REDUKSI FOTOKIMIA GARAM BESI (III) ATAU CETAK BIRU

1. Skema Kerja

- dicampurkan dalam beaker glass 600ml

- dicelupkan 4helai kertas tik ke dalam larutan tersebut

sampai seluruh kertas basah

- dikeluarkan kertas yang basah itu dan diletakkan di antara

kertas saring selama 15-20 menit

- disusun suatu cetakan dengan urutan mulai dari bawah,

kardus, kertas karbon, kaca, kertas tik yang sudah

dikeringkan tadi, negatif, kertas tik, kaca dan kardus

- dijemur atau dikenai sinar selama 10menit dan 20menit

dengan membuka tutup kardus paling atas

- dicelupkan kertas tik ke dalam larutan K3Fe(CN)6 0,1M

- dicelupkan kertas tik ke dalam larutan K2Cr2O7 0,03M

- dicuci dengan HCl 0,1M

- dicuci dengan air kran

100ml Asam Oksalat 0,1M + 100ml Besi (III) Klorida 0,1M

Hasil

2. Hasil pengamatan

2.1 Penyinaran 10menit

2.2 Penyinaran 20menit

3. Hasil analisis

Percobaan Reduksi Fotokimia Garam Besi (III) bertujuan untuk

mempelajari reaksi reduksi garam besi (III) secara fotokimia sehingga konsep

reaksi fotokimia dan pemanfaatannya untuk cetak biru dapat diterapkan dalam

kehidupan sehari-hari. Fotokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari

interaksi antara atom ataupun senyawa dengan cahaya.

Langkah pertama mencampurkan larutan asam oksalat dengan larutan besi

(III) klorida di dalam ruangan yang gelap tanpa cahaya sama sekali. Tujuannya

untuk memperlambat terjadinya reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ yang reaksinya

berlangsung sangat cepat bila terkena cahaya. Didalam air asam oksalat akan

terlarut dan terion sesuai persamaan reaksi berikut :

H2C2O4(s) + H2O(l) C2O42-

(aq) + H3O(aq)

Sedangkan besi (III) klorida Bila dilarutkan dalam air akan mengalami hidrolisis

yang merupakan reaksi eksoterm (menghasilkan panas) sesuai persamaan reaksi

berikut :

FeCl3(s) + 3H2O(l) Fe(OH)3(aq) + 3HCl(aq)

Hidrolisis ini menghasilkan larutan yang coklat, asam dan korosif.

Pencampuran larutan asam oksalat dan besi (III) klorida akan

mengakibatkan reaksi redoks dengan persamaan setengah reaksi sebagai berikut.

Reduksi : 2Fe3+(aq) + 2e- 2Fe2+

(aq)

Oksidasi : C2O42-

(aq) 2CO2(g) + 2e-

Reaksi total : 2Fe3+(aq) + C2O4

2-(aq) 2Fe2+

(aq) + 2CO2 (g)

Atau dapat ditulis reaksi keseluruhannya :

2Fe3+ + 6OH- + 6H+ + 3C2O42- 2Fe2+ + 2C2O4

2- + 6H2O + 2CO2

2Fe(OH)3(aq) + 3H2C2O4 (aq) 2FeC2O4 (aq) + 6H2O (l) + 2CO2 (g)

Larutan yang mengandung kation Fe3+ dan anion oksalat sebagai reduktor

lemahnya membuat kation Fe3+ lebih mudah tereduksi menjadi Fe2+ oleh adanya

suatu energi seperti foton dari cahaya, karena karakteristik foton sebagai partikel-

gelombang yang mirip dengan elektron. Selain itu, adanya foton juga

mengakibatkan molekul anion oksalat lebih mudah mengeksitasikan elektron

untuk teroksidasi, sehingga karakter atau sifat reduktornya meningkat. Dalam hal

ini, cahaya berfungsi sebagai inisiator sekaligus katalis dalam reaksi reduksi Fe3+

menjadi Fe2+. Oleh karena itu larutan yang sangat reaktif terhadap adanya cahaya

ini pencampurannya dilakukan di dalam ruangan yang gelap.

Seharusnya larutan asam oksalat dicampurkan dengan larutan

diamoniumfosfat sebelum dicampur dengan besi (III) klorida agar reaksi reduksi

yang terjadi ketika dicampur besi (III) klorida berlangsung lambat karena ion besi

akan membentuk ikatan yang sangat stabil dengan ion PO43- dan akan

membutuhkan energi yang besar pada reaksi selanjutnya. Karena itulah fungsi

penambahan diamoniumfosfat (NH4)2HPO4 juga dapat lebih memperlambat raksi

reduksi. Namun karena keterbatasan bahan hal tersebut tidak dilakukan.

Kertas tik sebanyak 4 lembar dicelupkan ke campuran larutan tersebut

agar campuran larutan meresap ke dalam kertas.. Setelah dicelupkan, kertas

dikeringkan dengan cara diletakkan di antara dua kertas saring. Kertas saring

berfungsi untuk menyerap cairan dari kertas tik tersebut sehingga dapat

mempercepat proses pengeringan. Pemilihan kertas saring karena kertas saring

memiliki pori yang lebih besar dibandingkan kertas tik, sehingga mampu

menyerap larutan yang menempel pada kertas tik dan akan mempercepat proses

pengeringan. Kertas tik yang sudah kering inilah yang selanjutnya digunakan

sebagai kertas peka.

Selanjutnya disusun sebuah cetakan berupa tumpukan, paling bawah

dimulai dari potongan kardus, kertas karbon, kaca, kertas peka, negatif, kertas

peka, dan kaca. Tutupi lagi dengan potongan kardus sebelum dilakukan

penyinaran, semua proses ini masih dilakukan di dalam ruangan gelap. Setelah

cetakan siap maka dilakukan penyinaran dengan sinar matahari atau dijemur.

Kardus paling atas dibuka agar sinar dapat mengenai kertas peka. Objek

diletakkan pada bidang datar (bukan dipegang) supaya arah sinar merata dan

tetap. Di bagian bawah tidak akan terkena cahaya karena diberi penutup berupa

kertas karbon.

Negatif dibuat dari kertas karton yang berlubang, selanjutnya bagian yang

berlubang pada negatif akan membuat cahaya mengenai kertas peka. Di daerah

inilah akan terjadi reaksi reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ secara fotokimia, sedangkan di

daerah yang tertutup atau terhalang dari cahaya Fe3+ tidak akan mengalami

reduksi. Pada percobaan ini digunakan variasi waktu lama penyinaran 10 dan 20

menit. Secara teoritis, semakin lama cahaya dibiarkan mengenai kertas peka akan

semakin banyak Fe3+ yang mengalami fotoreduksi menjadi Fe2+.

Setelah penyinaran selam 10 dan 20 menit kertas peka masing-masing

dicelupkan berturut-turut ke dalam larutan kalium heksasianoferat (III)

[K3Fe(CN)6] 0,1 M; larutan kalium dikromat (K2Cr2O7) 0,1 M; larutan HCl 0,1M;

dan terakhir dicuci dengan air kran. Larutan K3Fe(CN)6 akan membentuk

kompleks berwarna biru dengan ion Fe2+ sehingga memperjelas gambar yang ada

pada kertas peka sekaligus membuktikan adanya hasil reaksi reduksi Fe3+. Reaksi

pembentukan kompleks berwarna biru ini merupakan reaksi oksidasi ion Fe2+

menjadi ion Fe3+ oleh ion [Fe(CN)6]3- sesuai persamaan reaksi sebagai berikut :

Fe2+ + [Fe(CN)6]3- Fe3+ + [Fe(CN)6]4-

dan ion-ion tersebut bereaksi kembali :

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- Fe4[Fe(CN)6]3 (Kompleks berwarna biru)

Kertas peka yang terkena cahaya akan berwarna biru setelah dilakukan

pencucian sedangkan yang terhalang cahaya akan tetap berwarna putih akibat dari

reaksi pembentukan kompleks berwarna biru tersebut. Warna biru menandakan

bahwa ion Fe3+ telah mengalami reduksi menjadi ion Fe2+ secara fotokimia dengan

membentuk senyawa kompleks Fe4[Fe(CN)6]3 .

Kemudian kertas peka dicelupkan lagi ke dalam larutan kalium dikromat

yang berfungsi untuk mengikat kotoran-kotoran dari pencucian pada larutan

sebelumnya dan juga mengikat kelebihan ion [Fe(CN)6]3- yang tersisa sehingga

gambar lebih tampak jelas. Larutan ini mereduksi heksasianoferat(III) menjadi

heksasianoferat(II) sehingga warna yang dihasilkan menjadi lebih biru dari

sebelumnya. Reaksi kimianya sebagai berikut : [Fe(CN)6]3- + CrO72- 2Cr3+ +

2[Fe(CN)6]4-

Selanjutnya dicuci dengan HCl yang berfungsi untuk mengikat kotoran-

kotoran yang tidak hilang dari pencucian larutan kalium dikromat. Setelah itu,

untuk hasil yang lebih maksimal dicuci lagi dengan air kran. Air kran berfungsi

untuk menghilangkan ion pengotor yang tersisa serta kelebihan HCl yang

digunakan.

Pada percobaan ini diperoleh 2 hasil percobaan berupa cetak biru dengan

variasi lama penyinaran 10 dan 20 menit. Namun percobaan kali ini tampaknya

gagal secara fatal. Tidak tampak gambar atau hasil dari cetak biru sama sekali.

Kertas tik seluruhnya masih berwarna putih. Secara prosedur tidak ada perlakuan

yang salah atau kurang baik. Kesalahan ini terjadi justru pada saat pembuatan

larutan asam oksalat dan larutan besi (III) klorida. Kesalahan perhitungan massa

asam oksalat dan besi (III) klorida menyebabkan konsentrasi kedua larutan bukan

0,1 M. Seharusnya asam oksalat dilarutkan sebanyak 2,075 gram ke dalam 100ml

akuades tetapi pada percobaan ini asam oksalat yang dilarutkan hanya 0,126 gram.

Begitu juga pada besi (III) klorida seharusnya dilarutkan sebanyak 1,26 gram ke

dalam 100ml akuades tetapi pada percobaan ini besi (III) klorida yang dilarutkan

hanya 0,198 gram.

4. Kesimpulan

Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah :

1. Reaksi reduksi garam besi (III) menjadi besi (II) sangat dipengaruhi oleh

adanya cahaya sehingga semakin lama penyinaran akan semakin banyak ion

besi (III) yang tereduksi dan hasil yang didapatkan akan lebih bagus.

2. Reaksi reduksi garam besi (III) menjadi besi (II) secara fotokimia dapat

menghasilkan kompleks berwarna biru karena adanya reaksi antara ion Fe2+

dengan ion [Fe(CN)6]3-

5. Daftar Pustaka

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisik. Jilid 2. Edisi ke-4. Jakarta: Penerbit ErlanggaCotton, Wilkinson.1989.Kimia Anorganik Dasar.Jakarta: UI-PressSukardjo.1997.Kimia Fisik.Jakarta: PT. Rineka CiptaTim Penyusun. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Jember : UJUnderwood, A.L dan Day, R.A.1999.Analisis Kimia Kuantitatif.Jakarta: Erlangga