PENENTUAN TETAPAN LAJU REAKSI PENYABUNAN ETIL ASETAT

PENENTUAN TETAPAN LAJU REAKSI PENYABUNAN ETIL ASETAT

Ishri Arju Syafangah, Siti Fatimah

Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang

Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia

ishriarju@gmail.com, 085747319610

50225

Abstrak

Tujuan percobaan ini adalah menentukan harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat. Metode yang digunakan yaitu dengan melakukan titrasi dengan NaOH sebagai titran dan campuran antara HCl dengan NaOH-etil asetat sebagai titernya. Besarnya jumlah mol NaOH yang habis pada buret sebanding dengan jumlah mol HCl sisa pada campuran induk. Jumlah mol HCl yang bereaksi pada campuran induk sebanding dengan sisa NaOH pada reaksi penyabunan. Oleh karena itu, NaOH yang bereaksi pada reaksi penyabunan dapat diketahui jumlah molnya lalu diubah menjadi molaritas, sehingga harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat dapat diketahui dengan mangalurkan plot ln ((a-x)/(b-x)) terhadap t. Hasil yang diperoleh yaitu berupa kurva dengan kemiringan yang merupakan k1(b-a) sebesar 0,001, maka tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat yang diperoleh melalui percobaan adalah sebesar 0,05. Kesalahan yang membuat hasil percobaan kurang tepat adalah penambahan titran yang terlalu banyak sehingga warna titer lewat pink. Kesimpulan dari percobaan ini adalah harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah sebesar 0,05.

Kata kunci: etil asetat; laju reaksi; penyabunan.

Abstract

The purpose of this experiment is to determine the reaction rate constant price saponification of ethyl acetate. The method used is to perform a titration with NaOH as titrant and a mixture of HCl with NaOH-ethyl acetate as the titre. The large number of moles of NaOH that runs on the burette is proportional to the number of moles of HCl in the rest of the parent mixture. The number of moles of HCl that reacted to the parent mixture comparable to the rest of the NaOH saponification reaction. Therefore, NaOH saponification reaction can react to unknown the mole then converted into molarity, so prices saponification reaction rate constant can be determined with ethyl acetate is connecting plot of ln ((a-x)-(b-x)) against t. Results obtained in the form of a curve with a slope that is k1(b-a) of 0.001, then the reaction rate constant of ethyl acetate saponification obtained through experiments is 0,05. The faults which makes the results less precise experiment is the addition of titrant is too much so the color pink titer through. The conclusion of this experiment is the reaction rate constant price saponification of ethyl acetate is 0,05.
Keywords: ethyl acetate; reaction rate; saponification.

Pendahuluan

Reaksi penyabunan atau saponifikasi merupakan reaksi yang menghasilkan sabun dan gliserol melalui penghidrolisisan dengan basa, lemak, maupun minyak (Keenan, 1990). Rekasi saponifikasi pada percobaan berikut adalah antara ion hidroksida pada natrium hidroksida dengan etil asetat.

CH₃COOC₂H₅ + OH^- à CH₃COO^- + C₂H₅OH

Cepat lambatnya suatu rekasi berlangsung disebut laju reaksi. Laju reaksi dapat diartikan sebagai perubahan konsentrasi tiap satuan waktu. Satuan yang digunakan pada laju reaksi pada umumnya adalah mol dm^-3 detik^-1. Laju reaksi akan semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi (Dogra & Dogra, 1984). Untuk menganalisis laju reaksi, perlu diketahui berapa pereaksi yang tersisa dan  berapa produk yang terbentuk. Oleh karena itu, laju reaksi dapat ditentukan dari konsentrasi pereaksi maupun produk, sehingga apabila konsentrasi dari salah satu komponen diubah, laju reaksinya pun berubah (Labuza, 1982). Secara sistematis, persamaan laju reaksi dapat dituliskan sebagai berikut:

-d[A]/dt=-k[A]^n

dimana:

d[A]/dt = laju perubahan konsentrasi A pada waktu tertentu

k          = konstanta laju reaksi

[A]       = konsentrasi A

n          = orde reaksi

Laju reaksi bergantung pada komposisi dan temperatur campuran reaksi, sedangkan tetapan laju reaksi hanya bergantung pada temperatur dan tidak bergantung pada konsentrasi pereaksi maupun produk (Atkins, 1999). Konstanta laju reaksi ini bersifat tetap, dia hanya akan berubah apabila terdapat perubahan temperatur (Labuza, 1982).

Orde reaksi merupakan bagian dari laju reaksi. Orde reaksi tidak dapat ditentukan dengan menurunkan persamaan. Orde reaksi hanya dapat ditentukan dengan melakukan percobaan (Labuza, 1982). Menurut teori, orde reaksi untuk reaksi penyabunan etil asetat berupa orde dua. Pada laju reaksi orde dua, apabila hukum laju reaksi adalah -d[A]/dt=-k[A]^n dan hukum tersebut diubah ke persamaan (1/[A]-1/[A]2)=-kt, akan diperoleh konstanta laju reaksi dengan cara mengalurkan 1/[A] terhadap t. Kemiringan yang diperoleh merupakan konstanta laju reaksi (Atkins, 1999).

Gambar 1. Kurva laju reaksi orde dua

Pada laju reaksi orde dua, laju reaksi berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi dari salah satu reaktan atau hasil kali dua reaktan dengan masing-masing reaktan berpangkat satu (Triyono, 2009). Reaksi penyabunan etil asetat merupakan reaksi orde kedua dengan hukum yang dapat diberikan sebagai

-d[ester]/dt=k1[ester][OH]^-

atau sebagai

dx/dt=k1(a-x)(b-x)

dalam hal ini

a  = konsentrasi awal ester dalam mol/liter

b  = konsentrasi awal ion OH^- dalam mol/liter

x  = jumlah mol/liter ester atau basa yang telah bereaksi pada waktu t

k₁ = tetapan laju reaksi

Persamaan tersebut diatas apabila diintegrasikan dan disusun ulang akan menjadi

ln ((b-x)/(a-x)) = k1(b-a)t + ln(b/a)

Menurut persamaan diatas, apabila ln ((b-x)/(a-x)) dialurkan terhadap t akan diperoleh garis lurus dengan arah lereng k₁(b-a), sehingga dari arah lereng ini, memungkinkan perhitungan dari tetapan reaksi k₁(Wahyuni, 2013).

Masalah yang akan diselesaikan pada percobaan ini adalah berapa tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat. Sedangkan tujuan yang akan dicapai berdasarkan masalah tersebut adalah menentukan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat.

Metode

Alat yang digunakan pada percobaan penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah labu ukur pyrex ukuran 200 ml dan 50 ml, erlenmeyer pyrex ukuran 250 ml dan 100 ml, gelas kimia pyrex ukuran 250 ml dan 100 ml, buret 25 ml disertai statif, pipet volum pyrex ukuran 10 ml, pipet ukur pyrex ukuran 25 ml, pipet tetes, corong, ball pipet, dan stopwatch. Sedangkan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah asam etil asetat p.a dari Merck, HCl p.a dari Merck, dan natrium hidroksida for syn dari Merck.

Langkah kerja percobaan ini pertama adalah alat dan bahan disiapkan terlebih dahulu. Selanjutnya, buret diisi dengan NaOH 0,1 M dan HCl 0,1 M dibagikan ke dalam delapan erlenmeyer. Pada erlenmeyer 1 ditambahkan aquades sebesar 10 ml lalu dikocok, diambil 10 ml dan dipindah ke erlenmeyer lain sebanyak dua kali untuk dititrasi dengan NaOH 0,1 M secara duplo. Setelah itu, 75 ml NaOH 0,1 M dan 50 ml etil asetat 0,1 M dicampurkan dan dihitung waktunya tiap menit ke 0, 3, 8, 15, 25, 40, dan 65. Pada erlenmeyer 2 ditambahkan 10 ml campuran NaOH-etil asetat pada menit ke 0 lalu dikocok, diambil 10 ml dan dipindah ke erlenmeyer lain sebanyak dua kali untuk dititrasi dengan naOh 0,1 M secara duplo. Begitu juga seterusnya pada erlenmeyer 3 sampai 8 ditambahkan 10 ml campuran NaOH-etil asetat berturut-turut pada menit ke 3, 8, 15, 25, 40, dan 65 lalu dikocok, diambil masing-masing 10 ml dari setiap erlenmeyer sebanyak dua kali untk dititrasi dengan NaOH 0,1 M secara duplo.

Beberapa variabel yang digunakan dalam percobaan penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol. Variabel bebas pada percobaan penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah konsentrasi NaOH dan etil asetat. Konsentrasi NaOH dan etil asetat dibuat berbeda dengan cara volume NaOH dan etil asetat dibuat berbeda. Variabel terikat yang digunakan pada percobaan tersebut adalah laju reaksi penyabunan etil aetat. Sedangkan variabel kontrolnya adalah tekanan, metode, dan temperatur yang dibuat sama.

Analisis data yang digunakan pada penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah mengalurkan plot ln((b-x)/(a-x)) terhadap t sehingga diperoleh kurva linear dengan gradien yang merupakan harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat dengan (b-a). Analisis tersebut sesuai dengan persamaan ln ((b-x)/(a-x)) = k1(b-a)t + ln(b/a). Konsentrasi NaOH yang bereaksi dapat dicari dari jumlah mol NaOH yang bereaksi pada reaksi penyabunan etil asetat. Besarnya jumlah mol yang bereaksi pada reaksi penyabunan sama dengan jumlah mol HCl pada campuran HCl dengan NaOH-etil asetat. Sisa mol HCl dari campuran HCl-NaOH-etil  asetat sebanding dengan NaOH yang habis digunakan pada buret. Sehingga, dari data tersebut dapat dicari (b-x) dan (a-x). Tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat dapat diperoleh dengan membagi gradien kurva dengan (b-a).

Hasil Dan Pembahasan

Pada percobaan penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat, etil asetat direaksikan dengan basa dengan jumlah mol masing-masing zat berbeda. Campuran antara basa dan etil asetat tersebut direaksikan dengan asam pada waktu tertentu. Basa dari campuran dengan etil asetat akan bereaksi dengan etil asetat dan juga dengan asam. Sisa mol asam dari campuran induk (asam dengan basa-etil asetat) akan bereaksi dengan basa pada buret. Sehingga, semakin banyak waktu yang diperlukan campuran induk (asam dengan basa-etil asetat) untuk bereaksi, maka semakin banyak pula basa pada buret yang diperlukan untuk bereaksi dengan asam sisa pada campuran induk.hal tersebut sesuai dengan tabel 1.

Tabel 1. Hubungan waktu dengan volume NaOH sebagai titran

Campuran induk	Waktu ke (menit)	V NaOH (ml)
Blanko		6,8
Campuran A	0	5,05
Campuran B	3	5,25
Campuran C	8	5,45
Campuran D	15	5,65
Campuran E	25	6,05
Campuran F	40	6,3
Campuran G	65	6,35

Tabel 1 menjelaskan bahwa volume NaOH akan semakin meningkat jika campuran induk terhadap waktu semakin bertambah. Reaksi penyabunan etil asetat terjadi jika etil asetat bereaksi dengan ion OH¯ pada NaOH. Sisa NaOH hasil penyabunan ini akan bereaksi dengan HCl pada campuran induk, sedangkan sisa HCl pada campuran induk akan bereaksi dengan NaOH pada buret. Jumlah mol NaOH sebagai titran ini akan semakin meningkat apabila waktu yang digunakan campuran etil asetat dan NaOH semakin meningkat. Untuk mengetahui berapa konsentrasi NaOH yang digunakan untuk bereaksi dengan etil asetat pada reaksi penyabunan etil asetat dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Hubungan waktu terhadap konsentrasi NaOH yang bereaksi

NaOH-etil asetat menit ke-	Konsentrasi NaOH yang bereaksi
Blanko	0,06
0	0,0075
3	0,0135
8	0,0195
15	0,0355
25	0,0375
40	0,045
65	0,0465

Tabel 2 menjelaskan bahwa jumlah mol NaOH pada reaksi penyabunan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu pada campuran NaOH dengan etil asetat. Hal tersebut karena laju reaksi merupakan fungsi dari waktu sehingga pada saat t = 0 menit NaOH yang bereaksi dengan etil asetat masih sedikit, semakin lama waktunya maka NaOH yang bereaksi dengan etil asetat semakin banyak bahkan mungkin akan habis bereaksi. Jumlah mol NaOH yang bereaksi tersebut dikonversikan menjadi konsentrasi sehingga diperoleh data seperti pada tabel 2.

Konsentrasi NaOH yang digunakan untuk bereaksi dengan etil asetat tersebut  dikurangkan dengan konsentrasi mula-mula NaOH serta etil asetat saat pertama kali bereaksi. Sesuai dengan rumus ln ((b-x)/(a-x)) = k1(b-a)t + ln(b/a) maka k1(b-a) dapat diketahui dengan cara mengalurkan plot ln ((b-x)/(a-x)) dengan t. Grafik ln ((b-x)/(a-x)) terhadap t berupa kurva dengan gradien k1(b-a) dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Hubungan ln ((b-x)/(a-x)) terhadap t

Gradien yang diperoleh dari gambar 2 adalah 0,001. Harga tersebut merupakan k1(b-a), bukan murni harga tetapan laju rekasi penyabunan etil asetat. Oleh karena itu, perlu dihitung ulang lagi dengan cara membagi 0,001 dengan (b-a) sehingga dapat diperoleh harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat yang besarnya adalah 0,05. R² yang diperoleh dari gambar 2 adalah sebesar 0,838. Harga kelinearan tersebut masih kurang karena syarat kelinearan adalah sekitar 0,9. Sesuai dengan pernyataan tersebut, maka harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat yang diperoleh melalui percobaan tersebut masih kurang tepat karena terdapat beberapa kesalahan dalam melakukan percobaan. Kesalahan-kesalahan yang terjadi adalah penambahan titran yang terlalu banyak sehingga warna titer lewat pink serta pembacaan skala pada buret yang kurang tepat. Pada gambar 2 terlihat hanya ada enam titik dari waktu ke 0 sampai waktu ke 25 yang dijadikan acuan, sedangkan data pada waktu ke 40 dan 65 tidak dimasukkan ke dalam grafik karena data tersebut tidak valid. Ketidakvalidan tersebut disebabkan karena beberapa kesalahan pada saat percobaan, seperti warna titer yang terlalu pink yang artinya penambahan NaOH pada buret terlalu banyak.

Setelah harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat diperoleh, maka besarnya laju reaksi penyabunan etil asetat tiap waktu tertentu dapat diketahui. Besarnya laju reaksi penyabunan etil asetat tiap waktu tertentu dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Laju reaksi penyabunan etil asetat tiap waktu tertentu

Laju reaksi	t (detik)
8,53125.10-5	0
6,16125.10-5	180
4,15125.10-5	480
2,50125.10-5	900
2,8125.10-6	1500

Laju reaksi merupakan fungsi dari waktu. Oleh karena itu, dari tebel 3 dapat diperoleh hubungan antara laju reaksi tiap waktu tertentu. Hubungan tersebut akan lebih dijelaskan pada gambar 3.

Gambar 3. Hubungan antara laju reaksi dengan waktu

Hubungan laju reaksi dengan waktu adalah berbanding terbalik sesuai dengan grafik pada gambar 3. Semakin banyak waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi maka semakin kecil laju reaksinya. Artinya, laju reaksi pada saat pertama bereaksi sangat besar hingga pada akhirnya laju reaksi mendekati nol yang artinya suatu reaktan habis bereaksi.

Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan penentuan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat yaitu tetapan tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah sebesar 0,05.

Daftar Pustaka

Atkins, P. W.. 1999. Kimia Fisika Edisi keempat Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Dogra, S dan Dogra S.K.. 1984. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI-Press.

Keenan, Kleinfelter, dan Wood. 1990. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Labuza. 1982. Shelf-life Dating of Foods. Food and Nutrition Press: Inc., Westport, Connecticut.

Triyono. 2009. Kimia Katalis. Yogyakarta: Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada.

Wahyuni, Sri. 2013. Kimia Fisika 2. Semarang: Kimia FMIPA UNNES.