BELERANG
I. Tujuan
1. Mempelajari modofikasi belerang 2. Mempelajari sifat H2SO4
II. Landasan Teori
Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate.
(Budevsky, 1979)
Belerang adalah unsur yang ditemukan dalam keadaan bebas dan sebagian dalam senyawa logam sulfida. Pada mulanya unsur ini disebut brimstone yang berarti batu yang mudah terbakar. Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Atom belerang membutuhkan dua elektron agar stabil dan dalam keadaan batas adalah alotropi (mempunyai beberapa bentuk kristal) dengan struktur dan sifat yang kompleks dan belum sepenuhnya dipahami. Ada dua kristal yang umum, yaitu ortorombik dan monklin bermolekul S8, yang berstruktur
cincin. Pada suhu 250C belerang berbentuk ortorombik bewarna kuning,
dan pada suhu 95,20C, berubah menjadi monoklin
(Syukri, 1999)
Belerang mempunyai beberapa alotropi yang cukup rumit, tetapi yang terpenting adalah berbentuk rombik dan monoklin yang berbeda satu sama lain dalam sietri kristalnya. Dalam bentuk rombik yang stabil pada suhu kamar, atom-atom belerang terikat satu sama lain membentuk cincin beranggotakan delapan atom, yang posisi atom kesatu diatas atom berikutnya dibawah secara selang-seling sehingga terdapat empat atom yang diatas dan empat atom yang dibawah. Kecenderungan terjadinya katonasi dalam bentuk molekul belerang adalah tinggi dan menghasilkan pembentukan baik cincin-cincin dalam berbagai ukuran maupun rantai-rantai. Alotropi dari struktur yang dikenal meliputi siklik S6, S7, S8, S9,
S10, S11, S12, S18, dan S20. Alotropi yang penstabilan adalah belerang rombik (yaitu bentuk dan keadaan standar unsur) dan terdapat secara lamah sebagai kristal besar bewarna kuning didaerah gunung berapi.
(Sutresna, 2003)
Berdasarkan hubungan berkala dan konfigurasi elektron, diharapkan ada persamaan anatara S dan O. Kedua unsur ini membentuk senyawa ionik dengan logam aktif dan keduanya membentuk senyawa kovalen yang serupa, H2S dan H2O, CS2 dan CO2, SCl2 dan Cl2O. Tetapi
ada faktor –faktor yang membedakan senyawa oksigen dan belerang. Atom O mempunyai satu ikatan tunggal kovalendengan jari- jari 74 pm. Sedangkan atom S = 104 pm. Elektronegativitasnya 3,44 untuk O dan 2,58 untuk S. Ikatan hidrogen dalam senyawa belerang tidak senyatadalam senyawa oksigen. Dibandibngkan O, kapasitas atom S lebih besar berikatan dengan atom-atom lain secara serentak karena tersedi orbital 3d.
Ada ada beberapa allotropi belerang, yaitu: 1. Belerang rombik (Sα)
2. Belerang monoklinik (Sß) 3. Belerang cair (Sλ)
4. Belerang cair (Sµ) yang memiliki warna gelap 5. Uap belerang, S8
6. Belerang plastic
(Petrucci, 1985)
Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam
berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa.
Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial. Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari
bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal.
(Ranawijaya, 1985)
Belerang koloid diperoleh dari:
a. Mencampurkan larutan hydrogen sulfide dingin dan belerang dioksida
2H2S + SO2 2H2O + S
b. Mereaksikan larutan natrium thiosulfat dengan asam klorida pekat S2O32- + 2H+ H2O + SO2 + S
(Tim kimia anorganik I, 2014)
H2SO4 murni adalah cairan pada suhu kamar yang membeku pada
100C , dalam banyak hal H
2SO4 cair mirip air. Misalnya, ia penghantar
istrik lemah, kemungkinan karena seperti air. Mengalami disosiasinya menjadi ion 2H2SO4 H3SO4 + HSO4. Lebih lanjut, seperti air ia dapat
melarutkan banyak senyawa, sekalipun padatan ionik. Akan tetapi H2SO4 mampu memaksa proton kedalam zat terlarut. H2SO4 mmpunyai
afinitas besar terhadap air dan membentuk beberapa senyawa, atau hidrat, dengan air seperti : H2SO4.H2O dan H2SO4.2H2O. asam sulfat pekat yang
biasa bersedia secara komersial kira-kira H2SO4 93% berat dan dianggap
sebagai larutan H2SO4 dan HSO4.H2O. monohidratnya kemungkinan
H3O+ dan H2SO4- dan panas tinggi yang dibebeaskan ketika asam sulfat
pekat ditambahkan ke dalam air kemungkinan karena pembentukan H3O+ dan dilanjutkan dengan hidrasi terhadapnya dan terhadap HSO4-.
Seringkali H2SO4 pekat digunakan sebagai dehydrator, seperti misalnya
daam desikator untuk menjaga zat tetap kering.
(Brady, 1984) III. Prosedur Percobaan
A. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Pembakar b. Gelas ukur
c. Sendok plastic kecil d. Gelas kimia 250 mL e. Tabung
f. Penjepit tabung reaksi g. Kaca arloji
i. Corong
j. Rak tabung reaksi 2. Bahan a. Belerang b. Pb 1 M c. Gula pasir C2H5OH d. BaCl2 e. K2Cr2O7 f. H2SO4 pekat g. CH3COOH h. Na2SO3 i. CS2 B. Skema Kerja 1. Modifikasi Belerang Dilarutkan dalam 5 mL CS2
Dituangkan larutan dalam kaca arloji
Ditutup dengan kertas saring, tetapi dibiarkan sedikit terbuka
Dibiarkan CS2 menguap
Diperhatikan Kristal yang terbentuk
Dileburkan dalam cawan penguap
Dipanaskan dengan hati-hati, jangan sampai belerang cair berwarna coklat
Dihentikan pemanasan setelah semua melebur Dibiarkan hingga membeku
Diperhatikan dari garis-garis Kristal yang terbentuk
Dipanaskan perlahan-lahan dalam tabung reaksi sambil digoyang-goyang
Diamati warna viskositas belerang sejak meleleh hingga mendidih
Dituangkan ke dalam gelas kimia yang berisi air sampai terbentuk batang yang panjang dan tipis 2. Hydrogen Sulfida
Dipanaskan dalam tabung reaksi 0,5 gr serbuk belerang
Hasil
1 sendok serbuk belerang
Hasil
Serbuk belerang
Hasil
Diperiksa gas yang keluar dengan kertas timbale asetat
Dicatat pengamatan
Direaksikan dalam tabung reaksi yang dilengkapi dengan pipa yang ujungnya lancip
3. Sifat Asam Sulfat
Dipanaskan hati-hati tidak sampai mendidih Dicatat pengamatan
Dibasahi kertas saring yang diletakan dimulut tabung reaksi
Dicatat pengamatan
Ditambahkan beberapa tetes asam sulfat pekat Dicatat pengamatan
Dimasukkan kedalam tabung reaksi Ditambahkan
Dipanaskan dengan cara dimasukkan tabung reaksi kedalam air panas yang terdapat dalam gelas kimia Diamati
Dilarutkan dalam air Ditambahkan
Disaring endapan (kemungkinan terbentuk endapan karena pengotoran Na2SO3 oleh SO42-)
Hasil
FeS dan HCl
Hasil
Sekeping tembaga dengan 1 mL asam sulfat pekat
K2Cr2O7 yang diasamkan
Hasil Gula Hasil
2 mL asam asetat dan 2 mL alkohol 2 mL asam sulfat pekat
Hasil
Sedikit Na2SO3
Barium klorida + beberapa tetes HCl encer
Ditambahkan pada filtrate sehingga warna kuning tidak hilang lagi
IV. Hasil dan Pembahasan A. Data Pengamatan
No Perlakuan Pengamatan
1 Modifikasi Belerang
a. 0,5 gr belerang + 5 mL CS2
dituangkan ke kaca arloji, ditutup dengan kertas saring yang sebagiannya terbuka b. 1 sendok belerang
dileburkan
Didiamkan sehingga
membeku
c. Serbuk belerang yang dipanaskan dalam tabung reaksi
a. CS2 menguap, terbentuk
keeping-keping Kristal
berwarna kuning seperti Kristal salju
b. Warna belerang menjadi kuning kecoklatan
Terbentuk garis-garis Kristal yang banyak
c. Warna viskositasnya saat meleleh berwarna orange dan saat mendidih berwarna coklat Hasil
Lelehan belerang yang panas dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air
tua
Terbentuk batang yang panjang dan tipis pada dinding tabung reaksi
Hidrogen Sulfida
a. Paraffin + belerang + asbes dipanaskan
Diperiksa gas yang keluar dengan kertas saring
b. Sebutir FeS dan HCl encer direaksikan
a. Timbul gas dengan bau yang menyengat dan larutan menjadi warna coklat kehitaman
Pada kertas saring menjadi warna kuning
b. Pada tetesan keenam timbul gelembung-gelembung gas disekitar butiran FeS,
berwarna keruh dan
menimbulkan bau yang menyengat. FeS mulai larut dan menimbulkan endapan, disekitar tabung terdapat bintik-bintik seperti uap air FeS + HCl FeCl2 +H2S Sifat Asam Sulfat
a. Sekeping tembaga + 1 mL H2SO4 pekat
Panaskan tidak sampai mendidih
Kertas saring + K2Cr2O7
diletakkan dimulut tabung reaksi
b. Gula + beberapa tetes H2SO4 pekat
a. Keping tembaga menjadi warna hitam
Keping tembaga larut dan larutan berubah warna menjadi hitam
Cu + H2SO4 CuSO4 + 2H2O
+ SO2
K2Cr2O7 yang ada di kertas
saring berubah warna dari kuning menjadi biru keabu-abuan
Cr2O72- + SO2 + 5H+ 2Cr3+
+ SO42- + 5H2O
b. Berubah warna menjadi coklat seperti caramel
c. 2 mL asam asetat + 2 mL alkohol + 2 mL asam sulfat
Dipanaskan campuran
dengan air panas
C6H12O6 + H2SO4 6C + 6H2O
+ H2SO4
c. Timbul gelembung-gelembung gas
Berubah warna menjadi lebih bening dan menimbulkan bau yang menyengat
CH3COOH + C2H5OH H2SO4
CH3COOC2H5 + H2O
B. Pembahasan
Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfida dan sulfat.
Dalam pratikum kali ini terdiri dari 3 macam percobaan. Dari percobaan ini bertujuan untuk mempelajari beberapa modifikasi belerang dan untuk memepelajari sifat asam sulfat. Belerang yang digunakan dalam percobaan ini berupa serbuk berwarna kuning.
1. Modifikasi Belerang
Pada percobaan modifikasi belerang ini kita mengamati macam-macam bentuk kristal dari belerang yang dilakukan dengan beberapa perlakuan.
Perlakuan pertama melarutkan belerang 0,5 gram ke dalam 5 mL CS2, lalu dituangkan larutan tersebut ke kaca arloji yang
ditutup sebagian permukaannya dengan kertas saring. CS2
dibiarkan menguap. Setelah dibiarkan beberapa saat, terbentuk kristal belerang yang bentuknya agak memanjang dan berwarna kuning.
Kristal belerang yang dihasilkan ini merupakan belerang rombik atau disebut juga belerang α terdiri dari molekul S8.
Belerang rombik larut dalam alkohol. Eter dan karbon disulfida dan hasil penguapan perlahan-lahan dari larutan belerang dalam ini menghasilkan kristal oktahedral.
Perlakuan kedua meleburkan satu sendok belerang yang dimasukkan ke dalam cawan menguap, kemudian dipanaskan perlahan-lahan jangan sampai belerang cair berwarna coklat. Setelah semua belerang melebur, pemanasan dihentikan dan dibiarkan hingga membeku. setelah belerang membeku, terdapat garis-garis Kristal yang memanjang dan berwarna kuning.
belerang yang dipanaskan perlahan-lahan akan meleleh dan menjadi cairan kuning terdiri dari molekul S8. Titik leleh S α 113oC dan titik leleh 119oC dan suhu transisi kedua modifikasi
adalah 95,6oC, dan titik leleh yang diamati bergantung pada
kecepatan pemanasan. Kristal yang diperoleh dari percobaan kedua ini merupakan belerang monoklin. Belerang monoklin disebut juga belerang β. Beleramg bentuk ini mengkristal dari leburan belerang di atas 95,6oC, berbentuk jarum-jarum. molekul belerang β terdiri
dari cincin S8.
Perlakuan ketiga memanaskan perlahan–lahan serbuk belerang dalam tabung reaksi sambil menggoyang–goyang tabung. Viskosital warna belerang diamati sejak meleleh sampai mendidih. Viskositas warna belerang dari meleleh sampai mendidih, dari berwarna orange sampai berwarna coklat.
Pada perlakuan terakhir, belerang yang mendidih tadi dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air. Pada saat menuangkannya, leburan belerang tadi membeku didinding tabung reaksi membentuk batang yang panjang dan tipis.
2. Hidrogen Sulfida
Pada percobaan ini hidrogen sulfida ini, dilakukan dengan dua perlakuan.
Perlakuan pertama yaitu memanaskan campuran paraffin, belerang dan asbes. Pada saat pemanasan serbuk paraffin mencair dan timbul gas dengan bau yang menyengat. Campuran tersebut menjadi warna coklat kehitaman.
Kemudian diperiksa gas yang keluar dengan kertas saring. Pada saat kertas saring diletakkan pada mulut tabung reaksi, kertas saring menjadi warna kuning.
Perlakuan kedua yaitu mereaksikan sebutir FeS dan HCl encer. Pada perlakuan ini, pada tetesan keenam timbul gelembung-gelembung gas disekitar butiran FeS, menjadi warna yang keruh dan berbau menyengat. Ketika FeS mulai larut, timbul endapan dan disekitar dinding tabung terdapat bintik-bintik seperti uap air.
Reaksi yang terjadi :
FeS + HCl FeCl2 +H2S
3. Sifat Asam Sulfat
Pada percobaan sifat asam sulfat ini, dilakukan beberapa perlakuan.
Perlakuan pertama memanaskan sekeping tembaga dengan 1 mL asam sulfat pekat. Sebelum melakukan pemanasan, pada saat keeping tembaga berada dalam larutan H2SO4, sebagian dari
tembaga menjadi hitam dan larutan menjadi keruh. Saat dipanaskan larutan berubah menjadi warna hitam dan keping tembaga larut dalam H2SO4 serta warna keping tembaga menjadi
hitam semuanya.
Reaksi yang terjadi :
Cu + H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2
Perlakuan kedua meletakkan kertas saring yang telah dibasahi oleh K2Cr2O7 pada mulut tabung reaksi pada perlakuan
pertama. K2Cr2O7 yang ada di kertas saring berubah warna dari
kuning menjadi biru keabu-abuan. Reaksi yang terjadi :
Cr2O72- + SO2 + 5H+ 2Cr3+ + SO42- + 5H2O
Warna biru keabu-abuan yang dihasilkan disebabkan oleh pembentukan ion kromium (III)
Perlakuan ketiga menambahkan beberapa tetes asam sulfat pekat pada gula. Gula berubah warna menjadi coklat dan lama kelamaan menjadi hitam seperi karamel.
Reaksi yang terjadi :
C6H12O6 + H2SO4 6C + 6H2O + H2SO4
Dalam reaksi ini H2SO4 bertindak sebagai dehidrator untuk
dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam sulfat). Adanya karbon yang dihasilkan dari reaksi ini dapat dilihat dengan terbentuknya warna hitam pada campuran.
Perlakuan keempat yaitu memanaskan 2 mL asam asetat dan 2 mL alkohol kemudian ditambahkan 2 mL asam sulfat pekat. Pemanasan dilakukan dengan cara memasukkan tabung reaksi ke dalam air panas yang terdapat dalam gelas kimia. Pada saat pencampuran timbul gelembung-gelembung gas dan tabung reaksi menjadi panas. Pada saat pemanasan larutan menjadi lebih bening dan menimbulkan bau yang menyengat. Bau yang menyengat ini menandakan bahwa terbentuk ester dari hasil reaksi.
Reaksi yang terjadi :
CH3COOH + C2H5OH H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O
Berdasarkan reaksi dan hasil pengamatan tersebut, menunjukkan bahwa terbentuk produk ester, dimana H2SO4 bertindak sebagai katalisator atau pengaktifasi reaksi yang
menyebabkan CH3COOH ditambah C2H5OH terurai menjadi
CH3COOC2H5 dan H2O.
Perlakuan kelima yaitu melarutkan Na2SO3 dalam air yang
kemudian ditambahkan barium klorida serta beberapa tetes asam klorida encer. Pada perlakuan ini tidak dilakukan, karena bahan yang akan digunakan tidak ada. Secara literatur, percobaan ini akan menghasilkan endapan berwarna putih.
Reaksi yang terjadi :
Na2SO3 + BaCl2 BaSO3 + 2NaCl
V. Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan : 1. Belerang dapat mengalami beberapa bentuk modifikasi kristal
yang berwarna kuning, seperti kristal rombik dan kristal monoklin
2. Bentuk Kristal yang terbentuk dan viskositas belerang dapat dipengaruhi oleh suhu
3. Hidrogen sulfida dapat dihasilkan dari reaksi antara asam dan logam sulfide
4. Asam sulfat dapat mengoksidasi logam tembaga menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida (SO2)
5. H2SO4 dapat bereaksi dengan gula. Dalam reaksi ini, asam sulfat bertindak sebagai dehidrator. Hasil reaksi yang diperoleh yaitu karbon dan air yang terserat dalam asam sulfat.
6. Sifat-sifat kimia asam sulfat adalah sebagai berikut : a. Bersifat asam
b. Bersifat sebagai oksidator c. Bersifat sebagai dehidrator d. Bersifat katalisator
B. Saran
Pada percobaan ini, percobaan dilakukan tidak maksimal karena alat yang digunakan tidak cukup dan juga ada percobaan yang tidak dilakukan karena bahan yang digunakan tidak ada. Untuk itu praktikan menyarankan agar menyediakan alat dan bahan dengan lengkap agar praktikum dapat berjalan dengan efektif dan praktikan dapat lebih memahami percobaan yang akan dilakukan.
VI. Daftar Pustaka
Brady, J. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
D, Budevsky. 1979. Poundation of Chemical Analysis. London : Eliss Horwood
Petrucci, Ralph H. 1985. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga Ranawijaya, Jahja. 1985. Ilmu Kimia 2. Jakarta : Depdikbud Sutresna, N. 2003. Kimia. Jakarta: P. G. M. Pratama
Syukri. 1999. Kimia Dasar. Bandung: ITB
Tim Kimia Anorganik I. 2014. Penuntun Kimia Anorganik I. Jambi: Universitas Jambi
