LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR II
ASAM SULFAT
Oleh :
Nama : I Putu Adi Surya Mahardika NIM : 1208105002
Kelompok : 1
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA
I. TUJUAN
Mampu melakukan dan memahami praktikum mengenai asam sulfat Mampu melakukan pengenceran asam sulfat pekat
Memahami sifat asam sulfat pekat sebagai oksidator dan dehidrator
II. DASAR TEORI
Asam sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4, merupakan asam mineral
(anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia. Kegunaan utama termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak. Asam sulfat bersifat oksidator kuat. Reaksi asam sulfat pekat dengan air sangat kuat dan menimbulkan panas yang tinggi. Pengenceran asam sulfat pekat dilakukan dengan cara menambahkan asam kedalam air secara perlahan, sedikit demi sedikit sambil diaduk. Air tidak boleh ditambahkan kedalam asam. Hal itu akan mengakibatkan memerciknya larutan sehingga menimbulkan hal yang membahayakan. Asam sulfat pekat juga bertindak sebagai dehidrator, yaitu menarik air dari senyawa lain. Hal ini disebabkan perbedaan massa jenis kedua zat, sehingga air akan mengapung di atas asam sulfat karena massa jenisnya lebih rendah. Oleh sebab itu jika pengenceran di lakukan dengan cara menambahkan aqudes pada asam sulfat maka akan terjadi reaksi yang keras atau mendidih
Pada abad ke-17, kimiawan Jerman Belanda Johann Glauber membuat asam sulfat dengan membakar sulfur bersamaan dengan kalium nitrat, KNO3, dengan
keberadaan uap. Kalium nitrat tersebut terurai dan mengoksidasi sulfur menjadi SO3, yang akan bergabung dengan air membentuk asam sulfat. Pada tahun 1736,
Joshua Ward, ahli farmasi London, menggunakan metode ini untuk memulai produksi asam sulfat berskala besar. Pada tahun 1746 di Birmingham, John Roebuck mengadaptasikan metode ini ke dalam suatu bilik, yang dapat menghasilkan asam sulfat lebih banyak. Proses ini disebut sebagai proses bilik, yang mengijinkan produksi asam sulfat secara efektif. Setelah berbagai perbaikan, metode ini menjadi proses standar produksi asam sulfat selama hampir dua abad.
Pada tahun 1831, saudagar asam cuka Britania Peregrine Phillips mematenkan proses kontak, yang lebih ekonomis dalam memproduksi sulfur trioksida dan asam sulfat. Sekarang, hampir semua produksi asam sulfat dunia menggunakan proses ini. Dan produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta ton, dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta.
A. Sumber Asam sulfat
Asam sulfat diproduksi di atmosfer bagian atas Venus dari karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air secara fotokimia oleh cahaya matahari. Foton ultraviolet dengan panjang gelombang kurang dari 169 nm dapat mengakibatkan fotodisosiasi karbon dioksida menjadi karbon monoksida dan oksigen atomik. Oksigen atomik sangatlah reaktif. Ketika ia bereaksi dengan sulfur dioksida yang merupakan sekelumit bagian dari atmosfer Venus, sulfur trioksida dihasilkan, dan ketika bergabung dengan air, akan menghasilkan asam sulfat.
CO2 → CO + O
SO2 + O → SO3
SO3 + H2O → H2SO4
Atmosfer Venus menunjukkan adanya siklus asam sulfat. Setelah tetesan hujan asam sulfat jatuh ke lapisan atmosfer yang lebih panas, asam sulfat akan dipanaskan dan melepaskan uap air, sehingga asam sulfat tersebut menjadi lebih pekat. Ketika mencapai temperatur di atas 300 °C, asam sulfat mulai berdekomposisi menjadi sulfur trioksida dan air (dalam fase gas). Sulfur trioksida sangatlah reaktif dan berdisosiasi menjadi sulfur dioksida dan oksigen atomik, yang akan kemudian mengoksidasi karbon monoksida menjadi karbon dioksida. Sulfur dioksida dan uap air kemudian naik secara arus konveksi dari lapisan tengah atmosfer menuju lapisan atas, di mana keduanya akan diubah kembali lagi menjadi asam sulfat, dan siklus ini kemudian berulang.
Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis. Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Sulfur
dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar seperti batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang).
Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida. Air yang dihasilkan dari oksidasi ini sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang beracun. Oksidasi besi sulfida pirit oleh oksigen molekuler menhasilkan besi(II), atau Fe2+:
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42− + 4 H+
Fe2+ dapat kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+: 4 Fe2+ + O2 + 4 H+ → 4 Fe3+ + 2 H2O
Fe3+ yang dihasilkan dapat diendapkan sebagai hidroksida: Fe3+ + 3 H2O → Fe(OH)3 + 3 H+
Besi(III) atau ion feri juga dapat mengoksidasi pirit. Ketika oksidasi pirit besi(III) terjadi, proses ini akan berjalan dengan cepat. Nilai pH yang lebih rendah dari nol telah terukur pada air asam tambang yang dihasilkan oleh proses ini.
B. Sifat - Sifat Fisika Asam Sulfat
1. Polaritas Dan Konduktivitas
H2SO4 anhidrat adalah cairan yang sangat polar. Ia memiliki tetapan
dielektrik sekitar 100. Konduktivitas listriknya juga tinggi. Hal ini diakibatkan oleh disosiasi yang disebabkan oleh swa-protonasi, disebut sebagai autopirolisis. 2 H2SO4 → H3SO4+ + HSO4−
Konstanta kesetimbangan autopirolisisnya adalah Kap(25 °C)= [H3SO4+][HSO4−] = 2,7 × 10−4.
Dibandingkan dengan konstanta keseimbangan air, Kw = 10−14, nilai konstanta
kesetimbangan autopirolisis asam sulfat 1010 (10 triliun) kali lebih kecil. Walaupun asam ini memiliki viskositas yang cukup tinggi, konduktivitas efektif ion H3SO4+ dan HSO4− tinggi dikarenakan mekanisme ulang alik proton intra
merupakan pelarut yang baik untuk banyak reaksi. Kesetimbangan kimiawi asam sulfat sebenarnya lebih rumit daripada yang ditunjukkan di atas; 100% H2SO4
mengandung beragam spesi dalam kesetimbangan (ditunjukkan dengan nilai milimol per kg pelarut), yaitu: HSO4− (15,0), H3SO4+ (11,3), H3O+ (8,0), HS2O7−
(4,4), H2S2O7 (3,6), H2O (0,1).
2. Bentuk – Bentuk Asam Sulfat
Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat
98% lebih stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan:
10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium, 33,53%, asam baterai,
62,18%, asam bilik atau asam pupuk, 73,61%, asam menara atau asam glover, 97%, asam pekat.
Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4
tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna. Apabila SO3(g) dalam konsentrasi tinggi ditambahkan ke dalam
asam sulfat, H2S2O7 akan terbentuk. Senyawa ini disebut sebagai asam pirosulfat,
asam sulfat berasap, ataupun oleum. Konsentrasi oleum diekspresikan sebagai %SO3 (disebut %oleum) atau %H2SO4 (jumlah asam sulfat yang
dihasilkan apabila H2O ditambahkan); konsentrasi yang umum adalah 40% oleum
(109% H2SO4) dan 65% oleum (114,6% H2SO4). H2S2O7 murni terdapat dalam
bentuk padat dengan titik leleh 36 °C. Asam sulfat murni berupa cairan bening seperti minyak, dan oleh karenanya pada zaman dahulu asam sulfat dinamakan 'minyak vitriol'.
C. Sifat - Sifat Kimia Asam Sulfat
Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan asam ke dalam air daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, asam sulfat pekat akan dapat mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion hidronium:
H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4
-HSO4- + H2O → H3O+ + SO4
2-Karena hidrasi asam sulfat secara termodinamika difavoritkan, asam sulfat adalah zat pendehidrasi yang sangat baik dan digunakan untuk mengeringkan buah-buahan. Afinitas asam sulfat terhadap air cukuplah kuat sedemikiannya asam sulfat akan memisahkan atom hidrogen dan oksigen dari suatu senyawa. Sebagai contoh, mencampurkan pati (C6H12O6)n dengan asam sulfat pekat akan
menghasilkan karbon dan air yang terserap dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam sulfat):
(C6H12O6)n → 6n C + 6n H2O
Efek ini dapat dilihat ketika asam sulfat pekat diteteskan ke permukaan kertas. Selulosa bereaksi dengan asam sulfat dan menghasilkan karbon yang akan terlihat seperti efek pembakaran kertas. Reaksi yang lebih dramatis terjadi apabila asam sulfat ditambahkan ke dalam satu sendok teh gula. Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa, menghasilkan garam sulfat. Sebagai contoh, garam tembaga tembaga(II) sulfat dibuat dari reaksi antara tembaga(II) oksida dengan asam sulfat:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Asam sulfat juga dapat digunakan untuk mengasamkan garam dan menghasilkan asam yang lebih lemah. Reaksi antara natrium asetat dengan asam sulfat akan menghasilkan asam asetat, CH3COOH, dan natrium bisulfat:
H2SO4 + CH3COONa → NaHSO4 + CH3COOH
Hal yang sama juga berlaku apabila mereaksikan asam sulfat dengan kalium nitrat. Reaksi ini akan menghasilkan asam nitrat dan endapat kalium bisulfat.
Ketika dikombinasikan dengan asam nitrat, asam sulfat berperilaku sebagai asam sekaligus zat pendehidrasi, membentuk ion nitronium NO2+, yang penting dalam
reaksi nitrasi yang melibatkan substitusi aromatik elektrofilik. Reaksi jenis ini sangatlah penting dalam kimia organik.
Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan logam via reaksi penggantian tunggal, menghasilkan gas hidrogen dan logam sulfat. H2SO4 encer menyerang
besi, aluminium, seng, mangan, magnesium dan nikel. Namun reaksi dengan timah dan tembaga memerlukan asam sulfat yang panas dan pekat. Timbal dan tungsten tidak bereaksi dengan asam sulfat. Reaksi antara asam sulfat dengan logam biasanya akan menghasilkan hidrogen seperti yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini. Namun reaksi dengan timah akan menghasilkan sulfur dioksida daripada hidrogen.
Fe (s) + H2SO4(aq) → H2(g) + FeSO4(aq)
Sn (s) + 2 H2SO4(aq) → SnSO4(aq) + 2 H2O (l) + SO2(g)
Hal ini dikarenakan asam pekat panas umumnya berperan sebagai oksidator, manakala asam encer berperan sebagai asam biasa. Sehingga ketika asam pekat panas bereaksi dengan seng, timah, dan tembaga, akan menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida, manakala asam encer yang beraksi dengan logam seperti seng akan menghasilkan garam dan hidrogen. Asam sulfat menjalani reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan senyawa-senyawa aromatik, menghasilkan asam sulfonat terkait:
D. Pembuatan Asam Sulfat
Asam sulfat diproduksi dari belerang, oksigen, dan air melalui proses kontak. Pada langkah pertama, belerang dipanaskan untuk mendapatkan sulfur dioksida:
S (s) + O2(g) → SO2(g)
Sulfur dioksida kemudian dioksidasi menggunakan oksigen dengan keberadaan katalis vanadium(V) oksida:
2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) (dengan keberadaan V2O5)
Sulfur trioksida diserap ke dalam 97-98% H2SO4 menjadi oleum (H2S2O7),
juga dikenal sebagai asam sulfat berasap. Oleum kemudian diencerkan ke dalam air menjadi asam sulfat pekat.
H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O7(l)
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2 H2SO4(l)
Perhatikan bahwa pelarutan langsung SO3 ke dalam air tidaklah praktis
karena reaksi sulfur trioksida dengan air yang bersifat eksotermik. Reaksi ini akan membentuk aerosol korosif yang akan sulit dipisahkan.
SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)
Sebelum tahun 1900, kebanyakan asam sulfat diproduksi dengan proses bilik.
E. Kegunaan asam Sulfat
Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, dan sebenarnya pula, produksi asam sulfat suatu negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri negara tersebut. Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam "metode basah" produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. Pada metode ini, batuan fosfat digunakan dan diproses lebih dari 100 juta ton setiap tahunnya. Bahan-bahan baku yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini merupakan fluorapatit, walaupun komposisinya dapat bervariasi. Bahan baku ini kemudian diberi 93% asam suflat untuk menghasilkan kalsium sulfat, hidrogen fluorida (HF), dan asam fosfat. HF dipisahan sebagai asam fluorida. Proses keseluruhannya dapat ditulis:
Ca5F(PO4)3 + 5 H2SO4 + 10 H2O → 5 CaSO4.2 H2O + HF + 3 H3PO4
Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri
otomobil. Asam yang telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid Regeneration (SAR) plant). Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang, bahan bakar minyak, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran ini akan menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) yang kemudian digunakan untuk
membuat asam sulfat yang "baru". Amonium sulfat, yang merupakan pupuk nitrogen yang penting, umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilang pemroses kokas untuk produksi besi dan baja. Mereaksikan amonia yang dihasilkan pada dekomposisi termal batu bara dengan asam sulfat bekas mengijinkan amonia dikristalkan keluar sebagai garam (sering kali berwarna coklat karena kontaminasi besi) dan dijual kepada industri agrokimia.
Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat. Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras. Aluminium sulfat juga digunakan untuk membuat aluminium hidroksida. Aluminium sulfat dibuat dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat:
Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O
Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di industri kimia. Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat nilon. Asam sulfat juga digunakan untuk membuat asam klorida dari garam melalui proses Mannheim. Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan
minyak bumi, contohnya sebagai katalis untuk reaksi isobutana dengan isobutilena yang menghasilkan isooktana.
III. ALAT DAN BAHAN A. Alat-alat: 1. Tabung reaksi 2. Gelas beker 3. Gelas ukur 4. Pipet tetes 5. Batang pengaduk B. Bahan-bahan: 1. H2SO4 pekat 2. CuSO4.5H2O 3. Gula pasir
4. Kayu (batang korek api) 5. Logam Zn Cu dan Fe 6. Aquades
IV. LANGKAH KERJA
A. Percobaan 1. Reaksi pengenceran asam sulfat pekat
Asam sulfat pekat 2 mL diambil dengan pipet tetes dan diukur dengan gelas ukur sebanyak 2 mL kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi. Air dingin (aquades) sebanyak 20 mL di ukur dengan gelas ukur dan dimasukkan didalam gelas beker. Asam sulfat pekat sebanyak 2 mL ditambahkan secara perlahan didalam air dingin (aqudes), sambil diaduk, diamati, dan dirasakan perubahan suhu yang terjadi pada gelas beker.
B. Percobaan 2. Reaksi dehidrasi
Tabung reaksi sebanyak 3 buah disiapkan, masing-masing tabung reaksi diisi dengan asam sulfat pekat. Dimasukkan sekitar 1 gram CuSO4.5H2O
didalam tabung reaksi yang berisi 2 mL asam sulfat pekat. Perubahan yang terjadi diamati dan dicatat sampai diatas 30 menit. Dimasukkan 1 gram gula pasir didalam tabung reaksi yang berisi 2 mL asam sulfat pekat. Perubahan
yang terjadi diamati dan dicatat. Dimasukkan sepotong kayu (batang korek api) didalam tabung reaksi yang berisi 2 mL asam sulfat pekat. Perubahan yang terjadi diamati dan dicatat. Diambil tabung reaksi yang berisi garam CuSO4 dan tabung reaksi yang berisi kayu. Asam sulfat dari tabung reaksi
tersebut dituangkan kedalam tempat tabung reaksi yang lain. CuSO4, kayu
dikeluarkan dari tabung dan dengan hati-hati dimasukkan CuSO4 dan kayu
tersebut didalam gelas beker yang berisi 50 mL air. Perubahan yang terjadi diamati.
C. Percobaan 3. Reaksi Oksidasi
Masing-masing tabung reaksi dimasukkan logam Zn Cu, dan Fe secara terpisah. Sebanyak 2 mL larutan asam sulfat encer ditambahkan kedalam logam diatas dan diamati dengan teliti. Gas yang timbul diamati dan ditulis reaksi kimia yang terjadi. Sebanyak 3 tabung reaksi lain diambil dan dimasukkan sebanyak 1 mL asam sulfat pekat kedalamnya. Dimasukkan kedalam masing-masing tabung reaksi sepotong logam Zn dan Cu. Dipanaskan dan diamati perubahan yang terjadi.
V. HASIL PENGAMATAN
Percobaan 1. Reaksi pengenceran asam sulfat pekat
Asam sulfat pekat Air Perubahan suhu
2 mL 20 mL Suhu meningkat
Percobaan 2. Reaksi dehidrasi
No Bahan kimia Dehidrator Pengamatan dan hasil
1. CuSO4.5H2O Asam sulfat pekat
Berubah warna dari biru menjadi putih dan tersisa hanya CuSO4
2. Gula pasir Asam sulfat pekat
Kristal yang berubah warna menjadi cokelat kehitaman
3. Kayu (korek
api) Asam sulfat pekat
Kayu dan larutan menjadi berwarna hitam
4. Hasil no. 1 Air
Dari padatan yang berwana putih menjadi larutan yang berwarna
biru muda
5. Hasil no. 3 Air
Kayu yang berwarna hitam akibat larutan H2SO4 pada percobaan
sebelumnya tetap berwarna hitam dan tidak terdapat perubahan.
Percobaan 3. Reaksi Oksidasi
No Bahan Oksidator Pengamatan dan hasil
1 Zn Asam sulfat encer
Terjadi reaksi, timbul banyak gelembung gas
Reaksi : Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq)
+ H2(g)
2 Fe Asam sulfat encer
Terjadi reaksi, timbul gelembung gas, larutan agak panas
Reaksi : Fe(s) + H2SO4(aq) → Fe
SO4(aq) + H2(g)
3 Cu Asam sulfat encer
Tidak terjadi reaksi, tidak ada gelembung gas
Reaksi : Cu(s) + H2SO4(aq) tidak ada
hasil reaksi 4 Zn Asam sulfat
pekat
Terjadi reaksi, timbulnya banyak gelembung gas
Reaksi : Zn(s) + 2H2SO4(aq)
ZnSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
5 Fe Asam sulfat pekat
Terjadi reaksi, larutan lebih cepat panas dari penambahan asam sulfat
encer, timbul gelembung gas. Reaksi : Fe(s) + 2H2SO4(aq) FeSO4(aq)
+ 2H2O(l) + SO2(g)
6 Cu Asam sulfat pekat
Terjadi reaksi, ada gelembung gas Reaksi : Cu(s) + 2H2SO4(aq)
CuSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
VI. PEMBAHASAN
A. Reaksi pengenceran asam sulfat pekat
Percobaan kali ini bertujuan agar praktikan mampu melakukan pengenceran asam sulfat dengan baik dan benar, dimana 2 ml larutan asam sulfat pekat diencerkan dengan 20 ml air. Reaksi asam sulfat pekat dengan air sangat kuat dan menimbulkan panas yang tinggi. Pengenceran dilakukan dengan cara menambahkan asam sulfat pekat kedalam air secara perlahan, sedikit demi sedikit sambil diaduk. Air tidak boleh ditambahkan kedalam asam sulfat karena hal itu akan mengakibatkan memerciknya larutan sehingga menimbulkan hal yang membahayakan. Reaksi asam sulfat dengan air sifatnya eksoterm (menghasilkan panas), reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang menghasilkan kalor/melepaskan kalor. Pada reaksi eksoterm, terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga lingkungan menjadi panas. Reaksi eksoterm akan membebaskan energi sehingga entalpi sistem berkurang dan perubahan entalpi bernilai negatif. Dari hasil pengamatan praktikum yang telah dilakukan, suhu gelas beker perlahan bertambah panas seiring dilakukan penambahan asam sulfat dan dilakukan pengadukan. Pertambahan suhu tersebutlah yang dinamakan reaksi eksoterm.
B. Reaksi dehidrasi
Reaksi dehidrasi adalah dimana ketika bereaksi dengan senyawa organik, maka asam sulfat akan menarik unsur H dan O (molekul air) dari senyawa tersebut dan hanya menyisakan karbon serta gas sebagai hasil reaksi.
Pada percobaan kali ini, 3 tabung reaksi yang berisikan CuSO4.5H2O, gula,
dan kayu (batang korek api) ditambahkan sebanyak 2 ml asam sulfat pekat dengan tujuan mengetahui sifat dehidrator dari asam sulfat pekat.
Pada percobaan yang pertama yaitu dalam tabung yang berisikan CuSO4.5H2O dimasukkan 2 ml asam sulfat dan dibiarkan bereaksi. Setelah
bereaksi, terjadi perubahan pada CuSO4.5H2O dari warna awal biru perlahan
berubah menjadi putih. Pada peristiwa ini terbukti bahwa asam sulfat menarik molekul air dari CuSO4.5H2O dan hanya menyisakan CuSO4 nya saja, 5 molekul
air telah diikat oleh asam sulfat sehingga warna berubah menjadi putih.
Pada percobaan kedua, dalam tabung yang berisikan gula dengan rumus C12H22O11 dimasukkan pula 2 ml asam sulfat. Dari hasil pengamatan, setelah
bereaksi terjadi perubahan pada gula dimana pada awalnya merupakan warna putih lalu berangsur-angsur berubah menjadi hitam. Hal ini disebabkan karena asam sulfat pekat bersifat sebagai dehidrator yang menarik molekul air dari gula dan ketika direaksikan senyawa dari gula akan terurai menjadi karbon dan air dan dapat ditunjukkan oleh reaksi berikut :
C12H22O11 → 12C + 11H2O
Pada percobaan ketiga, dalam tabung yang berisikan batang korek api dimasukkan 2 ml asam sulfat. Dari hasil pengamatan, setelah bereaksi terjadi perubahan pada batang korek api menjadi hitam atau gosong. Hal ini disebabkan karena asam sulfat pekat bertindak sebagai dehidrator, dimana asam sulfat pekat menarik molekul air dari batang korek api, dan yang tersisa pada batang korek api hanya unsur karbon saja dan dapat ditunjukkan oleh reaksi berikut :
Cn(H2O)n → nC + n H2O
Selanjutnya adalah hasil dari percobaan pertama yang berwarna putih direaksikan dengan air, sebelumnya keluarkan asam sulfat pekat yang sudah
mengikat air dari senyawa CuSO4.5H2O terlebih dahulu. Lalu baru masukkan 50
ml air ke dalam tabung yang berisi Kristal CuSO4 tersebut. Dan dari hasil
pengamatan dan praktikum yang dilakukan terlihat bahwa Kristal CuSO4 melarut
sempurna dengan air dan perlahan Kristal CuSO4 menjadi warna biru muda. Hal
ini disebabkan oleh ketika senyawa CuSO4.5H2O dimasukkan kedalam asam
sulfat pekat yang masih tersisa adalah Kristal CuSO4, lalu Kristal CuSO4 diberi air
dan Kristal CuSO4 berikatan kembali dengan air dan berubah kembali menjadi
warna biru. Hal ini membuktikan bahwa didalam air terdapat garam CuSO4 yang
melarut didalam air menjadi larutan berwarna biru. Setelah CuSO4 bereaksi
dengan air, maka Kristal CuSO4 kembali membentuk CuSO4.5H2O yang berwarna
biru.
Setelah itu hasil percobaan ketiga, yaitu batang korek api yang berwarna hitam diberi 50 mL air, setelah didiamkan beberapa saat tetap tidak terjadi perubahan. Hal ini dikarenakan molekul air yang telah diambil pada batang korek api tidak bisa dikembalikan lagi.
Dari beberapa percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa ketika suatu senyawa yang didalamnya terdapat air dan direaksikan oleh asam sulfat pekat, air dari senyawa tersebut akan ditarik oleh dengan asam sulfat pekat, karena asam sulfat pekat bertindak sebagai dehidrator (suatu senyawa yang menarik air dari senyawa lain). Beberapa hasil dari percobaan ketika suatu senyawa dimasukkan kedalam asam sulfat pekat dan hasil senyawa tersebut dimasukkan kedalam air, senyawa tersebut akan mengikat air dan didalam senyawa tersebut akan terdapat air lagi.
C. Reaksi Oksidasi
Dalam laboratorium terdapat beberapa zat yang dapat digunakan sebagai oksidator. Oksidator yaitu zat yang dapat menyebabkan zat lain mengalami oksidasi sehingga dirinya sendiri akan mengalami reduksi. Dan dalam percobaan kali ini logam Zn, Cu, dan Fe direaksikan dengan asam sulfat encer, dan asam sulfat pekat yang dipanaskan. Disiapkan 3 tabung reaksi yang masing-masing berisi logam Zn, Fe, dan Cu dan diberi 2 ml asam sulfat encer. Dan 3 tabung
reaksi lagi yang masing-masing berisi logam Zn, Fe, dan Cu dan diberi 1 ml asam sulfat pekat kemudian dipanaskan
Logam Zn bereaksi dengan asam sulfat encer dan menghasilkan larutan seng (II) sulfat dan gas hidrogen. Reaksi tersebut merupakan reaksi redoks, dimana reaksi redoks adalah reaksi dimana terdapat pereaksi yang mengalami reaksi reduksi dan reaksi oksidasi. Reaksi antara asam sulfat encer dengan logam Zn adalah sebagai berikut:
Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g).
Dari reaksi tersebut logam Zn mengalami reaksi oksidasi, dimana logam Zn berubah menjadi larutan ZnSO4. Disini logam Zn memiliki bilangan oksidasi 0
karena logam Zn berdiri sendiri. Sedangkan larutan ZnSO4, dimana Zn dalam
larutan ZnSO4 memiliki bilangan oksidasi +2. Dari perubahan bilangan oksidasi
tersebut kita mengetahui bahwa logam Zn mengalami reaksi oksidasi, dimana reaksi oksidasi adalah reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi Zn menjadi ZnSO4 mengalami peningkatan bilangan oksidasi
dari 0 menjadi +2. Logam Zn mengalami reaksi oksidasi dan bertindak sebagai reduktor, dimana reduktor adalah suatu zat pereaksi yang mengalami reaksi oksidasi. Dari reaksi antara logam Zn dengan asam sulfat encer, dimana larutan H2SO4 encer mengalami reaksi reduksi, dimana larutan H2SO4 encer berubah
menjadi gas H2. Disini larutan H2SO4 encermemiliki bilangan oksidasi pada atom
hidrogennya sebesar +1. Sedangkan gas H2, memiliki bilangan oksidasi sebesar 0.
Dari perubahan bilangan oksidasi tersebut kita mengetahui larutan H2SO4 encer
mengalami reaksi reduksi, dimana reaksi reduksi adalah reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi larutan H2SO4 encer
menjadi gas H2 mengalami penunurunan bilangan oksidasi dari +1 menjadi 0.
Maka dari itu larutan H2SO4 encer mengalami reaksi reduksi dan bertindak
sebagai oksidator. Dimana oksidator adalah suatu zat pereaksi yang mengalami reaksi reduksi. Disini terbukti bahwa asam sulfat encer bertindak sebagai oksidator dan logam Zn bertindak sebagai reduktor.
Pada tabung asam sulfat encer berikutnya yang dimasukkan logam Cu tidak mengalami suatu reaksi. Hal ini disebabkan karena tembaga (Cu) adalah logam
yang kurang reaktif, dimana didalam deret kereaktifan logam, tembaga berada di sebelah kanan dari unsur hidrogen yang berarti logam tembaga (Cu) termasuk logam yang sukar bereaksi dengan logam yang berada disebelah kirinya. Walaupun tembaga tidak bereaksi dengan asam sulfat encer, logam tembaga (Cu) dapat bereaksi dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan.
Selanjutnya pada penambahan 2 ml asam sulfat encer dalam tabung reaksi yang berisi logam Fe terjadi reaksi menghasilkan larutan besi (II) sulfat dan gas hidrogen dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g)
Terlihat pada reaksi redoks diatas H2SO4 bertindak sebagai oksidator dan
mengalami reduksi sehingga biloks Hyang mula-mula bernilai +1 pada H2SO4
menjadi bernilai 0 pada gas hidrogen.
Selanjutnya ke dalam tabung reaksi lainnya yang berisi Zn, diberikan 1 ml asam sulfat pekat dan dipanaskan. Reaksi tersebut menghasilkan larutan seng (II) sulfat (ZnSO4) dan air sesuai dengan persamaan :
Zn(s) + 2H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
Dari reaksi tersebut logam Zn mengalami reaksi oksidasi, dimana logam Zn berubah menjadi larutan ZnSO4. Disini logam Zn memiliki bilangan oksidasi 0
karena logam Zn berdiri sendiri maka dari itu bilangan oksidasi Zn adalah 0. Sedangkan larutan ZnSO4, dimana Zn dalam larutan ZnSO4 memiliki bilangan
oksidasi +2. Dari perubahan bilangan oksidasi tersebut kita mengetahui bahwa logam Zn mengalami reaksi oksidasi, dimana reaksi oksidasi adalah reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi Zn menjadi ZnSO4 mengalami peningkatan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Maka dari itu
logam Zn mengalami reaksi oksidasi dan bertindak sebagai reduktor. Dimana reduktor adalah suatu zat pereaksi yang mengalami reaksi oksidasi. Dari reaksi antara logam Zn dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan, dimana larutan H2SO4
pekat mengalami reaksi reduksi, dimana larutan H2SO4 pekat berubah menjadi gas
SO2. Disini larutan H2SO4 pekat memiliki bilangan oksidasi pada atom
belerangnya sebesar +6. Sedangkan gas SO2, memiliki bilangan oksidasi pada
mengetahui larutan H2SO4 pekat mengalami reaksi reduksi, dimana reaksi reduksi
adalah reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi larutan H2SO4 pekat menjadi gas SO2 mengalami penunurunan bilangan
oksidasi dari +6 menjadi +4. Maka dari itu larutan H2SO4 pekat mengalami reaksi
reduksi dan bertindak sebagai oksidator. Dimana oksidator adalah suatu zat pereaksi yang mengalami reaksi reduksi. Disini terbukti bahwa asam sulfat pekat bertindak sebagai oksidator dan logam Zn bertindak sebagai reduktor.
Pada tabung yang berisi lain yang berisi Cu, ditambahkan asam sulfat pekat dan dipanaskan lalu bereaksi dan membentuk larutan tembaga (II) sulfat (CuSO4)
dan air serta gas belerang dioksida (SO2) sesuai dengan persamaan :
Cu(s) + 2H2SO4(aq) CuSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
Dari reaksi tersebut logam Cu mengalami reaksi oksidasi, dimana logam Cu berubah menjadi larutan CuSO4. Disini logam Cu memiliki bilangan oksidasi 0
karena logam Cu berdiri sendiri maka dari itu bilangan oksidasi Cu adalah 0. Sedangkan larutan CuSO4, dimana Cu dalam larutan CuSO4 memiliki bilangan
oksidasi +2. Dari perubahan bilangan oksidasi tersebut kita mengetahui bahwa logam Cu mengalami reaksi oksidasi, dimana reaksi oksidasi adalah reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi Cu menjadi CuSO4 mengalami peningkatan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Maka dari itu
logam Cu mengalami reaksi oksidasi dan bertindak sebagai reduktor. Dimana reduktor adalah suatu zat pereaksi yang mengalami reaksi oksidasi. Dari reaksi antara logam Cu dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan, dimana larutan H2SO4
pekat mengalami reaksi reduksi, dan larutan H2SO4 pekat berubah menjadi gas
SO2. Disini larutan H2SO4 pekat memiliki bilangan oksidasi pada atom
belerangnya sebesar +6. Sedangkan gas SO2, memiliki bilangan oksidasi pada
atom belerangnya sebesar +4. Dari perubahan bilangan oksidasi tersebut kita mengetahui larutan H2SO4 pekat mengalami reaksi reduksi, dimana reaksi reduksi
adalah reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi. Karena bilangan oksidasi larutan H2SO4 pekat menjadi gas SO2 mengalami penunurunan bilangan
oksidasi dari +6 menjadi +4. Maka dari itu larutan H2SO4 pekat mengalami reaksi
pereaksi yang mengalami reaksi reduksi. Disini terbukti bahwa asam sulfat pekat bertindak sebagai oksidator dan logam Cu bertindak sebagai reduktor. Reaksi antara logam Cu dengan asam sulfat pekat yang dipanaskan sama dengan reaksi antara logam Zn asam sulfat pekat yang dipanaskan yang sama-sama menghasilkan suatu gas SO2 dan H2O yang membedakan hanya jenis logamnya
saja.
Selanjutnya ke dalam tabung reaksi lainnya yang berisi Fe, diberikan 1 ml asam sulfat pekat dan dipanaskan. Reaksi tersebut menghasilkan larutan Besi (II) sulfat (FeSO4) dan air sesuai dengan persamaan :
Fe(s) + 2H2SO4(aq) FeSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
Terlihat pada reaksi redoks diatas H2SO4 bertindak sebagai oksidator dan
mengalami reduksi sehingga biloks Hyang mula-mula bernilai +1 pada H2SO4
menjadi bernilai 0 pada gas hidrogen.
Dari percobaan ini terbukti bahwa asam sulfat baik yang encer maupun yang pekat bertindak sebagai zat oksidator kuat jika direaksikan dalam suatu logam. Dari pembahasan dan hasil pengamatan pada percobaan ini, logam Zn bisa bereaksi dengan asam sulfat encer dan asam sulfat pekat yang panas. Hal ini disebabkan karena logam Zn berada di sebelah kiri unsur hidrogen(H) maka dari itu logam Zn lebih reaktif dari unsur hidrogen(H) dan bisa bereaksi dengan asam sulfat encer maupun pekat yang dipanaskan. Sedangkan logam Cu hanya bisa bereaksi dengan asam sulfat pekat yang dipanaskan dan tidak bereaksi dengan asam sulfat encer. Hal ini disebabkan karena logam Cu adalah logam yang tidak reaktif dan sukar bereaksi dengan unsur yang berada di sebelah kirinya karena unusur Cu berada disebelah kanan unsur hidrogen(H). Maka dari itu logam Cu tidak bereaksi dengan asam sulfat encer tetapi logam Cu bereaksi dengan asam sulfat pekat yang panas, hal ini dikarenakan asam sulfat pekat dan panas memiliki sifat oksidator yang lebih kuat dibandingkan logam tembaga(Cu).
VIII. KESIMPULAN
1. Saat melakukan pengenceran asam sulfat, asam sulfat pekat ditambahkan ke air agar larutan tidak memercik dan menimbulkan hal yang membahayakan. 2. Asam sulfat pekat terbukti bertindak sebagai dehidrator, yaitu zat yang
menarik molekul air dari senyawa lain. Dan pada percobaan ini asam sulfat pekat menarik air dari senyawa CuSO4.5H2O, gula pasir, dan batang korek api yang menyebabkan senyawa-senyawa tersebut kehilangan molekul airnya (mengalami dehidrasi).
3. Asam sulfat encer maupun asam sulfat pekat yang dipanaskan terbukti bertindak sebagai oksidator kuat. Dimana jika suatu logam direaksikan dengan asam sulfat encer dan asam sulfat pekat , logam tersebut akan mengalami reaksi oksidasi dan berperan sebagai reduktor dan asam sulfat akan mengalami reaksi reduksi dan berperan sebagai oksidator.
4. Logam Zn adalah logam yang reaktif yang bisa bereaksi dengan asam sulfat pekat yang dipanaskan dan asam sulfat encer. Sedangkan logam Cu adalah logam yang kurang reaktif sehingga tidak bisa bereaksi dengan asam sulfat encer tetapi dapat bereaksi dengan asam sulfat pekat yang dipanaskan. 5. Jika suatu logam yang direaksikan dengan asam sulfat encer akan
menghasilkan suatu larutan, gas H2. Sedangkan jika logam direaksikan
dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan akan menghasilkan suatu larutan, gas SO2, dan air (H2O).
DAFTAR PUSTAKA
Tim Laboratorium Kimia Dasar. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Dasar II. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia, F.MIPA, UNUD.
Petrucci, Ralph.H. 1999. Kimia Dasar – Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid. Jakarta : Erlangga.
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.
Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung: ITB.
