Percobaan IV Tembaga (II) Amonium Berhidrat dan Tembaga (II) Tetraamin Sulfat Berhidrat

Selasa, 25 September 2012

TUJUAN
Mempelajari pembuatan tembaga (II) amonium sulfat berhidrat dan tembaga (II) tetra amin sulfat berhidrat

DASAR TEORI

Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu⁺mengalami disporpodionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti senyawa larutan Cu (I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai dalam keadaan bagaimana Cu (I) dan Cu (II) terbentuk, yaitu membuat (Cu⁺) cukup banyak pada larutan air, Cu²⁺ akan berada pada banyak jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu⁺).   Disporpodionasi ini akan menjadi sempurna. Dilain pihak jika Cu⁺dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap). Cu²⁺sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap (Petrucci, 1987 :350)

Tembaga (Cu) adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat. Tembaga melebur pada 1038⁰C. karena potensial elektroda standarnya positif (+0,34 V untuk pasangan Cu/ Cu²⁺), temabag tidak larut dalam asam klorida dan asam solfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia dapat larut sedikit. Asam nitrat yang sedang pekatnya (8M) dengan mudah melarutkan tembaga. (svehla, 1990 :229)

Tembaga membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1 dan +2, namun hanya tembaga (II) yang stabil dan mendominasi dalam larutannya. Dalam air, hamper semua garam tembaga (II) berwarna biru oleh karena warna ion kompleks koordinasi enam [Cu(H₂O)₆]²⁺. Reaaksi Ion Cu²⁺ dengan OH^- pada konsentrasi bergantung pada metodenya. Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan tembaga (II) sulfat (0,1 – 0,5 M) secara bertetes dengan kecepatan 1 ml/menit menyebabkan terjadinya endapan gelatin putih biru muda dari garam tembaga (II) hidroksida sulfat, bukan endapan Cu(OH)₂   (Sugiarto, 2003 : 569)

Senyawa tembaga bersifat diamagnetic. Tembaga sulit teroksidasi superficial dalam udara kadang menghasilkan lapisan warna hijau hidroksida karbonat dan hidrokso sulfat dan SO_2, di atmosfer tembaga mudah larut dalam asam nitrat dan asam sulfat dengan adanya oksigen. Kesetabilan relative kepro dan kepri di artikan dengan potensial Cu*=0,52 V dan Cu⁺=0,153 V. Kesetabilan Relatif tergantung pada sulfat anion dan ligan yang cukup beragam dengan pelarut/sifat fisik atom tetangganya dalam Kristal. Pelarutan tembaga hidroksida karbonat dan sebagainya dalam asam yang dihasilkan akuo hijau kebiruan yang ditulis [Cu(H₂O)₆]²⁺. Di antara berbagai Kristal hidratnya adalah sulfat biru CuSO₄.H₂Oyang paling lazim. CuSO₄.H₂O dapat di hidrasi  menjadi zat anhidrat yang berwarna putih. Penambahan ligan menyebabkan kompleks dengan pertukaran molekul air secara beurutan (Syukri, 1999 : 321).

ALAT DAN BAHAN
1. Alat

·                     Gelas Piala 25O ml

·                     Gelas ukur

·                     Corong

·                     Corong Buncher

·                     Batang pengaduk

·                     Kaca arloji

2. Bahan

·                     CuSO₄.5H₂O

·                     (NH4)₂SO₄

·                     NH₄OH

·                     Alkohol 95%

·                     Eter

·                     Aquadest

CARA KERJA 

1.     Tembaga (II) Ammonium Sulfat Hidrat

·                     Ditimbang masing-masing 5 gram CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄

·                     _{Dilarutkan dalam 12 ml air panas dalam gelas piala, kemudian ditutup dengan kaca arloji}

·                     _{Didinginkan, lalu disaringkristal yang terbentuk dan dikeringkan diudara terbukadiatas kertas                 saring}

·                     _{Di hitung Rendemen} 

2. Tembaga (II) tetra amin Sulfat Hidrat

·                     _{Ditimbang 6,25 gram CuSO4.5H2O, dan dihaluskan}

·                     _{Dilarutkan dengan 6 ml H2O DAN 10 ml NH4OH pekat}

·                     Ditambahkan 10 ml alcohol 95% sedikit demi sedikit

·                     Didiamkan sebentar, kemudian dinginkan dalam penangas es.

·                     Endapan disaring

·                     _{Endapan dicuci dengan campuran NH4OH pekat dengan alcohol}

·                     Kemudian dicuci dengan alcohol

·                     Endapan ditimbang, dihitung rendemen

HASIL PENGAMATAN

1. Pembuatan Tembaga (II) ammonium sulfat hidrat CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

    

No	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	Ditimbang CuSO4.5H2O dan     (NH4)2SO4	Massa CuSO4.5H2O = 5,00 gram; kristal berwarna biru muda       Masa (NH4)2SO4 = 5,00 gram; kristal berwarna putih
2.	Dilarutkan dalam 12 ml air panas
3.	Kristal disaring, dikeringkan, dan ditimbang	Warna kristal yang terbentuk = Biru Muda      Massa kristal yang terbentuk = 6,69  gram

2. Pembuatan Tembaga (II) tetra amin sulfat hidrat Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

No	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	Ditimbang CuSO4.5H2O	Massa CuSO4.5H2O = 6,25 gram
2.	Dilarutkan dalam H2O	Warna campuran = Biru Tua
3.	Ditambahkan NH4OH, kemudian ditambahkan sedikit demi sedikit alkohol	Warna larutan dan endapan = Biru Tua
4.	Endapan disaring; dicuci dengan campuran larutan NH4OH dan alkohol	Warna endapan yang disaring = Biru Tua pekat
5.	Endapan yang telah kering ditimbang	Massa endapan + ketras saring =  7,65 gram

PERHITUNGAN

1. Pembuatan Tembaga (II) ammonium sulfat hidrat CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

Diketahui :

M _{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}           = 6,69 gram

Massa CuSO₄.5H₂O               = Massa (NH₄)₂SO₄ = 5 gram

BM CuSO₄.5H₂O                   = 249,54 g/mol

BM (NH₄)₂SO₄                             = 132 g/mol

BM_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}          = 399,54 g/mol

Ditanya  : % rendemen...?

Penyelesaian :

Mol CuSO₄.5H₂O       = 5 g/ 249,54 g/mol = 0,02 mol

Mol (NH₄)₂SO₄           = 5 g/ 132 g/mol = 0,03 mol

CuSO₄.5H₂O   +    (NH₄)₂SO₄   →       CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

                      m :     0,02 mol                0,03 mol                           -

                      r   :    0,02 mol                 0,02 mol                         0,02 mol

                      s   :        -                          0,01 mol                         0,02 mol

massa_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}  = mol_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O} x BM_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}

= 0,02 mol x 399,54 g/mol             = 7,99 gram

% rendemen    = (6,69 gram / 7,99 gram) x 100 % = 83,73 %

2. Pembuatan Tembaga (II) tetra amin sulfat hidrat Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

Diketahui :

Massa Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O     = 7,65 gram

BM CuSO₄.5H₂O                   = 249,54 g/mol

BM Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O        =  321,54 g/mol

V NH₃ 15 N                            = 10 mL

Ditanya  : % rendemen...?

Penyelesaian  :

Mol CuSO₄.5H₂O                    = 6,25 g / 249,54 g/mol = 0,025 mol

Mol Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O         = 6,25 g / 321,54 g/mol = 0,015 mol

CuSO₄.5 H₂O    +       4NH₃      →        Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

                  m :     0,025 mol            0,015 mol                         -

                  r   :    0,025 mol             0,1 mol                        0,025 mol

                  s  :         -                       0,05 mol                       0,025 mol

Massa_{Cu(NH3)4SO4.6H2O}      = mol_{Cu(NH3)4SO4.6H2O} x BM_{Cu(NH3)4SO4.6H2O}

= 0,025 mol x 321,54 g/mol        = 8,038 gram

% rendemen = (7,65 gram / 8,038 gram) x 100 % = 95,17 %

PEMBAHASAN

         Pada pembahasan kali ini akan membahas tentang percobaan pembuatan tembaga (II) amonium sulfat berhidrat dan tembaga (II) tetra amin sulfat berhidrat. Percobaan diawali dengan persiapan alat dan bahan-bahan yang aka digunakan, seperti gelas piala, gelas ukur, corong, dan batang pengaduk. Dalam pembuatan tembaga amonium, yang dilakukan pertama kali adalah menimbang massa CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO_{4 sebanyak 5 gram. Tempatkan dalam cawan arloji. Kemudian disiapkan air panas sebanyak 12 ml yang ditempatkan pada gelas piala, lalu masukkan campuran tembaga (II) amonium sulfat berhidrat kedalam air yang sudah dipanaskan tersebut. Diaduk dan dilarutkan dengan batang pengaduk secara perlahan hingga larut.   Pembuatan garam rangkap tembaga (II) ammonium sulfat, dengan melarutkan kristal} CuSO₄.5H₂O _{dan Kristal (NH4)2SO4 dalam aquadest menghasilkan larutan yang berwarna biru muda. Selanjutnya larutan tersebut ditutup dengan cawan arloji sampai agak dingin. Kemudian setelah disiapkan kertas saring, larutan tadi disaring hingga yang tersisa hanya kristal atau endapannya saja. Ditunggu hingga kristal benar-benar terpisah dari larutan, dan setelah benar-benar kering, kristal tersebut ditimbang. Menurut hasil pengamatan, didapat bahwa hasil kristal yang telah ditimbang adalah sebanyak 6,69 gram.} 

_{Reaksi yang terjadi adalah :}

      CuSO₄.5H₂O + (NH₄)₂SO4 + H₂O à CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O (Kristal biru muda)

Dari hasil reaksi di atas terlihat bahwa terbentuk garam Tembaga (II) ammonium sulfat, CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O yang merupakan garam rangkap, karena garam rangkap dibentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam itu memiliki struktur sendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya. 

         _{Selanjutnya adalah tentang pembuatan} tembaga (II) tetra amin sulfat hidrat. Cara kerja yang dilakukan hampir sama dengan pembuatan tembaga (II) amonium sulfat berhidrat, pada pembuatantembaga (II) tetra amin sulfat hidrat, bahan yang digunakan juga sama, perbedaan hanya terletak pada penambahan 6 ml air. Pada pembuatan garam ini, larutan ammonia berfungsi sebagai penyedia ligan, dengan kristal CuSO4.5H2O yang berfungsi sebagai penyedia atom pusat. Lalu ditambahkan pula 10 ml alkohol 95% sediikit demi sedikit, kemudian didiamkan sebentar. Pada saat didiamkan, siapkan juga gelas piala yang berisi air dengan es batu sehingga sehingga berguna untuk pendingin larutan tembaga tersebut. Larutan tadi selanjutnya di saring dengan kertas saring yang kemudian kristal-kristal hasil saringan tadi dicuci kembali dengan menggunakan amoniak pekat dan alkohol. Fungsi alkohol yaitu mencegah terjadinya penguapan pada ammonia, karena apabila ammonia menguap, maka ligan akan habis sebab ammonia merupakanpenyedia ligan. Setelah endapan kristal tersebut didiamkan selama sehari semalam, kemudian ditimbang, dan menurut hasil pengamatan endapan kristal yang terbentuk adalah sebanyak 7,65 gram, lebih banyak daripada endapan kristal hasil percobaan pembuatan tembaga (II) amonium sulfat berhidrat. 

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

4NH₄OH + CuSO₄.5H₂O + H₂O à Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O + 8H₂O

Dari reaksi di atas terlihat bahwa terbentuk garam Tembaga (II) tetra amin sulfat hidrat, Cu(NH₃)₄SO₄.H₂O, kristal berwarna biru tua.

Fungsi reagen :

·                     CuSO₄.5H₂O sebagai bahan baku atau bahan utama dalam pembuatan garam Cu(NH₄)₃SO₄.2H₂O dan Cu(NH₄)₂(SO₄)₂.6H₂O yaitu sebagai penyedia atom pusat Cu²⁺ yang berikatan dengan ligan.

·                     (NH₄)₂SO₄ sebagai ligan yang berikatan dengan Cu²⁺ dan mendesak molekul air

·                     NH₄OH sebagai ligan yang mendesak molekul air lalu berikatan dengan Cu²⁺

·                     Etanol 70% untuk memekatkan larutan sehingga memicu endapan cepat terbentuk

·                     H₂O panas untuk melarutkan, agar kelarutan bertambah digunakan H₂O panas agar kelarutan bertambah

KESIMPULAN

·                     Rendemen (masa endapan) dari kristal Tembaga (II) Ammonium Sulfat Berhidrat adalah 6,69 gram dan rendemen (Masa Endapan) dari kristal Tembaga (II) Tetra Amin Sulfat Berhidrat adalah  7,65 gram.

·                     Karakteristik kristal Tembaga (II) Ammonium Sulfat Berhidrat adalah berwarna biru muda dan tidak higroskopis.  Karakteristik kristal Tembaga (II) Tetra Amin Sulfat Berhidrat berwarna biru tua.

DAFTAR  PUSTAKA
Muliyono. 2005. Kamus Kimia. Bandung : Bumi AksaraWilkinson.
Cotton. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI- Press.

LAMPIRAN

1. Apa tujuan pencucian dengan menggunakan eter?

Pencucian endapan kristal pada pembuatan garam kompleks bertujuan untuk melarutkan alkohol maupun senyawa organik yang masih terkandung dalam kristal garam.

2. Apa jenis garam yang dihasilkan dari percobaan ini ?

Garam yang dihasilkan dalam percobaan ini ada dua jenis :

Pertama garam rangkap (sederhana) yaitu garam tembaga (II) ammonium sulfat hidrat CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O.
Kedua garam kompleks yaitu garam tembaga (II) tetra amin sulfat berhidrat Cu(NH₃)₄SO₄.5H₂O.

      3. Bedakan antara garam kompleks dengan garam sederhana?

Garam kompleks adalah garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks.

Garam sederhana (rangkap) adalah Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu.