Kinetika reaksi Ion Permanganat Dengan Asam Oksalat

LAPORAN  PRAKTIKUM

KESETIMBANGAN DAN DINAMIKA KIMIA

KINETIKA REAKSI ION PERMANGANAT DENGAN ASAM OKSALAT

                                                          LABORATORIUM KIMIA

                                                        JURUSAN KIMIA

FAKULTAS SAINT DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN KALI JAGA YOGYAKARTA

TAHUN 2011/2012

BAB 1. Pendahuluan

1.1              Latar Belakang

Banyak reaksi – reaksi kimia yang berada di sekitar lingkungan kita. Misalnya saja pembakaran pada bensin. Kita tidak mengerti mengapa pada saat bensin dibakar lebih cepat habis dari pada pembakaran pada minyak tanah. Sering kali kita menjumpai reaksi yang berlangsung lambat  misalnya, perkaratan besi.

Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan laju yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat misalnya reaksi penetralan antara larutan asam klorida dan larutan natrium hidroksida. Reaksi-reaksi yang menyangkut proses geologi berlangsung sangat lambat misalnya pelapukan kimia yang di alami batu karang yang di sebabkan oleh pengaruh air dan gas-gas yang terdapat di atmosfer.

Percobaan ini kita akan mengetahui laju reaksi yang di peroleh dari eksperimen. Kita akan menentukan tingkat reaksi MnO₄^- dengan  H₂C₂O₄. Ion permangat akan erlangsung lambat bila di reaksikan dengan asam oksalat pada suhu kamar. Dengan demikian maka laju reaksinya dapat di amati.

1.2              Rumusan Masalah

Bagaimana cara menentukan tingkat reaksi MnO₄^- dengan H₂C₂O₄ ?

BAB 2. Tinjauan Pustaka

2.1              MSDS

2.1.1        KMnO₄

Kalium permanganat merupakan senyawa kimia anorganik dengan rumus KmnO_4. Garam yang terdiri dari K⁺ dan MnO₄^- ion. Kalium permanganat terurai saat terkena sinar:

2 KMnO₄(s) → K₂MnO₄(s) + MnO₂(s) + O₂(g)

Sifat sisik dan kimia:

• Penampilan: Ungu-perunggu kristal.
• Bau: Tidak berbau.
• Kelarutan: 7 g dalam 100 g air.
• Density: 2.7
• Vapor Density (Air = 1): 5.40
• Stabilitas:
  Stabil di bawah kondisi biasa penggunaan dan penyimpanan.
  Berbahaya Dekomposisi Produk: asap logam beracun mungkin terbentuk ketika dipanaskan untuk dekomposisi.

·  Berbahaya Polime

• risasi: akan terjadi.
• Tidak kompatibel: Bubuk logam, alkohol, arsenites, bromida, iodida, fosfor, asam sulfat, senyawa organik, sulfur, karbon aktif, hidrida, hidrogen peroksida yang kuat, garam besi atau mercurous, hipofosfit, hyposulfites, sulfida, peroksida, dan oksalat.
• hindari kondisi : Panas, sumber api pengapian, dan incompatibles.

Efek kesehatan :

• Inhalasi : Menyebabkan iritasi pada saluran pernafasan. Gejala dapat termasuk batuk, sesak napas. Konsentrasi tinggi dapat menyebabkan edema paru.
• Tertelan : Mengkonsumsi konsentrasi padat atau tinggi menyebabkan penderitaan berat sistem gastro-intestinal dengan luka bakar mungkin dan edema, pulsa lambat; shock dengan jatuhnya tekanan darah. Menelan konsentrasi sampai 1% menyebabkan pembakaran mual, tenggorokan, muntah, dan nyeri perut; 2-3% menyebabkan anemia dan pembengkakan pada tenggorokan dengan lemas mungkin; 4-5% dapat menyebabkan kerusakan ginjal.
• Kontak kulit : kristal kering dan solusi terkonsentrasi adalah kaustik menyebabkan kemerahan, nyeri, luka bakar, noda coklat di daerah kontak dan kemungkinan pengerasan lapisan kulit luar
• Kontak mata : Kontak mata dengan kristal (debu) dan solusi terkonsentrasi menyebabkan iritasi parah, kemerahan, penglihatan kabur dan dapat menyebabkan kerusakan parah, mungkin permanen
• Eksposur kronis : kontak kulit berkepanjangan dapat menyebabkan iritasi, defatting, dan dermatitis, mangan keracunan kronis dapat hasil dari paparan inhalasi debu yang berlebihan untuk mangan dan melibatkan penurunan sistem saraf pusat.

(Anonim, 2011).

2.1.2        H₂CO₄

Asam oksalat merupakan senyawa kimia yang memiliki rumus H₂C₂O₄,

• Nama sistematis asam etanadioat.
• Rumus kimia : HOOC-COOH..
• Merupakan asam organik yang relatif kuat, 10.000 kali lebih kuat daripada asam asetat.
• Anionnya, dikenal sebagai oksalat, juga agen pereduktor..
• Banyak ion logam yang membentuk endapan tak larut dengan asam oksalat, contoh terbaik adalah kalsium oksalat(CaOOC-COOCa), penyusun utama jenis batu ginjal yang sering ditemukan.
• Asam oksalat berupa Kristal putih.
• Massa molar 90.03 g/mol (anhidrat)  dan 126.07 g/mol (dihidrat).
• Kepadatan dalam fase 1,90 g/cm³ (anhidrat) dan 1.653 g/cm³ (dihidrat).
• Mempunyai kelarutan dalam air 9,5 g/100 mL (15°C) 14,3 g /100 mL (25°C^?) 120 g/100 mL (100°C)
• Mempunyai titk didih 101-102°C (dihidrat).

(Anonim, 2011).

2.1.3        Aquades

• Rumus kimia H₂O.
• Berbentuk cair.
• Tidak berwarna.
• Tidak berbau.
• Tidak mempunyai rasa.
• Titik didih 100°C.
• Titk beku 0°C.
• Bentuk alottropnya adalah es (padat), dan uap (gas).
• Elektrolit lemah.
• Terionisasi menjadi H₃O⁺ dan OH^-.

Air dihasilkan dari pengoksidan hydrogen dan banyak digunakan sebagai pelarut bagi kebanyakan senyawa dan sumber listrik (Pringgo Digdo, 1999).

2.2       Kinetika reaksi ion permanganate dengan asam oksalat

Laju keseluruhan dari suatu reaksi kimia pada umumnya bertambah jika konsentrasi satu pereaksi atau lebih dinaikkan. Hubungan antara laju dan konsentrasi dapat diperoleh dai data eksperimen.

Untuk reaksi,

aA         +         bB                         Produk

dapat diperoleh bahwa laju reaksi dapat berbanding lurus dengan [A]^x dan [B]^y

ungkapkan       :           Laju     =     [A]^x [B]^y

disebut hukum laju atau persamaan laju, dengan k adalah tetapan laju x dan y merupakan bilangan bulat, pecahan atau nol.

Reaksi adalah orde ke x terhadap A, orde ke y terhadap B, dan (a+y) dalah orde reaksi keseluruhan (Hiskia,1992 : 161).

Laju reaksi suatu reaksi kimia dinyatakan sebagai fungsi konsentrasi zat – zat pereaksi yang berperan serta dalam reaksi tersebut.            Mekanisme reaksi merupakan factor yang sangat berperan pada penetuan tingkat reaksi suatu reaksi kimia. Mekanisme ini tiidak dapat ditentukan hanya dengan meninjau saja, melainkan harus ditentukan secara experimental. Oleh karena itu tingkat reaksi suatu reaksi kimia harus ditentukan percobaan (Hiskia,1992 : 161).

Dalam percobaab kali ini akan ditentukan tingkat reaksi :

5C₂O₄^2-  _(L)   +    2MnO₄^-  _(L)     +   16 H⁺                      10CO_{2 (L)}  +8H₂O_(L)  + 2Mn²⁺

Jika reaksi ini merupakan reaksi tingkat m terhadap H₂C₂O₄ dan tingkat n tehadap KMnO₄, maka laju reaksi dinyatakan dalam persamaan:

R   =  K  [H₂C₂O₄]^m  [KMnO₄]ⁿ

Andaikan suatu reaksi mempunyai tingkat reaksi n terhadap suatu zat pereaksi, maka laju pereaksinya akan sebanding dengan konsentrasi n dan berbanmding terbalik dengan waktu (t).

r∞  Cⁿ

                                r∞   1/t

dimana

C = konsentrasi

n = tingkat reaksi

t = Waktu

(Tim Kimia Fisik, 2011:11).

Kecepatan reaksi adalah kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu, jadi      -dc/dt. Tanda minus menunjukkan bahwa konsentrasi berkurang bila waktu bertambah (Tim Kimia Fisik, 2011:11).

Menurut hukum kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperature tetap, berbanding lurus dengan konsentrasi pengikut – pengikut ketiga dan masing – masing berpangkat sebanyak molekul dalam persamaan reaksi (Sukardjo, 1989 : 324-325).

Jumlah molekul pereaksi yang ikut dalam reaksi disebut Molekul Aritas. Jumlah molekul pereaksi yang konsentrasinya menentukan kecepatan reaksi, disebut tingkat reaksi. Molekularitas dan tingkat reaksi tidak selalu sama. Sebab tingkat reaksi tergantung dari mekanisme reaksinya. Di samping itu juga perlu diketahui bahwa molekularitas selalu merupakan bilangan bulat. Sedangkan tingkat reaksi dapat pecahan bahkan nol (Sukardjo, 1989 : 324-325).

Adapun faktor – faktor yang mempengaruhi terjadinya laju reaksi adalah sebagai berikut:

•  Sifat Pereaksi

Salah satu factor penentu laju reaksi adalah sifat pereaksinya, ada yang reaktif dan ada juga yang kurang reaktif. Misalnya saja bensin lebih cepat terbakar daripada minyak tanah. Demikian juga logam Natrium bereaksi cepat dengan air. Sedangkan logam magnesium lambat.

• Konsentrasi Pereaksi

Dua molekul yang akan bereaksi harus bertabrakan langsung. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, berarti kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan terjadinya tabrakan antar molekul sehingga akan mempercepat jalannya reaksi. Akan tetapi harus bahwa tidak selalu pertambahan konsentrasi pereaksi meningkatkan laju reaksi. Karena laju reaksi juga dipengaruhi oelh factor lain yang akan diterangkan pada pasal.

• Suhu

Hamper semua reaksi menjadi lebih cepat apabila terjadi peningkatan suhu, karena kalor yang diberikan akan menambah energy kinetic partikel pereaksi. Akibatnya jumlah dan energy tabrakan bertambah besar.

• Katalis

Laju suatu reaksi dapat ( umumnya dipercepat) dengan menambahkan zat yang disebut Katalis. Katalis sangat diperlukan dalam reaksi zat organic, termasuk dalam organism. Katalis dalam organism disebut enzim yang dapat mempercepat proses terjadinya reaksi di dalam tubuh (Syukri,1999:468-469).

BAB 3 Metodologi Percobaan

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat yang digunakan adalah:

1. Erlenmeyer
2. Buret
3. Botol semprot
4. Pipet tetes

3.1.2. Bahan yang digunakan adalah:

1. Larutan 0.1 N KMnO₄
2. Larutan 0.7 N H₂C₄O₄
3. Aquades

Larutan 0.1 N KMnO4, Larutan 0.7 N H2CO4,Aquades

3.2 Skema kerja

• Masing-masing dimasukkan dalam buret 1, buret 2, dan buret 3
• Isi erlermeyer dengan larutan H₂C₄O₄ dan larutan KMnO₄  reaksikan dengan :
• Erlenmeyer 1 : 10 ml H2CO₄, 2 ml KMnO₄,12 ml H₂O
• Erlenmeyer 2 : 20 ml H₂CO₄, 2 ml KMnO₄,2 ml H₂O
• Erlenmeyer 3 : 10 ml H₂CO₄, 4 ml KMnO₄,10 ml H₂O

Hasil

Dicatat waktunya mulai dari penambahan KMnO₄ sampai hilangnya warna ungu dalam erlenmeyer. Diulang percobaan diatas sebanyak 3 kali

BAB 4 Hasil dan Pembahasan

4.1       Hasil

Percobaan pada Erlenmeyer	Asam oksalat		Kalium permanganat		Waktu
	ml	M	ml	M	Menit	Rata-rata (menit)
1	5 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	20,30	21,31
	5 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	20,35
	5 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	22,08
2	10 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	18,24	18,32
	10 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	18,07
	10 ml	0,7 N	1 ml	0,1 N	17,15
3	5 ml	0,7 N	2 ml	0,1 N	15,27	16,38
	5 ml	0,7 N	2 ml	0,1 N	16,15
	5 ml	0,7 N	2 ml	0,1 N	16,53

4.2       Pembahasan

Percobaan ini dilakukan dengan bahan asam oksalat, aquades dan kalium permanganat. Asam oksalat terlebih dahulu dicampur dengan aquades hingga homogen sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. Hal ini bertujuan untuk memudahkan pencampuran ketika penambahan kalium permanganat. Ketika larutan yang sudah homogen tadi dicampurkan dengan kalium permanganat warna berubah menjadi ungu setelah itu erlenmayer digoyang-goyangkan agar terjadi perubahan dan tidak terjadinya endapan. Setelah selang beberapa menit terjadi perubahan warna dari ungu menjadi kuning dan lama kelamaan berubah menjadi jernih.

4.2.1    Reaksi pada percobaan

5H₂C₂O_4(aq) + 2KMnO_4(l)                     10CO_2(g) + 5H₂O_(l) + 2MnO_(s) +  2K⁺_(aq)

Ketika asam oksalat ditambahkan dengan KMnO₄ terdapat gelembung-gelembung udara. Galembung-gelembung tersebut adalah gas CO₂ (karbon dioksida) yang diahasilkan dari reaksi kalium permanganat (KMnO₄) dengan asam oksalat (H₂C₂O₄).

Kalium permanganat (KMnO₄) yang semula berwarna ungu menjadi jernih setelah ditambahkan dengan asam oksalat dan didiamkan dalam rentang waktu beberapa menit. Hal ini disebabkan karena kalium permanganat (KMnO₄) mengoksidasi asam oksalat menjadi CO₂ (karbon dioksida) dan H₂O (air), sehingga yang semula kalium permanganat (KMnO₄) berwarna ungu dengan asam oksalat maka setelah terjadi reaksi warnanya berubah menjadi jernih yang mana  adalah H₂O (air) dan CO₂ (karbon dioksida).

4.2.2    Penentu laju reaksi serta fungsi kalium permanganat (KMnO₄)

Kalium permanganat berperan sebagai penentu reaksi dalam percobaan. Hal ini terjadi karena kalium permanganat berfungsi sebagai zat pengoksidasi kuat yang dapat mengoksidasi asam oksalat menjadi CO₂ dan H₂O. Penambahan kalium permanganat (KMnO₄) menyebabkan terjadinya reaksi yang disertai dengan meningkatnya suhu, hal ini menunjukkan bahwa reaksinya bersifat eksoterm (melepas panas dari system ke lingkungan), dan panas yang dihasilkan pada reaksi tersebut berbanding lurus dengan volume kalium permanganat (KMnO₄) yang ditambahkan. Semakin banyak volume kalium permangantnya maka semakin tinggi pula suhu, begitu juga sebaliknya.

4.2.3    Pengaruh faktor penentu laju reaksi terhadap percobaan

1. Sifat pereaksi

Sifat pereaksinya, ada yang reaktif dan ada juga yang kurang reaktif. Sifat dari KMnO₄ sendiri adalah reaktif, sehingga mudah bereaksi dengan H₂C₂O₄.

1. Konsentrasi pereaksi

Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, berarti kerapatannya bertambah dan akan memperbanyak kemungkinan tabrakan partikel-partikel penyusun molekul sehingga akan mempercepat reaksi. Hal ini di buktikan dengan semakin kecil selisih jumlah larutan KMnO₄ dengan H₂C₂O₄ maka waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi semakin cepat.

1. Pengaruh suhu

Percobaan kali ini tidak dilakukan variasi suhu, sehingga tidak dapat dibuktikan apakah perbedaan suhu mempengaruhi laju reaksi. Tetapi pada literature dijelaskan bahwa Semakin tinggi suhu maka semakin cepat terjadinya suatu reaksi, begitu juga sebaliknya.

1. Pengaruh zat lain yang disebut katalis

Percobaan kali ini MnO₄^- dan KMnO₄ bersifat katalis sehingga sebagai katalis warna campuran bening atau kuning. MnO₄^- merupakan oksidator yang digunakan untuk bereaksi dengan reduktor H₂C₂O₄ dalam suasana asam. Reaksi antara KMnO₄ dengan asam oksalat dapat dikatakan sebagai autokatalisator karena ion Mn₂⁺ yang terbentuk sebagai katalis. Kemudian reaksi ini tidak perlu indikator secara khusus untuk menentukan titik ekuivalen karena laju ditentukan dari perubahan warna proses tersebut. Berdasarkan penjelasan dari literatur katalis dapat mempercepat terjadinya reaksi namun katalis tidak ikut bereaksi. Artinya, katalis akan dihasilkan kembali setelah terjadinya reaksi.

4.2.4    Hubungan konsentrasi dengan laju reaksi

Menurut literatur, apabila [A] dan [B] keduanya diperbesar 2x, tampak jumlah partikel A dan B dalam volum tertentu menjadi lebih banyak 2x, jumlah tumbukan efektif juga bertambah, maka laju reaksi makin besar, atau reaksi berlangsung makin cepat. Jika salah satu dari A atau B yang konsentrasinya diperbesar, tentu reaksi juga makin cepat, dengan kata lain karena partikel zat terlarut bertambah, maka jumlah tumbukan efektif antara partikel zat terlarut dengan partikel zat padat pada permukaan makin bertambah, sehingga reaksi makin cepat. 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.

Setiap perlakuan membutuhkan waktu yang berbeda-beda untuk bereaksi, pada erlenmayer yang pertama yaitu selama 28,4 menit; untuk erlenmeyer kedua waktu yang diperlukan adalah 18,32 menit; untuk erlenmeyer ketiga  waktu yang diperlukan adalah 16,38 menit. Hal ini disebabkan oleh KMnO₄ yang merupakan pereaksi yang ada pada erlenmeyer 1 < erlenmeyer 2 < erlenmeyer 3. Dari hasil percobaan terlihat adanya pengaruh besar konsentrasi terhadap kecepatan reaksi. Semakin besar konsentrasi suatu pereaksi, maka kecepatan reaksinya juga semakin besar (reaksi berlangsung lebih cepat). Sesuai dengan pernyataan umum bahwa sebagian besar laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaktan, sehingga dengan konsentrasi pereaksi yang lebih besar reaksi juga akan berlangsung lebih cepat.

4.2.5    Penentuan laju reaksi

Berdasarkan gambaran grafik yang diperoleh adalah nilai R2 untuk [KMnO₄] adalah sebesar 0,7153; [KMnO₄]² adalah sebesar 0,5661. Sehingga orde reaksi terhadap oksalat adalah tingkat orde reaksi 1 (tingkat orde reaksi adalah nilai R2 yang paling mendekati 1).Berdasarkan hasil perhitungan orde yang diperoleh pada percobaan ini adalah 1,55.

BAB 5 Penutup

3.1       Kesimpulan

1.   KMnO₄ sebagai penentu laju reaksi yang dapat mengoksidasi H₂C₂O₄

2.   Besarnya konsentrasi pereaksi berbanding lurus dengan kecepatan laju reaksi.

3.   Orde reaksinya adalah 1,55

3.2       Saran

1. Seharusnya praktikan menguasai materi praktikum sebelum melakukan percobaan.
2. Ketelitian dan kecermatan sangat berpengaruh terhadap hasil pengamatan.
3. Kebersihan alat menjadi faktor penting dalam mendapatkan data yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Asam Oksalat. http://id.wikipedia.org.wiki/Asam_oksalat, diakses Maret 2011.

Anonim. 2010. Aquades. http://id.wikipedia.org.wiki/Aquades, diakses Maret 2011.

Anonim. 2011.Kalium Permanganat. http://id.wikipedia.org.wiki/Asam_oksalat, diakses Maret 2011.

Hiskia, A dan Tupamalu. 1992. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. ITB, Bandung.

Pringgo, Digdo.1999. Kamus kimia.Jakarta:pt rineka cipta

Syukri S, 1999. Kimia Dasar 2. ITB, Bandung. hal 71-83.

Tim penyusun. 2011. Penuntun Praktikum Kesetimbangan dan Dinamika Kimia.  Jember : FMIPA Universitas Jember