pembuatan kalsium oksalat hidrat

PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP

TAHUN AJARAN 2011/2012

PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT

I. TUJUAN

Mempelajari pembuatan kalsium oksalat hidrat dengan metoda pengendapan

II. TEORI

Kalsium adalah logam putih perak yang agak lunak. Kalsium melebur pada suhu

845oC, jika bereaksi dengan logam atmosfer dan udara lembab akan terbentuk

kalsium oksida atau kalsium hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan

membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen.

Kalsium oksalat merupakan garam tak larut yang bersifat istimewa.

Kalsium oksalat yaitu suatu senyawa yang dihasilkan dari reaksi ion logam

kalsium dengan anion oksalat. Senyawa – senyawa oksalat dari ion – ion logam

pada golongan II A umumnya tidak larut dalam larutan netral atau sedikit asam.

Endapan oksalat umumnya berwarna putih.

Dalam laboratorium, senyawa oksalat dapat dibuat dengan mudah

melalui reaksi pengendapan yang terjadi pada pH sekitar 5. Reaksinya :

M2+(aq) + C2O4 → MC2O4

Dimana M = Mg, Ca, Sr, dan Ba

Karena senyawa oksalat golongan II A bersifat asam, maka kelarutannya

akan meningkat seiring dengan naiknya konsentrasi ion hidrogen. Untuk logam -

logam alkali dan besi (II) akan larut dalam asam -asam yang konsentrasinya

encer. Beberapa oksalat larut dalam larutan pekat asam oksalat dengan jalan

membentuk asam oksalat atau oksalat kompleks yang dapat larut.

Sedangkan jika logam alkali tanah (golongan II A) direaksikan dengan

oksalat akan membentuk suatu senyawa yang tidak larut dalam asam lemah yang

encer tetapi larut dalam asam kuat yang encer. Contoh senyawa tersebut adalah

kalsium oksalat hidrat. Zat ini adalah zat yang paling sukar larut dari semua

oksalat pada larutan netral atau sedikit asam.

OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT



Dalam pembuatan kalsium oksalat hidrat ini digunakan metoda

“homogeneus precipitation”. Dalam teknik ini proses pengendapan tidak

dilakukan secara langsung, tetapi berangsur–angsur. Maka untuk itu digunakan

ammonia yang berasal dari urea sebagai penahannya. Reaksinya :

(H2N)2C=O + H2O → 2NH3 + CO2

Dalam merubah pH larutan ini menjadi semakin asam atau semakin basa

ataupun netral, maka kita akan mendapat endapan kristalin putih. Pada

pembuatan kalsium oksalat hidrat ini, prinsip yang digunakan adalah reaksi ion

logam dengan oksalat.

Pada percobaan ini digunakan urea sebagai bahan dasar, sebagai

penahan dan untuk mendapatkan endapan secara bertahap. Jika pada

percobaan ini belum terbentuk endapan maka harus ditambahkan ammonia

yang dapat menahan reaksi sehingga tidak langsung terjadi, pH larutan juga

harus diperhatikan dalam percobaan ini karena sering terjadi perubahan pH

dalam praktikumnya.

Cara penentuan unsur/senyawa berdasarkan kepada berat dimana unsur

yang akan ditentukan dipisahkan dulu serta diubah menjadi senyawa tertentu

dan murni, kemudian baru ditimbang disebut analisa gravimetri. Penimbangan

hasil reaksi dilakukan dengan menggunakan timbangan analitis agar diperoleh

hasil yang lebih teliti karena dapat mengukur sampai berat 0,1 mg.

Analisa gravimetri dapat dikerjakan dengan beberapa cara yaitu:

a. Cara Evaporasi (Penguapan)

b. Cara Elektrolisis (Elektrogravimetri)

c. Cara pengendapan

Pada cara pengendapan, senyawa/unsur yang akan ditentukan,

direaksikan dengan pereaksi tertentu sehingga terbentuk senyawa yang

mengendap, endapan dipisahkan dan dikeringkan serta ditimbang sampai berat

konstant. Endapan harus memenuhi syarat sbb:

1. Dalam bentuk senyawa yang tetap

2. Mudah dipisahkan dari larutannya




3. Semurni mungkin bebas dari pengotornya

4. Tidak mudah larut sehingga tidak ada yang hilang selama perlakuan

selanjutnya, yaitu penyaringan, pencucian, pengeringan/pemijaran, dan

penimbangan.

Endapan adalah zat-zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat

yang keluar dari larutannya. Untuk memperoleh endapannya, dengan mengukur

partikel yang lebih besar, pengendapan dilakukan dengan mencampurkan secara

perlahan-lahan larutan yang encer, dengan syarat kelarutan endapan meningkat.

Untuk memperoleh endapan ideal, harus diperhatikan faktor-faktor yang

mempengaruhi pembentukan endapan seperti derajat lewat jenuh, jenis

presipitan, cara penambahan presipitan, suhu, dan pendiaman endapan.

Aturan untuk keadaan optimum pada pengendapan :

a. Pengendapan harus dilakukan pada suhu larutan yang tinggi atau panas bila

endapan yang terbentuk stabil pada temperature tinggi. Aturan ini tidak selalu

berlaku untuk endapan organik.

b. Pengendapan harus dilakukan pada larutan encer. Yang bertujuan untuk

memperkecil kesalahan akibat kopresipitasi.

c. Pereaksi dicampurkan dengan teratur dan secara perlahan dengan

pengadukan yang tepat.

d. Endapan kristal biasanya dibentuk dalam waktu yang cukup lama dengan

menggunakan pemanas uap untuk menghindari adanya kopresipitasi.

e. Untuk menghindari adanya kopresipitasi dan postpresipitasi sebaiknya

dilakukan pengendapan ulang

Proses yang membawa serta suatu zat yang biasanya terlarut sewaktu

pengendapan dari endapan yang dikehendaki disebut kopresipitasi. Atau dikenal

juga dengan kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam pelarut.

Untuk mengurangi kopresipitasi ini dapat dilakukan dengan proses:

1. pencucian endapan

2. pemisahan, zat pengotor dapat dipisahkan atas sifat kimianya dirubah

dengan suatu reaksi sebelum endapan terbentuk.




3. pengendapan ulang, hal ini dilakukan bila endapan dengan mudah dapat

dilarutkan kembali terutama untuk oksidasi hidroksida dan garam kristalin

dari asam lemah.

Kalsium karbonat yang digunakan dalam percobaan ini terbentuk dengan

mereaksikan kalsium klorida (CaCl2) yang bersifat higroskopis dan digunakan

sebagai zat pengering dengan ammonium karbonat membentuk endapan

kalsium karbonat yang larut sedikit dalam larutan garam ammonium dari asam

kuat.

Faktor yang penting untuk mempengaruhi kelarutan zat padat adalah

temperatur, sifat dari pelarut dan juga kehadiran ion - ion lainnya dalam larutan

tersebut. Termasuk didalam kategori terakhir ini adalah ion - ion yang memiliki

dalam bentuk zat padat tidak bergabung didalamnya.

Kalsium diendapkan sebagai kalsium oksalat (CaC2O4.H2O).

Ca++ + C2O42- + H2O → CaC2O4.H2O

Endapan dicuci dengan larutan ammonium oksalat encer dan kemudian

ditimbang dalam salah satu bentuk berikut :

1. Sebagai CaC2O4.H2O dengan memanaskan pada suhu 100 – 105oC selama 1-2

jam. Metoda ini tidak dianjurkan untuk pekerjaan teliti antara lain

disebabkan oleh sifat higroskopis dari oksalat yang berkopresipitasi pada

suhu yang rendah ini. Hasilnya biasanya 0,5 – 1 % terlalu tinggi.

2. Sebagai CaCO3 dengan mereaksikan/memanaskan pada 475 – 525oC dalam

suhu tanur ½ silinder atau muffel listrik. Ini merupakan metoda yang paling

memuaskan karena kalium karbonat tidak higroskopis.

CaC2O4 → CaCO3 + CO

3. Sebagai CaO dengan memijarkan pada 1200oC metoda ini banyak digunakan,

tetapi kalsium oksida yang dihasilkan mempunyai bobot molekul yang relatif

kecil dan higroskopis karena itu, harus diambil tindakan–tindakan

pengasaman untuk mencegah absorbsi lengasan (serta karbondioksida).

CaCO3 → CaO + CO2




III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 ALAT DAN BAHAN

No Alat Kegunaan

1. Beaker glass Wadah akuades/larutan

2. Kaca arloji Tempat zat ketika ditimbang

3. Magnetik stirrer Pengaduk larutan

4. Penyaring buchner Pemisah larutan dengan

endapan

5. Cawan penguap Wadah untuk menguapkan zat

6. Erlenmeyer Penampung filtrat yang

disaring

No Bahan Fungsi

1. Kalsium karbonat Bahan dasar sumber Ca+2

2. HCl 6 M Meningkatkan kelarutan

3. Akuades Pelarut

4. Ammonium oksalat Sumber ion oksalat (C2O42-)

5. Bubuk urea Penahan dalam proses

pengendapan (efek ion

senama)

6. Kertas indikator Pengukur pH

7. Kertas saring Penyaring endapan

8. Ammonia Untuk meningkatkan pH

(membentuk endapan)




3.2 CARA KERJA

1. CaCO3 sebanyak 100 mg ditimbang dan dimasukkan ke dalam beaker glass

100 mL, serta ditambah akuades 8 mL ke dalamnya.

2. Diaduk dengan bantuan magnetik stirrer dan beaker glass ditutup dengan

kaca arloji.

3. HCl 6 M ditambahkan ke dalam beaker glass tersebut sampai padatan larut.

4. Akuades juga ditambahkan sedikit-sedikit sampai 40 mL untuk

mengencerkan larutan. Larutan dites dengan lakmus (bersifat asam).

5. Ammonium oksalat ditambahkan 6 mL dengan sekitar 6 gram urea, di

stirring.

6. Diamati perubahan warna yang terjadi (dari merah ke kuning).

7. Jika perlu, ditambahkan air. Pada saat ini seharusnya sudah terbentuk

kristal berwarna bening. Jika belum terbentuk, tambahkan ammonia 6 M.

8. Larutan didinginkan sampai pada suhu kamar, kemudian endapan yang

terbentuk disaring dengan kertas saring, kalau perlu pakai pompa vakum.

9. Kristal dikeringkan serta dihitung rendemennya.

3.3 SKEMA KERJA




100 mg CaCO3 + 8 mL akuades

dimasukkan dalam beaker glass 100

mL

distirring

diaduk dan ditutup dengan kaca arloji

ditambahkan HCl 6 M

CaCl2 + H2CO3

ditambahkan akuades sedikit-sedikit

sampai 40 mL

dicek pH

ditambahkan 6 mL ammonium

oksalat dan 6 g urea

dicek kembali pH

CaC2O4. xH2O + NH4Cl

ditambahkan akuades dan NH4OH

bila belum terbentuk endapan

endapan disaring dan dikeringkan

CaC2O4. xH2O

rendemennya dihitung

3.4 SKEMA ALAT




Keterangan :

1. Gelas piala

2. Larutan CaCO3

3. Magnetik bar

4. Magnetik stirrer

5. Penyaring buchner

IV. DATA DAN PERHITUNGAN




4.1 DATA

Massa CaCO3 tertimbang : 0,1 gram

Massa (NH4)2C2O4 : 0,14 gram

Massa urea : 6 gram

Massa kertas saring : 0,71 gram

Massa CaC2O4+kertas saring : 0,97 gram

Massa CaC2O4.H2O : 0,26 gram

Mr (NH4)2C2O4 : 142, 11 gram/mol

Mr Ca2C2O4 : 146,11 gram/mol

4.2 REAKSI

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2CO3(aq)

CaCl2(aq) + (NH4)2C2O4 CaC2O4(s) + 2 NH4Cl(aq)

CaC2O4 + H2O CaC2O4.H2O

4.3 PERHITUNGAN

a. Mol CaCO3

Mol CaCO3 = massaCaCO3MrCaCO3

= 0,1gram

100,01g /mol = 0,001 mol

n CaCO3 = n CaCl2 = n (NH4)2C2O4 = n CaC2O4 = n CaC2O4.H2O

b. Mol (NH4)2C2O4

Mol (NH4)2C2O4 = koefisienCaCO3koefisienCaCO3

x mol (NH4)2C2O4

= 11

x 0,001 mol = 0,001 mol

c. Massa (NH4)2C2O4

Massa (NH4)2C2O4 = mol (NH4)2C2O4. Mr (NH4)2C2O4

= 0,001 mol x 142,11 g/mol

= 0,142 gram

d. Mol CaC2O4.H2O

Mol (NH4)2C2O4.H2O = koefisien ¿¿x mol (NH4)2C2O4




= 11

x 0,001 mol = 0,001 mol

e. Massa Ca2C2O4.H2O teori

Massa Ca2C2O4.H2O = mol Ca2C2O4.H2O . Mr Ca2C2O4

= 0,001 mol x 146,11 g/mol

= 0,146 gram

f. Massa kristal Ca2C2O4.H2O

Massa kristal = (massa kertas saring + kristal) – massa kertas saring

= 0,97 gram – 0,71 gram

= 0,26 gram

g. Rendemen

Rendemen = massaCa2C2O4 . H 2O percobaan

massaCa2C2O4 . H 2O teorix 100 %

= 0,26 gram0,146 gram

x 100 % = 178,08 %




VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Prinsip dari percobaan pembuatan kalsium oksalat hidrat adalah

pengendapan.

2. Pada percobaan ini, terjadi reaksi antara kalsium karbonat dan asam

klorida yang membentuk kalsium klorida dan sebagai bahan dasar

pembentuk kalsium oksalat.

3. Massa kalsium oksalat dari percobaan adalah 0,26 gram.

4. Rendemen yang didapatkan sebesar 178,08%.

6.2 SARAN

Untuk kelancaran praktikum selanjutnya, maka disarankan agar:

1. Atur penambahan HCl tetes pertetesnya, sehingga memang benar-benar

fungsinya untuk melarutkan CaCO3 yang tidak larut dengan akuades.

2. Pada pembentukan endapan CaC2O4 haruslah pH nya 4-5, sehingga

penambahan NH4OH pun harus hati-hati sehingga tidak terjadi lonjakan

pH yang terlalu jauh.

3. Gunakan selalu alat pelindung diri yaitu jas laboratorium, masker dan

sarung tangan ketika bekerja di laboratorium.




VII. TUGAS PRAPRAKTIKUM

1. Reaksi antara kalsium karbonat dengan HCl adalah :

CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2CO3

2. Perubahan pH perlu dilihat untuk melihat suatu reaksi atau larutan

karena proses pengendapan akan lebih mudah terjadi jika larutan berada

dalam suasana asam. Selain itu, guna pengamatan perubahan pH untuk

mencegah terjadinya kopresipitasi dan mengamati pembentukan

endapan sempurna.

3. Fungsi urea dalam percobaan ini adalah sebagai penahan endapan dan

juga untuk mendapatkan endapan secara bertahap.

4. Penambahan ammonia bertujuan untuk menghasilkan endapan apabila

endapan belum terjadi yaitu untuk memperkecil daya larut karena adanya

ion senama.




VIII. JAWABAN RESPONSI

1. Mengapa kita menggunakan magnetik stirrer dalam pengadukan?

Pengadukan dengan menggunakan magnetik stirrer lebih sempurna,

dikarenakan magnetik stirrer mengaduk dengan kecepatan yang

konstant.

2. Jelaskan fungsi dari bahan yang digunakan!

Kalsium karbonat : Bahan dasar sumber Ca+2

HCl 6 M : Meningkatkan kelarutan

Aquades : Pelarut

Ammonium oksalat : Sumber ion oksalat (C2O42-)

Bubuk urea : Penahan dalam proses pengendapan

Kertas indikator : Pengukur pH

Kertas saring : Penyaring endapan

Ammonia : Untuk meningkatkan pH

3. Bagaimana cara mengurangi kopresipitasi?

Untuk mengurangi kopresipitasi ini dapat dilakukan dengan cara:

Pencucian endapan

Pemisahan, zat pengotor dapat dipisahkan atas sifat kimianya dirubah

dengan suatu reaksi sebelum endapan terbentuk.

Pengendapan ulang, hal ini dilakukan bila endapan dengan mudah

dapat dilarutkan kembali terutama untuk oksidasi hidroksida dan

garam kristalin dari asam lemah.

4. Tuliskan reaksi pembuatan kalsium oksalat!

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2CO3(aq)

CaCl2(aq) + (NH4)2C2O4 CaC2O4(s) + 2 NH4Cl(aq)

CaC2O4 + H2O CaC2O4.H2O




5. Apa yang saudara ketahui tentang kalsium oksalat hidrat?

Rumus struktur : CaC2O4.xH2O

Berat molekul : 128,10 g/mol

Bentuk : serbuk berwarna putih

Terbentuk pada pH asam, bersifat higroskopis.




IX. JURNAL

9.1 ANALISIS

a. Skema kerja

Larutan PEG-b-PMAA (0,2 g/l, 20 mL)

Ditambah 0,2 mL Na2C2O4

Atur pH menjadi 10 menggunakan HCl dan NaOH, konsentrasi

larutan akhirnya adalah 1 mM.

Distirring 1 menit.

Dibiarkan selama 1 hari sebelum produk dipersiapkan untuk

karakterisasi.

Konsentrasi PEG-b-PMAA divariasikan dari 0,2 sampai 2 g/l.

Konsentrasi CaC2O4 divariasikan dari 0,5 sampai 4 mM.

Perbandingan molar [Ca+2]/[C2O42-]divariasikan dari ½ sampai 2.

Endapan

Pindai mikroskopi elektron pada mikroskop AMARY 1910FE yang

dioperasikan 20 kV.

Bubuk X-ray diffraction diambil.

Sampel untuk pengukuran XRD dipersiapkan dengan

menempatkan supernatant dengan kertas saring.

Kristal

Dicuci dengan menjatuhkan pada deionisasi air dan

memindahkannya pada air berlebih dengan kertas saring.

Setelah dikeringkan pada suhu kamar, kristal digunakan sebagai

pengukuran XRD.

b. Analisis metoda yang dipakai

Metoda yang dipakai pada jurnal adalah pengkristalan dari kalsium oksalat.

Adapun prinsipnya adalah kontrol morfologi dari kristal kalsium oksalat dihidrat

berdasarkan beberapa pengaruh seperti pengaruh konsentrasi polimer,

pengaruh konsentrasi CaC2O4, pengaruh perbandingan [Ca+2]/[C2O42-], serta




pengaruh perkembangan kristal. Intinya percobaan pada jurnal bertujuan

mengetahui bentuk morfologi dari kalsium oksalat hidrat berdasarkan pengaruh-

pengaruh yang diberikan.

c. Analisis hasil yang didapatkan

Pada jurnal, hasil yang didapatkan untuk pengaruh konsentrasi CaC2O4 adalah

kristal yang terbentuk pada konsentrasi rendah berbentuk kristal COD,

sedangkan pada konsentrasi tinggi berbentuk kristal normal bipiramida COD.

Untuk pengaruh konsentrasi polimer, pada konsentrasi rendah COT muncul dan

COD bipiramida tetragonal memanjang membentuk prisma tetragonal 100,

sedangkan untuk konsentrasi tinggi, tetragonal prisma memanjang membentuk

prisma tetragonal batangan. Untuk efek perbandingan [Ca+2]/[C2O42-], pada

konsentrasi rendah, persegi COD menunjukkan prisma persegi, sedangkan

konsentrasi tinggi, COD secara umum menunjukkan permukaan lebih jelas

dengan tipe prisma tetragonal COD.

d. Kelebihan jurnal dibandingkan praktikum

Pada jurnal, diketahui bahwa kalsium oksalat di dalam larutan “double-

hydrophilic block copolymer poly-block poly” dan menggunakan metode

pengkristalan. Adapun untuk morfologinya, dikontrol untuk pengaruh

konsentrasi polimer, pengaruh konsentrasi CaC2O4, pengaruh perbandingan

[Ca+2]/[C2O42-], serta pengaruh perkembangan kristal. Pada jurnal diperlihatkan

bahwasanya metoda yang digunakan sudah cukup bagus dan teliti untuk melihat

keadaan suatu kristal terhadapa beberapa pengaruh yang diberikan. Sedangkan

pada praktikum kali ini, metoda yang digunakan masih metoda sederhana dan

alat-alat yang digunakan masih belum canggih.




DAFTAR PUSTAKA

Cotton dan Wikinson. 1987. Kimia Anorganik Dasar. Erlangga: Jakarta

Hadayana, Pudjatmaka, A. Dr. Analisa Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi

Mikro. Erlangga: Jakarta

Vogel. 1987. Buku Teks Anorganik Kuantitatif Makro dan Semi Makro, Jilid I.

Kalman Media Pustaka: Jakarta


pembuatan kalsium oksalat hidrat

Documents