Laporan Kimia Fisika _ Penyabunan Etil Asetat

Penentuan Tetapan Laju Reaksi Penyabunan Etil Asetat

Silvia Marceliana, Khusnul Khotimah

Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang

Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia

silvia.marceliana1412@gmail.com, 085642668343

50229

Abstrak

Reaksi penyabunan etil asetat yaitu reaksi antara etil asetat dengan NaOH. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuktikan bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah reaksi yang berordo dua, serta menentukan tetapan laju reaksi yang terjadi pada penyabunan etil asetat. Praktikum kali ini menggunakan metode titrimetri yaitu menitrasi campuran larutan antara 20 mL HCl dengan 10 mL larutan campuran NaOH-etil asetat pada t tertentu yaitu pad menit ke-0, 3, 8, 15, 25, 40, dan 65 . Variabel terikat pada praktikum ini adalah laju reaksi penyabunan etil asetat. Sedangkan variabel bebas pada praktikum ini adalah konsentrasi reaktan (konsentrasi etil asetat dan konsentrasi NaOH). Untuk temperatur, tekanan, dan metode praktikum sebagai variabel kontrol. Dari percobaan diperoleh volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi semakin banyak, seiring berjalannya waktu. Semakin lama waktu yang diperlukan dalam penyabunan etil asetat maka laju reaksi yang terjadi semakin lambat. Dari praktikum yang dilakukan diperoleh harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat sebesar 0,03125 dan membuktikan bahwa penyabunan etil asetat berorde dua.

Kata kunci: Etil asetat, Laju reaksi, Saponifikasi

Abstract

Ethyl acetate saponification reaction is the reaction between ethyl acetate with NaOH. The purpose of this lab is to prove that the saponification reaction of ethyl acetate by reaction of the hydroxide ion is berordo two, as well as determining the reaction rate constant in the saponification of ethyl acetate. Practicum this time using titrimetric method which titrate the mixture between the 20 mL solution of HCl with 10 mL of ethyl acetate-NaOH mixture at that particular t pad minute 0, 3, 8, 15, 25, 40, and 65. The dependent variable in this lab is the reaction rate of ethyl acetate saponification. While the independent variable in this lab is the reactant concentration (the concentration of ethyl acetate and the concentration of NaOH). For temperature, pressure, and as a practical method of control variables . Obtained from the experiments that the volume of NaOH required to titrate the more, as time goes by. The longer the time required in the saponification of ethyl acetate the reaction rate occurs more slowly. Obtained from the lab that performed the reaction rate constant prices saponification of ethyl acetate at 0.03125 and prove that the saponification of ethyl acetate of order two.

Keywords : Ethyl acetate , rate of reaction , Saponification

Pendahuluan

Reaksi penyabunan atau saponifikasi adalah proses hidrolisis basa kuat seperti KOH dan NaOH terhadap lemak (lipid). Dimana reaksinya akan menghasilkan gliserol sebagai hasil sampingan. Dengan reaksi sebagai berikut:

C₃H₅(OOCR)₃   +   3 NaOH  →   C₃H₅(OH)₃   +      3 NaOOCR

                                                       Gliserol           Na-Stearat (sabun)

(Purba, 2006)

Menurut Keenan (1980), sabun bertindak sebagai suatu zat pengemulsi untuk mendispersikan minyak dan sabun teradsorpsi pada butiran kotoran.

Kinetika kimia merupakan bagian dari ilmu kimia fisika yang mempelajari tentang kecepatan ataupun laju reaksi-reaksi kimia dan mekanisme reaksi-reaksi yang terlibat didalamnya. Kecepatan reaksi atau laju reaksi adalah kecepatan perubahan konsentrasi terhadap waktu, jadi tanda negatif hanya menunjukkan bahwa konsentrasi berkurang bila waktu bertambah. (Sukardjo, 2002).

Laju reaksi dapat pula digunakan untuk memprediksi kebutuhan bahan pereaksi tiap satuan waktu dan dapat juga digunakan untuk menghitung kebutuhan energi untuk produksi hydrogen (Wibowo, 2010). Seiring bertambahnya waktu dalam suatu reaksi, mka jumlah zat pereaksi akan menjadi produk, dan sebaliknya jumlah zat hasil reaksi(produk) akan semakin bertambah. Satuan laju reaksi adalah mol/L det atau M det­­^-1. Menurut Setiaji (2011), faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah : 1) Temperatur , semakin tinggi suhu dalam sistem maka reaksi dalam sistem akan semakin cepat pula, 2) Katalis, keberadaan katalis dalam suatu reakasi ini akan memperepat jalannya suatu reaksi dalam sistem tanpa merubah komposisi, 3) Konsentrasi reaktan, semakin tinggi konsentrasi reaktan maka semakin cepat reaksi yang terjadi, 4) Tekanan, tekanan yang dimaksud adalah tekanan gas, semakin tinggi tekanan reaktan maka reaksi akan semakin cepat berlangsung, 5) Luas permukaan, semakin luas permukaan suatu partikel maka reaksi akan semakin cepat berlangsung.

Selain penentuan laju reaksi, percobaan juga dapat menunjukkan orde suatu reaksi. Orde reaksi merupakan jumlah pangkat dari faktor konsentrasi dalam hukum laju bentuk deferensial. Umumnya orde reaksi terhadap suatu zat tidak sama dengan koefisien dalam persamaan stoikiometri reaksi (Hiskia,  2003).

Reaksi yang terjadi pada penyabunan etil asetat merupakan salah satu reaksi berorde dua, meskipun reaksi yang terjadi pada penyabunan etil asetat bukan reaksi sederhana. Sehingga hukum hukum laju reaksi untuk penyabunan etil asetat dapat dinyatakan sebagai:

dimana:

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

 : tetpan laju reaksi

Apabila  dialurkan terhadap waktu (t) akan diperoleh garis lurus dengan arah lereng , sehingga dari arah lereng ini memungkinkan perhitungan dari tetapan reaksi . Hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar 1 (Wahyuni, 2013).

Gambar 1. Plot  terhadap t

Dalam praktikum ini akan menyelesaikan apa bukti bahwa penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah reaksi orde dua dan berapa tetapan laju reaksi pada penyabunan etil asetat. Tujuan dari praktikum ini adalah membuktikan bahwa reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida adalah reaksi yang berorde dua dan menentukan tetapan laju reaksi yang terjadi pada saponifikasi etil asetat.

Metode

Pada praktikum penetapan penyabunan etil asetat ini menggunakan alat-alat sebagai berikut: seperangkat alat titrasi yang berupa buret 50 mL lengkap dengan statif dan klem, labu ukur 100 mL dan 250 mL dari pyrex, pipet volum 10 mL dari pyrex, pipet ukur 1 mL, 5 mL, dan 25 mL dari pyrex, erlenmeyer 100 mL dan 250 mL dari pyrex, corong kaca, pipet tetes, serta stopwatch. Sedangkan untuk bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah HCl p.a produksi dari Merckproduksi dari Merck, etil asetat p.a, NaOH for syn produksi dari Merck, indikator pp(phenol-ptialin), aquades serta alkohol.

Langkah awal yang dilakukan pada praktikum penetapan laju reaksi penyabunan etil asetat adalah alat-alat dan bahan-bahan yang akan digunakan disiapkan. Langkah selanjutnya larutan NaOH 0,10256 M dibuat dengan cara melarutkan 1,0256 gram kristal NaOH dalam aquades hingga volume menjadi 250 mL.

Langkah berikutnya yaitu dengan  membuat larutan etil asetat 0,1 M yaitu dengan cara larutan etil asetat p.a sebanyak 0,98 mL diencerkan menjadi 100 mL. Untuk membuat larutan HCl 0,1 M juga sama seperti membuat larutan lainnyan, yaitu dengan diencerkannya larutan HCl p.a sebanyak 2,07 mL menjadi 250 mL larutan. Kemudian, larutan 0,10256 M larutan NaOH sebanyak 50 mL dan 0,1 M larutan etil asetat sebanyak 50 mL didiamkan hingga mencapai temperatur termostat. Untuk langkah selanjutnya larutan HCl 0,1 M dibagi kedalam 8 erlenmeyer (masing-masing erlenmeyer sebanyak 20 mL), langkah selanjutnya larutan etil asetat dan NaOH yang telah termostat dicampur dengan cepat. Pada menit ke-0, 3, 8, 15, 25, 40, dan 65 campuran diambil(dicuplik) sebanyak 10 mL, selanjutnya cuplikan tersebut dimasukkan kedalam erlenmeyer yang telah diisi dengan larutan HCl 0,1 M. Langkah selanjutnya, yaitu campuran larutan pada menit ke-0, 3, 8, 15, 25, 40, dan 65 yang bereaksi dengan HCl 0,1 M diambil lagi 10 mL dan kemudian dititrasi, titrasi dilakukan secara duplo. Titrasi dilakukan dengan larutan NaOH 0,10256 M hingga terbentuk warna merah muda yang tak hilang.

Variabel terikat pada praktikum ini adalah laju reaksi penyabunan etil asetat. Sedangkan variabel bebas pada praktikum ini adalah konsentrasi reaktan (konsentrasi etil asetat dan konsentrasi NaOH). Untuk temperatur, tekanan, dan metode praktikum sebagai variabel kontrol.

Data yang diperoleh berupa berupa volum NaOH yang dibutuhkan untuk menetralkan HCl sisa reaksi dengan campuran NaOH-etil asetat pada menit tertentu. Dari persamaan laju, pada tetapa laju reaksi penyabunan etil asetat oleh ion hidroksida dapat diperoleh hubungan antara  terhadap t, kurva linear yang diperoleh dari hubungan tersebut inilah menunjukkan reaksi orde dua. 

Hasil dan pembahasan

Penentuan laju reaksi etil asetat dapat dilakukan dengan metode titrasi atau konduktometri. Namun pada praktikum kali ini metode yang digunakan adalah titrimetri atau metode titrasi. Penyabunan etil asetat terjadi antara etil asetat dan NaOH dalam waktu tertentu dan dalam keadaan yang termostat. Keadaan termostat ini harus dilakukan karena temperatur merupakan salah satu hal yang mempengaruhi laju reaksi. Jika suhu dinaikkan maka laju reaksi akan semakin cepat, karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi, akibatnya tumbukan antar partikel akan bertambah besar, dan sebaliknya.

Kemudian campuran etil asetat dan NaOH yang telah termostat ditambahkan HCl, tujuannya adalah untuk mengetahui banyaknya NaOH yang tersisa dalam proses saponifikasi tersebut serta memberikan suasana asam. Karena hasil awal dari reaksi saponifikasi adalah karboksilat. Sehingga penambahan HCl ini mengubah karboksilat menjadi asam karboksilat. Reaksinya dapat dilahat sebagai berikut:

CH₃COOC₂H₅  +  OH‾  →  CH₃COO‾  +  C₂H₅ OH + NaOH sisa reaksi

NaOH sisa reaksi + 2 HCl → NaCl + H₂O +  HCl sisa

Selanjutnya larutan tersebut ditambah dengan PP untuk selanjutnya dititrasi dengan NaOH. Penambahan indikator PP bertujuan untuk mengetahui titik akhir titrasi yaitu titik dimana mol NaOH sama dengan mol HCl yang ditandai dengan perubahan warna larutan dari tak berwarna menjadi merah muda yang tak hilang.

HCl sisa + NaOH → NaCl + H₂O

Dalam praktikum ini diperoleh volum yang diperlukan untuk menitrasi menjadi semakin bertambah seiring bertambahnya waktu saat terjadinya penyabunan (saponifikasi) etil asetat. Data volume NaOH 0,010256 M yang diperlukan untuk menitrasi sisa asam pada penyabunan etil asetat dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Volum NaOH 0,010256 M yang diperlukan untuk titrasi pada t tertentu

Jenis titer	Volume NaOH yang diperlukan (mL)		V rata-rata
	V1	V2
HCl blanko	7,00	7,00	7,00
campuran menit ke-0	5,30	5,35	5,325
Campuran menit ke-3	5,65	5,60	5,625
Campuran menit ke-8	5,90	5,90	5,90
Campuran menit ke-15	6,25	6,30	6,275
Campuran menit ke-25	6,50	6,45	6,475
Campuran menit ke-40	6,65	6,70	6,675
Campuran menit ke-65	6,80	6,75	6,775

Pada tabel 1 menunjukkan volum yang digunakan untu menitrasi 10 mL cuplikan yang diambil dari 30 mL dari larutan campuran dari larutan HCl 20 mL dan larutan etil asetat-NaOH 20 mL (pada t tertentu). Data pada tabel 1 harus diubah sehingga dapat dinyatakan dalam jumlah yang setara untuk campuran awal, yaitu 100 mL.

Jumlah mol NaOH awal telah diketahui, maka jumlah mol NaOH yang bereaksi dengan etil asetatpun dapat diketahui. Data yang digunakan dalam analisis ini adalah dalam bentuk konsentrasi yang dinyatakan dalam satuan mol/L. Oleh karena itu volum data yang diperoleh dari praktikum (pada tabel 1) harus diubah menjadi molaritas yaitu dengan membagi jumlah mol NaOH yang bereaksi pada t tertentu pada proses penyabunan etil asetat. Dapat dilihat pada tabel 2 ini merupakan konsentrasi NaOH yang telah bereaksi dengan etil-asetat.

Tabel 2. Konsentrasi NaOH yang bereaksi pada t tertentu

Waktu (menit ke-)	[NaOH] yang bereaksi (M)
0	0,0000
3	0,008974
8	0,0174352
15	0,0289737
25	0,0351268
40	0,0412804
65	0,0443572

Perlu kita ketahui bahwa jumlah mol NaOH yang diperlukan untuk titrasi harus sebanding dengan jumlah mol HCl sisa reaksi. Sisa HCl yang tidak bereaksi dengan NaOH (dari larutan induk) akan bereaksi dengan NaOH saat dilakukan titrasi. Semakin lama waktu yang diperlukan untuk pencampuran NaOH dan etil asetat maka HCl yang sisa semakin banyak, sehingga saat dititrasi diperlukan NaOH lebih banyak untuk bereaksi dengan HCl sisa tersebut.

Hubungan antara  terhadap waktu pencampuran NaOH dengan etil asetat dapat dilihat pada gambar 2 dengan gradien . Konsentrasi dari NaOH yang bereaksi dengan etil asetat diperoleh dari hasil pengurangan konsentrasi NaOH mula-mula dengan konsentrasi etil asetat yang bereaksi. Seperti yang kita ketahui bahwa , maka dengan mengalurkan plot  dapat diketahui.

Gambar 2. Grafik hubungan antara  terhadap waktu pencampuran NaOH dengan etil asetat

Dari gambar diatas dapat diketahui R² nya sebesar 0,990, dengan gradien 4.10^-5­. Dari data tersebut dapat kita ketahui harga tetapan laju reaksi dari penyabunan etil asetat sebesar 0,03125. Data tersebut dapat menunjukkan bahwa kurva yang diperoleh kurang linear. Hal tersebut kurang tepat karena mungkin terjadi kesalahan dalam melakukan praktikum. Kesalahan yang terjadi mungkin disebabkan kurang teliti dalam pembacaan skala nonius, alat yang digunakan kurang steril, mugkin juga alat yang digunakan rusak.

Pada reaksi penyabunan etil asetat yang telah dilakukan dalam percobaan ini diperoleh harga tetapan laju reaksi penyabunan etil asetat (k) sebesar 0,03125. Dari persamaan , maka dapat diketahui laju reaksi dari penyabunan etil asetat. Laju reaksi tersebut dapat dilihat pada tabel 3 sebagai berikut:

Waktu (detik)	Laju reaksi
0	8,0938.10-5
180	5,4238.10-5
480	5,4442.10-5
900	1,4657.10-5
1500	7,5078.10-6
2400	2,7247.10-6
3900	1,2207.10-6

Laju reaksi pada penyabunan etil asetat berbanding terbalik dengan waktu. Pada t=0 laju reaksi pada penyabunan etil asetat berlangsung sangat besar, seiring berjalannya waktu laju reaksi yang terjadi semakin kecil dalam praktikum ini laju reaksi yang terjadi hampir mendekati nol.

Pada penentuan orde reaksi penyabunan etil asetat, digunakan kurva untuk membuktikan orde reaksi yang terjadi. Kurva yang digunakan pada penentuan orde reaksi adalah kurva yang menunjukkan linearitas yang terbesar. Dapat dilihat pada gambar 3, bahwa pada kurva pembuktian orde satu diperoleh dengan mengalurkan ln(a-x) sebagai fungsi waktu.

Pembuktian orde dua dapat dilihat pada gambar 4, pembuktian orde dua ini diperoleh dengan mengalurkan sebagai fungsi dari waktu. Selanjutnya, untuk pembuktian orde tiga diperloleh dengan mengalurkan  sebagai ungsi dari waktu seperti yang disakjikan pada gambar 5.

Gambar 3. Pembuktian reeaksi orde satu

Gambar 4. Pembuktian reaksi orde dua

Gambar 5. Pembuktian reaksi orde tiga

Dari ketiga kurva yang disajikan dapat dilihat bahwa pada gambar 4, kurva menunjukkan linearitas paling tinggi. Hal ini membuktikan bahwa pada reaksi penyabunan etil asetat merupakan reaksi pada orde dua.

Kesimpulan

Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa reaksi penyabunan etil asetat adalah reaksi yang berorde dua. Hal ini dibuktikan pada kurva yang diperoleh dari kurva reaksi sebagai fungsi waktu dan diperoleh harga tetapan laju reaksi dari penyabunan etil asetat sebesar 0,03125.

Daftar pustaka

Hiskia, Achmad. 2001. Elektrokimia Dan Kinetika Kimia. Bandung: Citra Aditya Sakti.

Keenan, C.W,dkk. 1990. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga

Setiadji, Kartiko. 2011. Laporan Percobaan Kimia. Yogyakarta: SMA 1 Jetis.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.

Wahyuni, Sri. 2013. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Semarang: Jurusan Kimia FMIPA UNNES.

Wibowo, Agus. 2010. Laju Reaksi Pencampuran Minyak Jarak dan Air Pada Hydrogen Reformer Menggunakan Pemanas dan Katalis. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2010. Semarang: FT UNWAHAS Semarang.