KIMIA TEMBAGA
-
Upload
nahzim-rahmat -
Category
Documents
-
view
298 -
download
37
description
Transcript of KIMIA TEMBAGA
KIMIA TEMBAGA
I. IDENTITAS
1.1 Nama Praktikan : I Putu Raiwata Mertanjaya (0813031019)
I Made Adyatmika (0813031023)
I Nyoman Kamantri Purusa (0813031031)
I Ketut Gede Padmanaba (0813031035)
1.2 Jurusan/Fak : Pendidikan Kimia/MIPA
1.3 Tujuan : 1. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks
[Cu(NH3)4]SO4 dari bahan awal CuSO4. 5 H2O
2. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks
khelat K2[Cu(C2O4)2] dari senyawa kompleks
[Cu(NH3)4]SO4
3. Membuat dan mengidentifikasi logam tembaga,
tembaga (I) klorida, tembaga (II) klorida, tembaga
(II) oksida dari produk (1) dan (2) di atas dan
selanjutnya menjadi tembaga (II) sulfat pentahidrat
kembali dalam percobaan bersiklus tertutup yang
ramah lingkungan
II. DASAR TEORI
Salah satu jenis logam yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah
logam tembaga. Tembaga murni merupakan penghantar panas tertinggi diantara semua logam
dan konduktor listrik kedua setelah perak. Tembaga adalah logam yang relatif lunak, dan
sering digunakan sebagai logam paduan, misalnya kuningan dan perunggu. Sifat kimia
tembaga (dengan konfigurasi electron [Ar} 3d10 4s1 ) sangat berkaitan dengan energi ionisasi
yang besar, yaitu : energi ionisasi pertama 745 kJ/mol dan energi ionisasi kedua 1956
kJ.mol ; kalor atomisasi yang besar, energi hidrasi yang relatif rendah i.e -2240 kJ/mol untuk
Cu2+ dan – 481 kJ/mol untuk Cu2+; harga potensial elektroda yang positif dan umunya
mempunyai kereaktifan yang rendah.
Tembaga memiliki electron s tunggal di luar kulit 3d yang identik dengan dengan
golongan alkali kecuali stoikimetri formal dalam tingkat oksidasi +1. kulit d yang terisi jauh
kurang efektif daripada kulit gas mulia dalam melindungi electron s dari muatan inti,
sehingga potensial pengionan pertama Cu lebih tinggi daripada golongan alkali. Karena
1
electron-elektron pada kulit d juga dilibatkan dalam ikatan logam, panas penyubliman dan
titik leleh tembaga jauh lebih tinggi daripada alkali. Faktor-faktor ini bertanggung jawab sifat
lebih mulia tembaga. Pengaruhnya adalah membuat tembaga lebih kovalen dan memberikan
energi kisis yang lebih tinggi, yang tidak dilampaui oleh jari-jari Cu+ yang lebih kecil, 0,93 Å
dibandingkan dengan Na+, 0,95 Å; dan K+, 1,33 Å.
Tembaga digunakan dalam alloys seperti dalam kuningan dan dapat larut secara baik
dalam emas. Tembaga sangat lambat teroksidasi dan terjadi hanya pada permukaan dalam
udara yang lembab, sering memberikan lapisan hijau dari hidrokso karbonat dan hidrokso
sulfat (dari CO2 dan SO2 di udara). Tembaga larut dalam asam nitat dan dalam asam sulfat
dengan kehadiran oksigen. Tembaga larut dalam asam nitrat menghasilkan tembaga (II)
dimana asam nitat sebagai oksidator. Tembaga juga larut dalam KCN atau dalam larutan
amionia dalam kehadiran oksigen, yang diindikasikan oleh potensialnya.
Cu(s) + 2 NH3(aq) [Cu(NH3)2]+(aq) [Cu(NH3)4]2+
(aq)
Senyawa-senyawa tembaga pada umumnya bersifat racun bagi kebanyakan makhluk
hidup sehingga banyak diantaranya digunakan sebagai insektisida, fungisida dan algisida.
Contohnya adalah senyawa tembaga (II) sulfat, CuSO4. Tembaga (II) sulfat secara komersial
dibuat dengan mengoksidasi logam tembaga dengan H2SO4.
2 Cu(s) + 2 H2SO4(aq) → 2 CuSO4(aq) + 2 H2O(l)
atau mengoksidasi tembaga (II) sulfida di udara
2 CuS(s) + 2 O2(g) → CuSO4(s)
Logam tembaga umumnya digunakan dalam berbagai macam peralatan listrik seperti
dalam kabel listrik, instalasi listrik rumah, kendaraan bermotor, karena dapat menghantarkan
arus listrik akibat sifat konduktivitas yang baik. Tembaga dapat digunakan dalam alloys
seperti dalam kuningan dan dapat larut secara baik dalam emas. Tembaga merupakan logam
yang lambat untuk teroksidasi dan hanya terjadi pada permukaan udara yang lembab, sering
memberikan lapisan hijau dari hidrokso karbonat dan hidrokso sulfat (dari CO2 dan SO2 di
udara).
Senyawa Kompleks
Suatu ion (atau molekul) komplek terdiri dari satu atom (ion pusat) dan sejumlah ligan
yang terikat erat dengan atom (ion) pusat tersebut. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan
koordinasi, suatu angka bulat, yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat
membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat. Bilangan koordinasi menyatakan
jumlah ruangan yang tersedia sekitar atom atau ion pusat, yang masing-masingnya dapat
2
-0,12V -0,01V
dihuni satu ligan (monodentat). Ion-ion tembaga seperti Cu 2+ dan Cu+ memiliki bilangan
koordinasi 4. Suatu kompleks dengan satu atom pusat dengan bilangan koordinasi 4 biasanya
menunjukkan suatu susunan simetris yang berbentuk tetrahedron, meskipun susunan yang
datar (atau hampi datar), dimana ion pusat berada di pusat suatu bujur sangkar dan keempat
ion menempati keempat sudut bujur sangkar itu.
Ion-ion dan molekul-molekul anorganik sederhana seperti NH3, CN-, Cl-, H2O
membentuk ligan monodentat, yaitu satu ion atau molekul menempati salah satu ruang yang
tersedia sekitar ion pusat dalam bulatan koordinasi. Ligan yang mengandung dua atau lebih
atom yang masing-masing secara serempak membentuk ikatan dua donor- electron kepada
ion logam yang sama disebut ligan polidentat. Ligan ini juga disebut ligan khelat. Salah satu
kompleks yang dihasilkan dalam percobaan ini adalah ion tetraaminakuprat (II).
Muatan suatu ion kompleks merupakan jumlah muatan ion-ion yang membentuk
kompleks itu, misalnya : Cu2+ + 4 CN- → [ Cu (CN)4 ]2+. Jika molekul-molekul netral yang
terlibat sebagai ligan dalam membentuk kompleks, muatan pada ion kompleks tetap sama
seperti muatan pada atom pusatnya, misalnya: Cu2+ + 4 NH3 → [ Cu (NH3)4 ]2+.
Pembentukan kompleks dapat diamati dari perubahan warna dalam larutan. Contohnya:
Cu2+ + 4 NH3 → [ Cu (NH3)4 ]2+
biru biru tua gelap
Dalam larutan air, hampir semua garam tembaga (II) berwarna biru, yang karakteristik
dari warna ion kompleks koordinasi 6, [Cu(H2O)6]2+. perkecualian yang terkenal yaitu
tembaga (II) klorida yang berwarna kehijauan oleh karena ion kompleks [CuCl4]2- yang
mempunyai bangun geometri dasar tetrahedral tau bujursangkar bergantung pada kation
pasangannya. Dalam larutan encer ia menjadi berwarna biru oleh karena pendesakan ligan Cl -
oleh ligan H2O. oleh karena itu, juka warna hijau ingin dipertahankan, ke dalam arutan pekat
CuCl2 dalam air ditambahkan ion senama Cl- dengan penambahan padatan NaCl atau HCl
pekat atau gas.
[CuCl4]2-(aq) + 6 H2O (l) [Cu(H2O)6]2+
(aq) + 4 Cl-(aq)
3
Cu NH3NH3
NH3
NH3
2+ Dalam rumus bangun ion tetraamina
kuprat (II) anak panah menunjukkan
bahwa sepasang electron
disumbangkan oleh setiap ion
nitrogen kepada ion tembaga
[CuCl2]-
hijau biru
Jika larutan ammonia ditambahkan ke dalam larutan ion Cu2+, larutan biru berubah
menjadi biru tua karena terjadi pendesakan ligan air oleh ligan ammonia menurut reaksi;
[Cu(H2O)6]2+(aq) + 5 NH3 → [Cu(NH3)(4-5)(H2O)(2-1)]2+ + 5 H2O(l)
biru biru tua
Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan tembaga (II) sulfat (0,1-0,5 M) secara
bertetes dengan kcepatan ~ 1 mL/ menit mengakibatkan terjadinya endapan gelatin biru muda
garam tembaga (II) hidroksi sulfat, [CuSO4.ncu(OH)]2, bukan Cu(OH)2 menurut persamaan
reaksi :
(n+1) [Cu(H2O)6]2+(aq) + SO4
2-(aq) +2nOH-(aq) → [CuSO4.nCu(OH)]2(s) + 6(n+1)+H2O(l)
Biru muda
Ion tembaga (I) jika direaksikan dengan ion klorida segera membentuk ion kompleks
tak berwarna diklorokuprat (I), [CuCl2]-. Tahap reaksi ini diduga berlangsung sangat cepat
sehingga memicu terjadinya tahap reaksi pertama seperti berikut ini :
Cu(s) + H3O+(aq) Cu+
(aq) + H2(g) + 2H2O
Cu+(aq) + 2Cl-
(aq) [CuCl2]-(aq)
Jika larutan ini dituangkan ke dalam air suling bebas udara, diperoleh endapan putih
tembaga (I) klorida menurut persamaan reaksi :
[CuCl2]-(aq) → CuCl(s) + Cl-
(aq)
Dalam kimia organik, diklorokuprat (I), [CuCl2]- digunakan untuk mengubah benzene
diazonium klorida menjadi klorobenzena menurut reaksi Sandmeyer :
[C6H5N2]+Cl-(aq) C6H5Cl(l) + N2(g)
Dalam praktikum bersiklus ini dilakukan serangkaian percobaan terkait dengan kimia
tembaga dengan menggunakan 1 bahan awal saja yakni tembaga (II) sulfat pentahidrat.
Terdapat lima reaksi kimia tembaga yang melibatkan tembaga (II) sulfat (tembaga vitriol),
yaitu :
4
CuSO4
CuSO4
CuSO4
CuSO4
CuSO4
CuCl
K[Cu(OCN)3
Cu
K2[Cu(C2O4)2]
[Cu(NH3)4]SO4 Reaksi pengenalan Cu
Kompleks khelat
Sementasi
Garam rangkap
Disproporsionasi Cu
KOCN
Fe
K2C2O4
NH3
Jika percobaan-percobaan tersebut dirancang dalam rantai tertutup, maka tembaga vitriol
akan jauh lebih sedikit diperlukan dan limbah juga dapat diminimalkan. Lingkaran rantai
tertutup pada kimia tembaga dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar. Rangkaian proses bersiklus kimia tembaga
III. ALAT DAN BAHAN
5
CuSO4 [Cu(NH3)4]SO4
K2C2O4
K2[Cu(C2O4)2]
CuO + K2CO3
NH3
∆T
Cu
Fe
CuCl2 + KCl
HCl
+ sisa
Fe
KOCN
KCu(OCN)3
HCl
CuCl2
CuClCl
sisa
HClO2
CuCl2 O2
NaOH
CuO
H2SO4
+ sisa
sisa
sisa
Tabel Alat
No Nama Alat Ukuran Jumlah Keterangan1 Kaca arloji - 3 buah Meletakkan zat padatan2 Spatula - 1 buah Mengambil zat padat3 Neraca analitik - 1 buah Menimbang zat4 Gelas ukur 10 mL 1 buah Mengukur volume suatu
cairan5 Batang pengaduk - 1 buah Mengaduk suatu campuran6 Gelas kimia 50 mL,
100 mL,1000 mL
@ 1 buah Tempat suatu larutan atau cairan
7 Heater - 1 buah Tempat memanaskan suatu zat, campuran, dll
8 Pipet volumetri 25 mL 1 buah Mengambil suatu cairan9 Corong - 1 buah Alas kertas saring dalam
proses penyaringan10 Cawan penguap - 1 buah Tempat untuk menguapkan
suatu cairan11 Pipet tetes - 2 buah Untuk mengambil cairan
dan meneteskan caiaran ke dalam suatu wadah
12 Desikator - 1 buah Untuk tempat mengeringkan suatu campuran agar pelarutnya menjadi berkurang
13 Pipa pengalir gas - 1 buah Untuk mengalirkan gas hasil reaksi
Tabel Bahan
No Nama Bahan Konsentrasi Jumlah Keterangan1 CuSO4. 5 H2O - 5 g Berupa padatan berwarna biru
digunakan sebagai bahan dasar awal pembuatan [Cu(NH3)4]SO4
2 Aquades - secukupnya Berupa cairan transparan digunakan sebagai pelarut
3 Amoniak pekat 25% 20 mL Larutan amoniak beruap, karena wujud NH3berupa gas bersifat iritatif
4 Etanol 70% 45 mL Berwujud cairan digunakan sebagai media non polar
5 Asam sulfat pekat Secukupnya Cairan bersifat oksidator dan
6
korosif terhadap logam6 K2C2O4.H2O - 16 g Wujud padatan, berbentuk
kristal, berbau tajam, digunakan dalam preparasi senyawa kompleks tembaga oksalat
7 Air es - Secukupnya Digunakan sebagai penangas dalam mempercepat terbentuknya kristal
8 Silika gel - Secukupnya Digunakan sebagai bahan pengering dalam desikator
9 HCl Setengah pekat
100 mL Wujud cairan beruap, berbau menyengat, digunakan dalam preparasi tembaga
10 Serbuk besi - Secukupnya Serbuk berwarna kecoklatan digunakan dalam preparasi logam tembaga
11 NaOH 30% Secukupnya Berwujud cairan bening, bersifat basa dan korosif
12 Na2CO3 - Secukupnya Wujud padatan berfungsi menghasilkan gas CO2
13 H2O2 30% Secukupnya Berwujud cairan sangat berbahaya karena bersifat oksidator dan digunakan dalam proses daur ulang tembaga vitriol
7
IV. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN
Preparasi [Cu(NH3)4]SO4 . H2O
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. Dilarutkan 5 gram CuSO4.5H2O dalam 10 ml aquades yang telah dipanaskan terlebih dahulu dan panaskan sampai semua tembaga (II) sulfat pentahidrat melarut
CuSO4.5H2O + H2O → [Cu(H2O)6]2+ + SO42-
[Cu(H2O)6]2+ + 2NH3 + SO42-
Cu(OH)2.CuSO4↓ + 2NH4+ + 10H2O
Cu(OH)2.CuSO4↓ + 8 NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)4]2+
+ SO42- + 2OH-
Adapun reaksi secara keseluruhan adalah :2[Cu(H2O)6]2+ + 10NH3 2[Cu(NH3)4(H2O)]2+ + NH4
+ + 2OH- + 9H2O
Perhitungan massa [Cu(NH3)4]SO4 . H2O secara teoritis:
Massa CuSO4.5H2O = 5,0027 gram (Mr = 249,68 g/mol)Mol CuSO4.5H2O = 5,0027 gram / 249,68
= 0,02 molVolume NH3 = 20 mL (Mr = 17 g/mol)massa jenis NH3 = 0,91 g/mLmol NH3 = (20 x 0,91) / 17 = 1,070 mol
Adapun massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O secara
Massa CuSO4 ∙ 5H2O yang digunakan 5, 0027 gCuSO4 ∙ 5H2O berupa padatan berwarna biru. Saat dilarutkan, padatan tidak semua melarut, setelah dipanaskan semua melarut dan larutan berwarna biru muda.
2. Ditambahkan 20 ml larutan amonia pekat (akan terbentuk endapan antara dari Cu(OH)2 tapi akan terlarut kembali) dan aduk sampai larutan menjadi jernih berwarna biru tua.
NH3 : bersifat iritatif dan berbau menyengat
Larutan amoniak tidak berwarnaPenambahan amoniak menyebabkan terbentuk endapan dan akhirnya endapan melarut pada penambahan berikutnya dan larutan berwarna biru tua
3. Sambil diaduk perlahan, tuangkan larutan jernih biru tua tersebut ke dalam 30 ml etanol. Diamkan selama 15 menit sampai kristal terbentuk
Penambahan ke media etanol awalnya tidak membentuk kristal, namun setelah didiamkan dan didinginkan dalam penangas, maka terbentuk kristal biru dan filtrat berwarna biru muda
4. Endapan kristal biru tersebut disaring dengan corong
Setelah proses penyaringan dan proses pencucian serta pengeringan,
8
buchner. Cuci kristal tiga kali, masing-masing dengan 5 ml etanol. Hembuskan udara selama 10 menit agar kristal benar-benar kering.
teoritis = 4,91 gram yang diperoleh lewat perhitungan dibawah ini.CuSO4.5H2O + 4 NH3 →[Cu(NH3)4]SO4.H2O+ 4H2O
m: 0,02 mol 1,07 mol - -b : 0,02 mol 0,08 mol 0,02 mol 0,08 mols : - 0,99 mol 0,02 mol 0,08 mol
Sehingga massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O = mol x Mr = 0,02 x 245,5
= 4,91 gram
diperoleh kristal berwarna biru sebanyak 4,7581 g dan filtrat berwarna biru keruh
5. Sisa reaksi diuapkan dalam vacuum atau pemanas sampai volumenya tinggal beberapa ml saja. Kemudian diteteskan asam sulfat pekat sampai warna biru tua hilang. Nb. Simpan larutan ini untuk pengolahan selanjutnya.
Setelah proses penguapan dan penambahan beberapa tetes asam sulfat, filtrat menjadi tak berwarna
Preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. 16 gram K2C2O4.H2O dilarutkan dalam aquades yang dihangatkan suam-suam kuku, kemudian dituangkan ke dalam larutan yang terbuat dari 5 gram [Cu(NH3)4]SO4 . H2O dalam 12 ml aquades. Diteteskan larutan asam
[Cu(NH3)4(H2O)]SO4 + 2K2CO4.H2O K2[Cu(C2O4)2].2H2O + K2SO4 + NH3
[Cu(NH3)4(H2O)]2+ + 3H2O + 2H2SO4 → [Cu(H2O)4]2+ + 2(NH4)2SO4
Massa K2C2O4 = 16,0067 gK2C2O4 berupa padatan putih Massa [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O = 4,7581 g[Cu(NH3)4]SO4∙H2O dilarutkan dalam aquades menyebabkan terbentuknya larutan berwarna biru tua sedangkan larutan K2C2O4 merupakan larutan tak berwarnaPencampuran kedua larutan dan
9
sulfat pekat sampai warna larutan yang biru tua beralih menjadi biru turki. (pH berkisar antara 4-6)
penambahan H2SO4 untuk mempertahankan pH=5 menyebabkan campuran berwarna biru turki
2. Campuran tersebut diletakkan dalam penangas es paling sedikit selama 1 jam atau di kulkas selama semalam.
Pendinginan dalam penangas es dan dalam kulkas, meyebabkan terbentuknya kristal biru turki.
3. Kristal biru turki yang terbentuk di dekantasi, kemudian dicuci beberapa kali dengan air es.
Setelah proses dekantasi, pencucian dan pengeringan, maka diperoleh kristal biru turki sebanyak 6,0137 g
4. Kristal dikeringkan dalam desikator yang berisi gel biru. Morfologi kristal yang terbentuk diamati.NB. Simpan sisa reaksi untuk digunakan pada percobaan selanjutnya
Sisa larutan disimpan untuk percobaan selanjutnya
Pirolisis K2[Cu(C2O4)2]SO4 . H2O
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. Seluruh produk isolasi hasil preparasi pada sebelumnya diletakkan dalam cawan
K2[Cu(C2O4)2] .H2O → 2H2O(g)+ K2CO3 + CuO + CO2(g) + 2CO(g)
Preparat yang dihasilkan berwarna coklat kehitaman sebanyak 2,1358 gHasil pirolisis berwarna coklat
10
∆
porselin dan panaskan di atas pembakar bunsen. Pelelehan akan berawal dari tepi cawan menuju ke tengah.
kehitaman
2. Jika semua preparat meleleh, jauhkan pembakar bunsen. Kemudian dibiarkan dingin pada suhu kamar.
3. Perubahan yang terjadi diamati dan hasil pirolisis ditimbang.
Perolehan Logam Tembaga Lewat Sementasi
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. Seluruh hasil pirolisis dicampurkan dengan 20 ml asam klorida setengah pekat ke dalam gelas beaker dengan hati-hati.
K2CO3(s)+CO2(g)+ 4HCl(aq) → CuCl2(aq) + 2 KCl(aq)
hijau tua
Cu2+(aq)
+ Fe(s) → Cu(s) + Fe2+(aq)
Hasil pirolisis yang berwarna coklat kehitaman berubah menjadi larutan hijau dan muncul gelembung gas ketika penambahan larutan HCl setengah pekat
2. Campuran tersebut dipanaskan sebentar sehingga menghasilkan larutan berwarna hijau tua.
Pemanasan menyebabkan warna larutan semakin hijau tua
3. Larutan ini disatukan dengan Pencampuran larutan ini dengan
11
sisa reaksi pada sub 1 dan 2 (menghasilkan pH campuran berkisar antara 1-3)
filtrat I dan filtrat II pada percobaan sebelumnya menyebabkan warna campuran menjadi larutan biru muda dengan pH = 2
4. Dalam waktu 30 menit, dimasukkan 2,25 g serbuk besi halus sedikit demi sedikit sambil diaduk (digunakan spatula kaca).
Penambahan serbuk besi halus ke dalam campuran menyebabkan terbentuknya endapan merah kecoklatan
5. Ditambahkan tetes demi tetes asam klorida pekat untuk mempertahankan pH 1-3 Kemudian dipanaskan sebentar
Setelah pemanasan menyebabkan endapan tembaga yang terbentuk menjadi sedikit bertambah
6. Campuran didekantasi untuk memisahkan endapan tembaga yang berwarna merah coklat yang terbentuk. Endapan tersebut dipanaskan sekali lagi dengan sedikit asam klorida pekat (besi harus semuanya ada dalam larutan). Dekantasi sekali lagi dan satukan filtrat yang ada.
Endapan yang diperoleh setelah dekantasi, dan penambahan HCl pekat tetap berwarna merah kecoklatan dan larutan berwarna hijau muda
7. Ditambahkan lagi 0,25 g serbuk besi ke dalam filtrat yang telah disatukan tersebut. Jika masih ada tembaga
Penambahan serbuk besi kembali ternyata masih menghasilkan endapan tembaga.
12
tersementasi, lakukan dekantasi dan ulangi cara kerja 6 sampai semua tembaga tersementasi (tak ada endapan lagi).
8. Endapan tembaga hasil sementasi dikumpulkan dan dikeringkan dalam lemari pengering pada suhu 100oC. Setelah kering, ditimbang.
Massa endapan tembaga yang diperoleh dari percobaan ini yang sudah dicuci dengan larutan HCl encer untuk menghilangkan ion besi sebanyak 8,5431 g
9. Filtrat sisa yang mengandung ion besi disimpan untuk digunakan pada percobaan preparasi Fe(acac)3 pada topik kimia besi.
Filtrat berwarna hijau yang dihasilkan disimpan untuk praktikum kimia besi
Preparasi CuCl
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan produk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. Larutan CuCl2 diperoleh dari melarutkan padatan CuCl2
pada air kemudian dipanaskan dalam sebuah gelas beaker untuk menghilangkan gas oksigen yang terlarut.
2HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + CO2(g) + H2O[CuCl4]2- + 6 H2O [Cu(H2O)6]2+
(aq)+4 Cl-
[CuCl4]2- + Cu → 2 [CuCl2]-
[CuCl2]- → CuCl + Cl-
Pemanasan bertujuan menghilangkan oksigen terlarut dalam larutan
2. Diteteskan larutan asam HCl : berbau Penambahan HCl dilakukan untuk
13
klorida pekat secara perlahan-lahan ke dalam larutan CuCl2
tersebut sampai pH mencapai 1-3.
menyengat, bersifat iritatif
mencapai pH = 2
3. Ditambahkan soda (natrium karbonat) ke dalam larutan tersebut seujung spatula untuk menghasilkan suatu CO2 pelindung atmosfer.
Penambahan Natrium karbonar pada larutan menghasilkan gelembung-gelembung gas namun dapat bertahan hanya beberapa waktu
4. Semua serbuk tembaga yang dihasilkan pada sebelumnya ditambahkan ke dalam larutan tersebut, kemudian diaduk pelan-pelan sambil dipanaskan selama 30-35 menit (atur nyala api atau suhu agar menghasilkan panas kira-kira suam-suam kuku).
Penambahan serbuk tembaga hasil sedimentasi pada proses sebelumnya menyebabkan warna campuran menjadi hijau tua
5. Ditambahkan (bila diperlukan) sedikit soda dan asam klorida untuk mempertahankan pH 1-3 dan untuk mempertahankan CO2
pelindung atmosfer. Gelas beaker ditutup dengan kaca arloji.
Penambahan natrium karbonat menyebabkan terbentuknya gelembung gas dan penambahan HCl untuk mempertahankan pH
6. Selama pemanasan, uapkan Setelah pemanasan, pendinginan, dan
14
75 ml air dari larutan, kemudian dinginkan sisa larutan pada suhu 0oC dan ditambahkan 3 ml larutan asam sulfat (untuk menstabilkan CuCl dari oksidasi oleh oksigen dalam udara).
penambahan asam sulfat maka terbentuk larutan berwarna hijau tua
7. Larutan tersebut disaring dalam air es (akan terpisah CuCl yang tak terlarut dari larutan [CuCl2]-) dan dekantasi endapan putih yang terbentuk dengan segera, kemudian cuci endapan tersebut dengan sedikit etanol. Padatan yang didapat dikeringkan di dalam desikator.
Penyaringan dalam air es, dimana filtrat dimasukkan ke dalam air es menyebabkan terbentuk endapan putih dan larutan berwarna hijau.
8. Jika sisa larutan sudah tidak berwarna, buang ke bak cuci. Jika masih berwarna biru, berarti masih mengandung ion Cu2+ dan perlu ditangani lebih lanjut. Nb. Simpan larutan berwarna biru tersebut untuk pengolahan lebih
Filtrat hasil pencucian tidak berwarna
15
lanjut pada percobaan selanjutnya.
Daur Ulang untuk Menghasilkan Tembaga Vitriol
No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Prduk
Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment
1. Seluruh CuCl hasil preparasi diletakkan ditempat terbuka sampai berwarna hijau, kemudian disuspensikan dengan 20 ml asam klorida encer.
2 CuCl 2 HCl + 1/2O2 → CuCl2 + H2O + Cl-
2CuCl + H2O2 + 2HCl→ 2CuCl2 + 2H2OCuCl2 + NaOH + Na2CO3 → CuO + CO2 +
NaCl + H2OCuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Endapan CuCl hasil preparasi berubah warna menjadi hijau setelah diletakkan ditempat terbukaPenambahan HCl encer membentuk suspensi berwarna kehijauan
2. Ditambahkan beberapa tetes hidrogen peroksida 30% ke dalam campuran. Kemudian diteteskan larutan natrium hidroksida 30% sampai pH larutan berkisar 4-5.
H2O2 dapat mengoksidasi zat-zat, sangat berbahaya
Penambahan hidrogen peroksida menyebabkan suspensi tetap berwarna kehijauanPenambahan NaOH menyebabkan terbentuk gelembung gas dan endapan berwarna hitam
3. Panaskan larutan tersebut dengan api yang kecil, kemudian ditambahkan sedikit serbuk Na2CO3
sampai tercapai pH larutan 11-12. dengan pemanasan akan terbentuk endapan hitam CuO. Endapan yang terbentuk disaring dan dicuci
Penambahan serbuk natrium karbonat menyebabkan pH = 11 dan larutan menjadi berwarna coklat gelapDengan bantuan pemanasan, endapan coklat kehitaman semakin banyak Setelah proses penyaringan maka diperoleh residu atau endapan berwarna coklat kehitaman dan
16
dengan aquades. Filtrat yang tak berwarna dapat dibuang ke tempat pembuangan untuk larutan sisa yang mengandung halogen.
filtrat tak berwarna
4. Endapan hitam CuO dimasukkan dalam gelas beaker, kemudian diteteskan larutan asam sulfat 50% sampai endapan CuO masih tinggal sedikit dan didekantasi dengan segera.
Asam sulfat merupakan oksidator kuat, bersifat berbahaya
Penambahan H2SO4 50% ke dalam endapan hitam menyebabkan terbentuknya larutan berwarna biru muda
5. Larutan didingingkan pada suhu kamar sehingga terjadi proses kristalisasi. Untuk menyempurnakan kristalisasi, letakkan larutan dalam lemari pendingin (kulkas) selama semalam.
Proses pendinginan larutan di dalam kulkas menyebabkan terjadi kristalisasi yakni membentuk kristal berwarna biru muda
6. Kristal yang terbentuk dan sisa larutan didekantasi. Kristal dicuci dengan sedikit air es dan disaring. Kemudian kristal dikeringkan dalam desikator.
Diperoleh endapan kristal dan filtrat yang berwarma biru muda
7. Kristal tembaga vitriol yang terbentuk ditimbang dan dibandingkan dengan
Diperoleh kristal tembaga vitriol sebanyak 3,6145 gram
17
tembaga vitriol yang telah digunakan dalam siklus percobaan ini.
8. Jika sisa larutan masih mengandung ion-ion tembaga, sisa larutan tersebut disimpan untuk percobaan daur ulang yang akan datang.
Sisa filtrat yang diperoleh sangat sedikit dan disimpan untuk didaur ulang.
18
V. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Preparasi [Cu(NH3)4]SO4. H2O
Pada percobaan ini, dilakukan percobaan kimia tembaga dengan teknik bersiklus.
Bahan awal yang digunakan adalah tembaga vitriol pentahidrat yang merupakan padatan
berwarna biru. Pada tahap pertama, akan dilakukan preparasi yakni senyawa kompleks
[Cu(NH3)4]SO4 . H2O. Prinsip dasar pembuatan senyawa kompleks ini adalah pendesakan
atau penggantian ligan H2O oleh ligan NH3. Oleh karena itu, terlebih dahulu dibuatkan larutan
senyawa kompleks [Cu(H2O)6]SO4. Tembaga vitriol pentahidrat merupakan senyawa yang
agak sukar larut dalam air dingin sehingga untuk melarutkannya dibantu dengan proses
pemanasan. Persamaan reaksi terbentuknya senyawa kompleks [Cu(H2O)6]SO4 adalah sebagai
berikut.
CuSO4.5H2O + H2O → [Cu(H2O)6]2+ + SO42-
Setelah terbentuk senyawa kompleks ini yang ditandai dengan larutnya tembaga vitriol
dan larutan berwarna biru, maka penambahan amonia pekat akan menyebabkan terbentuknya
endapan namun akan larut kembali. Endapan tersebut merupakan Cu(OH)2. Dengan
menggunakan media non polar yakni etanol, maka campuran amonia dengan larutan tembaga
vitriol akan menghasilkan senyawa kompleks [Cu(NH3)4]SO4 .H2O. persamaan reaksi yang terjadi
adalah sebagai berikut.
[Cu(H2O)6]2+ + 2NH3 + SO42- Cu(OH)2.CuSO4↓ + 2NH4
+ + 10H2O
Cu(OH)2.CuSO4↓ + 8 NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH-
Endapan Cu(OH)2 yang terbentuk bersifat tidak stabil sehingga dapat melarut kembali.
Penambahan ammonia seterusnya akan menggeser kesetimbangan sehingga terbentuk
kompleks [Cu(NH3)4]SO4 dengan reaksi berikut :
CuSO4 (aq) + 4NH3 (aq) → [Cu(NH3)4]SO4 (aq)
Setelah pengadukan dihentikan terbentuk larutan berwarna biru tua jernih. Pada saat
menambahkan ammonia pekat tetap dilakukan dalam keadaan panas, agar terjadi pelarutan
yang sempurna (tidak ada endapan). Larutan kompleks yang telah diperoleh kemudian
dituangkan ke dalam labu Erlenmeyer yang berisi 30 mL etanol. Salah satu sifat dari
[Cu(NH3)4]SO4 adalah tidak dapat larut dalam pelarut nonpolar seperti etanol. Sehingga, pada
saat kompleks [Cu(NH3)4]SO4 dituangkan ke dalam etanol akan terbentuk endapan yang
berwarna biru pekat dan terdapat larutan yang juga berwarna biru. Endapan yang terbentuk
merupakan endapan kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat, [Cu(NH3)4]SO4(s). Jika media
yang digunakan sebagai pelarut bersifat polar maka akan menyebabkan ammonia yang
dilarutkan akan membentuk ammonium sulfat. Hal itu terjadi karena ammonium bermuatan
19
positif dan sulfat bermuatan negatif. Campuran antara endapan [Cu(NH3)4]SO4 dengan
larutannya kemudian didiamkan selama 15 menit. Hal ini, bertujuan agar kristalisasi berjalan
sempurna (endapan yang terbentuk maksimal).
Gambar 1. Endapan biru [Cu(NH3)4]SO4
Endapan yang diperoleh kemudian dipisahkan dengan cara penyaringan dan dicuci dengan
etanol untuk menghilangkan pengotor-pengotor kristal sehingga diperoleh endapan murni.
Hasil penyaringan (filtrat) dicampur dengan etanol hasil cucian. Kemudian diuapkan hingga
volumenya tinggal beberapa mL. Hal ini bertujuan agar etanol yang terkandung didalamnya
menguap semua. Filtrat yang awalnya berwarna biru muda jernih setelah dipanaskan berubah
menjadi biru muda keruh (menandakan etanol telah teruapkan). Selanjutnya, larutan biru
muda keruh tersebut ditambahkan asam sulfat pekat sebanyak 5 tetes, sehingga larutan
berubah menjadi larutan tak berwarna, karena sisa basa yang masih terdapat dalam filtrat
kompleks Cu tersebut telah dinetralkan oleh asam sulfat.
Endapan kristal yang diperoleh berwarna biru tua dan selanjutnya dikeringkan dalam
oven. Berat kristal yang diperoleh adalah 2,3019 gram. Kemudian dari percobaan ini
diperoleh randemen kristal [Cu(NH3)4]SO4 dengan perhitungan sebagai berikut :
Massa CuSO4.5H2O = 5,0027 gram (Mr = 249,68 g/mol)
Mol CuSO4.5H2O 5,0027 gram / 249,68
= 0,02 mol
Volume NH3 = 20 mL (Mr = 17 g/mol)
massa jenis NH3 = 0,91 g/mL
mol NH3 = (20 x 0,91) / 17 = 1,070 mol
Adapun massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O secara teoritis = 4,91 gram yang diperoleh lewat
perhitungan dibawah ini.
CuSO4.5H2O + 4 NH3 → [Cu(NH3)4]SO4. H2O + 4 H2O
20
m : 0,02 mol 1,07 mol - -
b : 0,02 mol 0,08 mol 0,02 mol 0,08 mol
s : - 0,99 mol 0,02 mol 0,08 mol
Sehingga massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O = mol x Mr
= 0,02 mol x 245,5 g/mol
= 4,91 gram
Kemudian, dalam percobaan diperoleh 4,7581 gram [Cu(NH3)4]SO4. H2O. Sehingga
persentase yield adalah
% yield = massa hasil pecobaan
Massa teoritis = 4,7581gram
4,91 gram = 96,9 %
Preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2 H2O
Pada percobaan preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O digunakan seluruh massa
[Cu(NH3)4]SO4. H2O digunakan yakni 4,7581 g. Pertama – pertama 16 gram serbuk K2C2O4
yang berwarna putih dilarutkan dalam 100 mL aquades hangat suam-suam kuku, terbentuk
larutan berwarna putih keruh. Kristal ini sulit larut dalam aquades dingin sehingga perlu
dihangatkan terlebih dahulu agar kristal melarut sempurna. Padatan [Cu(NH3)4]SO4. H2O
sebanyak 7,581 g juga dilarutkan dalam 12 mL aquades dan terbentuk larutan yang berwarna
biru tua. Larutan K2C2O4 kemudian dicampurkan ke dalam larutan [Cu(NH3)4]SO4 sehingga
menghasilkan campuran berwarna biru. Penambahan asam sulfat pada campuran ini
menyebabkan warna larutan biru menjadi warna biru turki dan pH campuran menjadi 5.
Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
[Cu(NH3)4]SO4. H2O + 2 K2C2O4.H2O → K2[Cu(C2O4)2].2 H2O + K2SO4 + NH3
Agar terbentuk kristal K2[Cu(C2O4)2].2 H2O secara sempurna, maka campuran
didiamkan dalam penangas. Setelah beberapa menit didiamkan dalam penangas es dan juga
didinginkan dalam lemari es, maka terbentuklah kristal K2[Cu(C2O4)2].2 H2O yang berwarna
biru turki. Filtrat hasil dekantasi kristal juga berwarna biru yang merupakan sisa yang masih
mengandung kompleks K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O, dimana filtrat disimpan untuk praktikum
selanjutnya. Kristal yang diperoleh juga harus dicuci dengan air es, dimana pencucian ini
bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor pada kristal yang diperoleh. Berdasarkan hasil
percobaan yang dilakukan, dengan menggunakan 4,7581 g padatan [Cu(NH3)4]SO4. H2O
menghasilkan kristal K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O sebanyak 6,0137 g.
21
x100%
x100%
kristal K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O filtrat + sisa pencucian kristal
Pirolisis K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2 H2O
Tahapan selanjutnya adalah pirolisis kristal K2[Cu(C2O4)2]SO4.H2O yang diperoleh pada
tahapan sebelumnya dengan melakukan pemanasan dimana kristal tersebut ditempatkan pada
cawan penguap. Setelah dipanaskan kristal yang awalnya berwarna biru tersebut berubah
menjadi berwarna coklat kehitaman. Ha ini terjadi karena kristal K2[Cu(C2O4)2]SO4 .2H2O
mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Warna hitam yang terbentuk
merupakan warna dari CuO. Senyawa khelat kalium oksalato kuprat yang berwarna biru
Turki, kalau dipirolisis secara sempurna akan menghasilkan tembaga (II) oksida, potas
( kalium karbonat), karbon dioksida, dan air. Adapun reaksinya :
K2[Cu(C2O4)2] .H2O 2H2O(g) + K2CO3 + CuO + CO2 + 2CO(g)
Setelah semuanya meleh pemanasan dihentikan dan didinginkan dalam suhu kamar.
Hasil pirolisis yang diperoleh adalah berupa padatan berwarna coklat kehitaman dimana
diperoleh sebanyak 2,1358 g.
Hasil Pirolisis
Perolehan Tembaga Lewat Sementasi
22
∆
Kristal hasil pirolisis yang diperoleh dengan massa sebanyak 2,1358 gram ditambahkan
HCl setengah pekat (6M) menghasilkan larutan yang berwarna hijau muda. Tujuan dari
penambahan HCl adalah untuk mereaksikan hasil pirolisis menjadi CuCl2 dan KCl. Larutan
yang berwarna merupakan CuCl2. Selain itu, pada saat penambahan HCl setengah pekat juga
timbul gelembung – gelembung gas yang menandakan terbentuknya gas CO2. Sehingga,
penambahan HCl ini dilakukan di ruang asam. Adapun reaksinya, adalah sebagai berikut :
CuO(s) + K2CO3 (s) + 4 HCl (aq) → CuCl2(s) + 2 KCl + CO2(g) + 2H2O (g)
Selanjutnya dilakukan proses pemanasan untuk mempercepat terjadinya reaksi dan
menghilangkan kadar air yang ada di dalam larutan. Setelah pemanasan, warna larutan
semakin hijau. Proses selanjutnya adalah mencampurkan larutan ini dengan filtrat I dan filtrat
II. Filtrat I merupakan filtrat sisa preparasai [Cu(NH3)4]SO4. H2O yang merupakan larutan tak
berwarna dan filtrat II merupakan filtrat sisa dekantasi pada preparasi K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O
yang merupakan larutan berwarna biru.
Larutan CuCl2 filtrat I filtrat II campuran
Dalam larutan ini, kemudian ditambahkan serbuk besi sebanyak 2,2534 gram sedikit
demi sedikit sambil diaduk menggunakan spatula kaca. Penambahan serbuk besi sedikit demi
sedikit bertujuan agar serbuk besi dapat terlarut sempurna dalam larutan. Pengadukan
dilakukan dengan menggunakan batang pengaduk kaca (tidak menggunakan magnetik
stirrer), karena kita ketahui bahwa besi dapat menempel pada pengaduk magnetik sehingga
dapat mengganggu banyaknya jumlah besi yang terlarut. Pada penambahan serbuk besi ini,
terbentuk larutan yang berwarna hijau kekuniangan dan pada dasar gelas kimia terbentuk
endapan merah bata. Reaksi yang terjadi saat penambahan Fe pada tembaga adalah sebagai
berikut :
CuCl2(aq) + Fe (s) → Cu(s) + Fe2+(aq)
Prosedur selanjutnya adalah memanaskan campuran dengan tujuan untuk
menyempurnakan pembentukan endapan dan terbentuk kristal seperti jarum. Penambahan
beberapa tetes HCl dilakukan untuk mempertahankan pH larutan yakni 1-3. Endapan yang
terbentuk kemudian didekantasi dan diperoleh endapan yang berwarna merah bata dan larutan
23
yang berwarna hijau muda. Endapan merah bata ditetesi sedikit HCl dan dipanaskan. HCl
encer ini ditambahkan agar Fe2+ yang kemungkinan masih terkandung dalam endapan Cu
dapat melarut dalam HCl membentuk FeCl2 yang berwarna kuning. Dengan penambahan HCl
ini, bertujuan untuk melarutkan besi dengan menghasilkan garam-garam besi (II) dan gas
hidrogen sehingga nantinya diperoleh tembaga yang lebih murni.
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (g)
Fe + 2HCl → Fe2+ + 2 Cl- + H2 (g)
Setelah penambahan HCl dan pemanasan, ternyata terbentuk FeCl2 yang berwarna hijau
kekuningan. Semua filtrat yang diperoleh disatukan dan kembali ditambahkan 0,25 gram
serbuk besi dan kembali ditambahkan sedikit HCl sampai tidak terbentuk tembaga lagi
kemudian didekantasi. Setelah tidak terbentuk tembaga lagi, tembaga hasil sementasi disaring
dengan kertas saring untuk memisahkan tembaga dengan filtratnya dan dikeringkan dalam
oven dan kemudian ditimbang. Tembaga hasil penyaringan diperoleh berupa padatan
berwarna merah kecoklatan, dan filtrat hasil penyaringan berwarna hijau muda. Filtrat ini
disimpan untuk praktikum besi selanjutnya.
Tembaga Hasil Sementasi dan Filtrat Hasil Sementasi
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, tembaga yang diperoleh secara sementasi
adalah 8,5431 g. Secara teoritis endapan tembaga yang diperoleh dapat dihitung sebagai
berikut. Perhitungan yield dilakukan dengan menggunakan massa dari [Cu(NH3)SO4.H2O.
Karena, dalam percobaan yang dilakukan pada pirolisis tidak dilakukan penimbangan
terhadap produk yang diperoleh. Selain itu pada pirolisis di peroleh endapan yang
mengandung dua produk yaitu CuO(s) dan K2CO3(s).
Massa [Cu(NH3)SO4.H2O = 4,7581 gram ; Mr = 245,5 g/mol
Mol [Cu(NH3)SO4.H2O = 4,7581/245,5 = 0,0194 mol
Karena sesuai dengan reaksi berikut :
[Cu(NH3)4]SO4. H2O + 2 K2C2O4.H2O → K2[Cu(C2O4)2].2 H2O + K2SO4 + NH3
Mol [Cu(NH3)SO4.H2O = mol Cu
24
Sehingga massa Cu secara teoritis = mol Cu x Mr Cu
= 0,0194 mol x 63,5 g/mol
= 1,2319 gram
Preparasi CuCl
Larutan CuCl2 yang diperoleh dengan membuat larutannya dair padatan CuCl2 yang
tersedia di laboratorium. Ini dilakukan karena, pada percobaan ini tidak dilakukan pembuatan
larutan CuCl2 dari K[Cu(OCN)3]. Pemanasan ini dilakukan agar gas oksigen yang terlarut
didalamnya dapat menghilang (menguap ke udara), sehingga tidak mengganggu proses
selanjutnya. Larutan tersebut kemudian diukur pH-nya dengan menggunakan indikator
universal diperoleh pH-nya sebesar 2. Jadi, untuk selanjutnya tidak dilakukan penambahan
HCl pekat. Karena tujuan dari penambahan HCl pekat ini adalah untuk membuat kondisi
larutan tersebut menjadi asam (pH = 1-3).
Proses pemanasan larutan CuCl2
Penambahan Na2CO3 dilakukan pada larutan CuCl2 untuk melindungi atmosfer untuk
mencegah masuknya oksigen dari udara ke dalam sistem yang mengoksidasi tembaga I
menjadi tembaga II. Pada saat penambahan natrium karbonat ini, terbentuk gelembung –
gelembung gas dalam larutan tersebut. Gelembung – gelembung tersebut merupakan CO2
pelindung atmosfir yang dihasilkan dari penguraian Na2CO3 sebagai berikut :
Na2CO3 → 2 Na+(aq) + CO3
2-(aq)
Ion CO32- akan bereaksi dengan Cu+ untuk menghasilkan Cu2CO3 yang kemudian
bereaksi dengan H+ dari penambahan HCl untuk membentuk H2O dan CO2. reaksi yang
etrjadi adalah sebagai berikut :
2Cu+ + CO32- → Cu2CO3(s)
Cu2CO3 + 2H+ → 2Cu+ + H2O + CO2(g)
25
Selanjutnya ke dalam larutan tersebut ditambahkan semua serbuk Cu yang dihasilkan
pada percobaan sebelumnya. Setelah ditambahkan serbuk tembaga, larutan kemudian
dipanaskan selama beberapa menit. Penambahan serbuk tembaga menyebabkan larutan
menjadi berwarna coklat. Pemanasan dilakukan agar semua serbuk dapat terlarut dengan baik
atau sempurna (tidak ada endapan serbuk Cu yang belum terlarut). Pemanasan ini dijaga, agar
tetap suam –suam kuku agar Cu+ yang telah terbentuk tidak teroksidasi lagi menjadi Cu2+.
Reaksi yang terjadi adalah :
Cu2+(aq) + Cu(s) 2 Cu +
(aq)
Kedalam larutan tersebut tidak tambahkan HCl, karena pH yang terukur adalah 2,
namun pada larutan ini ditambahkan soda kue untuk membentuk CO2 pelindung atmosfir.
Larutan kemudian dipanaskan dan ditutup dengan kaca arloji, agar tidak ada oksigen yang
masuk ke dalam larutan. Karena hal tersebut, dapat mengoksidasi Cu+ menjadi Cu2+ kembali.
Selain itu, bertujuan untuk menguapkan airnya. Selama pemanasan diuapkan 75 mL air dari
larutan. Penguapan bertujuan untuk menjaga larutan CuCl2 dari pendesakan ligan Cl- oleh
ligan air menurut persamaan berikut:
[CuCl4]2- + 6 H2O [Cu(H2O)6]2+(aq) + 4 Cl-
Setelah penguapan dihentikan, larutan yang berwarna hijau tersebut dimasukkan ke
dalam penangas es kemudian ditambahkan asam sulfat pekat. Pada saat penambahan asam
sulfat pekat ini, terbentuk larutan kuning muda sedikit kehijauan. Tujuan dari penambahan
H2SO4 ini adalah untuk menstabilkan CuCl yang terbentuk dari oksidasi oleh oksigen dari
udara.
Setelah didinginkan terbentuk endapan berwarna putih dan larutan yang berwarna
kuning muda kehijauan. Larutan yang berwarna kuning muda kehijauan ini, kemungkinan
mengandung CuCl2, karena sesuai dengan teori larutan yang dihasilkan seharusnya berwarna
kuning muda. Selanjutnya, endapan yang diperoleh dipisahkan dengan cara dekantasi dan
dipisahkan dengan filtratnya.
Filtrat hasil dekantasi dipanaskan kembali agar airnya teruapkan sehingga larutan akan
lebih jenuh. Endapan putih ini merupakan CuCl, yang selanjutnya dicuci dengan sedikit
etanol dan didekantasi. Setelah didekantasi dan dicuci dengan sedikit etanol didapat endapan
putih CuCl yang tidak larut dalam [CuCl2]- menurut reksi berikut:
[CuCl2]- → CuCl + Cl-
26
Daur Ulang Tembaga Vitriol
Hasil preparasi dari percobaan sebelumnya akan didaur ulang untuk memperoleh
tembaga vitriol, dimana padatan CuCl yang diperoleh pada percobaan sebelumnya diletakkan
di tempat yang terbuka. Setelah beberapa saat padatan tersebut berubah warna menjadi hijau.
Hal ini disebabkan karena di tempat terbuka terdapat oksigen yang mampu mengoksidasi Cu+
menjadi Cu2+ kembali, sehingga terbentuk senyawa CuCl2. Kemudian disuspensikan dengan
20 mL HCl encer, terbentuk suspensi yang berwarna hijau. Selanjutnya ditambahkan sisa
reaksi dari percobaan sebelumnya yang berwarna kuning muda kehijauan sehingga terbentuk
campuran berwarna lebih hijau tua.
Larutan ini kemudian ditambahkan H2O2 30 % sebanyak 4 tetes. Tujuan dari
penambahan H2O2 30 % adalah untuk menyempurnakan reaksi CuCl menjadi CuCl2, artinya
agar semua Cu+ dapat teroksidasi menjadi Cu2+. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
CuCl + H2O2 → CuCl2 + H2O
Setelah penambahan hidrogen peroksida ini. Larutan masih tetap berwarna hijau dengan
pH yang terukur adalah 0. Kemudian larutan ini ditambahkan larutan NaOH 30 % dan
peroleh pH = 5. Pada saat penambahan NaOH ke dalam larutan timbul endapan hitam
dipermukaan larutan dan lama-kelaman menghilang. Tujuan dari penambahan NaOH ini
adalah untuk menetralkan asam yang berlebihan dalam larutan tersebut.
Larutan tersebut kemudian dipanaskan dengan api kecil, yang selanjutnya ditambahkan
serbuk natrium karbonat (berupa serbuk yang berwarna putih) sambil tetap dipanaskan.
Dengan penambahan natrium karbonat ini , larutan berubah warna menjadi coklat dan
terbentuk gelembung-gelembung gas pada permukaan larutan. Gelembung gas ini merupakan
gas CO2 yang dihasilkan dari reaksi sebagai berikut :
CuCl2(aq) + Na2CO3(s) CuO(s) + NaCl(aq) + CO2 (g)
Penambahan Na2CO3 dilakukan sampai pH berkisar 11-12. Oleh karena itu,
penambahan Na2CO3 tetap dilakukan sambil larutan tetap dipanaskan dengan api kecil.
Setelah beberapa kali penambahan Na2CO3, pH larutan diukur kembali dengan menggunakan
indikator universal dan diperoleh pH = 11 serta terbentuk larutan berwarna coklat. Kemudian
larutan tetap dipanaskan agar terbentuk endapan hitam CuO. Pada saat pemanasan ini, larutan
yang mula-mula berwarna coklat, lama kelamaan berubah menjadi hitam dan terbentuk
endapan hitam yang merupakan endapan CuO.
27
∆
Larutan setelah dipanaskan terbentuk
endapan hitam dan larutan tak berwarna
Endapan hitam tersebut kemudian dipisahkan dengan cara disaring. Filtrat yang tak
berwarna, dapat dibuang ke bak cucian karena telah terbebas dari kontaminan. Selanjutnya
endapan yang masih tertinggal dikertas saring di cuci dengan aquades untuk menghilangkan
pengotornya. Selanjutnya, endapan hitam tersebut dipindahkan ke gelas kimia dan
ditambahkan asam sulfat 50%. Tujuan penambahan asam sulfat ini adalah untuk membentuk
tembaga sulfat dengan reaksi :
CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(i)
Setelah ditambahkan asam sulfat, terbentuk larutan berwarna biru. Kemudian larutan
ini didinginkan dalam lemari pendingin selama satu minggu untuk memperoleh kristal CuSO4
(tembaga vitriol).Setelah melewati proses pendinginan selama satu minggu diperoleh kristal
tembaga vitriol, yang selanjutnya didekantasi. Berdasarkan percobaan bersiklus ini, diperoleh
kembali tembaga vitriol sebanyak 3,6145 g. Oleh karena itu, dapat diperhitungkan % daur
ulang tembaga vitriol yakni sebagai berikut.
28
VI. SIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dan uraian pembahasan yang telah
dijabarkan, dapat diberikan beberapa simpulan sebagai berikut.
1. Senyawa kompleks [Cu(NH3)4].SO4 dibuat dengan cara mereaksikan CuSO4.5H2O
dengan NH3 pekat sesuai dengan reaksi berikut:
CuSO4.5H2O + NH3 [Cu(NH3)4].SO4 + 5 H2O
2. Kompleks K2[Cu(C2O4)2].2 H2O dapat dibuat dari [Cu(NH3)4].SO4 dengan K2C2O4
sesuai reaksi:
[Cu(NH3)4].SO4 .H2O(aq) + K2C2O4(aq) K2[Cu(C2O4)2].2 H2O
Biru tidak berwarna biru tua
3. Pirolisis K2[Cu(C2O4)2].2 H2O menghasilkan CuO dan K2CO3 serta H2O. Tembaga
dapat diperoleh dari proses sementasi dengan mereaksikan hasil pirolisis dengan HCl
6 M sesuai reaksi:
CuO (s) + K2CO3 (s) + 4 HCl (aq) CuCl2(s) + 2 KCl(aq) + CO2(g) + 2 H2O (g)
CuCl dapat diperoleh dengan mereaksikan CuCl2 dengan HCl menghasilkan CuCl
sesuai dengan reaksi:
CuCl2 + Cl- CuCl + Cl2
Kemudian ditambahkan natrium karbonat menghasilkan gas CO2 sesuai dengan reaksi
berikut:
2 Cu2+ + CO32- Cu2CO3
Cu2CO3 + 2 H+ 2 Cu2+ + H2O + CO2
2 Cu2+(aq) + Cu(s) 2 Cu+
(aq)
Daur ulang tembaga vitriol dilakukan dengan mereaksikan CuCl2 dengan Na2CO3
menghasilkan CuO yang selanjutnya direaksikan dengan H2SO4 menghasilkan CuSO4.
29
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, H. 1990. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Bandung: In stitut Teknologi
Bandung.
Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia
Gould, Edwin S. 1995. Inorganic Reaction and structure. New York : Holt, Rinehart and
Winston, Inc.
Greenwood, NN and A. Earshou. 1997. Chemistry of the Elements 2nd Edition. Greet
Bretonian : Elseuies Utd.
Sudria, IB dan Manimpan Siregar. 2002. Kimia Anorganik II. Singaraja : IKIP Neeri
Singaraja
Svehla. 1990. Buku teks Analisis Anorganik Makro dan Semimakro. Jakarta : PT Kalman
Media Pustaka.
30