PENGARUH LUAS PERMUKAAN PADA LAJU REAKSI

(Modul Praktikum Kimia Dasar)

Oleh

TAZKIYA NURUL

1217011061

 

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

PRAKATA

Puji syukur marilah kita ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena limpahan kasih sayang-Nyalah makalah ini dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam senantiasa tercurah pada Nabi Muhammad saw, beserta keluarganya, sahabatnya serta umatnya hingga akhir nanti.

Modul praktikum kimia dasar dengan judul “Pengaruh Luas Permukaan Pada Laju Reaksi“ disusun berdasarkan dari berbagai sumber dengan tujuan untuk membuka wawasan pembaca mengenai laju reaksi. Dengan modul ini diharapkan pembaca mampu mengerti dan memahami mengenai konsep laju reaksi dengan baik.

Tak lupa pula penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang mendukung dan memberikan bimbingan dalam penyusunan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa makalah ini belumlah sempurna, namun penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat untuk pembacanya. Amiin.

           

                                                                                       Bandarlampung, Juni 2013

                                                                                       Penulis

                                                                                      

DAFTAR ISI

       Halaman

          

Cover…………………………………………………………………………….  i

Kata Pengantar…………………………………………………………………... ii

Daftar Isi…………………………………………………………………………  iii

Bab I. Pendahuluan……………………………………………………………… 1

1.1. Latar Belakang…………………………………………………………….  1

1.2. Tujuan……………………………………………………………………..  1

Bab II. Tinjauan Pusataka……………………………………………………….   2

Bab III. Prosedur Percobaan…………………………………………………….. 7

   3.1. Alat dan Bahan……………………………………………………………  7

   3.2. Prosedur Percobaan……………………………………………………….  7

Bab IV. Hasil Pengamatan dan Pembahasan…………………………………….  8

   4.1. Hasil Pengamatan………………………………………………………....  8

   4.2. Pembahasan……………………………………………………………….  8

Bab V. Kesimpulan……………………………………………………………… 11

Daftar Pustaka…………………………………………………………………… 12

Lampiran………………………………………………………………………… 13

I.                   PENDAHULUAN

1.1.   Latar Belakang

Reaksi kimia merupakan proses perubahan suatu zat atau lebih menjadi zat yang lain dengan sifat yang berbeda dengan zat pembentuknya. Proses reaksi kimia ini dapat berlangsung lambat dan cepat. Lamanya waktu untuk suatu zat bereaksi bergantung pada beberapa hal, namun pada umumnya untuk mempercepat reaksi, suatu zat ditambahkan katalis. Namun untuk menambahkan katalis, maka dibutuhkan biaya yang lebih besar. Untuk meminimalkan jumlah biaya tersebut, maka dengan memperbesar luas permukaan untuk bereaksi akan mempercepat suatu laju reaksi.

1.2.   Tujuan

Tujuan pada percobaan ini yaitu:

1.      Membuktikan bahwa laju reaksi dipengaruhi oleh luas permukaan reaktan untuk bereaksi.

2.      Melakukan percobaan laju reaksi sederhana.

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Dalam kimia fisik, kinetika kimia atau kinetika reaksi mempelajari laju reaksi dalam suatu reaksi kimia. Analisis terhadap pengaruh berbagai kondisi reaksi terhadap laju reaksi memberikan informasi mengenai mekanisme reaksi dan keadaan transisi dari suatu reaksi kimia. Pada tahun 1864, Peter Waage merintis pengembangan kinetika kimia dengan memformulasikan hukum aksi massa, yang menyatakan bahwa kecepatan suatu reaksi kimia proporsional dengan kuantitas zat yang bereaksi (Anonim, 2013).

Laju reaksi suatu reaksi kimia merupakan pengukuran bagaimana konsentrasi ataupun tekanan zat-zat yang terlibat dalam reaksi berubah seiring dengan berjalannya waktu. Analisis laju reaksi sangatlah penting dan memiliki banyak kegunaan, misalnya dalam teknik kimia dan kajian kesetimbangan kimia. Laju reaksi secara mendasar tergantung pada:

1.       Konsentrasi reaktan, yang biasanya membuat reaksi berjalan dengan lebih cepat apabila konsentrasinya dinaikkan. Hal ini diakibatkan karena peningkatan pertumbukan atom per satuan waktu,

2.       Luas permukaan yang tersedia bagi reaktan untuk saling berinteraksi, terutama reaktan padat dalam sistem heterogen. Luas permukaan yang besar akan meningkatkan laju reaksi.

3.       Tekanan, dengan meningkatkan tekanan, kita menurunkan volume antar molekul sehingga akan meningkatkan frekuensi tumbukan molekul.

4.       Energi aktivasi, yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk membuat reaksi bermulai dan berjalan secara spontan. Energi aktivasi yang lebih tinggi mengimplikasikan bahwa reaktan memerlukan lebih banyak energi untuk memulai reaksi daripada reaksi yang berenergi aktivasi lebih rendah.

5.       Temperatur, yang meningkatkan laju reaksi apabila dinaikkan, hal ini dikarenakan temperatur yang tinggi meningkatkan energi molekul, sehingga meningkatkan tumbukan antar molekul per satuan waktu.

6.       Keberadaan ataupun ketiadaan katalis. Katalis adalah zat yang mengubah lintasan (mekanisme) suatu reaksi dan akan meningkatkan laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi yang diperlukan agar reaksi dapat berjalan. Katalis tidak dikonsumsi ataupun berubah selama reaksi, sehingga ia dapat digunakan kembali.

7.       Untuk beberapa reaksi, keberadaan radiasi elektromagnetik, utamanya ultraviolet, diperlukan untuk memutuskan ikatan yang diperlukan agar reaksi dapat bermulai. Hal ini utamanya terjadi pada reaksi yang melibatkan radikal (Suryana, 2002).

Sifat pereaksi dan ukuran pereaksi menentukan laju reaksi. Semakin relatif dari sifat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah, hal ini dijelaskan dengan semakin luas permukaan zat yang bereaksi maka daerah interaksi zat pereaksi semakin luas juga. Permukaan zat pereaksi dapat diperluas dengan memperkecil ukuran pereaksi. Jadi untuk meningkatkan laju reaksi, pada zat pereaksi dalam bentuk serbuk lebih baik bila dibandingkan dalam bentuk bongkahan.

Sifat dasar pereaksi. Zat-zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan kimia. Molekul hidrogen dan flour bereaksi secara meledak, bahkan pada temperatur kamar, dengan menghasilkan molekul hidrogen fluorida.

H₂ + F₂ → 2HF  (sangat cepat pada temperatur kamar)

Pada kondisi serupa, molekul hidrogen dan oksigen bereaksi begitu lambat sehingga tak Nampak perubahan kimia :

2H₂ + O₂ → H₂O (Keenan. 1989).

Sifat dan ukuran pereaksi. Semakin reaktif dari sifat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah atau reaksi berlangsung semakin cepat. Semakin luas permukaan zat pereaksi laju reaksi akan semakin bertambah, hal ini dapat dijelaskan dengan semakin luas permukaan zat yang bereaksi maka daerah interaksi zat pereaksi semakin luas juga. Permukaan zat pereaksi dapat diperluas dengan memperkecil ukuran pereaksi. Jadi untuk meningkatkan laju reaksi, pada zat pereaksi dalam bentuk serbuk lebih baik bila dibandingkan dalam bentuk bongkahan (Petrucci, 1987).

Kandungan cangkang telur antara laian:

1.      Kalsium
Terdiri dari sekitar 1,5% dari berat unggas/ayam, kalsium adalah mineral yang dominan dalam tubuh. Kalsium digunakan untuk pembentukan tulang, kulit telur produksi dan pembekuan darah. Hal ini juga mempengaruhi jantung, otot dan saraf, serta beberapa sistem enzim tubuh. Sebagian besar kalsium tubuh ditemukan dalam kerangka di mana terdiri dari sekitar 1/3 berat tulang kering. Kalsium juga dapat ditemukan dalam cairan tubuh. Kerangka kalsium terutama terdiri dari kalsium fosfat dengan kalsium karbonat. Kalsium karbonat merupakan senyawa utama yang ditemukan pada kulit telur. Pemberian kalsium disarankan untuk pakan ayam peliharaan adalah 0,50% pakan. Dan jumlah yang lebih tinggi diperlukan untuk DOC (Day Old Chiken) dan ayam dalam masa pertumbuhan. Terlalu sedikit kalsium dapat menyebabkan demineralisasi tulang (kropos), kulit telur yang lembut, induk yang memakan telurnya dan tingkat kalsium dalam darah yang tidak memadai. Ada beberapa ayam dapat beradaptasi dengan asupan kalsium yang rendah namun sebagian besar yang tidak dapat beradaptasi akan bermasalah. Penyerapan kalsium terjadi di bagian atas usus dan diatur oleh Vitamin D3. Sebagian penyerapan juga terjadi di bagian bawah usus. Rasio kalsium untuk fosfor tersedia dalam pakan dianjurkan untuk pemeliharaan jaringan tulang yang tepat adalah 2:1. Pakan berprotein tinggi dan asam amino dalam usus berguna untuk membantu penyerapan kalsium. Senyawa, seperti phytates (dalam butir gandum), oxalates (bayam, dan tanaman terkait) dan fosfat , dapat mengurangi penyerapan kalsium. Pakan kaya lemak dapat menghasilkan asam lemak di usus yang dapat mengurangi kalsium tersedia dengan membentuk sabun kalsium larut. Biji-bijian berkadar lemak tinggi (misalnya bunga matahari) juga dapat menghambat serapan kalsium dalam usus.

2.      Fosfor
Fosfor dapat mempengaruhi sistem penyerapan kalsium lebih dari pada elemen lainnya. Ini adalah elemen penting dalam fungsi tubuh termasuk pembentukan tulang, keseimbangan asam-basa, pembentukan telur metabolisme lemak karbohidrat dan protein. Sebanyak 70% dari fosfor dalam makanan mungkin tidak dapat digunakan oleh ayam. Fosfor dari produk hewani atau suplemen anorganik hampir sepenuhnya digunakan. Pemberianfosfor disarankan untuk pakan pemeliharaan adalah 0,25% (0,40% fosfor total). jumlah yang lebih tinggi diperlukan untuk DOC dan ayam dalam masa pertumbuhan. Tapi fosfor yang terlalu tinggi juga dapat menghambat penyerapan kalsium. Dianjurkan ratio 2:01 antara kalsium dan fosfor tersedia dalam makanan yang memadai ditambah Vitamin D3.

3.      Vitamin D3

Vitamin D3 sangat penting dalam mengatur penyerapan dan ekskresi kalsium dan fosfor. Hal ini sangat penting ketika tingkat (rasio) kalsium dan fosfor dalam makanan tidak seimbang. D3 juga dapat mengatur jumlah fosfatase alkalin dalam darah dan berperan dalam sel diferensiasi dan regulasi sistem kekebalan tubuh. Ada 2 bentuk utama dari Vitamin D. Vitamin D2 terutama berasal dari tanaman. Vitamin D3 diproduksi secara eksklusif di dalam tubuh burung ketika sinar matahari bereaksi dengan prekursor vitamin D dalam makanan. sinar ultraviolet dari beberapa sinar matahari atau sumber sinar UV buatan mengubah prekursor vitamin D di kulit ayam untuk kemudian menjadi D3. Sekali lagi, D3 terbentuk di kulit bertindak sebagai hormon dalam metabolisme kalsium dan fosfor. Untuk memenuhi kebutuhan Vit D3 ayam, pemberian yang disarankan adalah sebesar 1000IU(International Unit) Kekurangan vitamin D3 dapat menghasilkan tingkat kalsium yang rendah dan menghasilkan gejala serupa. Ini termasuk kulit telur tipis atau lembut, penurunan produksi telur dan daya tetas, induk memakan telur dan bahkan kejang dan patah tulang. Pada ayam, kurangnya D3 dapat menyebabkan tulang mudah bengkok atau patah (biasanya terjadi pd anak ayam/khutukan). Penyakit yang menyerang hati dan ginjal dan dapat menghambat kemampuan ayam untuk menghasilkan enzim yang diperlukan untuk mengubah vitamin D ke D3. Terlalu banyak Vitamin D3 (D3 hypervitaminosis) dapat menyebabkan kalsifikasi, nephrosis dan asam urat. Dua penelitian menunjukkan bahwa tingkat tinggi D3 Vitamin di burung macaw muda mengakibatkan ginjal membesar, encok dan gejala lain (Anonim, 2013)

III.             PROSEDUR PERCOBAAN

3.1.   Alat dan Bahan

Pada percobaan pengaruh luas permukaan pada laju reaksi dibutuhkan alat dan bahan. Alat yang dibutuhkan antara lain yaitu: 3 buah botol kaca, balon, dan batu, sedangkan bahan yang digunakan yaitu: asam cuka dan kulit telur.

3.2.   Prosedur Percobaan

Langkah-langkah dalam melakukan percoabaan ini yaitu:

1.      Bersihkan kulit telur menggunakan air lalu keringkan.

2.      Bersihkan botol kaca dari zat pengotornya menggunakan air dan dikeringkan.

3.      Kulit telur yang sudah kering dibagi menjadi 3 kelompok. Kelompok satu hancurkan kulit telur sebedar uang koin Rp 50, kelompok dua hancurkan kulit telur sebesar setengah dari kelompok satu, dan kelompok ketiga dihancurkan sampai seperti pasir.

4.      Masukkan tiap-tiap kelompok kulit telur ke dalam botol kaca yang sudah bersih.

5.      Masukkan asam cuka ke dalam botol yang telah berisi kulit telur sambai tersisa ruang kosong setinggi 25% dari ukuran botol.

6.      Tutup botol menggunakan balon, hitung waktu pada tiap-tiap botol saat reaksi berlangsung.

7.      Amati yang terjadi. Apakah terjadi penggembungan pada balon?

IV.             DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1.      Data Pengamatan

Berdasarkan pengamatan didapat hasil percobaan, yaitu:

No	Perlakuan	Waktu (menit)	Keterangan
1	Sampel kulit telur 1 ditambah asam cuka	55	Reaksi pada sampel ini lama
2	Sampel kulit telur 2 ditambah asam cuka	31	Reaksi pada sampel ini lambat
3	Sampel kulit telur 3 ditambah asam cuka	17	Reaksi pada sampel ini cepat.

4.2.      Pembahasan

Laju reaksi merupakan kecepatan suatu zat untuk bereaksi perdetik. Pada percobaan ini dilakukan percobaan sederhana untuk membuktikan bahwa laju reaksi sebuah senyawa dipengaruhi luas permukaan suatu zat untuk bereaksi. Untuk membuktikan percabaan sederhana ini, yang harus dipersiapkan adalah alat dan bahan yang dapat ditemukan di lingkungan sekitar.

Pertama-tama siapkan kulit telur kering yang dihancurkan menjadi tiga bentuk, dari yang paling besar kurang lebih sebesar uang koin 50 rupiah, sampel kulit telur kedua yaitu ukuran sedang, lebih kecil dari ukuran sampel satu, dan sampel ketiga kulit telur dihancurkan dengan ukuran sebesar pasir. Ketiga sampel dimasukkan ke dalam botol kaca yang berbeda yang diberi label sampel 1, 2 dan 3.

Langkah selanjutnya yaitu memasukkan cuka dagang ke dalam semua botol dengan volume sama banyak dan ditutup dengan balon, dan diamati reaksi serta perubahan yang terjadi pada sampel.

Pada percobaan tersebut terjadi reaksi antara kulit telur dan cuka dagang. Reaksi yang terjadi mengakibatkan terbentuknya gelembung-gelembung gas yang menyebabkan balon menjadi menggembung dan semakin lama semakin besar. Namun pada setiap sampel kecepatan balon menggembung berbeda-beda. Hal tersebut dapat terjadi karena rekasi antara kulit telur dan cuka dagang bereaksi dengan sangat cepat. Reaksi tersebut terjadi pada sampel 3, yaitu sampel dengan kulit telur berukuran pasir, dimana pada menit ke-3 balon mulai menggembung dan berdiri, sedangkan pada sampel ke-2 mulai menggembung dan berdiri pada menit ke-5 sedangkan pada sampel ke-1 mulai menggembung dan balon berdiri pada menit ke-11.

Besar maksimal balon menggembung pada masing-masing sampelpun berbeda, pada sampel 3, maksimal besar balon berhenti pada menit ke-6, pada sampel 2 maksimal balon menggembung berhenti pada menit ke-18 dan pada sampel 1 kemampuan menggembung balon maksimal berhenti pada menit ke-32. Dalam hal ini dapat dijelaskan bahwa kondisi ini pada masing-masing sampel telah menurun kinerja pada laju reaksi, sehingga hasil dari reaksi sedikit bahkan mulai berhenti.

Pada reaksi inipun terjadi kejenuhan zat untuk bereaksi, hal tersebut terjadi karena zat yang akan bereaksi hamir tepat habis bereaksi, sehingga sedikit zat  yang dapat direaksikan. Pada kondisi ini terjadi pada sampel 3 pada menit ke-12, sampel 2 pada menit ke-27 dan pada sampel 1 terjadi pada menit ke-47. Reaksi tepat habis dan tidak ada reaksi lagi sampel terjadi pada menit ke-17 papa sampel 3, pada sampel 2 terjadi pada menit ke-31 dan pada sampel 1 terjadi pada menit ke-55.

Berdasarkan pada pengamatan tersebut waktu sampel 1 untuk bereaksi sampai tepat habis bereaksi adalah 55 menit, pada sampel 2 habis bereaksi selama 31 menit dan pada sampel 3 selama 17 menit. Hal ini menandakan bahwa semakin kecil ukuran partikel artinya semakin besar luas permukaan untuk bereaksi suatu zat, maka akan semakin cepat reaksi itu berlangsung. Hal tersebut dapat terjadi karena jika ukuran partikel kecil, maka seluruh permukaan akan berinterkasi langsung dengan zat lain, dan berdasarkan dari bentuk cangkang yang keras, maka yang akan bereaksi terlebih dahulu adalah pada bagian pinggir. Sehingga semakin kecil partikel maka ketika bereaksi, partikel tersebut akan cepat habis dibandingkan yang ukuran partikelnya besar.

Pada percobaan ini dapat diamati karena adanya balon, balon dapat menggembung karena adanya gas yang masuk ke dalam balon. Gas tersebut diperoleh dari hasil reaksi cangkang telur dengan cuka dagang. Hal tersebut terjadi karena salah satu kandungan cangkang atau kulit telur adalah kalsium karbonat, sehingga jika bereaksi dengan cuka akan menghasilkan gas CO₂. Reaksi yang terjadi antara keduanya yaitu:

CaCO_­3(s)  +  2CH₃COOH_(l)                           Ca(CH­₃COO)_2(s)  +  CO_2(g)  +  H₂O_(l)

Kulit telur           Cuka dagang 

Jadi, gas yang membuat balon menjadi menggembung yaitu gas CO₂. Jika diamati gas CO₂ terdispersi dalam cair sehingga gas CO₂ dapat diamati seperti gelembung-gelembung busa bewarna putih.

V.                KESIMPULAN

Pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa:

1.      Semakin besar ukuran partikel, maka waktu yang digunakan untuk bereaksi suatu zat hingga habis bereaksi semakin lama.

2.      Semakin kecil partikel, maka waktu yang digunakan untuk bereaksi suatu zat hingga habis bereaksi semakin cepat.

3.      Pada hasil percobaan dengan membandingkan ketiga sampel, maka laju reaksi dipengaruhi oleh luas permukaan untuk bereaksi.

4.      Reaksi dapat diamati dengan adanya hasil reaksi berupa gas CO₂ dalam bentuk koloid, yaitu buih.

5.      Balon dapat menggembung karena hasol reaksi berupa gas karbon dioksida yang dilepas dan tertambpung pada balon.

 

DAFTAR PUSTAKA

Keenan. 1989. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Petrucci, Ralph. 1987. Kimia Dasar. Bogor: Erlangga,

Sunarya, Yayan.2002. Kimia Dasar 2 Berdasarkan Prinsip – Prinsip Kimia Terkini.    Bandung : Alkemi Grafisindo Press.

Anonim. 2013. Kandungan Cangkang Telur. http://repository.usu.ac.id/bitstream /123456789/16191/4/Chapter%20II.pdf. Diakses pada tanggal 29 Mei 2013 pukul 05.58 WIB.

Anonim. 2013. Kinetika Kimia. http://id.wikipedia.org/wiki/laju_reaksi. Diakses pada tanggal 29 Mei 2013 pukul 06.07

LAMPIRAN

 

Kulit telur sampel 1                  Kulit telur sampel 2               Kulit telur sampel 3

 

Sampel kulit telur dalam botol                                         cuka dagang

 

          

Balon

 Foto sampel pada menit ke 3

                                                               

                                                               

                                                              Foto sampel pada menit ke 6

 

                                             

Foto sampel pada menit ke 11                            Foto pada menit ke 32

 

Foto pada menit ke 118