Laporan Resmi Praktikum Kimia Koordinasi
“PEMBUATAN GARAM KOMPLEKS DAN GARAM RANGKAP”
Nama / NIM : Muhamad. Syaiful Ampri.(652015011)
Judul : Pembuatan Garam Kompleks dan Garam Rangkap Tanggal Praktikum : 16 Februari 2017
Landasan teori
Pembentukan senyawa kompleks koordinasi ialah perpindahan satu atau lebih pasangan elektron dari ligan ke ion logam, maka ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion logam sebagai penerima elektron. Akibat dari perpindahan kerapatan elektron ini, pasangan elektron jadi milik bersama antara ion logam dan ligan, sehingga terbentuk ikatan pemberi-penerima elektron. Keadaan-keadaan antara mungkin saja terjadi. Namun, jika pasangan elektron itu terikat kuat, maka ikatan kovalen sejati dapat terbentuk. Proses pembentukan ikatan antara pemberi-penerima elektron tersebut dapat dituliskan dengan persamaan :
M + :L ↔ M:L
Dimana M = ion logam, dan L = ligan yang memiliki pasangan elektron (rivai, 1995).
Senyawa koordinasi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kompleks netral dan ion yang dalam hal ini paling sedikit satu dari ion tersebut harus merupakan ion kompleks. Salah satu karakteristik karakteristik senyawa kompleks ialah bahwa ion kompleks atau kompleks netral yang menyusun senyawa tersebut masih seringkali mempertahankan identitasnya dalam larutan. Meskipun dapat terjadi disosiasi parsial. Misalnya senyawa yang semula ditulis 2 KBr.HgBr2 sebetulnya mengandung ion tetrahedral [HgBr4]2- dalam
padatan Kristal dan ion ini tetap mempertahankan keutuhannya jika dimasukkan dalam larutan dan harga disosiasi menjadi kecil (Day dan Selbin, 1993).
kompleks ialah Cu(SO4)2(NH4)2. Garam rangkap akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya ketika dilarutkan. Contoh lain dari garam kompleks yakni [Co(NH3)6]Cl3 atau CoCl3.6NH3 yang berfungsi sebagai ligan ialah NH3 sedangkan Cl ialah diluar daerah koordinasi (sukardjo, 1985).
Tujuan
1. Mempelajari pembuatan dan sifat-sifat garam rangkap kupri ammonium sulfat dan garam kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat monohidrat.
2. Menentukan %yeld garam rangkap kupri ammonium sulfat.
3. Menentukan %yeld garam kompleks tetraammincopper(II) sulfat monohidrat.
Alat dan Bahan
a. Alat-alat yang diperlukan
- 3 buah tabung reaksi besar dan kecil - 1 buah gelas ukur 50 mL
a. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat, CuSO4•(NH3)2SO4.6H2O
1. Dilarutkan 0,02 mol CuSO4•5H2O (249,5 g/mol) dan 0,02 mol ammonium sulfat,
(NH3)2SO4 (132g/mol) dengan 10 mL aquades didalam beaker glass 100 mL.
dipanaskan secara pelan-pelan sampai semua garam larut sempurna.
2. Dibiarkan larutan tersebut menjadi dingin pada temperatur kamar sampai terbentuk kristal. Apabila dibiarkan selama 1 malam maka akan diperoleh Kristal yang banyak.
4. Dikeringkan Kristal dalam kertas saring. Kristal yang diperoleh berbentuk monoklin (tidak perlu dibuktikan).
5. Ditimbanglah Kristal yang dihasilkan dan dicatat jumlah mol reaktan dan mol Kristal hasil. Kemudian dihitung persen hasilnya.
b. Pembuatan garam kompleks tetraammincopper(II) sulfat monohidrat, Cu(NH3)4SO4•5H2O
1. Ditempatkan 8 mL larutan ammonia 15 M dan diencerkan dengan 5 mL aquades dalam cawan penguapan.
2. Ditimbang 0,02 mol CuSO4•5H2O yang berbentuk powder. Ditambahkan Kristal
itu ke dalam larutan ammonia dan diaduk sampai semua kristal larut.
3. Ditambahkan 8 mL etil alcohol secara pelan-pelan melalui dinding beaker sehingga larutan tertutupi oleh alcohol. Jangan diaduk atau digoyang. Ditutup dengan gelas arloji dan biarkan selama 1 malam.
4. Setelah didiamkan satu malam, diaduk pelan-pelan untuk mengendapkan secara sempurna. Dipisahkan kristal yang terbentuk dengan didekantir. Dipindahkan kristal ke dalam kertas saring dan dicuci dengan 3-5 mL campuran larutan ammonia 15 M dengan etil alcohol yang perbandingan volumenya sama.
5. Dicuci sekali lagi kristal dalam corong dengan 5 mL etil alcohol dan disaring dengan pompa vakum.
6. Ditimbang kristal kering yang dihasilkan dan tentukan berapa mol ammonia yang diperlukan.
c. Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks
1. Ditempatkan sedikit (kira-kira 1 mL) Kristal kupri sulfat anhidrit didalam tabung reaksi kecil kering. Dicatat perubahan warna yang terjadi apabila 2 atau 3 mL aquades ditambahkan. Kemudian ditambahkan larutan 6 M ammonia tetes demi tetes sampai 5 mL. dicatat apa yang saudara amati!
2. Dilarutkan sedikit garam rangkap hasil percobaan bagian a dalam kira-kira 5 mL aquades dalam tabung reaksi besar. Dilakukan pula terhadap garam kompleks hasil percobaan bagian b. dibandingkan warna larutan. Jenis ion apa yang menyebabkan adanya perbedaan warna. Diencerkan setiap larutan dengan kira-kira 20 mL aquades dan dicatat perubahan warnanya.
Hasil pengamatan
a. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat, CuSO4•(NH3)2SO4.6H2O
Massa kertas saring + cawan petri = 28,79 gram
Massa kertas saring + cawan petri + sempel = 45,65 gram Massa sempel = 6,87 gram
b. Pembuatan garam kompleks tetraammincopper(II) sulfat monohidrat, Cu(NH3)4SO4•5H2O.
Massa kertas saring + cawan petri = 39,30 gram
Massa kertas saring + cawan petri + sempel = 43,55 gram Massa sempel = 4,25 gram
Mol NH3 = ρ = m
v =0,88 gram/mol m = ρ x v = 0,88 x 13= 11,44 gram
Berat amonia yang dipakai = 0,32 x 11,4 = 3,66 gram
Mol NM3 = 3,66
Massa [Cu(NH3)4]SO4 = 0,02 x 317,8 = 6,36 gram
% yield = 4,25
c. Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks.
Kristal kupri anhidit + 3ml aquades larutan berwarna biru muda bening dan endapan Berwarna biru muda.
+ larutan amonia 6M tetes demi tetes larutan berwana biru tua Dan ada endapan.
Sempel a + 5ml aquades larutan biru bening (biru muda ++) Biru muda +
Sempel b + 5ml aquades larutan berwarna biru keruh(toska ++) dan ada endapan biru muda (+) dan ada endapan.
Setelah dipanaskan.
Sempel a dipanaskan tidak bau
Sempel b dipanaskan bau tajam (amonia) dan warna coklat.
Pembahasan
Percobaan ini adalah mengenai pembuatan garam rangkap dan garam kompleks. Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, prosesnya disebut netralisasi dimana sejumlah asam dan basa murni yang ekivalen dicampur dan larutannya diuapkan sehingga akan tertinggal suatu kristal yang tidak memiliki ciri-ciri khas suatu asam atau basa (Vogel, 1990). Garam rangkap dibentuk jika dua garam mengkristal bersamaan dalam perbandingan mol tertentu, dan dalam larutan garam rangkap akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya (Rivai, 1995). Garam-garam yang memiliki ikatan koordinasi (garam-garam yang dapat membentuk ion-ion, salah satunya ialah ion kompleks disebut garam kompleks) (Sukardjo, 1985).
Percobaan yang pertama adalah Dilarutkan 0,02 mol CuSO4•5H2O (249,5 g/mol) dan
0,02 mol ammonium sulfat, (NH3)2SO4 (132g/mol). Ammonium sulfat dan CuSO4•5H2O
selanjutnya dilarutkan dalam 10 ml aquades dan dipanaskan pelan-pelan sehingga menghasilkan larutan yang berwarna biru. Garam ammonium sulfat merupakan garam yang kristal stabil dari ion NH4+ tetrahedral yang kebanyakan larut dalam air. Garam dari
asam kuatnya terionisasi sebelumnya dan larutannya sedikit bersifat asam, reaksi yang terjadi :
NH4+ + H2O NH3 + H3O+ (Vogel, 1990)
kamar dan didiamkan selama satu malam. Pendinginan dilakukan untuk mempercepat pembentukan atau pengendapan garam kupri ammonium sulfat, dilakukan selama satu malam karena kompleks Cu membutuhkan waktu yang lama dalam penggantian ligannya. Endapan terlihat pada gambar di atas dimana endapan ini adalah merupakan garam kupri ammonium sulfat. Larutan ammonia jika ditambahkan pada larutan tembaga (II) sulfat dalam jumlah yang sedikit akan menghasilkan endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa) dengan reaksi :
CuSO4 .5H2O + 2 (NH4)2SO4 Cu (NH3)4 (SO4)3
Jika reagensia yang diberikan berlebihan maka endapan dapat larut kembali dan warna menjadi biru tua, yang disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraamino kuprat (II).
Cu(OH)2.CuSO4 + 8NH3 2 [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH- (Vogel,1990).
Endapan kristal disaring dengan menggunakan kertas saring untuk memisahkan kristal dari filtratnya, lalu dikeringkan di dalam oven agar sisa larutan dalam kristal hilang. Kristal yang telah kering ditimbang dan beratnya 6,87 gram. %yeld yang dihasilkan adalah 86,1 % yang berarti garam ammonium sulfat dari hasil reaksi terbentuk sebanyak 86%. Kristal yang dihasilkan berwarna biru muda. Zat yang menyerap warna pada panjang gelombang tertentu dari sinar tampak, maka zat itu akan meneruskan warna komplementer yang nampak pada mata kita. CuSO4 anhidrat berwarna biru karena menyerap sinar inframerah, CuSO4. 5H2O biru karena menyerap warna kuning, Cu(OH)2(NH3) 4]2+ berwarna biru karena menyerap warna hijau kekuningan (Soekardjo,
1985). Warna biru yang terjadi disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraamin tembaga(II) [Cu(NH3) 4]2+. Struktur dari garam rangkap kupri ammonium sulfat ini
adalah.
SO4
SO4 Cu SO4
NH3 NH3
SO4
(Cotton dan Wilkinson,1989)
Sebenarnya ada dua molekul H2O dalam kompleks tersebut, namun jaraknya terhadap ion pusat sangat jauh disbanding dengan tempat NH3 yang ada. Garis putus-putus yang menghubungkan SO4 dengan Cu merupakan valensi primer dimana SO4 ada diluar daerah koordinasi sehingga mudah putus dan terbentuk ion [Cu(NH3) 4]2+. Hal ini
menunjukan bahwa garam rangkap jika dilarutkan dalam air akan terionisasi (Soekardjo, 1985).
Percobaan kedua adalah Pembuatan garam kompleks tetraammincopper(II) sulfat monohidrat, Cu(NH3)4SO4•5H2O. Ditimbang 0,02 mol CuSO4•5H2O yang berbentuk
powder, lalu dilarutkan dalam 8 mL larutan ammonia 15 M dan diencerkan dengan 5 mL aquades dalam cawan penguapan yang dilakukan dalam ruang asam, karena ammonium yang digunakan memiliki konsentrasi 8,5 M dan mudah menguap. Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua. Ammonia 8,5 M bertindak sebagai ligan yang akan menggantikan ligan pergi (H2O). Ligan NH3 lebih kuat daripada H2O sehingga akan lebih mudah bagi NH3 untuk menggantikan H2O (Soekardjo, 1985).
terdapat dalam endapan karena molekul pelarut ammonia akan menarik molekul-molekul ammonia sisa yang mungkin tidak bereaksi, sedangkan etil alkohol akan menarik molekul etil alkohol yang sebelumnya ditambahkan. Pencucian dilakukan lagi menggunakan etanol 5 ml untuk mencegah terjadinya ionisasi,karena jika ditambahkan dengan aquades garam akan terionisasi menjadi ion-ion penyusunnya (Khopkar,2003).
Endapan dikeringkan didalam oven agar terbebas dari filtratnya,lalu ditimbang dan beratnya sebesar 4,25 gram. Gambar dari Kristal yang sudah kering adalah sebagai berikut
Kristal yang dihasilkan berwarna ungu yang merupakan Kristal dari garam kompleks tetraamincopper(II)sulfat. Kristal ungu merupakan warna kompleks dengan
bentuk planar segitiga. Rendemen Kristal yang terbentuk dihitung,%yeld yang dihasilkan
adalah 66,8%.
Percobaan terakhir adalah perbandingan sifat garam tunggal dengan garam rangkap dan garam kompleks,sedikit Kristal kupri sulfat anhidrit dilarutkan dalam 3 ml aquades menghasilkan larutan berwarna biru muda bening dan endapan biru muda.Reaksi yang terjadi pada garam tunggal adalah sebagai berikut
CuSO4 + 4H2O (Cu(OH)4)2+ + SO42- (Vogel.1990)
Larutan ini merupaka garam tunggal Cu(II) yang memiliki warna biru baik dalam
bentuk hidrat, padat maupun dalam larutan air, warna ini khas untuk ion tetra akuokuprat(II) (Vogel, 1990). Lalu larutan ditambah larutan amonia 6 M tetes demi tetes maka larutan barubah menjadi berwarna biru tua dan ada endapan hal ini karena Ammonia bertindak sebagai ligan yang akan menggantikan ligan pergi (H2O). Ligan NH3 lebih kuat daripada
H2O sehingga akan lebih mudah bagi NH3 untuk menggantikan H2O.
Larutan pada garam rangkap berwarna biru muda (++) dan diencerkan dengan 20 ml aquades
hasilnya menjadi biru muda (+) namun kurang pekat daripada garam tunggal, sedangkan garam kompleks larutannya berwarna ungu atau biru keruh. Namun setelah diencerkan dengan 20ml aquades berubah menjadi menjadi biru muda (+) dan terdapat endapan. Perbedaan warna sebelum diencerkan dengan 20ml ini terjadi pada garam-garam tersebut
karena adanya perbedaan penyerapan sinar tampak dengan panjang gelombang yang berbeda pula. Warna yang terlihat merupakan merupakan warna komplementer yang diteruskan dari warna yang diserap (Soekardjo,1985).
Perlakuan selanjutnya adalah memanaskan larutan garam rangkap dan garam kompleks dengan pelan-pelan. Larutan garam rangkap tidak mengalami perubahan warna setelah pemanasan sedangkan larutan garam kompleks berwarna coklat dengan endapan coklat. Perubahan warna yang tidak terjadi pada larutan garam rangkap disebabkan pemanasan member kenaikan energy level pada splitting dari orbital d pada logam Cu. Sehingga jarak dari orbital eg ke t2g menjadi lebik jauh sehingga eksitasi elektron agak sulit dan tidak terjadi perubahan warna yang berarti. Reaksi yang terjadi saat garam rangkap dilarutkan dalam 5 ml akuades adalah :
Cu (NH3)4 (SO4)3 cu 2+ + 3SO4 2- + 4 NH3
(Vogel, 1990)
Warna coklat pada larutan garam kompleks disebabkan oleh terbentuk endapan hitam yang relative banyak. Endapan hitam berasal dari cu(II) yang teroksidasi menjadi cu(III) karena adanya pemanasan dan membebaskan gas SO2 yang mudah dikenali dari bau yang seperti telur busuk dan mirip bau amonia . Hali inilah yang membedakan garam kompleks dengan garam rangkap. Garam kompleks yang dilarutkan dalam air dan tidak meembentuk ion-ionya namun menjadi ion-ion kompleknya. Reaksi yang terjadi adalah :
Cu (NH3)4 SO4 + 2H2O [ Cu (OH2) 2( NH3)4] 2+ + SO4
Jawab Pertanyaan
1. ion tetra akuokuprat(II) = (Cu(OH)4)2+
2. Cu(H2O)42+, Cu(NH3)42+, SO4
2-3. [ Cu (OH2) 2( NH3)4] 2+ dan SO4 2- . Namun setelah diencerkan aquades berlebih
berubah menjadi menjadi biru muda (+) dan terdapat endapan. Perbedaan warna sebelum diencerkan dengan 20ml ini terjadi pada garam-garam tersebut karena adanya perbedaan penyerapan sinar tampak dengan panjang gelombang yang berbeda pula.
4. Larutan garam rangkap tidak mengalami perubahan warna setelah pemanasan sedangkan larutan garam kompleks berwarna coklat dengan endapan coklat. Perubahan warna yang tidak terjadi pada larutan garam rangkap disebabkan pemanasan member kenaikan energy level pada splitting dari orbital d pada logam Cu. Sehingga jarak dari orbital eg ke t2g menjadi lebik jauh sehingga eksitasi elektron agak sulit dan tidak terjadi perubahan warna yang berarti. Sedangkan Warna coklat pada larutan garam kompleks disebabkan oleh terbentuk endapan hitam yang relative banyak. Endapan hitam berasal dari cu(II) yang teroksidasi menjadi cu(III) karena adanya pemanasan dan membebaskan gas SO2 yang mudah dikenali dari bau yang seperti telur busuk dan mirip bau amonia.
5. Berdasarkan hasil percobaan di atas, sebutkan jenis-jenis komponen penyusun Kristal garam berikut ini :
a. Kupri sulfat (anhidrit) Cu SO4 = Cu,S,O
b. Kupri sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O) =(Cu,S,O,H),
c. Kupri ammonium sulfat heksahidrat CuSO4(NH4)2SO4.6H2O = Cu,S,O,N,H
d. Tetrammintembaga(II)sulfatmonohidrat Cu(NH3)4SO4.5H2O=Cu,N,H,O,S
Kesimpulan
1. Sifat dari garam kompleks yakni jika dilarutkan dalam air akan terurai menjadi kompleks dan ionnya, sedangkan sifat garam rangkap jika dilarutkan dalam air akan terionisasi menjadi ion- ion pembentuknya.
2. %yeld garam rangkap kupri ammonium sulfat yaitu 81,1%
Daftar Pustaka
Cotton, F.A dan Wilkinson, 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI press, Jakarta.
Day, M.C dan J. Selbin, 1993, Kimia Anorganik Teori, UGM Press, Yogyakarta. Khopkar, S.M, 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.
Rivai, H, 1995, Asas Pemeriksaan Kimia Edisi Pertama, UI, Jakarta. Sukardjo, 1985, Kimia Koordinasi, Rineka Cipta, Jakarta.
JAWAB PERTANYAAN
1.
ion tetra akuokuprat(II) = (Cu(OH)4)2+2. Dalam langkah bagian c.1, tentukan iom-ion Cu apa saja yang terbentuk dan tuliskan strukturnya Jenis ion apa saja yang ada apabila garam rangkap kupri ammonium sulfat dilarutkan dalam air
Cu(H2O)42+, Cu(NH3)42+, SO4
2-3. Jenis ion apa saja yang ada apabila garam kompleks tetraammincopper(II) sulfat dilarutkan ke dalam sedikit air. Bagaimanakah perubahan yang terjadi bila dilarutkan dalam air berlebih.
[Cu(H2O)4]2+,Cu2+
4. Jelaskan perubahan-perubahan yang terjadi apabila garam-garam itu dipanaskan
Kristal garam rangkap dipanaskan melepaskan uap H2O yang tidak menimbulkan bau, sedangkan kristal garam kompleks menghasilkan gas ammonia (NH3).
Adapun reaksinya:
CuSO4(NH4)2SO4.6 H2O CuSO4 + (NH4)2SO4 + 6 H2O ↑ Cu(NH3)4SO4.H2O CuSO4 (s) + H2O (l) + ↑ NH3 (g)
5. Berdasarkan hasil percobaan di atas, sebutkan jenis-jenis komponen penyusun Kristal garam berikut ini :
e. Kupri sulfat (anhidrit) Cu SO4 = Cu,S,O
f. Kupri sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O) =(Cu,S,O,H),
g. Kupri ammonium sulfat heksahidrat CuSO4(NH4)2SO4.6H2O = Cu,S,O,N,H
