alchemist08.files.wordpress.com … · web viewdi beberapa daerah di australia yang tanahnya tidak...

32

Kelompok 3Percobaan III

Judul : Pembuatan Tembaga (II) Sulfat Pentahidrat CuSO4.5H2O

Tujuan :1. Membuat dan mengenal sifat kristal tembaga(II)sulfat.

2. Memahami proses pembentukan kristal

Hari/ tanggal : Kamis/ 25 Maret 2010

Tempat : Laboratorium Kimia FKIP UNLAM Banjarmasin

I. DASAR TEORI

Banyak senyawa bergabung dengan air membentuk hidrat. Dengan senyawa ini, air bergabung secara kimia meskipun hampir semua hidrat mudah melepaskan air jika dipanaskan. Fakta yang membuktikan bahwa hidrat itu adalah senyawa dan bukan merupakan campuran adalah :

1. Air terdapat dalam perbandingan tertentu, misalnya hidrat tembaga sulfat mengandung 36,07% air.

2. Sifat fisis hidrat berbeda dari sifat anhidrat, misalnya hidrat tembaga sulfat berbentuk Kristal tiklin berwarna biru, sedangkan tembaga sulfat anhidrat berbentuk kristal monoklin berwarna putih.

Suatu zat dapat membentuk lebih dari satu macam hidrat yang masing- masing stabil dalam suasana tertentu. Tembaga sulfat dapat membentuk tiga macam hidrat yaitu pentahidrat CuSO4.5H2O, trihidrat CuSO4.3H2O, dan monohidrat CuSO4.H2O.

Pembuatan Tembaga(II)Sulfat Pentahidrat CuSO4.5H2O

33

Kelompok 3Tembaga sulfat biasanya dibuat secara komersial dengan dua cara :

1. Tembaga dioksidasi dalam larutan yang mengandung asam sulfat :2Cu + 2H2SO4 + O2 → 2CuSO4 + 2H2O

2. Tembaga (II) sulfida dioksidasi dalam udara :CuS + 2O2 → CuSO4

Senyawa tembaga dalam konsentrasi tinggi merupakan racun bagi kebanyakan makhluk hidup. Oleh karena itu senyawa tembaga digunakan dalam insektisida dan fungisida. Namun adalah sangat menarik, bahwa didekat daerah yang tanahnya tidak mengandung tembaga terdapat penyakit dan kelainan pada tumbuh- tumbuhan dan hewan.

Di beberapa daerah di Australia yang tanahnya tidak mengandung tembaga ditemukan penyakit pada domba yang mengakibatkan pengaruh pada sistem saraf, anemia, dan kerusakan pada wol, meskipun untuk mengatasi kelainan hanya diperlukan sangat sedikit tembaga.

Tembaga sulfat pentahidrat CuSO4.5H2O sering disebut biru vitriol. Senyawa ini biasanya digunakan sebagai elektrolit dalam pemurnian tembaga secara elektrolisis, dalam pengetikan listrik (electrotyping) dalam beberapa macam baterai, dalam pencetakan (cap) kain mori atau belacu dan sebagai bubur Bordeaux untuk memusnahkan jamur pada tanaman.

Tembaga disebut logam mata uang. Tembaga tergolong logam yang sukar bereaksi. Oleh karena itu, disamping sebagai senyawa juga terdapat dalam keadaan bebas. Tembaga membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1 dan +2. Tembaga tidak larut dalam asam keras encer. Potensial oksidasi tembaga bertanda negatif (−). Itu berarti tembaga lebih sukar teroksidasi daripada hidrogen.

Cu(s) → Cu2+(aq) E0 = − 0,337 VCu(s) → Cu+(aq) E0 = − 0,552 V

Tembaga dapat larut dalam asam oksidasi, yaitu asam sulfat pekat, asam nitrat encer dan pekat, membentuk garam tembaga (II). Dengan asam sulfat pekat membebaskan gas SO2 :

Cu(s) + 2H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l)


34

Kelompok 3

Dengan asam nitrat encer membebaskan terutama gas NO :

3Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)

Sedangkan bila direaksikan dengan asam nitrat pekat maka akan membebaskan terutama gas NO2 :

Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)

Larutan garam tembaga (II) dalam air, tepatnya ion Cu(H2O)42+,

berwarna biru terang. Larutan akan menjadi biru tua dengan larutan amoniak berlebih karena pembentukan kompleks Cu(NH3)4

2+, dengan HCl pekat menjadi hijau terang karena pembentukan kompleks CuCl4

2−. Pembentukan ion kompleks Cu(NH3)4

2+ yang berwarna biru khas itu dapat digunakan untuk mengenali ion Cu2+.

Hidrat garam tembaga (II), seperti CuSO4.5H2O juga berwarna biru karena adanya ion kompleks Cu(H2O)4

2+. Rumus hidrat CuSO4.5H2O tepatnya adalah sebagai Cu(H2O)4 SO4.H2O yang terdiri dari empat molekul air yang terikat pada ion Cu2+, sedangkan yang satu lagi terikat pada gugus SO4

2−.Larutan tembaga (II) sulfat dalam air bersifat agak asam sebagai akibat

terjadinya hidrolisis. Hal ini dikarenakan tembaga (II) sulfat anhidris tidak larut dalam alcohol dan eter, serta dengan segera dapat menyerap air berubah warna menjadi biru, sehingga digunakan untuk mendeteksi adanya air dalam suatu cairan.

II. ALAT DAN BAHANA. Alat yang digunakan:

1. Gelas kimia 250 mL 1 buah2. Gelas kimia 500 mL 1 buah3. Gelas ukur 50 mL 1 buah4. Gelas ukur 100 mL 1 buah5. Penjepit tabung reaksi 1 buah6. Spatula 1 buah7. Corong 1 buah8. Pipet tetes 1 buah


35

Kelompok 39. Pipet ukur 1 buah10. Batang pengaduk 1 buah11. Neraca analitik 1 buah12. Hotplate 1 buah

B. Bahan yang digunakan:1. H2SO4 pekat2. Keping tembaga3. HNO3 pekat4. Aquadest5. Kertas saring

III. PROSEDUR KERJA1. Memasukkan 100 mL air ke dalam gelas kimia.2. Menambahkan 17 mL H2SO4 pekat.3. Memasukkan 10 gram tembaga.4. Pada tahap berikut, mengerjakan di luar/ di dalam kamar asap :

a. Menambahkan 25 mL HNO3 pekat.b. Mengaduk sehingga semua tembaga melarut.c. Memanaskan, setelah gas berwarna coklat tua tidak keluar

sehingga uap tidak lagi berwarna coklat muda.5. Menyaring ketika masih panas (jika masih terdapat tembaga yang

tidak melarut).6. Menyimpan larutan sehingga terbentuk Kristal.7. Mencuci kristal dengan sedikit air, kemudian melarutkan ke dalam

air sedikit mungkin dan mengkristalkan kembali.8. Melakukan terus tahap 7 sehingga kristal bebas dari nitrat.9. Menimbang dan menyerakan CuSO4.5H2O yang diperoleh.

IV. DATA PENGAMATAN

No. Variabel yang diamati Hasil Pengamatan1. 100 mL air + 17 mL H2SO4

pekat + 10 gram tembaga (membawa ke luar ruangan)

Berwarna bening dengan tembaga berwarna ungu pada dasar gelas

Timbul gelembung- gelembung


36

Kelompok 3

2.

3.

4.

5.

6.

Menambahkan 25 mL HNO3

pekat Mengaduk ± 2 jam

Memanaskan larutan setelah asap hilang

Menyaring larutan selagi panas

Menimbang massa tembaga sisa

Menimbang massa Kristal CuSO4.5H2O

gas pada keping tembaga

Larutan berwarna biru muda Terdapat asap berwarna cokelat Timbul buih berwarna putih di

permukaan larutan Setelah mengaduk terus

menerus, larutan berubah warna menjadi biru pekat

Massa kertas saring 1 = 0,5253 gram

Larutan menguap dan keping tembaga mulai melarut

1. Filtrat berupa larutan berwarna biru

2. Residu berupa sisa keping tembaga

Massa + kertas saring 1 = 1,3358 gram

Massa + kertas saring 2 = 29,483 gram

Massa kertas saring 2 = 0,5624 gram

V. ANALISIS DATA

Pada percobaan pembuatan tembaga (II) sulfat pentahidrat CuSO4.5H2O, pertama-tama air dicampur dengan H2SO4 pekat, larutan menjadi bening. Kemudian menambahkan 10 gram keping tembaga ke dalam larutan tersebut, maka akan menghasilkan larutan yang tetap bening, dinding atau dasar pada gelas kimia terdapat embun (hal ini membuktikan adanya gas), dan larutan terasa hangat. Hal ini membuktikan bahwa di dalam larutan terjadi reaksi Pembuatan Tembaga(II)Sulfat Pentahidrat CuSO4.5H2O

37

Kelompok 3eksoterm yaitu reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan, dalam hal ini sistem melepaskan kalor, dan pada umumnya suhu sistem menjadi bertambah. Logam tembaga (Cu) yang awalnya berwarna coklat kekuningan berubah menjadi berwarna agak keunguan dan lebih mengkilap. Hal ini dikarenakan lapisan permukaan pada logam tembaga (Cu) terkikis, hal itu berarti Cu teroksidasi dalam larutan yang mengandung H2SO4.

Penambahan H2SO4 pada percobaan ini sebagai pelarut yang dimaksudkan untuk meleburkan kepingan tembaga dan membersihkan kepingan tembaga dari pengotornya, sehingga kepingan atau kristal yang akan dihasilkan akan bersih dan terbebas dari pengotor. Hal ini sangat terlihat pada logam Cu yang lebih mengkilap ketika dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung H2SO4. Adapun reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Cu(s) + 2H2SO4(aq) → CuSO4(s) + SO2(g) + 2H2O(l)

2Cu(s) + 2H2SO4(aq) + O2(g) → 2CuSO4(aq) + 2H2O(l) 0 +2

+2 (oksidasi)

Pada persamaan reaksi di atas, logam Cu mengalami oksidasi, terjadi kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2.

Percobaan dilanjutkan dengan menambahkan 25 mL HNO3 pekat kemudian mengaduknya dengan gerakan searah dan kecepatan yang konstan (tidak berubah- ubah). Hal ini dimaksudkan agar reaksi tetap berjalan dengan stabil dan tidak terhenti sehingga didapatkan hasil yang diinginkan.

Ketika penambahan HNO3 pekat, reaksi yang terjadi begitu terlihat, dimana larutan menjadi berwarna biru muda yang disebabkan oleh terbentuknya kompleks Cu(H2O)4 SO4. Ketika mula- mula reaksi, warna tembaga menjadi lebih pucat, tembaga mulai melarut, larutan berwarna biru muda, dan terbentuk gas berwarna coklat. Hal ini merupakan gas NO2 yang berbahaya dengan bau yang sangat menyengat. Di dalam larutan terdapat gelembung gas dan buih berwarna putih, ini menandakan logam Cu melarut (terjadi reaksi). Lama kelamaan larutan berubah warna menjadi berwarna biru yang sangat pekat. Larutan yang awalnya panas karena terjadi reaksi eksoterm pada saat pencampuran diawal, ketika diaduk terus menerus selama kurang lebih satu jam setengah, larutan menjadi dingin, ini menunjukkan reaksi yang


38

Kelompok 3terjadi berkurang. Adapun persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

2Cu(s) + 2H2SO4(aq) + 4HNO3(aq) → 2Cu(H2O)4 SO4 + 4NO2(g) + SO2(g) + O2(g)

Berdasarkan persamaan reaksi di atas, menghasilkan hasil samping yang berupa gas O2, gas SO2 yang tidak berwarna, dan gas NO2 yng berwarna coklat. Gas NO2 dan gas SO2 yang dihasilkan merupakan gas beracun yang tidak larut dalam air. Gas ini sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat menyebabkan kerusakan pada paru- paru dan kerusakan pada sistem pernafasan. Gas ini merupakan salah satu dari polutan penyebab pencemaran udara.

Setelah gas yang berwarna coklat tersebut tidak terbentuk lagi, larutan menjadi dingin, tidak terdapat buih berwarna putih akibat tembaga yang melarut, larutan berwarna biru yang sangat pekat, larutan kemudian dipanaskan agar NO2 terurai menjadi nitrogen dan oksigen serta pelarutan menjadi sempurna. Hal ini dikarenakan sesaat sebelum dipanaskan, sebagian tembaga belum melarut saat pengadukan, diperlukan waktu yang lama untuk melarutkan seluruh tembaga.

Ketika larutan mendidih pada saat dipanaskan, timbul gelembung- gelembung gas dan tembaga mulai melarut yang ditandai dengan adanya buih. Larutan juga mengeluarkan bau yang menyengat, reaksi menghasilkan gas kembali akibat terjadinya reaksi antara tembaga yang belum melarut dengan larutan.

Kemudian menyaring larutan selagi panas agar pengotor tidak sempat mengendap. Penyaringan menghasilkan filtrat yang berwarna biru bening dan residu secara terpisah. Filtrat yang terbentuk sebanyak 100 mL.

Agar menghasilkan kristal, menyimpan filtrat dan mendiamkannya selama dua hari pada percobaan yang dilakukan. Setelah mendiamkannya, di dalam filtrat terbentuk kristal yang berwarna biru berlapis- lapis seperti lapisan kayu, kristalnya terpisah- pisah, ada yang berukuran besar dan ada juga yang berukuran kecil.

Agar kristal yang terbentuk bebas dari nitrat, maka kristal harus dicuci dengan sedikit air dan yang terjadi adalah kristal menjadi rapuh. Selanjutnya kristal dikeringkan dengan cara mendiamkannya. Dilanjutkan dengan tahap penimbangan kristal yang diperoleh dan residu (tembaga yang tidak melarut).


39

Kelompok 3Adapun prinsip yang dilakukan pada percobaan ini adalah pada

pemanasan larutan tembaga menggunakan penangas air yang dipanaskan terlebih dahulu agar molekul-molekul dalam larutan akan teratur berikatan dan mudah membentuk kristal, begitu juga prosedur kerja yang dilakukan harus sesuai secara sistematis agar kristal yang terbentuk strukturnya teratur. Hidrat CuSO4.5H2O tepatnya adalah sebagai Cu(H2O)4 SO4. H2O, empat molekul air yang terikat pada ion Cu2+ sedangkan yang satunya lagi terikat pada gugus SO4

2−.Kristal yang terbentuk yaitu tembaga (II) sulfat pentahidrat

CuSO4.5H2O yang merupakan hidrat tembaga sulfat dengan persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Cu2+(aq) + SO42−(aq) + 5H2O(aq) → CuSO4.5H2O(s) atau

Cu(H2O)42+(aq) + SO4

2−(aq) + H2O(aq) → Cu(H2O)4 SO4. H2O(s)

Kristal yang diperoleh pada saat percobaan mudah rapuh dan tidak dalam satu kesatuan yang utuh, besar, dan kuat.

Kejadian ini begitu sering ditemui dan ada banyak faktor yang mempengaruhi dan menyebabkan kristal yang diperoleh tidak sesuai dengan apa yang diinginkan, yaitu :

1. Pengadukan yang dilakukan sering terhenti, tidak konstan, dan kecepatannya berbeda- beda.

2. Filtrat sering tergoyang- goyang sehingga mengganggu kestabilan.

Adapun hasil dari percobaan, beberapa hal penting dituliskan sebagai berikut.1. Berat tembaga yang dimasukkan ke dalam labu : 10 gram2. Berat tembaga yang tidak melarut : 0,815 gram3. Berat tembaga melarut : 9,1895 gram4. Berat CuSO4.5H2O yang seharusnya diperoleh : 38,7288 gram5. Berat CuSO4.5H2O pada percobaan : 28,9206 gram6. Rendemen hasil : 73,60%

Berat CuSO4.5H2O pada percobaan hampir mendekati dengan berat CuSO4.5H2O yang seharusnya diperoleh, sehingga rendemen hasilnya pun juga mendekati angka 100%, yakni sebesar 73,60%. Hal ini dikarenakan filtrat tidak sepenuhnya membentuk kristal.


40

Kelompok 3VI. KESIMPULAN

1. Tembaga yang dicampur dengan air, H2SO4 pekat, dan HNO3 pekat akan membentuk kristal tembaga (II) sulfat pentahidrat, CuSO4.5H2O.

2. Pada reaksi dengan H2SO4 pekat dan HNO3 pekat akan membentuk hasil sampingan berupa gas SO2 yang tidak berwarna dan gas NO2

yang berwarna coklat. Gas- gas ini sangat berbahaya, adapun persamaan reaksi adalah sebagai berikut.2Cu(s) + 2H2SO4(aq) + 4HNO3(aq) → 2Cu(H2O)4 SO4 + 4NO2(g)

+ SO2(g) + O2(g)3. Reaksi tembaga (II) sulfat pentahidrat, CuSO4.5H2O, yaitu :

Cu2+(aq) + SO42−(aq) + 5H2O(aq) → CuSO4.5H2O(s)

4. Hidrat tembaga (II) sulfat berbentuk kristal triklin yang berwarna biru. Tembaga (II) sulfat pentahidrat, CuSO4.5H2O sering disebut sebagai biru vitriol, warna biru disebabkan karena adanya ion kompleks.

5. Pada percobaan, didapatkan berat Kristal CuSO4.5H2O = 28, 9206 gram dan persen rendemennya yaitu 73,60%.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Universitas Indonesia.

S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung: ITB.

Saadi, Parham dan Mahdian. 2008. Panduan Praktikum Kimia Anorganik. Banjarmasin: FKIP UNLAM.

Vogel. 1997. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Jakarta: PT. Kalmana Media Pustaka.


41

Kelompok 3LAMPIRAN

Perhitungan

A. Berat CuSO4.5H2O secara teoritis

Mol Cu = massa Cu

Ar Cu =

10 g63,5g /mol

= 0,15748 mol

Mol CuSO4.5H2O ∞ mol Cu

Maka, massa CuSO4.5H2O = mol CuSO4.5H2O x Mr CuSO4.5H2O

= 0,15748 mol x 249,5 g/ mol

= 39,29126 gram

Berat CuSO4.5H2O dalam percobaan ini adalah 28,9206 gram

B. Rendemen hasil

% hasil = Berat CuSO4.5H2O dalam percobaan x 100% Berat CuSO4.5H2O secara teoritis

= 28,9206 x 100% 39, 29126

= 73,60%

Jadi, presentase rendemen yang diperoleh sebesar 73,60%.


42

Kelompok 3LAMPIRAN

Lembar Pertanyaan

1. Suatu cuplikan CuSO4.5H2O sebanyak 4,256 gram dilarutkan dan

diperoleh 250 mL larutan. Ke dalam 25 mL larutan ini ditambahkan

kalium yodida berlebih; Pada titrasi diperlukan 18,0 mL Na2S2O3 0,0950

M. Hitung % tembaga dalam kristal !

Penyelesaian :

25 mL larutan ditambahkan dengan KI secara berlebih dan

menitrasi dengan Na2S2O3. Maka ion triodida (I3) akan direduksi

menjadi ion iodide yang tidak berwarna dan warna putih dari endapan

menjadi terlihat. Reduksi dengan tiosulfat menghasilkan ion tetrationat :

I3 + 2S2O32− → 3I− + S4O6

2−

Reaksi di atas dipakai dalam analisis kuantitatif untuk penentuan

tembaga secara iodometri.

Diketahui : massa CuSO4.5H2O = 4,256 g (dilarutkan menjadi 250

Ml larutan)

Volume Na2S2O3 = 18,0 mL

M Na2S2O3 = 0,0950 M

Ditanya : % tembaga dalam CuSO4.5H2O ?

Jawab :

Persamaan reaksi : 2Cu2+ + 4I− → 2Cu2+ + I2 + 2I−

I2 + 2S2O32− → 2I− + S4O6

2−

1 mol Cu2+ = 1 mol S2O32−

(M. V) Cu2+ = (M. V) S2O32−

M Cu2+ = (0,0950 M) (18,0 mL)


43

Kelompok 325 mL

= 0,0684 M

Jumlah ion Cu2+ dalam 250 mL larutan :

Mol Cu2+ = (M. V) Cu2+

= (0,0684 M) (0,250 L)

= 0,0171 M

Maka, massa Cu2+ = mol Cu2+ . Ar Cu2+

= 0,0171 . 63,5

= 1,08585 g

Jadi, kadar Cu dalam CuSO4.5H2O yang dilarutkan sebanyak 4,256 g,

yaitu:

% kadar Cu = 1,08585 x 100%

4,256

= 25,51%

Jadi, kadar Cu dalam larutan yaitu 25,51%


44

100 mL air + 17 mL H2SO4

Larutan

Filtrat

Kristal

Kristal CuSO4.5H2O

Residu

Memasukkan ke dalam gelas kimiaMencampurkan 10 g tembagaMenambahkan 25 mL HNO3 pekat*Memanaskan hingga semua tembaga melarut*Memanaskan setelah gas berwarna coklat tua tidak keluar sehingga uap tidak lagi berwarna coklat muda*

Menyaring ketika panas-panas **

Menyimpan hingga terbentuk kristal

Mencuci kristal dengan sedikit airMelarutkan ke dalam air sedikit mungkin dan mengkristalkan kembali

Kelompok 3FLOWCHART

catatan :

* mengerjakan di luar atau di dalam kamar asap


45

Kelompok 3** menyaring jika masih terdapat tembaga yang tidak melarut- Melakukan kristalisasi hingga kristal bebas dari nitrat- Menimbangkan dan menyerahkan CuSO4.5H2O yang diperoleh


alchemist08.files.wordpress.com … · web viewdi beberapa daerah di australia yang tanahnya tidak...

Documents