PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK 1 PDF

Preview

Summary

BUNDELAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I Oleh: KIMIA 2017 Asisten Laboratorium : 1. Malhatul Ulfa (F1C115002) 2. Abdurrazaq Habib Fadhilah (F1C115014) 3. Bagas Rimawan (F1C116027) 4. Reni Desriyanti (F1C116031) Dosen Pengampu: 1. Dr. Drs. Ngatijo, M.Si. 2. Restina Bemis, S.Si., M.Si. 3. Rahmat Basuki, S...

Description

BUNDELAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I

Oleh: KIMIA 2017

Asisten Laboratorium : 1. 2. 3. 4.

Malhatul Ulfa Abdurrazaq Habib Fadhilah Bagas Rimawan Reni Desriyanti

(F1C115002) (F1C115014) (F1C116027) (F1C116031)

Dosen Pengampu: 1. Dr. Drs. Ngatijo, M.Si. 2. Restina Bemis, S.Si., M.Si. 3. Rahmat Basuki, S.Pd., M.Sc

PROGRAM STUDI S1 KIMIA JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2018

KATA PENGANTAR Puji

syukur

kita

panjatkan

kehadirat

ALLAH

SWT,

yang

telah

memberikan Rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua sehingga kami dapat menyelesaikan bundelan Kimia Anorganik I ini. Sholawat beserta salam selalu tercurahkan kepada Nabi kita Muhammad SAW. Kami menyadari bahwa bundelan ini masih jauh dari kata sempurna. Hal ini dikarenakan kemampuan dan pengalaman kami yang masih ada dalam keterbatasan. Untuk itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun, demi perbaikan bundelan Anorganik I ini yang akan datang. Semoga bundelan Kimia Anorganik I ini bermanfaat sebagai

bahan

pembelajaran dan menambah pengetahuan bagi pembaca dan bagi penulis. Akhir kata kami sampaikan terima kasih semoga Allah SWT senantiasa meridhoi apa yang telah kita usahakan.

Universitas Jambi, November 2018

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................................... ii PERCOBAAN I UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH .................................................1 PERCOBAAN II HALOGEN ......................................................................................19 PERCOBAAN III BELERANG ...................................................................................36 PERCOBAAN IV NITROGEN....................................................................................54 PERCOBAAN V ALUMUNIUM DAN SENYAWANYA .........................................72 PERCOBAAN VI KIMIA TEMBAGA ........................................................................88 PERCOBAAN VII PEMBUATAN KALIUM NITRAT ...........................................105 PERCOBAAN VIII PEMURNIAN NaCl .................................................................122

ii

PERCOBAAN I UNSUR-UNSUR ALKALI TANAH I. Tujuan Mempelajari sifat unsur-unsur alkali tanah II. Landasan teori Logam golongan alkali tanah merupakan logam yang reaktif namun tidak lebih reaktif apabila dibandingkan dengan logam alkali golongan satu. Golongan alkali tanah memiliki elektron valensi ns2 dengan bilangan oksidasi +2. Seperti halnya logam alkali, unsur-unsur golongan II A dialam selalu terdapat dalam bentuk senyawa. Magnesium dan kalsium sangat melimpah didalam batuan kulit bumi. Magnesium dan Kalsium bersama-sama dengan natrium dan kalium terdapat dalam batuan sebagai kation. Sumber komersial utama magnesium adalah air laut, air asin dalam lapisan tanah, dan mineral dolomit serta megnesit (MgCO3). Senyawa kalsium diperoleh dari batu kapur dan kulit kerang laut. Mineral batuan gipsum (CaSO4.2H2O) juga merupakan sumber mineral penting. Biji utama berilium adalah mineral aluminosilikat, dinamakan beryl (Be3Al2(CIO3)6). Stronsium ditemukan dalam celestit (SrSO4) dan stronsiana (SrCO3). Barium ditemukan dalam barit, BaSO4 dan witent (BaCO3). Kalium terdapat dalam jumlah kecil dalam bijih uranium sebagai isotop radio aktif dengan nomor massa 226 dengan waktu paruh 1620 tahun. peluruhan radium disertai pemancaran sinar alfa menghasilkan radon-22. unsur-unsur alkali tanah selain magnesium dan kalsium, kurang umum digunakan untuk komersial dibandingkan dengan magnesium dann kalsium. Kalsium, stronsium dan barium bereaksi dengan hidrgen membentuk ion hidrida. contohnya reaksi kalsium dengan hidrogen berikut: Ca(s) + H2(g)

CaH2(s)

Magnesium bereaksi dengan hidrogen hanya pada tekanan tinggi dengan adanya katalis MgCl2. Semua untuk golongan II A bereaksi langsung dengan halogen membentuk halida, sedangkan dengan nitrogen diudara dapat bereaksi jika dipanaskan membentuk suatu nitrida. Seperti halnya logam alkali, unsurunsur golongan II A dialam selalu terdapat dalam bentuk senyawa, tidak dalam bentuk unsur bebas (Sunarya, 2011). Magnesium adalah logam putih yang melebur pada suhu 6500C. sifatnya mudah terbakar dalam udara atau oksigen dengan mengeluarkan cahaya putih terang

membentuk

oksida

membentuk kation divalen

dan

Mg2+.

beberapa

nitrida

(Mg3N2).

Magnesium

Oksida, hidroksida, karbonat, dan posfatnya

1

tidak larut namun garam-garam lainnya larut dengan rasa pahit dan higroskopis. Uji kering magnesium atau uji pipa tiup pada unsur alkali tanah ini menjelaskan bahwa semua senyawa-senyawa magnesium bila dipijarkan diatas arang dengan adanya natrium karbonat diubah menjadi magnesium oksida putih, yang berkaitan kilau terang ketika panas. Setelah dibasahi satu, atau dua tetes larutan kobalt nitrat, dan dipanaskan lagi sampai panas sekali, dapat diperoleh massa yang berwarna merah-jambu muda (Svehla, 1985). Berilium, magnesium dan kalsium dari segi bahan kimia, dalam kemampuannya untuk bereaksi dengan air dan asam membentuk suatu senyawa ionik, unsur-unsur II A yang lebih berat yaitu Ca, Sr, Ba, dan Ra, hampir sama aktifnya dengan logam-logam alkali (IA). Dalam pengertian sifat fisik (seperti rapatan, kekerasan dan titik cair), logam II A lebih bersfat logam dibandingkan dengan unsur-unsur I A. Berilium agak berbeda dengan anggotaanggota golongan II A yang lebih berat. Berilium mempunyai titik cair yang lebih tinggi dan lebih keras dari unsur anggota golongan II A lainnya. Sifat kimia berilium lebih mudah dimengerti berdasarkan ukuran yang kecil dan energi ionisasi yang tinggi dari atom berilium. Kecenderungan untuk membentuk ion Be2+ terbatas, dan kemampuan atom berilium untuk membentuk suatu ikatan kovalen lebih meyakinkan. Reaktivitas larutan BeO dengan larutan basa kuat menunjukkan bahwa oksidanya mempuyai sifat asam. Hal ini berkaitan dengan ukuran ion yang kecil dan muatan yang tinggi. Berilium digunakan dalam pembuatan pegas, klip dan sambungan listrik. Alloy berilium lainnya digunakan untuk tujuan pembangunan dimana beban ringan merupakan persyaratan utama. Magnesium banyak digunakan untuk pembuatan alat-alat yang ringan seperti suku cadang pesawat, umumnya sebagi alloy dengan Al dann logam lainnya. Kalsium digunakan sebagai bahan pereduksi dalam pembuatan logam lain yang kurang umum, dan sebagai pembuatan baterai, pembuatan alloy dan dalam proses deoksidasi (Petrucci, 1999). Menurut Harianto dan Darminto (2013), Sifat alkali tanah adalah sebagai berikut : 1. Konfigurasi dari suatu elektronnya menunjukkan bahwa dari logam alkali tanah menunjukkan menunjukkan elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya lebih kecil dibandingkan dengan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah bepasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi. 2. Lebih stabil sebagai ion M2+ 3. 3. Jari-jari atomnya lebih kecil dan muatan intinya lebih besar sehingga kristal yang dihasilkan dalam bentuk yang besar dan padat.

2

4. Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan memiliki keelektronegatifan yang cukup besar 5. Potensial reduksi standar menunjukkan harga yang lebih rendah atau lebih negatif 6. Titik didih dan titik lelehnya lebih tinggi dari suhu ruangan Kalsium adalah logam putih perak yang lunak yang melebur pada 8450C. Kalsium terserang oleh oksigen atmosfer dan udara lembab. Pada Reaksi ini terbentuk kalsium oksida dan kalsium hdroksida. Kalsium menguraikan air dengan membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen. Pada uji kering atau pemberian warna pada pewarnaan nyala senyawa-senyawa kalsium yang mudah menguap, memberi warna merah kekuningan pada nyala bunsen. Magnesium berwarna putih keperakan dan mempunyai permukaan pelindung lapisan tipis oksida serta merupakan logam yang agak kuat dan ringan (1/3 lebih ringan dari pada aluminium). Maka suatu magnesium tidak bisa bersentuhan dengan air meskipun kemungkinannya sangat kuat kecuali bila amalgam. Meskipun demikian magnesium sangat mudah larut dalam asam encer. Unsur-unsur kalsium dan magnesium yaitu golongan alkali tanah dapat diuji parameternya pada sebuah lahan karena senyawa kalsium diperoleh dari batu kapur dan sumber utama magnesium adalah lapisan tanah, dan mineral dolomit. Pengujian status pada unsur ini menggunakan metode analisis kation dengan flamefotometer dan titrasi dengan EDTA. Keberadaan yang paling potensial dan banyak yaitu keberadaan kalsium pada tanah dengan persentase perbandingan dalam rentang 49,74% sampai 65,03%. Dengan demikian dapat dihitung kejenuhan basa tanah berkisar 62,8%-76,59% menunjukkan jika sampel kaya akan unsur basa kalsium dan juga magnesium. Unsur ini juga bisa digunakan untuk menentukan suatu kesuburan (Supriyadi, 2009). Aksi penghambatan amida dan unsur alkali tanah acetates pada korosi logam memberikan suatu praktis yaitu kepentigan untuk menyelidikikan reaksi amida dan unsur alkali tanah dalam larutan berair. Kecenderungan unsur alkali tanah untuk membentuk kompleks dengan urea menurun sedangkan radius ionik meningkat. Jadi magnesium (II) membentuk kompleks dengan dua molekul urea, kalsium (II) membentuk kompleks dengan satu molekul urea. sedangkan stronsium dan barium tidak bereaksi. Suhunya harus berada pada suhu 1000C karena pada suhu ini maka kompleks dapat larut dengan sempurna dan dapat diendapkan dengan endapannya yang akan membentuk suatu kristal-kristal yang bagus dengan ukuran kristal yang dihasilkan akan besar-besar. sampel yang digunakan memiliki struktur dan kandungan yang berbeda-beda (El-megharbel et al., 2013).

3

III. Prosedur kerja 3.1 Alat dan bahan A. Alat − Corong − Gelas kimia 400 ml − Gelas ukur − Kaca arloji − Penjepit tabung − Pipa penyalur gas − Rak tabung reaksi − Spatula − Tabung reaksi B. Bahan − Barium hidroksida − Barium karbonat − Kalsium karbonat − Kalsium oksida − Kertas indikator − Lanitan indikator − Logam kalsium − Pita magnesium

4

3.2 skema kerja A. Reaksi dengan air Sekeping logam kalsium Dimasukkan kedalam air dingin yang terdapat dalam gelas kimia Diamati reaksi dan periksa hasil reaksi Hasil Sekeping logam magnesium Dimasukkan kedalam air dingin yang terdapat dalam gelas kimia Diamati reaksi dan periksa hasil reaksi Hasil B. Sifat asam basa 0,01 gram magnesium oksida dan kalsium hidroksida Ditambahkan 10 ml air kedalam masing masing tabung reaksi Dikocok Ditambahkan 2 tetes larutan indikator universal kedalam masing masing tabung reaksi Diperiksa pH larutannya dalam masing masing tabung Hasil C. Hidrolisis klorida Klorida hidrat dari magnesium, kalsium dan barium Dipanaskan didalam tabung reaksi Diperiksa asam klorida yang terbentuk Hasil D. Kestabilan thermal karbonat Garam karbonat kering dari magnesium, kalsium dan barium Dipanaskan dalam tiga tabung reaksi Dipanaskan sampai beberapa menit Dicatat kecepatan timbulnya gas dan tingkatkan kekeruhan air kapur Hasil

5

E. Kelarutan beberapa senyawa unsur alkali tanah 2 ml larutan 0,1 m ion alkali tanah ( Mg2+, Ca2+ , dan Ba2+ ) Dimasukkan kedalam tabung reaksi yang berbeda Ditambahkan volume yang sama larutan ion hidroksida 0,1 m kedalam masing -masing tabung Dicatat endapan yang terbentuk Dilakukan percobaan yang mirip tapi sebagai pengganti ion hidroksida, gunakan ion sulfat dan ion karbonat Hasil

6

IV. Hasil dan Pembahasan Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melimpah. Sumbersumber unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk bebas, senyawa maupun campurannya. Hingga saat ini, unsurunsur kimia berjumlah sekitar 141 unsur. Unsur-unsur tersebut telah dikelompokkan secara sistematis dalam sistem periodik unsur. Berdasarkan elektron valensinya, unsur kimia dikelompokkan menjadi golongan utama dan golongan transisi. Salah satu golongan utamanya adalah IIA. Gologan ini juga di sebut sebagai golongan alkali tanah. Pada percobaan kali ini, bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat kimia dari unsur-unsur golongan alkali tanah. Sifat unsur kimia terdiri atas sifat fisika dan sifat kimia. Sifat fisika meliputi wujud, warna, kekerasan, kelarutan, konduktifitas listrik dan panas, massa jenis, sifat magnet, jari-jari atom, kalor penguapan, titik didih dan titik leleh. Adapun sifat kimia meliputi kereaktifan unsur. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat data sebagai berikut: Tabel 1. Reaksi Dengan Air Perlakuan

Hasil Menghasilkan gelembung tapi sedikit

Pita Mg + air dingin

lambat

Pita Mg + air panas

Menghasilkan gelembung

Logam alkali tanah mudah bereaksi dengan air membentuk basa dengan gas

hidrogen.

Jika

dibandingkan,

logam

alkali

lebih

bereaksi

hebat

dibandingkan alkali tanah. Percobaan ini dilaksanakan dengan bahan uji coba berupa magnesium, Mg. Pada reaksi magnesium dengan air pada air dingin mendapatkan hasil gelembung tetapi gelembung yang dihasilkan sedikit lambat di

dinding

tabung

reaksi.

Sedangkan

dengan

air

panas

menghasilkan

gelembung gas. Secara teoritis logam Mg bereaksi lambat dengan air dingin. Menaikkan suhu air bertujuan agar reaksi antara Mg dan air berlangsung lebih cepat. Ketika bereaksi dengan air, muncul banyak gelembung di sekitar daerah logam Mg. Reaksi yang terjadi antara Mg dan air adalah : Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g) Dari reaksi diatas dapat dilihat gelembung-gelembung yang keluar merupakan gas H2. Menurut literatur, magnesium bereaksi sangat lambat dengan air pada suhu kamar dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Dalam reaksi dengan air, alkali tanah bersifat sebagai pereduksi yang mereduksi air. Secara umum reaksi yang terjadi antara logam alkali tanah dan air adalah : M(s) + 2H2O(l) → 2M(OH)2(aq) + H2(g)

7

M diasumsikan sebagai logam alkali tanah. Logam alkali tanah jika bereaksi dengan air akan membentuk ion logam. Seluruh logam alkali tanah bereaksi dengan air kecuali Be, berilium. Be(s) + 2H2O(l) → tidak bereaksi Hasil pengamatan ini hanya dilakukan pengujian dengan kertas lakmus merah, dimana kertas lakmus merah menjadi sedikit biru. Dari pengujian dengan kertas lakmus dapat diketahui bahwa logam alkali tanah bersifat basa jika direaksikan dengan air. Tabel 2. Sifat Asam Basa Perlakuan

Hasil

MgO + H2O + pp

pH = 6

Ca(OH)2 + H2O + pp

pH = 12

Logam alkali tanah bersifat basa jika direaksikan dengan air, unsur golongan ini bersifat basa, sama seperti unsur golongan alkali, namun tingkat kebasaannya lebih lemah. Sifat basa golongan IIA ini berturut-turut dari atas Be(OH)2 ke bawah Ba(OH)2 makin kuat, karena jari-jari kation dari Be2+ hingga Ba2+ makin besar, hingga ion OH- makin mudah dilepaskan. Be(OH)2 tergolong basa amfoter, yaitu ketika direaksikan dengan asam bersifat basa lemah dan waktu ditambahkan basa kuat sifatnya berubah menjadi asam lemah. Mg(OH)2 adalah basa lemah dan sukar larut dalam air. Sedang Ca, Sr, dan Ba(OH)2 dikelompokkan ke dalam basa kuat, walaupun Ba(OH)2 merupakan basa terkuat. Pada pengujian asam dan basa pada unsur alkali tanah dilakukan uji coba pada unsur Mg dan Ca. Masing-masing ditambahkan dengan dengan air agar unsur alkali tanahnya melarut. Campuran ini bersifat basa. Untuk mengukur

kadar

kebasaannya,

larutan

ini

ditambahkan

indikator

pp,

fenolftalein. Indikator pp berubah mengubah larutan menjadi warna merah muda atau keunguan jika larutan yang diuji merupakan basa. Sama seperti percobaan ini, penggunaan indikator universal untuk mendapatkan nilai pH yang sesungguhnya. Campuran Mg dan air menujukkan pH 6. Campuran Ca dan air menunjukkan pH 12. Reaksi yang terjadi selama uji coba berlangsung adalah sebagai berikut : Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(s) + H2(g) Ca(s) + 2H2O(l) → 2Ca(OH)2(s) + H2(g) Reaksi antara MgO dan Ca(OH)2 dengan air menghasilkan endapan putih Mg(OH)2 dan Ca(OH)2. karena memiliki kelarutan didalam air yang kecil atau larutan tersebut lewat jenuh atau Ksp larutan lebih kecil dari pada hasil kali ion

8

– ionnya sehingga sukar larut dalam air. Hidroksida logam alkali tanah lebih cenderung bersifat basa, bila jari-jari atom itu kecil ia akan kuat menarik elektron. Jika elektron tertarik ke arah atom logamnya maka ikatan antara atom O dengan H pada O-H akan melemah, sifat asam semakin kuat. Dengan bertambahnya nomor atom, maka besar jari-jari atomnya. Jika atom logam alkali tanah mempunyai jari-jari atom besar maka atom tersebut sukar menarik elektron sebagai akibatnya ikatan antara O-H akan kuat dan sifat basa menguat. Atau dengan kata lain perbandingan kekuatan basa dengan jari-jari ionnya, sifat basa alkali tanah semakin besar dengan bertambahnya nomor atom dan jari-jari atom yang semakin besar. Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa larutan yang dihasilkan MgO bersifat basa lemah dan Ca(OH)2 bersifat basa kuat. Tabel 3. Hidrolisis Klorida Perlakuan

Hasil

MgCl2 dipanaskan

Lebih cepat meleleh

CaCl2 dipanaskan

Agak cepat meleleh

BaCl2 dipanaskan

Tidak meleleh

Kekuatan hidrolisis klorida alkali tanah, dapat diperkirakan dengan cara memanaskan klorida hidrat dan memeriksa gas hidrogen klorida (HCl) yang dihasilkan. Pada percobaan ini masing-masing klorida hidrat dari magnesium, kalsium dan barium dipanaskan dalam tabung reaksi. Unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan gas halogen membentuk senyawa halida. Be, Mg, Ca, dan Ba, bereaksi dengan gas halogen dengan persamaan reaksi umum sebagai berikut : M + X2 → MX2 Pada uji coba ini dilakukan untuk mengetahui manakah yang yang lebih mudah menghidrolisis klorida digunakan senyawa MgCl2, CaCl2 dan BaCl2. Dengan menggunakan tabung reaksi yang berbeda ketiganya dipanaskan dan didapatkan hasil BaCl2 tidak meleleh, MgCl2 lebih cepat meleleh dan ada asap putih yang keluar dari hasil pembakaran pada tabung reaksi. Gas yang keluar itu merupakan gas asam klorida (HCl), dan begitu pula pada pemanasan CaCl2 terdapat gas HCl serta agak cepat meleleh. Dikarenakan pada pembakaran BaCl2 tidak ada sedikit pun BaCl2 yang meleleh sehingga tidak diketahui ada atau tidaknya gas HCl yang terbentuk. Pada percobaan ini, praktikan tidak melakukan pengujian keasaman dari gas HCl yang terbentuk, sehingga tidak dapat diketahui tingkat keasaman dari gas yang terbentuk. Pada percobaan yang dilakukan ini reaksi tidak berjalan sebagai mana mestinya. Seharusnya,

9

yang paling mudah menghidrolisis adalah Ba. Urutan kecenderungan dalam hidrolisis klorida yaitu: Mg2+ < Ca2+ < Ba2+ Persamaan reaksi yang terjadi jika reaksi berjalan dengan baik : MgCl2(s) + 2H2O(aq) → Mg(OH)2(aq) + 2HCl(aq) CaCl2(s) + 2H2O(aq) → Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) BaCl2(s) + 2H2O(aq) → Ba(OH)2(aq) + 2HCl(aq) Tabel 4. Kestabilan Termal Karbonat Perlakuan

Hasil

MgCO3

Air kapur menjadi keruh setelah dipanaskan selama 13 menit

CaCO3

Tidak bereaksi

BaCO3

Tidak bereaksi

Pada percobaan kestabilan termal karbonat digunakan tiga senyawa yaitu MgCO3, CaCO3, dan BaCO3. Ketikanya masing-masing senyawa ditempatkan kedalam tabung dan tabung dipanaskan, terjadi reaksi sebagai berikut: MgCO3(aq) → MgO(s) + CO2(g) CaCO3(aq) → CaO(s) + CO2(g) BaCO3(aq) → BaO(s) + CO2(g) Dari reaksi diatas terjadi penguraian garam karbonat serta terdapat gas y...