laporan kimia anorganik 2 PERCOBAAN II : GARAM RANGKAP TEMBAGA (II) AMONIUM SULFAT

PERCOBAAN II

GARAM RANGKAP TEMBAGA (II) AMONIUM SULFAT

A.    Tujuan Percobaan

Untuk mengetahui teknik pembuatan garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat dan jumlah hidrat yang terikat (2 hal. 9).

B.     Dasar Teori

Garam rangkap (double salt) : suatu garam yang terdiri dari dua kation yang berbeda (1 hal. 669).

Garam rangkap adalah garam yang terdiri dari dua kation yang berbeda dengan sebuah anion yang sama dalam satu kisi kristalnya. Garam rangkap biasanya lebih mudah membentuk kristal besar dibandingkan dengan garam tunggal penyusunnya. Kation garam rangkap umumnya terdiri dari kation logam transisi yang bergabung dengan kation logam alkali atau ion amonium (6 hal. 1).

Contoh-contoh garam rangkap adalah garam mohr atau amonium besi (II) sulfat heksahidrat dengan rumus molekul (NH₄)₂Fe(SO₄)₂.6H₂O; tawas atau kalium aluminium sulfat dengan rumus molekul KAI(SO₄)₂.12H₂O dan dolomit atau kalium magnesium sulfat dengan rumus molekul CaMg(CO₃)₂ (6 hal. 1).

Jadi, garam rangkap adalah golongan garam yang dalam bentuk kristalnya adalah gabungan dua jenis garam (6 hal. 1).

Massa satu mol atom suatu unsur massa molar dengan satuan gram per mol secara numerik sama dengan massa atom relatif tanpa dimensi dari unsur itu dan hubungan yang sama juga berlaku untuk massa molar senyawa dengan massa molekul relatifnya. Misalkan, massa molekul relatif air ialah 18,0152 gram mol^-1  dan massa molarnya 18,0152 gram mol^-1 (4 hal. 28).        

Misalkan dengan cara seperti berikut kita dapat menentukan mol Fe (besi) dan massa air (H₂O)

Jumlah bahan kimia besi   

                                      

 Sedangkan untuk massa air sebagai berikut

(bahan kimia air)            x (massa molar air) = massa air

(0,2000 mol H₂O) x (18,015 g mol^-1) = 3,603 g H₂O

Jadi, massa molar adalah faktor konversi antara massa zat dan jumlah bahan kimia dalam mol  (4 hal. 28).

Kemolaran menyatakan jumlah mol (n) zat terlarut dalam 1 liter larutan. Misalkan saat kita ingin menentukan jumlah mol H₂SO₄ 96% dengan massa jenis 1,8 kg L^-1 dengan cara seperti berikut.

a.       Massa 1 liter asam sulfat tersebut

m = v x ρ

    = 1L x 1,8 kg L^-1

    = 1800 gram

b.      Massa H₂SO₄ 96%

c.       Jumlah mol H₂SO₄

                                    

                                                                   

 (3  hal. 140).

Sifat-sifat dari garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat adalah sebagai berikut. Garam rangkap ini dapat disintesis dari larutan jenuh besi (II) sulfat dengan larutan jenuh amonium sulfat. Kristal yang terbentuk dapat digunakan sebagai larutan standar pada analisis titrimetri (6 hal. 1).

Garam rangkap ini berbentuk kristal abu-abu kecoklatan hingga putih yang larut dalam air, akan tetapi tidak larut dalam aseton/alkohol. Amonium sulfat dibuat dari reaksi uap-uap amoniakal destilasi dektruktif dengan H₂SO₄ dan dikristalkan. Amonium sulfat banyak digunakan sebagai pupuk, untuk pemurnian air, industri, penyamakan dan zat aditif makanan (5 hal. 1).

C.    Alat dan Bahan

1.    Alat

a.    Batang pengaduk, 1 buah

b.    Botol semprot, 1 buah

c.    Cincin bertangkai, 1 buah

d.   Cawan penguap, 1 buah

e.    Corong saring, 1 buah

f.     Desikator , 1 buah

g.    Gelas kimia 250 mL, 1 buah

h.    Gelas ukur 10;25; dan 50 ml, masing-masing 1 buah

i.      Kaca arloji, 2 buah

j.      Kertas saring, 1 lembar

k.    Labu Erlenmeyer 250 ml, 1 buah

l.      Statif dan bhoeadset, 1 set

m.  Tang cawan, 1 buah, dan

n.    Timbangan, 1 buah

2 . Bahan               

a.       Aquades

b.      Padatan tembaga (II) sulfat pentahidrat, CuSO₄.5H₂O

c.       Padatan ammonium sulfat, (NH₄)₂SO₄

 (2 hal. 10)

                                                        

D. Prosedur Kerja

C.  Pembuatan garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat

a.       Dilarutkan 4,9 gram CuSO₄.5H₂O dan 2,6 gram (NH₄)₂SO₄ dengan 100 ml H₂O dalam gelas kimia 250 mL

b.      Dipanaskan secara pelan-pelan sampai semua garam larut sempurna

c.       Dibiarkan larutan tersebut menjadi dingin pada temperatur kamar sampai terbentuk kristal

(2 hal. 11)

E. Hasil Pengamatan

1.      Pembuatan garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat

Garam rangkap yang dihasilkan

a.       Warna = Biru

b.      Bentuk kristal = Kristal-kristal kecil

c.       Berat garam rangkap yang diperoleh = 6,7 gram 

2.      Penentuan hidrat yang terikat

a.       Berat garam sebelum pemanasan =  1 gram

b.      Berat garam setelah pemanasan = 0,9 gram

c.       Warna garam sebelum pemanasan = biru muda

d.      Warna garam sesudah pemanasan = hijau muda

3.      Data Perhitungan

a.       Menentukan jumlah hidrat yang terikat

Massa Cu(NH₄)₂SO₄ = 0,90 gram

Massa hidrat = 0,10 gram

Cu(NH₄)₂SO₄ + xH₂O                                 Cu(NH₄)₂SO₄.xH₂O

 n Cu(NH₄)₂ 

                  

n H₂O 

                  

Cu(NH₄)₂SO₄ : H₂O

0,0046 : 0,006

1 :1

Jadi, jumlah hidrat yang terikat adalah 1.

b. Menentukan Rendamen

Rendamen

Di mana

CuSO₄.5H₂Ox(NH₄)₂SO₄ + H₂O                          CuSO₄ (NH₄)₂SO₄.6H₂O

Ditanya : Berat CuSO₄(NH₄)₂SO₄ teoritis

Jawab :

M  = nxMr

     = 0,02 molx401,5 gram/mol

     =8,03 gram

Rendamen

                   = 75,92 %

Jadi, besar % rendamen yang diperoleh adalah 75,92%

F . Pertanyaan

1.      Tuliskan persamaan reaksi setara antara CuSO₄ dengan (NH₄)₂SO₄ !

Jawab :

CuSO₄.5H₂O + (NH₄)₂SO₄ + H₂O                       CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

2.      Mengapa perbandingan massa CuSO₄.5H₂O dengan (NH₄)₂SO₄ harus 4,9 gram : 2,6 gram ?  Jelaskan !

Jawab :

n CuSO₄.5H₂O

n (NH₄)₂SO₄       

Perbandingan massa CuSO₄.5H₂O dengan (NH₄)₂SO₄ harus 4,9 gram : 2,6 gram agar perbandingan jumlah molnya sama, sehingga dapat bereaksi setimbang dan sama-sama tepat habis bereaksi sehingga menghasilkan garam rangkap

3.      Mengapa pemanasan dilakukan secara perlahan-lahan !

Jawab :

Pemanasan dilakukan secara perlahan-lahan agar kita memperoleh garam yang murni sebab pemanasan hanya bertujuan untuk melarutkan garam dan menghilangkan H₂O yang terdapat di dalam larutan. Jika pemanasan dilakukan berlebihan maka dapat menyebabkan kegagalan terbentuknya garam rangkap. Selain itu, dapat menyebabkan amonia menguap.

4.      Tentukan jumlah hidrat yang terikat !

Jawab :

Jumlah hidrat yang terikat adalah 0,0046 mol

5.      Tentukan rendamen !

Jawab:

Rendamen yang diperoleh adalah 75,92%

G.    Pembahasan

Pada percobaan garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat bertujuan untuk mengetahui teknik pembuatan garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat dan jumlah hidrat yang terikat.

Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, prosesnya disebut netralisasi di mana sejumlah asam dan basa murni yang ekuivalen dicampurkan dan larutannya diuapkan sehingga akan tertinggal suatu kristal yang tidak memiliki ciri-ciri suatu asam atau basa.

Garam rangkap adalah garam yang dalam kisi kristalnya mengandung dua kation yang berbeda dengan proporsi tertentu. Garam rangkap dibentuk jika dua gara mengkristal bersamaan dalam perbandingan mol tertentu, dan dalam larutan garam rangkap akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya.

Salah satu contoh dari garam rangkap adalah garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat dengan rumus senyawa CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O. Garam ini terbentuk sebagai hasil reaksi antara CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄. Garam tembaga sulfat pentahidrat (CuSO₄.5H₂O) berwarna biru muda sedangkan garam amonium sulfat berwarna putih.

Garam amonium sulfat merupakan garam yang berupa kristal stabil dari ion NH₄⁺ tetrahedral yang kebanyakan larut dalam air. Garam dari asam kuatnya terionisasi sebelumnya dan larutannya sedikit bersifat asam, reaksi yang terjadi :

NH₄⁺ + H₂O                     NH₃ + H₃O⁺

Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat maupun larutan air.

Endapan yang terbentuk merupakan garam kupri amonium sulfat. Larutan amonia jika ditambahkan pada larutan tembaga (II) sulfat dalam jumlah yang sedikit akan menghasilkan endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa) dengan reaksi :

CuSO₄.5H₂O + 2(NH₄)₂SO₄                        Cu(NH₃)₄(SO₄)₃

Kristal yang dihasilkan berwarna biru muda. Zat yang menyerap warna pada panjang gelombang tertentu dari sinar tampak, maka zat itu akan meneruskan warna komplementer yang nampak pada mata kita. CuSO₄ anhidrat berwarna biru karena menyerap sinar inframerah. CuSO₄.5H₂O berwarna biru karena menyerap warna kuning. Cu[OH)₂(NH₃)₄]₂⁺ berwarna biru karena menyerap warna hijau kekuningan. Warna biru yang terjadi disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraamin tembaga (II) [Cu(NH)₄]₂⁺. Sebenarnya ada dua molekul H₂O dalam kompleks tersebut, namun jaraknya terhadap ion pusat sangat jauh dibandingkan dengan tempat NH₃ yang ada.

Pada garam rangkap CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O yang menjadi ion pusat adalah Cu²⁺ sedangkan yang menjadi ligannya adalah SO₄^2- dan NH₄⁺. Ion Cu²⁺ ini memiliki bilangan koordinasi 4 yang berarti terdapat empat buah ruangan yang tersedia di sekitar atom 2Cu²⁺ yang dapat diisi oleh sebuah ligan pada masing-masing ruangan. Jadi, pada garam rangkap CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O, dua buah ruangan diisi oleh SO₄^2- sedangkan sisanya diisi oleh NH₄⁺. Ion yang memiliki bilangan koordinasi 4 seperti Cu²⁺ ini umumnya molekulnya berbentuk tetrahedron, tetapi kadang-kadang ditemukan juga molekul yang memiliki susunan datar (atau hampir datar), di mana ion pusat berada di pusat suatu bujur sangkar dan keempat ion menempati keempat sudut bujur sangkar.

Pada proses pembuatan garam ini, awalnya kita mencampurkan serbuk CuSO₄.H₂O yang berwarna biru muda  dan (NH₄)₂SO₄ yang berwarna putih dalam air panas. Air mempunyai momen dipol yang besar dan ditarik balik ke kation maupun anion membentuk ion terhidrasi dan dari sifatnya tersebut maka digunakan pelarut air karena baik CuSO₄.5H₂O maupun (NH₄)₂SO₄ yang bereaksi larut dalam air dan tetap berupa satu spesies ion. Hasil campuran ini membentuk larutan berwarna biru muda. Endapan mungkin berwarna hijau sebagai akibat campuran yang kurang sempurna (heterogen), seharusnya warna endapan adalah warna biru yang homogen, pewarnaan biru di sini merupakan warna dari ion Cu²⁺ yang menjadi salah satu komponen pembentuk garam rangkap tersebut.

Persamaan reaksi yang terjadi antara CuSO₄ dengan (NH₄)₂SO₄ adalah :

CuSO₄.5H₂O + (NH₄)₂SO₄ + H₂O              CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

Perbandingan massa CuSO₄.5H₂O dengan (NH₄)₂SO₄ harus 4,9 gram : 2,6 gram, agar perbandingan jumlah molnya sama, sehingga dapat bereaksi setimbang dan sama-sama tepat habis bereaksi sehingga menghasilkan garam rangkap.

Larutan kemudian dipanaskan agar semua kristal dapat melarut dan dihasilkan larutan biru yang homogen. Pemanasan juga bertujuan untuk mempercepat proses reaksi yang terjadi.

Pemanasan dilakukan secara perlahan-lahan agar kita memperoleh garam yang murni sebab pemanasan hanya bertujuan untuk melarutkan garam dan menghilangkan H₂O yang terdapat di dalam larutan. Jika pemanasan yang dilakukan berlebihan maka dapat menyebabkan kegagalan terbentuknya garam rangkap. Selain itu, dapat menyebabkan amonia menguap.

Pembentukan larutan jenuh dapat dipercepat dengan pengadukan yang kuat dari zat terlarut yang berlebih seperti yang dilakukan hingga terbentuk larutan yang jenuh di mana ketika telah mencapai keadaan ini dan melewatinya maka akan memperkecil hasil kali kelarutannya sehingga ketika didinginkan maka akan terbentuk endapan berupa kristal garam rangkap amoium tembaga (II) sulfat.

Larutan dibiarkan menjadi dingin pada suhu kamar sampai terbentuk kristal. Kemudian kristal disaring untuk memisahkan kristal dari larutannya. Kristal yang diperoleh dikeringkan agar air yang masih ada pada kristal menguap sehingga diperoleh kristal yang benar-benar kering. Setelah itu ditimbang untuk mendapatkan kristal yang diinginkan.

Kegagalan terbentuknya garam rangkap dapat terjadi karena kesalahan dalam penambahan reagen atau penimbangan kristal, pemanasan atau pengeringan yang berlebihan, pengadukan yang tidak sempurna, atau dapat juga karena pendinginan campuran yang kurang lama sehingga endapan tidak terbentuk maksimal.

H.    Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat dapat terbentuk dengan mereaksikan CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄. Garam ini umumnya berwarna biru baik dalam bentuk hidrat, padat maupun larutan air. Jumlah hidrat yang terikat dan rendamen tidak dapat ditentukan kegagalan terbentuknya garam rangkap tembaga (II) amonium sulfat.

dok.

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK 2

Nama / NIM                :           1. Asri Purwaningsih               / 1205025041 (Ketua)

2. Ady Wiguna Putra B.T       / 1205025021

3. Agus Supatno                     / 1205025047

4. Flora Novia Astri                / 1205025023

5. Nur Yaumil Awaliah           / 1205025002

6. Puji Astuti                           / 1205025006

Kelompok                   :           VIII (Delapan)

Kelas Praktikum          :           Reguler Pagi

Program Studi             :           Pendidikan Kimia

Percobaan ke-              :           II  (Dua)

Judul   Percobaan        :           Garam Rangkap Tembaga (II) Amonium Sulfat

Samarinda , 31 Mei  2014

Mengetahui, Asisten Praktikum, Tami Afriyani		Ketua Kelompok, Asri Purwaningsih
NIM. 1005025103		NIM. 1205025041