̄ = 20 ȳ = 26,9 B = n(Σxy)-Σx Σy

nΣx²-(Σx²)

= 9 (6689,5)-(180)(242,1) 9 (5100)-(180)²

= 1,2317 A = y̅ – Bx̅

= 26,9– 1,2317 x 20

= 2,2667 Persamaan regresi y = A + Bx

= 2,2667 + 1,2317x

Kecepatan Sesaat vsesaat = v grafik

t a. t = 3 s

vsesaat = 2,2667 + 1,2317 (3) 3

vsesaat = 1,9873 mL/s b. t = 5 s

vsesaat = 2,2667 + 1,2317 (5) 5

vsesaat = 1,685 mL/s c. t = 7 s

vsesaat = 2,2667 + 1,2317 (7) 7

vsesaat = 1,555 mL/s d. t = 10 s

vsesaat = 2,2667 + 1,2317 (10) 10

vsesaat = 1,4584 mL/s 4.2.2 Pengamatan 2

1) Menentukan Kecepatan Alir v = v air keluar

t a. h = 50 mL

v = ^{5 mL}

3,83 s v = 1,305 mL/s b. h = 25 mL

v = ^{5 mL}

6,13 s v = 0,816 mL/s c. h = 12,5 mL

v = ^{5 mL}

7,48 s v = 0,668 mL/s

2) Menentukan Orde Reaksi

Log v1 = log k1 + a log A1

Log v1 = log k2 + a log A2

Log v1 – log v2 = a (log A1 – log A2) a. Pada h = 50 mL dengan h = 25 ml

Log 1,305 = log k1 + a log 50 Log 0,816 = log k2 + a log 25

Log 1,305 – log 0,816 = a (log 50 – log 25) ……….………. (1) b. Pada h = 50 mL dengan h = 12,5 mL

Log 1,305 = log k1 + a log 50 Log 0,66 = log k2 + a log 12,5

Log 1,305 – log 0,66 = a (log 50 – log 12,5) ………..……. (2) Eliminasi persamaan (1) dan (2)

Log 1,305 – log 0,816 = a (log 50 – log 25) Log 1,305 – log 0,668 = a (log 50 – log 12,5)

0,2039 = a (0,3010)

0,2908 = a (0,6021)

-0,0869 = a (-0,3011)

a = ^-0,0869 -0,3011 a = 0,2886 ~ 0 Menentukan Nilai k

a. Untuk h = 50 mL

Log 1,305 = log k1 + (0,2886) log 50 0,1156 = log k1+ (0,4903)

Log k = -0,3747

k = 0,4229

b. Untuk h = 25mL

Log 0,816 = log k1 + (0,2886) log 25

0,0883 = log k1 + (0,4903) Log k = -0,4917

k = 0,3223

c. Untuk h = 12,5 mL

Log 0,668 = log k1 + (0,2886) log 12,5 -0,1752 = log k1 + (0,3166)

Log k = -0,4918

k = 0,3222

Konstanta Rata-Rata

k = k total

n

k = (0,4229+ 0,3223+ 0,3222) 3

k = 0,3557

4.3 Grafik

4.3.1 Pengamatan 1

4.3.2 Pengamatan 2

y = 1,2317x + 2,2667 R² = 0,9909

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50

Volume (mL)

Waktu (s)

Pengaruh Waktu terhadap Volume Air yang Dialirkan

y = -0,0966x + 8,63 R² = 0,9983

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 10 20 30 40 50 60

Volume (mL)

Waktu (s)

Pengaruh Volume Air Terhadap Waktu Alir

Praktikum Kinetika Dan Katalis Tahun Akademik 2022/2023

Laju Dan Orde Reaksi 17

V. PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 5.1 Pengamatan Setiap Langkah Kerja

No. Cara Kerja Gambar Pengamatan Analisis

1 Dimasukkan air kedalam buret 50 mL hingga tanda batas, dibuka keran bersamaan dengan dihidupkan stopwatch. Keran dibiarkan terbuka pada 5 detik dan ditutup kembali. Hal yang sama dilakukan seterusnya dan volume air yang turun dicatat.

Air berwarna bening, didapatkan data volume air tiap interval waktu 5 detik.

Kecepatan aliran air dipengaruhi oleh tekanan. Dimana semakin banyak volume air didalam buret maka kecepatan alirnya akan semakin besar karena tekanan yang diberikan juga semakin besar.

2 Dimasukkan air kedalam buret 50 mL hingga tanda batas. Kemudian dikeluarkan 5 mL air dengan dicatat waktu aliran yang dibutuhkan.

Dilakukan hal yang sama pada ketinggian 40, 30, 25, dan 12,5 mL.

Air berwarna bening, didapatkan data waktu dari variasi volume setiap pengurangan 5 mL air.

Pengaruh tekanan air terhadap kecepatan alir pada buret berbeda pada setiap ketinggian volume airnya. Semakin sedikit volume air maka semakin lambat kecepatan aliran air yang keluar.

5.2 Pembahasan

Pada percobaan kali ini dilakukan percobaan mengenai penentuan laju reaksi dan orde reaksi yang bertujuan untuk mempelajari pengaruh tekanan pada aliran cairan dari wadah dan untuk menentukan kecepatan awal, kecepatan sesaat, dan kecepatan rata-rata aliran zat cair dari wadah. Prinsip reaksi dari percobaan ini adalah reaksi orde nol dimana reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi, sedangkan prinsip kerjanya yaitu laju reaksi. Pada percobaan pertama dilakukan pengisian air ke dalam buret 50 mL hingga tanda batas dan diposisikan tegak lurus hal ini bertujuan untuk membantu mempermudah pembacaan volume pada buret dengan baik. Selanjutnya dibuka keran buret bersamaan dengan dihidupkannya stopwatch hal ini bertujuan untuk melihat volume alir cairan. Kemudian setelah waktu berjalan 5 detik, keran dimatikan dan dilihat volume air yang keluar dalam waktu 5 detik dan dicatat sebagai data pertama. Percobaan ini dilakukan sampai ke detik 45 detik, hal ini dilakukan untuk melihat pengaruh waktu yang digunakan terhadap kecepatan laju alir cairan.

Berdasarkan percobaan dapat dilihat bahwa semakin banyak waktu yang dibutuhkan, maka volume yang keluar juga akan semakin banyak.

Artinya volume air yang keluar berbanding lurus dengan waktu. Berdasarkan percobaan juga dapat dilihat bahwa volume air yang keluar dari dalam buret semakin lama waktu , hal ini disebabkan karena adanya pengaruh dari tekanan, dimana semakin banyak volume air yang digunakan maka tekanan akan semakin besar dan laju aliran air akan semakin cepat sehingga air yang dikeluarkan juga akan semakin banyak. Berdasarkan hal tersebut menandakan bahwa percobaan yang dilakukan merupakan reaksi orde nol karena tidak dipengaruhi oleh konsentrasi reaksi reaktan, tetapi dipengaruhi oleh tekanan.

Pada percobaan kedua dihitung waktu yang dibutuhkan untuk mengalirnya air sebanyak 5 mL pada ketinggian air 50 mL, 25 mL, dan 12,5 mL. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari ketinggian atau volume air terhadap laju alir. Berdasarkan percobaan dapat dilihat bahwa pada ketinggian 50 mL air yang mengalir lebih cepat, dan dapat diambil kesimpulan

sehingga tekanan akan semakin besar dan laju alir juga akan semakin cepat.

Berdasarkan pada percobaan yang telah dilakukan didapatkan nilai kecepatan rata-rata yaitu 1,225 mL/s dan orde reaksi 0,2886 dan didapatkan persamaan regresi pada percobaan pertama yaitu y = 2,2667 + 1,2317x dengan nilai konstanta rata-rata sebesar 0,3557.

VI. PENUTUP 6.1 Kesimpulan

Berdasarkan pada percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Semakin besar tekanan yang dihasilkan maka laju alir akan semakin cepat.

2. Berdasarkan percobaan diperoleh kecepatan awal adalah 0, kecepatan sesaat adalah 1,6714 mL/s, kecepatan rata-rata adalah 1,225 mL/s dan orde reaksi yang diperoleh adalah 0,2886.

6.2 Saran

Beberapa saran untuk percobaan selanjutnya, yaitu:

1. Hati-hati dalam menutup atau mematikan keran buret.

2. Teliti dalam membaca skala buret.

3. Pastikan posisi buret tegak.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Prayitno, P. Kajian Kinetika Kimia Model Matematik Reduksi Kadmium Melalui Laju Reaksi, Konstanta Dan Orde Reaksi Dalam Proses Elektrokimia. J. IPTEK Nuklir. 2007, 10, 27–34.

[2] Irdiansyah. Kandungan Lemonene Dan Kesetimbangan Reaksi. 2017, 1, 22–26.

[3] Siregar, T. B. Kinetika Kimia. Laju Reaksi 2008, 1–10.

[4] Linda, R.; Herdini; Rahmaputri, Z. Multimedia Interaktif Berbasis Autoplay Media Studio 8 Untuk Mata Pelajaran Kimia Pokok Bahasan Laju Reaksi Untuk Kelas XI SMA/MA. J. Pendidikan Kimia. 2017, 9, 314–

346.

[5] Laksono, E. Pengaruh Katalisator Terhadap Laju Reaksi; Jurdik Kimia FMIPA UNY: Yogyakarta, 2005.

Lampiran 1. Analisis Artikel Ilmiah I. JUDUL

“On ocular insert with zero-order extended delivery: Release kinetics and mathematical models”

Sisipan Okular dengan Menggunakan Orde Nol: Kinetika Pelepasan dan Model Matematika

II. TUJUAN

Membandingkan kinetika pelepasan antara metode matematik orde nol dengan metode yang dikembangkan oleh Ritger Peppas dan mengetahui kinetika pelepasan obat yang bergantung pada konsentrasi polietilen glikol (PEG).

III. SKEMA KERJA

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penggunaan model matematika orde nol terbukti lebih memadai untuk menggambarkan kinetika pelepasan dari pada model yang dikembangkan oleh Ritger-Peppes. Model matematika orde nol menghasilkan kurva linear yang dikendalikan oleh difusi molekul dan relaksasi polimer.

V. PERBANDINGAN DENGAN PRAKTIKUM Foil berbahan dasar timah

- dimasukkan dalam botol kaca tertutup yang berisi larutan fosfat buffer salt (PBS)

- dijaga volume pbs secara konstan - disimpan pada suhu 37 ͦ C

- dikarakterisasi dengan NMR dan SEM - dipindahkan kebotol baru

-

- ditambahkan 200 mg per gram campuran PEG

- dipanaskan larutan sambil diaduk dengan magnetic stirrer pada suhu 130 ͦ C selama 12 jam

- dihilangkan foil katalis Kopolimer cair/sampel obat

Hasil

Pada praktikum dan artikel sama-sama membahas tentang kinetika reaksi orde nol. Artikel membahas laju alir pada sampel obat sedangkan praktikum membahas laju alir air.

Lampiran 2. Simbol yang Digunakan

No. Simbol Keterangan

1 k Konstanta laju reaksi

2 mL Milimeter

3 s Sekon (waktu)

4 Δv Selisih kecepatan

5 h Tinggi

6 v Kecepatan

7 ∑ Jumlah

Lampiran 3. Struktur Senyawa yang Digunakan

No. Senyawa Struktur

1 Air (H2O)

PENENTUAN KONSTANTA LAJU REAKSI ORDE NOL DARI LILIN YANG TERBAKAR BERDASARKAN PERUBAHAN

MASSA LILIN

I. TUJUAN

Menentukan konstanta laju reaksi dari lilin yang terbakar yang memiliki orde nol dengan mengukur perubahan massa lilin

II. LANDASAN TEORI 2.1 Kinetika Kimia

Kinetika kimia merupakan cabang dari kimia fisika yang mempelajari sistem kimia yang tergantung pada waktu, seperti sistem yang memiliki komposisi kimia yang berubah selama perubahan waktu tertentu. Kinetika kimia membahas dinamika reaksi yang meliputi laju reaksi, orde reaksi yang diperoleh dari hasil percobaan, hukum atau persamaan laju, konstanta laju dan mekanisme reaksi. Berdasarkan hukum laju dapat ditentukan jenis reaksi (reaksi sederhana atau reaksi kompleks), jika reaksi merupakan reaksi kompleks maka reaksi tersebut mempunyai mekanisme. Mekanisme reaksi yang terjadi dapat ditentukan dari hukum laju. Konsentrasi reaktan merupakan hal yang selalu dikaji yaitu dengan penentuan konsentrasi tiap- tiap spesies sebagai penentu laju reaksi¹.

2.2 Laju Reaksi

Definisi laju reaksi secara sederhana adalah perubahan konsentrasi dari reaktan ataupun produk dalam setiap satuan waktu. Laju reaksi juga dapat diketahui melalui perubahan tekanan, perubahan warna, perubahan volume, perubahan muatan, perubahan sudut putar ataupun perubahan indeks bias yang dilakukan melalui analisa fisik. Reaksi kimia berjalan pada tingkat yang berbeda.

Laju reaksi kecepatan didefinisikan sebagai jumlah suatu perubahan tiap satuan waktu. Dalam reaksi kimia, perubahan yang dimaksud adalah perubahan konsentrasi pereaksi atau produk. Konsentrasi yang digunakan adalah molaritas (M) atau mol per liter (mol.L). Satuan waktu yang digunakan biasanya detik (dt) sehingga laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per

detik (mol.L.dt' atau M dr'). Pendefinisian laju reaksi lebih lanjut dapat kita perhatikan pada persamaan stoikhiometri berikut:

dimana A dan B adalah reaktan, G dan H adalah produk dan a,b,g,h adalah koefisien penyetara reaksi. Secara umum hukum lajunya adalah:

laju reaksi = k[A]^m[B]ⁿ...(1) [A] dan [B] adalah konsentrasi dalam molaritas. Pangkat m dan n ditentukan dari data eksperimen yang biasanya harganya kecil dan tidak selalu sama dengan koefisien a dan b, sedangkan 'k' adalah tetapan laju yang harganya dipengaruhi oleh suhu dan katalis (jika ada). Semakin besar harga 'k' reaksi akan berlangsung lebih cepat. Bila laju reaksi diungkapkan sebagai berkurangnya pereaksi A atau B dan bertambahnya produk G atau H tiap satuan maka persamaan lajunya adalah:

r = -^d[A]_dt =-^d[B]_dt =+^d[G]_dt =+^d[H]_dt ………...………(2) Dengan tanda minus (-) menunjukkan konsentrasi pereaksi makin berkurang.

Tanda positif (+) menunjukkan konsentrasi produk makin bertambah. Imensi (satuan) bagi laju reaksi adalah konsentrasi/waktu, sehingga umumnya berlaku satuan laju reaksi mol/liter.menit atau satuan lain. Untuk fasa gas, satuan konsentrasi akan lebih tepat bila menggunakan tekanan².

2.3 Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Laju reaksi beberapa diantaranya berjalan sangat lambat, misalnya penghancuran kaleng aluminium oleh udara atau penghancuran botol plastik oleh sinar matahari yang memerlukan waktu bertahun-tahun bahkan berabad-abad. Beberapa reaksi lain berjalan sangat cepat misalnya nitrogliserin yang mudah meledak. Selain itu beberapa reaksi dapat berjalan cepat atau lambat tergantung pada kondisinya, misalnya besi mudah berkarat pada kondisi lembap, tetapi di lingkungan yang kering, misalnya di gurun, besi berkarat cukup lambat. Reaksi dapat dipercepat atau diperlambat dengan mengubah variable - variabel tertentu. Variabel - variabelnya itu sebagai berikut:

1. Konsentrasi zat pereaksi, laju reaksi biasanya naik jika konsentrasi zat pereaksi dinaikkan

2. Suhu, laju reaksi naik cukup cepat jika suhu dinaikkan

3. Luas permukaan, laju reaksi akan meningkat jika luas permukaannya diperbesar dan begitu juga sebaliknya laju reaksi akan menurun jika luas permukaannya diperkecil.

4. Katalis, beberapa reaksi akan berjalan lebih cepat ataupun lambat jika ditambahkan katalis yang sesuai.

2.4 Reaksi Orde Nol

Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi laju reaksi.

Hukum laju reaksi orde ke-nol adalah:

Laju = k [A]₀= k...(3) Untuk reaksi orde ke-nol, laju reaksinya tetap. Laju reaksi tidak berubah terhadap konsentrasi sebagaimana orde pertama dan orde kedua. Hukum laju integral untuk reaksi orde ke-nol adalah:

[A] = - kt + [A]₀...(4) [A] terhadap t menghasilkan garis lurus dengan kemiringan –k. Rumus untuk waktu paruh reaksi orde ke-nol dapat diperoleh dari hukum laju integral.

Dengan ketentuan, [A]=^[A]₂⁰ pada t¹₂, maka:

[A]₀

2 = kt¹₂ + [A]₀ atau kt ¹₂= ^[A]0

2 ...(5) Dengan demikian,

t¹₂= ^[A]_2k⁰...(6) Reaksi orde ke-nol biasa terjadi terhadap zat pada permukaan logam atau enzim yang dilakukan pada reaksi. Misalnya, reaksi penguraian ³:

...(7)

2.5 Metode Penentuan Laju Reaksi

Metode yang digunakan untuk penentuan laju reaksi adalah sebagai berikut:

1. Metode diferensial

Metode umum yang digunakan untuk menentukan hukum laju secara percobaan adalah metode laju awal atau cara diferensial. Laju awal reaksi adalah laju sesaat yang ditentukan ketika reaksi dimulai (setelah t= 0,0).

Gagasan ini merupakan cara untuk menentukan laju sesaat sebelum konsentrasi awal pereaksi berubah secara signifikan.

Beberapa percobaan dilakukan menggunakan konsentrasi awal berbeda dan laju awal ditentukan pada setiap kali percobaan dilakukan.

Kemudian hasilnya dibandingkan antara percobaan satu dan lainnya untuk

mengetahui bagaimana laju awal bergantung pada konsentrasi pereaksi.

Hukum laju dapat juga diungkapkan dalam bentuk persamaan integral. r adalah diferensial dari konsentrasi terhadap waktu, maka tiap persamaan laju adalah suatu persamaan diferensial. Tujuan memperoleh hubungan langsung harga konsentrasi dan waktu, maka ungkapan laju bentuk diferensial dimodifikasi ke dalam bentuk integral.

2. Metode waktu paruh

Selain memperoleh hubungan langsung konsentrasi dan waktu, modifikasi hukum laju bentuk diferensial ke dalam bentuk integral akan mempermudah dalam pengungkapan konsep waktu paruh (t½). Ketika suatu reaksi telah berjalan hingga konsentrasi pereaksi tinggal separuh, maka waktu yang diperlukan disebut paruh atau t1⁄2. Jika konsentrasi pereaksi pada awal reaksi dinyatakan dengan a dan konsentrasi pereaksi yang tersisa pada saat t tertentu dinyatakan dengan (𝑎 − 𝑥), maka pada saat t = t½ harga (𝑎 − 𝑥) = 1⁄2𝑎.

Kuantitas waktu paruh lebih mudah diturunkan dari hukum laju reaksi bentuk integral. Untuk reaksi orde satu yang memiliki hulum laju reaksi integral _(a-x) ^{ln a} = kt maka ungkapan waktu paruh yang berlaku adalah:

t ¹

2 = ^{ln 2}

𝑘

...

(8) t ¹ = ^0,693

...

(9)

Berdasarkan persamaan diatas, waktu paruh untuk reaksi orde satu adalah suatu ketetapan dan dalam waktu paruh yang dihitung adalah jumlah pereaksi yang tinggal dan ini dilakukan bila reaksi hanya satu macam pereaksi (pereaksi tunggal) misalnya reaksi penguraian dan peluruhan radioaktif. Pada umumnya, reaksi peluruhan radiokaktif termasuk dalam reaksi orde satu sehingga konsep waktu paruh sering dipakai untuk mempresentasi karakteristik unsur radioaktif seperti contohnya uranium⁴.

III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat dan Fungsinya

No. Alat Fungsi

1 Neraca teknis untuk alat penimbang lilin

2 Kertas untuk media dalam melihat tinggi lilin 3 Gelas ukur untuk mengukur volume larutan 4 Penggaris untuk mengukur tinggi lilin 5 Kertas bergaris untuk mengukur penyusutan

bayangan lilin 6 Lampu sorot / Lampu

gantung

untuk sumber cahaya

3.1.2 Bahan dan Kegunaannya

No. Bahan Kegunaan

1 Lilin sebagai sampel

2 Air suling sebagai pengukur densitas

3 Korek api sebagai sumber api

3.2 Cara Kerja

3.2.1 Prosedur Penentuan Perubahan Massa Lilin

1. Lilin ditempatkan secara vertikal diatas loyang neraca “berkas ganda”

yang memiliki ketelitian 0.01 gram.

2. Keseimbangan diatur untuk menunjukkan massa 0.4 gram lebih kecil dari massa sebenarnya.

3. Lilin dibakar dan dicatat waktu yang diperlukan untuk menunjukkan massa lilin yang sebenarnya.

4. Proses ini diulangi beberapa kali hingga kira-kira 90% lilin telah habis terbakar tanpa mematikan nyala lilin.

3.2.2 Pengukuran Perubahan Ketinggian Lilin

1. Perubahan tinggi lilin selama percobaan/proses pembakaran diukur dengan menggunakan penggaris.

2. Rata-rata tinggi lilin dicatat setiap 5-10 menit.

3. Mengukur ketinggian lilin harus dipadamkan terlebih dahulu.

4. Ketinggian lilin dicatat pada t=0,1s; t=5s; t=10s; dst.

3.2.3 Pengukuran Jari-jari dan Densiti Lilin

1. Jari-jari ditentukan dengan diukur menggunakan penggaris.

2. Densiti ditentukan dengan menentukan jumlah air yang dipisahkan bila lilin dibenamkan dalam air.

- diletakkan lilin secara tegak lurus di dalam sebuah kardus dan dinyalakan

- diukur perubahan tinggi lilin selama percobaan/proses dengan menggunakan mistar

- dicatat tinggi lilin rata-rata setiap 3 menit

- dipadamkan lilin terlebih dahulu untuk pengukuran tinggi lilin

- dicatat tinggi lilin saat t=0, t=3, t=9 menit dan seterusnya hingga didapatkan 12 data percobaan.

3.3 Skema Kerja

3.3.1 Penentuan Perubahan Massa Lilin

3.3.2 Pengukuran Perubahan Tinggi Lilin Lilin

- diletakkan lilin secara tegak lurus di atas sebuah panci neraca Ohaus yang mempunyai ketepatan 0,01 gram.

- diatur neraca untuk menunjukkan massa 0,5 gram lebih kecil dari massa yang sebenarnya.

- dihidupkan lilin.

Lilin menyala

- dicatat waktu yang dibutuhkan untuk menunjukkan massa lilin yang sebenarnya.

Lilin menyala

- diulang proses ini beberapa kali sampai kira-kira 90% lilin sudah dibakar, tanpa api lilin dipadamkan.

Data perubahan massa lilin

Lilin

Data perubahan tinggi lilin

- ditimbang massa - diukur volume air - diukur volume air+lilin 3.3.2 Pengukuran Perubahan Tinggi Lilin

Lilin

Densitas lilin

- diukur jari-jari menggunakan mistar Lilin

3.4 Skema Alat

Keterangan:

1. Lilin

2. Neraca ohaus 3. Kardus

4. Gelas ukur 5. Mistar

IV. DATA DAN PERHITUNGAN 4.1 Data

4.1.1 Penentuan Perubahan Massa Lilin

No. W ΔW t (s)

1 87,7 0 0

2 87,5 0,5 936

3 86,7 1 1170

4 86,2 1,5 1473

5 85,7 2 1760

6 85,2 2,5 2030

7 84,7 3 2273

8 84,2 3,5 2529

9 83,7 4 2692

10 83,2 4,5 3108

11 82,7 5 3284

12 82,2 5,5 3538

4.1.2 Pengukuran Perubahan Tinggi Lilin

No. h (cm) Δh t (s)

1 22,5 0 0

2 22 0,5 300

3 21,5 1 600

4 21,3 1,2 900

5 21 1,5 1200

6 20,8 1,7 1500

7 20,4 2,1 1800

8 20 2,5 2100

9 19,8 2,7 2400

10 19,4 3,1 2700

11 19 3,5 3000

12 18,8 3,7 3300

4.1.3 Penentuan Jari-Jari dan Densiti Lilin Diameter = 2,3 cm

Jari-jari = 1,15 cm

Volume = 68 mL Massa = 70,9 gram

4.2 Perhitungan

4.2.1 Perubahan Massa Lilin

X Y XY X²

0 0 0 0

936 0,5 468 876096

1170 1 1170 1368900

1473 1,5 2209.5 2169729

1760 2 3520 3097600

2030 2,5 5075 4120900

2273 3 6819 5166529

2529 3,5 8851.5 6395841

2692 4 10768 7246864

3108 4,5 13986 9659664

3284 5 16420 10784656

3538 5,5 19459 12517444

Σx =24793

x ̅

=2066,0833

Σy = 33 y̅ = 2,75

Σxy = 88746 Σx² = 63404223

B

=

n ∑xy – ∑x ∑y

n ∑x² – (∑x)²

=

12 (88746) – (24793) (33)

12 (63404223) – (24793)² = 0,0017 A = y̅ –Bx̅

= 2,75 – (0,0017) (2066,0833) = - 0,738518

y = A + Bx

y = 0,0017x – 0,7385

Penentuan konstanta kecepatan reaksi berdasarkan perubahan massa lilin dari data 9 dan 10:

X9 = 2692 Y9 = 4 X10 = 3108 Y10 = 4,5

Δx = 3108 – 2692

Δy = 4,5 – 4 = 0,5

B = ^Δy_Δx

=

₄₁₆^0,5

=1,202 x 10^-3 K = B

K = 1,202 x 10^-3

4.2.2 Perubahan Tinggi Lilin

X Y XY X²

0 0 0 0

300 0,5 150 90000

600 1 600 360000

900 1,2 1080 810000

1200 1,5 1800 1440000

1500 1,7 2550 2250000

1800 2,1 3780 3240000

2100 2,5 5250 4410000

2400 2,7 6480 5760000

2700 3,1 8370 7290000

3000 3,5 10500 9000000

3300 3,7 12210 10890000

Σx = 19800 x̅ = 1650

Σy = 23,5 y

̅ = 1,9583

Σxy = 52770 Σx² = 45540000

B = n ∑xy – ∑x ∑y

n ∑x²– (∑x)² = 12 (52770) – (9800) (23,5) 12 (45540000) – (19800)² = 0,0010874

A = y̅ – Bx̅

= 1,9583 – ( 0,0010874) (1650) = 0,1641

y = A + Bx

y = 0,0011x – 0,1641

Penentuan konstanta kecepatan reaksi berdasarkan perubahan massa lilin dari data 9 dan 10:

X9 = 2400 Y9 = 2,7 X10 = 2700 Y10 = 3,1 Δx = 2700 – 2400

= 300 Δy = 3,1– 2,7 = 0,4

B = ^Δy_Δx

=

₃₀₀^0,4

= 1,333x 10^-3 K = B

= 1,333 x 10^-3

4.2.3 Pengukuran Nilai Jari-jari dan Densitas r = 1.15 cm

 = massa lilin

volume lilin = 70,9 gram 68 mL = 1,0426 g/mL

4. 3 Grafik

4.3.1 Perubahan Massa Lilin Terhadap Waktu

4.3.2 Perubahan Tinggi Lilin Terhadap Waktu

y = 0,0017x - 0,7385 R² = 0,9713

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

PERUBAHAN MASSA (GRAM)

WAKTU (S)

GRAFIK H UBUNGAN PERUBAH AN MAS S A LILIN TERH ADAP WAKTU

y = 0.0011x + 0.1641 R² = 0.9941

0 1 2 3 4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Perubahan tinggi(cm)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Perubahan Tinggi Lilin Terhadap Waktu

Praktikum Kinetika Dan KatalisTahun Akademik 2022/2023

Penentuan Konstan Laju Reaksi Orde NolDari Lilin Yang Terbakar Berdasarkan Perubahan Massa Lilin 42

V. PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 5.1 Pengamatan Setiap Langkah Kerja 5.1.1 Penentuan Perubahan Massa Lilin

No. Cara Kerja Gambar Pengamatan Analisis

1 Lilin ditempatkan secara vertikal di atas loyang neraca yang memiliki ketelitian 0,01 gram. Keseimbangan diatur untuk menunjukkan massa 0,4 gram lebih kecil dari massa sebenarnya.

Massa awal lilin sebesar 87,7 gram

Pengurangan massa 0.4 gram dilakukan untuk mendapatkan perbandingan antara massa dan waktu pembakaran sehingga di dapatkan data variasi massa terhadap waktu

2 Lilin dibakar dan dicatat waktu yang diperlukan hingga diperoleh massa yang sebenarnya

Diperoleh data waktu pembakaran lilin untuk pegurangan massa setiap 0,5 gram

Pengurangan 0,5 gram dilakukan untuk mendapatkan perbanding- an antara massa dan waktu pembakaran sehingga di dapatkan data variasi massa terhadap waktu

Praktikum Kinetika Dan KatalisTahun Akademik 2022/2023

nentuan Konstan Laju Reaksi Orde Nol Lilin Yang Terbakar Berdasarkan Perubahan Massa Lilin 43

5.1.2 Pengukuran Perubahan Ketinggian Lilin

No. Cara Kerja Gambar Pengamatan Analisis

1 Lilin ditempatkan secara horizontal di atas permukaan datar dan di ukur ketinggiannya menggunakan penggaris

Tinggi awal lilin sebesar 22,5 cm

Lilin ditempatkan dipermukaan yang rata agar tidak mempengaruhi hasil pengukuran

2 Lilin dibakar dan dicatat ketinggian lilin yang tersisa setiap 5 menit.

Pengukuran dilakukan saat lilin dalam keadaan padam

Diperoleh data perubahan tinggi lili setiap perubahan waktu selama 5 menit

Pembakaran bertujuan untuk melihat perubahan tinggi lilin setelah dibakar dalam jangka waktu tertentu.

Pengukuran dilakukan saat lilin dalam keadaan padam agar tinggi lilin tidak berubah selama dilakukan pengukuran.

Praktikum Kinetika Dan KatalisTahun Akademik 2022/2023

Penentuan Konstan Laju Reaksi Orde NolDari Lilin Yang Terbakar Berdasarkan Perubahan Massa Lilin 44

5.1.3 Pengukuran Jari-jari dan Densiti Lilin

No. Cara Kerja Gambar Pengamatan Analisis

1 Jari-jari lilin diukur menggunakan mistar Jari-jari lilin sebesar 1,15 cm

Permukaan lilin diratakan agar tidak mempengaruhi hasil pengukuran

2 Massa lilin ditimbang menggunakan neraca. Pengukuran volume lilin ditentukan secara tidak langsung menggunakan air dan gelas ukur

Massa lilin sebesar 70,9 gram dan volume lilin 68 mL

Volume lilin dapat diketahui dengan mengamati perubahan volume air saat lilin dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi air

5.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini mengenai penentuan konstanta kecepatan reaksi orde nol dari lilin yang menyala berdasarkan pada perubahan massa lilin.

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan konstanta kecepatan reaksi orde nol dari lilin yang menyala berdasarkan pada perubahan massa lilin. Reaksi pada percobaan dikatakan orde nol karena laju reaksi tidak dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi zat, melainkan didasarkan pada perubahan massa lilin yang dibakar dan dilihat bagaimana pengaruh pembakaran lilin terhadap kecepatan reaksinya. Prinsipnya ialah nyala difusi dan sifat kapilaritas lilin yang menyala. Nyala difusi terjadi karena pembakaran lilin yang menyebabkan lilin menyala sedangkan sifat kapilaritas terjadi akibat parafin yang ada pada lilin naik ke atas sumbu dan akan membakar puncak lilin sehingga dihasilkan gas CO2 dan H2O. Prinsip reaksi yang terjadi adalah reaksi pembakaran sempurna dimana senyawa paraffin (mengandung unsur C) bereaksi dengan oksigen yang mengakibatkan terbentuknya CO2 dan H2O.

Penentuan massa lilin dan penentuan perubahan tinggi lilin, lilin yang digunakan harus memiliki permukaan yang datar agar pembakaran lilin dapat terjadi dengan konstan setiap waktu. Selain itu, pembakaran dilakukan pada ruang tertutup untuk meminimalisir gangguan dari udara, karena udara yang tidak konstan juga akan mempengaruhi kecepatan reaksi lilin saat pembakaran. Dari percobaan didapatkan bahwa semakin bertambahnya waktu, maka massa lilin akan semakin berkurang. Waktu awal yang dibutuhkan untuk pengurangan 0,5 gram lilin relatif lebih lama karena pengaruh udara. Setiap pengurangan massa 0,5 gram lilin waktu yang didapat tidak konstan akibat saat percobaan terdapat O2 di sekitar lilin yang dapat mempengaruhi nyala difusi. Banyaknya oksigen di sekitar lilin mengakibatkan proses pembakaran akan berlangsung cepat. Kecepatan pembakaran lilin dipengaruhi oleh beberapa faktor lain seperti letak sumbu lilin yang semakin di tengah maka nyala api akan semakin konstan dan untuk kepadatan lilin, dimana apabila masih terdapat rongga pada lilin maka akan menyebabkan pembakaran menjadi lebih cepat dan massa yang didapatkan tidak konstan.

Selanjutnya pada percobaan perubahan tinggi lilin dilakukan pengukuran tinggi lilin yang menyala tiap interval 5 menit. Semakin tinggi lilin maka waktu yang diperlukan untuk pembakaran lilin semakin lama.

Perubahan tinggi lilin yang didapatkan tidak konstan, hal ini disebabkan karena adanya oksigen di sekitar lilin. Dari grafik yang didapatkan terlihat bahwa kecepatan reaksi pada praktikum merupakan reaksi orde nol. Semakin lama waktu maka perubahan massa lilin semakin tinggi begitu juga pada perubahan tinggi lilin.

Selanjutnya penentuan jari-jari dan densiti lilin. Jari-jari lilin dapat diukur dengan menghitung setengah dari diameter lilin sedangkan densiti didapat dengan mengukur massa dan volume lilin yang di celupkan ke dalam gelas ukur dan dihitung berapa volume air yang keluar. Didapatkan nilai massa lilin sebesar 1,202 × 10^-3, sedangkan jari-jari lilin dan densiti lilin sebesar 1,0426 gram/mL, nilai konstanta yang didapatkan dipengaruhi oleh ketidak konstanan nyala api pada lilin yang disebabkan oleh udara di sekitar lilin.

VI. PENUTUP 6.1 Kesimpulan

Berdasarkan pada percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Nilai konstanta kecepatan reaksi dari pembakaran lilin merupakan reaksi berorde nol yang diperoleh dari perubahan massa lilin adalah 1,202x10^-3.

2. Nilai konstanta kecepatan reaksi dari pembakaran lilin merupakan reaksi berorde nol yang diperoleh dari perubahan tinggi lilin adalah 1,333x10^-3.

6.2 Saran

Beberapa saran untuk percobaan selanjutnya yaitu:

1. Memperhatikan konstanta api karena pengaruh udara.

2. Memperhatikan perubahan dari lilin secara teliti.

3. Memilih lilin yang tidak berongga dan sumbu tepat berada ditengah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Mon I, Yerimadesi, Hardeli. Kimia Fisika (Kinetika Kimia). UNP Press;

2012.

[2] Haryono HE. Kimia Dasar. Deepublish; 2019.

[3] Yusuf Y. Kimia Dasar. Educenter Indonesia; 2018.

[4] Rusmansyah, Hamid A. Buku Ajar Kimia Kelas XI SMA/MA: Laju Reaksi.

Universitas Lambung Mangkurat; 2020.

Lampiran 1. Tugas Sebelum Praktikum

1. Bila t1/2 dari percobaan 1,2, dan 3 adalah sama, berarti lilin yang digunakan dalam percobaan mempunyai densiti dan jari-jari yang sama.

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk membakar t1/2 dari tinggi lilin yang sebenarnya harus sama dengan waktu yang dibutuhkan untuk membakar 1/2 dari massa yang sebenarnya. Bagaimana kalau nilai-nilai itu tidak sama? Jelaskan!

Jawab:

Jika nilai-nilai tersebut tidak sama berarti lilin yang digunakan dalam percobaan 1,2, dan 3 mempunyai densiti dan jari-jari yang tidak sama, sehingga waktu yang digunakan untuk membakar 1/2 dari tinggi lilin yang sebenarnya tidak sama dengan waktu yang dibutuhkan untuk membakar 1/2 dari massa yang sebenarnya. Selain itu, nilai-nilai tidak sama dapat disebabkan oleh kecepatan pembakaran lilin yang tidak sama yang dipengaruhi oleh oksigen yang ada di sekitar lilin. Dimana semakin banyak oksigen di sekitar lilin maka proses pembakaran akan berlangsung lebih cepat, hal inilah yang menyebabkan nilai-nilai yang diperoleh tidak sama.

Lampiran 2. Analisis Artikel Ilmiah I. JUDUL

Cellulase as an “active” excipient in prolonged-release HPMC matrices:

A novel strategy towards zero-order release kinetics

Selulase sebagai eksipien “aktif” dalam matriks HPMC rilis lama : Strategi baru menuju kinetika rilis orde nol

II. TUJUAN

Meningkatkan kinerja pelepasan sistem hidroksipropil, metilselulosa penggunaan enzim selulotik untuk membantu pengikisan matrix, sehingga menangkap penurunan laju pelepasan

III. SKEMA KERJA

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan dengan matriks hidrofilik tablet berdasarkan viskositas tinggi HPMT. Dalam penelitian ini masalah laju pelepasan menurun dari waktu ke waktu dalam matriks hidrofilik untuk pelepasan berkepanjangan. Hasil yang diperoleh dari sistem yang mengandung persentase berat selulosa yang meningkat menunjukkan peningkatan yang jelas dalam laju kehilangan massa. Sementara perkembangan bagian depan pembengkakan ditemukan hanya sedikit dipengaruhi Asetaminofenol (AMP)

Hidroksipropil Metil Selulosa (HPMT)

- dicampur serbuk dalam mortar selama 5 menit - ditabletkan dengan mesin rotari

- dibuatkan matriksnya dengan ukuran 1:1 Pengujian matriks

- dilakukan pengujian dalam rangkap 3 oleh alat yang disolusi menggunakan air suling

termostat pada suhu 37⁰ C sebagai medianya - dilakukan studi kehilangan massa

Hasil

oleh keberadaan enzim, bagian depan erosi dipercepat sebagai fungsi dari jumlahnya.

V. PERBANDINGAN DENGAN PRAKTIKUM

Pada artikel dan praktikum sama-sama menerapkan prinsip reaksi orde nol. Tetapi, pada praktikum bertujuan untuk menentukan konstanta laju reaksi dari lilin, sedangkan pada artikel bertujuan untuk melihat laju pelepasan dari suatu sampel, yaitu enzim selulosa.

Lampiran 3. Simbol yang Digunakan

No. Simbol Keterangan

1 k Konstanta

2 v Laju reaksi

3 C Konsentrasi

4  Massa jenis

Lampiran 4. Struktur Senyawa yang Digunakan

No. Senyawa Struktur

1 Lilin (n-Parafin)

2 Akuades

PENENTUAN KONSTANTA LAJU REAKSI ORDE NOL DARI LILIN YANG TERBAKAR BERDASARKAN PERUBAHAN

TINGGI BAYANGAN LILIN

I. TUJUAN

Menentukan konstanta laju reaksi dari lilin yang terbakar yang memiliki orde nol dengan mengukur perubahan tinggi dan bayangan lilin.

II. LANDASAN TEORI 2.1 Laju Reaksi

Bidang kimia yang mempelajari tentang kecepatan atau laju terjadinya suatu reaksi kimia yang disebut dengan kinetika kimia. Kata “kinetik” berarti gerakan atau perubahan, dimana mendefinisikan energi kinetik sebagai energi yang tersedia karena gerakan suatu benda. Kinetik merujuk pada laju reaksi, yaitu perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu (M/s).

Persamaan umum suatu reaksi :

Reaktan → Produk

Berdasarkan persamaan diatas, dinyatakan bahwa selama berlangsungnya suatu reaksi, molekul reaktan bereaksi sedangkan molekul produk terbentuk. Sebagai hasilnya, dapat diamati jalannya reaksi dengan cara memantau turunnya konsentrasi reaktan atau meningkatnya konsentrasi produk.

A → B

Berkurangnya jumlah molekul A dan meningkatnya jumlah molekul B seiring dengan waktu dapat dilihat pada Gambar 2.1, dimana secara umum akan lebih mudah jika dinyatakan laju dalam perubahan konsentrasi terhadap waktu. Jadi, untuk reaksi diatas dapat menyatakan laju sebagai berikut :

laju =

-

^∆[A]_∆t atau laju = ^∆[B]

∆t

(1)

∆[A] dan ∆[B] adalah perubahan konsentrasi (dalam molaritas) selama waktu

∆t. karena konsentrasi A menurun selama selang waktu tersebut, ∆[A]

merupakan kuantitas negatif. Laju reaksi adalah kuantitas positif, sehingga tanda minus diperlukan dalam rumus laju agar lajunya positif. Sebaliknya, laju pembentukan produk tidak memerlukan tanda minus sebab ∆[B] adalah kuantitas positif (konsentrasi B meningkat seiring bertambah waktu)¹.

2.2 Hukum Laju Reaksi

Berdasarkan hukum laju reaksi, laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi zat pereaksi atau produk reaksi setiap satuan waktu. Laju keseluruhan dari suatu reaksi kimia pada umumnya bertambah jika konsentrasi salah satu pereaksi dinaikkan. Hubungan laju reaksi dan konsentrasi dapat diperoleh dari data eksperimen. Untuk reaksi, A + B → produk dapat diperoleh bahwa laju reaksi dapat berbanding lurus dengan [A]^x dan [B]^y atau dapat ditulis dengan :

Laju = k[A]^x[B]y (2) k merupakan adalah tetapan laju reaksi, x dan y merupakan bilangan bulat yang menyatakan orde ke x terhadap A dan orde ke y terhadap B, sedangkan (x+y) adalah orde reaksi keseluruhan. Hukum laju diperoleh secara eksperimen dan tidak bergantung pada persamaan stoikiometri. Orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi dalam bentuk diferensial. Secara teoritis orde reaksi merupakan bilangan bulat kecil, namun dalam beberapa hal pecahan atau nol. Pada umumnya orde reaksi terhadap suatu zat tertentu tidak sama dengan koefisien dalam persamaan stoikiometri reaksi.

• Reaksi orde nol

Suatu reaksi disebut orde nol terhadap suatu pereaksi jika laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi tersebut. Jika [A] adalah konsentrasi dan [A]0 adalah konsentrasi pada saat t = 0 maka² :

k =

-

^∆[A]_∆t dan Hasil integral k.t = [A]0 – [A] (3)

2.3 Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Reaksi kimia dapat berlangsung atau tidak berlangsung, hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan teori tumbukan. Tumbukan antar partikel akan menghasilkan reaksi apabila memiliki energi yang cukup serta arah tumbukan yang tepat (tumbukan efektif), dimana semakin banyak tumbukan efektif maka semakin cepat laju reaksi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi yaitu, luas permukaan bidang sentuh, konsentrasi, suhu dan katalis³.

1. Luas permukaan bidang sentuh

Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh ukuran partikel zat. Semakin luas permukaan bidang sentuh zat yang bereaksi akan mempermudah terjadinya tumbukan efektif yang menyebabkan terjadinya reaksi kimia sehingga mempercepat laju reaksi. Luas permukaan bidang sentuh bisa dilakukan dengan cara memperkecil ukuran zat. Reaksi kimia yang menggunakan pereaksi dalam bentuk serbuk akan menghasilkan laju reaksi yang lebih cepat dibandingkan dalam bentuk kepingan jika direaksikan dengan larutan yang konsentrasinya sama.

2. Konsentrasi

Pada umumnya laju reaksi akan semakin cepat seiring bertambahnya konsentrasi pereaksi begitu juga sebaliknya. Jika konsentrasi pereaksi bertambah, maka jumlah partikel pereaksi akan semakin banyak.

Bertambahnya jumlah partikel pereaksi akan semakin mudah terjadi tumbukan antar partikel pereaksi sehingga kemungkinan terjadinya reaksi semakin besar. Hal inilah yang menyebabkan jika konsentrasi pereaksi semakin besar menyebabkan laju reaksi semakin cepat.

3. Suhu

Kenaikan suhu mempercepat laju reaksi karena kenaikan suhu menyebabkan gerakan partikel semakin cepat. Gerakan ini menyebabkan energi kinetik partikel-partikel bertambah sehingga makin banyak kemungkinan terjadinya tumbukan yang efektif. Dengan demikian makin banyak partikel-partikel yang bereaksi.Pada umumnya reaksi kimia berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebh tinggi. Para ahli menemukan bahwa banyak reaksi yang berlangsung dua

menyebabkan mengapa banyak industri yang proses produksinya berlangsung pada suhu tinggi.

4. Katalis

Katalis dapat mempengaruhi laju reaksi. Pada umumnya katalis dapat meningkatkan laju reaksi, tanpa mengalami perubahan kimia yang tetap dan akan terbentuk kembali pada akhir reaksi. Katalis yang dapat mempercepat laju reaksi disebut katalis positif atau dikenal dengan nama katalisator.

Sedangkan katalis yang memperlambat laju reaksi disebut katalis negatif atau dikenal dengan nama inhibitor. Peran katalis dalam mempercepat laju reaksi dengan cara membuat mekanisme reaksi alternatif yang berbeda dengan harga energi aktivasi yang lebih rendah.

III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat dan Fungsinya

No. Alat Fungsi

1 Kertas millimeter untuk tempat jatuhnya bayangan lilin 2 Penggaris untuk pengukuran tinggi bayangan lilin 3 Lampu sorot untuk sumber cahaya

4 Kardus untuk tempat ruang gelap kerja 3.1.2 Bahan dan Kegunaannya

No. Bahan Kegunaan

1 Lilin sebagai sampel uji

2 Korek api sebagai sumber api

3.2 Cara Kerja

1. Bagian atas dan bawah lilin diratakan terlebih dahulu sebelum dilakukan uji perubahan tinggi bayangan lilin

2. Percobaan ditujukan untuk mengamati penyusutan tinggi bayangan lilin

3. Penyusutan bayangan diamati dengan menempatkan lilin tegak lurus di atas kertas grafik

4. Garis pada kertas diusahakan sejajar dan jarak yang dimiliki sama 5. Percobaan dilakukan di tempat gelap dibawah penerangan lampu sorot 6. Bayangan lilin diusahakan sama dengan tinggi lilin. Jadi dengan

mengukur bayangan 1, secara tidak langsung mengukur tinggi (h) 7. Tinggi bayangan dan lilin diukur tanpa dipadamkan setiap selang waktu

5 menit

3.3 Skema Kerja Lilin

- diratakan bagian atas dan bawah lilin

- ditempatkan tegak lurus dengan kertas grafik - diatur garis pada kertas sejajar dan memiliki jarak

yang sama

- dilakukan percobaan di ruangan gelap di bawah penerangan lampu sorot

- dihidupkan lampu sorot - dinyalakan lilin

Lilin menyala

- diukur tinggi bayangan lilin setiap interval waktu 5 menit selama 60 menit

- dicatat tinggi bayangan lilin tiap intervalnya Hasil

3.4 Skema Alat

Keterangan : 1. Kardus 2. Lampu sorot 3. Kertas millimeter 4. Lilin

IV. DATA DAN PERHITUNGAN 4.1 Data

No. t (menit) h (cm) ∆h (cm)

1 0 15,70 0

2 5 15,55 0,15

3 10 15,45 0,25

4 15 15,20 0,50

5 20 15,00 0,70

6 25 14,90 0,80

7 30 14,80 0,90

8 35 14,60 1,10

9 40 14,50 1,20

10 45 14,35 1,35

11 50 14,25 1,45

12 55 14,15 1,55

13 60 14,00 1,70

4.2 Perhitungan

a. Menentukan persamaan regresi linear y= A+Bx

x= t y= ∆h

X y Xy x²

0 0 0 0

5 0,15 0,75 25

10 0,25 2,5 100

15 0,50 7,5 225

20 0,70 14 400

25 0,80 20 625

30 0,90 27 900

35 1,10 38,5 1225

40 1,20 48 1600

45 1,35 60,75 2025

50 1,45 72,5 2500

55 1,55 85,25 3025

60 1,7 102 3600

x= 390 y= 11,65 xy= 478,75 x²= 16250 x= 30 y = 0,8961

B = nxy-xy nx²-(x)²

= 13(478,75)-(390)(11,65)

13(16250)-(390)²

= 1680,25

59150 = 0,0284

A = Y-BX

= 0,8961-(0,0284)(30) = 0,8961-0,8521 = 0,0439

Persamaan regresi y = 0,0439+0,02840x

b. Menentukan nilai konstanta k = ∆h

t k₅= 0,15

5 = 0,030 cm/menit k₃₅= 1,10

35 = 0,031 cm/menit

k₁₀= 0,25

10 = 0,025 cm/menit k₄₀= 1,20

40 = 0,030 cm/menit

k₁₅= 0,50

15 = 0,033 cm/menit k₄₅= 1,35

45 = 0,030 cm/menit

k₂₀= 0,70

20 = 0,035 cm/menit k₅₀= 1,45

50 = 0,029 cm/menit

k₂₅= 0,80

25 = 0,032 cm/menit k₅₅= 1,55

55 = 0,028 cm/menit

k₃₀= 0,80

30 = 0,030 cm/menit k₆₀= 1,70

60 = 0,028 cm/menit

Tabel nilai k

t (menit) ∆h (cm) k (cm/menit)

5 0,15 0,030

10 0,25 0,025

15 0,50 0,033

20 0,70 0,035

25 0,80 0,032

30 0,90 0,030

35 1,10 0,031

40 1,20 0,030

45 1,35 0,030

50 1,45 0,029

55 1,55 0,028

60 1,70 0,028

y = 0,0295x +0,043956 R² = 0,9898

0 0.5 1 1.5 2

0 10 20 30 40 50 60 70