LAPORAN PRAKTIKUM

I. NAMA PERCOBAAM : Stoikiometri Reaksi Logam dengan Garam

II. TUJUAN PERCOBAAN : Mempelajari stoikiometri reaksi antara

logam tembaga dengan larutan besi (III) dan meramalkan ion tembaga

yang dihasilkan.

III. DASAR TEORI

Reaksi kimia pada hakekatnya merupakan proses yang melibatkan

perubahan struktur komposisi dan energi setiap spesies yang berperan serta di

dalamnya dalam skala molekular, bahkan kadang-kadang atomik.

Stoikiometri adalah merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang

memepelajari berbagai aspek yang menyangkut kesetaraan massa antara zat yang

terlibat dalam reaksi kimia, baik dalam skala molekular maupun dalam skala

eksperimental. Pengetahuan tentang kesetaraan massa antara zat yang bereaksi

merupakan dasar penyelesaian hitungan yang melibatkan reaksi kimia. Konsep

mol diperlukan untuk mengkonversi kesetaraan massa antar zat dari skala

molekular ke dalam skala eksperimental dalam laboratorium. Dalam percobaan

ini, akan dipelajari stoikiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan gram

besi (III) dalam suasana asam dengan menganalisa hasil reaksi secara volumetri.

Secara teoritis, ion tembaga monovalen, Cu+ dan ion tembaga bivalen Cu2+

merupakan dua spesies yang dapat dihasilkan dari logam tembaga dalam reaksi

ini. Dengan memanfaatkan harga potensial elektroda standar untuk setiap spesies,

dapat diperkirakan spesies mana yang secara termodinamika memiliki

kemungkinan lebih tinggi untuk terbentuk dalam reaksi dari dua spesies.

Reaksi antar logam Cu dengan larutan garam Fe3+ dapat

diperkirakan berlangsung menurut persamaan-persamaan berikut:

Cu + 2 Fe3+ Fe2 + Cu2+ ... (1)

Cu + Fe3+ 2Fe2 + Cu2+ ... (2)

Reaksi yang terjadi dapat diketahiu dari harga perbandingan

jumlah mol antara ion Fe3+ yang bereaksi dengan logam tembaga yang terpakai.

Jika harga perbandingan jumlah mol itu digunakan simbol r, maka diperoleh

rumus

r = mol Fe3+ yang bereaksi

mol Cu yang bereaksi

harga r berkisar antara 1 sampai 2. Apabila reaksi yang terjadi hanya

reaksi (1),maka r = 1, dan r = 2 apabila reaksi yang terjadi hanya reaksi (2).

(Abu Bakar. 2013)

Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan senyawa

kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi

disebut sebagaireaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan

perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya

memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara umum, reaksi kimia

melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan

dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia

juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti

pada reaksi nuklir.

Reaksi kimia secara umum dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu

reaksi

asam-basa dan reaksi redoks. Secara garis besar, Redoks (singkatan dari reaksi

reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan

oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.Hal ini dapat

berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasikarbon yang menghasilkan

karbondioksida, atau reduksikarbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4),

ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh

manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit.

Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapat

dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:

Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion

Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuahmolekul, atom, atau ion.

Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan

di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk

pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak

akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagaipeningkatan

bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam

prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun

terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada

transfer elektron dalam reaksi tersebut. (http://www.chem-is-try.org)

Reaksi Redoks

Reaksi asam basa dapat dikenali sebagai proses transfer-proton. Kelompok

reaksi yang disebut reaksi oksidasi-reduksi (atau redoks) dikenal juga sebagai

reaksi transfer-elektron. Reaksi oksidasi-reduksi berperan dalam banyak hal

didalam kehidupan kita sehari-hari. Reaksi ini terlibat mulai dari pembakaran

bahan bakar minyak bumi sampai dengan kerja cairan pemutih yang digunakan

dalam rumah tangga. Selain itu sebagian besar unsur logam dan nonlogam

diperoleh dari bijinya melalui proses oksidasi reduksi. (R. Chang, 2004)

Mekipun reaksi oksidasi-reduksi didasarkan pada serah terima elektron,

hal ini tak selalu tampak dari persamaan reaksinya. Proses-proses ini lebih baik

untuk dipahami jika dipecah menjadi dua tahap yang terpisah, oksidasi satu zat

reduksi zat yang lain. Berikut ini adalah contoh reaksi antara logam besi dan ion

tembaga:

    Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu.......................(1)

Terdiri dari reduksi Cu²⁺

    Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.................................(2)

Dan oksidasi Fe

    Fe → Fe²+ + 2e⁻.....................................(3)

Kedua elektron yang dilepaskan Fe diambil oleh Cu²⁺dalam proses ini. (Vogel,

1979)

- Larutan yang Terlibat

Asam Oksalat (H2C2O4.H2O)

Oksalat dari logam-logam alkali dan besi(II), larut dalam air, semua oksalat lain

tak larut atau sangat sedikit larut dalm air. Berbentuk zat padat kristalin, tak

berwarna dan menjadi anhidrat dengan dipanaskan sampai 110oC . Zat ini mudah

larut dalam air. 

- Permanganat, MnO4-

Semua permanganat larut dalam air, membentuk larutan ungu (lembayung

kemerahan). Untuk mempelajari reaksi pada permanganat digunakan larulan

kalium permanganat(KMnO4). Jika direaksikan dengan asam

oksalat(H2C2O4.H2O) dan dengan asam sulfat(H2SO4) , yang berfungsi sebagai

katalis, akan menghasilkan gas karbon dioksida, dengan mekanisme reaksi:

Reaksi ini lambat pada suhu kamar, tetapi menjadi cepat pada 60oC. Ion

mangan (II) mengkatalis reaksi ini, jadi reaksi ini adalah otokatalitik. Sekali ion

mangan(II) telah terbentuk, reaksi ini menjadi semakin cepat. (Vogel I , 1985)

- Tembaga (Cu)

Tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa dan liat.

Ia melebur pada 10380C, karena potensial electrode standarnya positif maka ia tak

larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen

ia bisa larut sedikit. Asam sulfat pekat panas juga melarutkan tembaga : 

Cu + 2H2SO4      Cu2+ + SO42- + SO2 + H2O.........(5)

- Besi (Fe)

Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak yang kukuh dan liat.

Ia melebur pada 1535OC. Asam sulfat encer melarutkan besi. Besi membentuk dua

deret garam yang penting :

- 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.

- Besi (III) atau feri

Diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. . Dalam larutannya, terdapat kation-

kation Fe3+ yang berwarna kuning muda. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi

(III) menjadi besi (II). (Vogel I, 1985)

Reaksi antara logam Cu dan larutan Fe3+ adalah sebagai berikut:

     Cu + Fe3+              Fe2+ + Cu+ .......................(6)

 Cu + 2 Fe3+         2Fe2+ + Cu2+ ......................(7) 

Reaksi redoks KMnO4 dengan asam Oksalat :

MnO4- + 8H+ + 5e-        Mn2+ + 4H2O X 2

C2O42-                                 2CO 2  + 2e -   X 5________

2MnO4-+ 5C2O42- + 16H+         2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O...........(8)

Reaksi redoks KMnO4 dengan Fe2+:

Fe2+                    Fe3++ e- X 5

MnO 4-   + 8H +   + 5e -                 Mn 2+   + 4H 2O X 1

5Fe2++ MnO4- + 8H+        5Fe3++ Mn2+ + 4H2O..................................(9)

- Reaksi Permanganometri

Reaksi antara KMnO4 dengan asam oksalat(H2C2O4.H2O) dan asam sulfat (H2SO4 )

akan terjadi reaksi redoks yaitu :

2MnO4 + 5H2O2 + 6H+         2Mn2+ + 5O2 + 8H2O.............(10) 

(Underwood, 2001)

Reaksi kimia pada hakekatnya merupakan proses yang melibatkan

perubahan struktur, komposisi dan energi setiap spesies yang berperan serta

didalamnya dalam skala molekuler bahkan kadang-kadan atomik.

Stoikiometri merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari

berbagai aspek yang menyangkut kesetaraan massa antara zat yang terlibat dalam

reaksi kimia baik secara molekuler maupun secara eksperimental. Pengetahuan

kesetaraan massa antara zat yang bereakasi merupakan dasar penyelesaian

hitungan yang melibatkan reaksi kimia. Konsep mol diperlukan untuk

mengkonversikan kesetaraan massa antara zat dari skala molekuler ke skala

eksperimental dalam laboratorium.

Sebagai contoh dapat ditemukan dengan mengetahui stoikiometri reaksi

dalam proses analisa volumetri, data hasil titrasi dapat digunakan untuk

menghitung konsentrasi suatu senyawa yang terlibat dalam proses itu.

Dalam percobaan ini akan dipelajari stoikiometri reaksi antara logam

tembaga dengan larutan besi (III) dalam suasana asam dengan menganalisa hasil

secara volumetri. Secara teoritis ion tembaga monovalen dan ion tembaga bivalen

merupakan dua spesies yang dapat dihasilkan dari logam tembaga dalam reaksi

ini. Dengan memenfaatkan harga potensial elektroda standart untuk setiap spesies

dapat diperkirakan spesies mana yang secara termodinamika memiliki

kemungkinan lebih tinggi untuk terbentuk dalam reaksi dua spesies itu.

Banyak logam tersusun rapat. Selama atom mempunyai kecenderungan

lemah terhadap kovalensinya, akan mempunyai karakter yang lemah terhadap

ikatannya dan memperoleh bilangan yang maksimal akibat dari susunan yang

rapat bahwa logam mempunyai kerapatan yang tinggi. Unsur-unsur yang berada

pada blok d, dekat Ir dan Os yang mengandung padatan yang rapat.

(Aldes Lesbani. 2003. hal: 73)

V. ALAT DAN BAHAN

A. Alat yang digunakan :

Gelas beker 250 ml 1 buah

Gelas arloji untuk tutup 1 buah

Botol Timbang 10 ml 1 buah

Labu ukur 100 ml 1 buah

Pipet gondok 250 ml 1 buah

Buret 50 ml 1 buah

Erlenmeyer 3 buah

Pemanas spritus 1 set

B. Bahan kimia yang dibutuhkan :

Tembaga berbentuk serbuk 0,3 gram

Larutan Fe(NH4)(SO4)2 dengan konsentrasi Fe3+ 0,2 M mengandung

H2SO4 pekat 100 ml per 1000 ml

Larutan H2SO4 2,5 M

Larutan standar KMnO4 0,02 M

VI. PROSEDUR PERCOBAAN

A. Standarisasi larutan KMnO4 0,02 M

Diencerkan dengan aquades 100 mL

Dipipet

Ditambahkan

Dititrasi

0,63 gram asam oksalat

Larutan asam oksalat

5 ml larutan asam oksalat

20 mL asam sulfat 2,5 M

B. Stoikiometri Reaksi Logam Cu dengan Garam Fe(III)

Dimasukan

Didihkan, Setelah mendidih didinginka

Diencerkan

Dititrasi

*titrasi diulang 3 kali.

*hitung konsentrasi Fe(II) yng dihasilkan dan hitung pula perbandingan jumlah

mol dengan menggunakan rumus :

r = mmol Fe 2+ yangbereaksimmolCu 2+ yang terpakai

= mmol Fe ( II ) hasilmmol Cu ( I ) awal

KMnO4

0,2 gram serbuk logam tembaga

30 mL larutan besi (III) 0,2 M dan 15 mL asam sulfat 2,5 M

Larutan tembaga

Larutan tembaga

25 Larutan tembaga

KMnO4

VII. DATA HASIL PENGAMATAN

a. Standarisasi larutan KMnO4

Vrata-rata = V 1+V 2

2=8,1 mL+7,5 mL

27,8 mL=0,0078 Liter

b. Stoikiometri logam Cu dan garam Fe

V1 4,5 mL

V2 5 mL

Vrata-rata = V 1+V 2

2=4,5 mL+5 mL

2=2,75 mL=0,00275 Liter

V1 8,1 mL

V2 7,5 mL

IX. REAKSI DAN PERHITUNGAN

-Reaksi

a. Standarisasi Larutan KMnO4

H2C2O4

b. Stoikiometri logam Cu dan garam

-Perhitungan

a. Standarisasi larutan KMnO4

w. asam oksalat = 0,6340 gram

V. Pengenceran = 100 mL = 0,1 Liter

BM. Asam oksalat = 126 gr/mol

v. asam oksalat = 5 mL = 0,005 Liter

V. KMnO4 rata-rata = 0,0078 Liter

M. asam oksalat =w .asam oksalat (gr)BM . asamoksalat ¿¿

¿ 0,6340 gr126 gr /mol

×1000

100 mL

¿0,00503 x10=0,0503 gram

n .asam oksalat=M .asam oksalat ×V . asam oksalat ( L)

¿0,0503 × 0,005

¿0,0002515

b. Stoikiometri reaksi Cu dengan Fe

W Cu = 0,2 gram

Bm. Cu = 63,5 gr/mol

M. KMnO4 = 0,02 M

V. Fe = 15 mL = 0,015 Liter

V. KMnO4 = 0,00275 Liter

n. Cu = W .Cu

BM .Cu

=0,2 gr

63,5 gr /mol=0,003

n. KMnO4 = M. KMnO4 . V. KMnO4

= 0,02 M x 0,00275 L

= 0,00055

n. Fe2+ awal = 5/1 x n.KMnO4

= 5 x 0,00055 = 0,00275

n. Fe2+sisa = M x V. Fe

= 0,02 M x 0,015

= 0,0003

n. Fe yang bereaksi = n. Fe2+ awal - n. Fe2+

sisa

= 0,00245 – 0,0003

= 0,00245

r = n. Fe2+yang bereaksi / n. Cu

= 0,00245

0,003=0,8166

Perbandingan

¿¿

¿ 2−0,81660,8166−1

VII. PERTANYAAN PRAPRAKTEK

1. Jelaskan asal rumus :

¿¿

Jawaban :

r (Cu+ + Cu2+) = 2 Cu2+ + Cu+

r Cu+ + r Cu2+ = 2 Cu2+ + Cu+

Cu+ (r – 1) = Cu2+ (2 – r)

¿¿

X. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai stoikiometri reaksi

logam dengan garam. Dimana stoikiometri itu sendiri dapat didefinisikan sebagai

salah satu cabang ilmu mimia yang mempelajari berbagai aspek yang menyangkut

kesetaraan massa antara zat yang terlibat dalam reaksi kimia baik dalam skala

molecular maupun skala eksperimental.

Pada percobaan dilakukan titrasi. Dimana titrasi diartikan sebagai metode

yang digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan dengan

menggunakan larutan yang telah diketahui konsentrasi. Pada saat proses titrasi

terdapat titik ekivalen dan titik akhir titrasi. Titik ekivalen terjadi apabila antara

titran dan titrat tepat bereaksi dan terjadi perubahan warna yang belum konstan.

Sedangkan titik akhir titrasi terjadi apabila antara titran dan titrat tepat habis

bereaksi dan terjadi perubahan warna yang konstan, dan titrasi harus dihentikan.

Dalam titrasi terdapat larutan yang dijadikan sebagai larutan standar

primer dan larutan standar sekunder. Larutan standar primer merupakan larutan

ynag mengandung zat padat murni yang konsentrasinya telah diketahui secara

tepat melalui metode gravimetric (perhitungan massa), dapat digunakan untuk

menetapkan konsentrasi larutan lain yang belum diketahui. Nilai konsentrasi

dihitung melalui perumusan sederhana, setelah dilakukan penimbangan teliti dari

zat pereaksi tersebut dan dilarutkan dalam volume tertentu.

Syarat-syarat larutan standar primer diantaranya zat harus mudah

diperoleh, dimurnikan, dikeringkan dan disimpan dalam keadaan murni. Zat harus

tidak berubah berat dalam penimbangan di udara dan tidak higroskopis. Zat

tersebut dapat diuji kadar pengotornya dengan uji-uji kualitatif dan kepekaan

tertentu. Zat tersebut sedapat mungkin mempunyai massa relatif dan masssa

ekivalen yang besar. Zat tersebut harus mudah larut dalam pelarut yang dipilih.

Dan reaksi yang berlangsung dengan pereaksi harus bersifat stoikiometrik dan

langsung. Sedangkan larutan standar sekunder merupakan larutan suatu zat yang

konsentrasinya tidak dapat diketahui dengan tepat karena berasal dari zat yang

tidak pernah murni. Konsentrasi larutan ini ditentukan dengan standarisasi

menggunakan larutan standar primer, biasanya melalui metode titrimetri. Syarat-

syarat larutan standar sekunder antara lain derajat kemurnian lebih rendah dari

pada larutan standar primer. Mempunyai berat ekivalen yang yang tinggi untuk

memperkecil kesalahan penimbangan. Dan larutannya relatif stabil dalam

penyimpanan.

Dalam percobaan stoikiometri ini dilakukan titrasi berupa titrasi

permanganometri. Dinana titrasi permanganometri di definisikan sebagai titrasi

yang dilakukan berdasarkan reaksi oleh kalium permanganate. Reaksi ini

difokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi antara kalium

permanganat dengan larutan antara tembaga dan lartan besi. Beberapa ion logam

yang tidak dioksidasi dapat dititrasi secara tidak langsung dengan

permanganometri . Kalium permanganat berfungsi sebagai larutan auto indikator.

Larutan auto indikator merupakan larutan yang bias berfungsi sebagai titran dan

juga berfungsi sebagai indikator. Indikator merupakan senyawa organik asam atau

basa lemah yang memiliki warna molekulnya berbeda dengan warna ion-ionnya.

Ada beberapa macam bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini

diantaranya asam oksalat, aquades, asam sulfat, larutan kalium permanganat,

serbuk logam tembaga, dan larutan besi.

Dalam percobaan stoikiometri ini digunakan serbuk logam tembaga yang

berwarna coklat kemerahan dan larutan kalium permanganate yan berwarna ungu.

Hal tersebut dikarenakan logam tembaga dan mangan dalam kalium permanganat

termasuk golongan logam trasisi, dimana dalam golongan logam transisi terdapat

orbital d yang kosong sehingga energy dari tingkat bawah bergerak menuju

energy tingkat atas yang bergerak atau berpindahnya electron maka kejadian ini

diesbut eksitasi electron. Pada saat electron akan kembali ke tingkat energy

rendah maka pada saat itulah memencarkan warna akibat penyerapan cahaya.

Pada stoikiometri reaksi logam tembaga dan larutan garam besi digunakan

analisa berupa analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif terjadi

saat mengamati perubahan warna yang terjadi saat pemanasan dan titrasi. Karena

analisa kualitatif merupakan analisa yang berdasarkan pada pengamatan panca

indera, misalnya bau, warna, dan suhu. Sedangkan analisa kuantitatif terjadi saat

menghitung molaritas dan mol asam oksalat, serta menghitung volume rata-rata

kalium permanganat, mol tembaga, mol kalium permanganate, mol larutan besi

awal dan sisa, dan menghtung perbandingan tembaga. Karena analisa kuantitatif

merupakan analisa yang berdasarkan pada perhitungan.

XI. KESIMPULAN

1. Titrasi yang digunakan berupa titrasi permanganometri karena kalium

permanganate digunakan sebagai titran

2. Pada percobaan ini tidak digunakan indicator karena kalium

permanganate bertindak sebagai larutan auto indicator.

3. Auto inikator berfungsi sebagai titran dan indikator.

4. Mangan pada kalium permanganate dan serbuk logam tembaga memiliki

warna yang khas karena termasuk dalam golongan logam transisi.

5. Analisa yang digunakan berupa analisa kualitatif dan analisa kuatitatif.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Reaksi Kimia. (http://www.chem-is-try.org/kimia-dasar/reaksi-

kimia) diakses 08 Desember 2012, Pukul 19:20 WIB.

Lesbani, Aldes. 2003. Kimia Anorganik I. Inderalaya : Universitas Sriwijaya.

Chang, Raymond. 2004. Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta :

Erlangga.

Day & Underwood. 2001. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.

Svehla, G.1985. Vogel Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi

Kelima Jilid 1. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.

Svehla, G.1985. Vogel Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi

Kelima Jilid 2. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.