LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK PERCOBAAN IV REAKSI REAKSI LOGAM NAMA : YUNITA PARE ROMBE NIM : H311 12 012 KELOMPOK / REGU : 3 (TIGA) / 3 (TIGA) HARI / TGL. PERCOBAAN: SELASA / 25 FEBRUARI 2014 ASISTEN : SARWINA HAFID LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2014
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Terdapat berbagai macam unsur di bumi dengan bentuk dan jenis yang berbeda-beda pula. Dari sekian banyak unsur yang ada dan diketahui, kebanyakan unsur-unsur tersebut berjenis logam.. Logam merupakan suatu susunan yang mampat dan stabil. Ada beberapa logam seperti logam alkali yang mempunyai susunan rapat kubik berpusat badan dan mempunyai bilangan koordinasi 8. Logam merupakan penghantar listrik dan panas yang baik, dapat ditempa, dan dapat memancarkan sinar. Biasanya unsur-unsur logam bereaksi dengan unsur-unsur logam yang lain, membentuk berbagai alloy seperti halnya logam dan memiliki sifat logam. Logam memiliki daya reduksi masing-masing terhadap suatu oksidator. Logam alkali dan alkali tanah memiliki kereaktifan masing-masing terhadap akuades. Unsur-unsur golongan alkali dan alkali tanah bersifat reaktif. Logam alkali memiliki satu elektron valensi sehingga sangat mudah melepaskan elektron (energi ionisasinya kecil) sedangkan logam alkali tanah memiliki jari-jari atom yang besar dan harga energi ionisasi yang kecil, sehingga unsur-unsur golongan alkali tanah mudah melepaskan elektron. Reaksi redoks adalah reaksi yang mengandung dua peristiwa (oksidasi dan reduksi) yang berlangsung secara serentak dan merupakan gabungan dari reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Oksidasi adalah suatu proses yang mengakibatkan hilangnya elektron atau lebih dari dalam zat (atom, ion, harga yang lebih positif).
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud Percobaan Maksud dari percobaan ini adalah untuk mempelajari dan mengetahui sifat oksidasi reduksi logam serta kereaktifan logam alkali dan alkali tanah. 1.2.1 Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah: 1. Menentukan sifat reduksi oksidasi dari logam Al, Fe, dan Zn, terhadap iodin padat. 2. Menentukan kereaktifan logam alkali (natrium) dan alkali tanah (magnesium dan kalsium). 1.3 Prinsip Percobaan Prinsip dari percobaan ini yaitu daya reduksi logam terhadap iodin ditentukan dengan mereaksikan serbuk logam Al, Fe, dan Zn dengan serbuk iodin padat dalam cawan petri kemudian ditetesi akuades, dan kereaktifan logam alkali ditentukan dengan mereaksikan logam natrium dengan akuades yang diberi perlakuan (kertas saring diletakkan pada permukaan akuades dalam cawan petri), serta kereaktifan logam alkali tanah ditentukan dengan mereaksikan logam magnesium dan logam kalsium dengan akuades dalam tabung reaksi dan diberi perlakuan (pemanasan). 1.4 Manfaat Percobaan Manfaat dari percobaan ini adalah dapat mengetahui sifat oksidasi reduksi logam Al, Fe, dan Zn terhadap iodin padat serta kereaktifan logam alkali (natrium) dan alkali tanah ( kalsium dan magnesium ) dengan air secara prakek.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Reduksi adalah suatu proses yang mengakibatkan diperolehnya suatu elektron atau lebih oleh zat (atom, ion, atau molekul). Bila suatu unsur direduksi, keadaan oksidasi berubah menjadi lebih negatif (kurang positif). Suatu zat pereduksi adalah zat yang kehilangan elektron, dalam proses itu zat ini dioksidasi. Definisi reduksi ini juga sangat umum dan berlaku juga untuk proses dalam zat padat, lelehan maupun gas (Svehla, 1985). Oksidasi adalah suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu elektron atau lebih dari dalam zat (atom, ion, atau molekul). Bila suatu unsur dioksidasi, keadaan oksidanya berubah ke harga yang lebih positif. Suatu zat pengoksidasi adalah zat yang memperoleh elektron, dan dalam proses itu zat itu direduksi. Definisi oksidasi ini juga sangat umum dan berlaku juga untuk proses dalam zat padat, lelehan maupun gas (Svehla, 1985). Logam alkali tanah berwarna putih keperakan dan mempunyai densitas relatif rendah, dan semakin besar dengan naiknya nomor atom, kecuali kalsium. Ikatan metalik logam alkali tanah lebih kuat daripada ikatan metalik logam alkali. Titik leleh dan kekerasan logam alkali tanah juga lebih besar daripada logam alkali. Walaupun densitas logamnya naik dengan naiknya nomor atom seperti halnya dengan logam-logam alkali, titik leleh dan entalpi atomisasi hanya berubah sedikit saja, berbeda dari titik leleh dan entalpi atomisasi logam-logam alkali (Sugiarto dan suyanyi, 2010). Logam alkali tanah kurang reaktif, atau kurang elektropositif dibandingkan dengan logam alkali, namun lebih reaktif (Sugiarto dan Suyanti).
Ion logam alkali tanah selalu mempunyai tingkat oksidasi +2, dan senyawanya bersifat stabil, padatannya bersifat ionik, tak berwarna kecuali jika anioniknya berwarna. Sebagian sifat kovalen di jumpai pada senyawa magnesium, terlebih-lebih senyawa berilium didominasi oleh ikatan kovalen (Sugiarto dan Suyanti, 2010). Pencemaran lingkungan oleh logam berat menjadi masalah yang cukup serius seiring dengan penggunaan logam berat dalam bidang industri yang semakin meningkat. Logam berat banyak digunakan karena sifatnya yang dapat menghantarkan listrik dan panas serta dapat membentuk logam paduan dengan logam lain. Efek logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makanan walaupun dalam konsentrasi yang sangat rendah. Beberapa logam berat yang dapat mencemari lingkungan yang bersifat toksik adalah krom, perak, kadmium, besi, timbal, seng, nikel, merkuri, kobalt, timah, dan unsur-unsur yang termasuk kedalam logam ringan seperti arsen, aluminium, dan selenium logam berat tersebut dapat ditransfer dalam jangkauan yang sangat jauh dari sumber pencemaran (Purwaningsih, 2009). Perkembangan industri di Indonesia tiap tahun terus menerus mengalami peningkatan, sesuai dengan laju berkembangnya teknologi. Banyak industri di Indonesia yang mempergunakan senyawa Natrium dan Magnesium sebagai bahan baku utama didalam proses produksinya, misalnya : Natrium dalam bentuk logamnya adalah komponen yang penting dalam pembentukan ester-ester dan dalam industri senyawa organic. Logam alkali ini juga merupakan komponen dari sodium klorida (NaCl) yang penting bagi kehidupan (Hapsari, 2008). Kegunaan yang lain dalam sabun, sebagai campuran dengan asam lemak tertentu untuk descale logam (Hapsari, 2008).
Untuk memurnikan lelehan logam. Dalam lampu uap, sodium sebagai sumber cahaya dari listrik yang efisien. Sebagai fluida transfer panas bagi beberapa jenis reactor nuklir. Natrium juga sangat diperlukan untuk regulasi darah dan cairancairan tubuh, tranmisi impuls saraf, aktivitas jantung, dan beberapa fungsi metabolisme tertentu ( Hapsari, 2008). Kelarutan iodida adalah serupa dengan klorida dan bromida. Perak, merkurium (I), merkurium (II), tembaga (I), dan timbel iodida adalah garam-garam yang paling sedikit larut. Larutan tembaga sulfat, endapan coklat terdiri dari campuran tembaga (I) iodide, CuI dan Iod. Iod ini dapat dihilangkan dengan menambahkan larutan natrium tiosulfat atau asam sulfat, dan diperoleh endapan tembaga (I) iodida yang hampir putih (Svehla, 1985). Mayer dan rekan kerjanya menemukan bahwa sifat optik dari logam alkali tidak mengikuti prediksi model hampir-elektron bebas. Untuk Na dan K mereka menemukan puncak penyerapan yang kuat, tepat pada ambang batas untuk transisi interband, di mana penyerapan harus cukup kecil. Mayer mengukur konstanta optik sampel massal, kemurnian tinggi, dengan mengamati polarimetrik yang sifat-sifat cahaya yang tercermin pada antarmuka logam-vakum seperti cermin, diasumsikan bahwa mereka menentukan sifat optik dari logam massal. Konstanta optik logam biasanya diukur, memang, dengan metode ellipsometrik ( Meessen, 1972). Dari sudut pandang kimia, kemampuan logam alkali untuk bereaksi dengan air dan asam akan membentuk senyawa ionik, yaitu logam Ca, Sr, Ba, dan Ra dan semua hampir sama reaktif. Kalsium dan strontium, dan barium diperoleh dengan mereduksi oksida dengan aluminium, kalsium, dan stontium juga diperoleh dengan elektrolisis klorida cair metal magnesium ( Petrucci, 1972).
Kelarutan garam-garam alkali tanah berbeda dengan garam-garam golongan alkali yamg mudah larut dalam air, berbagai garam golongan alkali tanah tidak latur dalam air. Pada umumnya garam alkali tanah yang larut dalam air adalah garam-garam nitrat dan klorida. Beberapa anion menunjukkan kecenderungan kelarutan yang cukup mencolok seperti misalnya garam sulfat yang mempunyai kecenderungan semakin sukar larut dari atas ke bawah dalam golongannya sedangkan hidroksidasinya (Sugiarto dan Suyanti). Besi yang murni adalah berwarna putih perak, besi melebur pada 1535 0 C. Jarang terdapat besi komersial yang murni biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit (Svehla, 1985). Aluminium adalah logam putih yang bubuknya berwarnah abu-abu, aluminium melebur pada 695 0 C. Objek- objek aluminium teroksidasi pada permukaannya tetapi lapisan oksida ini melindungi objek dari oksida lebih lanjut. Ion- ion aluminium membentuk garam - garam yang tak berwarna dengan anionanion yang tak berwarna ( Svehla, 1985). Kalsium dan logam, kedua logam ini berwarna keabu-abuan, bereaksi lambat dengan oksigen udara pada temperatur kamar tetapi terbakar hebat pada pemanasan. Kalsium terbakar hanya menghasilkan oksidasinya, tetapi barium dapat menghsilkan dioksidasi dalam kondisi oksigen berlebihan. Kalsium merupakan unsur terbanyak kelima di bumi, sangat banyak terdapat sebagai kalsium karbonat dalam deposit masif kapur, gamping, batu kapur, dan marmer yang tersebar luas di mana-mana. Marmer terbentuk sebagai akibat dari adanya kombinasi panas dan tekanan terhadap deposito batu kaput (Sugiarto dan Suyanti, 2010).
BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Bahan Percobaan Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu akuades, serbuk logam aluminium (Al), serbuk logam besi (Fe), serbuk logam zink (Zn), serbuk iodin, logam natrium (Na), logam magnesium (Mg), logam kalsium (Ca), indikator fenolftalein (PP), kertas saring, tissue rol, kertas label, dan korek api. 3.2 Alat Percobaan Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah pipet tetes, pipet ukur, cawan petri, batang pengaduk, tabung reaksi, penjepit tabung reaksi (gegep), gelas kimia, pinset, neraca analitik, labu semprot, masker, sendok tanduk (spatula) dan bunsen. 3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1 Percobaan daya reduksi logam dengan iodin Disiapkan 3 buah cawan petri masing-masing dimasukkan serbuk Al, Fe, dan Zn sebanyak 0,1 g yang dicampurkan dengan 1,2 g iodin padat. Diaduk dengan batang pengaduk dalam keadaan kering sampai campuran merata. Ditambahkan 5 tetes air pada masing-masing campuran tersebut dengan menggunakan pipet tetes. Diamati dan dicatat perubahan yang terjadi. 3.3.2 Percobaan sifat reaksi logam alkali tanah dengan air Disiapkan 2 buah tabung reaksi. Dimasukkan masing-masing kepingan logam magnesium dan kalsium ke dalam tabung reaksi. Setelah itu, pada tabung reaksi
ditambahkan 5 ml akuades. Diamati apa yang terjadi pada tabung. Lalu, tabung reaksi dipanaskan perlahan-lahan di atas nyala api sambil digoyang-goyang agar panas merata atau sampai keluar gelembung-gelembung udara, kemudian diangkat dan diamati perubahan yang terjadi pada tabung reaksi. Setelah itu, ditambahkan larutan indikator PP pada masing-masing tabung reaksi. Diamati warna yang terbentuk.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan 1. Daya Reduksi Oksidasi Logam Logam Setelah dicampurkan Setelah ditambah air Reaksi hebat (H), sedang (S), lemah (L) Warna uap Aluminium Perak Tidak bereaksi - - Besi Abu- abu Bereaksi S Ungu Tembaga Cokelat Tidak bereaksi - - seng Abu- abu Bereaksi H Ungu 2.kereaktifan logam alkali tanah dengan aquades Logam Timbul gelembung gas Setelah dipanaskan timbul gas Reaksi hebat (H), sedang (S), lemah (L) Warna larutan Kalsium - Ya H Merah muda Magnesium - Ya S Ungu pekat 4.2 Reaksi 1. Reaksi Logam Al, Fe, Zn dan Cu dengan Iodin 2Al (s) + 4 I 2(s) Fe (s) + 2 I 2(s) Zn (s) + 2 I 2(s) H 2 O H 2 O H 2 O 2AlI 3(aq) + I 2(g) + H 2 O FeI 2(aq) + I 2(g) + H 2 O ZnI 2(aq) + I 2(g) + H 2 O 2. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Akuades Mg (s) + 2H 2 O (l) Mg(OH) 2(aq) + H 2(g)
Ca (s) + 2H 2 O (l) Ca(OH) 2(aq) + H 2(g) 3. Reaksi Logam Alkali dengan Akuades 2Na (s) + 2H 2 O (l) 2NaOH (aq) + H 2(g) 4.4 Pembahasan Iodin adalah salah satu oksidator. Iodin mudah mengalami reduksi dan mudah menarik elektron sehingga bertindak sebagai oksidator kuat. Iodin dapat digunakan untuk mengoksidasi logam-logam untuk melihat daya reduksi logam-logam tersebut. Dalam percobaan ini dilakukan percobaan daya reduksi logam terhadap iodin, dengan mencampurkan serbuk logam Al, Fe, dan Zn dan Cu dengan iodin padat untuk melihat daya reduksinya. Logam dan iodin diaduk merata dengan batang pengaduk dalam keadaan kering hingga campuran merata. Pada saat pencampuran ini, logam dan iodin belum bereaksi. Namun, setelah dicampur merata, campuran logam dan iodin ditetesi dengan air sedikit demi sedikit hingga 5 tetes dengan menggunakan pipet tetes. Setelah ditambahkan air, terjadi reaksi antara logam dengan iodin. Reaksi baru terjadi setelah penambahan air karena air yang ditambahkan dalam campuran logam dan iodin bertindak sebagai katalis reaksi. Setelah ditambahkan air, campuran iodin dengan Zn langsung bereaksi dan memberikan warna uap. Demikian pula campuran dengan Fe langsung bereaksi dan memberikan warna uap. Berbeda dengan campuran iodin dengan Al. Campurannya dengan Al tidak bereaksi mungkin karena logam aluminium sudah tidak layak digunakan lagi sehingga tidak terjadi reaksi. Logam tembaga tidak mengalami reaksi
dari tidak terbentuk warna atau warna uap mungkin karena logam tembaga sudah tidak layak digunakan. Jika dibandingkan secara teori kemampuan mereduksi yang paling kuat yaitu Al > Zn > Fe. Ini cukup berbeda dengan hasil dari percobaan yang seharusnya Zn lebih kuat daya reduksinya daripada Fe. Ini dikarenakan Zn belum dicampur dengan iodin sedangkan untuk logam Fe sudah duluan dicampur. Kemungkinan iodin sudah sedikit bereaksi dengan udara bebas sehingga ketika bercampur dengan Zn, kemampuannya untuk bereaksi semakin berkurang. Seperti logam alkali, unsur-unsur logam alkali tanah juga merupakan unsur logam yang reaktif, sehingga unsur-unsur logam alkali di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, tetapi berikatan dengan unsur-unsur lain. Namun bila dibandingkan, logam alkali lebih reaktif daripada logam alkali tanah karena pada logam alkali hanya memiliki satu elektron valensi yang dengan mudah dapat mengikat atom lain untuk bereaksi dengannya. Berbeda dengan golongan alkali tanah yang memiliki elektron valensi 2 yang memerlukan energi yang lebih besar untuk melepas elektronnya dan bereaksi dengan atom lain. Dalam percobaan ini logam magnesium dan kalsium yang merupakan logam alkali tanah direaksikan dengan air untuk melihat kereaktifannya serta membandingkan kereaktifannya dengan logam alkali natrium. Dalam sebuah tabung reaksi dimasukkan dulu akuades sebanyak 5 ml, kemudian ke dalam tabung reaksi itu ditambahkan kepingan-kepingan logam magnesium dan kalsium dan diamati reaksi yang terjadi. Penambahan akuades ke dalam tabung reaksi sebelum dimasukkan kepingan-kepingan logam magnesium dan kalsium dimaksudkan agar logam magnesium dan kalsium dapat bereaksi seluruhnya dengan air, tidak ada yang
tertinggal di dinding-dinding tabung reaksi. Setelah ditambahkan air, logam magnesium dan kalsium tidak bereaksi dengan air, namun setelah dipanaskan, baru terjadi reaksi antara logam magnesium dan kalsium dengan air, yang ditandai timbulnya gelembung-gelembung gas pada tabung reaksi. Gelembung-gelembung gas yang terbentuk dalam tabung reaksi ini adalah gas hidrogen yang dihasilkan dari reaksi magnesium dan kalsium dengan air. Reaksi magnesium dan kalsium dengan air yang tidak terjadi pada suhu kamar ini membuktikan teori bahwa logam alkali tanah kurang reaktif dibandingkan dengan logam alkali yang seperioda. Tabung reaksi yang berisi akuades dan magnesium dan kalsium ditambahkan larutan indikator fenol ftalein (PP). Fungsi penambahan indikator ini sama seperti pada reaksi logam natrium dengan akuades, yaitu untuk menguji apakah reaksi antara logam Mg dan kalsium dengan akuades menghasilkan larutan yang bersifat basa atau tidak. Setelah penambahan indikator ini, larutan dalam tabung reaksi berwarna merah muda (pink). Ini membuktikan bahwa reaksi magnesium dan kalsium dengan akuades atau air menghasilkan larutan yang bersifat basa, yaitu larutan magnesium hidroksida (Mg(OH) 2 ) dan kalsium hidroksida (Ca(OH) 2 )
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulan dari percobaan ini yaitu urutan daya reduksi logam Zn, Fe, Al dan Cu terhadap iodin yaitu Zn > Fe > Al > Cu. Sedangkan urutan kereaktifan logam alkali dan alkali tanah terhadap air yaitu Mg > Ca. 5.2 Saran 5.2.1 Saran Untuk Laboratorium Untuk percobaan, sebaiknya diperiksa logamnya terlebih dahulu sebelum digunakan karena ada beberapa logam yang tidak bereaksi, dimana logam tersebut sebenarnya dapat bereaksi dengan hebat. 5.2.2 Saran Untuk Percobaan Sebaiknya dilakukan percobaan dengan menggunakan logam-logam lain agar dapat membandingkan percobaan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA Cotton, F.A., dan Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI-press, Jakarta. Sugiyarto, K.H., dan Suyanti, R.D., 2010, Kimia Anorganik Logam, Graha Ilmu, Yogyakarta. Sunardi, 2007, 116 Unsur Kimia, Yrama Widya, Bandung. Svehla, G., 1985, Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta.
LEMBAR PENGESAHAN Makassar, 28 Februari 2014 Asisten Praktikan (Sarwina Hafid) (Yunita Pare Rombe)
BAGAN KERJA A. Daya Reduksi Logam Terhadap Iodin logam Zn logam Fe logam Al - Dimasukkan ke dalam cawan petri yang bersih dan kering 0,1 g - Dicampurkan dengan 1,2 g iodin padat - Diaduk dengan batang pengaduk dalam keadaan kering sampai campuran merata - Ditambahkan 5 tetes air dengan menggunakan pipet tetes - Diamati reaksi yang terjadi Hasil
B. Sifat reaksi logam alkali tanah dengan air Logam Mg Logam Ca - Dimasukkan ke dalam sebuah tabung reaksi - Ditambahkan 5 ml akuades - Diamati yang terjadi pada tabung reaksi - Tabung reaksi dipanaskan di atas nyala api bunsen sambil digoyang-goyang agar panas merata - Diamati perubahan dalam tabung reaksi - Ditambahkan larutan indikator PP - Diamati warna larutan yang terbentuk Hasil
Lampiran Gambar 1. Logam aluminium + iodin padat bercampur Gambar 2. Reaksi antara campuran logam aluminium + iodin padat dengan air
Gambar 3.Pemanasan logam magnesium dan kalsium dengan air Gambar 4. Hasil pemanasan logam magnesium dan kalsium dengan air
Gambar 5. Logam natrium dalam air sebelum bereaksi Gambar 6. Logam natrium dalam air ketika bereaksi Gambar 7. Penambahan indikator fenolftalein pada hasil reaksi logam natrium dan air Gambar 8. Reaksi logam natrium dalam air setelah penambahan indikator fenolftalein