Kinetika Reaksi Saponifikasi Etil Asetat

Saponifikasi merupakan proses hidrolisis basa terhadap lemak dan minyak, dan reaksi saponifikasi bukan merupakan reaksi kesetimbangan. Hasil mula-mula dari penyabunan adalah karboksilat karena campurannya bersifat basa. Setelah campuran diasamkan, karboksilat berubah menjadi asam karboksilat.

Produknya, sabun yang terdiri dari garam asam-asam lemak. Fungsi sabun dalam keanekaragaman cara adalah sebagai bahan pembersih. Sabun menurunkan tegangan permukaan air, sehingga memungkinkan air untuk membasahi bahan yang dicuci dengan lebih efektif. Sabun bertindak sebagai suatu zat pengemulsi untuk mendispersikan minyak dan sabun teradsorpsi pada butiran kotoran.

            Pada percobaan ini, dilakukan pencampuran etil asetat 65 ml dan NaOH 50 ml, yang sebelumnya telah ditutup agar kedua larutan tersebut tidak terkontaminasi dengan zat lain yang dapat mempengaruhi konsentrasi kedua larutan. Selain itu juga untuk mencegah menguapnya larutan etil asetat yang sifatnya mudah menguap. Sebelum dicampurkan, etil asetat dan NaOH harus disamakan suhunya terlebih dahulu, karena suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Jika suhu dinaikkan maka laju reaksi semakin besar karena kalor yang diberikan akan menambah energi kinetik partikel pereaksi, akibatnya jumlah dari energi tumbukan bertambah besar, begitu pun sebaliknya. Larutan yang telah sama suhunya kemudian dicampurkan. Pencampuran pada suhu yang sama agar laju reaksi yang dihasilkan tidak mengalami perubahan besar.

            Setelah etil asetat dan NaOH dicampurkan, larutan campuran tersebut didiamkan dengan waktu pendiaman sebagai variable manipulasi atau yang di ubah-ubah. Waktu pendiaman larutan campuran dimulai pada waktu 3 menit, 8 menit, 15 menit, 25 menit, 45 menit, 65 menit, dan waktu tak hingga (± 2 hari).

Setelah larutan didiamkan selama waktu yang ditentukan, larutan campuran tersebut dimasukkan dalam erlenmeyer yang berisi HCl 10 ml dan 2 tetes indicator PP, dalam hal ini HCl berfungsi untuk mengetahui banyaknya NaOH yang tersisa dalam proses saponifikasi tersebut. Disamping itu penambahan HCl juga untuk memberikan suasana asam, karena hasil mula-mula dari reaksi saponifikasi adalah berupa karboksilat,dengan adanya penambahan HCl ini karboksilat diubah menjadi asam karboksilat. Setelah penambahan HCl dilanjutkan dengan menitrasi campuran larutan tersebut dengan NaOH untuk mengetahui banyaknya HCl yang masih tersisa, sehingga dengan diketahuinya HCl sisa juga bisa diketahui banyaknya NaOH yang tersisa dalam reaksi saponifikasi tersebut.

Penambahan indikator PP untuk mengatahui titik akhir titrasi yaitu titik dimana mol NaOH sama dengan mol HCl yang ditandai dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda. Dari hasil percobaan diketahui bahwa semakin lama pengocokan maka semakin banyak larutan NaOH yang digunakan. Artinya semakin banyak NaOH yang bereaksi dengan etil asetat.

Reaksi yang terlibat secara keseluruhan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :

CH₃COOC₂H₅ + 2NaOH --> CH₃COONa + C₂H₅OH + NaOH sisa

NaOH sisa + 2 HCl --> NaCl + H₂O + HCl sisa

HCl sisa + NaOH titrasi --> NaCl + H₂O

Hasil titrasi yang diperoleh untuk tiap-tiap waktu adalah sebagai berikut :

t (menit)	Volume NaOH (ml)
3	7.9
8	8.1
15	8.3
25	8.5
45	8.7
65	9.1
2880	8.6

 Dari data di atas, dapat dihitung mmol HCl yang bereaksi, hasilnya adalah sebagai berikut :

·         Menentukan jumlah mmol HCl awal

Mmol HCl awal  = N x V HCl awal

                        = 0,02 x 10

                        = 0,2 mmol

·         Menentukan jumlah mmol HCl sisa dan umlah mmol HCl yang bereaksi

Ø  t = 3 menit

mmol HCl sisa    = N x V NaOH titrasi

                        = 0,02 x 7.9

                        = 0,158 mmol

                        Mmol HCl yang bereaksi = mmol HCl awal – mmol HCl sisa

                                                            = 0,2 – 0,158

                                                            = 0,042 mmol

            mmol HCl yang bereaksi = mmol NaOH sisa ( dari etil asetat )

dengan cara yang sama, dapat diperoleh mmol HCl sebagai berikut :

Waktu (menit)	HCl sisa (mmol)	HCl bereaksi (mmol)
3	0.158	0.042
8	0.162	0.038
15	0.166	0.034
25	0.170	0.030
45	0.174	0.026
65	0.182	0.018
2880	0.172	0.028

·         Menghitung umlah mmol NaOH yang bereaksi

Ø  t = 3 menit

N x V awal = mmol NaOH sisa + mmol NaOH bereaksi

0,02 x 100 = 0,042 mmol + mmol NaOH bereaksi

mmol NaOH bereaksi = 0.958 mmol

dengan cara yang sama dapat diperoleh mmol NaOH yang bereaksi sebagai berikut :

Waktu (menit)	NaOH sisa (mmol)	NaOH bereaksi (mmol)
3	0.042	0.958
8	0.038	0.962
15	0.034	0.966
25	0.030	0.970
45	0.026	0.974
65	0.018	0.982
2880	0.028	0.972

Dari data di atas, terlihat bahwa semakin lama waktu pendiaman larutan, maka suhu dalam larutan juga akan naik, hal tersebut menyebabkan semakin sedikitnya NaOH sisa yang dihasilkan, tetapi pada waktu tak hingga atau 2880 menit, didapatkan mmol NaOH sisa yang lebih besar daripada waktu 65 menit, hal ini tidak sesuai dengan teori yang ada. Kemungkinan terjadinya kesalahan pada volume dapat disebabkan oleh beberapa factor, diantaranya kurang telitinya praktikan dalam mereaksikan larutan dan dalam pembacaan volume titrasi, larutan campuran telah terkontaminasi sehingga mempengaruhi konsentrasi larutan, atau mungkin karena etil asetat sudah menguap terlebih dahulu sebelum dititrasi, hal-hal tersebut dimungkinkan yang menjadikan factor mengapa pada waktu 2880 menit volume NaOh saat titrasi yang dihasilkan sedikit, dan menyebabkan mmol NaOH sisa yang diperoleh lebih banyak daripada saat waktu 65 menit.

Selanjutnya adalah menghitung harga dari Konstanta laju reaksi. Pada percobaan ini, hasil dari harga k akan dibandingkan antara orde 1, 2, dan 3 untuk membuktikan apakah benar reaksi saponifikasi berorde 2.

·         Untuk t = 3 menit

Dengan a = mmol NaOH awal

a-x = mmol NaOH sisa

x = mmol NaOH bereaksi

Orde 1

k = 1/t ln a/a-x

Orde 2

  k = 1/t (x/a(a-x))

Orde 3

  k = 1/t (1/2(a-x)^2 - 1/2a^2)

Dari rumus di atas, dapat diketahui harga k untuk masing-masing orde sebagai berikut :

t (menit)	a	x	a-x	(mmol -1 menit -1)	(mmol -1 menit -1)	(mmol -1 menit -1)
3	1	0.958	0.042	1.056	7.6024	93.98129
8	1	0.962	0.038	0.4087	3.1644	42.78254
15	1	0.966	0.034	0.2265	1.9035	28.4792
25	1	0.970	0.030	0.14026	1.2933	21.7200
45	1	0.974	0.026	0.08102	0.8316	15.9201
65	1	0.982	0.018	0.06178	0.83906	23.23456
2880	1	0.972	0.028	0.00012415	0.000421875	0.022126

Dari data di atas, dapat dilihat bahwa harga k dari orde 2 cenderung mendekati konstan, harga k dari orde 2 mempunyai selisih yang relative kecil, dibandingan dengan harga k pada orde 1 dan orde 3, sehingga dapat disimpulkan, pada metode non grafik diperoleh orde 2 untuk kinetika reaksi saponifikasi etil asetat, hal ini telah membuktikan teori yang ada.

Sedangkan untuk metode grafik, diperoleh data sebagai berikut :

t (menit)	a	x	a-x	ln (a-x)	1/a-x	1/(a-x)^2
3	1	0.958	0.042	-3.17	23.809	566.893
8	1	0.962	0.038	-3.27	26.315	692.521
15	1	0.966	0.034	-3.38	29.412	865.052
25	1	0.970	0.030	-3.51	33.333	1111.111
45	1	0.974	0.026	-3.64	38.461	1479.289
65	1	0.982	0.018	-4.02	55.555	3086.419
2880	1	0.972	0.028	-3.57	35.714	1275.51

Dari data di atas, dapat diperoleh grafik untuk orde 1, 2, dan 3 sebagai berikut :

Dari 3 grafik, harga R yang paling besar terdapat pada grafik orde 1, hal ini bertolak belakang dengan metode non grafik yang dapat membuktikan bahwa reaksi saponifikasi mempunyai orde 2. Perbedaan ini dikarenakan harga ln (a-x) sebagai sumbu y pada orde 1 mempunyai selisih nilai yang sangat kecil, dan dapat dikatakan hampir konstan, sedangkan harga 1/a-x sebagai sumbu y pada orde 2 mempunyai selisih yang terlalu besar bila dibandingkan dengan orde 1, itulah yang menjadi penyebab mengapa pada metode grafik didapatkan orde 1 untuk reaksi saponifikasi etil asetat.