PRAKTIKUM KIMIA DASAR I REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA Oleh : Luh Putu Arisanti 1308105006 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA BADUNG TAHUN 2013/2014
REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA 1. Tujuan Percobaan Mempelajari perubahan kimia yang terjadi pada siklus logam Cu 2. Landasan Teori Ilmu kimia mempelajari tentang peristiwa kimia yang ditandai dengan berubahnya suatu zat menjadi zat lain. Semua materi selalu mengalami perubahan. Misal : Etanol + Oksigen Karbon dioksida + Air Reaksi kimia dimana satu atau lebih zat berubah menjadi zat-zat baru yang sifat-sifatnya berbeda dibandingkan dengan zat-zat penyusunnya sebelumnya. Semua materi selalu mengalami perubahan. Zat yang mengalami perubahan disebut zat pereaksi (reaktan) dna zat yang terbentuk disebut hasil reaksi (produk). Dalam hal ini etanol dan oksigen adalah pereaksi, sedangkan karbon dioksida dan air adalah hasil reaksi. Kehidupan di dunia tidak lepas dari perubahan kimia. Pernafasan merupakan bagian dari perubahan kimia. Kita memasukkan O2 ke dalam tubuh yang akan bereaksi dengan glukosa menghasilkan H2O dan CO2. Reaksi ini menghasilkan energi yang berupa panas untuk menjaga suhu tubuh dan energi gerak. Rumus-rumus pereaksi diletakan disebelah kiri dan hasil reaksi diletakan disebelah kanan. Dan berikut adalah ciri dari perubahan kimia : 1. Perubahan suhu Larutan Natrium hidroksida dan larutan asam klorida dicampur di dalam tabung reaksi maka akan menghasilkan natrium klorida yang hangat pada dinding tabung. 2. Perubahan warna Gula dipanaskan akan menghasilkan karbon dan uap air karbon berwarna hitam dan terasa pahit. 3. Pembentukan gas Logam zink di masukkan ke dalam tabung reaksi larutan asam sukfat akan menghasilkan zink silfat. Reaksi ini disertai pembentukan gelembung gas. 4. Pembentukan endapan
Larutan perak nitrat dicampur dengan larutan natrium klorida menghasilkan perak klorida dan natrium nitrat. Reaksi ini menghasilkan endapan putih dari perak klorida. Bidang kimia yang mepelajari aspekaspek kuantitatif unsur dalam suatu peristiwa atau reaksi disebut STOIKIOMETRI (bahasa Yunani : Stoichea = unsur, metrain = mengukur), jadi Stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Pada persamaan reaksi kimia berlaku Hukum Kekekalan Massa, yang dikemukakan oleh Lavoise. Pada tahun 1774 ia melakukan penelitian dengan memanaskan timah dengan oksigen dalam wadah tertutup. Dengan mengamati secara teliti, ia berhasil membuktikan bahwa dalam reaksi kimia itu tidak terjadi perubahan massa. Hukum Kekekalan Massa it menyatakan bahwa setiap reaksi kimia, massa zat-zat setelah bereaksi adalah sama dengan zat sebelum reaksi. Jika suatu perubahan kimia terjadi, kita dapat mengamati salah satu atau beberapa peristiwa-peristiwa berikut : - Habisnya zat yang bereaksi - Zat yang bereaksi lenyap - Timbul gas - Terjadi perubahan warna - Timbul endapan - Terjadi perubahan suhu - Tercium adanya bau yang baru Faktor-faktor ini digunakan untuk menunjukan apakah suatu reaksi kimia telah terjadi atau tidak. 3. Alat dan Bahan A. Alat : 1. Neraca elektronik 2. Gelas beker 3. Kaca arloji 4. Steambath / alat pemanas 5. Cawan penguap 6. Batang pengaduk (spatula) 7. Gelas ukur
8. Penjepit 9. Pipet tetes 10. Botol semprot B. Bahan : 1. Tembaga (Cu) 0,20 gram 2. Larutan HNO3 3. Larutan KOH 4. Air suling 5. Larutan H2SO4 6. Zn dalam bentuk serbuk 4. Cara Kerja Untuk mengamati peristiwa kimia yang terjadi akan kita gunakan sepotong kecil logam Cu. Disini Cu yang saya gunakan yaitu potongan-potongan kabel. Adapula serangkaian cara kerja dalam percobaan ini yaitu : Langkah I : Reaksi antara logam Cu dan asam nitrat (HNO3) - Timbang dengan teliti sebanyak 0,20 gram logam Cu. - Masukkan logam Cu ke dalam gelas kimia 250 ml. - Dengan hati-hati tuangkan larutan asam nitrat ke dalam gelas kimia yang berisi logam Cu hingga logam Cu habis bereaksi. (Kerjakan dalam lemari asam karena gas yang terbentuk berupa racum). - Tutup gelas kimia dengan kaca arloji. Langkah II : Penambahan Larutah KOH - Kedalam larutan dalam gelas kimia pada langkah I, dengan hati-hati tambahkan sejumlah tertentu larutan KOH sambil diaduk. Langkah III : Pemanasan - Tambahkan 100 ml air suling ke dalam gelas kimia di atas. - Panaskan gelas kimia beserta isinya, dimana selama pemanasan aduk secara perlahanlahan. Lanjutkan pemanasan sampai mendidih dan tidak terjadi perubahan yang dapat teramati lagi.
- Keluarkan batang pengaduk dan larutan, semprot dengan aquades untuk melepaskan partikel-partikel yang melekat. Kemudian biarkan gelas kimia dan isinya dingin selama 5 menit. - Tuangkan cairan bening dalam gelas kimia ke dalam gelas kimia yang lain (dekantasi). (hati-hati agar padatan yang ada tidak ikut tertuang). - Cuci padatan dalam gelas kimia dengan penambahan 100 ml air suling, kemudian biarkan zat padat kembali mengendap. Selanjutnya dekantasi lagi. - Ulangi proses pencucian dengan menggunakan air suling. - Simpan hasilnya untuk mengerjakan proses selanjutnya. Langkah IV : Penambahan larutan H2SO4 - Tambahkan dengan hati-hati larutan H2SO4 ke dalam gelas kimia, aduk sampai tidak terlihat perubahan yang dapat teramati lagi. - Simpan larutan ini untuk langkah berikutnya. Langkah V : Penambahan Logam Zn - Tambahkan logam Zn ke dalam hasil dalam gelas kimia di atas. Kemudian tutuplah gelas kimia dengan kaca arloji. Sekali-sekali goyangkan gelas kimia tersebut. - Biarkan reaksi kimia berlangsung hingga Zn habis bereaksi. Ini bisa dilihat dari tidak timbulnya gas lagi. - Simpan hasil ini untuk percobaan berikutnya. Langkah VI : Mendapatkan Cu kembali (Recovery Cu) - Dekantasi cairan bening dalam gelas kimia dari padatannya. - Cuci hasil dengan 50 ml air suling, biarkan padatan mengendap. Kemudian dekantasi lagi. Ulangi pencucian dan proses sebanyak dua kali. - Timbang dnegan teliti cawan penguap yang bersih. Catat massanya. - Tuangkan padatan dalam gelas kimia ke dalam cawan penguap. Kemudian keringkan hasilnya dengan memanaskan cawan penguap ini diatas steambath. - Timbang cawan penguap beserta isinya dan catat massanya. (kerjakan dengan hatihati agar tidak terlalu banyak air yang digunakan untuk memindahkan sisa padatan yang melekat pada alat yang digunakan). - Hitung massa Cu. Kemudian hitung rendemennya.
5. Hasil Pengamatan Langkah I : 1. Logam Cu : Wujud : padatan Bentuk : potongan kecil kabel Warna : kuning kemerahan Massa : 0,20 gram 2. Larutan HNO3 : Wujud : cair Bentuk : larutan Warna : bening Volum : 2 ml 3. 3Cu + 8HNO3 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O Menghasilkan : - Gelembung gas berwarna kuning kecoklatan - Adanya bau menyengat - Perubahan warna logam Cu menjadi putih disekitar logam terdapat gelembung gas - Warna larutan menjadi biru Langkah II : 1. Larutan KOH : Wujud : cair Bentuk : larutan Warna : bening Volume : 6 ml 2. Cu(NO3)2 + 2KOH Cu(OH)2 + 2KNO3 Menghasilkan : - Perubahan warna dari biru terang penjadi biru pekat disertai dengan busa, gelembung udara dan larutan lebih padat.
- Timbulnya endapan - Suhu terasa hangat - Zat yang bereaksi telah terlarut Langkah III : 1. Larutan Cu(OH)2 setelah ditambah dengan air suling : Wujud : cair Bentuk : ada endapan Warna : biru pekat Volume : 50 ml 2. Pemanasan larutan Cu(OH)2 Cu(OH)2 CuO + H2O Menghasilkan: - Timbulnya bau - Perubahan warna ( hitam pekat setelah mendidih ) - Adanya endapan berwarna hitam - Suhu menjadi panas karena adanya proses pemanasan - Lgam Cu pada akhir langkah ini yaitu sebagai endapan 3. Setelah didinginkan timbul endapan yang merupakan CuO. Ada cairan bening diatas CuO yang merupakan H2O. Langkah IV : 1. Larutan H2SO4 : Wujud : cair Bentuk : larutan Warna : bening Volume : 0,003 ml 2. CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
Menghasilkan: - Adanya perubahan warna endapan yang semula berwarna hitam menjadi warna biru. - Zat yang bereaksi telah habis larut. Langkah V : 1. Logam Zn : Wujud : padatan Bentuk : serbuk halus Warna : abu-abu Massa : 0,2 gram 2. CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu - Perubahan warna Cu menjadi merah bata. - Warna ZnSO4 bening. Langkah VI : 1. Padatan Cu diperoleh setelah dipanaskan. 2. Padatan Cu berwarna merah bata. 6. Pembahasan Langkah I : Cu Cu 2+ + 2e - x3 3Cu 3Cu 2+ + 6e - 4H + 3e - + NO3 - NO + 2H2O x2 8H + + 6e - + 2NO3-2NO + 4H2O 3Cu+ 8H + + 2NO3-3Cu 2+ + 2NO + 4H2O 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2+ 2NO + 4H2O 0,2 gram =... mol Cu Mol Cu = =
Mol HNO3 = = 0,003 mol = 0,008 mol VHNO3. M V HNO3. 4 V HNO3 =... mol = 0,008 mol = 0,002 mol = 2 ml Langkah II : Berikut adalah reaksinya : Cu(NO3)2 + 2KOH Cu(OH)2 + 2KNO3 1 : 2 : 1 : 2 Keterangan : Mol Cu = mol Cu(NO3)2 = 0,003 mol Maka : 2 KOH = 2 x mol Cu(NO3)2 = 2 x 0,003 mol = 0,006 mol Dengan 1M KOH yang ada Maka volume KOH yang dibutuhkan untuk dicampurkan kedalam Cu(NO3)2 adalah : M = mol / volum 1 = 0,006 / v 1v = 0,006 = 0,006 liter = 6 ml (untuk ukuran yang asli) Karena pada percobaan ini reaksi tidak terjadi sempurna maka ditambahkan kembali larutan KOH sebanyak 6 ml sehingga : Volume = 6 + 5 = 11 ml Langkah III : Cu(OH)2 CuO + H2O Dengan hasil : Cu(OH)2 = berwarna biru pekat dan mengendap
CuO = setelah dipanaskan berwarna hitam pekat dan mengendap H2O = cairan yang berwarna putih bening Langkah IV : Larutan asam sulfat adalah larutan yang berwarna bening. Asam sulfat merupakan bahan baku untuk membuat senyawa senyawa sulfat. Kegunaannya : elektrolit pada aki kendaraan bermotor, proses pembuatan minyak bumi, pembuatan berbagai produk industri. Pada percobaan keempat ini persamaan reaksinya adalah : CuO + H2SO4 CuSO4+ H2O 1 :1 :1 :1 Molaritas H2SO4 = 2N = 1M Karena jumlah mol Cu = Cu(NO3)2= CuO maka jumlahnya adalah 0,003 mol n = V. M V = n : M = 0,003 : 1 = 0,003 liter = 3 ml Jadi penambahan H2SO4 ke dalam CuO adalah 3 ml. Langkah V : Seng (Zn) merupakan unsur transisi periode keempat. Bilangan oksidasi dari unsur Zn hanya +2, logam Zn memiliki titik leleh cukup rendah dan tidak bersifat katalis. Persamaan reaksinya adalah : CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu Berat logam Zn diperlukan yaitu : Mol = Gram = Mol x Mr = 0,003 x 65,37 = 0,19611 gram
Jadi logam Zn yang diperlukan yaitu sebanyak 0,19611 gram. Langkah VI : Untuk mendapatkan Cu kembali maka setelah dilakukan proses dekantasi maka dilanjutkan dengan penimbangan : Massa kaca arloji = 42,6947 gram Massa kaca arloji yang ditambahkan dengan Cu = 42,8692 gram Maka massa Cu sebenarnya adalah 42,8692 42,6947 = 0,1745 gram Dan perhitungan rendemennya adalah : 7. Kesimpulan A. Dalam percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan menggunakan siklus tembaga (Cu) maka dapat diperoleh kesimpulan tentang beberapa peristiwa yang menandakan berlangsungnya suatu reaksi kimia, yakni : Habisnya zat yang bereaksi Timbulnya gas Terjadinya perubahan warna larutan Timbulnya endapan Terciumnya bau yang baru B. Pada perubahan atau reaksi kimia berlaku hukum kekekalan massa yang dikemukakan oleh LAVOISIER yakni massa zat sebelum reaksi sama atau tetap dengan massa sesudah reaksi.karena proses dekantasi yang tidak sempurna maka logam Cu sedikit mengalami kekurangan. C. Perhitungan zat zat yang terlibat dalam reaksi menggunakan konsep STOIKIOMETRI.
8. Daftar Pustaka 1.Tim laboratorium Kimia Dasar.2007.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Udayana : Bukit Jimbaran, Bali 2.Chang, Raymond.2004. Kimia Dasar : Konsep konsep Inti Jilid I Edisi Ketiga.Erlangga : Jakarta