PEMBUATAN GARAM KOMPLEKS DAN GARAM RANGKAP

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

PERCOBAAN VI

PEMBUATAN GARAM KOMPLEKS DAN GARAM RANGKAP

                                                                             

OLEH:

NAMA                                        : ROSIDA

STAMBUK                                 : A1C4 14035

KELOMPOK                                       : I V A

ASISTEN PEMBIMBING        : LM. ZULFAHRIN UZ, S.Pd

LABORATORIUM JURUSAN PENDIDIKAN 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. Atom atau molekul penyusun kristal 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 (Day & Underwood, 1999). Garam merupakan salah satu zat padat yang berbentuk kristal.  

Suatu garam yang terbentuk melalui  kristalisasi dari 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. Garam kompleks ini berbeda dengan garam rangkap. Garam rangkap terbentuk dari dua garam yang mengkristal secara bersama-sama dalam perbandingan molekul tertentu. Garam-garam ini memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya.

Garam rangkap memiliki struktur molekul lebih panjang dibandingkan dengan struktur garam kompleks. Larutan garam rangkap merupakan campuran berupa ion sederhana yang akan mengion bila dilarutkan lagi. Jelas berbeda dengan garam kompleks yang menghasilkan ion kompleks apabila dalam bentuk larutan.  

Salah satu contoh garam rangkap yaitu FeSO₄(NH₄)SO₄.6H_2­­O dan K₂SO₄Al₂(SO₄)₃.24H₂O. Garam ini dalam larutannya merupakan campuran rupa-rupa ion sederhana yang akan mengion jika dilarutkan lagi. Jadi, jelas berbeda dengan garam kompleks yang menghasilkan ion-ion kompleks dalam larutan. Semua garam-garam tersebut terbentuk melalui pencampuran (larutan pekat panas dari komponen sulfat), lalu didinginkan. Kristal-kristal alumi, yang mengendap akibat kelarutannya rendah dalam air dingin, dapat dimurnikan lewat kristalisasi karena kelarutannya meningkat secara mencolok dengan meningkatnya suhu. Kristal-kristalnya biasanya berbentuk octahedral (Day & Underwood, 1999).

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dilakukan percobaan pembuatan garam rangkap dan garam kompleks.

B.       Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini yaitu memahami dan mempelajari sifat dan pembuatan garam rangkap kupri 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.      Senyawa Kompleks

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang terbentuk dari ion logam yang berikatan dengan ligan secara kovalen koordinasi. Ikatan koordinasi merupakan ikatan kovalen dimana ligan memberikan sepasang elektronnya pada ion logam untuk berikatan. Ikatan tersebut terjadi ketika ion logam yang menjadi atom pusat, menyediakan orbital kosong bagi pasangan elektron ligan untuk berkoordinasi (Elmila & Martak, 2010).

Ion logam-logam transisi membentuk kompleks koordinasi dalam larutan atau dalam zat padat terdiri dari ion logam yang dikelilingi oleh kelompok anion atau molekul netral yang disebut dengan ligan. Interaksi ini melibatkan pembagian pasangan elektron bebas ion logam dan molekul ligan yang memberikan ikatan kovalen parsial dengan ligan tersebut. Ion kompleks tersebut memiliki warna gelap, bila direaksikan dengan ammonia kristal putih kehijauan CuSO₄ menjadi kristal padat biru tua dengan rumus kimia Cu(NH₃)₄SO₄. Anion-anion dalam zat padat masih merupakan ion sulfat, tetapi kation-kationnya adalah ion kompleks atau kompleks koordinasi dengan ion pusat Cu­­­²⁺ dengan empat molekul ammonia (Oxtoby, 1986).

B.       Ion Ammonium

Ion-ion ammonium diturunkan dari amonia dan ion hidrogen. Ciri-ciri ion amonia serupa dengan ion logam-logam alkali. Amonia amalgam dapat dibuat dengan elektrolisis memakai katode dari merkurium. Amonia amalgam ini memiliki sifat serupa dengan amalgam dari natrium dan kalium. Garam-garam amonium adalah senyawa-senyawa yang larut dalam air, dengan membentuk larutan yang tak berwarna (Setiono dan Pudjaatmaka, 1985).

Ion ammoniuum (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, esofagus, dan perut. Ion (NH₄⁺) dalam darah merupakan indikator kuat dari ketidaknormalan homositas nitrogen yang menunjukan kerusakan hati (Ling dkk, 2011).

“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).

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 yang merupakan pestisida yang secara spesifik membunuh atau menghambat cendawan akibat penyakit, reagen analisa kimia, sintesis senyawa organik, pelapisan anti fokling pada kapal, sebagai kabel tembaga, elektromagnet, papan sirkuit, solder bebas timbal, dan magneton dalam oven microwave. Kristal CuSO₄.5H₂O berupa padatan kristal biru ini dapat dibuat dengan 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).

Cu(I) maupun Cu(II) adalah spesies ion stabil dalam larutan netral dan larutan alkali tanpa agen pengompleks NH₃ atau CN^-, denga penambahan ammonia berlebih, tembaga dapat membentuk ion yang stabil sebagai Cu(NH₃)₂⁺ and Cu(NH₃)₄²⁺. Bilangan 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, dimana Cu(NH₃)₂⁺  berperan sebagai agen pengoksidasi. Potensial oksidasi reduksi Cu(I)/Cu lebih besar dari hidrogen, dimana Cu(I) dapat direduksi menjadi logam tembaga (Koyama, et all, 2006).

 “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 all, 2006).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A.      Waktu dan Tenpat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 8 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 15 M dimasukkan dan diencerkan dengan 2,5 mL aquades dalam cawan penguapan.

b.    Ditimbang 2,495 gram CuSO₄.5H₂O dan ditambahkan kristal tersebut kedalam ammonia serta diaduk 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 15 M, 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 5 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

Tabel 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 bening
3.	Kristal disaring menggunakan corong buchner	Krital terpisah dari larutan
4.	Kristal dikeringkan dalam pemanas	Kristal terpisah dari sisa larutan
5.	Kristal ditimbang	1,3653 gram

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

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

No.	Perlakuan	Pengamatan
1.	4 mL NH3 15 M + 3 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	2,275  gram

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

Tabel 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

1.      Garam rangkap

Berat kertas                            = 0,8947 gram

Berat kertas + garam              = 2,275 gram

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

                                                            = 2,26 – 0,8947

= 1,3653 gram

Massa CuSO₄.5H₂O               = 2,495 gram

Mr CuSO₄.5H₂O                    = 249,5 gram

Mol CuSO₄.5H₂O                  =  =  = 0,01

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% = 34,17 %

2.      Garam kompleks

Berat kertas                            = 0,8947 gram

Berat kertas + garam              = 3,17 gram

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

= 3,17 – 0,8947 = 2,275 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% = 92,6%

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

B.       Pembahasan

Pembuatan garam kompleks dan garam rangkap dilakukan untuk menghasilkan suatu garam kompleks dengan tembaga dan ammonia pekat sebagai bahan utamanya untuk membentuk suatu garam baru yang disebut tetraammin tembaga (II) sulfat monohidrat. Sedangkan garam rangkap dengan tembaga dan ammonium sulfat sebagai bahan utamanya untuk membentuk suatu garam baru yang disebut ammonium tembaga (II) sulfat heksahidat. Perubahan warna yang terjadi dalam larutan garam kompleks dipengaruhi karena adanya campuran dari ammonia.

Percobaan pertama pada praktikum ini adalah pembuatan garam kompleks yang merupakan suatu garam yang terbentuk karena ion atom pusat dan ligan saling mengkompleks sehingga membentuk senyawa kompleks yang merupakan senyawa berwarna. Garam kompleks yang akan dibuat dihasilkan dari mereaksikan antara garam CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru dengan larutan NH₃ berwarna bening yang telah diencerkan dengan aquades. Dari campuran kedua bahan ini dihasilkan larutan berwarna biru terang. Reaksi antara senyawa-senyawa ini menyebabkan timbulnya gas yang menyengat. Bau menyengat tersebut berasal dari larutan amoniak pekat. Larutan tersebut kemudian ditetesi dengan hati-hati menggunakan etanol melalui dinding gelas kimia. Penetesan etanol melalui dinding gelas kimia tersebut dimaksudkan agar etanol tersebut benar-benar berada pada permukaan dan tidak menyebabkan terjadinya pengadukan pada campuran.

Etanol adalah pelarut yang baik untuk senyawa ionik karena tetapan dielektrik rendah dan mengurangi energi solvasi ion-ion. Etanol tergolong sebagai pelarut yang volatil atau mudah menguap, sama halnya dengan sifat alkohol lainnya. Oleh karena itu, pada percobaan ini setelah penambahan etanol langsung dilakukan penutupan gelas kimia yang digunakan sebagai wadah dalam mereaksikan larutan tersebut dengan menggunakan alumunium foil untuk mengurangi penguapan selama proses pembentukkan kristal. Penambahan  etanol mengahasilkan warna ungu pada larutan. Proses pembentukan kristal garam kompleks ini sangat lambat sehingga larutan ini didiamkan selama semalam dengan tujuan agar pembentukkan kristal dapat terjadi secara lebih sempurna.

Endapan berupa kristal Cu(NH₃)₄SO_4.H₂O yang terbentuk kemudian disaring sehingga diperoleh kristal yang berwarna biru bening, warna biru berasal dari Cu²⁺. Berat kristal Cu(NH₃)₄SO_4.H₂O yang terbentuk memiliki massa 2,275 gram. Bila dibandingkan dengan massa teoritis kristal sebesar 2,495 gram, maka diperoleh rendamen kristal Cu(NH₃)₄SO_4.H₂O sebesar 92,6 %. Hasil ini menunjukkan bahwa kristal CuSO₄.5H₂O yang digunakkan sebagai bahan baku pembuatan garam ini hampir seluruhnya membentuk garam kompleks.

Percobaan selanjutnya yaitu garam rangkap, yang dibuat pada percobaan ini adalah ammonium tembaga (II) sulfat heksahidrat yang terbentuk dari campuran garam sulfat dari tembaga (II) dan ammonium. Warna dari CuSO₄.5H₂O adalah biru dan (NH₄)₂SO₄ adalah putih.  Pencampuran dari kedua senyawa tersebut menghasilkan larutan yang berwarna  biru tua. Warna biru berasal dari Cu²⁺. Setelah dibiarkan dalam 1 malam garam mulai terbentuk. Garam rangkap yang di hasilkan berupa kristal berwarna biru bening dengan berat 1,3653 gram. Warna biru dari kristal tersebut menunjukan bahwa adanya ion Cu yang terikat dalam garam tersebut. Persen rendemen yang diperoleh dalam pembuatan garam ini adalah 34,17 %. Persen rendemen merupakan nilai perbandingan antara teori dan hasil praktek. Kecilnya nilai rendemen ini menunjukkan bahwa dalam percobaan ini ada kesalahan berupa ketidaktelitian praktikan dalam menimbang dan adanya kemungkinan bahan baku (CuSO₄.5H₂O) yang digunakan tidak murni lagi.

BAB V

 PENUTUP

A.      Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan pada percobaan ini, maka dapat disimpulkan bahwa proses pembuatan garam rangkap Cu(SO₄)₂(NH₄)₂6H₂O terbentuk dari  CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄. Kristal garam kupriammonium sulfat berupa kristal monoklin berwarna biru bening seberat 1,3653 gram dengan % rendemen sebesar 34,17%. Garam kompleks Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O terbentuk dari reaksi antara CuSO₄.5H₂O dan NH₃. Kristal garam kompleks sebesar 2,275 gram dengan % rendemen sebesar 92,6 %.

B.       Saran

Saran dalam praktikum ini sebaiknya praktikan mengasa ketelitian saat melakukan penimbangan zat dan diharapkan pula pengontrolan terhadap kelayakan bahan-bahan yang digunakan saat praktikum. Selain itu, praktikan diharapkan memiliki pemahaman terkait apa yang akan dipraktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Day & Underwood. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima. Erlangga.  Jakarta.

Elmila, Izza & Fahimah Martak. 2011. “Peningkatan Sifat Magnetik Kompleks Polimer Oksalat [N(C₄H₉)₄][MnCr(C₂O₄)₃] dengan Menggunakan Kation Organik Tetrabutil Amonium”. Jurnal Prosiding Skripsi Kimia FMIPA. SK-091304.

Fitrony., Rizqy F., Lailatul Q., dan Mahfud. 2013. Pembuatan Kristal Tembaga Sulfat Pentahidrat (CuSO₄.5H₂O) dari Tembaga Bekas Kumparan. Jurnal Teknik Pomits 2(1).

Koyama, K., Mikiya T., and Jae-chun Lee. 2006. Copper Leaching Behavior from Waste Printed Circuit Board in Ammoniacal Alkaline Solution. Materials Transactions 47(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).

Oxtoby, David W., H. P. Gillis dan Norman H. Nachtrieb.1986. Prinsip-prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid I. Erlangga: Jakarta.

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