SINTESIS KALIUM NITRATIchsan Wibowo, Efti Leliya, Tia Rahmatika wahyuni

Lab. Kimia Anorganik Jurusan Kimia Universitas Negeri SemarangGedung D8 Lt 1 Sekaran Gunungpati Semarang 50229, Indonesia

ichsan_wibowo@yahoo.co.id, 085647748281

Abstrak

Percobaan sintesis garam Kalium Nitrat ini bertujuan untuk mempelajari pembuatan garam kalium nitrat sebagai hasil reaksi antara natrium nitrat dengan kalium klorida. Dan mempelajari pemisahan garam tersebut dari hasil samping Natrium Klorida berdasarkan perbedaan kelarutan. Pembuatannya diawali dengan pembuatan garam Kalium Nitrat dengan cara mereaksikan larutan jenuh kalium klorida dengan larutan jenuh natrium nitrat. Sebelum kedua larutan tersebut direaksikan atau dalam hal ini dicampurkan masing-masing larutan tadi di larutkan dalam air panas. Setelah dicampurkan larutan di panaskan dalam penangas es, selanjutnya larutan tersebut didinginkan dalam penangas es agar terbentuk kristal kalium nitrat. Kristal kalium nitrat ini selanjutnya akan dimurnikan dengan cara kristal dicuci dengan sejumlah aquades yang telah dipanaskan terlebih dahulu. Pemurnian ini bertujuan untuk mendapatkan kristal kalium nitrat yang bebas ion. Prinsip pembuatan garam kalium nitrat ini adalah perbedaan kelarutan zat pengotornya. Dari proses pembuatan serta pemurnian garam kalium nitrat ini didapatkan hasil kristal garam Kalium Nitrat ynag berwarana putih. Dari tiga koma tujuh lima gram kalium klorida yang direaksikan dengan empat koma dua lima gram natrium nitrat di dapatkan kristal dengan massa nol koma delapan enam enam satu gram dengan randemen enambelas koma sembilan delapan persen.

Kata kunci : kalium nitrat, pembuatan, pemurnian.

Abstract

Potassium Nitrate salt synthesis experiments aimed to study the manufacture of potassium nitrate salt as a result of the reaction between potassium chloride with sodium nitrate. And the separation of the salt from sodium chloride byproduct by differences in solubility. Manufacturing begins with the manufacture of Potassium Nitrate salts by reacting a saturated solution of potassium chloride with a saturated solution of sodium nitrate. Before the second solution is reacted or in this case each mixed solution was dissolved in hot water. After the mixed solution heated in an ice bath, then the solution is cooled in an ice bath in order to form crystals of potassium nitrate. The potassium nitrate crystals will then be purified by of potassium nitrate ions free. The principle of making potassium nitrate salts are differences in solubility of a substance impurities. From the manufacturing process as well as the purification of potassium nitrate salt is salt crystals showed berwarana ynag white Potassium Nitrate. Of the three crystal washed with distilled water that has been heated number first. Purification aims to obtain crystals point seven five grams of potassium chloride is reacted with four point two five grams of sodium nitrate crystals with masses get zero point eight six six one grams with randemen sixteen poin ninety eight percent .

Keywords : potassium nitrate , manufacture , purification .

Pendahuluan

Pada umumnya kita tidak mengetahui komposisi dari larutan sampel yang akan

dianalisis, sehingga sulit unutk membuat larutan standar yang mempunyai komposisi ionik

yang sama dengan larutan contoh. Untuk mengatasi hal ini dibuat suatu metoda yang

disebut sebagai metoda kekuatan ion tetap. Metoda ini dilakukan dengan cara

mencampurkan suatu laurtan yang mempunyai kekuatan ion cukup tinggi ke dalam larutan

standar dan ke dalam larutan contoh. Dengan demikian perbedaan kedua ion dari kedua

larutan yang mempunyai konsntrasi yang berbeda dapat diabaikan sehingga kekuatan ion

menjadi konstan. (Purwadi, 2000)

Ujung simetri dari pola geometri molekul-molekul adalah salah satu dari kumpulan

yang luar biasa atau sama dengan kristal yang mana telah didefinisikan sebagai keadaan

yang biasa (umum) untuk semua sifat-sifatnya tapi tak lebih dari sebuah/suatu indikasi.

Dasar pokok persoalan prinsip ini adalah simetri dari struktur kristal dalam prakteknya

adalah kedua posisi simetri dan intennsitas dari sinar X atau difraksi spektrum neutron.

(Lingaferter, 1985)

Natrium nitrat banyak terdapat di Chili, karena itu senyawa ini dikatakan senyawa

chili. Sifatnya higroskopis sehingga untuk berbagi keperluan natrium nitrat yang lebih

mudah itu diubah menjadi kalium nitrat. Produksi berbagai garam dari sumbernya

bergantung pad prinsip kristalisasi selektif. (Tim Dosen Kimia Anorganik, 2010)

Natrium dan senyawanya sangat penting logamnya sebagai aliansi Na-Pb, dipakai

untuk membuat tetraalkil-Ph dan banyak kegunaan industri lain. Baik Na+ maupun K+

penting secara fisiologis dalam hewan dan tanaman, sel-sel dapat membedakan Na+ dan K+

mungkin dengan beberapa jenis mekanisme pengelompokan. (Cotton, 1989)

Dalam kristal ionik seperti logam halida oksida, dan sulfida, kation dan anion

disusun bergantian dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik. Banyak logam halida

melarut dalam pelarut polar misalnya NaCl melarut dalam air, sementara logam oksida dan

sulfida yang mengandung kontribusi ikatan kovalen yang signifikan, biasanya tidak larut

bahkan di pelarut yang paling polar sekalipun. Struktur dasar kristal ion adalah ion yang

lebih besar (biasanya anion) membentuk susunan terjejal dan ion yang lebih kecil (biasanya

kation) masuk kedalam lubang oktahedral atau tetrahedral di antara anion. Kristal ionik

diklasifikasikan ke dalam beberapa tipe struktur tersebut dengan nama senyawa khasnya,

jadi struktur garam dapur tidak hanya mempresentasikan struktur NaCl tetapi juga senyawa

lainnya. (Saito, 1996)

Karena secara alami proses sintesis kalium nitrat memerlukan waktu yang cukup

lama dan proses yang rumit untuk itu dilakukan sintesis garam kalium nitrat dalam skala

laboratorium agar di dapatkan garam kalium nitrat dengan cara yang cukup mudah.

(Cahyono, 1991)

Kristalisai merupakan metode pemisahan dengan cara pembentukan kristal sehingga

campuran dapat dipisahkan. Suatu zat gas atau cair dapat mendingin atau memadat serta

2

SINTESIS GARAM MOHR

membentuk kristal karena mengalami proses kristalisasi. Kristal-kristal juga akan terbentuk

dari suatu larutan yang akan dijenuhkan dengan pelarut tertentu. Semakin kristalnya maka

semakin baik, karena semakin kecil kemungkinan tercemar oleh kotoran. (Sura, 1996)

Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah seiring

kenaikan suhu, meskipun dalam beberapa hal istimewa terjadi yang sebaliknya. Lalu

kenaikan kelarutan dengan suhu berbeda-beda, dalam beberapa hal sangat kecil, dalam

beberapa hal-hal lainnya sangat besar. Perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat

menjadi dasar untuk penilaian. (Svehla G, 1990)

Metode

Dalam pembuatan garam Kalium Nitrat ini diperlukan beberapa bahan dan

peralatan. Perlatan yang digunakan adalah dua buah gelas kimia 100 mL merek Pyrex,

sebuah corong gelas, satu buah gelas kimia 200 mL merek Pyrex, dua buah pipet tetes,

pembakar spirtus, kasa, penjepit tabung kimia, gelas arloji, dan gelas ukur 25 mL merek

Pyrex. Sementara bahan-bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah kalium nitrat

sebanyak 3.75 gram for syn dari Merck, natrium nitrat sebanayk 4.25 gram for syn dari

Merck, kertas saring sebanyak 2 buah, dan aquades.

Tahap awal dalam pembuatan garam kalium nitrat adalah aquades sebanyak 25 ml

dipanaskan di atas seperangkat kompor spirtus. Kemudian 3.75 gram kalium nitrat

dilarutkan dengan 7.5 mL aquades panas dalam sebuah gelas kimia, selanjutnya 4.25 gram

natrium nitrat dilarutkan dengan 7.5 mL aquades panas dalam sebuah gelas kimia,

kemudian kedua larutan tersebut dicampurkan. Setelah dicampurkan tahap selanjutnya

adalah campuran larutan tersebut dipanaskan di atas penangas hingga volume larutan

mencapai 10 mL. Setelah itu larutan tersebut didinginkan dengan beberapa bongkah es batu

sehingga terbentuk Kristal kalium nitrat. Dalam tahap ini telah terbentuk Kristal garam

kalium nitrat yang berwarna putih dan berbentuk menyerupai jarum, kemudian selanjutnya

adalah tahap pemurnian dengan cara rekristalisasi. Rekristalisasi adalah metode pemisahan

dengan cara pembentukan Kristal sehingga campuran dapat dipishkan. Suatu zat gas atau

cair dapat mendingin atau memadat serta membentuk Kristal karena mengalami proses

kristalisasi. Kristal-kristal juga akan terbentuk dari suatu larutan yang akan dijenuhkan

dengan pelarut tertentu. Semakin sedikit kristalnya maka semakin baik, karena semakin

kecil kemungkinan tercemar oleh kotoran.

3

SINTESIS GARAM MOHR

Proses pemurnian ini dilakukan dengan cara kristal kalium nitrat dicuci dengan

aquades panas sebanyak 2,5 mL. Kristal ini sebelumnya telah dipisahkan dari filtratnya

dengan cara di saring. Setelah pencucian tahap selanjutnya adalah penyaringan Kristal

KNO3 tujuan penyaringan ini adalah agar Kristal terpisah dari filtratnya. Pada penyaringan

tahap kedua ini akan didapatkan kristal KNO3 yang bebas dari ion Cl-. Tahap terakhir dari

proses sintesis garam kalium nitrat ini adalah penimbangan Kristal yang kalim nitrat yang

didapatkan.

Hasil Dan Pembahasan

1. Data Pengamatan

Dari percobaan pembuatan garam kalium nitrat di dapatkan Kristal garam kalium

nitrat yang berwarna putih dan setelah ditimbang didapatkan Kristal garam kaliun nitrat

sebesar 0.8661 gram. Berikut gambar dari Kristal kalium nitrat tersebut.

4

SINTESIS GARAM MOHR

Pada percobaan pembuatan garam kalium nitrat dilakukan beberapa tahap yang meliputi

pembuatan larutan dan pemurnian. Tabel berikut menjelaskan singkat tentang proses

pembuatan garam kalium nitrat.

Langkah Kerja Hasil Pengamatan

Melarutkan 3.75 gram KCl dalam 7.5 mL

aquades panas

Larutan A

Larutan bening tak berwarna

Terdapat endapan putih

Melarutkan 4.25 gram NaNO3 dalam 7.5 mL

5

Gambar 1 Kristal garam KNO3

SINTESIS GARAM MOHR

Tabel 1 Data pengamatan praktikum sintesis garam KNO3

aquades panas

Larutan B

Larutan bening tak berwarna

Larutan A + Larutan B

Campuran dipanaskan

Larutan bening volume menjadi 10 mL

Mendinginkan larutan campuran kemudian

menyaring

Campuran bewarna putih terdapat endapan

putih

Mencuci kristal dengan aquades panas Larutan bening tak berwarna

Mendinginkan dalam penangas es Terbentuk kristal berwarna putih kalium

nitrat yang bebas ion

Menimbang kristal Dihasilkan 1.1055 gram kristal garam KNO3

Pembuatan garam kalium nitrat ini di dapatkan dengan mereaksikan larutan kalium

klorida dengan larutan natrium nitrat, yang reaksinya dapat di tuliskan sebagai berikut :

KCl(s) + NaNO3 (s) NaCl (aq)+ KNO3 (s)

Dari pencampuran dua buah larutan tersebut di dapatkan garam kalium nitrat yang

berfase padat dan berwarna putih. Sebagian besar garam-garam nitrat bersifat higroskopis

dan mudah larut dalam air. Sehingga ketika kita larutkan dengan air maka akan seketika

akan larut dengan mudah, tetapi kita menggunakan air panas dalam percobaan ini, agar ion-

ion K+ dan NO3- mudah larut terpisah menjadi ion-ionnya.

Pada proses pembuatannya kita mereaksikan antara larutan KCl dengan NaNO3

dengan komposisi tertentu, dengan melalui pemanasan, didinginkan hingga Kristal kalium

terbentuk dan kemudian disaring. Pada proses ini, teknik reklistalisasi diperlukan, dimana

zat padat sebagai hasil reaksi biasanya bercampur dengan zat padat lain. Oleh sebab itu,

untuk mendapatkan zat-zat yang kita inginkan, perlu dimurnikan terlebih dahulu. Prinsip

proses ini adalah perbedaan kelarutan zat pengotornya. Pada hasil Kristal Kalium Nitrat kita

6

SINTESIS GARAM MOHR

lakukan pemurnian agar memperoleh hasil Kristal yang murni, hal ini dilakuakan dengan

menambahkan sedikit aquades hingga larutan Kristal kalium nitrat bebas ion klorida.

Pemberian aquades ini berfungsi agar ion klorida yang mungkin masih terdapat dalm Kristal

kalium dapat hilang.

Pada percobaan ini kita memperoleh Kristal garam kalium nitrat sebesar 0.8661 gram,

dimana Kristal tersebut bewarna putih. Hasil dari rendemen sebesar 16.98%, yang berarti

bahwa 83.02% nya adalah zat pengotor (residu) yang berada dalam sampel garam kalium

nitrat tercemar.

Hasil rendemen ini diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut:

1. Perhitungan Teoritis

KCl(s) + NaNO3 (s) NaCl (aq)+ KNO3 (s)

0.05 0.05 0 0

-0.05 -0.05 +0.05 +0.05

0 0 0.05 0.05

Massa = mol x Mr

= 0.05 x 101

= 5.05 gram

2. Pernitungan rendemen

Randemen = massa kristal yangdiperoleh

massa kristal teori x 100%

= 0,8661 gram

5.05gram x 100%

= 16,98 %

Randemen yang diperoleh hanya 16.98% ini artinya ada banyak pengotor yang

berada dalam sampel garam kalium nitrat. Pengotor ini bisa saja didapatkan dari alat-alat

yang kurang bersih. Akan tetapi dimungkinkan pula hasil rendemen yang terbilang sedikit

ini dikarenakan masih adanya Kristal yang tertinggal di gelas kimia yang tidak dapat

seluruhnya tercuci ataupun terambil.

7

SINTESIS GARAM MOHR

2. Pembahasan

Prinsip dasar dari pembuatan kalium nitrat adalah pemisahan dua garam berdasarkan

perbedaan kelarutannya pada suhu tertentu, terbentuknya Kristal KNO3 pada suhu rendah

dan pemurnian zat berdasarkan rekristalisasi.

Tahap awal dari percobaan ini adalah melarutkan KCl dalam air panas dengan

tujuan mempercepat larutnya KCl. Karena pada umumnya suatu zat akan lebih cepat

melarut dalam pelarut yang bersuhu tinggi. Proses ini menghasilkan larutan bening. Hal

yang sama juga dilakukan pada NaNO3 yang juga menghasilkan larutan bening.

Reaksi antara KCl dengan air:

KCl (s) + H2O (l) → KOH (aq) + HCl (aq)

Reaksi antara NaNO3 dengan air:

NaNO3 (s) + H2O (l) → NaOH (aq) + HNO3 (aq)

Selanjutnya kedua larutan dicampurkan kemudian diuapkan hingga volume larutan

yang tersisa sebanyak 25 mL. Tujuan dilakukan penguapan adalah untuk mengurangi

jumlah kandungan pelarut sehingga larutan menjadi jenuh. Penguapan dilakukan pada

kisaran suhu 80-90°C. Campuran antara kedua larutan menghasilkan KNO3 dan NaCl

dengan reaksi sebagai berikut:

KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3 (aq)

Pada proses penguapan ini terdapat endapan di dasar gelas. Berdasarkan reaksi dapat

dilihat bahwa NaCl mengendap terlebih dahulu. Jadi dapat dikatakan bahwa endapan yang

terbentuk adalah NaCl. Terbentuknya endapan NaCl ini menunjukkan bahwa Ksp NaCl

telah lewat jenuh. Hal ini juga menunjukkan bahwa nilai Ksp NaCl lebih kecil dibandingkan

Ksp KNO3.

Diagram kelarutan dan suhu untuk garam NaCl, KCl, NaNO 3, dan KNO 3.

8

SINTESIS GARAM MOHR

Setelah volume larutan mencapai 25 mL, kemudian larutan dalam keadaan masih

panas. Penyaringan dilakukan dalam keadaan panas karena kelarutan KNO3 dalam air akan

bertambah seiring meningkatnya temperatur, sedangkan NaCl kurang melarut dalam larutan

jenuh antara KCl dan NaNO3.

Filtrat yang diperoleh dari hasil penyaringan selanjutnya didiamkan di dalam air es

dengan tujuan supaya Kristal KNO3 lebih cepat terbentuk. Untuk memisahkan antara Kristal

KNO3 dengan zat pengotor, dilakukan penyaringan.

Dari hasil percobaan diperoleh Kristal KNO3 sebanyak 0.8661 g. Berdasarkan hasil

perhitungan didapatkan nilai presentasi rendemen garam kalium nitrat sebesar 16.98%.

Kecilnya nilai rendemen ini mungkin disebabkan karena pada penyaringan yang pertama

dilakukan suhu larutan sudah mulai menurun atau larutan sudah mendingin sehingga

mengalami kesulitan untuk disaring dan akibatnya banyak endapan NaCl dan KNO3 yang

tertinggal pada kertas saring lalu terbuang. Selain itu, minimnya jumlah NaCl dan KNO 3

yang diperoleh juga mungkin disebabkan karena suhu penguapan yang tidak dijaga konstan

pada kisaran suhu 80°C.

9

SINTESIS GARAM MOHR

Faktor lain yang juga mempengaruhi jumlah Massa KNO3 yang dihasilkan adalah

proses pendinginan yang singkat sehingga Kristal KNO3 belum terbentuk sempurna serta

proses pengeringan yang terlalu lama (karena hanya menggunakan corong biasa bukan

corong Buchner) sehingga kadar kedua senyawa mungkin berkurang akibat pengaruh udara

disekitarnya.

Kesimpulan

Dalam pembuatan garam kalium nitrat dapat dilakukan dengan cara mereaksikan

larutan jenuh kalium klorida dengan larutan jenuh natrium nitrat. Hasil yang di dapatkan

dari pereaksian dua larutan jenuh ini adalah Kristal kalium nitrat yang berwarna putih. Ada

dua tahapan dalam proses sintesis garam kalium nitrat ini, yang pertama yaitu tahap

pembuatan dan yang kedua adalah tahap pemurnian. Tahap pembuatn ini tahap dimana

Kristal kalium nitrat ini mulai terbentuk sementara tahap pemurnian adalah proses untuk

menghilangkan ion Cl- yang dimungkinkan masih terkandung dalam Kristal Kalium nitrat

sehingga didapat kalium nitrat murni yang bebas ion Na+ maupun Cl-. Pemisahan atau

permunian garam ini didasarkan pada perbedaan kelarutan antara kalium nitrat dengan hasil

samping natrium klorida. Pada tahap pemurnian kristal yang terbentuk di tetesi aquades

panas sedikit demi ssedikit, karena ion Na+ maupun Cl- sama-sama mudah larut dalam air

maka ion ini larut dan terdapat dalam filtrat hasil cucian tersebut. Sementara kalium nitrat

yang notabene sukar larut dibandingkan natrium klorida maka kalium nitrat ini tetap pada

bentuk kristalnya.

Kesimpulan yang didapatkan dari praktikum ini adalah yang petama yaitu warna dan

bentuk Kristal garam KNO3 dari hasil pembuatannya yaitu berbentuk padat (Kristal) dan

berwarna putih. Yang kedua garam kalium nitrat yang dihasilkan adalah sebesar 0.8661

gram dengan rendemen sebesar 16.98%.

Daftar Pustaka

Cahyono, Bambang. 1991. Segi praktisi dan Metode pemisahan senyawa organic. Kimia

MIPA UNDIP. Semarang

Cotton and Wikinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI- Press. Jakarta.

10

SINTESIS GARAM MOHR

Lingafelter, EC. 1989. Crystal System. Volume 62 Nomor 219.

(http://www.journalofchemicaleducation.com) diakses tanggal 30 Desember 2008.

Purwadi KP. 2000. Penentuan Kadar Florida dan Klorida dalam Serbuk UO2 Secara

Potensiometrik Elektroda Ion Selektif dengan Menggunakan Teknik Pirohidrolisis.

Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V.

Saito, Taro. 1996. Buku Teks Kimia Anorganik Online. Permission of Iwanami Shoten.

Tokyo

Svehla, G. 1990. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro

Bagian I. PT Kalman Media Pusaka. Jakarta.

Tim Dosen Praktikum Kimia Anorganik. 2013. Buku Ajar Praktikum Kimia Anorganik.

Semarang: Lab Kimia Anorganik.

Lampiran

11

SINTESIS GARAM MOHR