ASAM SULFAT

Asam sulfat (H2SO4) merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam

air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah

satu produkutama industri kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta

ton, dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan

bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak

(Http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat,pukul 08.00,22 september 2012).

1.1 PENGERTIAN ASAM SULFAT

Asam sulfat adalah cairan tak berwarna, seperti minyak dan higroskopik,dengan berat

jenis 1,838.Asam pekatnya yang murni dan komersial,adalah suatu campuran yang bertitik didih

konstan ,dengan titik didih 338 o dan mengandung asam kira-kira 98% (Vogel,1979:369).

proses percampuran asam sulfat dengan air sangat eksotermis;oleh karena itu pada

pengeceran , asam sulfat pekat harus di tuangkan secara perlahan ke dalam air bukan sebaliknya ,

dan sambil di aduk secara terus-menerus.Asam sulfat murni mempunyai sifat hantaran listrik

yang signifikan sebagai akibat swaionisasi menurut persamaan reaksi:

2H2SO4 ( l ) →H2O (H2SO4) + H2S2O7 (H2SO4)

H2O (H2SO4) + H2SO4 ( l ) → H3O+ (H2SO4) + HS04- (H2SO4)

H2O (H2SO4) + H2S2O7 (H2S04) → H3O+ (H2SO4) + HS2O7- (H2SO4)

Asam sulfat pekat merupakan campuran air dan asam sulfat dengan konsentrasi kiri-kira 18 M

Biasanya asam sulfat dianggap sebagai asam saja, namum sesungguhnya asam sulfat

dapat bereaksi menurut 5 (lima) cara yang berbeda,yaitu: sebagai suatu asam, pengering terhadap

air , pengoksida , agen sulfonasi, dan sebagai suatu basa (Kristian H.Sugiyarto,2004:225).

1.2 PEMBUATAN

Asam sulfat diproduksi dari belerang, oksigen, dan air melalui proses kontak.

Pada langkah pertama, belerang dipanaskan untuk mendapatkan sulfur dioksida:

S (s) + O2 (g) → SO2 (g)

Sulfur dioksida kemudian dioksidasi menggunakan oksigen dengan keberadaan katalis vanadium

(V) oksida:

2 SO2 + O2(g) → 2 SO3 (g)   (dengan keberadaan V2O5)

Sulfur trioksida diserap ke dalam 97-98% H2SO4 menjadi oleum (H2S2O7), juga dikenal sebagai

asam sulfat berasap. Oleum kemudian diencerkan ke dalam air menjadi asam sulfat pekat.

H2SO4 (l) + SO3 → H2S2O7 (l)

H2S2O7 (l) + H2O (l) → 2 H2SO4 (l)

Perhatikan bahwa pelarutan langsung SO3 ke dalam air tidaklah praktis karena reaksi

sulfur trioksida dengan air yang bersifat eksotermik. Reaksi ini akan membentuk aerosol korosif

yang akan sulit dipisahkan.

SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)

Sebelum tahun 1900, kebanyakan asam sulfat diproduksi dengan proses bilik (Edward

M.Jones,1950)

1.3 SIFAT-SIFAT ASAM SULFAT

1.3.1 Sifat-sifat fisika

Bentuk-bentuk asam sulfat

Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada

titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan

merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai

asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk

berbagai keperluan:

10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium,

33,53%, asam baterai,

62,18%, asam bilik atau asam pupuk,

73,61%, asam menara atau asam glover,

97%, asam pekat.

Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah murni dan

seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam

sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna.

Apabila SO3(g) dalam konsentrasi tinggi ditambahkan ke dalam asam sulfat, H2S2O7 akan

terbentuk. Senyawa ini disebut sebagai asam pirosulfat, asam sulfat berasap, ataupun oleum.

Konsentrasi oleum diekspresikan sebagai %SO3 (disebut %oleum) atau %H2SO4 (jumlah asam

sulfat yang dihasilkan apabila H2O ditambahkan); konsentrasi yang umum adalah 40% oleum

(109% H2SO4) dan 65% oleum (114,6% H2SO4). H2S2O7 murni terdapat dalam bentuk padat

dengan titik leleh 36 °C.

Asam sulfat murni berupa cairan bening seperti minyak, dan oleh karenanya pada zaman

dahulu di namakan “minyak vitrol” (Http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat ,pukul 08.00,22

september 2012).

Polaritas dan konduktivitas

H2SO4 anhidrat adalah cairan yang sangat polar. Ia memiliki tetapan dielektrik sekitar

100. Konduktivitas listriknya juga tinggi. Hal ini diakibatkan oleh disosiasi yang disebabkan oleh

swa-protonasi, disebut sebagai autopirolisis (Greenwood norman.N, Earnshow.A,1997).

2 H2SO4 → H3SO4+ + HSO4

−

Konstanta kesetimbangan autopirolisisnya adalah

Kap(25 °C)= [H3SO4+][HSO4

−] = 2,7 × 10−4.

Dibandingkan dengan konstanta keseimbangan air, Kw = 10−14, nilai konstanta kesetimbangan

autopirolisis asam sulfat 1010 (10 triliun) kali lebih kecil.

Walaupun asam ini memiliki viskositas yang cukup tinggi, konduktivitas efektif ion

H3SO4+ dan HSO4

− tinggi dikarenakan mekanisme ulang alik proton intra molekul, menjadikan

asam sulfat sebagai konduktor yang baik. Ia juga merupakan pelarut yang baik untuk banyak

reaksi.

Kesetimbangan kimiawi asam sulfat sebenarnya lebih rumit daripada yang ditunjukkan di atas;

100% H2SO4 mengandung beragam spesi dalam kesetimbangan (ditunjukkan dengan nilai

milimol per kg pelarut), yaitu: HSO4− (15,0), H3SO4

+ (11,3), H3O+ (8,0), HS2O7− (4,4), H2S2O7

(3,6), H2O (0,1) (Greenwood norman.N, Earnshow.A,1997).

1.3.2 Sifat-sifat kimia

Reaksi dengan air

Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan asam ke dalam air

daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat

dan cenderung mengapung di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat

pekat, ia akan dapat mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah

pembentukan ion hidronium:

H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-

HSO4- + H2O → H3O+ + SO4

2-

Karena hidrasi asam sulfat secara termodinamika difavoritkan, asam sulfat adalah zat

pendehidrasi yang sangat baik dan digunakan untuk mengeringkan buah-buahan. Afinitas asam

sulfat terhadap air cukuplah kuat sedemikiannya ia akan memisahkan atom hidrogen dan oksigen

dari suatu senyawa. Sebagai contoh, mencampurkan pati (C6H12O6)n dengan asam sulfat pekat

akan menghasilkan karbon dan air yang terserap dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan

asam sulfat):

(C6H12O6)n → 6n C + 6n H2O

Efek ini dapat dilihat ketika asam sulfat pekat diteteskan ke permukaan kertas. Selulosa bereaksi

dengan asam sulfat dan menghasilkan karbon yang akan terlihat seperti efek pembakaran kertas.

Reaksi yang lebih dramatis terjadi apabila asam sulfat ditambahkan ke dalam satu sendok teh

gula. Seketika ditambahkan, gula tersebut akan menjadi karbon berpori-pori yang mengembang

dan mengeluarkan aroma seperti karamel (Http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat,pukul

08.00,22 september 2012).

Reaksi lainnya

Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa, menghasilkan garam sulfat.

Sebagai contoh, garam tembaga tembaga (II) sulfat dibuat dari reaksi antara tembaga (II) oksida

dengan asam sulfat:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Asam sulfat juga dapat digunakan untuk mengasamkan garam dan menghasilkan asam yang

lebih lemah. Reaksi antara natrium asetat dengan asam sulfat akan menghasilkan asam asetat,

CH3COOH, dan natrium bisulfat:

H2SO4 + CH3COONa → NaH O4 + CH3COOH

Hal yang sama juga berlaku apabila mereaksikan asam sulfat dengan kalium nitrat.

Reaksi ini akan menghasilkan asam nitrat dan endapat kalium bisulfat. Ketika dikombinasikan

dengan asam nitrat, asam sulfat berperilaku sebagai asam sekaligus zat pendehidrasi, membentuk

ion nitronium NO2+, yang penting dalam reaksi nitrasi yang melibatkan substitusi aromatik

elektrofilik. Reaksi jenis ini sangatlah penting dalam kimia organik.

Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan logam via reaksi penggantian tunggal,

menghasilkan gas hidrogen dan logam sulfat. H2SO4 encer menyerang besi, aluminium, seng,

mangan, magnesium dan nikel. Namun reaksi dengan timah dan tembaga memerlukan asam

sulfat yang panas dan pekat. Timbal dan tungsten tidak bereaksi dengan asam sulfat. Reaksi

antara asam sulfat dengan logam biasanya akan menghasilkan hidrogen seperti yang ditunjukkan

pada persamaan di bawah ini. Namun reaksi dengan timah akan menghasilkan sulfur dioksida

daripada hidrogen.

Fe (s) + H2SO4 (aq) → H2 (g) + FeSO4 (aq)

Sn (s) + 2 H2SO4 (aq) → SnSO4 (aq) + 2 H2O (l) + SO2 (g)

Hal ini dikarenakan asam pekat panas umumnya berperan sebagai oksidator, manakala asam

encer berperan sebagai asam biasa. Sehingga ketika asam pekat panas bereaksi dengan seng,

timah, dan tembaga, ia akan menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida, manakahal asam encer

yang beraksi dengan logam seperti seng akan menghasilkan garam dan hidrogen.

Asam sulfat menjalani reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan senyawa-senyawa

aromatik, menghasilkan asam sulfonat terkait (Http://id.wikipedia.org/wiki /Asam_sulfat,pukul

08.00,22 september 2012):

1.4 BAHAYA ASAM SULFAT

Asam sulfat memang berbahaya bila terkena pada jaringan seperti kulit, efek yang

ditimbulkan akibat sifat asam sulfat sebagai senyawa korosif dan penarik air yang kuat dapat

menyebabkan kulit seperti terkena luka bakar.

Luka bakar akibat asam sulfat berpotensi lebih buruk daripada luka bakar akibat asam

kuat lainnya, hal ini dikarenakan adanya tambahan kerusakan jaringan dikarenakan senyawa H

dan O dari jaringan ditarik sebagai H2O (dehidrasi) dan juga akan terjadi kerusakan termal

sekunder akibat pelepasan panas oleh reaksi asam sulfat dengan air seperti gambar :

Namun begitu bukan berarti harus berhenti bekerja dengan senyawa ini

Bahaya akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam sulfat.

Namun, bahkan asam sulfat encer (sekitar 1 M, 10%) akan dapat mendehidrasi kertas apabila

tetesan asam sulfat tersebut dibiarkan dalam waktu yang lama. Oleh karenanya, larutan asam

sulfat yang sama atau lebih dari 1,5 M diberi label “CORROSIVE “(korosif), dan larutan lebih

besar dari 0,5 M dan lebih kecil dari 1,5 M diberi label “IRRITANT” (iritan).

Selain berbahaya untuk kulit atau jaringan, jenis asam sulfat pekat berasap (oleum) dapat

berbahaya untuk saluran pernapasan. Oleum mengeluarkan asap berupa gas SO2 yang sangat

reaktif. Gas ini sangat berpotensi merusak paru-paru bila terhirup, reaksi dengan air terjadi

seperti berikut :

SO2  +  H2O  →  H2SO4

Dengan demikian jelas untuk pekerjaan dengan asam sulfat harus dilakukan di dalam ruang

asam.

Bila terjadi kecelakaan terpapar asam sulfat pada kulit (kejadian ini paling sering terjadi

dilaboratorium) harus dilakukan penanganan yang cepat dan benar. Perawatan pertama yang

standar dalam menangani tumpahnya asam sulfat ke kulit adalah dengan membilas kulit tersebut

dengan air sebanyak-banyaknya (air harus mengalir). Pembilasan dilanjutkan selama 10 sampai

15 menit untuk mendinginkan jaringan disekitar luka bakar asam dan untuk menghindari

kerusakan sekunder. Pakaian yang terkontaminasi oleh asam sulfat harulah dilepaskan dengan

segera dan segera bilas kulit yang berkontak dengan pakaian tersebut.

Tingkat bahaya yang tinggi dengan kejadian yang sering terjadi disebabkan karena

senyawa ini tidak dapat digantikan fungsinya di laboratorium ataupun industri, sifat fisik dan

sifat kimia asam sulfat khas dan sangat penting untuk banyak reaksi. Untuk itu walaupun bahaya

bukan berarti harus takut dan tidak bekerja dengan asam sulfat, karena dengan penanganan yang

benar kecelakaan dapat dihindarkan (S hamdani, http://catatan kimia.com)

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_Sulfat , Halaman terakhir diubah pada pukul 08.30,22

september 2012.

Vogel (1979), Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis, London,

Longman Group Limited.

Sugiyarto, Kristian H (2004), Common Textbook Kimia Anorganik I, Technical Cooperation

Project for Development Science and Mathematic Teaching for Primary an Secondary

Education in Indonesia (IMSTEP).

Edward M, Jones, Chamber (1950), Procces Manufacture of Sulfuric Acid, Industrial and

Engineering Chemistry, November, Vol.42, no.11, pp.2208-10.

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke- 2nd),

Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4

Hamdani,S. ,http://catatankimia.com, Di akses pada 28 September 2012 ,pukul 08.00.