Sintesis kristal tunggal besar [k al.(so4)2.12 h2o]
Click here to load reader
-
Upload
uin-alauddin-makassar -
Category
Education
-
view
299 -
download
16
Transcript of Sintesis kristal tunggal besar [k al.(so4)2.12 h2o]
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atoam dalam molekulnya
diatur dalam keterulangan dimana sebagian padatan kristal tersusun dari jutaan
kristal tunggal yang disebut grain. Kristal tunggal juga disebut sebagai
monokristalin, yaitu suatu padatan kristal yang mempunyai kisi kristal yang
susunannya teratur secara kontinyu dan kisi-kisi kristal yang membentuk bingkai
tersebut tidak rusak atau tetap strukturnya.1
Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom, molekul atau ion
penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga
dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses
pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua
atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang
sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga
menghasilkan padatan polikristalin, misalnya kebanyakan logam yang ditemui
sehari-hari merupakan polikristal.2
Berdasarkan latar belakang di atas maka dilakukan percobaan sintesis
kristal tunggal besar [KAl.(SO4)2.12H2O] untuk mengetahui bagaimana cara
pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.
(SO4)2.12H2O].
1“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).2“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).
1
2
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana cara pembentukan
kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO4)2.12H2O]?
C. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui bagaimana cara
pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.
(SO4)2.12H2O].
D. Manfaat Percobaan
Manfaat dari percobaan ini yaitu dapat mengetahui bagaimana cara
pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.
(SO4)2.12H2O].
1
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga
dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena harus terpenuhinya kondisi
geometris, ketentuan ikatan atom, serta susunan yang rapat, walaupun tidak
mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada
hal-hal yang bisa menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polihedra
koordinasi susunan atom-atom. Secara ideal, susunan polihidra koordinasi paling
stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energi per satuan volume yang
minimum.3
Keadaan tersebut dicapai jika:4
1. Kenetralan listrik terpenuhi.
2. Ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi.
3. Gaya tolak ion-ion menjadi minimal.
4. Susunan atom serapat mungkin.
Proses terbentuknya struktur kristal dikenal sebagai kristalisasi. Meski
proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristal, dalam keadaan tertentu
cairannya bisa membeku dalam bentuk non kristal. Banyak kasus ini terjadi
karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat
mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non kristal biasa disebut bahan amorf atau
seperti gelas, walaupun terkadang bahan seperti ini juga disebut sebagai padatan
3Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (Jakarta; Erlangga, 1999), h.1.4Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material, h.1.
3
4
amorf, meskipun ada perbedaan jelas antara padatan dan gelas. Proses
pembentukan gelas tidak melepaskan kalor lebur jenis, karena alasan ini banyak
ilmuwan yang menganggap bahan gelas sebagai cairan, bukan padatan.5
Seperti telah dipahami bahwa terdapat tiga faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan kristal yaitu:6
1. Sifat zat itu sendiri, meliputi tingkat keterlautan bahan, derajat keasaman dan
tingkat kejenuhan.
2. Suhu, meliputi suhu Iingkungan dan suhu larutan yang salah satunya adalah
suhu pertumbuhan (Growth Temperatrue).
3. Gangguan mekanik.
Beberapa suhu yang berkaitan dengan proses penumbuhan kristal antara
1ain:7
1. Suhu nukleasi (nucleation temperatur), yaitu suhu ketika suatu larutan
membentuk inti. Proses pengintian (nucleation) akan lebih cepat terjadi pada
suhu tinggi bergantung pada jenis bahan.
2. Suhu saturasi (saturation temperature), yaitu suhu ketika larutan tepat akan
jenuh. Kristal akan terbentuk ketika Iautan tepat jenuh. Ketidak jenuhan
mungkin terjadi ketika suhu saturasi meningkat walaupun sedikit, bergantung
pada jernih 1arutan.
5“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).6Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan
Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.
7Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.
3
5
3. Suhu pertumbuhan (growth temperatur) yaitu suhu pada saat kristal itu
tumbuh. Setelah proses nukleasi maka kristal itu akan tumbuh
4. Suhu ketidak larutan (dissolution temperatute) yaitu suhu ketika bahan
terlatut sudah tidak dapat latut dalam 1autan 1agi.
Unsur-unsur tertentu mengkristal dalam struktur padatan yang sangat
sederhana yang atomnya terletak pada setiap titik kisi. Polonium ialah salah
satunya unsur yang diketahui mengkristal dalam kisi kubik sederhana, yang
atomnya terletak pada perpotongan tiga pasang bidang yang berjarak sama yang
membentuk sudut siku-siku. Logam alkali mengkristal dalam struktur kubik pusat
badan (KPB) pada tekanan atmosfer. Logam aluminium, nikel, tembaga dan perak
mengkristal dalam struktur kubik pusat muka (KPM).8
Teori medan kristal menjelaskan ikatan dalam ion kompleks semata-mata
dari segi gaya elektrostatik, dalam ion kompleks ada dua jenis interaksi
elektrostatik. Salah satunya ialah tarik menarik antara ion logam positif dan ligan
yang bermuatan negatif atau ujung bermuatan negatif dari suatu ligan polar, gaya
inilah yang mengikat ligan dengan logam. Jenis kedua ialah interaksi tolak
menolak elektrostatik antara pasangan elektron bebas pada ligan dan elektron
dalam orbital logam itu.9
Suatu kristal dapat digolongkan berdasarkan susunan partikelnya dan
dapat pula berdasarkan jenis partikel penyusunnya atau interaksi yang
menggabungkan partikel tersebut:
Logam Ionik Molekuler Kovalen8Oxtoby, Gillis Nachtrieb, Principles of Modern Chemistry, terj. Suminar Setiati
Achmadi, Prinsip-prinsip Kimia Modern (Jakarta: Erlangga, 2003), h. 171.9Raymond Chang, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti (Jakarta: Erlangga, 2005), h. 245.
6
Li NaCl Ar C (intan)
Ca LiF Xe Si
Al AgCl Cl SiO2
Fe Zn CO2
Tabel II.1 Jenis-jenis Kristal.10
Tawas (Alum) adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal
dan bersifat isomorf. Kristal tawas ini cukup mudah larut dalam air dan
kelarutannya berbeda-beda tergantung pada jenis logam dan suhu. Alum
merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari dari molekul air dan dua
jenis garam, salah satunya biasanya [Al2(SO4)3]. Alum kalium, juga sering dikenal
dengan alum mempunyai rumus formula yaitu [K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O]. Alum
kalium merupakan jenis alum yang paling penting. Alum kalium merupakan
senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau
kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan
didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum kalium sangat
larut dalam air panas. Ketika kristalin alum kalium dipanaskan terjadi pemisahan
secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air.11
10“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).11“Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?
title=Berkas:Alumkristal (2014).
7
Manfaat atau kegunaan tawas (alum) yaitu:12
1. Penjernihan Air
Tawas telah dikenal yang berfungsi untuk menggumpalkan kotoran
pada proses penjernihan air. Tawas sering sebagai penjernih air, kekeruhan
dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang
disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat
[Al2(SO4)3.18H2O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poli
Aluminium klorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan
sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang
sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara
sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes yang
sederhana. Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas
partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid. Tawas sebagai
koagulan di dalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum
sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam
bentuk koloid maupun suspensi.
2. Bahan Kosmetik
Pembentuk koloid, maka sifat yang sangat penting pada tawas adalah
adsorpsi. Tawas dapat mengadsorpsi kotoran, racun dan lainnya. Tawas bisa
digunakan untuk menghilangkan bau badan atau anti deodorant. Cara untuk
menghilangkan bau badan sangat mudah, yaitu ambil satu buah tawas lalu
celupkan ke air dan oleskan ke ketiak anda secukupnya. Kalau untuk
menghilangkan warna hitam di ketiak, yaitu gunakan tawas secukupnya yang 12“Alum Kristal”. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).
8
dicampur air hangat lalu oleskan pada ketiak anda yang gelap warnanya
secara rutin.
3. Bahan Anti Api
Alum kalium memiliki titik leleh 900ºC. Tipe lain dari alum adalah
aluminium sulfat yang mencakupi alum natrium, alum amonium dan alum
perak. Alum digunakan untuk pembuatan bahan tekstil yang tahan api. Tawas
digunakan dalam alat pemadam kebakaran. Larutan yang mengandung tawas
digunakan pada berbagai benda seperti kayu, kain dan kertas untuk
meningkatkan ketahanannya terhadap api.
BAB III
9
METODOLOGI PERCOBAAN
A. Waktu dan Tempat
Hari/ Tanggal : Kamis/ 12-14 Mei 2014
Waktu : 08.00 – 13.30 WITA
Tempat : Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas
Sains dan
Teknologi Jurusan Kimia. UIN Alauddin
Makassar.
B. Alat dan Bahan
1.Alat
Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca
analitik, termos es, gelas kimia 250 mL, pembakar
bunsen, pipet tetes 2 mL, kaki tiga, kasa, spatula dan batang
pengaduk.
2.Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah
aquades (H2O), es batu (H2O(S)), aluminium foil, benang putih,
kristal KAl(SO4)2.12H2O, korek api, kertas saring, dan tissu.
10
C. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada percobaan ini yaitu sebagai berikut:
1. Memipet aquades (H2O) ke dalam gelas kimia 250 mL
sebanyak 8 mL.
2. Memanaskan aquades (H2O) hingga suhu 50oC.
3. Menimbang 4 gram kristal kalium aluminium sulfat
dedokahidrat [KAl (SO4)2.12H2O].
4. Memasukkan kristal kalium aluminium sulfat dedokahidra
[KAl (SO4)2.12H2O] sedikit demi sedikit ke dalam air panas
kemudian mengaduk hingga kristal larut sempurna.
5. Mendinginkan campuran, setelah dingin menutup wadah
campuran dengan aluminium foil dan mendiamkannya
selama satu malam.
6. Melakukan dekantasi dan memisahkan kristal diatas
secarik kertas saring.
7. Memilih kristal yang memiliki ukuran yang paling besar,
kemudian mengukur diameter dan menimbang bobot awal
kristal sebelum proses penumbuhan.
8. Mengikat kristal dengan benang kemudian memanaskan
kembali larutan jenuhnya hingga suhu 50oC.
9
11
9. Mendinginkan larutan jenuhnya hingga suhu kamar
kemudian menggantung kristal ditengah larutan jenuhnya.
10. Menutup rapat wadah sampel kemudian
memasukkannya kedalam termos yang berisi bongkahan
es.
11. Mengamati kristal yang digantung dengan benang,
jika larut mengulangi percobaan dari awal, jika tidak
memisahkan kristal dari larutan jenuhnya kemudian
mengeringkan diatas secarik kertas.
12. Mengukur kembali diameter kristal dan menimbang
bobot kristal setelah proses penumbuhan.
12
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat
diamati sebagai berikut:
1. Perlakuan
Kristal KAl(SO4)2.12H2O ditimbang 4gr aquades (H2O) dipanaskan 50oC
Kristal KAl(SO4)2.12H2O ditambahkan ke dalam air panas larutan di diamkan bening terbentuk kristal
kristal di gantung ditengah larutan jenuh hasil kristal membesar
2. Tabel pengamatan
Sebelum Penumbuhan Sesudah Penumbuhan
Diameter (cm)Bobot
(gr)
Diameter
(cm)Bobot (gr)
13
0,2 0,0097 0,6 0,0445
3. Reaksi
[KAl(SO4)2.12H2O] + H2O [Al(H2O)6]3+ + KOH + 2H2SO4 + 3H3O+ + 3/2 O2
12
14
B. Pembahasan
Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atom dalam molekulnya
diatur dalam keterulangan. Kristal tunggal juga dapat didefinisikan sebagai kristal
yang tumbuh dari inti kristal lain, sehingga membentuk kristal yang besar dan
mempunyai struktur kristal yang khas. Tawas adalah garam sulfat rangkap
terdapat dengan formula [(SO4)2.12H2O] dalam percobaan ini dilakukan sintesis
tawas [KAl(SO4)2.12H2O].
Perlakuan pertama yang dilakukan yaitu menimbang kalium amonium
sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O] sebanyak 4 gr untuk mengetahui
bobotnya. Memanaskan air (H2O) 8 mL dan memasukkan amonium sulfat
dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O] untuk melarutkan endapan yang terbentuk
hingga larutan tepat jenuh dengan suhu 50oC, suhu tersebut tidak boleh lebih dari
50oC karena akan mengakibatkan terjadinya hidrolisis dan akan
membentuk endapan putih gelatin, Al(OH)3 yang berwarna putih
dan bersifat sukar larut dalam air sedangkan jika suhu air kurang
dari 50oC maka akan terbentuk suatu ion kompleks [Al(H2O)6]3+.
Hal ini disebabkan karena kerapatan muatan ion aluminium (Al3+)
menyebabkan di dalam larutannya mampu menarik molekul air
dan membentuk ion kompleks tersebut, dalam larutan ion
[Al(H2O)6]3+ berada dalam kesetimbangan karena mengalami
hidrolisis dan bersifat asam.
Campuran didinginkan di dalam gelas kimia yang ditutup
dengan aluminium foil selama satu hari sampai kristal terbentuk
15
dan mengering. Menyaring dengan kertas saring pada corong
untuk memisahkan filtrat dan resedunya. Resedu tersebut adalah
kristal yang terbentuk selanjutnya memilih kristal salah satu
kristal untuk dijadikan sebagai kristal tunggal besar. Mengukur
diameter kristal dimana diameter awalnya sebesar 0,2 cm
selanjutnya benimbang bobot kristal dimana diperoleh bobot
sebesar 0,0097 gr. Memanaskan kembali filtrat yang diperoleh
dengan suhu yang sama yaitu 50oC untuk menghilangkan
pengotor dari endapan kristal setelah itu memasukkan kristal
yang telah diikat dengan benang kedalam filtrat atau larutan
yang telah dipanaskan dan mendinginkan dalam termos dimana
termos ini digunakan agar kristal dalam suhu normal normal
yang bertujuan agar kristal tidak larut kembali. Mengamati
pertumbuhan kristal dimana diameter kristal bertambah dari 0,2
cm menjadi 0,6 cm dan bobot kristal bertambah dari 0,00097 gr
menjadi 0,0445 gr.
16
17
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini yaitu sintesis kristal tunggal
besar kalium alumunium sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O]
dilakukan dengan metode kondensasi atau pendinginan dilakukan
dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat
yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara
zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan.
Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai filtrat, sedangkan zat padat tetap
tinggal di atas saringan sebagai residu.
B. Saran
Saran dari percobaan ini adalah sebaiknya untuk
percobaan selanjutnya sintesis kristal tunggal menggunakan
Saran untuk percobaan selanjutnya sebaiknya digunakan kristal
tunggal besar kalsium tartrat Tetrahidrat [CaC4H4O6.4H2O] untuk
membandingkan dengan kristal tunggal besar kalium alumunium
sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O].
18
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta: Erlangga, 2005.
Gillis Nachtrieb, Oxtoby. Principles of Modern Chemistry. Terj. Suminar Setiati Achmadi. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga, 2003.
Sudaryatno S & Ning Utari. Mengenal Sifat-Sifat Material. Jakarta; Erlangga, 1999.
Thoifah dan Frida U. Ermawati. “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1-4.
“Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).
“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).
15
19
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Sintesis
Kristal Tunggal Besar KAl(SO4)2.12H2O” yang disusun oleh:
Nama : Riskayanti
Nim : 60500112028
Kelompok : IV (Empat)
telah diperiksa secara teliti oleh Asisten atau Koordinator asisten
dan dinyatakan diterima.
Samata, Mei
2014
Koordinator Asisten
Asisten
Nur Amalia P. Muh. Tasjiddin Teheni, S.Si
Mengetahui, Dosen Penanggung Jawab
Syamsidar HS, S.T., M.Si
20
NIP: 19760330 200912 2 002