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

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar