KIMIA ANORGANIK

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA ANORGANIK

PERCOBAAN VI

”PENENTUAN GARAM KOMPLEKS DAN GARAM RANGKAP”

NAMA                                      : MASLAN MAPPATUNRU

STAMBUK                              : A1C4 14 025

KELOMPOK                           : II A

             

LABORATORIUM PENGEMBANGAN JURUSAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2016

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Zat padat dapat dibedakan antara zat padat kristal dan amorf. Dalam kristal, atom atau molekul penyusun memiliki struktur tetap (tetapi dalam amorf tidak) dan titik leburnya pasti. Zat padat memiliki volume dan bentuk tetap. Ini disebabkan karena molekul-molekul dalam zat padat menduduki tempat yang gelap dalam kristal. Molekul-molekul zat padat juga mengalami gerakan namun sangat terbatas.

Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, reaksinya ialah reaksi netralisasi. Sejumlah asam dan basa murni ekuivalen yang dicampur dan larutannya diuapkan, maka akan terdapat zat kristalin yang tertinggal yang disebut dengan garam. Garam tidak memiliki ciri-ciri khas suatu asam atau basa, garam terdiri dari kation dan anion. Kation dan anion tersebut ada yang merupakan ion kompleks sehingga membentuk senyawa kompleks. Garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks.

Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Sedangkan garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks, misalnya heksamminkobalt(III) kloroda Co(NH₃)₆Cl₃ dan kalium heksasianoferat(III) K₃Fe(CN)₆. Bila suatu kompleks dilarutkan, akan terjadi pengionan atau disosiasi, sehingga akhirnya terbentuk kesetimbangan antara kompleks yang tersisa (tidak berdisosiasi), komponen-komponennya.

Garam kompleks berlainan dengan garam rangkap. Senyawa atau garam kompleks merupakan senyawa yang terbentuk karena penggabungan dua atau lebih senyawa sederhana, yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri, sedangkan garam rangkap dalam larutan akan terionisasi  menjadi ion-ion komponennya. Pembelajaran mengenai senyawa kompleks ini merupakan hal yang penting dalam kimia anorganik, maka perlu dilakukan percobaan untuk mempelajari pembuatan garam kompleks dan garam rangkap.

B.     Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini yaitu memahami dan mempelajari sifat dan pembuatan garam rangkapkupri ammonium sulfat heksahidrat dan garam kompleks tetraammin tembaga (II) sulfat monohidrat.

C.    Manfaat Praktikum

Praktikum ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi mahasiswa

yaitu dapat memahami dan mempelajari sifat dan pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat dan garm kompleks tetraammin tembaga (II) sulfat monohidrat.

D.    Prinsip Dasar

Percobaan ini didasarkan pada pembentukan garam rangkap dan garam kompleks dari larutannya dengan mengikat sebagian molekul air sebagai hidrat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Ion Kompleks

Cu(I) nor Cu(II) are stable ionic species in neutral and alkaline solutions without complexing agents, NH₃ or CN^-. In the presence of excess ammonia, however, Cu(I) and Cu(II) are stable as Cu(NH₃)₂⁺ and Cu(NH₃)₄²⁺  in neutral and alkaline solutions, respectively. The oxidation reduction reactions of Cu(II)/Cu(I) and Cu(I)/Cu. The oxidation-reduction potential of Cu(NH₃)₄²⁺/Cu(NH₃)₂⁺ is greater than that of Cu(NH₃)₂⁺/Cu, which indicates that Cu(NH₃)₂⁺can work as an oxidizing agent for metallic copper in an ammoniacal alkaline solution. Also, the oxidation-reduction potential of Cu(I)/Cu is greater than that of hydrogen evolution (eq. (1)), which indicates that Cu(I) can be preferentially reduced to metallic copper (Koyama, et al., 2006).

" Cu (I) ataupun Cu (II) adalah spesies ion stabil dalam larutan netral dan basa tanpa agen pengompleks, yaitu NH₃ atau CN^-. Tembaga merupakan ion yang stabil dan netral sebagai Cu(NH₃)₂⁺ and Cu(NH₃)₄²⁺. Bilanngan oksidasi reduksi dari reaksi Cu(II)/Cu(I) dan Cu(I)/Cu. Potensial oksidasi reduksi Cu(NH₃)₄²⁺/Cu(NH₃)₂ lebih besar dari Cu(NH₃)₂⁺/Cu, yang mana Cu(NH₃)₂⁺  berperan sebagai agen oksidasi. Potensial oksidasi reduksi Cu(I)/Cu lebih besar dari hydrogen, yang mana Cu(I) dapat diubah menjadi logam tembaga (Cu)``(Koyama, et al., 2006).

B.    Ion ammonium

Ammonium (NH₄⁺) ion is often found at low levels (at ppm) or higher levels in natural waters as a result from the pollution by sewage. For human health, ingestion of NH₄⁺ contaminated food may result in corrosion of mouth lining, esophagus and stomach. An elevated NH₄⁺ blood level is considered a strong indicator of an abnormality in nitrogen homeostasis that related is to liver dysfunction (Ling,  dkk. 2011).

"Ion ammonium (NH₄⁺) sering ditemukan dalam level rendah dang tinggi  (ppm) di air sebagai hasil polusi dari pembuangan air kecil manusia. Untuk kesehatan manusia, makanan yang terkontaminasi ammonium akan menyebabkan korosi pada dinding mulut, eksofagus, dan perut. Ion (NH₄⁺) dalam darah merupakan indicator kuat dari kenormalan homositas nitrogen yang menunjukan kerusakan hati (Ling dkk. 2011).

Firstly, ammonium thiocyanate (R1) isomerizes to give ammonium isothiocyanate (R2), due to the facile isomerization between isothiocyanate and thiocyanate anions. Charge density of N3 at NCSNH₄+- anion in R2 is -0.631 A.U. Charge density of H5 at in R2 is 0.443 A.U. The distance between N3 and H5 atoms shortened from 3.281 Å to 1.049 Å. The bond would be formed between N3 and H5 in R2. Charge at N3 of NCS- anion would transfer to H7 in ammonia group when the hydrogen atom moved to the N3 atom due to N-H-N bending vibration. The distance between N3 and H7 atoms shortened from 3.319 Å to 2.514 Å. A hydrogen bond would form between N3 and H7. At the same time, the distance between N4 and H5 atoms lengthened from 1.755 Å to 4.298 Å. It indicates that the hydrogen bond between N4 and H5 has been broken. As a result, R2 transferred to R3. Angle S1-C2-N3 in R1 was 179.447^o Three atoms S1, C2 and N3 are on a line. It is attributed to the fact that p-electrons at S atom were conjugated with p-electrons of nitrile group. Angles S1-C2-N3 in R2 and R3 were 175.723^o and 174.214^o, respectively. Three atoms S1, C2 and N3 are nearly on a line. It is attributed to cumulated double bonds S=C=N                           (zhang end Niu, 2016)

Pertama, amonium tiosianat (R1) isomerizes untuk memberikan amonium isothiocyanate (R2), karena isomerisasi lancar antara anion isothiocyanate dan tiosianat. Biaya kepadatan N3 di NCSNH4 +-anion R2 adalah-0.631 A.U. biaya kepadatan H5 di R2 0.443 A.U. Jarak antara N3 dan H5 atom disingkat dari 3.281 Å menjadi 1.049 Å. Obligasi dapat dibentuk antara N3 dan H5 R2. Biaya di N3 dari NCS - anion akan mentransfer ke H7 di amonia kelompok ketika atom hidrogen pindah ke atom N3 karena getaran membungkuk N-H-N. Jarak antara N3 dan H7 atom disingkat dari 3.319 Å menjadi 2.514 Å. Ikatan hidrogen akan membentuk antara N3 dan H7. Pada saat yang sama, jarak antara N4 dan H5 atom diperpanjang dari 1.755 Å untuk 4.298 Å. Ini menunjukkan bahwa ikatan hidrogen antara N4 dan H5 telah rusak. Sebagai akibatnya, R2 ditransfer ke R3. Sudut S1-C2-N3 di R1 adalah 179.447o tiga atom S1, C2 dan N3 adalah pada baris. Ini adalah dikaitkan dengan fakta bahwa p-elektron pada S atom adalah terkonjugasi dengan p-elektron nitril Group. Sudut S1-C2-N3 R2 dan R3 adalah 175.723o dan 174.214o, masing-masing. Tiga atom S1, C2 dan N3 adalah hampir pada baris. Ianya mempertalikan terakumulasi ikatan rangkap S = C = N (zhang end Niu, 2016).

C.    Kristal CuSO₄.5H₂O

Kristal CuSO₄.5H₂O  merupakan salah satu bahan yang banyak dibutuhkan di industri. Pemanfaatan dari CuSO₄.5H₂O ini sangat luas. Diantaranya yaitu sebagai fungisida yangmerupakan pestisida yang secara spesifik membunuh atau menghambat cendawan akibat penyakit, reagen analisa kimia,sintesis senyawa organik, pelapisan anti fokling pada kapal,sebagai kabel tembaga, electromagnet, papan sirkuit, solderbebas timbal, dan magneton dalam oven microwave. Kristal CuSO₄.5H₂O berupa padatan kristal biru ini dapat dibuatdengan mereaksikan tembaga dengan asam sulfat dan asam nitrat yang kemudian dipanaskan dan hingga terbentuk kristal. Tembaga banyak digunakan pada berbagai barang elektronik, misalnya kabel, kumparan, dan lain-lain. Logam tembaga pada barang-barang tersebut mengandung kadar tembaga yang cukup tinggi (Fitrony dkk, 2013).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A.      Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 1 November 2016, Pukul 13:30 WITA. Bertempat di Laboratorium Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Halu Oleo, Kendari.

B.       Alat dan Bahan

1.         Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu tabung reaksi besar dan kecil, gelas ukur 100 mL, gelas arloji, pipet skala 1 mL, pipet skala 5 mL, erlenmeyer 100 mL, batang pengaduk, pemanas,corong pisah,pompa vakum,filler dan kertas saring.

2.       Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu kristal CuSO₄.5H₂O, kristal (NH₄)₂SO₄, etil alkohol, larutan ammonia 6 M, larutan ammonia 15 M, CuSO₄ anhidrat dan aquades.

C.    Prosedur Kerja

1.      Pembuatan garam rangkap kristal kupri ammonium sulfat heksahidrat

a.       Dilarutan 2.495 gram CuSO₄.5H₂O dan 1.32 gram ammonium sulfat, dengan 10 mL aquades dalam gelas kimia 100 mL. Dipanaskan secara perlahan – lahan sampai semua garam larut sempurna.

b.      Larutan tersebut dibiarkan hingga dingin pada temperatur kamar sampai terbentuk kristal.

c.       Pendinginan campuran dilanjutkan dengan water bath, kemudian didekantir untuk memisahkan kristal dari larutan.

d.      Kristal dikeringkan dalam kertas saring.

e.       Kristal ditimbang.

2.      Pembuatan garam kompleks tetraamin copper (II) sulfat monohidrat

a.       4 mL larutan ammonia 15M dimasukkan dan diencerkan dengan 2.5 mL aquades dalam cawan penguapan.

b.      Ditimbang 2.495 gram CuSO₄.5H₂O dan ditambahkan kristal tersebut kedalam ammonia sertadiaduk sampai semua kristal larut sempurna.

c.       Ditambahkan 8 mL etil alkohol secara perlahan–lahan melalui dinding gelas kimia sehingga larutan tertutupi alkohol.

d.      Didiamkan selama satu malam dan diaduk pelan–pelan untuk mengendapkan secara sempurna. Pisahkan kristal yang terbentuk dengan didekantasi. Dipindahkan kristal dalam corong dan dicuci dengan 5 mL ammonia 15M, kemudian dicuci dengan 5 mL etil alkohol dan dikeringkan.

e.       Ditimbang kristal kering yang dihasilkan.

3.      Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap, dan garam kompleks

a.       Ditempatkan 1 mL kristal kupri sulfat anhidrat kedalam tabung tes kering (tabung reaksi kecil)dan ditambahkan 3 mL aquades. Kemudian ditambahkan larutan ammonia 6 M tetes demi setetes.

b.      1 gram garam rangkap hasil percobaan bagian I dimasukkan dalam tabung reaksi besar dan ditambahkan 5 mL aquades.

c.       1 gram garam kompleks hasil percobaan bagian II dimasukkan dalam tabung reaksi besar dan ditambahkan 5 mL aquades.

d.      Dibandingkan warnanya.

e.       Ditempatkan 1 gram garam kering hasil percobaan bagian 1 dan II dalam tabung reaksi yang berbeda dan dipanaskan pelan–pelan diatas bunsen.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Data Hasil Praktikum

1.      Pembuatan Garam Rangkap Kupri Ammonium Sulfat Heksahidrat

No.	Perlakuan	Pengamatan
1.	2.495 gram CuSO4.5H2O + 1.32 gram(NH4)2SO4+ 10 mL aquades	Larutan berwarna biru
2.	Dibiarkan larutan selama semalam pada temperatur kamar	Terbentuk kristal warna biru
3.	Kristal disaring menggunakan corong buchner	Krital terpisah dari larutan
4.	Kristal dikeringkan dalam pemanas	Kristal terpisah dari sisa larutan
5.	Kristal ditimbang	1,3633 gram

2.      Pembuatan Garam Kompleks Tetraammin Copper (II) Sulfat Monohidrat

No.	Perlakuan	Pengamatan
1.	4 mL NH3 15 M + 2.5 mL aquades	Larutan bening
2.	Larutan ammonia + 2.495 gram CuSO4.5H2O	Larutan berwarna biru tua
3.	Ditambahkan 8 mL etil alkohol	Terbentuk 2 lapisan
4.	Didiamkan selama semalam	Terbentuk kristal warna ungu
5.	Kristal disaring	Kristal terpisah dari larutan
6.	Kristal + 5 mL etil alkohol + 5 mL ammonia 15 M	Kristal berwarna ungu
7.	Kristal ditimbang	2,2753 gram

3.      Perbandingan sifat garam tunggal, garam rangkap, dan garam kompleks

No.	Perlakuan	Pengamatan
1.	Garam rangkap percobaan I + 5 mL aquades	Larutan berwarna biru
2.	Garam kompleks percobaan II + 5 mL aquades	Larutan berwarna biru tua
3.	Larutan percobaan I + 20 mL aquades	Larutan berwarna biru bening akibat penambahan air
4.	Larutan percobaan II + 20 mL aquades	Larutan berwarna biru muda
5.	Garam rangkap dipanaskan	Endapan biru
6.	Garam kompleks dipanaskan	kristal berwarna biru dan melepaskan ammonia

B.    Analisis Data

1.      Garam rangkap

Berat kertas                      = 0,08947 gram

Berat kertas + garam        = 2,26 gram

Berat garam rangkap        = (Berat kertas + garam) - Berat kertas

= 2,26 -0,08947 = 1,3633 gram

Massa CuSO₄.5H₂O       = 2.495 gram

Mr CuSO₄.5H₂O              = 249.5 gram

Mol CuSO₄.5H₂O                        =  =  = 0.01 gram

Fraksi mol                        = x 0.01 = 0.01

Mr Cu(NH₄)₂SO₄.6H₂O = 399.5 gram/mol

Massa teoritis                   = fraksi mol x Mr

                                   = 0.01 x 399.5 = 3.995 gram

% Kristal                     = x100%

                                   = x 100% = 34,175%

2.      Garam kompleks

Berat kertas                      = 0,8947 gram

Berat kertas + garam        = 3.17 gram

Berat garam rangkap        = (Berat kertas + garam) - Berat kertas 

= 3.17 -0,8947 = 2.2753 gram

Massa CuSO₄.5H₂O    = 2.495 gram

Mr CuSO₄.5H₂O         = 249.5 gram

Mol CuSO₄.5H₂O       =  =  = 0.01 gram

Fraksi mol                   = x 0.01 = 0.01

Mr Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O = 245.5 gram

Massa teoritis             = fraksi mol x Mr

                                   = 0.01 x 245.5 = 2.455 gram

% Kristal                    = x100%

                                   = x 100% = 93.0593%

1 mol CuSO₄.5H₂O    4 mol NH₃

Mol NH₃                    =  mol CuSO₄.5H₂O

Mol NH₃                    =  x 0.01 = 0.0025 mol

3.      Reaksi kimia

Garam tunggal

CuSO₄ + NH₃                  Cu(NH₃)₂ + SO₄

Garam rangkap

CuSO₄.5H₂O + H₂O + (NH₄)₂SO₄                      CuSO₄(NH₄)₂SO_4.6H₂O

Garam kompleks

CuSO₄.5H₂O + 4NH₃                  etanol              Cu(NH₃)₄SO_4.H₂O

C.    Pembahasan

Garam akan bersifat asam jika dihasilkan dari reaksi basa lemah dengan asam kuat dan garam akan bersifat basa jika dihasilkan dari reaksi basa kuat dengan asam lemah, garam akan bersifat netral jika dihasilkan dari reaksi basa kuat dan asam kuat. Proses pembentukan dari garam rangkap terjadi apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam itu memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya.

Garam atau senyawa kompleks adalah garam yang tersusun atas ion-ion kompleks. Senyawa kompleks terdiri atas atom pusat dan ligan. Atom pusat penyusun senyawa kompleks pada umumnya berasal dari golongan logam transisi. Pada proses pembentukan senyawa kompleks, maka terjadi perpindahan satu atau lebih pasangan elektron dari ligan ke ion logam. Ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion logam sebagai penerima elektron. Sebagai akibat dari perpidahan kerapatan elektron ini, pasangan elektron menjadi kepunyaan bersama antara  ion logam dan ligan sehingga terbentuk ikatan-ikatan pemberi dan penerima elektron. Selain itu, ada pula yang disebut dengan garam rangkap. Garam rangkap berbeda dengan garam kompleks. Garam rangkap dibentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dalam perbandingan tertentu.

Berkaitan dengan hal tersebut, pada percobaan kali ini kami mencoba membuat garam kompleks dan garam rangkap. Bahan baku utama yang digunakan adalah padatan Tembaga (II) sulfat pentahidroksida (CuSO₄.5H₂O). Dalam pembuatan garam rangkap, padatan CuSO₄.5H₂O ditambahkan dengan ammonium sulfat [(NH₃)₂SO₄] dan dilarutkan dengan 10 mL aquades. Pelarutan ini bertujuan agar Tembaga (II) sulfat pentahidroksida dapat bereaksi dengan ammonium sulfat. Setelah itu, dilakukan pemanasan sambil sekali-kali dilakukan pengadukan. Perlakuan ini bertujuan agar seluruh padatan dapat larut sempurna dan bereaksi dengan cepat. Pada saat pelarutan, Tembaga (II) sulfat pentahidroksida akan terurai menjadi ion-ion penyusunnya yaitu Tembaga (II) dan ion sulfat (SO₄^2-) serta membebaskan H₂O. Sedangkan ammonium sulfat akan terurai menjadi ion NH₄⁺ dan ion Sulfat.

Setelah larutan di buat kemudian larutan di simpan satu malamgunanya untuk mendapatkan endapan kristal. Selama proses penyimpanan, ion-ion kristal yang terurai tadi akan kembali berikatan dan membentuk garam kembali. Namun, garam yang terbentuk adalah garam rangkap yang tersusun atas garam yang berasal dari garam Tembaga (II) sulfat pentahidroksida (CuSO₄.5H₂O) dan garam ammonium sulfat [(NH₃)₂SO₄]. Garam rangkap yang terbentuk adalah Kupri ammonium sulfat heksahidrat dengan rumus molekul CuSO₄.5H₂O.(NH₄)₂SO₄.H₂O atau dapat dituliskan Cu(SO₄)₂(NH₄)₂.6H₂O. Setelah diperoleh garam rangkap, dilakukan penimbangan dan pengukuran untuk menentukan persentase hasil.

Perlakuan kedua dengan pembuatan garam kompleks adalah Tembaga (II) sulfat pentahidrat (CuSO₄.5H₂O) yang dilarutkan dalam Amoniak (NH₃) 15 M yang telah diencerkan dengan aquades. Setelah itu, dalam larutan ditambahkan 2,495 g Tembaga (II) sulfat pentahidrat. Hasil pelarutan ini adalah larutan yang berwarna biru, tetapi lebih pekat dari yang sebelumnya (pada pembuatan garam rangkap). Setelah itu, ditambahkan etanol, yang bertujuan agar molekul H₂O pada larutan, dapat terikat dengan etanol sehinga dihasilkan hanya satu molekul air tetraamin tembaga (II) sulfat monohidrat [Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O]. Kemudian didinginkan selama semalaman agar kristal-kristal terbentuk secara sempurna. Dari proses penyimpanan, diperoleh kristal yang berwarna agak hijau. Kristal tersebut adalah Garam Tetraamin copper (II) sulfat monohidrat.  Warna kristal yang terbentuk adalah agak kehijauan yang merupakan salah satu ciri Tembaga dalam keadaan hampir anhidrat (sebab hanya ada 1 molekul H₂O dalam kristal).

BAB V

PENUTUP

A.      Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan dari percobaan ini, maka dapat disimpulkan bahwa garam  CuSO₄(NH₄)₂ SO₄.6H₂O terbentuk dari  CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄. Kristal garam kupriammonium sulfat berupa kristal monoklin berwarna biru bening seberat 1,3633 gram dan persen rendemen sebesar 34,175%. Garam kompleks Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O daro CuSO₄.5H₂O dan NH₃Kristal garam kompleks sebesar 2.2753 gram dengan persen rendemen sebesar 93.0593%.

DAFTAR PUSTAKA

Fitrony., Rizqy F., Lailatul Q., dan Mahfud.2013. Pembuatan Kristal Tembaga Sulfat Pentahidrat (CuSO₄.5H₂O) dari Tembaga Bekas Kumparan. Jurnal Teknik Pomits Vol.2., No.1

Koyama, K., Mikiya T., and Jae-chun Lee.2006. Copper Leaching Behavior from Waste Printed Circuit Board in Ammoniacal Alkaline Solution. Materials Transactions Vol. 47, No.7

Ling, Tan Ling., Ahmad, Musa.,Heng, Lee Yook. 2011. Quantitative Determination of Ammonium Ion in Aqueous Environment Using Riegler’s Solution and Artificial Neural Network. Sains Malaysiana 40(10)

Setiono, L., dan A. Hindayana Pudjaatmaka.1985.Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Kelima. PT. Kalman Media Pustaka: Jakarta

Zhang, Chao, Zhi., and Niu, Meng, Xiao. 2016. Study on mechanism of isomerization between ammonium thiocyanate and thiourea. Journal of Molecular Structure.