MAKALAH KIMIA KUALITATIF ASAM SULFAT

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Analisa kualitatif mempunyai arti mendeteksi keberadaan suatu unsur kimia dalam cuplikan yang tidak diketahui. Analisa kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan. Dalam metode analisis kualitatif kita menggunakan beberapa pereaksi diantaranya pereaksi golongan dan pereaksi spesifik, kedua pereaksi ini dilakukan untuk mengetahui jenis anion / kation suatu larutan.

Regensia golongan yang dipakai untuk klasifikasi kation yang paling umum adalah asam klorida, hidrogen sulfida, ammonium sulfida, dan amonium karbonat. Klasifikasi ini didasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan reagensia-reagensia ini dengan membentuk endapan atau tidak. Sedangkan metode yang digunakan dalam anion tidak sesistematik kation. Namun skema yang digunakan bukanlah skema yang kaku, karena anion termasuk dalam lebih dari satu golongan.

Didalam kation ada beberapa golongan yang memiliki ciri khas tertentu diantaranya :

1.    Golongan I : Kation golongan ini membentuk endapan dengan asam klorida encer. Ion golongan ini adalah Pb, Ag, Hg.

2.    Golongan II : Kation golongan ini bereaksi dengan asam klorida, tetapi membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Ion golongan ini adalah Hg, Bi, Cu, cd, As, Sb, Sn.

3.    Golongan III : Kation golongan ini tidak bereaksi dengan asam klorida encer, ataupun dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Namun kation ini membentuk endapan dengan ammonium sulfida dalam suasana netral / amoniakal. Kation golongan ini Co, Fe, Al, Cr, Co, Mn, Zn.

4.    Golongan IV : Kation golongan ini bereaksi dengan golongan I, II, III. Kation ini membentuk endapan dengan ammonium karbonat dengan adanya ammonium klorida, dalam suasana netral atau sedikit asam. Ion golongan ini adalah Ba, Ca, Sr.

5.    Golongan V : Kation-kation yang umum, yang tidak bereaksi dengan regensia-regensia golongan sebelumnya, merupakan golongan kation yang terakhir. Kation golongan ini meliputi : Mg, K, NH₄⁺.

Untuk anion dikelompokkan kedalam beberapa kelas diantaranya :

1.      Anion sederhana seperti : O^2-, F^-, atau CN^- .

2.      Anion okso diskret seperti : NO^3-, atau SO₄^2-.

3.      Anion polimer okso seperti silikat, borat, atau fosfat terkondensas.

4.      Anion kompleks halida seperti TaF₆ dan kompleks anion yang
berbasis bangat seperti oksalat .

Reaksi dalam anion ini akan lebih dipelajari secara sistematis untuk memudahkan reaksi dari asam-asam organik tertentu dikelompokkan
bersama-sama. Hal ini meliputi asetat, formiat, oksalat, sitrat, salisilat dan benzoat.

Analisis kualitatif menggunakan dua macam uji, yaitu reaksi kering dan reaksi basah. Reaksi kering dapat digunakan pada zat padat dan reaksi basah untuk zat dalam larutan. Kebanyakan reaksi kering yang diuraikan digunakan untuk analisis semimikro dengan hanya modifikasi kecil.
Untuk uji reaksi kering metode yang sering dilakukan adalah

1.      Reaksi nyala dengan kawat nikrom : Sedikit zat dilarutkan kedalam HCL P. Diatas kaca arloji kemudian dicelupkan kedalamnya, kawat nikrom yang bermata kecil yang telah bersih kemudian dibakar diatas nyala oksidasi.

2.      Reaksi nyala beilstein : Kawat tembaga yang telah bersih dipijarkan diatas nyala oksida sampai nyala hijau hilang. Apabila ada halogen maka nyala yang terjadi berwarna hijau.

3.      Reaksi nyala untuk borat : Dengan cawan porselin sedikit zat padat ditambahkan asam sulfat pekat dan beberapa tetes methanol, kemudian dinyalakan ditempat gelap. Apabila ada borat akan timbul warna hijau.
Metode untuk mendeteksi anion memang tidak sesistematik seperti yang digunakan untuk kation. Namun skema klasifikasi pada anion bukanlah skema yang kaku karena beberapa anion termaksud dalam lebih dari satu golongan.

Anion-anion dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a.       Anion sederhana seperti O₂,F^- atau CN^-.

b.      Anion oksodiskret seperti NO^3- atau SO₄^2-.

c.       Anion polimer okso seperti silikat, borad, atau fospat terkondensasi.

d.      Anion kompleks halide, seperti TaF6 dan kompleks anion yang mengandung anion berbasa banyak seperti oksalat.

Reaksi-reaksi dalam anion ini akan dipelajari secara sistematis untuk memudahkan reaksi dari asam-asam organik tertentu dikelompokkan bersama-sama, ini meliputi asetat, format, oksalat, sitrat, salisilat, benzoat, dan saksinat.

Sulfat, SO₄^2-. Kelarutan: Sulfat dari barium, strontium dan timbel praktis tidak larut dalam air, sulfat dari kalsim dan merkurium(II) larut sedikit, dan kebanyakan sulfat dari logam-logam sisanya, larut. Beberapa sulfat basa, misalnya dari merkurium, bismut, dan kromium, juga tak larut dalam air, tetapi larut dalam asam klorida encer atau asam nitrat encer .

Asam sulfat adalah cairan yang tak berwarna, seperti minyak dan higroskopik, dengan berat jenis 1,838. asam pekatnya yang murni dan komersial, adalah suatu campuran bertitik-didih konstan, dengan titik didih 338o dan mengandung asam kira-kira 98%. Cairan ini dapat bercampur dengan air dalam semua perbandingan dengan melepaskan panas yang banyak sekali; ketika mencampurkan keduanya, asam harus selalu dituang dalam aliran yang tipis ke dalam air (jika air yang dituangkan kepada asam yang lebih berat itu, uap mungkin dengan tiba-tiba akan terbentuk yang akan mengangkat ke atas sedikit asam bersamanya, sehingga mungkin menimbulkan cedera yang berat). Untuk mempelajari reaksi-reaksi sulfat, pakailah larutan natrium sulfat, Na₂SO₄.10H₂O, 0,1M.

B.  Rumusan masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

1.    Bagaimana reaksi kimia yang melibatkan anion SO₄^2-?

2.    Bagaimana keadaan anion SO₄^2- di alam?

3.    Bagaimana pemanfaatan anion SO₄^2-?

4.    Bagamana cara menaganalisis anion SO₄^2-?

5.    Bagaimana dalam keadaan murni anion SO₄^2-?

C.  Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.    Menjelaskan reaksi kimia yang melibatkan anion SO₄^2-.

2.    Mendeskripsikan keadaan anion SO₄^2- di alam.

3.    Mengetahui pemanfaatan anion SO₄^2-.

4.    Mendeskripsikan cara menaganalisis anion SO₄^2-.

5.    Mendeskripsikan keadaan murni anion SO₄^2-

D.  Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan makalah ini adalah sebagai sumber informasi bagi para pembaca terutama bagi mahasiswa dalam pemahaman mata kuliah kimia analitik kualitatif, dalam hal analisis anion.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Anion SO₄^2- dan Keadaannya Di Alam

Ion sulfat merupakan sejenis anion poliatom dengan rumus empiris SO₄^2- dengan massa molekul 96,06 satuan massa atom; ia terdiri dari atom pusat sulfur dikelilingi oleh empat atom oksigen dalam susunan tetrahidron. Ion sulfat bermuatan dua negatif dan merupakan basa konjugat ion hidrogen sulfat (bisulfat), terdapat sulfat organik seperti dimetil sulfat yang merupakan senyawa kovalen dengan rumus (CH₃O)₂SO₂ dan merupakan ester asam sulfat.

Kebanyakan sulfat sangat larut dalam air kecuali dalam kalsium sulfat, stronsium sulfat, dan barium sulfat yang tak larut. Barium sulfat sangat berguna dalam analisis gravimetri sulfat; penambahan barium klorida pada suatu larutan yang mengandung ion sulfat terlihat endapan putih yang menunjukkan anion sulfat.

Ion sulfat bisa menjadi satu dengan ligan menghubungkan mana-mana satu dengan oksigen monodentat atau dua oksigen. Contoh molekul logam netral kompleks PtSO₄P(C₆H₅)₃₂ dimana ion sulfat berperan sebagai ligan bidentat. Ikatan oksigen-logam dalam molekul sulfat kompleks mempunyai ciri kovalen.

Sulfat berwujud sebagai zat mikroskopik (aerosol) hasil dari bahan bakar fosil dan biomassa yang dapat menambah keasaman atmosfer dan mengakibatkan hujan asam.

B.  Pemanfaatan Anion SO₄^2-

1.         Na₂SO₄, suatu obat emesis (pembuat muntah).

2.         Al₂(SO₄)₃, zat penjernih air yang dikenal dengan tawas.

3.         BaSO₄, suatu pigmen putih untuk bahan cat.

4.         CaSO₄(gips), banyak digunakan untuk menyambung tulang yang patah.

5.        Cu₅SO₄.5H₂O, terasi(zat fungsisida/pembasmi jamur)untuk tanaman dan kayu.

6.         FeSO₄ .7H₂O, di pakai untuk membuat tinta.

7.        (NH₄)₂SO₄, suatu jenis pupuk yang dikenal sebagai pupuk Z.A. (Zwavel Amoniak).

8.        NaHSO₄, banyak digunakan sebagai pembersih kamar mandi untuk melarutkan endapan yang ditimbulkan oleh air ledeng atau air sadah.

C.  Cara Menaganalisis Anion SO₄^2-

Sulfat, SO₄^2-. Kelarutan: Sulfat dari barium, strontium dan timbel praktis tidak larut dalam air, sulfat dari kalsim dan merkurium(II) larut sedikit, dan kebanyakan sulfat dari logam-logam sisanya, larut. Beberapa sulfat basa, misalnya dari merkurium, bismut, dan kromium, juga tak larut dalam air, tetapi larut dalam asam klorida encer atau asam nitrat encer .

Asam sulfat adalah cairan yang tak berwarna, seperti minyak dan higroskopik, dengan berat jenis 1,838. asam pekatnya yang murni dan komersial, adalah suatu campuran bertitik-didih konstan, dengan titik didih 338^o dan mengandung asam kira-kira 98%. Cairan ini dapat bercampur dengan air dalam semua perbandingan dengan melepaskan panas yang banyak sekali; ketika mencampurkan keduanya, asam harus selalu dituang dalam aliran yang tipis ke dalam air (jika air yang dituangkan kepada asam yang lebih berat itu, uap mungkin dengan tiba-tiba akan terbentuk yang akan mengangkat ke atas sedikit asam bersamanya, sehingga mungkin menimbulkan cedera yang berat). Untuk mempelajari reaksi-reaksi pada sulfat (SO₄^2-), digunakan larutan natrium sulfat, Na₂SO₄.10H₂O, 0,1 M.

1.    Larutan barium klorida

Endapan putih barium sulfat, BaSO₄, yang tak larut dalam asam klorida encer panas dan dalam nitrat encer, tetapi larut sedang-sedang saja dalam asam klorida pekat yang menndidih.

SO₄^2-   +   Ba²⁺    →   BaSO₄ ↓

Uji ini biasanya dilakukan dengan menambahkan regenesia kepada larutan yang diasamkan dengan asam klorida encer, karbonat, sulfit, dan fosfat tidak diendapkan pada kondisi-kondisi ini. Asam klorida pekat atau asam nitrat pekat tak boleh dipakai, karena mungkin membentuk endapan barium klorida atau endapan barium nitrat; namun, endapan-endapan ini melarut setelah diencerkan dengan air. Endapan barium sulfat ini dapat disaring dari larutan yang panas dan dilebur di atas arang dengan natrium karbonat, dimana natrium sulfida akan tebentuk. Yang terakhir ini dapat diekstraksi dengan air dan ekstrak tersebut disaring ke dalam larutan nitroprusida yang baru saja dibuat, pada mana diperoleh pewarnaan ungu yang transien (sekejap). Suatu metode lain untuk ini adalah dengan menambahkan beberapa tetes asam klorida yang sangat encer pada massa yang telah lebur itu, dan menutupinya dengan kertas timbal asetat; akan dihasilkan suatu noda hitam timbal sulfida di atas kertas. Reaksi yang disebut reaksi Hepar, yang kurang peka dibanding kedua uji di atas terdiri dari menaruh hasil peleburan tadi di atas keping mata uang perak dan membasahinya dengan sedikit air ; hasilnya adalah suatu noda hitam-kecoklatan, perak sulfida.

BaSO₄   +   4C  +  Na₂CO₃    →  Na₂S  +  BaCO₃ + 4CO

                                    Na₂S   →  2Na⁺  +  S^2-

2S^2-  +  4Ag  +  O₂  + 2H₂O  →  2Ag₂S↓  +  4OH^-

     Suatu metode yang lebih efisien untuk menguraikan kebanyakan senyawa belerang adalah dengan memanaskannya dengan natrium atau kalium, dan atau menguji larutan dari produk tersebut terhadap sulfida. Uji ini akan menjadi lebih peka, dengan memanaskan zat itu dengan kalium dalam sebuah tabung-pijar, melarutkan leburan dalam air, dan menguji terhadap sulfida reaksi nitroprusida atau biru metilena.

     Uji-uji di atas (yang bergantung pada pembentukan sulfida), tidaklah khusus memberi hasil positif oleh sulfat, tetapi juga oleh kebanyakan senyawa belerang. Tetapi, jika yang kita gunakan adalah barium sulfat yang diendapkan dengan adanya asam klorida, maka reaksi ini boleh dipakai sebagai uji pemastian terhadap sulfat.

2.      Larutan timbal asetat

Endapan putih timbal sulfat, PbSO₄, yang larut dalam asam sulfat pekat panas, dalam larutan amonium asetat dan larutan amonium tatrat dan dalam larutan natrium hidroksida. Dalam hal yang terakhir, terbentuk natrium tetrahidroksoplumbat(II), dan setelah diasamkan dengan asam klorida, timbal ini mengkristal menjadi kloridanya. Jika suatu larutan air dari endapan ini diasamkan dengan asam asetat, dan larutan kalium kromat ditambahkan timbal kromat yang kuning akan mengendap.

SO₄^2-  +  Pb²⁺    →  PbSO₄↓

3.      Larutan perak nitrat

Endapan kristalin putih perak sulfat, Ag₂SO₄ (kelarutan 5,8 l^-1 pada 18^o), dari larutan pekat.

SO₄^2-  +  Ag⁺    →  Ag₂SO₄↓

4.      Uji natrium radizonat

Garam-garam barium menghasilkan endapan coklat kemerahan dan natrium redizonat. Sulfat-sulfat dan asam sulfat menyebabkan hilangnya warna dengan seketika, karena pembentukan barium sulfat yang tak larut. Uji ini spesifik untuk sulfat.

Taruh setetes larutan barium klorida di atas kertas saring atau kertas reaksi-tetes, diikuti oleh setetes larutan air natrium redizonat 0,5 persen yang baru saja dibuat. Bubuhi bercak yang coklat-kemerahan itu dengan setetes larutan uji yang asaam atau basa. Bercak yang berwarna itu hilang.

Kepekaan : 4 μg SO₄^2-.   Batas konsentrasi : 1 dalam 10.000.

5.      Uji kalium permanganat – barium sulfat

 Jika barium sulfat diendapakan dalam larutan yang mengandung kalium permanganat, endapan akan diwarnai merah-jambu (lembayung) oleh adsorpsi sedikit permanganat itu. Permanganat yang telah diadsorpsi di atas endapan ini, tak dapat direduksi oleh zat-zat pereduksi yang umum (termasuk hidrogen peroksida); kelebihan kalium permanganat di dalam cairan induk mudah bereaksi dengan zat-zat pereduksi, sehingga menjadikan barium sulfat yang merah-jambu nampak jelas dalam larutan yang tak berwarna itu.

Taruh 3 tetes larutan uji dalam tabung pemusing semimikro, tambahkan 2 tetes larutan kalium permanganat 0,02M dan 1 tetes larutan barium klorida. Kita memperoleh endapan merah-jambu. Tambahkan beberapa tetes larutan hidrogen peroksida 3 persen atau larutan asam oksalat 0,5M (dalam hal yang terakhir, perlu dipanaskan di atas penangas air sampai penghilang warna telah sempurna). Pusingkan. Endapan yang berwarna akan nampak jelas.

Kepekaan : 2,5 μg SO₄^2-.   Batas konsentrasi : 1 dalam 20.000.

6.      Larutan merkurium (II) nitrat

SO₄^2-   + 3Hg  + 2H₂O → Hg SO₄. HgO ↓  + 4H⁺

Ini merupakan uji yang peka, yang bahkan juga memberi hasil positif dengan suspensi barium sulfat atau timbal sulfat.

7.      Larutan benzidina hidroklorida

Endapan putih benzidina sulfat (BAHAYA: REAGENESIA INI DAPAT KARSINOGENIK (DAPAT MENIMBULKAN KANKER)).

SO₄^2-  +  H₂N                                 NH₂.2HCl  →

H₂N                                  NH₂. H₂SO₄ + 2Cl^-

            Ion-ion kromat, oksalat, heksasianoferat (II) dan (III) mengganggu reaksi ini.

D.  Reaksi Anion Sulfat dengan berbagai kation

Kation	Reaksi	Keterangan
Timbal / Pb	Pb2+  + SO42- (encer) PbSO4 PbSO4  + H2SO4            Pb2+ + 2HSO4- PbSO4 + 4CH3COO-          [Pb(CH3COO)4]2- + SO42- PbSO4 + 2C2H4O62-            [Pb(C2H4O6)2]2- + SO42- PbSO4 + CO32-            PbCO3 + SO42- PbCO3 + 2H+           Pb2+ + H2O + CO2	·         Terbentuk endapan putih ·         Tidak larut dalam H2SO4 encer berlebih ·         Larut dalam H2SO4 panas dan pekat dan larut dalan ammonium asetat agak pekat ( 6M ) atau ammonium tartrat yang agak pekat (6M) ·         PbSO4 kelarutan berkurang bila ditambahkan etanol ·         Endapan membentuk timbel karbonat dengan kalsium karbonat ·         Endapan akan larut apabila didekantasi dengan air panas
Merkurium/ Raksa/ Hg22+ dan Hg2+	2 Hg + 2 H2SO4                 Hg22+ + SO42- + SO2 + H2O Hg + 2 H2SO4                  Hg2+ + SO42- + SO2 + H2O	·         Terbentuk ion merkurium (I) ·         Dengan H2SO4 berlebih membentuk ion merkurium (II)
Perak / Ag / Ag+	2 Ag + 2 H2SO4            2 Ag+ + SO42- + SO2 + H2O	·         Tidak larut dalam H2SO4 encer (1M) ·         Larut dalam H2SO4  pekat panas
Tembaga / Cu	Cu + 2 H2SO4                  Cu2+ +   SO42- + SO2 + 2H2O Cu2+  + SO42- + 2 NH3 + 2 H2O           Cu(OH)2 + CuSO4 + 2NH4+ Cu(OH)2 + CuSO4 + 8 NH3                   2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH-	·         Tidak larut dalam asam sulfat encer ·         Dengan ammonium membentuk endapan berwarna biru ·         Dengan ammonium berlebih membentuk kompleks berwarna biru tua dari kompleks tetraaminokuprat (II)
Stibium (III) / Sb	2 Sb + 3 H2SO4 + 6 H+              2 Sb3+ + 3 + 6H2O	·         Stibium larut dalam asam sulfat pekat panas membentuk ion stibium (III)
Besi (II) / Fe2+	Fe2+ + 2CN-            Fe(CN)2	·         Dengan sianida (beracun), terbentuk endapan besi (II) berwarna coklat kekuningan
	Fe(CN)2 + 4 CN -                  [Fe(CN)6]4-	·         Endapan larut dalam sianida berlebih sebagai heksasianoferat (II) yang berwarna kuning muda
	[Fe(CN)6]4- + 6 H2SO4 + 6H2O           Fe2+ + 6CO + 6NH4+ + 6 SO42-	·         Bila ion kompleks direaksikan dengan H2SO4 pekat, terbentuk gas CO
Alumunium / Al3+	2 Al + 6 H2SO4                 2Al3+ + 3SO42-  + 3SO2 + 6H2O	·         Logam alumunium larut dalam H2SO4  pekat dan membebaskan SO2
Kromium / Cr	2 Cr + 6 H2SO4                  2Cr3+ 3SO42-  + 3SO2 + 6H2O	·         Logam kromium larut dalam H2SO4  pekat dan membebaskan SO2
Mangan / Mn	Mn + 2 H2SO4                   Mn2+ +  SO42-  + SO2 + 2H2O	·         Logam mangan larut dalam H2SO4  pekat dan membebaskan SO2
Barium / Ba	Ba2+ + SO42-                   BaSO4 BaSO4 + H2SO4 pekat          Ba2+ + 2HSO4- BaSO4 + CO32-             BaCO3 +  SO42- Ba2+ + CaSO4           BaSO4	·         Ion Ba2+ membentuk endapan putih halus yang tidak larut dalam asam encer dan ammonium sulfat ·         Larut dalam asam sulfat pekat dan mendidih ·         Endapan BaSO4 dengan natrium karbonat membentuk BaCO3 ·         Dengan kalsium sulfat jenuh membentuk endapan BaSO4 putih
Kalsium / Ca	Ca2+ + SO42-                  CaSO4	·         Dengan H2SO4 encer membentuk endapan putih yang kelarutannya berkurang ditambahkan etanol
	CaSO4  + H2SO4                  2H+ + [Ca(SO4)2]2- [Ca(SO4)2]2-  + SO42-                   [Ca(SO4)2]2-	·         Endapan larut dalam H2SO4 pekat panas ·         Endapan juga melarut apabila ditambahkan ammonium sulfat 10%

 MAKALAH KIMIA KUALITATIF 

ASAM SULFAT 

BAB III

PENUTUP

1.    Kesimpulan

a.         Ion sulfat merupakan sejenis anion poliatom dengan rumus empiris SO₄^2- dengan massa molekul 96,06 satuan massa atom; ia terdiri dari atom pusat sulfur dikelilingi oleh empat atom oksigen. Sulfat berwujud sebagai zat mikroskopik (aerosol) hasil dari bahan bakar fosil dan biomassa yang dapat menambah keasaman atmosfer dan mengakibatkan hujan asam.

b.        Pemanfaatan anion SO₄^2- diantaranya untuk suatu obat emesis (pembuat muntah), zat penjernih, untuk bahan cat, untuk menyambung tulang yang patah, sebagai pembasmi jamur untuk tanaman dan kayu, untuk membuat tinta, bahan baku pembuatan pupuk Z.A dan banyak juga digunakan sebagai pembersih kamar mandi untuk melarutkan endapan yang ditimbulkan oleh air ledeng atau air sadah.

c.         Analisis anion dapat dilakukan dengan cara mereaksikan dengan larutan barium klorida, larutan timbal asetat, larutan perak nitrat, larutan natrium radizonat, larutan kalium permanganat-barium sulfat, larutan merkurium (II) nitrat, larutan benzidina hidroklorida yang akan menghasilkan endapan berwarna putih, kecuali pada larutan natrium radizonat yang akan menghasilkan coklat kemerahan.