Download - Anorganik II Ansori
Laporan Praktikum Kimia Anorganik KI-3231
SINTESIS KALIUM TRIOKSALATOFERRAT (III) TRIHIDRAT, K3[Fe(C2O4)3].3H2O
Nama : Ansori Muchtar
NIM : 10510071
Kelompok : C4
Tanggal Praktikum : 10 April dan 24 April 2013
Tanggal Laporan : 1 Mei 2013
Asisten: Muhammad Hidayaturrahman (10509006)
Laboratorium Kimia Anorganik
Program Studi Kimia
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Bandung
2013
SINTESIS KALIUM TRIOKSALATOFERRAT (III) TRIHIDRAT, K3[Fe(C2O4)3].3H2O
Abstrak
Senyawa kompleks kalium trioksalatoferrat (III) trihidarat, K3[Fe(C2O4)3].3H2O disintesis secara
reaksi redoks menggunakan prekursor awal garam mohr dan oksalat. Kompleks besi (II) yang
terbentuk kemudian dioksidasi menjadi kompleks besi (III) oleh larutan hidrogen peroksida,
H2O2 5% dan diperoleh endapan yang berwarna hijau. Padatan yang dihasilkan dilakukan uji
kadar oksalatnya manggunakan reaksi redoks dangan oksidator KMnO4. Selain itu dilakukan uji
kadar air, uji ini menggunakan konsep pengurangan berat pada padatan yang dipanaskan dan
sebelum dipanaskan. Selain itu padatan besi (III) juga dilakukan uji terhadap lampu uv. Padatan
yang basi (III) akan tereduksi menjadi besi (II) dan ligan oksalat akan teroksidasi menjadi gas
CO2. Besi (II) ini di deteksi dengan menambahkan larutan heksasianoferrat (III) sehingga terjadi
reaksi redoks dan hasil reaksi redoks ini menghasilkan endapan berwarna biru tua. Dari hasil
percobaan diperoleh endapan biru tua Fe4[Fe(CN)6]3, Dari data percobaan
Kata Kunci : redoks, oksidator, dekomposisi, ligan, sintesis.
1. Pendahuluan
Senyawa kompleks adalah
senyawa yang berisi ion pusat yang
dikelilingi oleh ion-ion atau molekul
netral yang disebut ligan. Ikatan yang
terbentuk adalah ikatan kovalen
koordinasi, maka senyawa kompleks
sering disebut senyawa koordinasi. Dalam
percobaan sintesis senyawa kompleks
biasanya pembentukan ion kompleks
dengan menggunakan reaksi substitusi
ligan, atau mengkoordinasi ligan, yaitu
menempatkan kembali ligan lain pada ion
pusat. Biasanya reaksi ini dilakukan
dalam larutan air, dimana kation logam
mula-mula ada dalam bentuk hidrat yang
sederhana.
Pada beberapa reaksi yang
melibatkan pembentukan ion kompleks,
kecepatan reaksinya sangat cepat. Dengan
demikian bentuk ion yang dihasilkan
secara termodinamika adalah stabil.
Menurut hukum kesetimbangan kimia
suatu reaksi dapat dengan cepat dikontrol
sebagai kelangsungan suatu perubahan
kondisi suatu reaksi. Pada percobaan ini
akan kalium triooksalatoferrat (III), K3-
[Fe(C2O4)3]. 3H2O serta di analisa
kandungan oksalat dan hidratnya.
Senyawa ini memiliki struktur geometri
oktahedral, dengan dua atom oksgen dari
masing-masing ligan oksalat membentuk
ikatan koordinasi dengan ion atom pusat
Fe (III). Senyawa kompleks K3-
[Fe(C2O4)3].3H2O ini di sintesis dengan
reaksi redoks garam mohr dan dianalisis
melalui reaksi redoks pengendapan
dengan kelium heksasianoferrat (III)
dengan bantuan lampu uv.
2. Percobaan
Alat dan Bahan Percobaan
Pada percobaan ini dibutuhkan
beberapa peralatan yaitu gelas kimia
50 mL, gelas ukur 25 mL, buret 25
mL, erlenmeyer 100 mL, pipet tetes,
krus, pemanas, termometer, garam
Mohr, asam oksalat 0,1 M, asam
sulfat 3 M, asam sulfat 4 M, larutan
jenuh kalium oksalat, hidrogen
peroksida 5 %, etanol 95 %, aseton,
kalium permanganat 0,02 M, larutan
heksasianoferrat(III) 0,1 M,
ammonium besi sulfat heksahidrat
Sintesis senyawa kompleks
K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O
Sebanyak 3,5 gram padatan garam
Mohr dilarutkan dalam 10 mL air
hangat 40 C dalam gelas kimia 50
mL dan ditambahkan 3 tetes larutan
asam sulfat 3 M kemudian larutan
diaduk sampai semua padatan larut.
Sebanyak 16 mL larutan asam oksalat
dengan konsentrasi 10 gram asam
oksalat / 100 mL air dimasukkan
kedalam larutan garam mohr. Larutan
diaduk dan dipanaskan sampai
mendidih dan mulai terbentuk
endapan yag berwarna kuning.
Larutan dibiarkan beberapa saat
hingga endapan yang terbentuk
mengendap seluruhnya. Endapan
kemudian didekantasi dan dipisahkan
endapan dari filtratnya. Endapan
dicuci dengan 25 mL air hangat dan
dibiarkan beberapa saat sampai
endapan tersebut mengendap kembali
dan tahap ini dilakukan sebanyak 2
kali. Endapan yang sudah dicuci
dilarutkan kedalam larutan kalium
oksalat ( 2,5 gram kalium oksalat / 7,5
mL air). Larutan ini ditambahkan
sedikit demi sedikit larutan hidrogen
peroksida 5% sebanyak 12 mL sambil
diaduk. Larutan dipanaskan sampai
mendidih, kemudian ditambahkan
sedikit demi sedikit larutan asam
oksalat ( 10 gram/100 mL air)
sebanyak 5 mL dan diperoleh larutan
yang berwarna hijau muda jernih.
Larutan tersebut disaring dan
didinginkan pada suhu ruang. Larutan
ini ditambahkan etanol dan gelas
kimi ditutup dengan alumunium foil.
Larutan ini disimpan selama 24 jam.
Setelah disimpan endapan hijau yang
terbentuk disaring dan dicuci dengan
air dan etanol. Kristal disimpan dalam
wadah gelap, setelah itu kristal
dikeringkan dan ditimbang massanya.
Analisis Kadar Oksalat.
Untuk standarisasi larutan kalium
permanganat dengan garam mohr,
sebanyak 10 gram garam mohr
dimasukkan dalam gelas kimia dan
dilarutkan dengan 25 mL asam sulfat
2 M. Larutan kemudian diencerkan di
labu takar 250 mL. Sebanyak 25 mL
garam mohr ini dimasukkan kedalam
erlenmeyer dan ditambahkan 15 mL
larutan asam sulfat 2 M. larutan ini
dipanaskan kemudian dititrasi dengan
larutan kalium permanganat. Titrasi
dilakukan duplo.
Untuk penentuan kadar oksalat
dengan metoda permanganometri,
sebanyak 0,25 gram sampel senyawa
K3[Fe(C2O4)3].3H2O hasil sintesis
dilarutkan dengan 100 mL asam sulfat
4 M. larutan ini diaduk sampai sampel
larut sepenuhnya. Sebanyak 25 mL
larutan ini dimasukkan dalam labu
erlenmeyer 100 mL dan kemudian
dipanaskan sampai suhu 55C. larutan
ini dititrasi dengan larutan kalium
permanganat sampai larutan teramati
berwarna merah muda. Titrasi ini
dilakukan secara duplo.
Analisa Kadar Air
Sejumlah tertentu senyawa kompleks
hasil sintesis digerus hingga halus.
Berat krus kosong ditimbang dan krus
berisi sampel senyawa kompleks yang
sudah digerus juga ditimbang. Sampel
dipanaskan dalam oven pad asuhu
100C selama 1 jam. Sampel
didinginkan pada suhu ruang dan
ditimbang berat krus berisi sampel.
Cetak Biru
Kertas kulkir di gunting berukuran 4 x
3 cm, ditulis gambar dan diarsir
dengan warna hitam. Kertas A4
digunting dengan ukuran yang sama,
kemudian dicelupkan kedalam larutan
K3[Fe(C2O4)3].3H2O, 0,1 M. kedua
kertas tersebut diklip dan dijemur
dibawah sinar uv selama 20 menit.
Kertas putih yang delah disinari uv
dicelupkan kedalam larutan
K3[Fe(CN)6], 0,1 M dan dikeringkan.
3. Hasil dan Diskusi
Berdasarkan percobaan diperoleh data
sebagai berikut:
1. Sintesis
m garam mohr= 3,5 gram
m K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = 1,52 gram
2. Standarisasi permanganat
V titran= 24, 825 mL
3. Penentuan kadar oksalat
V1 = 8,2 mL
V2 = 8,1 mL
3. Analisis kandungan air
m cawan = 7,75 gram
mcawan+isi sblum dioven = 8 gram
mcawan+isi seteleh dioven = 7,98 gram
Data Perubahan Fisik
1. Rand
2.
3.
4.
Dari data-data percobaan tersebut
maka dilakukan perhitungan dan
pengolahan data sebagai berikut:
1. Persen Rendemen
m teoritis:
n Fe2+mohr = m mohr/Mr mohr
= 3,5/391,8
= 8,933 x 10-3 mol
n K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = 8,933 x10-3
mol
m K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = n.Mr
m = 8,933x10-3mol . 490,8 g/mol
= 4,384 gram
% randemen = msintesis/mteoritsx100 %
=1,52g/4,384g x100 %
= 34,67 %
2. Standarisasi permanganat
Reaksi :
5Fe2+(aq) + MnO4
-(aq) + 8H+
(aq) 5Fe3+
(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
n Fe2+ = m mohr/ Mr mohr
= 10 gram/391,8
= 0,0255 mol
n Fe2+titrasi = 25 /250 . 0,0255 mol
= 2,55 x 10-3 mol
n MnO4- = 1/5 . 2,55 x 10-3 mol
= 5,1 x 10-4 mol
No Reaksi perubahan1 Mohr + H2C2O4 Kuning jernih2 No. 1 dipanaskan Kuning Keruh3 No. 2 dibiarkan Endapan Kuning4 Fe2+ + H2O2 Endapan Coklat5 No. 4 + H2C2O4
DipanaskanHijau muda jernih
6 K3[Fe(C2O4)3]. XH2O
Hijau
7 Titrasi kadar oksalat
Ungu menjadi merah muda
[MnO4-] = n/Vtitran
= 5,1 x 10-4 mol/24, 825 mL
= 0,02054 mol/L
3. Penentuan kadar oksalat
Reaksi:
2MnO4-(aq) + 5C2O4
2-(aq) + 16H+
(aq) 10
CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)
V titrasi = (V2 – V1 )/2
= (8,2 mL+8,1 mL)/2
= 8,15 mL
n C2O42- = 5/2 . 8,15 . 0,02054
= 4,1858 x 10-4 mol
m C2O42- = n . Mr
= 4,18 x 10-4 mol x 88
= 0,036784 gram
Kadar C2O42- = 0,036784 gr/ 1,52 gr
= 2,42 %
Kadar oksalat teoritis :
% C2O42- = 3Mroksalat /Mrkompleks
= 3 . 88/490.8 x 100 %
= 53,8 %
3. Analisa kadar air
Reaksi:
K3[Fe(C2O4)3].XH2O(s)
K3[Fe(C2O4)3](s) + XH2O(g)
m air = m sblm oven – m sdh dioven
= 8,00 gram – 7,98 gram
= 0,02 gram
n air = m/Mr =0,02/18 = 1,11 x 10-3
m kompleks anhidrat = moven - mkrus
= 7,98 – 7,75
= 0,23 gram
n kompleks anhidrat = mkplx/Mrkplx
= 0,23/436,8
= 5,26 x 10-4
X hidrat = n air/n kmplex hidrat
= 1,11 x 10-3/5,26x10-4
= 2
Pada percobaan sintesis kompleks
K3[Fe(C2O4)3].3H2O ini digunakan
prekursor garam mohr. Garam mohr
merupakan bentuk garam besi (II)
yang paling stabil karena pada
senyawa lain besi (II) mudah sekali
dioksidasi menjadi besi (III). Pada
pelarutan garam mohr, pelarut perlu
dipanaskan terlebih dahulu. Hal ini
dilakukan agar proses pelarutan
berlangsung optimum dalam artian
mudah larut. Pada dasarnya proses
pelarutan bersifat endotermik
sehingga peningkatan suhu akan
memperbesar kelarutan garam.
Larutan garam mohr dalam air
membentuk kompleks [Fe(H2O)6]2+
Fe2+(aq) + 6 H2O(l) [Fe(H2O)6]2+
(aq)
Ion Fe2+ dalam air mudah membentuk
endapan hidroksida karena kelarutan
hidroksidanya dalam air kecil.
[Fe(H2O)6]2+(aq) + 2H2O(l)
Fe(H2O)4(OH)2(s) + 2 H3O+(aq)
endapan ini dengan penambahan asam
dalam larutan akan menggeser
kesetimbangan kekiri sehingga
endapan hidroksidanya akan mudah
larut membentuk ion besi (II).
Penambahan asam oksalat dalam
larutan sebagai sumber oksalat
mengakibatkan larutan berwarna
kuning jernih. Larutna warna jernih
ini karena terbentuk sebagian garam
FeC2O4 yang masih larut dalam air.
Kaelarutan sebagian ini disebabkan
oleh asam oksalat yang terion menjadi
ion oksalat hanya sebagian karena
asam oksalat bersifat sebagai asam
lemah. Setelah dipanaskan terbentuk
endapan FeC2O4 yang berwarna
kuning. Pemanasan mengakibatkan
derajat ionisasi asam oksalat
meningkat sehingga ion oksalat yang
melimpah dalam larutan
menyebabkan pengendapan dengan
ion Fe2+.
Fe2+(aq) + H2C2O4(aq)FeC2O4(s) + 2H+
Setelah larutan disaring endapan
dilarutkan dengan oksalat dan
terbentuk kompleks [Fe(C2O4)3]4-
FeC2O4(s) + 2 C2O42-
(aq) [Fe(C2O4)3]4-
(aq)
Setelah terbentuk kompleks
[Fe(C2O4)3]4- maka kompleks ini di
oksidasi menjadi [Fe(C2O4)3]3-
oksedator hidrogen peroksida 5 % dan
ditambahkan asam oksalat sebagai
katalis asam yang sekaligus sebagai
sumber oksalat. Oksidasi kompleks
mengakibatkan warna larutan menjadi
coklat. Warna coklat ini merupakan
ciri dari terbentuknya ion Fe3+. Akan
tetapi ligan nya tidak semuanya ligan
oksalat. Oleh karena itu ditambahkan
H2C2O4 dan dipanaskan sehingga
terbentuk kompleks [Fe(C2O4)3]3-
yang berwarna hijau muda jernih.
2[Fe(C2O4)2]2-(aq) + H2O2 (aq) +
H2C2O4(aq) + C2O42-
(aq) 2[Fe(C2O4)3]3-
(aq) + 2H2O(l)
larutan yang dihasilkan dibersihkan
dari pengotor - pengotornya
menggunakan etanol. Larutan
disimpan selama 24 jam untuk
menyempurnakan reaksi pengendapan
kompleks.
3K+(aq) + [Fe(C2O4)3]3-
(aq) + XH2O(l)
K3[Fe(C2O4)3]. XH2O(s)
Kompleks yang terbentuk di tentukan
kadar oksalatnya menggunakan reaksi
redoks dengan oksidator kalium
permanganat. Untuk standarisasi
digunakan prekursor besi (II) dari
garam mohr sebagai reduktor dengan
katalis asam.
5Fe2+(aq) + MnO4
-(aq) + 8H+
(aq) 5Fe3+
(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
Reaksi ini tidak menggunakan
indikator senyawa lain karena larutan
kalium permanganat dapat bertindak
sebagai self indicator yaitu dapat
mengalami perubahan warna sendiri
dari permanganat yang berwarna ungu
menjadi ion Mn2+ yang tidak
berwarna.
Pada penentuan kadar oksalat dalam
kompleks juga dilakukan dengan
reaksi redoks menggunakan oksidator
permanganat dengan bantuan katalis
asam.
2MnO4-(aq) + 5C2O4
2-(aq) + 16H+
(aq) 10
CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)
Dari hasil perhitungan diperoleh
bahwa kadar oksalat secara percobaan
adalah 2,42 % sedangkan perhitungan
kadar oksalat dalam kompleks secara
teoritis adalah sebesar 53,8 %. Ini
menandakan bahwa ligan oksalat
hanya sedikit sekali kemungkinan
adalah ligan lain seperti air. Hal ini
dimungkinkan disebabkan oleh
pengaturan kondisi lingkungan yang
tidak sesuai seperti pengaturan suhu,
keasaman dll.
Pada penentuan kadar air didalam
kompleks senyawa kompleks yang
megandung air di panaskan sehingga
semua air yang terperangkap dalam
kristal sebagai hidrat menguap yang
menyebabkan penurunan massa pada
kompleks. Selisih massa ini adalah
massa hidrat yang terkndung didalam
kompleks.
K3[Fe(C2O4)3].XH2O(s)
K3[Fe(C2O4)3](s) + XH2O(g)
Dari perhitungan hasil dari data
percobaan di peroleh bahwa nilai X
adalah 2 bukan 3. Hal ini disebabkan
oleh kondisi lingkungan pada saat
pengendapan tidak sesuai dan ligan
yang terdapat dalam kompleks tidak
semuanya oksalat (seperti penjelasan
diatas). Oleh karena ligannya berbeda
maka hidratnya akan berbeda juga.
Senyawa kompleks yang terbentuk
dapat dideteksi dengan reaksi
penyinaran dengan lampu uv. Seyawa
[Fe(C2O4)3]3- tidak stabil jika disinari
dengan lampu uv sehigga mengalami
dekomposisi menghasilkan
[Fe(C2O4)2]2-
2[Fe(C2O4)3]3- + uv 2[Fe(C2O4)2]2- +
C2O42-
+ CO2
Ion Fe2+ dari kompleks [Fe(C2O4)2]2-
dapat mengalami oksidasi jika jika
direaksikan dengan ion
heksasianoferrat (III)
Fe2+(aq) + [Fe(CN)6]3-
(aq) Fe3+(aq) +
[Fe(CN)6]4-(aq)
Kemudian hasil dari reaksi redoks ini
menghasilkan endapan yang berwarna
biru Fe4[Fe(CN)6]3(s)
4Fe3+(aq) + 3[Fe(CN)6]4-
(aq)
Fe4[Fe(CN)6]3(s)
Endapan biru ini menunjukkan bahwa
ion Fe3+disintesis.
4. Kesimpulan
Kompleks K3[Fe(C2O4)3].3H2O gagal
disintesis. Analisa kadar oksalat
adalah 2,42 % dan jumlah hidra dalam
kompleks adalah 2.
5. Daftar Pustaka
Housecroft, C.E., Sharpe, A.G. 2008.
Inorganic Chemistry 3rd edition.
Pearson Education (670-680)
Athanassios K., Catherine P., (2006),
Polyhedron 56; 1391-1398