MODUL IX
A. JUDUL :
“SINTESIS SENYAWA KOMPLEKS”
B. TUJUAN :
Setelah melakukan percobaan dan pengamatan pada praktikum ini, mahasiswa diharapkan dapat:
Mengamati warna ion beberapa logam transisi
Mensintesis senyawa kompleks
Menentukan kekuatan relative ligan dan membandingkan kestabilan beberapa kompleks.
C. DASAR TEORI
Unsur-unsur transisi adalah unsur logam yang memiliki kulit elektron d atau f yang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur transisi terdiri atas 56 dari 103 unsur. Logam-logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri dari unsur-unsur 3d dari Sc sampai Cu, 4d dari Y ke Ag, dan 5d dari Hf sampai Au, dan blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan aktinoid dari Ac sampai Lr. Kimia unsur blok d dan blok f sangat berbeda. Bab ini mendeskripsikan sifat dan kimia logam transisi blok d.
Logam transisi memiliki sifat-sifat khas logam, yakni keras, konduktor panas dan listrik yang baik dan menguap pada suhu tinggi. Walaupun digunakan luas dalam kehdupan sehari-hari, logam transisi yang biasanya kita jumpai terutama adalah besi, nikel, tembaga, perak, emas, platina, dan titanium. Namun, senyawa kompleks molekular, senyawa organologam, dan senyawa padatan seperti oksida, sulfida, dan halida logam transisi digunakan dalam berbagai riset kimia anorganik modern.
Struktur Kompleks Logam
a. Atom pusat
Sifat logam transisi blok d sangat berbeda antara logam deret pertama (3d) dan deret kedua (4d), walaupun perbedaan deret kedua dan ketiga (5d) tidak terlalu besar. Jari-jari logam dari scandium sampai tembaga (166 sampai 128 pm) lebih kecil daripada jari-jari itrium, Y, sampai perak, Ag, (178 sampai 144 pm) atau jari-jari, lantanum, sampai emas (188 sampau 146 pm). Lebih lanjut, senyawa logam transisi deret pertama jarang yang berkoordinasi 7, sementara logam transisi deret kedua dan ketiga dapat berkoordiasi 7-9. Cerium, Ce, (dengan radius 182 pm) ~ lutetium, Lu, (dengan radius 175 pm) terletak antara La dan Hf dan karena kontraksi lantanoid, jari-jari logam transisi deret kedua dan ketiga menunjukkan sedikit variasi.
Logam transisi deret kedua dan ketiga berbilangan oksida lebih tinggi lebih stabil dari pada keadaan oksidasi tinggi logam transisi deret pertama. Contohnya meliputi tungsten heksakhlorida, WCl6, osmium tetroksida, OsO4, dan platinum heksafluorida, PtF6. Senyawa logam transisi deret pertama dalam bilangan oksidasi tinggi adalah oksidator kuat dan oleh karena itu mudah direduksi. Di pihak lain, sementara senyawa M(II) dan M(III) umum dijumpai pada logam transisi deret pertama, bilangan oksidasi ini jarang dijumpai pada unsur-unsur di deret kedua dan ketiga. Misalnya, hanya dikenal sedikit senyawa Mo(III) atau W(III) dibandingkan dengan senyawa 117 Cr(III). Ion akua (ion dengan ligan air) sangat umum dalam logam transisi deret pertama tetapi ion yang sama untuk logam transisi deret kedua dan ketiga jarang diamati.
Sifat logam transisi blok d tidak berbeda tidak hanya dalam posisi atas dan bawah di tabel periodic tetapi juga di golongan kiri dan kanan. Golongan 3 sampai 5 sering dirujuk sebagai logam transisi awal dan logam-logam ini biasanya oksofilik dan halofilik. Dengan tidak hadirnya ligan jembatan, pembentukan ikatan logam-logam sukar untuk unsur-unsur ini. Senyawa organologam logam-logam ini diketahui sangat kuat mengaktifkan ikatan C-H dalam hidrokarbon. Logam transisi akhir dalam golongan-golongan sebelah kanan sistem periodik biasanya lunak dan memiliki keaktifan besar pada belerang atau selenium.
Logam transisi blok d yang memiliki orbital s, p, dan d dan yang memiliki n elektron di orbital d disebut dengan ion berkonfigurasi dn. Misalnya, Ti3+ adalah ion d1, dan Co3+ adalah ion d6. Jumlah elektron yang menempati orbital yang terbelah oleh medan ligan (lihat 6.2(a)) disebut dengan pangkat di simbol orbitalnya. Contohnya, suatu ion dengan 3 elektron di t dan 2 elektron di e dinyatakan dengan t3e1.
Senyawa kluster logam karbonil logam transisi deret pertama dengan ikatan M-M dalam bilangan oksidasi rendah dikenal, tetapi senyawa kluster halida atau sulfida jarang. Umumnya, ikatan logamlogam dibentuk dengan lebih mudah pada logam 4d dan 5d daripada di logam 3d. Momen magnet senyawa logam transisi deret pertama dapat dijelaskan dengan nilai spin saja (lihat bagian 6.2(d)) tetapi sukar untuk menjelaskan momen magnet deret kedua dan ketiga kecuali bila faktor-faktor lain seperti interaksi spin-orbital juga dipertimbangkan.
Jadi, penting untuk mengenali dan memahami perbedaan signifikan dalam sifat kimia yang ada antara logam transisi deret pertama dan deret selanjutnya, bahkan untuk unsur-unsur dalam golongan yang sama.
b. Ligan
Senyawa ion logam yang berkoordinasi dengan ligan disebut dengan senyawa kompleks. Sebagian besar ligan adalah zat netral atau anionik tetapi kation, seperti kation tropilium juga dikenal. Ligan netral, seperti amonia, NH3, atau karbon monoksida, CO, dalam keadaan bebas pun merupakan molekul yang stabil, semenatara ligan anionik, seperti Cl- atau C5H5-, distabilkan hanya jika dikoordinasikan ke atom logam pusat. Ligan representatif didaftarkan di Tabel 6.1 menurut unsure 118 yang mengikatnya. Ligan umum atau yang dengan rumus kimia rumit diungkapkan dengan singkatannya.
Ligan dengan satu atom pengikat disebut ligan monodentat, dan yang memiliki lebih dari satu atom pengikat disebut ligan polidentat, yang juga disebut ligan khelat. Jumlah atom yang diikat pada atom pusat disebut dengan bilangan koordinasi.
Struktur Electronik Kompleks
Diperlukan beberapa konsep untuk memahami struktur, spektrum, kemagnetan, dan kereaktifan kompleks yang bergantung pada konfigurasi elektron d. Khususnya, teori struktur elektronik sangat penting.
a. Teori Medan Ligan
Teori medan ligan adalah satu dari teori yang paling bermanfaat untuk menjelaskan struktur elektronik kompleks. Awalnya teori ini adalah aplikasi teori medan kristal pada sistem kompleks.
Kompleks Oktahedral Berbilangan Koordinasi Enam
Lima orbital d dalam kation logam transisi terdegenerasi dan memiliki energi yang sama.
Gambar 6.4 Perubahan energi elektronik selama proses pembentukan kompleks.
Medan listrik negatif yang sferik di sekitar kation logam akan menghasilkan tingkat energi total yang lebih rendah dari tingkat energi kation bebas sebab ada interaksi elektrostatik. Interaksi repulsif antara elektron dalam orbital logam dan medan listrik mendestabilkan sistem dan sedikit banyak mengkompensasi stabilisasinya (Gambar 6.4).
Gambar 6.5 Posisi ligan dalam koordinat Catesius dengan atom logam di pusat koordinat.
Kini ion tidak berada dalam medan negatif yang uniform, tetapi dalam medan yang dihasilkan oleh enam ligan yang terkoordinasi secara oktahedral pada atom logam. Medan negatif dari ligan disebut dengan medan ligan. Muatan negatif, dalam kasus ligannya anionik, atau ujung negative (pasangan elektron bebas) dalam kasus ligan netral, memberikan gaya tolakan pada orbital d logam yang anisotropik bergantung pada arah orbital. Positisi kation logam dianggap pusat koordinat Cartesius (Gambar 6.5). Maka, orbital dx2-y2 dan dz2 berada searah dengan sumbu dan orbital dxy, dyz, dan dxz berada di antara sumbu. Bila ligand ditempatkan di sumbu, interaksi repulsifnya lebih besar untuk orbital eg (dx2-y2, dz2) daripada untuk orbital t2g (dxy, dyz, dxz), dan orbital eg didestabilkan dan orbital t2g distabilkan dengan penstabilan yang sama. Dalam diskusi berikut ini, hanya perbedaan energi antara orbital t2g dan eg sangat penting dan energi rata-rata orbital-orbital ini dianggap sebagai skala nol. Bila perbedaan energi dua orbital eg dan tiga orbital t2g dianggap Δo, tingkat energi eg adalah +3/5Δo dan tingkat energi orbital t2g adalah −2/5Δo (Gambar 6.6). (Δo biasanya juga diungkapkan dengan 10 Dq. Dalam hal ini energi eg menjadi 6 Dq dan energi t2g -4 Dq).
Reaksi Kompleks
Reaksi kompleks diklasifikasikan kedalam reaksi substitusi ligan, reaksi konversi ligan dan reaksi redoks logam. Reaksi substitusi dan redoks khususnya telah dipelajari dengan detil.
a. Reaksi Substitusi Ligan
Reaksi substitusi ligan kompleks
LnMX + Y → LnMY + X
Sangat penting untuk preparasi berbagai turunan kompleks. Kondisi detil ligan dan kompleks yang memungkinkan reaksi ini telah dipelajari untuk memahami stereokimianya dan mencapai laju reaksi substitusi yang praktis. Seperti juga pada jenis reaksi yang lain, kita perlu memahami
kesetimbangan dan laju reaksinya.
b. Konstanta pembentukan
Konstanta kesetimbangan reaksi substitusi ligan disebut dengan konstanta kestabilan atau pembentukan. Konsep dan metoda perhitungan konstanta pembentukan bertahap diusulkan oleh N. Bjerrum (1941). Konstanta kesetimbangan penggantian ion terhidrasi M dengan ligan lain L dalam larutan air adalah
dan konstanta pembentukan overal βn adalah:
Kestabilan termodinamika produk substitusi menjadi lebih besar jika konstanta pembentukannya meningkat. Di pihak lain, pemahaman efek ligan yang keluar, X, dan ligan yang masuk, Y, pada laju substitusi dan spesi senyawa antara yang dibentuk penting untuk mengelusidasi reaksi kompleks logam. Khususnya bermanfaat untuk merangkumkan struktur elektronik logamnya, stereokimia kompleksnya dan korelasi antara parameter yang mewakili sterik senyawa dan laju reaksi. Umumnya mekanisme reaksi dapat diklasifikasikan menjadi mekanisme asosiatif, pergantian dan
disosiatif bergantung pada perbedaan senyawa antaranya (Gambar 6. 26).
Gambar 6.26 Kestabilan senyawa antarae substitusi ligan.
Mekanisme asosiatif Bila laju substitusi ligan kompleks bergantung pada ligan, Y, yang berkoordinasi dengan logam pusat dan tidak sensitif pada ligan yang keluar, X, reaksinya mengikuti mekanisme asosiatif yang meningkatkan bilangan koordinasi. Reaksi substitusi semacam ini sering diamati pada kompleks Pt(II) planar tetra-koordinat, dan spesi senyawa antaranya adalah kompleks penta-koordinat bipiramidal segitiga. Reaksinya akan berorde satu pada baik kompleks tetra-koordinatnya maupun pada Y, dan secara keseluruhan orde kedua. Karena reaksi ini disertai dengan reduksi spesi molekular dalam tahap antara, pengukuran termodinamik reaksi mengindikasikan entropi aktivasi, ΔS, -nya bernilai negatif. Spesi senyawa antara dalam kasus mekanisme asosiatif heksa-koordinat adalah kompleks hepta-koordinat. Mekanisme pertukaran Bila waktu hidup senyawa antara sangat pendek, reaksi berlangsung melalui mekanisme pertukaran, ketika koordinasi Y dan eliminasi X berlangsung bersamaan.
Mekanisme disosiatif reaksi substitusi yang sangat sensitif pada identitas ligan yang keluar, X, dan praktis tidak sensitif pada identitas ligan yang masuk, mengikuti mekanisme disosiatif dengan 162 penurunan bilangan koordinasi di spesi senyawa antaranya. Mekanisme ini sering dijumpai dalam kompleks heksa-koordinat, dan senyawa antaranya adalah kompleks penta-koordinat yang terbentuk dengan eliminasi X. Karena eliminasi diikuti dengan peningkatan spesi molecular dalam tahap senyawa antaranya, aktivasi entropinya, ΔS, bernilai positif.
D. ALAT DAN BAHAN
Gelas kimia Batang pengaduk Pipet tetes
Plat Tetes
Bahan
a. Larutan CuSO4 0,1 M
b. Larutan Co(NH3)2 0,1 M
c. Larutan CoCl2 0,1 M
d. Larutan HCl pekat
e. Larutan NH3 pekat
f. Larutan Etilendiamin
g. Larutan KSCN
h. Larutan NaOH 1 M
i. Aquadest
E. PROSEDUR KERJA
1. Pembuatan Kompleks Kloro dari Ion-ion Tembaga (II) dan Kobalt (II).
- Menempatkan dalam cekungan A1-A3 - Menempatkan pada B1-B3 5 tetes
Pada plat tetes sebanyak 5 tetes + 10 tetes HCl pekat
- + 10 tetes HCl pekat
- Membandingkan dgn warna larutan standar - membandingkan warna larutan
- + aquadest (H2O) - + aquadest (H2O)
2. Pembuatan Kompleks dan Ion Tembaga (Cu)
- Memipet 10 tetes pada cekungan C1-C4
- 5 tetes NH3 pekat - 5 tetes etilen diamin - 5 tetes KSCN
- Membandingkan dgn lrutan - membandingkan - membandingkan
standar
- + 5 tetes NaOH - + 5 tetes NaOH - + 5 tetes NaOH
3. Pembuatan Kompleks dari Ion Kobalt (II)
- Memipet 10 tetes pada cekungan A1-A4
- 5 tetes NH3 pekat - 5 tetes etilen diamin - 5 tetes KSCN
- Membandingkan dgn lrutan - membandingkan - membandingkan
standar
- + 5 tetes NaOH - + 5 tetes NaOH - + 5 tetes NaOH
F. HASIL PENGAMATAN
No Perlakuan Hasil pengamatan
a. Percobaan I
- Menempatkan tetes CuSO4 0,1 M pada plat tetes A1-A3.
- CuSO4 + HCl pekat
- Menempatkan 5 tetes CoCl2 pada plat tetes Bi-B3.
- CoCl2 + HCl pekat
- Larutan berwarna biru pudar
- Larutan menjadi hijau kekuningan
- Larutan berwarna merah muda
- Larutan menjadi biru muda
Penambahan air
- CuSO4 + HCl pekat + H2O
- CoCl2 + HCl pekat + H2O
- Menjadi biru muda (kembali pada warna semula)
- Menjadi merah muda (kembali pada warna semula)
b. Percobaan 2
- CuSO4 + 5 tetes NH3 pekat
- CuSO4 + 5 tetes etilendiamin
- CuSO4 + 5 tetes KSCN
- Tidak ada perubahan warna pada larutan (tetap biru).
- Warna larutan menjadi ungu.
- Warna larutan menjadi kuning.
Penambahan NaOH
- CuSO4 + NH3 pekat + 5 tetes NaOH
- CuSO4 + etilendiamin + 5 tetes NaOH
- CuSO4 + KSCN + 5 tetes NaOH
- Larutan menjadi bening
- Tetap jingga
- Warna biru tampak keruh (ada endapan biru).
c. Percobaan 3
- Co(NO3)2 + 5 tetes NH3 pekat
- Co(NO3)2 + 5 tetes etilendiamin
- Co(NO3)2 + 5 tetes KSCN
- Larutan pink
- Larutan kuning muda
- Larutan menjadi kuning tua dan ada endapan
Penambahan air
- Co(NO3)2 + 5 tetes NH3 pekat + 5 tetes NaOH
- Co(NO3)2 + 5 tetes etilendiamin + 5 tetes NaOH
- Co(NO3)2 + 5 tetes KSCN + 5 tetes NaOH
- Co(NO3)2 + 5 tetes NaOH
- Tidak terjadi perubahan
- Tidak terjadi perubahan
- Tidak terjadi perubahan
- Tidak terjadi perubahan
G. PEMBAHASAN
a. Percobaan I
Prosedur awal yang dilakukan pada percobaan ini adalah menempatkan larutan CuSO4 0,1 M yang berwarna biru muda dan CoCl2 0,1 M yang berwarna merah muda pada cekungan plat tetes A1-A2 untuk CuSO4 dan untuk CoCl2 B1-B2 masing-masing 5 tetes dan A2 dan B2 sebagai larutan standarnya . Pada plat A1 yang berisi larutan CuSO4 ditambahkan dengan asam klorida pekat, ketika ditambahkan dengan asam klorida pekat warna yang semula biru muda berubah menjadi hijau kekuningan, hal ini disebabkan karena CuSO4 sendiri dapat bereaksi dengan HCl membentuk asam sulfat dan tembaga diklorida sebagai hasil sampingnya. Asam sulfat inilah yang menyebabkan warna berubah menjadi hijau kekuningan. Adapun reaksi yang terjadi sebagai berikut:
CuSO4(s) + 2HCl(l) H2SO4(aq) + CuCl2(aq)
A1
A2 Larutan standar
Setelah ditambahkan kembali dengan aquadest (reaksi hidrolisis) warna berubah menjadi ke warna sebelumnya yaitu biru muda. Hal ini disebabkan ketika asam sulfat dan tembaga diklorida ditambahkan dengan aquadest dapat membentuk tembaga sulfat kembali dengan asam klorida dan molekul air sebagai produk sampingnya, yang persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut ini :
H2SO4(aq) + CuCl2(aq) + H2O(l) CuSO4(aq) + 2HCl(aq) + H2O(aq)
Selanjutnya pada plat B1 yang berisi larutan CoCl2 ketika ditambahkan dengan asam klorida pekat warna yang semula merah muda berubah menjadi biru muda, hal ini disebabkan CoCl2 dapat bereaksi ketika ditambahkan dengan asam klorida membentuk H2Co dengan gas Cl2 sebagai hasil sampingnya, persamaan reaksinya adalah:
CoCl2(l) + 2HCl(l) H2Co(aq) + 2Cl2(g)
B1
B2 larutan standar
Setelah ditambahkan dengan aquadest larutannya berubah menjadi berwarna merah muda (kembali kewarna sebelumnya). Hal ini disebabkan H2Co dan Cl2 dapat bereaksi dengan air membentuk CoCl2 dengan asam klorida dan air sebagai hasil sampingnya.
H2Co + 2Cl2 + H2O CoCl2 + 2HCl + H2O
b. Percobaan II
Dalam percobaan kedua ini, prosedur awal yang dilakukan adalah menempatkan 10 tetes larutan CuSO4 yang berwarna biru muda pada cekungan plat tetes C1-C4 dan menjadikan larutan pada cekungan C4 sebagai larutan standarnya. Selanjutnya pada cekungan C1 yang berisi larutan tersebut ditambahkan 5 tetes NH3 pekat, ketika telah ditambahkan larutannya tidak berubah (tetap berwarna biru). Hal ini disebabkan karena sifat dari larutan NH3 yaitu basa dan sedikit amfiprotik sehingga menyebabkan larutan tidak berubah warna. selanjutnya pada cekungan C2 ditambahkan etilendiamin yang menyebabkan larutan dapat berubah warna menjadi ungu, hal ini dikarenakan etilendiamin dapat bereaksi dengan CuSO4. Dan pada cekungan C3 ketika ditambahkan dengan larutan KSCN larutan berubah warna menjadi kuning, hal ini disebabkan larutan CuSO4 dapat bereaksi dengan larutan KSCN membentuk senyawa K2SO4 dengan CuSCN sebagai hasil sampingnya.
Selanjutnya pada cekungan C1 dilanjutkan dengan penambahan NaOH yang menyebabkan larutan yang tadinya biru berubah menjadi bening. Hal ini disebabkan sebelumnya pada cekungan C1 telah ditambahkan larutan NH3 yang bersifat basa ditambah dengan NaOH yang bersifat basa juga, sehingga menyebabkan larutan berubah menjadi bening yang bersifat basa kuat (pH>7). Selanjutnya pada cekungan C2 ditambahkan juga dengan NaOH yang menyebabkan larutan tetap berwarna ungu. Kemudian pada cekungan C3 ditambahkan pula NaOH yang menyebabkan larutan berubah warna menjadi biru keru.
Adapun tujuan dari proses penambahan NaOH ini berfungsi menguji kestabilan kompleks dari masing-masing larutan. Karena setelah ditambahkan dengan NaOH hanya larutan pada cekungan C2 yang tidak berubah warna, sehingga dapat disimpulkan larutan pada cekungan C2 memiliki kestabilan kompleks.
c. Percobaan III
Prosedur pada percobaan III ini hampir sama dengan percobaan I dan II. Yang pertama kita lakukan adalah menempatkan larutan Co(NH3)2 0,1 M pada cekungan D1-D4 yang berwarna pink, dan cekungan D4 kita jadikan sebagai larutan standarnya. Pada cekungan D1 ditambahkan dengan 5 tetes NH3 pekat yang menyebabkan larutan tetap berwarna pink. Hal ini disebabkan sifat dari larutan NH3 yaitu basa dan sedikit amfiprotik sehingga menyebabkan larutan tidak berubah warna. Selanjutnya pada cekungan D2 ditambahkan dengan larutan etilendiamin yang menyebabkan larutan menjadi kuning muda. Perubahan ini terjadi karena disebabkan etilendiamin dapat bereaksi dengan Co(NH3)2. Dan pada cekungan D3 ditambahkan dengan larutan KSCN yang menyebabkan larutan menjadi kuning tua dan terdapat endapan seperti gel.
Selanjutnya pada cekungan D1-D3 kita lanjutkan kembali dengan penambahan larutan NaOH yang berfungsi menguji kestabilan kompleks dari ketiga larutan. Pada cekungan D1 setelah ditambahkan dengan NaOH warnya tidak berubah. Pada cekungan C2 larutan tidak ada perubahan. Pada cekungan D3 juga setelah ditambahkan dengan larutan NaOH larutan tidak terjadi perubahan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada cekungan D1-D3 tidak memiliki kestabilan kompleks, hal ini disebabkan larutan pada cekungan tidak terjadi perubahan.
H. KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan ini Sintesis Senyawa Kompleks praktikkan dapat menyimpulkan bahwa :
Dari setiap larutan (cekungan) setelah ditambahkan denga beberapa peraksi memiliki warna yang berbeda, hal ini disebabkan perbedaan ion yang dimiliki dari setiap senyawa logam transisi.
Ternyata pada percobaan ini kita membadingkan kestabilan kompleks dari setiap larutan setelah ditambahkan dengan larutan NaOH. Yang dapat ditunjukkan tidak berubahnya warna dari larutan setelah ditambahkan dengan larutan NaOH.
Dari percobaan ini pula kita dapat mensintesis senyawa kompleks.
DAFTAR PUSTAKA
F.A. Cotton & G. Wilkinson. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia
http://www.google.com_Diakses_29_November_2010
Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga
Team teaching praktikum kimia Anorganik. 2010. Modul Praktikum Kimia Anorganik. Gorontalo : UNG
http://www.Sintesis_Senyawa_Kompleks«Annisanfushie’s_Weblog.html
Senin, 13 Desember 2010
Pembuatan CuSo4.5H2O
A. JUDUL :
“PEMBUATAN CUSO4.5H2O”
B. TUJUAN :
1. Membuat dan mengenal sifat kristal Tembaga (II) Sulfat
2. Memahami proses pembentukan Kristal
C. DASAR TEORI
Dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU), tembaga (Cu) termasuk ke dalam golongan 11. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3. Bentuk pentahidrat yang lazim terhidratnya, yaitu kehilangan empat molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga (II) sulfat mengurai menjadi tembaga (II) oksida (CuO), sulfur dioksida (SO2) dan oksigen (O2).
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu+ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu¬¬+. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap.
Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: cuprum) dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU) tembaga termasuk dalam golongan 11dan menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan mempunyai bobot atom (BA) 63,546. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3 [1]. Bentuk pentahidrat yang lazim terhidratnya, yaitu kehilangan empat molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga (II) sulfat mengurai menjadi tembaga (II) oksida (CuO), sulfur dioksida (SO2) dan oksigen (O2) .
Tembaga merupakan salah satu logam yang terdapat cukup banyak dalam keadaan bebas.Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.
Cu (Tembaga) merupakan salah satu unsur logam transisi yang berwarna cokelat kemerahan dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Di alam, tembaga terdapat dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawa-senyawa, dan terdapat dalam bentuk biji tembaga seperti (CuFeS2), cuprite (Cu2O), chalcosite (Cu2S), dan malasite (Cu2(OH)2CO3). Dalam badan perairan laut tembaga dapat ditemukan dalam bentuk persenyawaan ion seperti CuCO3, CuOH. Tembaga (Cu) mempunyai sistim kristal kubik, secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan.
Tembaga merupakan suatu unsur yang sangat penting dan berguna untuk metabolisme. Batas konsentrasi dari unsur ini yang mempengaruhi pada air berkisar antara 1 – 5 mg/l merupakan konsentrasi tertinggi. Dalam industri, tembaga banyak digunakan dalam industri cat, industri fungisida serta dapat digunakan sebagai katalis, baterai elektroda, sebagai pencegah pertumbuhan lumut, turunan senyawa-senyawa karbonat banyak digunakan sebagai pigmen dan pewarna kuningan.
Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik, koin, alat rumah tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu dengan logam lain hingga terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel. Tembaga berperan khususnya dalam beberapa kegiatan seperti enzim pernapasan sebagai tirosinase dan silokron oksidasi. Tembaga bersifat racun. Ini dapat terjadi ketika tembaga menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga. Unsur Cu yang berlebih dapat merusak hati dan memacu sirosis.
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu+ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu¬¬+. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap .
Tembga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. ia melebur pada 1038oC. karena potensial elektroda standarnya positif (+0,34 untuk pasangan Cu/Cu2+), maka tembaga tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen tembaga bisa larut sedikit.
Tembaga (II) sulfat mempunyai banyak kegunaan di bidang industri diantaranya untuk mebuat campuran Bordeaux (sejenis fungisida) dan senyawa tembaga lainnya. Senyawa ini juga digunakan dalam penyepuhan dan pewarnaan tekstil serta sebagai bahan pengawet kayu. Bentuk anhidratnya digunakan untuk mendeteksi air dalam jumlah kelumit. Tembaga sulfat juga dikenal sebagai vitriol biru .
Tembaga (II) sulfat merupakan padatan kristal biru, CuSO4.5H2O triklini. Pentahidratnya kehilangan 4 molekul air pada 1100 C dan yang ke lima pada 1500C membentuk senyawa anhidrat berwarna putih. Pentahidrat ini dibuat dengan mereaksikan tembaga (II) oksida atau tembaga (II) karbonat dengan H2SO4 encer, larutannya dipanaskan hingga jenuh dan pentahidrat yang biru mengkristal jika didinginkan. Pada skala industri, senyawa ini dibuat dengan memompa udara melaluicampuran tembaga panas dengan H2SO4 encer. Dalam bentuk pentahidrat, setiap ion tembaga (II) dikelilingi oleh empat molekul air pada setiap sudut segi empat, kedudukan kelima dan keenam dari oktahedral ditempati oleh atom oksigen dari anion sulfat, sedangkan molekul air kelima terikat oleh ikatan hidrogen
Salah satu sifat dari logam tembaga yaitu tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3.
3Cu(s)¬ + 8H+(aq) + 2NO3-(aq) 3Cu2+(aq)¬ + 2NO(g) + 4H2O
Logam tembaga dibuat dari tembaga sulfida (Cu2S) yang dioksidasi dengan oksigen.
Cu2S + 2O2 2CuO + SO2
2CuO + Cu2S SO2 + 4Cu
Garam tembaga dalam larutan berwarna biru pucat, karena membentuk ion Cu(H2O)42+. Jika larutan ini ditambah amonia akan menghasilkan ion Cu(NH3)42+ yang berwarna biru pekat. Senyawa CuCl2, Cu2Br2, Cu2I2 sukar larut dalam air dengan Ksp masing-masing 1,9.10-7, 5.10-9, dan 1.10-12. Senyawa Cu2O dan Cu2S dapat dibuat langsung dari unsurnya pada suhu tinggi. Kedua senyawa ini cenderung nonstoikiometrik karena dapat pula sebagian membentuk CuO dan CuS .
Senyawa-senyawa Cu (I) berwarna putih kecuali oksidasinya merah. Sedangkan senyawa Cu (II) hidratnaya biru dan anhidratnya abu-abu. Senyawa-senyawa Cu (II) lebih stabil dalam larutan. Mereka beracun dan mengion yang berwarna gelap (biru gelap) yang terbentuk dengan larutan amonia berlebihan. Cu digunakan buat kabel/kawat/peralatan listrik; dalam logam-logam paduan; monel, perunggu kuningan, perak jerman, perak nikel untuk ketel dan lain-lain .
Secara umum garam tembaga (I) tidak larut dalam air dan tidak berwarna, perilakunya mirip perilaku senyawa perak (I). Mereka mudah dioksidasi menjadi senyawa tembaga (II), yang dapat diturunkan dari tembaga(II) oksida, CuO, hitam. Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat, maupun dalam larutan air; warna ini benar-benar khas hanya untuk ion tetraakuokuprat (II) [Cu(H2O)4]2+ saja. Batas terlihatnya warna ion kompleks tetraakuokuprat(II) (yaitu, warna ion tembaga (II) dalam larutan air), adalah 500 μg dalam batas konsentrasi 1 dalam 104. Garam-garam tembaga (II) anhidrat, seperti tembaga (II) sulfat anhidrat CuSO4, berwarna putih (atau sedikit kuning).
Larutan amonia bila ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit terbentuk endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa). Bila dalam keadaan basah dibiarkan terkena udara, tembaga (II) sulfida cenderung teroksidasi menjadi tembaga (II) sulfat, dan karenanya menjadi dapat larut dalam air. Banyak sekali panas yang dilepaskan pada proses ini .
Banyak senyawa bergabung dengan air memebentuk hidrat. Dengan senyawa ini, air bergabung secara kimiawi, meskipun hampir semua hidrat mudah melepaskan air bila dipanaskan. Fakta yang membuktikan bahwa hidrat itu adalah senyawa bukan campuran ialah:
a. Air terdapat dalam berbandingan tertentu. Misalnya hidrat tembaga sulfat mengandung 36,07% air.
b. Sifat fisis hidrat berbeda dari sulfat anhidrat. Misalnya hidrat tembaga sulfat berbentuk kristal trikilin berwaerna biru. Sedangkan tembaga sulfat anhidrat berbentuk kristal monoklin berwarna putih.
Suatu zat padat berbentuk lebih dari satu macam hidrat, yang masing-masing stabil dalam suasana tertentu. Tembaga sulfat dapat membentuk tiga macam hidrat yaitu penta hidrat, CuSO4. 5H2O, trihidrat CuSO4. 3H2O dan monohidrat, CuSO4. H2O.
Tentukan sulfat biasanya dibuat secara komersial dengan dua cara:
a. Tembaga ioksidasi dalam larutan yang mengandung H2SO4
2Cu + H2SO4 + O2 2CuSO4 + H2O
b. Tembaga [II] sulfida dioksida dalam dalam udara
2CuS + 2O2 CuSO4
Senyawa tembaga dalam konsentrasi tinggi merupakan racun bagi kebenyakan benda hidup. Oleh karena itu senyawa tembaga digunakan dalam insektisida dan fungisida. Namun adalah sangat menarik bahwa di dekat daerah yang tanahnya tidak mengandung tembaga terdapat penyakit dan kelainan pada tumbuhan-tumbuhan.
Di beberapa daerah di Australia, yang tanahnya tidak mengandung tembaga ditemukan penyakit pada domba yang mengakibatkan pengaruh pad asistem syaraf, anemia dan kerusakan pada wol; meskipun untuk mengatasi kelainan hanya diperlukan sangat sedikit tembaga.
Tembaga sulfat penta hidrat, CuSO4.5H2O sering disebut birufitriol. Senyawa ini biasanya digunakan sebagai elektrolik dalam pemurnian tembaga secara elektrolisis; dalam poengetikan listrik [electrotyping] dalam beberapamacam bakteri, dalam percetakan cap kain mori atau balacu dan sebagai bubur bordeaux untuk memusnakan jamur tanaman.
Kertas Saring
D. ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan
Beker gelas 1000 ml Bahan: gelas borosilikat. Volume : 1000 ml. Berskala teratur dan permanen warna putih, tingkatan untuk percobaan siswa. Kegunaan Tempat untuk percobaan, proses difusi osmosis.
Gelas ukur 100 ml Gelas dengan penutup. Dasar bundar, Tingkatan: untuk siswa. Kapasitas: 100 ml. Kegunaan Untuk mengukur volume larutan
Neraca analisis : digunakan untuk menimbang padatan kimia.
Batang pengaduk Batang gelas, dengan ujung bulat dan ujung yang lain pipih. Panjang 15 cm. Kegunaan Pengocok larutan.
Corong spatula pipet penangas
Kertas Saring
Bahan yang digunakan
H2SO4 Pekat HNO3 pekat Keping tembaga
E. PROSEDUR KERJA
- Memasukan dalam gelas kimia.
- Menambahkan 1,7 ml H2SO4 pekat.
- Memasukkan 1 gram keeping tem.baga
- Menambahkan 2,5 mL HNO3 pekat.\
- Mengaduk sehingga semua tembaga larut.
- Memanaskan ± 15 menit.
- Menyaring
- Mendinginkan dalam dexikator selama 7 hari.
- Mencuci dengan aquades berulang kali.
- Melarutkan kembali dengan air panas.
- Menimbang .
F. HASIL PENGAMATAN
Perlakuan Hasil Pengamatan
- 10 mL air + 1,7 mL H2SO4 pekat
- Larutan H2SO4 larut dalam air.
- Larutannya bening
- Menambahkan 1 gram Cu dan manambahkan 2,5 mL HNO3 pekat
- Tembaga larut dalam larutan dan warna larutan menjadi biru, dan terdapat uap cokelat
- Memanaskan larutan - Gas yang terbentuk berwarna coklat
- Menyaring larutan - Terbentuk filtrat dan residu
- Filtratnya didinginkan - Terbentuk Kristal yang berwarna biru dan menyerupai jarum
- Melarutkan dengan air panas - Kristal larut kembali
- Didinginkan - Terbentuk Kristal berwarna biru
- Menimbang - Berat Kristal
G. Perhitungan
Diketahui :
m Cu = 1 gram
m kristal = gram
BM CuSO4.5H2O = 249,55 g/mol
BA Cu = 63,55 g/mol
Ditanya : Rendemen = …..?
Jawab :
Reaksi : Cu2+ + SO42- + 5H2O → CuSO4.5H2O
Mol Cu = 1 / 63,55 = 0,0157 mol
mol CuSO4.5H2O = mol Cu = 0,0157 mol
Massa CuSO4.5H2O = mol CuSO4.5H2O x BM CuSO4.5H2O
= 0,0157 mol x 249,55 gram/mol
= 3,917 gram
Rendemen = / 3,917 × 100%
= %
H. PEMBAHASAN
Tembaga merupakan suatu logam yang memiliki warna kemerah-merahan. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, dan merupakan konduktor yang bagus untuk aliran elektron (kedua setelah perak dalam hal ini).Tembaga adalah suatu komponen dari berbagai enzim yang diperlukan untukmenghasilkan energi, anti oksidasi dan sintesa hormon adrenalin serta untuk pembentukan jaringan ikat.Tembaga mempunyai beberapa fungsi dalam pembentukan klorofil, walau unsur ini tidak terkandung dalam klorofil. Tembaga juga diperlukan dalam proses pertumbuhan sel darah merah yang masih muda, bila kekurangan sel darah merah yang dihasilkan akan berkurang.
Dalam eksperimen modul ini, akan dilakukan percobaan pembuatan tembaga (II) sulfat, yang kemudian pada akhirnya akan terbentuk kristal tembaga (II) sulfat.
Prosedur awal yang kita lakukan adalah memasukkan 10 mL aquades ke dalam gelas kimia, yang selanjutnya menambahkan 1,7 mL asam sulfat pekat. Setelah itu dilanjutkan dengan menambahkan dengan ± 1 gram tembaga sehingga terbentuk campuran larutan dari ketiga zat tersebut. Selanjutnya kita menambahkan campuran larutan tersebut dengan 2,5 mL asam nitrat pekat. Adapaun tujuan dari Penambahan asam sulfat tersebut agar terbentuknya garam CuSO4. Persamaan reaksinya yang terjadi adalah sebagai berikut :
Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O
atau
Cu + 2H2SO4 Cu2+ + SO42- + SO2 + 2H2O
Dalam reaksi diatas, kita dapat menarik kesimpulan bahwa asam sulfat bersifat sebagai oksidator. Dimana zat yang dioksidasi adalah logam tembaga. Logam tembaga mengalami oksidasi yang ditandai dengan naiknya bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Dengan demikian, asam sulfat mengalami reduksi dimana belerang mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +6 menjadi +4, baik pada gas SO2 maupun pada ion SO42- atau tembaga (II) sulfat.
Sedangkan tujuan dari penambahan asam nitrat pekat adalah untuk mengaktifkan tembaga agar ia dapat bereaksi dengan asam sulfat. Dari penambahan asam nitrat pekat ini menyebabkan tembaga melarut dan larutan menjadi berwarna biru keruh serta terdapat uap berwarna coklat. Uap ini terbentuk sebagai akibat tembaga yang direaksikan dengan asam nitrat pekat. Karena pada percobaan ini diperlukan waktu yang tidak sedikit dari reaksi antara tembaga dan asam nitrat pekat, maka dalam proses ini diperlukan pengadukan sampai seluruh tembaga larut. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4 H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu2+ + 6NO3- + 2NO + 4 H2O
Sama halnya dengan penambahan asam sulfat, asam nitrat juga merupakan oksidator pada reaksi diatas dengan mengoksidasi logam tembaga sehingga tembaga mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2 sebagaimana pada reaksi dengan asam sulfat diatas. Karena berssifat oksidator, maka asam nitrat mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +5 menjadi +2 pada senyawa NO.
Dalam proses penambahan asam nitrat pekat tersebut menyebabkan logam tembaga melarut dan larutannya menjadi berwarna biru keruh serta terdapat uap berwarna coklat tua. Uap ini terbentuk sebagai akibat dari tembaga yang direaksikan dengan asam nitrat pekat. Dalam proses ini kita lakukan pengadukan sedikit lebih lama, karena kita lakukan pengadukan sampai tembaga bener-benar larut. Sehingganya pada percobaan ini, kepingan tembaga yang kita pakai harus dipotong sekecil mungkin.
Prosedur selanjutnya setelah penambahan beberapa senyawa diatas, campuran dipanaskan dengan tujuan untuk mempercepat proses reaksi. Selain itu, tujuan dari pemanasan ini adalah untuk memperbesar hasil kali dari ion-ionnya dan memperkecil harga hasil kali kelarutannya (Ksp), sehingga hal ini dapat membentuk endapan kristal. Kristal yang terbentuk inilah yang dinamakan tembaga (II) sulfat. Proses pemanasan ini sendiri kita hentikan ketika gas sudah berwarna coklat muda. Persamaan reaksi yang secara lengkapnya adalah sebagai berikut:
Cu+ 3H2O + H2SO4+2HNO3 → CuSO4+5H2O+2NO2
Dari proses pemanasan yang dilakukan, terbentuk larutan berwarna biru tua. Untuk memisahkan antara filtrat dengan endapan (zat pengotor) maka dilakukan penyaringan. Proses penyaringan sendiri tidak dilakukan ketika larutan pada keadaan dingin, tetapi pada saat larutan tersebut masih panas. Tujuannya agar pembentukan kristal yang tidak diharapkan (kristal yang masih mengandung zat pengotor) dapat terhindar. Dari hasil proses penyaringan, diperoleh larutan berwarna biru tua dengan endapan (yang mengandung zat pengotor) berwarna biru muda. Setelah itu, filtrat yang telah disaring didinginkan didalam eksikator untuk mendapatkan kristal dari tembaga (II) sulfat.
Persamaan reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut:
Cu(NO3)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2HNO3
CuSO4 + 5H2O → CuSO4.5H2O
Setelah didinginkan dan, diperoleh kristal berwarna biru serta bentuknya sendiri menyerupai jarum. Untuk mendapatkan kristal yang murni, maka dilakukan proses pencucian dan di larutkan kembali dengan air panas, sehingga kristal larut kembali.
Prosedur selanjutnya didinginkan kembali dalam eksikator selama 5 hari sehingga nantinya diperoleh zat yang diinginkan yang bebas dari zat pengotor. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Cu2++3H2O+H2SO4+2HNO3→CuSO4.5H2O+ 2NO2
Prosedur akhir yaitu kita lakukan penimbangan. Dari hasil penimbangan didapatkan massa kristal CuSO4.5H2O sebesar gram dan dari hasil perhitungan diperoleh rendemen kristal tersebut sebesar %.
I. KESIMPULAN
Pembuatan kristal CuSO4.5H2O dapat dilakukan dengan mereaksikan logam tembaga dengan asam sulfat pekat dan asam nitrat pekat serta dengan air, proses pembuatan CuSO4.5H2O diperlukan waktu 5 hari sampai terbentuknya kristal, kristal CuSO4.5H2O merupakan kristal yang berwarna biru, massa kristal CuSO4.5H2O yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebesar gram dan rendemen dari kristal CuSO4.5H2O adalah sebesar %.
DAFTAR PUSTAKA
Keenan, Kleinfelter, Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam. Erlangga. Jakarta.
Dickey, R. D. 1972. Identification and Correction of Copper Deficiency of Rhododendron Simsi ‘George Lindley Taber’ Cuttings.
http://www.google.com_Diakses_29_november_2010
Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga
4. Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.Jakarta.
Team teaching praktikum kimia Anorganik. 2010. Modul Praktikum Kimia Anorganik. Gorontalo : UNG
http://www.Pembuatan_CuSO4.5H2«Annisanfushie’s_Weblog.html
“PEMBUATAN CUSO4.5H2O”
B. TUJUAN :
1. Membuat dan mengenal sifat kristal Tembaga (II) Sulfat
2. Memahami proses pembentukan Kristal
C. DASAR TEORI
Dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU), tembaga (Cu) termasuk ke dalam golongan 11. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3. Bentuk pentahidrat yang lazim terhidratnya, yaitu kehilangan empat molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga (II) sulfat mengurai menjadi tembaga (II) oksida (CuO), sulfur dioksida (SO2) dan oksigen (O2).
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu+ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu¬¬+. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap.
Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: cuprum) dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU) tembaga termasuk dalam golongan 11dan menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan mempunyai bobot atom (BA) 63,546. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3 [1]. Bentuk pentahidrat yang lazim terhidratnya, yaitu kehilangan empat molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga (II) sulfat mengurai menjadi tembaga (II) oksida (CuO), sulfur dioksida (SO2) dan oksigen (O2) .
Tembaga merupakan salah satu logam yang terdapat cukup banyak dalam keadaan bebas.Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.
Cu (Tembaga) merupakan salah satu unsur logam transisi yang berwarna cokelat kemerahan dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Di alam, tembaga terdapat dalam bentuk bebas maupun dalam bentuk senyawa-senyawa, dan terdapat dalam bentuk biji tembaga seperti (CuFeS2), cuprite (Cu2O), chalcosite (Cu2S), dan malasite (Cu2(OH)2CO3). Dalam badan perairan laut tembaga dapat ditemukan dalam bentuk persenyawaan ion seperti CuCO3, CuOH. Tembaga (Cu) mempunyai sistim kristal kubik, secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan.
Tembaga merupakan suatu unsur yang sangat penting dan berguna untuk metabolisme. Batas konsentrasi dari unsur ini yang mempengaruhi pada air berkisar antara 1 – 5 mg/l merupakan konsentrasi tertinggi. Dalam industri, tembaga banyak digunakan dalam industri cat, industri fungisida serta dapat digunakan sebagai katalis, baterai elektroda, sebagai pencegah pertumbuhan lumut, turunan senyawa-senyawa karbonat banyak digunakan sebagai pigmen dan pewarna kuningan.
Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik, koin, alat rumah tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu dengan logam lain hingga terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel. Tembaga berperan khususnya dalam beberapa kegiatan seperti enzim pernapasan sebagai tirosinase dan silokron oksidasi. Tembaga bersifat racun. Ini dapat terjadi ketika tembaga menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga. Unsur Cu yang berlebih dapat merusak hati dan memacu sirosis.
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu+ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu¬¬+. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap .
Tembga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. ia melebur pada 1038oC. karena potensial elektroda standarnya positif (+0,34 untuk pasangan Cu/Cu2+), maka tembaga tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen tembaga bisa larut sedikit.
Tembaga (II) sulfat mempunyai banyak kegunaan di bidang industri diantaranya untuk mebuat campuran Bordeaux (sejenis fungisida) dan senyawa tembaga lainnya. Senyawa ini juga digunakan dalam penyepuhan dan pewarnaan tekstil serta sebagai bahan pengawet kayu. Bentuk anhidratnya digunakan untuk mendeteksi air dalam jumlah kelumit. Tembaga sulfat juga dikenal sebagai vitriol biru .
Tembaga (II) sulfat merupakan padatan kristal biru, CuSO4.5H2O triklini. Pentahidratnya kehilangan 4 molekul air pada 1100 C dan yang ke lima pada 1500C membentuk senyawa anhidrat berwarna putih. Pentahidrat ini dibuat dengan mereaksikan tembaga (II) oksida atau tembaga (II) karbonat dengan H2SO4 encer, larutannya dipanaskan hingga jenuh dan pentahidrat yang biru mengkristal jika didinginkan. Pada skala industri, senyawa ini dibuat dengan memompa udara melaluicampuran tembaga panas dengan H2SO4 encer. Dalam bentuk pentahidrat, setiap ion tembaga (II) dikelilingi oleh empat molekul air pada setiap sudut segi empat, kedudukan kelima dan keenam dari oktahedral ditempati oleh atom oksigen dari anion sulfat, sedangkan molekul air kelima terikat oleh ikatan hidrogen
Salah satu sifat dari logam tembaga yaitu tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3.
3Cu(s)¬ + 8H+(aq) + 2NO3-(aq) 3Cu2+(aq)¬ + 2NO(g) + 4H2O
Logam tembaga dibuat dari tembaga sulfida (Cu2S) yang dioksidasi dengan oksigen.
Cu2S + 2O2 2CuO + SO2
2CuO + Cu2S SO2 + 4Cu
Garam tembaga dalam larutan berwarna biru pucat, karena membentuk ion Cu(H2O)42+. Jika larutan ini ditambah amonia akan menghasilkan ion Cu(NH3)42+ yang berwarna biru pekat. Senyawa CuCl2, Cu2Br2, Cu2I2 sukar larut dalam air dengan Ksp masing-masing 1,9.10-7, 5.10-9, dan 1.10-12. Senyawa Cu2O dan Cu2S dapat dibuat langsung dari unsurnya pada suhu tinggi. Kedua senyawa ini cenderung nonstoikiometrik karena dapat pula sebagian membentuk CuO dan CuS .
Senyawa-senyawa Cu (I) berwarna putih kecuali oksidasinya merah. Sedangkan senyawa Cu (II) hidratnaya biru dan anhidratnya abu-abu. Senyawa-senyawa Cu (II) lebih stabil dalam larutan. Mereka beracun dan mengion yang berwarna gelap (biru gelap) yang terbentuk dengan larutan amonia berlebihan. Cu digunakan buat kabel/kawat/peralatan listrik; dalam logam-logam paduan; monel, perunggu kuningan, perak jerman, perak nikel untuk ketel dan lain-lain .
Secara umum garam tembaga (I) tidak larut dalam air dan tidak berwarna, perilakunya mirip perilaku senyawa perak (I). Mereka mudah dioksidasi menjadi senyawa tembaga (II), yang dapat diturunkan dari tembaga(II) oksida, CuO, hitam. Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat, maupun dalam larutan air; warna ini benar-benar khas hanya untuk ion tetraakuokuprat (II) [Cu(H2O)4]2+ saja. Batas terlihatnya warna ion kompleks tetraakuokuprat(II) (yaitu, warna ion tembaga (II) dalam larutan air), adalah 500 μg dalam batas konsentrasi 1 dalam 104. Garam-garam tembaga (II) anhidrat, seperti tembaga (II) sulfat anhidrat CuSO4, berwarna putih (atau sedikit kuning).
Larutan amonia bila ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit terbentuk endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa). Bila dalam keadaan basah dibiarkan terkena udara, tembaga (II) sulfida cenderung teroksidasi menjadi tembaga (II) sulfat, dan karenanya menjadi dapat larut dalam air. Banyak sekali panas yang dilepaskan pada proses ini .
Banyak senyawa bergabung dengan air memebentuk hidrat. Dengan senyawa ini, air bergabung secara kimiawi, meskipun hampir semua hidrat mudah melepaskan air bila dipanaskan. Fakta yang membuktikan bahwa hidrat itu adalah senyawa bukan campuran ialah:
a. Air terdapat dalam berbandingan tertentu. Misalnya hidrat tembaga sulfat mengandung 36,07% air.
b. Sifat fisis hidrat berbeda dari sulfat anhidrat. Misalnya hidrat tembaga sulfat berbentuk kristal trikilin berwaerna biru. Sedangkan tembaga sulfat anhidrat berbentuk kristal monoklin berwarna putih.
Suatu zat padat berbentuk lebih dari satu macam hidrat, yang masing-masing stabil dalam suasana tertentu. Tembaga sulfat dapat membentuk tiga macam hidrat yaitu penta hidrat, CuSO4. 5H2O, trihidrat CuSO4. 3H2O dan monohidrat, CuSO4. H2O.
Tentukan sulfat biasanya dibuat secara komersial dengan dua cara:
a. Tembaga ioksidasi dalam larutan yang mengandung H2SO4
2Cu + H2SO4 + O2 2CuSO4 + H2O
b. Tembaga [II] sulfida dioksida dalam dalam udara
2CuS + 2O2 CuSO4
Senyawa tembaga dalam konsentrasi tinggi merupakan racun bagi kebenyakan benda hidup. Oleh karena itu senyawa tembaga digunakan dalam insektisida dan fungisida. Namun adalah sangat menarik bahwa di dekat daerah yang tanahnya tidak mengandung tembaga terdapat penyakit dan kelainan pada tumbuhan-tumbuhan.
Di beberapa daerah di Australia, yang tanahnya tidak mengandung tembaga ditemukan penyakit pada domba yang mengakibatkan pengaruh pad asistem syaraf, anemia dan kerusakan pada wol; meskipun untuk mengatasi kelainan hanya diperlukan sangat sedikit tembaga.
Tembaga sulfat penta hidrat, CuSO4.5H2O sering disebut birufitriol. Senyawa ini biasanya digunakan sebagai elektrolik dalam pemurnian tembaga secara elektrolisis; dalam poengetikan listrik [electrotyping] dalam beberapamacam bakteri, dalam percetakan cap kain mori atau balacu dan sebagai bubur bordeaux untuk memusnakan jamur tanaman.
Kertas Saring
D. ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan
Beker gelas 1000 ml Bahan: gelas borosilikat. Volume : 1000 ml. Berskala teratur dan permanen warna putih, tingkatan untuk percobaan siswa. Kegunaan Tempat untuk percobaan, proses difusi osmosis.
Gelas ukur 100 ml Gelas dengan penutup. Dasar bundar, Tingkatan: untuk siswa. Kapasitas: 100 ml. Kegunaan Untuk mengukur volume larutan
Neraca analisis : digunakan untuk menimbang padatan kimia.
Batang pengaduk Batang gelas, dengan ujung bulat dan ujung yang lain pipih. Panjang 15 cm. Kegunaan Pengocok larutan.
Corong spatula pipet penangas
Kertas Saring
Bahan yang digunakan
H2SO4 Pekat HNO3 pekat Keping tembaga
E. PROSEDUR KERJA
- Memasukan dalam gelas kimia.
- Menambahkan 1,7 ml H2SO4 pekat.
- Memasukkan 1 gram keeping tem.baga
- Menambahkan 2,5 mL HNO3 pekat.\
- Mengaduk sehingga semua tembaga larut.
- Memanaskan ± 15 menit.
- Menyaring
- Mendinginkan dalam dexikator selama 7 hari.
- Mencuci dengan aquades berulang kali.
- Melarutkan kembali dengan air panas.
- Menimbang .
F. HASIL PENGAMATAN
Perlakuan Hasil Pengamatan
- 10 mL air + 1,7 mL H2SO4 pekat
- Larutan H2SO4 larut dalam air.
- Larutannya bening
- Menambahkan 1 gram Cu dan manambahkan 2,5 mL HNO3 pekat
- Tembaga larut dalam larutan dan warna larutan menjadi biru, dan terdapat uap cokelat
- Memanaskan larutan - Gas yang terbentuk berwarna coklat
- Menyaring larutan - Terbentuk filtrat dan residu
- Filtratnya didinginkan - Terbentuk Kristal yang berwarna biru dan menyerupai jarum
- Melarutkan dengan air panas - Kristal larut kembali
- Didinginkan - Terbentuk Kristal berwarna biru
- Menimbang - Berat Kristal
G. Perhitungan
Diketahui :
m Cu = 1 gram
m kristal = gram
BM CuSO4.5H2O = 249,55 g/mol
BA Cu = 63,55 g/mol
Ditanya : Rendemen = …..?
Jawab :
Reaksi : Cu2+ + SO42- + 5H2O → CuSO4.5H2O
Mol Cu = 1 / 63,55 = 0,0157 mol
mol CuSO4.5H2O = mol Cu = 0,0157 mol
Massa CuSO4.5H2O = mol CuSO4.5H2O x BM CuSO4.5H2O
= 0,0157 mol x 249,55 gram/mol
= 3,917 gram
Rendemen = / 3,917 × 100%
= %
H. PEMBAHASAN
Tembaga merupakan suatu logam yang memiliki warna kemerah-merahan. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, dan merupakan konduktor yang bagus untuk aliran elektron (kedua setelah perak dalam hal ini).Tembaga adalah suatu komponen dari berbagai enzim yang diperlukan untukmenghasilkan energi, anti oksidasi dan sintesa hormon adrenalin serta untuk pembentukan jaringan ikat.Tembaga mempunyai beberapa fungsi dalam pembentukan klorofil, walau unsur ini tidak terkandung dalam klorofil. Tembaga juga diperlukan dalam proses pertumbuhan sel darah merah yang masih muda, bila kekurangan sel darah merah yang dihasilkan akan berkurang.
Dalam eksperimen modul ini, akan dilakukan percobaan pembuatan tembaga (II) sulfat, yang kemudian pada akhirnya akan terbentuk kristal tembaga (II) sulfat.
Prosedur awal yang kita lakukan adalah memasukkan 10 mL aquades ke dalam gelas kimia, yang selanjutnya menambahkan 1,7 mL asam sulfat pekat. Setelah itu dilanjutkan dengan menambahkan dengan ± 1 gram tembaga sehingga terbentuk campuran larutan dari ketiga zat tersebut. Selanjutnya kita menambahkan campuran larutan tersebut dengan 2,5 mL asam nitrat pekat. Adapaun tujuan dari Penambahan asam sulfat tersebut agar terbentuknya garam CuSO4. Persamaan reaksinya yang terjadi adalah sebagai berikut :
Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O
atau
Cu + 2H2SO4 Cu2+ + SO42- + SO2 + 2H2O
Dalam reaksi diatas, kita dapat menarik kesimpulan bahwa asam sulfat bersifat sebagai oksidator. Dimana zat yang dioksidasi adalah logam tembaga. Logam tembaga mengalami oksidasi yang ditandai dengan naiknya bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Dengan demikian, asam sulfat mengalami reduksi dimana belerang mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +6 menjadi +4, baik pada gas SO2 maupun pada ion SO42- atau tembaga (II) sulfat.
Sedangkan tujuan dari penambahan asam nitrat pekat adalah untuk mengaktifkan tembaga agar ia dapat bereaksi dengan asam sulfat. Dari penambahan asam nitrat pekat ini menyebabkan tembaga melarut dan larutan menjadi berwarna biru keruh serta terdapat uap berwarna coklat. Uap ini terbentuk sebagai akibat tembaga yang direaksikan dengan asam nitrat pekat. Karena pada percobaan ini diperlukan waktu yang tidak sedikit dari reaksi antara tembaga dan asam nitrat pekat, maka dalam proses ini diperlukan pengadukan sampai seluruh tembaga larut. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4 H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu2+ + 6NO3- + 2NO + 4 H2O
Sama halnya dengan penambahan asam sulfat, asam nitrat juga merupakan oksidator pada reaksi diatas dengan mengoksidasi logam tembaga sehingga tembaga mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2 sebagaimana pada reaksi dengan asam sulfat diatas. Karena berssifat oksidator, maka asam nitrat mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +5 menjadi +2 pada senyawa NO.
Dalam proses penambahan asam nitrat pekat tersebut menyebabkan logam tembaga melarut dan larutannya menjadi berwarna biru keruh serta terdapat uap berwarna coklat tua. Uap ini terbentuk sebagai akibat dari tembaga yang direaksikan dengan asam nitrat pekat. Dalam proses ini kita lakukan pengadukan sedikit lebih lama, karena kita lakukan pengadukan sampai tembaga bener-benar larut. Sehingganya pada percobaan ini, kepingan tembaga yang kita pakai harus dipotong sekecil mungkin.
Prosedur selanjutnya setelah penambahan beberapa senyawa diatas, campuran dipanaskan dengan tujuan untuk mempercepat proses reaksi. Selain itu, tujuan dari pemanasan ini adalah untuk memperbesar hasil kali dari ion-ionnya dan memperkecil harga hasil kali kelarutannya (Ksp), sehingga hal ini dapat membentuk endapan kristal. Kristal yang terbentuk inilah yang dinamakan tembaga (II) sulfat. Proses pemanasan ini sendiri kita hentikan ketika gas sudah berwarna coklat muda. Persamaan reaksi yang secara lengkapnya adalah sebagai berikut:
Cu+ 3H2O + H2SO4+2HNO3 → CuSO4+5H2O+2NO2
Dari proses pemanasan yang dilakukan, terbentuk larutan berwarna biru tua. Untuk memisahkan antara filtrat dengan endapan (zat pengotor) maka dilakukan penyaringan. Proses penyaringan sendiri tidak dilakukan ketika larutan pada keadaan dingin, tetapi pada saat larutan tersebut masih panas. Tujuannya agar pembentukan kristal yang tidak diharapkan (kristal yang masih mengandung zat pengotor) dapat terhindar. Dari hasil proses penyaringan, diperoleh larutan berwarna biru tua dengan endapan (yang mengandung zat pengotor) berwarna biru muda. Setelah itu, filtrat yang telah disaring didinginkan didalam eksikator untuk mendapatkan kristal dari tembaga (II) sulfat.
Persamaan reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut:
Cu(NO3)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2HNO3
CuSO4 + 5H2O → CuSO4.5H2O
Setelah didinginkan dan, diperoleh kristal berwarna biru serta bentuknya sendiri menyerupai jarum. Untuk mendapatkan kristal yang murni, maka dilakukan proses pencucian dan di larutkan kembali dengan air panas, sehingga kristal larut kembali.
Prosedur selanjutnya didinginkan kembali dalam eksikator selama 5 hari sehingga nantinya diperoleh zat yang diinginkan yang bebas dari zat pengotor. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Cu2++3H2O+H2SO4+2HNO3→CuSO4.5H2O+ 2NO2
Prosedur akhir yaitu kita lakukan penimbangan. Dari hasil penimbangan didapatkan massa kristal CuSO4.5H2O sebesar gram dan dari hasil perhitungan diperoleh rendemen kristal tersebut sebesar %.
I. KESIMPULAN
Pembuatan kristal CuSO4.5H2O dapat dilakukan dengan mereaksikan logam tembaga dengan asam sulfat pekat dan asam nitrat pekat serta dengan air, proses pembuatan CuSO4.5H2O diperlukan waktu 5 hari sampai terbentuknya kristal, kristal CuSO4.5H2O merupakan kristal yang berwarna biru, massa kristal CuSO4.5H2O yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebesar gram dan rendemen dari kristal CuSO4.5H2O adalah sebesar %.
DAFTAR PUSTAKA
Keenan, Kleinfelter, Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam. Erlangga. Jakarta.
Dickey, R. D. 1972. Identification and Correction of Copper Deficiency of Rhododendron Simsi ‘George Lindley Taber’ Cuttings.
http://www.google.com_Diakses_29_november_2010
Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga
4. Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.Jakarta.
Team teaching praktikum kimia Anorganik. 2010. Modul Praktikum Kimia Anorganik. Gorontalo : UNG
http://www.Pembuatan_CuSO4.5H2«Annisanfushie’s_Weblog.html
Garam mohr
PERCOBAAN VIII
A. JUDUL
“GARAM MOHR (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O”
B. TUJUAN PERCOBAAN
1. Membuat kristal besi (II) ammonium sulfat (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O yang biasanya disebut garam Mohr.
2. Menentukan banyaknya/besarnya air kristal dalam garam Mohr hasil sintesa.
C. DASAR TEORI
Unsur besi (Fe) dalam suatu system Periodik Unsur (SPU) termasuk ke dalam golongan VIII. Besi dapat dibuat dari biji besi dalam tungku pemanas. Biji besi biasanya mengandung Fe2O3 yang dikotori oleh pasir (SiO2) sekitar 10%, serta sedikit senyawa sulfur, fosfor, aluminium, dan mangan. Besi dapat pula dimagnetkan.
Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat dimagnitkan. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi. Pada mana dihasilkan garam-garam besi(II) dan gas hidrogen
(Vogel, 1979).
Garam-garam besi (II) atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO dalam larutan. Garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efeknya dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan untuk waktu yang agajk lama (Setiono, 1985).
Garam besi (II) sulfat dapat bergabung dengan garam-garam sulfat dari garam alkali, membentuk suatu garam rangkap dengan rumus umum yang dapat digambarkan sebagai M2Fe(SO4)6H2O, dimana M merupakan simbol dari logam-logam, seperti K, Rb, Cs dan NH4. Rumus ini merupakan gabungan dua garam dengan anion yang sama atau identik yaitu M2SO4FeSO4.6H2O.
Endapan pasir besi, dapat memiliki mineral-mineral magnetik seperti magnetik (Fe3O4), hematit (α- Fe2O3), dan maghemit (γ- Fe2O3). Mineral-mineral tersebut mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai bahan industri. Magnetit, misalnya, dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk tinta kering (toner) pada mesin photo-copy dan printer laser, sementara maghemit adalah bahan utama untuk pita-kaset.
Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi Fe (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini; dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Garam-garam besi (III) atau feri diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. Mereka lebih stabil daripada garam besi (II). Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe3+ yang berwarna kuning muda; jika larutan mengandung klorida, warna menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II). Ion ferro [Fe(H2O)6]2+ memberikan garam berkristal.
http://safrizale.blogspot.com/2010/11/garam-mohr-nh426h2o.html
Besi yang sangat halus bersifat pirofor. Logamnya mudah larut dalam asam mineral. Dengan asam bukan pengoksidasi tanpa udara, diperoleh Fe2+. Dengan adanya udara atau bila digunakan HNO3 encer panas, sejumlah besi menjadi Fe (III). Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada mana dihasilkan garam-garam besi (II) dan gas hydrogen. Besi murni cukup reaktif. Dalam udara lembap cepat teroksidasi memberikan besi (III) oksida hidrat (karat) yang tidak sanggup melindungi, karena zat ini hancur dan membiarkan permukaan logam yang baru terbuka.
Pemisahan pasir besi dilakukan dengan cara mekanik, yaitu menggunakan mekanik separator, dengan cara ini dihasilkan konsentrasi pasir besi. Selanjutnya dengan menambahkan bahan pengikat dan memanaskan kuat, konsentrasi pasir besi dijadikan butiran besi (pellet). Pellet ini dapat dibentuk menjadi besi setengah jadi (billet).
Pemisahan besi dilakukan dengan mereduksi besi oksida menggunakan kokas dalam tanur. Besi yang diperoleh mengandung 95% Fe dan 3-4% O, serta sedikit campuran besi kasar lantakan (pigiron). Besi tuang diperoleh dengan menuangkan besi kasar dan rapuh dan hanya digunakan jika tidak menahan getaran mekanik atau panas misalnya pada mesin dan rem.
Suatu bahan yang digunakan dalam proses peleburan besi yaitu biji besi, batu kapur (CaCO3) dan kokas(C). Semua dimasukkan dari atas menara. Pada bagian bawah dipompakan udara yang mengandung oksigen. Salah satu kereakitfan besi yang merugikan secara ekonomi adalah korosi, penyebabnya adalah udara dan uap air membentuk Fe2O3. Bilangan oksidasi besi adalah +2 dan +3, tetapi umumnya besi (II) lebih mudah teroksidasi spontan menjadi besi (III). Oksidasi besi yang telah dikenal adalah FeO, Fe2O3, dan Fe3O4. Oksidasi FeO sulit dibuat karena terdisproporsionasi menjadi Fe dan Fe2O3.
Adapun sifat-sifat yang dimiliki dari unsur besi yaitu besi mudah berkarat dalam udara lembab dengan terbentuknya karat (Fe2O3.nH2O), yang tidak melindungi besinya dari perkaratan lebih lanjut, maka dari itu biasanya besi di tutup dengan lapisan logam zat – zat lain seperti timah, nikel, seng dan lain-lain. Suatu besi jika dalam keadaan pijar besi dapat menyusul O dan H2O (uap) dengan membentuk H2 dan Fe3O4. Sedangkan jika di pijarkan di udara, besi akan membentuk Fe2O3 (ferri oksida) dan menggerisik, serta jika suatu besi tidak termakan oleh basa, besi dapat larut dalam asam sulfat encer dan asam klorida dengan membentuk H2, asam sulfat pekat tidak memakan besi.
Garam-garam unsur triad besi biasanya terkristal dari larutan sebagai hidrat. Jika diletakkan pada uap lembab atmosfer, tergantung pada tekanan parsial H2O, hidrat dapat terjadi dalam warna-warna yang berbeda. Pada udara kering, air hidrat lepas dan padatan berangsur-angsur berubah warna menjadi merah muda. Senyawa besi (II) menghasilkan endapan biru turnbull, jika direaksikan dengan heksasianoferrat (III).
Besi membentuk dua deret garam yang penting. Garam-garam besi (II) (atau ferro) diturunkan dari besi (II) oksida , FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion-ion gabungan dan kompleks-kompleks yang berwarna tua adalah juga umum. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasi menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini, dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasi ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan untuk waktu yang agak lama.
Untuk garam rangkap dengan M adalah NH4, ang dibuat dengan jumlah mol besi (II) sulfat dan ammonium sulfat sama, maka hasil ini dikenal dengan garam mohr. Garam mohr dibuat dengan mencampurkan kedua garam sulfat dari besi (II) dan ammonium, dimana masing-masing garam dilarutkan samapi jenuh dan pada besi (II) ditambahkan sedikit asam. Pada saat pendinginan hasil campuran pada kedua garam di atas akan diperoleh kristal yang berwarna hijau kebiru-biruan dengan bentuk monoklin. Garam mohr tidak lain adalah garam rangkap besi (II) ammonium sulfat dengan rumus molekul (NH4)2FeSO46H2O atau (NH4)2(SO4)26H2O
(Azis, 2007).
Garam mohr, besi ammonium sulfat, merupakan garam rangkap dari besi sulfat dan ammonium sulfat dengan rumus molekul [NH4]2[Fe][SO4]2•6H2O. Garam mohr lebih disukai dari pada besi (II) sulfat untuk proses titrasi karena garam mohr tidak mudah terpengaruh oleh oksigen bebas di uadara/ tidak mudah teroksidasi oleh udara bebas dibandingkan besi (II) sulfat.
Garam Mohr (NH4)2SO4.[Fe(H2O)6]SO4 cukup stabil terhadap udara dan terhadap hilangnya air, dan umumnya dipakai untuk membuat larutan baku Fe2+ bagi analisis volumetrik dan sebagai zat pengkalibrasi dalam pengukuran magnetik. Sebaliknya FeSO4.7H2O secara lambat melapuk dan berubah menjadi kuning coklat bila dibiarkan dalam udara. Penambahan HCO3- atau SH- kepada larutan akua Fe2+ berturut-turut mengendapkan FeCO3 dan FeS. Ion Fe2+ teroksidasi dalam larutan asam oleh udara menjadi Fe3+. Dengan ligan-ligan selain air yang ada, perubahan nyata dalam potensial bias terjadi, dan system Fe2+-Fe3+ merupakan contoh yang baik sekali mengenai efek ligan kepada kestabilan relatif dari tingkat oksidasi.
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohr_salt
D. ALAT DAN BAHAN
Penangas Air Kertas Saring Corong
Neraca Analitik Gelas Ukur Pipet Tetes Gelas Kimia
Bahan-bahan yang digunakan antara lain:
a. Serbuk besi
b. Larutan H2SO4 10%
c. Amonia pekat
d. Aquadest
E. PROSEDUR KERJA
F. HASIL PENGAMATAN
1. Larutan A
Perlakuan Pengamatan
Dilarutkan 0,7 gr besi dalam 100 ml H2SO4 10%
Dipanaskan
Disaring larutan ketika masih panas
Ditambahkan 5 tetes asam sulfat pada filtrat
Diuapkan larutan
Larutan berwarna bening
Larutan berwarna kehijauan
2. Larutan B
Perlakuan Pengamatan
Dinetralkan 10 ml H2SO4 dengan amoniak
Diuapkan larutan
Larutan bening
3. Dicampurkan larutan A dan B
Langkah Kerja Hasil Pengamatan
Dicampurkan larutan A dan B ketika masih panas
Didinginkan
Dipisahkan larutan dengan endapan yang terbentuk dengan kertas saring
Ditimbang kristal yang diperoleh Larutan berwarna hijau muda dengan endapan putih
Terbentuk kristal-kristal garam
G. PERHITUNGAN
• Mencari mol garam mohr
Mol Fe = mol garam mohr
Mol Fe = gr Fe/ Mr Fe
= 0,7 /56
= 0,0125 Mol
• Mencari massa garam mohr
Gr = Mol Mohr x Mr Mohr
= 0,0125 x 390
= 4,875 gr
• Kemurnian
Kemurnian = Garam mohr percobaan / Garam mohr teori x 100 %
= 0,2 gr / 4,875 gr x 100 %
= 4,103 %
H. PEMBAHASAN
Banyak sekali reaksi yang digunakan dalam analisis anorganik kualitatif melibatkan pembentukkan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan mungkin berupa kristal (kristalin) atau koloid, dan dapat dikeluarkan dari larutan dengan penyaringan atau pemusingan (sentrifuge), seperti yang dilakukan pada percobaan ini yakni pembuatan garam mohr.
Garam mohr tidak lain adalah garam rangkapdari besi sulfat dan ammonium sulfat dengan rumus molekul (NH4)2FeSO46H2O atau (NH4)2(SO4)26H2O.
Telah diketahui bahwa besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan kuat. Ia melebur pada 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni; biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfide dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. besi dapat dimagnetkan.
Dalam eksperimen kali ini, dilakukan pembuatan salah satu dari garam besi, yaitu garam Mohr yang memiliki rumus (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, dimana garam ini merupakan padatan kristal berstruktur monoklin, berwarna hijau kebiruan, stabil di udara. Pembuatan garam Mohr ini dilakukan beberapa tahap yang meliputi pembuatan larutan A, larutan B, dan pencampuran antara kedua larutan tersebut.
Proses pembuatan garam mohr diawali dengan mereaksikan 0,7 gr besi dengan 100 ml H2SO4 10 % melalui pemanasan sampai volume campuran sisa separuh dari volume awal campuran. Pada saat proses pemanasana, terjadi reaksi yaitu larutannya menjadi bening. Kemudian larutan yang sudah dipanaskan tadi kita saring menggunkan kertas saring.
Adapun tujuan dari penyaringan adalah untuk menghindari terbentuknya kristal pada suhu yang rendah dan tujuan dari pemanasan adalah adalah sebagai katalis yaitu untuk mempercepat terjadinya reaksi sehingga hampir semua besi dapat melarut. Larutan ini terus diuapkan dengan tujuan untuk mengurangi molekul air yang ada pada larutan. Larutan ini digunakan untuk menstabilkan kristal vitrol yang terbentuk. Percobaan ini manghasilkan garam besi (II) sulfat yang merupakan garam besi (II) yang terpenting. Garam-garam besi (II) atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ sehingga berwarna hijau dan Pembentukan FeSO4 dari logam Fe merupakan reaksi elektron berdasarkan prinsip termokimia. Reaksi yang terjadi yaitu:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2
Selanjutnya filtrat hasil saringan ditambahkan asam sulfat pekat dengan pemanasan/penguapan sampai terbentuk kristal pada permukaan larutan, diangap sebagai larutan A. pada saat proses penguapan larutan berwarna kehijauan
Pada wadah yang berbeda direaksikan 10 ml H2¬SO4 dengan ammonia pekat, dengan pemanasan sampai larutan jenuh yang ditandai dengan tampaknya dua fase dalam larutan, dianggap sebagai larutan B. pada saat pemanasan larutan bening. Reaksi yang terjadi yaitu:
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Prosedur berikutnya dalam keadaan panas, kedua larutan dicampurkan dalam wadah porselin dan didinginkan pada deksikator sampai terbentuk endapan berupa Kristal. Selanjutnya dilakukan penyaringan untuk memisahkan kristal dari cairannya.
Selanjutnya Kristal garam mohr yang sudah terbentuk ditimbang dengan neraca analitik dan didapatkan 0,2 gram. Dari data yang diperoleh, maka didapatkan kemurnian garam mohr adalah 4,103 %. Bentuk kristal garam mohr adalah monoklin dengan warna hijau muda. Dalam senyawa kompleks Fe2+ berperan sebagai atom pusat dengan H2O sebagai ligannya. Adapun reaksi yang berlangsung yaitu :
FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O → (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O
Agar diperoleh garam mohr yang murni dilakukan rekristalisasi, dengan melarutkan kembali kristal dengan sedikit mungkin aquades panas. Dalam proses pembuatan garam selalu dilakukan dengan pemanasan, tujuan dilakukannya pemanasan agar campuran menjadi jenuh sehingga dapat terbentuk endapan. Karena endapan dapat terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Dari proses pembuatan garam mohr terlihat jelas bahwasanya garam mohr terbentuk dari gabungan dua garam.
Garam merupakan suatu bentuk dari kristal. Kristal adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya “terpasang” pada kisi atau struktur kristal yang sama. Tetapi secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal.
Struktur kristal mana yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. Meski proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristalin, dalam keadaan tertentu cairannya bisa membeku dalam bentuk non-kristalin. Dalam banyak kasus, ini terjadi karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non-kristalin biasa disebut bahan amorf atau seperti gelas.
I. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu garam Mohr merupakan senyawa kompleks besi dengan ligan amonium dan sulfat dengan rumus molekul (NH4)2Fe(SO4)2. 6H2O. Pembuatan garam mohr dilakukan dengan cara kristalisasi, yaitu melalui penguapan, dan didapatkan kristal berwarna hijau muda. Campuran besi (II) sulfat dengan larutan amonium sulfat akan menghasilkan suatu garam, yang sering disebut dengan garam mohr. Garam mohr stabil diudara dan larutannya tidak mudah dioksidasi oleh oksigen diatmosfer.
DAFTAR PUSTAKA
Team Teaching. 2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Gorontalo: Jurusan Pendidikan Kimia.
Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung: ITB.
Mufit, Fatni dkk. 2006 Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi dari Pantai Sanur Pariaman, Sumatera Barat.
Svehla, G. 1990. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I. Jakarta: PT Kalman Media Pusaka.
Harjadi, W. 1989. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: Erlangga.
Cotton and Wikinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI- Press.
http://duniainikecil.wordpress.com/2010/11/07/garam-mohr/
http://safrizale.blogspot.com/2010/11/garam-mohr-nh426h2o.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohr_salt
A. JUDUL
“GARAM MOHR (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O”
B. TUJUAN PERCOBAAN
1. Membuat kristal besi (II) ammonium sulfat (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O yang biasanya disebut garam Mohr.
2. Menentukan banyaknya/besarnya air kristal dalam garam Mohr hasil sintesa.
C. DASAR TEORI
Unsur besi (Fe) dalam suatu system Periodik Unsur (SPU) termasuk ke dalam golongan VIII. Besi dapat dibuat dari biji besi dalam tungku pemanas. Biji besi biasanya mengandung Fe2O3 yang dikotori oleh pasir (SiO2) sekitar 10%, serta sedikit senyawa sulfur, fosfor, aluminium, dan mangan. Besi dapat pula dimagnetkan.
Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat dimagnitkan. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi. Pada mana dihasilkan garam-garam besi(II) dan gas hidrogen
(Vogel, 1979).
Garam-garam besi (II) atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO dalam larutan. Garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efeknya dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan untuk waktu yang agajk lama (Setiono, 1985).
Garam besi (II) sulfat dapat bergabung dengan garam-garam sulfat dari garam alkali, membentuk suatu garam rangkap dengan rumus umum yang dapat digambarkan sebagai M2Fe(SO4)6H2O, dimana M merupakan simbol dari logam-logam, seperti K, Rb, Cs dan NH4. Rumus ini merupakan gabungan dua garam dengan anion yang sama atau identik yaitu M2SO4FeSO4.6H2O.
Endapan pasir besi, dapat memiliki mineral-mineral magnetik seperti magnetik (Fe3O4), hematit (α- Fe2O3), dan maghemit (γ- Fe2O3). Mineral-mineral tersebut mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai bahan industri. Magnetit, misalnya, dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk tinta kering (toner) pada mesin photo-copy dan printer laser, sementara maghemit adalah bahan utama untuk pita-kaset.
Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi Fe (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini; dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Garam-garam besi (III) atau feri diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. Mereka lebih stabil daripada garam besi (II). Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe3+ yang berwarna kuning muda; jika larutan mengandung klorida, warna menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II). Ion ferro [Fe(H2O)6]2+ memberikan garam berkristal.
http://safrizale.blogspot.com/2010/11/garam-mohr-nh426h2o.html
Besi yang sangat halus bersifat pirofor. Logamnya mudah larut dalam asam mineral. Dengan asam bukan pengoksidasi tanpa udara, diperoleh Fe2+. Dengan adanya udara atau bila digunakan HNO3 encer panas, sejumlah besi menjadi Fe (III). Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada mana dihasilkan garam-garam besi (II) dan gas hydrogen. Besi murni cukup reaktif. Dalam udara lembap cepat teroksidasi memberikan besi (III) oksida hidrat (karat) yang tidak sanggup melindungi, karena zat ini hancur dan membiarkan permukaan logam yang baru terbuka.
Pemisahan pasir besi dilakukan dengan cara mekanik, yaitu menggunakan mekanik separator, dengan cara ini dihasilkan konsentrasi pasir besi. Selanjutnya dengan menambahkan bahan pengikat dan memanaskan kuat, konsentrasi pasir besi dijadikan butiran besi (pellet). Pellet ini dapat dibentuk menjadi besi setengah jadi (billet).
Pemisahan besi dilakukan dengan mereduksi besi oksida menggunakan kokas dalam tanur. Besi yang diperoleh mengandung 95% Fe dan 3-4% O, serta sedikit campuran besi kasar lantakan (pigiron). Besi tuang diperoleh dengan menuangkan besi kasar dan rapuh dan hanya digunakan jika tidak menahan getaran mekanik atau panas misalnya pada mesin dan rem.
Suatu bahan yang digunakan dalam proses peleburan besi yaitu biji besi, batu kapur (CaCO3) dan kokas(C). Semua dimasukkan dari atas menara. Pada bagian bawah dipompakan udara yang mengandung oksigen. Salah satu kereakitfan besi yang merugikan secara ekonomi adalah korosi, penyebabnya adalah udara dan uap air membentuk Fe2O3. Bilangan oksidasi besi adalah +2 dan +3, tetapi umumnya besi (II) lebih mudah teroksidasi spontan menjadi besi (III). Oksidasi besi yang telah dikenal adalah FeO, Fe2O3, dan Fe3O4. Oksidasi FeO sulit dibuat karena terdisproporsionasi menjadi Fe dan Fe2O3.
Adapun sifat-sifat yang dimiliki dari unsur besi yaitu besi mudah berkarat dalam udara lembab dengan terbentuknya karat (Fe2O3.nH2O), yang tidak melindungi besinya dari perkaratan lebih lanjut, maka dari itu biasanya besi di tutup dengan lapisan logam zat – zat lain seperti timah, nikel, seng dan lain-lain. Suatu besi jika dalam keadaan pijar besi dapat menyusul O dan H2O (uap) dengan membentuk H2 dan Fe3O4. Sedangkan jika di pijarkan di udara, besi akan membentuk Fe2O3 (ferri oksida) dan menggerisik, serta jika suatu besi tidak termakan oleh basa, besi dapat larut dalam asam sulfat encer dan asam klorida dengan membentuk H2, asam sulfat pekat tidak memakan besi.
Garam-garam unsur triad besi biasanya terkristal dari larutan sebagai hidrat. Jika diletakkan pada uap lembab atmosfer, tergantung pada tekanan parsial H2O, hidrat dapat terjadi dalam warna-warna yang berbeda. Pada udara kering, air hidrat lepas dan padatan berangsur-angsur berubah warna menjadi merah muda. Senyawa besi (II) menghasilkan endapan biru turnbull, jika direaksikan dengan heksasianoferrat (III).
Besi membentuk dua deret garam yang penting. Garam-garam besi (II) (atau ferro) diturunkan dari besi (II) oksida , FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion-ion gabungan dan kompleks-kompleks yang berwarna tua adalah juga umum. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasi menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini, dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasi ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan untuk waktu yang agak lama.
Untuk garam rangkap dengan M adalah NH4, ang dibuat dengan jumlah mol besi (II) sulfat dan ammonium sulfat sama, maka hasil ini dikenal dengan garam mohr. Garam mohr dibuat dengan mencampurkan kedua garam sulfat dari besi (II) dan ammonium, dimana masing-masing garam dilarutkan samapi jenuh dan pada besi (II) ditambahkan sedikit asam. Pada saat pendinginan hasil campuran pada kedua garam di atas akan diperoleh kristal yang berwarna hijau kebiru-biruan dengan bentuk monoklin. Garam mohr tidak lain adalah garam rangkap besi (II) ammonium sulfat dengan rumus molekul (NH4)2FeSO46H2O atau (NH4)2(SO4)26H2O
(Azis, 2007).
Garam mohr, besi ammonium sulfat, merupakan garam rangkap dari besi sulfat dan ammonium sulfat dengan rumus molekul [NH4]2[Fe][SO4]2•6H2O. Garam mohr lebih disukai dari pada besi (II) sulfat untuk proses titrasi karena garam mohr tidak mudah terpengaruh oleh oksigen bebas di uadara/ tidak mudah teroksidasi oleh udara bebas dibandingkan besi (II) sulfat.
Garam Mohr (NH4)2SO4.[Fe(H2O)6]SO4 cukup stabil terhadap udara dan terhadap hilangnya air, dan umumnya dipakai untuk membuat larutan baku Fe2+ bagi analisis volumetrik dan sebagai zat pengkalibrasi dalam pengukuran magnetik. Sebaliknya FeSO4.7H2O secara lambat melapuk dan berubah menjadi kuning coklat bila dibiarkan dalam udara. Penambahan HCO3- atau SH- kepada larutan akua Fe2+ berturut-turut mengendapkan FeCO3 dan FeS. Ion Fe2+ teroksidasi dalam larutan asam oleh udara menjadi Fe3+. Dengan ligan-ligan selain air yang ada, perubahan nyata dalam potensial bias terjadi, dan system Fe2+-Fe3+ merupakan contoh yang baik sekali mengenai efek ligan kepada kestabilan relatif dari tingkat oksidasi.
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohr_salt
D. ALAT DAN BAHAN
Penangas Air Kertas Saring Corong
Neraca Analitik Gelas Ukur Pipet Tetes Gelas Kimia
Bahan-bahan yang digunakan antara lain:
a. Serbuk besi
b. Larutan H2SO4 10%
c. Amonia pekat
d. Aquadest
E. PROSEDUR KERJA
F. HASIL PENGAMATAN
1. Larutan A
Perlakuan Pengamatan
Dilarutkan 0,7 gr besi dalam 100 ml H2SO4 10%
Dipanaskan
Disaring larutan ketika masih panas
Ditambahkan 5 tetes asam sulfat pada filtrat
Diuapkan larutan
Larutan berwarna bening
Larutan berwarna kehijauan
2. Larutan B
Perlakuan Pengamatan
Dinetralkan 10 ml H2SO4 dengan amoniak
Diuapkan larutan
Larutan bening
3. Dicampurkan larutan A dan B
Langkah Kerja Hasil Pengamatan
Dicampurkan larutan A dan B ketika masih panas
Didinginkan
Dipisahkan larutan dengan endapan yang terbentuk dengan kertas saring
Ditimbang kristal yang diperoleh Larutan berwarna hijau muda dengan endapan putih
Terbentuk kristal-kristal garam
G. PERHITUNGAN
• Mencari mol garam mohr
Mol Fe = mol garam mohr
Mol Fe = gr Fe/ Mr Fe
= 0,7 /56
= 0,0125 Mol
• Mencari massa garam mohr
Gr = Mol Mohr x Mr Mohr
= 0,0125 x 390
= 4,875 gr
• Kemurnian
Kemurnian = Garam mohr percobaan / Garam mohr teori x 100 %
= 0,2 gr / 4,875 gr x 100 %
= 4,103 %
H. PEMBAHASAN
Banyak sekali reaksi yang digunakan dalam analisis anorganik kualitatif melibatkan pembentukkan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan mungkin berupa kristal (kristalin) atau koloid, dan dapat dikeluarkan dari larutan dengan penyaringan atau pemusingan (sentrifuge), seperti yang dilakukan pada percobaan ini yakni pembuatan garam mohr.
Garam mohr tidak lain adalah garam rangkapdari besi sulfat dan ammonium sulfat dengan rumus molekul (NH4)2FeSO46H2O atau (NH4)2(SO4)26H2O.
Telah diketahui bahwa besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan kuat. Ia melebur pada 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni; biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfide dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. besi dapat dimagnetkan.
Dalam eksperimen kali ini, dilakukan pembuatan salah satu dari garam besi, yaitu garam Mohr yang memiliki rumus (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, dimana garam ini merupakan padatan kristal berstruktur monoklin, berwarna hijau kebiruan, stabil di udara. Pembuatan garam Mohr ini dilakukan beberapa tahap yang meliputi pembuatan larutan A, larutan B, dan pencampuran antara kedua larutan tersebut.
Proses pembuatan garam mohr diawali dengan mereaksikan 0,7 gr besi dengan 100 ml H2SO4 10 % melalui pemanasan sampai volume campuran sisa separuh dari volume awal campuran. Pada saat proses pemanasana, terjadi reaksi yaitu larutannya menjadi bening. Kemudian larutan yang sudah dipanaskan tadi kita saring menggunkan kertas saring.
Adapun tujuan dari penyaringan adalah untuk menghindari terbentuknya kristal pada suhu yang rendah dan tujuan dari pemanasan adalah adalah sebagai katalis yaitu untuk mempercepat terjadinya reaksi sehingga hampir semua besi dapat melarut. Larutan ini terus diuapkan dengan tujuan untuk mengurangi molekul air yang ada pada larutan. Larutan ini digunakan untuk menstabilkan kristal vitrol yang terbentuk. Percobaan ini manghasilkan garam besi (II) sulfat yang merupakan garam besi (II) yang terpenting. Garam-garam besi (II) atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ sehingga berwarna hijau dan Pembentukan FeSO4 dari logam Fe merupakan reaksi elektron berdasarkan prinsip termokimia. Reaksi yang terjadi yaitu:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2
Selanjutnya filtrat hasil saringan ditambahkan asam sulfat pekat dengan pemanasan/penguapan sampai terbentuk kristal pada permukaan larutan, diangap sebagai larutan A. pada saat proses penguapan larutan berwarna kehijauan
Pada wadah yang berbeda direaksikan 10 ml H2¬SO4 dengan ammonia pekat, dengan pemanasan sampai larutan jenuh yang ditandai dengan tampaknya dua fase dalam larutan, dianggap sebagai larutan B. pada saat pemanasan larutan bening. Reaksi yang terjadi yaitu:
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Prosedur berikutnya dalam keadaan panas, kedua larutan dicampurkan dalam wadah porselin dan didinginkan pada deksikator sampai terbentuk endapan berupa Kristal. Selanjutnya dilakukan penyaringan untuk memisahkan kristal dari cairannya.
Selanjutnya Kristal garam mohr yang sudah terbentuk ditimbang dengan neraca analitik dan didapatkan 0,2 gram. Dari data yang diperoleh, maka didapatkan kemurnian garam mohr adalah 4,103 %. Bentuk kristal garam mohr adalah monoklin dengan warna hijau muda. Dalam senyawa kompleks Fe2+ berperan sebagai atom pusat dengan H2O sebagai ligannya. Adapun reaksi yang berlangsung yaitu :
FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O → (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O
Agar diperoleh garam mohr yang murni dilakukan rekristalisasi, dengan melarutkan kembali kristal dengan sedikit mungkin aquades panas. Dalam proses pembuatan garam selalu dilakukan dengan pemanasan, tujuan dilakukannya pemanasan agar campuran menjadi jenuh sehingga dapat terbentuk endapan. Karena endapan dapat terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Dari proses pembuatan garam mohr terlihat jelas bahwasanya garam mohr terbentuk dari gabungan dua garam.
Garam merupakan suatu bentuk dari kristal. Kristal adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya “terpasang” pada kisi atau struktur kristal yang sama. Tetapi secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal.
Struktur kristal mana yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. Meski proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristalin, dalam keadaan tertentu cairannya bisa membeku dalam bentuk non-kristalin. Dalam banyak kasus, ini terjadi karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non-kristalin biasa disebut bahan amorf atau seperti gelas.
I. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu garam Mohr merupakan senyawa kompleks besi dengan ligan amonium dan sulfat dengan rumus molekul (NH4)2Fe(SO4)2. 6H2O. Pembuatan garam mohr dilakukan dengan cara kristalisasi, yaitu melalui penguapan, dan didapatkan kristal berwarna hijau muda. Campuran besi (II) sulfat dengan larutan amonium sulfat akan menghasilkan suatu garam, yang sering disebut dengan garam mohr. Garam mohr stabil diudara dan larutannya tidak mudah dioksidasi oleh oksigen diatmosfer.
DAFTAR PUSTAKA
Team Teaching. 2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Gorontalo: Jurusan Pendidikan Kimia.
Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung: ITB.
Mufit, Fatni dkk. 2006 Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi dari Pantai Sanur Pariaman, Sumatera Barat.
Svehla, G. 1990. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I. Jakarta: PT Kalman Media Pusaka.
Harjadi, W. 1989. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: Erlangga.
Cotton and Wikinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI- Press.
http://duniainikecil.wordpress.com/2010/11/07/garam-mohr/
http://safrizale.blogspot.com/2010/11/garam-mohr-nh426h2o.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohr_salt
Pembuatan mangan VI dan mangan III
PERCOBAAN VI
A. JUDUL
PEMBUATAN MANGAN (VI) DAN MANGAN (III)
B. SASARAN PERCOBAAN
Mempelajari Pembuatan Senyawa Mangan (VI), Mangan (III) dan Sifat-sifatnya
C. DASAR TEORI
Dalam tabel periodik unsur kimia, Mangan memiliki lambang Mn dengan nomor atom 25. Unsur kimia adalah zat kimia yang tidak dapat dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan cara biasa dan tidak dapat dipisah menjadi zat yang lebih kecil. Unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel ditampilkan dalam bentuk tabel periodik unsur-unsur kimia. Nomor atom adalah angka yang menunjukkan jumlah proton dalam inti atom. Yang berarti bahwa Mangan memiliki 25 jumlah proton dalam inti atomnya.
Mangan ditemukan sebagai unsur bebas dalam sifat dasarnya dan sering dicampur dengan besi, seperti mineral-mineral lainnya. Sebagai unsur bebas, Mangan adalah logam yang penting dalam penggunaan dengan campuran logam-logam industri, terutama di dalam baja-baja anti karat.
Mangan fosfat sering digunakan sebagai perawatan dalam pencegahan karat dan kerusakan di besi. Ion di Mangan mempunyai banyak warna, tergantung dalam keadaan oksida mereka, dan sering digunakan sebagai zat-zat warna dalam industri. Oksida-oksida dari sodium, kalium, dan barium adalah oksidasi-oksidasi untuk bahan bakar yang sangat kuat. Dioksida mangan digunakan sebagai materi penangkap elektron dalam standar dan komponen kimia bersifat alkali yang mempunyai kelembaban uap air rendah dan bisa dibuang, dan juga baterai-baterai, keramik, gelas, kimia, dan lain-lain.
Ion-ion dari mangan berfungsi sebagai faktor-faktor penunjang untuk beberapa enzim-enzim dalam makhluk-makhluk hidup bertingkat tinggi, dimana mereka berfungsi sebagai hal-hal penting dalam detoksifikasi radikal-radikal bebas. Elemen tersebut adalah jejak mineral yang diperlukan untuk semua makhluk-makhluk hidup bertingkat tinggi yang diketahui. Dalam kwantitas besar, dan rupanya dengan aktivitas-aktivitas dengan cara penghirupan, mangan dapat menyebabkan sindrom peracunan dalam binatang-binatang menyusui, dengan kerusakan sistem deteksi detak jantung yang kadang-kadang tidak dapat diubah. http://www.pam-gruop.com/pamh.htm
Mangan termasuk golongan transisi yang merupakan logam berwarna putih abu-abu yang penampilannya serupa dengan besi tuang. Memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1250 °C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen. Cahaya photogenerasi pada Mn(CO)4L radikal (L= CO, L) dari 1,2-diax-Mn2(CO)5L2 kehadiran halida organik atau campuran fisik dari Mn2(CO)3L2. (L = PR3) dan solusi halida organik hasil Mn(CO)5-yLyX sebagai hasil satu-satunya.
Tingkat oksidasi tertinggi bagi mangan sesuai dengan jumlah total elektron 3d dan 4s, tetapi hanya terjadi dalam senyawa okso MnO4-, Mn2O7, dan MnO3F. Senyawa-senyawa ini menunjukkan beberapa kemiripan dengan senyawa halogen yang sesuai. Mangan relatif melimpah, dan terdapat dalam banyak deposit, terutama oksida, oksida hidrat, atau karbonat. Logam dapat diperoleh daripadanya atau dari Mn3O4 yang didapat dengan memanggangnya, melalui reduksi dengan Al. Mangan cukup elektropositif, dan mudah melarut dalam asam bukan pengoksidasi.
Selain titik cairnya yang tinggi, daya hantar listrik merupakan sifat-sifat mangan yang lainnya. Selain itu, mangan memiliki kekerasan yang sedang akibat dari cepat tersedianya elektron dan orbital untuk membentuk ikatan logam.
Kegunaan mangan yang paling penting adalah dalam produksi baja, dan untuk keperluan ini biasanya digunakan campuran besi mangan, yaitu feromangan. Feromangan diproduksi dengan mereduksi campuran besi dan oksida mangan dengan karbon. Bijih mangan yang paling utama adalah pirolisit, MnO2
MnO2 + Fe2O3 + 5C Mn + 2Fe + 5CO
Pada produksi baja, Mn berpartisipasi pada pemurnian besi melalui reaksi dengan belerang dan oksigen dan memindahkannya melalui pembentukan kerak. Fungsi yag lain adalah untuk meningkatkan kekerasan baja. Baja mengandung Mn dengan proporsi yang besar, sangat keras dan tahan lama, digunakan sebagai kereta api dan mesin-mesin buldoser.
Konfigurasi elektron Mn adalah (Ar) 3d5 4s2 dengan menggunakan 2 elektron 4s dan kemudian kelima elektron 3d yang tidak berpasangan. Mn mempunyai bilangan oksidasi antara +2 sampai +7. Reaksi kimia yang penting dari senyawa mangan adalah reaksi oksidasi dan reduksi.
Enam oksida mangan dikenal orang MnO, Mn2O, MnO2, MnO3, Mn2O7 dan Mn3O4. Lima dari oksida ini mempunayai keadaaan oksidasi masing-masing +2, +3, +4, +5 dan +7, sedangkan yang terakhir Mn3O4, merupakan mangan (II) okisda, (MnO, Mn2O3).
Sumber utama senyawa mangan adalah MnO2. Jika MnO2 dipanaskan dengan penambahan alkali dan zat pengoksidasi, garam permanganat dapat terbentuk.
3MnO2 + 6KOH + KClO3 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
K2Mn4 diekstraksi dari bahan campuran dalam air dan dapat dioksidasi menjadi KMnO4 (misalnya dengan Cl2 sebagai zat pengoksidasi). Alternatif lain, jika MnO4 diasamkan dihasilkan MnO4-. KMnO4 merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisa kimia biasanya digunakan pada larutan asam, dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn2+ .
Kation mangan (II) diturunkan dari mangan (II) oksida. Ia membentuk garam-garam tak berwarna, meskipun jika senyawa itu mengandung air kristal dan terdapat dalam larutan, warnyanya agak merah jambu, ini disebabkan oleh adanya ion heksa kuomanganat (II) (MnO(H2O)6)2+ ion mangan (III) tidak stabil, tetapi ada kompleks yang mengandung mangan dalam keadaan oksidasi +3 dikenal orang. Mudah direduksi menjadi ion mangan (II). Senyawa mangan (II) dengan kekecualian mangan (IV) oksida adalah tidak stabil, karena ion mangan (IV) ini mudah direduksi menjadi mangan (II). Senyawa mangan (VI) stabil dalam larutan basa dan berwarna hijau. Pada penetralannya tejadi reaksi disproporsionasi, tebentuk endapan mangan dikosida dan ion manganat (VII) atau permanganat. Jika mangan (VI) oksida diolah dengan asam, terbentuk ion-ion mangan (II). Senyawa mangan (VII) mengandung ion manganat (VII) atau permangantat MNO4-. Permanganat alkali adalah senyawa yang stabil yang menghasilkan larutan warna lembayung. Semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat.
Mangan mempunyai warna putih-kelabu dan menyerupai besi. Mangan berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis 4,8, reniform, massif, botriodal, stalaktit, dan kadang-kadang berstruktur radial dan berserat. Mangan adalah logam keras dan sangat rapuh, bisa dileburkan dan disatukan walaupun sulit, tetapi sangat mudah untuk mengoksid mangan. Logam mangan dan ion-ion biasa beliau mempunyai daya magnet yang kuat.
Mangan diperlukan untuk produksi besi dan baja dari kebaikan pembetulan belerangnya (sulfur-fixing), proses penghilangan oksigennya (deoxidizing) dan campuran properti-propertinya. Pembuatan baja, termasuk komponen pembuatan besinya, terhitung sebagai permintaan terbesar, yang sekarang ada dalam jarak 85% s/d 90% dari total permintaan. Dari beragam-ragam penggunaannya, mangan adalah kunci komponen dari perumusan anggaran rendah baja tahan karat.
Kwantitas kecil dari mangan memajukan kemungkinan baja untuk bekerja pada suhu tinggi, karena membentuk pelelehan sulfida yang tinggi dan kemudian mencegah pembentukan sulfida besi yang cair pada batas uratnya. Jika kadar mangan mencapai 4%, proses perapuhan bajanya menjadi fitur yang menonjol. Proses perapuhan berkurang pada konsentrasi mangan lebih tinggi dan mecapai tingkat yang dapat diterima pada 8%. Kenyataan bahwa baja mengandung 8% - 15% mangan adalah dingin mengeraskan, bisa memiliki kekuatan tinggi yg dapat diregangkan dari / sampai dengan 863 MPa, baja dengan 12% mangan dahulu kala digunakan untuk helem-helem baja di Inggris. Komposisi baja ini pertama kali ditemukan pada tahun 1882 oleh Robert Hadfield, yang sekarang masih diketahui sebagai baja Hadfield.
Pemakaian terbesar ke dua untuk mangan adalah sebagai agen untuk aluminium. Aluminium dengan kadar mangan sekitar 1.5% mempunyai tingkat perlawanan yang lebih tinggi melawan karatan dan kerusakan disebabkan oleh pembentukan urat yang menyerap kotoran yang dapat mengakibatkan karatan galvanis. Perlawanan anti-karat campuran aluminium 3004 dan 3104 dengan kadar mangan dari 0.8% -1.5% adalah campuran yang digunakan untuk sebagian besar sebagai kaleng-kaleng minuman. Untuk tahun-tahun s/d 2000, lebih dari 1,6 juta metrik ton telah digunakan untuk campuran-campuran tersebut, dengan 1% kadar mangan, kwantitas ini memerlukan 16,000 metrik mangan ton.
• Kwantitas besar dari dioksida mangan diproduksikan sebagai depolarisasi di baterai-baterai zat besi karbon, dan dalam baterai bersifat alkali. Pada tahun 2002, lebih dari 230,000 mangan dioksida ton digunakan untuk maksud ini. Mangan dioksida tersebut dikurangi sampai ke oksid-hidroxida mangan MnO(OH) selama decharging, untuk mencegah pembentukan hidrogen pada elektron positif di baterai.
• Logam ini jarang digunakan sebagai koin, tetapi negara seperti Amerika Serikat pernah menggunakan logam mangan sebagai nekel selama masa perang pada tahun 1942-1945. Tetapi akibat dari kekurangan bahan mentah selama perang, nekel campuran tersebut (75% tembaga dan 25% nekel) yang digunakan untuk membuat nekel sebelumnya digantikan dengan logam perak yang tidak segenting, dan mangan (56% tembaga, 35% perak dan 9% mangan). Sejak tahun 2000 koin-koin dolar, contohnya Sacagawea dolar dan koin Presidential $1, dibuat dari kuningan yang terdiri dari 7% mangan dengan inti tembaga murni.
• Gabungan mangan telah digunakan sebagai pigmen dan zat warna keramik-keramik dan gelas untuk waktu yang lama, dan warna coklat dari keramik kadang-kadang masih didasarkan dari gabungan-gabungan mangan. Dalam industri gelas, dua pengaruh dari gabungan-gabungan mangan masih digunakan. Mangan bereaksi dengan besi. Reaksi ini menimbulkan warna hijau terang dalam gelas dengan membentuk besi dengan sedikit warna dan sedikit magan berwarna dadu, mengganti peninggalan warna besi tersebut. Kwantitas lebih besar dari mangan dipergunakan untuk menghasilkan gelas berwarna dadu.
Gabungan-gabungan mangan tidak mengandung racun sebanyak logam-logam tersebar lainnya seperti nekel dan tembaga. Tetapi, pendekatan ke debu-debu dan asap mangan semestinya tidak melebihi nilai langit-langit 5 mg/m3 walaupun untuk waktu-waktu singkat karena tingkat kandungan racunnya. Mangan memberikan resiko khusus untuk anak-anak yang disebabkan oleh kecondongan akan terjepit ke penerima-penerima CH-7. Keracunan mangan pernah di hubungkan ke kerusakan ketrampilan-ketrampilan motor dan penyakit kognitif.
Racun permanganate menunjukkan tingkat lebih tinggi daripada gabungan-gabungan mangan. Beberapa bencana keracunan pernah terjadi, walaupun dosis bencana sekitar 10g. Efek proses pernafasan yang kuat ke arah necrosis di mucous membrane. Contohnya, kerongkongan terpengaruh jika racun permanganate ditelan. Hanya jumlah kecil diserap oleh usus besar tetapi kwantitas kecil ini menunjukkan efek parah ke ginjal dan ke hati.
Di tahun 2005, sebuah studi menyarankan adanya hubungan antara penghirupan mangan dan keracunan sistem saraf pusat pada tikus-tikus. Pernah dihipotesakan bahwa adanya pembeberan mangan jangka panjang dalam air mandi memberikan resiko kesehatan kepada jutaan penduduk.
Sejenis penyakit neurodegeneration yang mirip dengan Parkinson's Disease bernama "Manganism" pernah dihubungkan ke pembeberan mangan terhadap buruh-buruh tambang dan buruh-buruh pencair mangan sejak awal abad ke 19. Dugaan-dugaan akan "Manganism" yang disebabkan oleh penghirupan pernah dinyatakan mengenai industri penyambungan bahan logam tersebut. Pembeberan mangan di negara-negara maju pada umumnya diatur oleh Administrasi keselamatan pekerjaan dan kesehatan. http://www.pam-gruop.com/pamh.html
D. ALAT DAN BAHAN
Pipet Tetes Rak Tabung Reaksi Gelas Kimia Corong
Tabung Reaksi Gelas Ukur
Bahan-bahan yang digunakan antara lain:
- KMnO4 0,1 M
- KMnO4 0,01 M
- NaOH 2 M
- H2SO4 1 M
- MnO2
- MnSO4
E. PROSEDUR KERJA
1. Pembuatan Senyawa Mangan (VI)
2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)
F. HASIL PENGAMATAN
Eks Perlakuan Pengamatan
1. - 5 mL larutan KMnO4 + 2,5 mL larutan H2SO4 encer
- ditambahkan sedikit mangan oksida dan dikocok
- disaring - H2SO4 larut dalam KMnO4 dan larutan berwarna ungu
- larutan berwarna ungu gelap
• Filtrate tidak berubah warna, terdapat residu
- 5 mL larutan KMnO4 0,01 M + 2,5 mL larutan NaOH encer
- ditambahkan sedikit Mangan Oksida dan di kocok
- disaring
- Filtrat + 2,5 mL H2SO4 encer - NaOH larutan dalam KMnO4 dan larutan berwarna ungu
- Filtrat berubah warna yang semula ungu menjadi hijau tua, terdapat residu
- larutan berubah warna menjadi merah bata, dan terdapat endapan. Suhu larutan bertambah
II - 0,5 gr MnSO4 + 2 mL H2SO4 encer
- ditambahkan 10 tetes H2SO4 pekat, didinginkan
- ditambahkan ± 5 tetes KMnO4 0,1 M
- dicelupkan larutan yang terakhir kedalam 50 mL air - MnSO4 laru dalam H2SO4, membentuk larutan yang berwarna merah muda, agak bening
- larutan berubah warna menjadi merah muda, agak kecoklatan
- warna larutan menjadi merah bata
G. PEMBAHASAN
1. Pembuatan Senyawa Mangan (VI)
Pertama-tama disiapkan dua tabung reaksi, yang kemudian diisi dengan 2,5 ml KMnO4 0,01 M dalam setiap tabung. Dicampurkan larutan dengan 5 ml H2SO4 0,1 M untuk tabung satu, dan 5 ml larutan NaOH encer untuk tabung dua. Kemudian diberi sedikit Mn (IV) oksida, lalu dikocok. Hasil dari percobaan pertama warna larutan pada tabung satu sebelum ditambahkan Mn (IV) oksida adalah ungu. Warna larutan pada tabung dua sebelum ditambahkan Mn (IV) oksida adalah ungu. Setelah diberi Mn (IV) oksida pada tabung reaksi satu terjadi reaksi pembentukan yang ditandai dengan adanya padatan hijau dan warna larutan berubah lagi menjadi ungu kehitaman. Pada tabung reaksi dua setelah penambahan Mn (IV) oksida terjadi reaksi pembentukan padatan hijau tapi pada tabung dua tidak terjadi perubahan warna lagi. Hal tersbut menunjukkan reaksi pembentukan mangan (VI). Senyawa–senyawa mangan (VI) mengandung ion permanganat (VI) MnO42-. Senyawa ini stabil dalam larutan basa dan mempunyai warna hijau. Pada penetralannya terjadi reaksi disproporsionasi, terbentuk endapan mangan dioksida atau ion manganat (VII) (permanganat).
Reaksi yang terjadi adalah:
3MnO42- + 2H2O MnO2 + 2MnO4- + 4OH-
Pada tabung raksi I yang suasananya asam, ion pemanganat mengalami reduksi menjadi ion manan (II), persamaan reaksina yaitu :
MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O
Senyawa-senyawa mangan (VI) yang mengandung ion manganat hanya stabil pada suasana basa, sedangkan pada suasana asam akan mengalami disproporsionasi menjadi ion permanganat dan MnO2. Dalam suasana asam ion MnO4 bersifat sebagai oksidator :
MnO42-(aq) + 8H3O+ + 4e Mn2+ (aq) + 12H2O(l)
Pada tabung raksi II diperoleh ion manganat atau mangan (VI), karena ion ini stabil pada suasana basa, persamaan reaksinya yaitu :
2MnO4- + MnO2 + 4OH- 3MnO42- + 2H2O
Senyawa yang diperoleh ini stabil pada larutan basadan mempunyai warna hijau.
Pada raksi ini, mangan mengalami reduksi atau penurunan bilangan oksidasi, dari +7 menjadi +6. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari persamaan berikut :
2MnO4- + MnO2 + 4OH- 3MnO42- + 2H2O
Pembuatan senyawa mangan VI dapat juga diramalkan dengan menggunakan potensial elektroda. Dengan potensial elektroda ini, dapat diramalkan bahwa Mn (VI) tidak dapat dibuat dengan mereaksikan mangan (VII) dan Mn (IV) dalam larutan asam.
MnO4- + 2e MnO42- E = +0,56 V
4H+ + MnO42- + 2e¬¬¬ MnO2 2H2O E = +2,26 V
Dari potensial elektroda reaksi diatas dapat dilihat bahwa potensial elektroda reaksi pembentukan mangan (IV) lebih besar atau lebih positif dari reaksi pembentukan mangan (VI) dan dapat disimpulkan bahwa reaksi penguraian mangan (VI) lebih mudah terjadi dibandinkan dengan reaksi pembentukannya sehingga pembuatan senyawa mangan (VI) tidak dapat dilakukan dalam larutan asam, karena senyawa mangan (VI) tidak stabil dalam suasana asam.
Dalam penambahan konsentrasi MnO4 atau H+ tidak akan memperbesar kemungknan untuk membuat mangan (VI).
2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)
Mangan (III) terdapat sebagai oksida yaitu Mn2O3, dan MnO(OH) yang terjadi scara alamiah dialam, tetapi ion Mn3+ dalam larutan air tidak stabil, mudah tereduksi menjadi Mn2+ sebagaimana dinyatakan oleh nilai potensial reduksinya.
Dalam membuat mangan (III), pertama-tama dilarutkan 0,5 gram MnSO4 ke dalam 2 ml H2SO4 0,1 M kemudian ditambahkan 10 tetes H2SO4 pekat. Didinginkan dalam air dingin, kemudian ditambahkan 5 tetes KMnO4 0,1 M. Hasil dari percobaan kedua didapatkan warna larutan hasil pencampuran MnSO4 dan H2SO4 encer adalah bening dengan endapan putih di bawah. Setelah H2SO4 pekat dan KMnO4 ditambahkan maka warna larutan berubah menjadi cokelat agak tua. Hal tersebut menunjukkan reaksi pembentukan mangan (III). Senyawa ini bersifat basa. Ion mangan (III) bersifat tidak stabil dnegan bilangan oksidasi +3. Senyawa ini mudah dioksidasi menjadi ion mangan (II). Meskipun dapat diturunkan dari mangan (III) oksida, yang terakhir ini bila direaksikan dengan asam mineral, menghasilkan ion mangan (II).
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
KMnO4 + 2 KOH 2 KMnO3 + H2O
H. KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan yang dilakukan. Percobaan pembuatan mangan (VI), ditandai dengan adanya perubahan warna larutan dari ungu menjadi padatan hijau, hal tersebut menunjukkan reaksi positif dari pembentukan mangan (VI). Percobaan pembuatan mangan (III), ditandai dengan adanya perubahan warna dari bening dengan endapan putih di bawah menjadi cokelat agak tua, hal tersebut menunjukkan reaksi positif dari pembentukan mangan (III). Kedua reaksi pembentukan yang tejadi berada dalam keadaan larutan bersifat basa. Percobaan pembuatan senyawa mangan (VI) dan senyawa mangan (III), diketahui larutan bersifat stabil pada pembuatan senyawa mangan (VI), dan larutan bersifat tidak stabil pada pembuatan senyawa mangan (III).
Mangan mempunyai blangan oksidasi yang terpenting yaitu +7, +6, +5, +4, +3, dan +2. Ion MnO42- dapat mengalami disproporsionasi menjadi ion MnO4- dan MnO2 dalam larutan netral, atau larutan asam. Ion MnO42- dapat stabil dalam larutan basa, karena sifat disproporsionasi hanya menghasilkan nilai Eo yang sangat kecil (+0,04 V). oleh karena itu, ion manganat (MNO42-) dapat diperoleh dalam suasana basa. Ion MnO42- dapat dibuat dengan cara mengoksidasi MnO2 dan ClO3- pada suasana basa. Mn2+ dapat dioksidasi dengan ion bismut dalam suasana asam menjadi MnO4-. KMnO4 adalah oksidator kuat, dapat mengoksidasi.
DAFTAR PUSTAKA
Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.
Herrick, Richard S. 1984. Rates of Halogen Atom Transfer to Manganese Carbonyl Radicals. http://www.google.com. Diakses, 14 November 2009
Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI- Press : Jakarta.
Keenan, Kleinfelter,Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam. Erlangga. Jakarta.
Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga : Jakarta.
Sugiarto, Kristian.2003. Kimia Anorganik II. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.
Team teaching .2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Gorontalo : UNG.
http://annisanfushie.wordpress.com/2008/12/16/kimia-mangan/
A. JUDUL
PEMBUATAN MANGAN (VI) DAN MANGAN (III)
B. SASARAN PERCOBAAN
Mempelajari Pembuatan Senyawa Mangan (VI), Mangan (III) dan Sifat-sifatnya
C. DASAR TEORI
Dalam tabel periodik unsur kimia, Mangan memiliki lambang Mn dengan nomor atom 25. Unsur kimia adalah zat kimia yang tidak dapat dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan cara biasa dan tidak dapat dipisah menjadi zat yang lebih kecil. Unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel ditampilkan dalam bentuk tabel periodik unsur-unsur kimia. Nomor atom adalah angka yang menunjukkan jumlah proton dalam inti atom. Yang berarti bahwa Mangan memiliki 25 jumlah proton dalam inti atomnya.
Mangan ditemukan sebagai unsur bebas dalam sifat dasarnya dan sering dicampur dengan besi, seperti mineral-mineral lainnya. Sebagai unsur bebas, Mangan adalah logam yang penting dalam penggunaan dengan campuran logam-logam industri, terutama di dalam baja-baja anti karat.
Mangan fosfat sering digunakan sebagai perawatan dalam pencegahan karat dan kerusakan di besi. Ion di Mangan mempunyai banyak warna, tergantung dalam keadaan oksida mereka, dan sering digunakan sebagai zat-zat warna dalam industri. Oksida-oksida dari sodium, kalium, dan barium adalah oksidasi-oksidasi untuk bahan bakar yang sangat kuat. Dioksida mangan digunakan sebagai materi penangkap elektron dalam standar dan komponen kimia bersifat alkali yang mempunyai kelembaban uap air rendah dan bisa dibuang, dan juga baterai-baterai, keramik, gelas, kimia, dan lain-lain.
Ion-ion dari mangan berfungsi sebagai faktor-faktor penunjang untuk beberapa enzim-enzim dalam makhluk-makhluk hidup bertingkat tinggi, dimana mereka berfungsi sebagai hal-hal penting dalam detoksifikasi radikal-radikal bebas. Elemen tersebut adalah jejak mineral yang diperlukan untuk semua makhluk-makhluk hidup bertingkat tinggi yang diketahui. Dalam kwantitas besar, dan rupanya dengan aktivitas-aktivitas dengan cara penghirupan, mangan dapat menyebabkan sindrom peracunan dalam binatang-binatang menyusui, dengan kerusakan sistem deteksi detak jantung yang kadang-kadang tidak dapat diubah. http://www.pam-gruop.com/pamh.htm
Mangan termasuk golongan transisi yang merupakan logam berwarna putih abu-abu yang penampilannya serupa dengan besi tuang. Memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1250 °C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen. Cahaya photogenerasi pada Mn(CO)4L radikal (L= CO, L) dari 1,2-diax-Mn2(CO)5L2 kehadiran halida organik atau campuran fisik dari Mn2(CO)3L2. (L = PR3) dan solusi halida organik hasil Mn(CO)5-yLyX sebagai hasil satu-satunya.
Tingkat oksidasi tertinggi bagi mangan sesuai dengan jumlah total elektron 3d dan 4s, tetapi hanya terjadi dalam senyawa okso MnO4-, Mn2O7, dan MnO3F. Senyawa-senyawa ini menunjukkan beberapa kemiripan dengan senyawa halogen yang sesuai. Mangan relatif melimpah, dan terdapat dalam banyak deposit, terutama oksida, oksida hidrat, atau karbonat. Logam dapat diperoleh daripadanya atau dari Mn3O4 yang didapat dengan memanggangnya, melalui reduksi dengan Al. Mangan cukup elektropositif, dan mudah melarut dalam asam bukan pengoksidasi.
Selain titik cairnya yang tinggi, daya hantar listrik merupakan sifat-sifat mangan yang lainnya. Selain itu, mangan memiliki kekerasan yang sedang akibat dari cepat tersedianya elektron dan orbital untuk membentuk ikatan logam.
Kegunaan mangan yang paling penting adalah dalam produksi baja, dan untuk keperluan ini biasanya digunakan campuran besi mangan, yaitu feromangan. Feromangan diproduksi dengan mereduksi campuran besi dan oksida mangan dengan karbon. Bijih mangan yang paling utama adalah pirolisit, MnO2
MnO2 + Fe2O3 + 5C Mn + 2Fe + 5CO
Pada produksi baja, Mn berpartisipasi pada pemurnian besi melalui reaksi dengan belerang dan oksigen dan memindahkannya melalui pembentukan kerak. Fungsi yag lain adalah untuk meningkatkan kekerasan baja. Baja mengandung Mn dengan proporsi yang besar, sangat keras dan tahan lama, digunakan sebagai kereta api dan mesin-mesin buldoser.
Konfigurasi elektron Mn adalah (Ar) 3d5 4s2 dengan menggunakan 2 elektron 4s dan kemudian kelima elektron 3d yang tidak berpasangan. Mn mempunyai bilangan oksidasi antara +2 sampai +7. Reaksi kimia yang penting dari senyawa mangan adalah reaksi oksidasi dan reduksi.
Enam oksida mangan dikenal orang MnO, Mn2O, MnO2, MnO3, Mn2O7 dan Mn3O4. Lima dari oksida ini mempunayai keadaaan oksidasi masing-masing +2, +3, +4, +5 dan +7, sedangkan yang terakhir Mn3O4, merupakan mangan (II) okisda, (MnO, Mn2O3).
Sumber utama senyawa mangan adalah MnO2. Jika MnO2 dipanaskan dengan penambahan alkali dan zat pengoksidasi, garam permanganat dapat terbentuk.
3MnO2 + 6KOH + KClO3 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
K2Mn4 diekstraksi dari bahan campuran dalam air dan dapat dioksidasi menjadi KMnO4 (misalnya dengan Cl2 sebagai zat pengoksidasi). Alternatif lain, jika MnO4 diasamkan dihasilkan MnO4-. KMnO4 merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisa kimia biasanya digunakan pada larutan asam, dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn2+ .
Kation mangan (II) diturunkan dari mangan (II) oksida. Ia membentuk garam-garam tak berwarna, meskipun jika senyawa itu mengandung air kristal dan terdapat dalam larutan, warnyanya agak merah jambu, ini disebabkan oleh adanya ion heksa kuomanganat (II) (MnO(H2O)6)2+ ion mangan (III) tidak stabil, tetapi ada kompleks yang mengandung mangan dalam keadaan oksidasi +3 dikenal orang. Mudah direduksi menjadi ion mangan (II). Senyawa mangan (II) dengan kekecualian mangan (IV) oksida adalah tidak stabil, karena ion mangan (IV) ini mudah direduksi menjadi mangan (II). Senyawa mangan (VI) stabil dalam larutan basa dan berwarna hijau. Pada penetralannya tejadi reaksi disproporsionasi, tebentuk endapan mangan dikosida dan ion manganat (VII) atau permanganat. Jika mangan (VI) oksida diolah dengan asam, terbentuk ion-ion mangan (II). Senyawa mangan (VII) mengandung ion manganat (VII) atau permangantat MNO4-. Permanganat alkali adalah senyawa yang stabil yang menghasilkan larutan warna lembayung. Semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat.
Mangan mempunyai warna putih-kelabu dan menyerupai besi. Mangan berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis 4,8, reniform, massif, botriodal, stalaktit, dan kadang-kadang berstruktur radial dan berserat. Mangan adalah logam keras dan sangat rapuh, bisa dileburkan dan disatukan walaupun sulit, tetapi sangat mudah untuk mengoksid mangan. Logam mangan dan ion-ion biasa beliau mempunyai daya magnet yang kuat.
Mangan diperlukan untuk produksi besi dan baja dari kebaikan pembetulan belerangnya (sulfur-fixing), proses penghilangan oksigennya (deoxidizing) dan campuran properti-propertinya. Pembuatan baja, termasuk komponen pembuatan besinya, terhitung sebagai permintaan terbesar, yang sekarang ada dalam jarak 85% s/d 90% dari total permintaan. Dari beragam-ragam penggunaannya, mangan adalah kunci komponen dari perumusan anggaran rendah baja tahan karat.
Kwantitas kecil dari mangan memajukan kemungkinan baja untuk bekerja pada suhu tinggi, karena membentuk pelelehan sulfida yang tinggi dan kemudian mencegah pembentukan sulfida besi yang cair pada batas uratnya. Jika kadar mangan mencapai 4%, proses perapuhan bajanya menjadi fitur yang menonjol. Proses perapuhan berkurang pada konsentrasi mangan lebih tinggi dan mecapai tingkat yang dapat diterima pada 8%. Kenyataan bahwa baja mengandung 8% - 15% mangan adalah dingin mengeraskan, bisa memiliki kekuatan tinggi yg dapat diregangkan dari / sampai dengan 863 MPa, baja dengan 12% mangan dahulu kala digunakan untuk helem-helem baja di Inggris. Komposisi baja ini pertama kali ditemukan pada tahun 1882 oleh Robert Hadfield, yang sekarang masih diketahui sebagai baja Hadfield.
Pemakaian terbesar ke dua untuk mangan adalah sebagai agen untuk aluminium. Aluminium dengan kadar mangan sekitar 1.5% mempunyai tingkat perlawanan yang lebih tinggi melawan karatan dan kerusakan disebabkan oleh pembentukan urat yang menyerap kotoran yang dapat mengakibatkan karatan galvanis. Perlawanan anti-karat campuran aluminium 3004 dan 3104 dengan kadar mangan dari 0.8% -1.5% adalah campuran yang digunakan untuk sebagian besar sebagai kaleng-kaleng minuman. Untuk tahun-tahun s/d 2000, lebih dari 1,6 juta metrik ton telah digunakan untuk campuran-campuran tersebut, dengan 1% kadar mangan, kwantitas ini memerlukan 16,000 metrik mangan ton.
• Kwantitas besar dari dioksida mangan diproduksikan sebagai depolarisasi di baterai-baterai zat besi karbon, dan dalam baterai bersifat alkali. Pada tahun 2002, lebih dari 230,000 mangan dioksida ton digunakan untuk maksud ini. Mangan dioksida tersebut dikurangi sampai ke oksid-hidroxida mangan MnO(OH) selama decharging, untuk mencegah pembentukan hidrogen pada elektron positif di baterai.
• Logam ini jarang digunakan sebagai koin, tetapi negara seperti Amerika Serikat pernah menggunakan logam mangan sebagai nekel selama masa perang pada tahun 1942-1945. Tetapi akibat dari kekurangan bahan mentah selama perang, nekel campuran tersebut (75% tembaga dan 25% nekel) yang digunakan untuk membuat nekel sebelumnya digantikan dengan logam perak yang tidak segenting, dan mangan (56% tembaga, 35% perak dan 9% mangan). Sejak tahun 2000 koin-koin dolar, contohnya Sacagawea dolar dan koin Presidential $1, dibuat dari kuningan yang terdiri dari 7% mangan dengan inti tembaga murni.
• Gabungan mangan telah digunakan sebagai pigmen dan zat warna keramik-keramik dan gelas untuk waktu yang lama, dan warna coklat dari keramik kadang-kadang masih didasarkan dari gabungan-gabungan mangan. Dalam industri gelas, dua pengaruh dari gabungan-gabungan mangan masih digunakan. Mangan bereaksi dengan besi. Reaksi ini menimbulkan warna hijau terang dalam gelas dengan membentuk besi dengan sedikit warna dan sedikit magan berwarna dadu, mengganti peninggalan warna besi tersebut. Kwantitas lebih besar dari mangan dipergunakan untuk menghasilkan gelas berwarna dadu.
Gabungan-gabungan mangan tidak mengandung racun sebanyak logam-logam tersebar lainnya seperti nekel dan tembaga. Tetapi, pendekatan ke debu-debu dan asap mangan semestinya tidak melebihi nilai langit-langit 5 mg/m3 walaupun untuk waktu-waktu singkat karena tingkat kandungan racunnya. Mangan memberikan resiko khusus untuk anak-anak yang disebabkan oleh kecondongan akan terjepit ke penerima-penerima CH-7. Keracunan mangan pernah di hubungkan ke kerusakan ketrampilan-ketrampilan motor dan penyakit kognitif.
Racun permanganate menunjukkan tingkat lebih tinggi daripada gabungan-gabungan mangan. Beberapa bencana keracunan pernah terjadi, walaupun dosis bencana sekitar 10g. Efek proses pernafasan yang kuat ke arah necrosis di mucous membrane. Contohnya, kerongkongan terpengaruh jika racun permanganate ditelan. Hanya jumlah kecil diserap oleh usus besar tetapi kwantitas kecil ini menunjukkan efek parah ke ginjal dan ke hati.
Di tahun 2005, sebuah studi menyarankan adanya hubungan antara penghirupan mangan dan keracunan sistem saraf pusat pada tikus-tikus. Pernah dihipotesakan bahwa adanya pembeberan mangan jangka panjang dalam air mandi memberikan resiko kesehatan kepada jutaan penduduk.
Sejenis penyakit neurodegeneration yang mirip dengan Parkinson's Disease bernama "Manganism" pernah dihubungkan ke pembeberan mangan terhadap buruh-buruh tambang dan buruh-buruh pencair mangan sejak awal abad ke 19. Dugaan-dugaan akan "Manganism" yang disebabkan oleh penghirupan pernah dinyatakan mengenai industri penyambungan bahan logam tersebut. Pembeberan mangan di negara-negara maju pada umumnya diatur oleh Administrasi keselamatan pekerjaan dan kesehatan. http://www.pam-gruop.com/pamh.html
D. ALAT DAN BAHAN
Pipet Tetes Rak Tabung Reaksi Gelas Kimia Corong
Tabung Reaksi Gelas Ukur
Bahan-bahan yang digunakan antara lain:
- KMnO4 0,1 M
- KMnO4 0,01 M
- NaOH 2 M
- H2SO4 1 M
- MnO2
- MnSO4
E. PROSEDUR KERJA
1. Pembuatan Senyawa Mangan (VI)
2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)
F. HASIL PENGAMATAN
Eks Perlakuan Pengamatan
1. - 5 mL larutan KMnO4 + 2,5 mL larutan H2SO4 encer
- ditambahkan sedikit mangan oksida dan dikocok
- disaring - H2SO4 larut dalam KMnO4 dan larutan berwarna ungu
- larutan berwarna ungu gelap
• Filtrate tidak berubah warna, terdapat residu
- 5 mL larutan KMnO4 0,01 M + 2,5 mL larutan NaOH encer
- ditambahkan sedikit Mangan Oksida dan di kocok
- disaring
- Filtrat + 2,5 mL H2SO4 encer - NaOH larutan dalam KMnO4 dan larutan berwarna ungu
- Filtrat berubah warna yang semula ungu menjadi hijau tua, terdapat residu
- larutan berubah warna menjadi merah bata, dan terdapat endapan. Suhu larutan bertambah
II - 0,5 gr MnSO4 + 2 mL H2SO4 encer
- ditambahkan 10 tetes H2SO4 pekat, didinginkan
- ditambahkan ± 5 tetes KMnO4 0,1 M
- dicelupkan larutan yang terakhir kedalam 50 mL air - MnSO4 laru dalam H2SO4, membentuk larutan yang berwarna merah muda, agak bening
- larutan berubah warna menjadi merah muda, agak kecoklatan
- warna larutan menjadi merah bata
G. PEMBAHASAN
1. Pembuatan Senyawa Mangan (VI)
Pertama-tama disiapkan dua tabung reaksi, yang kemudian diisi dengan 2,5 ml KMnO4 0,01 M dalam setiap tabung. Dicampurkan larutan dengan 5 ml H2SO4 0,1 M untuk tabung satu, dan 5 ml larutan NaOH encer untuk tabung dua. Kemudian diberi sedikit Mn (IV) oksida, lalu dikocok. Hasil dari percobaan pertama warna larutan pada tabung satu sebelum ditambahkan Mn (IV) oksida adalah ungu. Warna larutan pada tabung dua sebelum ditambahkan Mn (IV) oksida adalah ungu. Setelah diberi Mn (IV) oksida pada tabung reaksi satu terjadi reaksi pembentukan yang ditandai dengan adanya padatan hijau dan warna larutan berubah lagi menjadi ungu kehitaman. Pada tabung reaksi dua setelah penambahan Mn (IV) oksida terjadi reaksi pembentukan padatan hijau tapi pada tabung dua tidak terjadi perubahan warna lagi. Hal tersbut menunjukkan reaksi pembentukan mangan (VI). Senyawa–senyawa mangan (VI) mengandung ion permanganat (VI) MnO42-. Senyawa ini stabil dalam larutan basa dan mempunyai warna hijau. Pada penetralannya terjadi reaksi disproporsionasi, terbentuk endapan mangan dioksida atau ion manganat (VII) (permanganat).
Reaksi yang terjadi adalah:
3MnO42- + 2H2O MnO2 + 2MnO4- + 4OH-
Pada tabung raksi I yang suasananya asam, ion pemanganat mengalami reduksi menjadi ion manan (II), persamaan reaksina yaitu :
MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O
Senyawa-senyawa mangan (VI) yang mengandung ion manganat hanya stabil pada suasana basa, sedangkan pada suasana asam akan mengalami disproporsionasi menjadi ion permanganat dan MnO2. Dalam suasana asam ion MnO4 bersifat sebagai oksidator :
MnO42-(aq) + 8H3O+ + 4e Mn2+ (aq) + 12H2O(l)
Pada tabung raksi II diperoleh ion manganat atau mangan (VI), karena ion ini stabil pada suasana basa, persamaan reaksinya yaitu :
2MnO4- + MnO2 + 4OH- 3MnO42- + 2H2O
Senyawa yang diperoleh ini stabil pada larutan basadan mempunyai warna hijau.
Pada raksi ini, mangan mengalami reduksi atau penurunan bilangan oksidasi, dari +7 menjadi +6. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari persamaan berikut :
2MnO4- + MnO2 + 4OH- 3MnO42- + 2H2O
Pembuatan senyawa mangan VI dapat juga diramalkan dengan menggunakan potensial elektroda. Dengan potensial elektroda ini, dapat diramalkan bahwa Mn (VI) tidak dapat dibuat dengan mereaksikan mangan (VII) dan Mn (IV) dalam larutan asam.
MnO4- + 2e MnO42- E = +0,56 V
4H+ + MnO42- + 2e¬¬¬ MnO2 2H2O E = +2,26 V
Dari potensial elektroda reaksi diatas dapat dilihat bahwa potensial elektroda reaksi pembentukan mangan (IV) lebih besar atau lebih positif dari reaksi pembentukan mangan (VI) dan dapat disimpulkan bahwa reaksi penguraian mangan (VI) lebih mudah terjadi dibandinkan dengan reaksi pembentukannya sehingga pembuatan senyawa mangan (VI) tidak dapat dilakukan dalam larutan asam, karena senyawa mangan (VI) tidak stabil dalam suasana asam.
Dalam penambahan konsentrasi MnO4 atau H+ tidak akan memperbesar kemungknan untuk membuat mangan (VI).
2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)
Mangan (III) terdapat sebagai oksida yaitu Mn2O3, dan MnO(OH) yang terjadi scara alamiah dialam, tetapi ion Mn3+ dalam larutan air tidak stabil, mudah tereduksi menjadi Mn2+ sebagaimana dinyatakan oleh nilai potensial reduksinya.
Dalam membuat mangan (III), pertama-tama dilarutkan 0,5 gram MnSO4 ke dalam 2 ml H2SO4 0,1 M kemudian ditambahkan 10 tetes H2SO4 pekat. Didinginkan dalam air dingin, kemudian ditambahkan 5 tetes KMnO4 0,1 M. Hasil dari percobaan kedua didapatkan warna larutan hasil pencampuran MnSO4 dan H2SO4 encer adalah bening dengan endapan putih di bawah. Setelah H2SO4 pekat dan KMnO4 ditambahkan maka warna larutan berubah menjadi cokelat agak tua. Hal tersebut menunjukkan reaksi pembentukan mangan (III). Senyawa ini bersifat basa. Ion mangan (III) bersifat tidak stabil dnegan bilangan oksidasi +3. Senyawa ini mudah dioksidasi menjadi ion mangan (II). Meskipun dapat diturunkan dari mangan (III) oksida, yang terakhir ini bila direaksikan dengan asam mineral, menghasilkan ion mangan (II).
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
KMnO4 + 2 KOH 2 KMnO3 + H2O
H. KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan yang dilakukan. Percobaan pembuatan mangan (VI), ditandai dengan adanya perubahan warna larutan dari ungu menjadi padatan hijau, hal tersebut menunjukkan reaksi positif dari pembentukan mangan (VI). Percobaan pembuatan mangan (III), ditandai dengan adanya perubahan warna dari bening dengan endapan putih di bawah menjadi cokelat agak tua, hal tersebut menunjukkan reaksi positif dari pembentukan mangan (III). Kedua reaksi pembentukan yang tejadi berada dalam keadaan larutan bersifat basa. Percobaan pembuatan senyawa mangan (VI) dan senyawa mangan (III), diketahui larutan bersifat stabil pada pembuatan senyawa mangan (VI), dan larutan bersifat tidak stabil pada pembuatan senyawa mangan (III).
Mangan mempunyai blangan oksidasi yang terpenting yaitu +7, +6, +5, +4, +3, dan +2. Ion MnO42- dapat mengalami disproporsionasi menjadi ion MnO4- dan MnO2 dalam larutan netral, atau larutan asam. Ion MnO42- dapat stabil dalam larutan basa, karena sifat disproporsionasi hanya menghasilkan nilai Eo yang sangat kecil (+0,04 V). oleh karena itu, ion manganat (MNO42-) dapat diperoleh dalam suasana basa. Ion MnO42- dapat dibuat dengan cara mengoksidasi MnO2 dan ClO3- pada suasana basa. Mn2+ dapat dioksidasi dengan ion bismut dalam suasana asam menjadi MnO4-. KMnO4 adalah oksidator kuat, dapat mengoksidasi.
DAFTAR PUSTAKA
Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.
Herrick, Richard S. 1984. Rates of Halogen Atom Transfer to Manganese Carbonyl Radicals. http://www.google.com. Diakses, 14 November 2009
Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI- Press : Jakarta.
Keenan, Kleinfelter,Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam. Erlangga. Jakarta.
Petrucci, Ralph H, 1987, alih bahasa Suminar Ahmadi, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3, Penerbit Erlangga : Jakarta.
Sugiarto, Kristian.2003. Kimia Anorganik II. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.
Team teaching .2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Gorontalo : UNG.
http://annisanfushie.wordpress.com/2008/12/16/kimia-mangan/
Reaksi pada logam aluminium dan senyawanya
PERCOBAAN V
A. JUDUL
”REAKSI PADA LOGAM ALUMINIUM DAN SENYAWANYA”
B. TUJUAN PERCOBAAN
Membuat beberapa persenyawaan logam aluminium
Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia persenyawaan logam aluminium
Membandingkan sifat-sifat beberapa persenyawaan logam aluminium dan persenyawaan logam Mg
C. DASAR TEORI
Aluminium ialah salah satu unsur kimia golongan IIIA. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah.
Aluminium di temukan oleh Sir Humphrey Davy dalam tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H. C. Oestred, tahun 1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan C. M. Hall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium sebagai logam setiap tahunnya adalah para urutan yang kedua setelah besi dan baja, yang tertinggi di antara logam non fero.
Aluminium merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, dan sebagainya, secara satu persatu atau bersama-sama, koefisien pemuaian rendah.
(Surdia, T. 2005)
Pemakaian dan Sifat-sifat Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 2,56 atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan jenis 25 x 10-8 atau 1,25 x tahanan jenis tembaga.
Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17 – 20 kg/mm2. Oleh sebab Aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek. Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (berapa kawat yang dipilin) dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak dipakai untuk patri, tetapi dapat di las. Sayangnya, karena la itu tegangan tariknya menjadi turun oleh panas yang timbul. Oleh karena itu hantaran tegangan Aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberi jepitan.
Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak ( yang dipakai antara lain dipakai pada kondensator). Aluminium juga biasa dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang-barang dari aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium dalam udara terbuka sehingga melindungi bagian bawahnya dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut. Lapisan ini merupakan tahan yang sangat tinggi.
Titik cair aluminium 660 ºC dan titik didihnya 1800 ºC. Untuk bahan penghantar kemurniannya mencapai 99,5% dan sisanya terdiri dari unsur besi, silikon dan tembaga. Aluminium murni sangat lemah dan lunak (tembaga lebih kuat dibanding aluminium). Untuk menambah kekuatan biasanya dibuat dengan logam campuran.
Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila dipakai untuk hantaran yang tidak memerlukan penyekat (misal hantaran transmisi di atas tanah) sebab daya hantar panas/daya hantar listriknya kira-kira 60% daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga (yang panjang dan penampangnya sama) dibutuhkan penampung 60% lebih besar) Namun demikian beratnya sangat ringan dibanding tenbaga (1/3 berat tembaga) sehingga cocok untuk dipakai hantaran transmisi di atas tanah.
( Sumanto, M.A. 1994)
Aluminium Murni
Al didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa, umumnya mencapai kemurnian 99,85 % berat. Dengan mengelektrolisa kembali dapat dicapai kemurnian 99,99%.
Ketahan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99,0 % atau diatasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65 % dari hantaran listrik tembaga, tetapi masa jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk memperluas penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga dan dalam berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflektor yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektronik dipergunakan aluminium dengan kemurnian 99,99%.
(Surdia, T. 2005)
Paduan Aluminium (alloy)
Aluminium berasal dari bijih aluminium alam, yang dijumpai sebagai tambang bauksit yang mengandung kandungan utama aluminium oksida. Bauksit diolah dalam dapur listrik yang menghasilkan ingot aluminium. Bila dibandingkan dengan baja maka Al 1/3 berat baja, harganya 6 x > dari harga baja, ½ x kekuatan baja. Tetapi apabila aluminium dibuat paduan maka kekuatannya dapat melebihi kekuatan baja, aluminium paduan ini mempunyai sebuah high strength aluminium. Aluminium alloy (paduan aluminium) ini mempunyai sifat:
• Mudah dibentuk
• Tahan gempa (untuk kontruksi rangka untuk pemasangan kaca)
• Tahan pengaruh lengkung, ketahanan ini diperbaiki dengan proses anodisasi.
Dari bentuk ingot aluminium (balok aluminium) dapat dibuat aluminium paduan (aluminium alloy) berbagai produk aluminium seperti :
a. Pipa, dalam bentuk bulat (pipes), berbentuk empat persegi (square pipes)
b. Berbentuk profil, antara lain, bentuk siku, bentuk I, bentuk H, bentuk U, bentuk C dll
c. Berbentuk pelat (sheet) untuk penutup lantai/atap ada dua jenis flat sheet, corugated sheet
d. Bentuk lembaran sangat tipis (aluminium foil), untuk pelapis penahan panas yang dipasang di bawah genteng.
Untuk jenis ini dalam perdagangan ada dua jenis yaitu :
1) Aluminium foil tanpa penguat, hanya satu lapis dan mudah robek. Untuk jenis ini sebelum dipasang aluminiunm foil harus dipasang plywood terlebih dahulu.
2) Jenis ini terdiri dari 3 lapis tersusun sebagai berikut, aluminium foil, lembaran plastik busa dan lembaran penguat.
Keuntungan penggunaan aluminium foil 3 lapis :
• Lebih kuat, tidak mudah robek
• Tahan panas, memantulkan panas hingga 95 %
• Pemasangan diatas tidak perlu menggunakan penguat tambahan dari plywood.
Plywood adalah salah satu jenis produk fabrikasi dari material kayu, yang terbentuk dari beberapa layer lumber dan veneer yang dilem secara bersamaan baik secara pengeleman panas (hot glueting) maupun pengeleman dingin (cold glueting) yang sering disebut juga sebagai kayu lapis atau multiplex.
Finising Aluminium dan Pembuatan Aluminium
Aluminium tahan karat karena di udara membentuk paduan aluminium oksida hasil reaksi antara O2 di udara dengan permukaan logam aluminiuim. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat tertembus dan ini menghambat terjadinya pengkaratan. Agar aluminium lebih tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan melakukan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodisasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolite (larutan yang mudah meneruskan arus listrik) yang kemudian dialiri arus listrik.
Lapisan aluminium oksida yang terbentuk lunak dan berpori-pori, karena itu perlu proses sealing (penutupan pori-pori) dan membentuk lapisan aluminium oksida yang keras, terjadi proses kristalisasi dan hasil ini disebut sebagai anodixed aluminium. Semua komponen bagian yang telah dianodisasi menjadi tahan terhadap pengaratan.
(Wargadinata, S.A. 2002)
Pembuatan Aluminium
Biasanya tanah aluminium bersama soda dicairkan di bawah tekanan pada suhu 160 ºC Celsius, dalam mana terjadi suatu persenyawaan Aluminium, dan kemudian sodanya ditarik sehingga berubah menjadi oksida aluminium yang masih mempunyai titik cair tinggi (2200 ºCelsius). Titik cair turun menjadi sebesar 1000 ºCelsius kalau dicampur kriolit. Proses cair itu terjadi dalam sebuah dapur listrik yang terdiri atas sebuah bak baja plat, di bagian dalam di lapisi dengan arang murni, dan diatasnya terdapat batang-batang arang yang dicelupkan ke dalam campuran tersebut.
Arus listrik yang mengalir akan mengangkat kriolit menjadi cair oleh panas yang terjadi karena arus listrik yang mengangkat dalam cairan kriolit tersebut adalah sebagai bahan pelarut untuk oksidasi Aluminium. Aluminium (titik cair 660 ºC ) dipisahkan oleh arus listrik itu ke dasar dan diambil. Proses cair itu sebenarnya lama sekali dan perlu arus listrik yang besar (10.000 – 30.000 A). Oleh karena itu pembuatan aluminium hanya dilakukan di negara-negara yang listriknya murah.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20254/4/Chapter%20II.pdf
Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api.
Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi. Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.
http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
Ilmu kimia aluminium sangat ditentukan oleh muatan yang besar dan jari-jari yang kecil dari ion Al3+ , yaitu kerapatan muatan yang besar. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 grcm-3. Logam aluminum ini memiliki sifat-sifat sebagai berikiut :
1) Ringan , tahan korosi , dan tidak beracun sehingga banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panic , wajan , dan lain-lain.
2) Reflektif , dalam bentuk aluminium foil dan digunakan sebagai pembungkus makanan, obat dan rokok.
3) Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.
4) Paduan Al dengan logam ini menghasilkan logam yang kuat seperti duralium ( campuram al, Cu , Mg ) untuk pembuatan badan pesawat.
5) Aluminium sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.
Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan aluminium sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan.
Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka.
Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/alumunium/
D. ALAT DAN BAHAN
Pipet Tetes Sendok Pembakar Bunsen Rak Tabung Reaksi
Gelas Kimia Tabung Reaksi Gelas Ukur Cawan Penguapan
Kertas Saring
Adapun bahan-bahan yang digunakan antara lain: keping aluminium, serbuk magnesium, HCl encer, NaOH encer, HCL pekat, HNO3 pekat, H2O, HNO3 encer, metil violet.
E. PROSEDUR KERJA
1. Reaksi Al Dengan Asam
• Percobaan-a
• Percobaan-b
- Dimasukan dalam tabung reaksi
- Dimasukan sekeping logam Al selama 3 menit
- Logam Al diambil dan dicuci dengan air
- Diamati perubahannya
- Mengulangi percobaan dengan menggunakan asam nitrat encer dingin dengan menggunakan asam nitrat pekat
- dipanaskam
2. Reaksi Al Dengan Larutan NaOH
3. Sifat Aluminium Hidroksida
Percobaan-a
Percobaan-b
- Dimasukan kedalam tabung reaksi
- Ditambahkan laruatn NaOH
- Ditambahkan NaOH berlebih
Percobaan-c
- Disaring
- Dicuci dengan air dingin
- Endapan diatas kertas saring dituangi dengan larutan metilviolet
- Diamati filtrat yang diperoleh
F. HASIL PENGAMATAN
1. Reaksi Al Dengan Asam
• Percobaan-a
Perlakuan Pengamatan
Mencampurkan 5 ml HCl encer + keping logam Al
Dipanaskan Logam Al tidak terjadi perubahan
Perlakuan Pengamatan
Mencampurkan 5 ml HCl encer + serbuk Mg
Dipanaskan Terjadi gelembung gas
• Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
1 ml HNO3 pekat dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al ± 3 menit Larutan bening
Mengambil logam Al & dicuci dengan air dingin Logam Al tidak terjadi perubahan
1 ml HNO3 pekat dingin dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al ± 3 menit
Mengambil logam Al & dicuci dengan air dingin Logam Al tidak terjadi perubahan
1 ml HNO3 pekat dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al
Dipanaskan Terbentuk gas dan larutan berwarna kekuningan
Mengambil logam Al & dicuci dengan air Logam Al tidak terjadi perubahan
2. Reaksi Al Dengan Larutan NaOH
Perlakuan Pengamatan
5 ml larutan NaOH encer + logam Al dalam tabung reaksi
Dipanaskan Logam Al tidak terjadi perubahan
Perlakuan Pengamatan
5 ml larutan NaOH encer + serbuk Mg dalam tabung reaksi Larutan keruh
Dipanaskan Larutan bening
3. Sifat Aluminium Hidroksida
Percobaan-a
Perlakuan Pengamatan
Garam Al dimasukan dalam tabung reaksi
Ditambahkan HNO3 pekat Larutan tetap bening
Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
2 ml larutan garam Al dimasukan dalam tabung reaksi
Ditambahkan NaOH Terbentuk endapan
Endapan dibagi 2
Endapan 1 + NaOH berlebih Endapan larut
Endapan 2 + HCl Endapan larut
Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
Garam Al + NaOH encer Terbentuk endapan
Disaring
Residu dicuci dengan air dingin
Ditambahkan metilviolet Filtrate berwarna orange
G. PEMBAHASAN
Dalam percobaan kali ini, kita akan melakukan eksperimen tentang “ reaksi pada logam aluminium dan senyawanya”. Alauminum sendiri merupakan logam paling berlimpah. Aluminium sendiri banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanana logam yang mudah dibuat, kuat dan ringan diperlukan.
Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat. Tetapi dapat dicampur dengan tembaga, magnesium, silikon, mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan.
Campuran logam aluminium ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya.
Karena sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium, sehingganya banyak digunakan sebagai material teknik. Adapun sifat-sifat penting itu adalah:
- Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
- Tahan korosi
- Penghantar listrik dan panas yang baik
- Mudah di fabrikasi/di bentuk
- Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan
Sifat tahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur). Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 ºC dan aluminium oksida melebur pada temperature 2000 ºC.
Kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan magnesium.
Sifat lain yang menguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun. Dapat deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll, serta menjadi bentuk yang rumit sekalipun.
Aluminium di buat menurut proses Hall – beroult yang di kemukakan oleh Charles M.Hall di amerika serikat dan Paul heroult tahun 1886. Pengolahan Aluminium dan bauskit meliputi dua tahap :
a. Pemurnian bauskit untuk memperoleh Aluminium murni.
b. Peleburan / reduksi alumina dengan elektrolisis.
Reaksi Aluminium Dengan Asam
Percobaan-a
Dalam eksperimen yang pertama ini yaitu reaksi aluminium dengan asam, dimana langkah awal yang kami lakukan adalah reaksi dengan asam klorida.
Hal pertama yang kami lakukan adalah mencampurkan 5 ml larutan asam klorida encer dengan kepingan logam aluminium kedalam tabung reaksi , namun pada saat dicampurkan tidak terjadi reaksi. Kemudian setalah 5 menit tidak terjadi reaksi, maka kita adakan pemanasan campuran tersebut, tetapi waktu dipnaskan juga tidak terjadi reaksi antara Aluminium denagn HCl. Hanya saja terjadi perubahan larutan menjadi keruh . Pada reaksi yang terjadi pada Al + HCl berlangsung lambat dengan reaksi sebagai berikut :
2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
Selain mereaksikan HCl dengan Al pada percobaan kali ini, logam aluminium kita ganti dengan magnesium , dimana langkah-langkahnya sama seperti pada reaksi logam Al HCl . Namun pada pencampuran Magnesium dengan asam klorida reaksi yang terjadi sangat berlangsung cepat jika dibandingkan reaksi antara Aluminium dengan asam klorida. Adapun reaksi yang terjadi antara magnesium dengan asam klorida yaitu sebagai berikut :
2HCl + Mg AgCl2 + H2
Dalam eksperimen ini, aluminium dengan magnesium tidak dapat bereaksi ( tidak dapat larut dalam asam klorida encer ). Hanya keduanya memiliki kecepatan reaksi yang berbeda , Al lambat beraksi dengan HCl , sedangkan Mg sangat cepat beraksi dengan HCl dan kecepatan reaksi tersebut dapat dilihat pada saat proses pemanasan. Hal ini dikarenakan pada logam Al terdapat laipsan oksida yang melindungi logamnya seperti yang sudah dijelaskan diatas sehingga ketika diadakan pemanasan lapisan oksida.
Percobaan-b
Dalam eksperimen yang kedua ini kita tetap mereaksikan Al dengan asam, hanya saja kita ganti HCl dengan menggunakan HNO3 pekat.
Langkah awal yang kita lakukan adalah memasukan 1 ml HNO3 pekat kedalam tabung reaksi. Selanjutnya dalam tabung reaksi tersebut ditambahkan sekeping logam Al, dan pada saat itu larutan bening. Setelah dibiarkan selama 3 menit, logam Al diambil dan dicuci dengan air. Pada saat pencuian tidak terjadi perubahan pada logam Al.
Prosedur selanjutnya, kita mengulani percobaan yang sama hanya saja kita ganti HNO3 pekat dengan HNO3 encer dingin dan dengan menggunkan HNO3 pekat. Pada saat menggunakan HNO3 encer dingin, logam Al tidak juga terjadi perubahan. Hanya saja ketika pemanasan dengan HNO3 pekat terbentuk gas dan larutanya berubah menjadi kekuning-kuningan, sedangkan untuk logam Al-nya tidak terjadi perubahan. Adapun reaksi yang terjadi:
2Al + 2HNO3 2AlNO3 + H2
Reaksi Aluminium Dengan NaOH
Eksperimen kedua yang kami lakukan adalah reaksi dengan larutan Natrium Hidroksida ( NaOH ). Dimana eksperimen kedua ini sama dengan percobaan yang pertama kami lakukan yaitu reaksi dengan HCl. Hanya saja pada eksperimen kedua ini larutan asam klorida kita ganti dengan larutan natrium hidroksida. Adapun langkah-langkah pada percobaan kedua ini pun sama dengan percobaan pertama.
Dalam reaksi larutan NaOH dengan keping aluminum tidak terjadi reaksi yang berarti. Dengan persamaan reaksinya yaitu :
3NaOH + Al Al(OH)3 + 3Na
Sedangkan dalam pencampuran antara larutan NaOH dengan kepung magnesium reaksi yang terjadi berlangsung lambat atau tidak terjadi reaksi begitu dipanaskan , juga tidak terjadi reaksi hanya saja larutannya yang tadinya keruh menjadi bening.Dengan persamaan reaksi :
2NaOH + Mg Mg(OH)2 + 2Na
Perlu diketahui bahwa aluminium tidak boleh dicuci dengan soda kue ( Natrium Karbonat ). Karena hal ini disebabkan larutan yang mampu mengendap adalah Al(OH)2, karena larutan ini memberikan konsentrasi OH- yang cukup tinggi sebagai akibat dari hidrolisis . Sedangkan Natrium Karbonat merupakan senyawa-senyawa yang bersifat korosi dengan persamaan reaksi :
CO32- (aq) + H2O HCO3(aq) + OH-
Jika garam aluminium dilarutkan dalam air , ion Al3+ segara membentuk [Al(H2O)6]3+ yang biasa ditulis Al3+ .Di dalam larutan air , air yang bebas berfungsi sebagai basa dan dapat di peroleh kesetimbangan sebagai berikiut :
[Al(H2O6]3+ + H2O [ Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
Dalam basa yang kuat seperti NaOH terjadi reaksi :
[Al(H3O6]3+ + 3OH (aq) [ Al(H2O)3(OH)3] (s) + 3H2O(l)
Dalam larutan NaOH yang berlebih :
[ Al(H2O)3(OH)3](s) + OH-(aq) [ Al(H2O)2(OH)4] (aq) + 3H2O
Sifat Aluminium Hidroksida
Dalam eksperimen berikut ini kita akan melakukan percobaan tentang sifat aluminium hidroksida.
Percobaan-a
Langkah awal yang kita ambil adalah memasukan 2 ml larutan garam Al kedalam tabung reaksi, dan selanjutnya kita tambahkan beberapa tetes HNO3 pekat. Setelah penambahan tersebut larutan tetap dalam keadaan bening.semakin banyak HNO3 yang ditambahkan, maka semakin bening pula larutannya. Reaksi yang terjadi adalah;
2Al + 2HNO3 2AlNO3 + H2
Percobaan-b
Percobaan kedua ini sama seperti untuk percobaan pertama, hanya saja larutan ammonia kita ganti dengan NaOH. Pada saat larutan ditambahkan NaOH akan terbentuk endapan. Selanjutnya untuk endapannya kita pisahkan dengan filtratnya, dan endapan tersebut kita bagi menjadi 2 bagian.
Endapan 1 kita tambahkan NaOH berlebih dan endapannya larut. Persamaan reaksinya yaitu:
[ Al(H2O)3(OH)3](s) + OH-(aq) [ Al(H2O)2(OH)4] (aq) + 3H2O
Selanjutnya utuk endapan yang kedua kita tambahkan dengan HCl dan endapanya juga larut. Reaksi yangterjadi adalah:
2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
Percobaan-c
Pada percobaan terakhir ini, kita juga masih mencampurkan larutan garam Al dengan NaOH encer. Hanya saja, endapan yang terbentuk kita saring dengan menggunakan kertas saring. Selanjutnya residu yang kita dapat kita cuci dengan menggunakan air dingin. Setelah itu ditambahkan beberapa tetes metil violet dan dalam seketika filtrat berwarna orange.
H. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan / eksperimen yang kami lakukan dapat di tarik suatu kesimpulan sebagai berikut :
a. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 grcm-3.Logam aluminum ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
- Ringan , tahan korosi , dan tidak beracun sehingga banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panic , wajan , dan lain-lain.
- Reflektif , dalam bentuk aluminium foil dan digunakan sebagai pembungkus makanan , obat dan rokok.
- Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.
- Paduan Al dengan logam ini menghasilkan logam yang kuat seperti duralium ( campuram al, Cu , Mg ) untuk pembuatan badan pesawat.
- Aluminium sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.
b. Pengolahan aluminium dan bauskit meliputi 2 tahap yaitu :
- Pemurnian bauskit untuk memperoleh Aluminium murni.
- Peleburan / reduksi alumina dengan elektrolisis.
c. Magnesium merupakam logam yang ringan , putih keperak-perakan , dan cukup kuat. Magnesium mengalami reaksi yang sangat lambat dengan air dingin , tetapi terbakar dalam uap air. Magnesium terbakar dalam uap air nyala putih yang khas membentuk Magnesium oksida dan hidrogen.
d. Dalam pencampuran / peraksi antara Al dengan HCl reaksi sangat berlangsung lambat jika dibandingkan Mg dengan HCl , reaksi yang terjadi sangat cepat. Hal ini di karenakan pada Al terdapat lapisan oksida yang melindungi logamnya sehingga ketika di bakar lapisan oksida tersebut akan habis. Selanjutnya Mg dapat beraksi cepat dengan HCl meskipun tanpa melalui proses pemanasan .
Reaksi :- 2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
2HCl + Mg AgCl2 + H2
e. Dalam pencampuran / pereaksi antara Al dengan NaOH dan Mg dengan NaOh terbalik dengan yang Al dengan HCl dan Mg dengan HCl dalam cepat lambatnya reaksi. Pada peraksi Al dengan NaOH reaksinya berlangsung dengan cepat yang ditandai adanya gelembung dan gas keluar. Sedangkan Mg dengan NaOH reaksi yang terjadi berlangsung lambat .
Reaksi:
∞ 2NaOH + Mg Mg(OH)2 + 2Na
∞ 3NaOH + Al Al(OH)3 + 3Na
DAFTAR PUSTAKA
Team Teaching. 2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Gorontalo: Jurusan Pendidikan Kimia.
N.N.Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry Of The Elements, Pergamon Press, Oxford, Unted Kingdom , 1984.
P.galatsis , In : Handbook Of Reagents For Organic Synthesis : Acidic And Basic Reagents , ( H.J . Reich , J.H Rigby : eds .) Pp.12-15, Wiley , New York.
Sugiyarto, Kristian H.2003 . Kimia Anorganik II . Yogyakarta: Jurusan Kimia UNY.
http://id.wikipedia.org/wiki/Magnesium
http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/alumunium/
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20254/4/Chapter%20II.pdf
A. JUDUL
”REAKSI PADA LOGAM ALUMINIUM DAN SENYAWANYA”
B. TUJUAN PERCOBAAN
Membuat beberapa persenyawaan logam aluminium
Mengidentifikasi sifat-sifat fisika dan kimia persenyawaan logam aluminium
Membandingkan sifat-sifat beberapa persenyawaan logam aluminium dan persenyawaan logam Mg
C. DASAR TEORI
Aluminium ialah salah satu unsur kimia golongan IIIA. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah.
Aluminium di temukan oleh Sir Humphrey Davy dalam tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H. C. Oestred, tahun 1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan C. M. Hall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium sebagai logam setiap tahunnya adalah para urutan yang kedua setelah besi dan baja, yang tertinggi di antara logam non fero.
Aluminium merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, dan sebagainya, secara satu persatu atau bersama-sama, koefisien pemuaian rendah.
(Surdia, T. 2005)
Pemakaian dan Sifat-sifat Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 2,56 atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan jenis 25 x 10-8 atau 1,25 x tahanan jenis tembaga.
Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17 – 20 kg/mm2. Oleh sebab Aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek. Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (berapa kawat yang dipilin) dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak dipakai untuk patri, tetapi dapat di las. Sayangnya, karena la itu tegangan tariknya menjadi turun oleh panas yang timbul. Oleh karena itu hantaran tegangan Aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberi jepitan.
Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak ( yang dipakai antara lain dipakai pada kondensator). Aluminium juga biasa dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang-barang dari aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium dalam udara terbuka sehingga melindungi bagian bawahnya dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut. Lapisan ini merupakan tahan yang sangat tinggi.
Titik cair aluminium 660 ºC dan titik didihnya 1800 ºC. Untuk bahan penghantar kemurniannya mencapai 99,5% dan sisanya terdiri dari unsur besi, silikon dan tembaga. Aluminium murni sangat lemah dan lunak (tembaga lebih kuat dibanding aluminium). Untuk menambah kekuatan biasanya dibuat dengan logam campuran.
Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila dipakai untuk hantaran yang tidak memerlukan penyekat (misal hantaran transmisi di atas tanah) sebab daya hantar panas/daya hantar listriknya kira-kira 60% daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga (yang panjang dan penampangnya sama) dibutuhkan penampung 60% lebih besar) Namun demikian beratnya sangat ringan dibanding tenbaga (1/3 berat tembaga) sehingga cocok untuk dipakai hantaran transmisi di atas tanah.
( Sumanto, M.A. 1994)
Aluminium Murni
Al didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa, umumnya mencapai kemurnian 99,85 % berat. Dengan mengelektrolisa kembali dapat dicapai kemurnian 99,99%.
Ketahan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99,0 % atau diatasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65 % dari hantaran listrik tembaga, tetapi masa jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk memperluas penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga dan dalam berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflektor yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektronik dipergunakan aluminium dengan kemurnian 99,99%.
(Surdia, T. 2005)
Paduan Aluminium (alloy)
Aluminium berasal dari bijih aluminium alam, yang dijumpai sebagai tambang bauksit yang mengandung kandungan utama aluminium oksida. Bauksit diolah dalam dapur listrik yang menghasilkan ingot aluminium. Bila dibandingkan dengan baja maka Al 1/3 berat baja, harganya 6 x > dari harga baja, ½ x kekuatan baja. Tetapi apabila aluminium dibuat paduan maka kekuatannya dapat melebihi kekuatan baja, aluminium paduan ini mempunyai sebuah high strength aluminium. Aluminium alloy (paduan aluminium) ini mempunyai sifat:
• Mudah dibentuk
• Tahan gempa (untuk kontruksi rangka untuk pemasangan kaca)
• Tahan pengaruh lengkung, ketahanan ini diperbaiki dengan proses anodisasi.
Dari bentuk ingot aluminium (balok aluminium) dapat dibuat aluminium paduan (aluminium alloy) berbagai produk aluminium seperti :
a. Pipa, dalam bentuk bulat (pipes), berbentuk empat persegi (square pipes)
b. Berbentuk profil, antara lain, bentuk siku, bentuk I, bentuk H, bentuk U, bentuk C dll
c. Berbentuk pelat (sheet) untuk penutup lantai/atap ada dua jenis flat sheet, corugated sheet
d. Bentuk lembaran sangat tipis (aluminium foil), untuk pelapis penahan panas yang dipasang di bawah genteng.
Untuk jenis ini dalam perdagangan ada dua jenis yaitu :
1) Aluminium foil tanpa penguat, hanya satu lapis dan mudah robek. Untuk jenis ini sebelum dipasang aluminiunm foil harus dipasang plywood terlebih dahulu.
2) Jenis ini terdiri dari 3 lapis tersusun sebagai berikut, aluminium foil, lembaran plastik busa dan lembaran penguat.
Keuntungan penggunaan aluminium foil 3 lapis :
• Lebih kuat, tidak mudah robek
• Tahan panas, memantulkan panas hingga 95 %
• Pemasangan diatas tidak perlu menggunakan penguat tambahan dari plywood.
Plywood adalah salah satu jenis produk fabrikasi dari material kayu, yang terbentuk dari beberapa layer lumber dan veneer yang dilem secara bersamaan baik secara pengeleman panas (hot glueting) maupun pengeleman dingin (cold glueting) yang sering disebut juga sebagai kayu lapis atau multiplex.
Finising Aluminium dan Pembuatan Aluminium
Aluminium tahan karat karena di udara membentuk paduan aluminium oksida hasil reaksi antara O2 di udara dengan permukaan logam aluminiuim. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat tertembus dan ini menghambat terjadinya pengkaratan. Agar aluminium lebih tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan melakukan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodisasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolite (larutan yang mudah meneruskan arus listrik) yang kemudian dialiri arus listrik.
Lapisan aluminium oksida yang terbentuk lunak dan berpori-pori, karena itu perlu proses sealing (penutupan pori-pori) dan membentuk lapisan aluminium oksida yang keras, terjadi proses kristalisasi dan hasil ini disebut sebagai anodixed aluminium. Semua komponen bagian yang telah dianodisasi menjadi tahan terhadap pengaratan.
(Wargadinata, S.A. 2002)
Pembuatan Aluminium
Biasanya tanah aluminium bersama soda dicairkan di bawah tekanan pada suhu 160 ºC Celsius, dalam mana terjadi suatu persenyawaan Aluminium, dan kemudian sodanya ditarik sehingga berubah menjadi oksida aluminium yang masih mempunyai titik cair tinggi (2200 ºCelsius). Titik cair turun menjadi sebesar 1000 ºCelsius kalau dicampur kriolit. Proses cair itu terjadi dalam sebuah dapur listrik yang terdiri atas sebuah bak baja plat, di bagian dalam di lapisi dengan arang murni, dan diatasnya terdapat batang-batang arang yang dicelupkan ke dalam campuran tersebut.
Arus listrik yang mengalir akan mengangkat kriolit menjadi cair oleh panas yang terjadi karena arus listrik yang mengangkat dalam cairan kriolit tersebut adalah sebagai bahan pelarut untuk oksidasi Aluminium. Aluminium (titik cair 660 ºC ) dipisahkan oleh arus listrik itu ke dasar dan diambil. Proses cair itu sebenarnya lama sekali dan perlu arus listrik yang besar (10.000 – 30.000 A). Oleh karena itu pembuatan aluminium hanya dilakukan di negara-negara yang listriknya murah.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20254/4/Chapter%20II.pdf
Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api.
Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi. Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.
http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
Ilmu kimia aluminium sangat ditentukan oleh muatan yang besar dan jari-jari yang kecil dari ion Al3+ , yaitu kerapatan muatan yang besar. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 grcm-3. Logam aluminum ini memiliki sifat-sifat sebagai berikiut :
1) Ringan , tahan korosi , dan tidak beracun sehingga banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panic , wajan , dan lain-lain.
2) Reflektif , dalam bentuk aluminium foil dan digunakan sebagai pembungkus makanan, obat dan rokok.
3) Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.
4) Paduan Al dengan logam ini menghasilkan logam yang kuat seperti duralium ( campuram al, Cu , Mg ) untuk pembuatan badan pesawat.
5) Aluminium sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.
Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan aluminium sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan.
Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka.
Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/alumunium/
D. ALAT DAN BAHAN
Pipet Tetes Sendok Pembakar Bunsen Rak Tabung Reaksi
Gelas Kimia Tabung Reaksi Gelas Ukur Cawan Penguapan
Kertas Saring
Adapun bahan-bahan yang digunakan antara lain: keping aluminium, serbuk magnesium, HCl encer, NaOH encer, HCL pekat, HNO3 pekat, H2O, HNO3 encer, metil violet.
E. PROSEDUR KERJA
1. Reaksi Al Dengan Asam
• Percobaan-a
• Percobaan-b
- Dimasukan dalam tabung reaksi
- Dimasukan sekeping logam Al selama 3 menit
- Logam Al diambil dan dicuci dengan air
- Diamati perubahannya
- Mengulangi percobaan dengan menggunakan asam nitrat encer dingin dengan menggunakan asam nitrat pekat
- dipanaskam
2. Reaksi Al Dengan Larutan NaOH
3. Sifat Aluminium Hidroksida
Percobaan-a
Percobaan-b
- Dimasukan kedalam tabung reaksi
- Ditambahkan laruatn NaOH
- Ditambahkan NaOH berlebih
Percobaan-c
- Disaring
- Dicuci dengan air dingin
- Endapan diatas kertas saring dituangi dengan larutan metilviolet
- Diamati filtrat yang diperoleh
F. HASIL PENGAMATAN
1. Reaksi Al Dengan Asam
• Percobaan-a
Perlakuan Pengamatan
Mencampurkan 5 ml HCl encer + keping logam Al
Dipanaskan Logam Al tidak terjadi perubahan
Perlakuan Pengamatan
Mencampurkan 5 ml HCl encer + serbuk Mg
Dipanaskan Terjadi gelembung gas
• Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
1 ml HNO3 pekat dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al ± 3 menit Larutan bening
Mengambil logam Al & dicuci dengan air dingin Logam Al tidak terjadi perubahan
1 ml HNO3 pekat dingin dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al ± 3 menit
Mengambil logam Al & dicuci dengan air dingin Logam Al tidak terjadi perubahan
1 ml HNO3 pekat dimasukan kedalam tabung reaksi
Dimasukan logam Al
Dipanaskan Terbentuk gas dan larutan berwarna kekuningan
Mengambil logam Al & dicuci dengan air Logam Al tidak terjadi perubahan
2. Reaksi Al Dengan Larutan NaOH
Perlakuan Pengamatan
5 ml larutan NaOH encer + logam Al dalam tabung reaksi
Dipanaskan Logam Al tidak terjadi perubahan
Perlakuan Pengamatan
5 ml larutan NaOH encer + serbuk Mg dalam tabung reaksi Larutan keruh
Dipanaskan Larutan bening
3. Sifat Aluminium Hidroksida
Percobaan-a
Perlakuan Pengamatan
Garam Al dimasukan dalam tabung reaksi
Ditambahkan HNO3 pekat Larutan tetap bening
Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
2 ml larutan garam Al dimasukan dalam tabung reaksi
Ditambahkan NaOH Terbentuk endapan
Endapan dibagi 2
Endapan 1 + NaOH berlebih Endapan larut
Endapan 2 + HCl Endapan larut
Percobaan-b
Perlakuan Pengamatan
Garam Al + NaOH encer Terbentuk endapan
Disaring
Residu dicuci dengan air dingin
Ditambahkan metilviolet Filtrate berwarna orange
G. PEMBAHASAN
Dalam percobaan kali ini, kita akan melakukan eksperimen tentang “ reaksi pada logam aluminium dan senyawanya”. Alauminum sendiri merupakan logam paling berlimpah. Aluminium sendiri banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanana logam yang mudah dibuat, kuat dan ringan diperlukan.
Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat. Tetapi dapat dicampur dengan tembaga, magnesium, silikon, mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan.
Campuran logam aluminium ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya.
Karena sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium, sehingganya banyak digunakan sebagai material teknik. Adapun sifat-sifat penting itu adalah:
- Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
- Tahan korosi
- Penghantar listrik dan panas yang baik
- Mudah di fabrikasi/di bentuk
- Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan
Sifat tahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur). Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 ºC dan aluminium oksida melebur pada temperature 2000 ºC.
Kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan magnesium.
Sifat lain yang menguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun. Dapat deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll, serta menjadi bentuk yang rumit sekalipun.
Aluminium di buat menurut proses Hall – beroult yang di kemukakan oleh Charles M.Hall di amerika serikat dan Paul heroult tahun 1886. Pengolahan Aluminium dan bauskit meliputi dua tahap :
a. Pemurnian bauskit untuk memperoleh Aluminium murni.
b. Peleburan / reduksi alumina dengan elektrolisis.
Reaksi Aluminium Dengan Asam
Percobaan-a
Dalam eksperimen yang pertama ini yaitu reaksi aluminium dengan asam, dimana langkah awal yang kami lakukan adalah reaksi dengan asam klorida.
Hal pertama yang kami lakukan adalah mencampurkan 5 ml larutan asam klorida encer dengan kepingan logam aluminium kedalam tabung reaksi , namun pada saat dicampurkan tidak terjadi reaksi. Kemudian setalah 5 menit tidak terjadi reaksi, maka kita adakan pemanasan campuran tersebut, tetapi waktu dipnaskan juga tidak terjadi reaksi antara Aluminium denagn HCl. Hanya saja terjadi perubahan larutan menjadi keruh . Pada reaksi yang terjadi pada Al + HCl berlangsung lambat dengan reaksi sebagai berikut :
2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
Selain mereaksikan HCl dengan Al pada percobaan kali ini, logam aluminium kita ganti dengan magnesium , dimana langkah-langkahnya sama seperti pada reaksi logam Al HCl . Namun pada pencampuran Magnesium dengan asam klorida reaksi yang terjadi sangat berlangsung cepat jika dibandingkan reaksi antara Aluminium dengan asam klorida. Adapun reaksi yang terjadi antara magnesium dengan asam klorida yaitu sebagai berikut :
2HCl + Mg AgCl2 + H2
Dalam eksperimen ini, aluminium dengan magnesium tidak dapat bereaksi ( tidak dapat larut dalam asam klorida encer ). Hanya keduanya memiliki kecepatan reaksi yang berbeda , Al lambat beraksi dengan HCl , sedangkan Mg sangat cepat beraksi dengan HCl dan kecepatan reaksi tersebut dapat dilihat pada saat proses pemanasan. Hal ini dikarenakan pada logam Al terdapat laipsan oksida yang melindungi logamnya seperti yang sudah dijelaskan diatas sehingga ketika diadakan pemanasan lapisan oksida.
Percobaan-b
Dalam eksperimen yang kedua ini kita tetap mereaksikan Al dengan asam, hanya saja kita ganti HCl dengan menggunakan HNO3 pekat.
Langkah awal yang kita lakukan adalah memasukan 1 ml HNO3 pekat kedalam tabung reaksi. Selanjutnya dalam tabung reaksi tersebut ditambahkan sekeping logam Al, dan pada saat itu larutan bening. Setelah dibiarkan selama 3 menit, logam Al diambil dan dicuci dengan air. Pada saat pencuian tidak terjadi perubahan pada logam Al.
Prosedur selanjutnya, kita mengulani percobaan yang sama hanya saja kita ganti HNO3 pekat dengan HNO3 encer dingin dan dengan menggunkan HNO3 pekat. Pada saat menggunakan HNO3 encer dingin, logam Al tidak juga terjadi perubahan. Hanya saja ketika pemanasan dengan HNO3 pekat terbentuk gas dan larutanya berubah menjadi kekuning-kuningan, sedangkan untuk logam Al-nya tidak terjadi perubahan. Adapun reaksi yang terjadi:
2Al + 2HNO3 2AlNO3 + H2
Reaksi Aluminium Dengan NaOH
Eksperimen kedua yang kami lakukan adalah reaksi dengan larutan Natrium Hidroksida ( NaOH ). Dimana eksperimen kedua ini sama dengan percobaan yang pertama kami lakukan yaitu reaksi dengan HCl. Hanya saja pada eksperimen kedua ini larutan asam klorida kita ganti dengan larutan natrium hidroksida. Adapun langkah-langkah pada percobaan kedua ini pun sama dengan percobaan pertama.
Dalam reaksi larutan NaOH dengan keping aluminum tidak terjadi reaksi yang berarti. Dengan persamaan reaksinya yaitu :
3NaOH + Al Al(OH)3 + 3Na
Sedangkan dalam pencampuran antara larutan NaOH dengan kepung magnesium reaksi yang terjadi berlangsung lambat atau tidak terjadi reaksi begitu dipanaskan , juga tidak terjadi reaksi hanya saja larutannya yang tadinya keruh menjadi bening.Dengan persamaan reaksi :
2NaOH + Mg Mg(OH)2 + 2Na
Perlu diketahui bahwa aluminium tidak boleh dicuci dengan soda kue ( Natrium Karbonat ). Karena hal ini disebabkan larutan yang mampu mengendap adalah Al(OH)2, karena larutan ini memberikan konsentrasi OH- yang cukup tinggi sebagai akibat dari hidrolisis . Sedangkan Natrium Karbonat merupakan senyawa-senyawa yang bersifat korosi dengan persamaan reaksi :
CO32- (aq) + H2O HCO3(aq) + OH-
Jika garam aluminium dilarutkan dalam air , ion Al3+ segara membentuk [Al(H2O)6]3+ yang biasa ditulis Al3+ .Di dalam larutan air , air yang bebas berfungsi sebagai basa dan dapat di peroleh kesetimbangan sebagai berikiut :
[Al(H2O6]3+ + H2O [ Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
Dalam basa yang kuat seperti NaOH terjadi reaksi :
[Al(H3O6]3+ + 3OH (aq) [ Al(H2O)3(OH)3] (s) + 3H2O(l)
Dalam larutan NaOH yang berlebih :
[ Al(H2O)3(OH)3](s) + OH-(aq) [ Al(H2O)2(OH)4] (aq) + 3H2O
Sifat Aluminium Hidroksida
Dalam eksperimen berikut ini kita akan melakukan percobaan tentang sifat aluminium hidroksida.
Percobaan-a
Langkah awal yang kita ambil adalah memasukan 2 ml larutan garam Al kedalam tabung reaksi, dan selanjutnya kita tambahkan beberapa tetes HNO3 pekat. Setelah penambahan tersebut larutan tetap dalam keadaan bening.semakin banyak HNO3 yang ditambahkan, maka semakin bening pula larutannya. Reaksi yang terjadi adalah;
2Al + 2HNO3 2AlNO3 + H2
Percobaan-b
Percobaan kedua ini sama seperti untuk percobaan pertama, hanya saja larutan ammonia kita ganti dengan NaOH. Pada saat larutan ditambahkan NaOH akan terbentuk endapan. Selanjutnya untuk endapannya kita pisahkan dengan filtratnya, dan endapan tersebut kita bagi menjadi 2 bagian.
Endapan 1 kita tambahkan NaOH berlebih dan endapannya larut. Persamaan reaksinya yaitu:
[ Al(H2O)3(OH)3](s) + OH-(aq) [ Al(H2O)2(OH)4] (aq) + 3H2O
Selanjutnya utuk endapan yang kedua kita tambahkan dengan HCl dan endapanya juga larut. Reaksi yangterjadi adalah:
2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
Percobaan-c
Pada percobaan terakhir ini, kita juga masih mencampurkan larutan garam Al dengan NaOH encer. Hanya saja, endapan yang terbentuk kita saring dengan menggunakan kertas saring. Selanjutnya residu yang kita dapat kita cuci dengan menggunakan air dingin. Setelah itu ditambahkan beberapa tetes metil violet dan dalam seketika filtrat berwarna orange.
H. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan / eksperimen yang kami lakukan dapat di tarik suatu kesimpulan sebagai berikut :
a. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 grcm-3.Logam aluminum ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
- Ringan , tahan korosi , dan tidak beracun sehingga banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panic , wajan , dan lain-lain.
- Reflektif , dalam bentuk aluminium foil dan digunakan sebagai pembungkus makanan , obat dan rokok.
- Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.
- Paduan Al dengan logam ini menghasilkan logam yang kuat seperti duralium ( campuram al, Cu , Mg ) untuk pembuatan badan pesawat.
- Aluminium sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.
b. Pengolahan aluminium dan bauskit meliputi 2 tahap yaitu :
- Pemurnian bauskit untuk memperoleh Aluminium murni.
- Peleburan / reduksi alumina dengan elektrolisis.
c. Magnesium merupakam logam yang ringan , putih keperak-perakan , dan cukup kuat. Magnesium mengalami reaksi yang sangat lambat dengan air dingin , tetapi terbakar dalam uap air. Magnesium terbakar dalam uap air nyala putih yang khas membentuk Magnesium oksida dan hidrogen.
d. Dalam pencampuran / peraksi antara Al dengan HCl reaksi sangat berlangsung lambat jika dibandingkan Mg dengan HCl , reaksi yang terjadi sangat cepat. Hal ini di karenakan pada Al terdapat lapisan oksida yang melindungi logamnya sehingga ketika di bakar lapisan oksida tersebut akan habis. Selanjutnya Mg dapat beraksi cepat dengan HCl meskipun tanpa melalui proses pemanasan .
Reaksi :- 2Al + HCl 2AlCl3 + 3H2
2HCl + Mg AgCl2 + H2
e. Dalam pencampuran / pereaksi antara Al dengan NaOH dan Mg dengan NaOh terbalik dengan yang Al dengan HCl dan Mg dengan HCl dalam cepat lambatnya reaksi. Pada peraksi Al dengan NaOH reaksinya berlangsung dengan cepat yang ditandai adanya gelembung dan gas keluar. Sedangkan Mg dengan NaOH reaksi yang terjadi berlangsung lambat .
Reaksi:
∞ 2NaOH + Mg Mg(OH)2 + 2Na
∞ 3NaOH + Al Al(OH)3 + 3Na
DAFTAR PUSTAKA
Team Teaching. 2009. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Gorontalo: Jurusan Pendidikan Kimia.
N.N.Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry Of The Elements, Pergamon Press, Oxford, Unted Kingdom , 1984.
P.galatsis , In : Handbook Of Reagents For Organic Synthesis : Acidic And Basic Reagents , ( H.J . Reich , J.H Rigby : eds .) Pp.12-15, Wiley , New York.
Sugiyarto, Kristian H.2003 . Kimia Anorganik II . Yogyakarta: Jurusan Kimia UNY.
http://id.wikipedia.org/wiki/Magnesium
http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/alumunium/
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20254/4/Chapter%20II.pdf
Langganan:
Postingan (Atom)