Laporan Praktikum Pembuatan Senyawa Kompleks Tembaga Sulfat Pentahidrat Laporan Praktikum Pembuatan Senyawa Kompleks Tembaga Sulfat Pentahidrat
(CuSO4.5H2O) dari Limbah Tembaga (CuSO4.5H2O) dari Limbah Tembaga
I.
I. TUJUAN PERCOBAANTUJUAN PERCOBAAN 1.
1. Membuat Kristal tembaga (II) sulfat pentahidrat dari limbah tembagaMembuat Kristal tembaga (II) sulfat pentahidrat dari limbah tembaga 2.
2. Mengenal sifat-sifat kristal tembaga (II) sulfat pentahidratMengenal sifat-sifat kristal tembaga (II) sulfat pentahidrat 3.
3. Menganalisis produk dengan menghitung rendemen dan Menganalisis produk dengan menghitung rendemen dan jumlah air Kristal (hidrat)jumlah air Kristal (hidrat) secara stoikiometri.
secara stoikiometri. II.
II. LANDASAN TEORILANDASAN TEORI
Dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU), tembaga (Cu) termasuk ke dalam Dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU), tembaga (Cu) termasuk ke dalam golongan 11. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama golongan 11. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO
yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO33 sehingga tembaga larut sehingga tembaga larut
dalam HNO
dalam HNO33[1]. [1]. Bentuk Bentuk pentahidrat pentahidrat yang yang lazim lazim terhidratnya, terhidratnya, yaitu yaitu kehilangan emkehilangan empatpat
molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga molekul airnya pada 110 °C dan kelima-lima molekul air pada 150 °C. Pada 650 °C, tembaga (II) sulfat mengurai menjad
(II) sulfat mengurai menjaditembaga (II) oksidaitembaga (II) oksida (CuO),(CuO), sulfur dioksida sulfur dioksida (SO(SO22) dan) dan oksigen oksigen (O(O22).).
Tembaga (Cu) mer
Tembaga (Cu) mer upakan salah satu logam upakan salah satu logam yang paling ringan dan yang paling ringan dan paling aktif.paling aktif. Cu
Cu++ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan
berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu
bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu++) cukup banyak pada) cukup banyak pada
larutan air, Cu
larutan air, Cu2+2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua
juta dikalikan
juta dikalikan pangkat dua pangkat dua dari Cudari Cu++. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak
jika
jika CuCu++dijaga sangat rdijaga sangat rendah (seperti pada endah (seperti pada zat yang sezat yang sedikit larut atau dikit larut atau ion kompleksion kompleks
mantap), Cu
mantap), Cu2+2+ sangat kecil dan tembaga (I) sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap.menjadi mantap.
Tembaga
Tembaga (II) (II) sulfat sulfat mempunyai banyak mempunyai banyak kegunaan kegunaan di bidang di bidang industri diantaranyaindustri diantaranya untuk mebuat campuran Bordeaux (sejenis fungisida) dan senyawa tembaga lainnya. untuk mebuat campuran Bordeaux (sejenis fungisida) dan senyawa tembaga lainnya. Senyawa ini juga digunakan dalam penyepuhan dan pewarnaan tekstil serta sebagai bahan Senyawa ini juga digunakan dalam penyepuhan dan pewarnaan tekstil serta sebagai bahan pengawet kayu. Bentuk anhidratnya digunakan untuk mendeteksi air dalam jumlah kelumit. pengawet kayu. Bentuk anhidratnya digunakan untuk mendeteksi air dalam jumlah kelumit. Tembaga sulfat juga dikenal sebagai vitriol biru.
Tembaga sulfat juga dikenal sebagai vitriol biru.
Tembaga (II) sulfat merupakan padatan kristal biru, CuSO
Tembaga (II) sulfat merupakan padatan kristal biru, CuSO44.5H.5H22O triklini.O triklini.
Pentahidratnya
Pentahidratnya kehilangan kehilangan 4 4 molekul molekul air air pada pada 11011000C dan yang ke C dan yang ke lima pada lima pada 15015000CC
membentuk senyawa anhidrat berwarna putih. Pentahidrat ini dibuat dengan mereaksikan membentuk senyawa anhidrat berwarna putih. Pentahidrat ini dibuat dengan mereaksikan tembaga (II) oksida atau tembaga (II) karbonat dengan H
tembaga (II) oksida atau tembaga (II) karbonat dengan H22SOSO44 encer, larutannya dipanaskan encer, larutannya dipanaskan
hingga jenuh dan pentahidrat yang biru mengkristal jika didinginkan. Pada skala industri, hingga jenuh dan pentahidrat yang biru mengkristal jika didinginkan. Pada skala industri, senyawa ini dibuat dengan memompa udara melaluicampuran tembaga panas dengan senyawa ini dibuat dengan memompa udara melaluicampuran tembaga panas dengan H
H22SOSO44encer. Dalam encer. Dalam bentuk pentahidrat, setiap ion bentuk pentahidrat, setiap ion tembaga (II) tembaga (II) dikelilingi oleh empatdikelilingi oleh empat
molekul air pada setiap sudut segi empat, kedudukan kelima dan keenam dari oktahedral molekul air pada setiap sudut segi empat, kedudukan kelima dan keenam dari oktahedral
ditempati oleh atom oksigen dari anion sulfat, sedangkan molekul air kelima terikat oleh ikatan hidrogen .
Salah satu sifat dari logam tembaga yaitu tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam
HNO3.
3Cu(s) + 8H+(aq) + 2NO3 –(aq) 3Cu2+(aq)+ 2NO(g) + 4H2O
Logam tembaga dibuat dari tembaga sulfida (Cu2S) yang dioksidasi dengan oksigen.
Cu2S + 2O2 2CuO + SO2
2CuO + Cu2S SO2 + 4Cu
Garam tembaga dalam larutan berwarna biru pucat, karena membentuk ion Cu(H2O)42+. Jika larutan ini ditambah amonia akan menghasilkan ion Cu(NH3)42+yang
berwarna biru pekat. Senyawa CuCl2, Cu2Br2, Cu2I2 sukar larut dalam air dengan Ksp
masing-masing 1,9.10-7, 5.10-9, dan 1.10-12. Senyawa Cu
2O dan Cu2S dapat dibuat langsung dari
unsurnya pada suhu tinggi. Kedua senyawa ini cenderung nonstoikiometrik karena dapat pula sebagian membentuk CuO dan CuS.
Senyawa-senyawa Cu (I) berwarna putih kecuali oksidasinya merah.Sedangkan senyawa Cu (II) hidratnaya biru dan anhidratnya abu-abu. Senyawa-senyawa Cu (II) lebih stabil dalam larutan. Mereka beracun dan mengion yang berwarna gelap (biru gelap) yang terbentuk dengan larutan amonia berlebihan. Cu digunakan buat kabel/kawat/peralatan listrik; dalam logam-logam paduan; monel, perunggu kuningan, perak jerman, perak nikel untuk ketel dan lain-lain .
Secara umum garam tembaga (I) tidak larut dalam air dan tidak berwarna, perilakunya mirip perilaku senyawa perak (I). Mereka mudah dioksidasi menjadisenyawa tembaga (II), yang dapat diturunkan dari tembaga(II) oksida, CuO, hitam. Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat, maupun dalam larutan air; warna ini benar-benar khas hanya untuk ion tetraakuokuprat (II) [Cu(H2O)4]2+ saja. Batas terlihatnya warna ion kompleks tetraakuokuprat(II) (yaitu, warna
ion tembaga (II) dalam larutan air), adalah 500μg dalam batas konsentrasi 1 dalam 104.
Garam-garam tembaga (II) anhidrat, seperti tembaga (II) sulfat anhidrat CuSO4, berwarna
putih (atau sedikit kuning).
Larutan amonia bila ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit terbentuk endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa). Bila dalam keadaan basah dibiarkan terkena udara, tembaga (II) sulfida cenderung teroksidasi menjadi tembaga (II) sulfat, dan karenanya menjadi dapat larut dalam air. Banyak sekali panas yang dilepaskan pada proses ini.
III. ALAT DAN BAHAN
3.1 ALAT 3.2 BAHAN
1. Gelas kimia 250 ml 1. Limbah tembaga dari kabel bekas 2. Gelas ukur 50 ml 2. Larutan H2SO4
3. Corong 3. Larutan HNO3 30% dan 40%
4. Kaca Arloji 4. Aquades
5. Batang pengaduk 6. Pemanas (Hot plate) 7. Pipet tetes
8. Cawan penguapan 9. Timbangan
10. Kertas saring IV. LANGKAH KERJA
Menimbang 5 gram padatan tembaga dari limbah kabel sebanyak 5 gram
Memasukan 50 ml air ke dalam gelas kimia, ditambahkan 10 mL H2SO4 pekat,
5 gram tembaga dan 15 ml HNO3 30%
Memanaskan campuran larutan diatas di dalam lemari asam sampai gas berwana coklat (NO2) tidak ada lagi.
Menyaring larutan dalam keadaan panas.
Menyimpan larutan yang telah disaring sampai terbentuk Kristal
Menimbang berat kaca arloji dan kertas timbang yang akan digunakan untuk menempatkan kristal
Menyimpan Kristal yang terbentuk di kaca arloji dan timbang kembali beratnya
Mengeringkan Kristal di dalam oven untuk menghilangkan air yang terkandung di dalam kristal
Menimbang berat Kristal yang sudah kering, hitung kadar airnya dan rendemennya
Secara keseluruhan Pencampuran Aquades 50 mL 10 mL H2SO4 pekat 5 gram Cu 15 mL HNO3 30% Pemanasan Gas NO2 Penyaringan dalam keadaan panas Pengdinginan
(pengkristalan) Kristal berwarna biru Larutan berwarna biru keruh, Cu belum terlarut
Larutan berwarna biru bening, Cu merlarut
Larutan berwarna biru bening, tanpa Cu yang tak larut
Penimbangan kristal keadaan basah
Pengeringan dalam oven)
Penimbangan kristal keadaan kering
Perhitungan rendemen dan kadar air
V. TABEL PENGAMATAN
NO. PROSEDUR PERCOBAAN HASIL PENGAMATAN
1. Dimasukan air ke dalam gelas kimia V = 50 mL 2. Ditambahkan 10 mL H2SO4 pekat
Larutan bening kekuningan sedikit dan hangat (eksotermis)
3. Ditambahkan 5 gram tembaga Larutan tetap bening dan tembaga tidak larut
4. Ditambahkan 15 mL HNO3 30%
Larutan mulai mendidih, tembaga mulai larut, larutan berwarna biru keruh, terbentuk uap berwarna coklat 5. Dilakukan pengadukan terus menerus
selama ± 30 menit Tembaga larut.
6. Dipanaskan Larutan berubah menjadi berwarna biru bening
7. Disaring larutan Menghasilkan filtrate berwarna biru 8. Didiamkan dan ditimbang Kristal yang
terbentuk
Terbentuk Kristal biru sebanyak 13.22 gram
VI. PENGOLAHAN DATA
1. Menghitung rendemen CuSO4.5H2O
Massa Cu awal
= 5 gram
Massa kristal
= 13,22 gram
BM CuSO
4.5H
2O = 249,55 g/mol
BA Cu
= 63,55 g/mol
Reaksi : Cu
2++ SO
42-+ 5H
2O
CuSO
4.5H
2O
Massa CuSO
4.5H
2O =
CuSO4.5H2O x 5 gram
=
249,55 / 6,55 /x 5 gram
= 19,6341 gram
Rendemen
=
CuSO4.5H2O hasil praktikum CuSO4.5H2O secara teoritis
x
100 %
=
1,22 19,641
x 100 %
2. Menghitung kadar air dalam Kristal CuSO4.xH2O
Beratkacaarloji + kertastimbang = 36.48 gram
Beratkacaarloji + kertastimbang + CuSO4.5H2O sebelumdikeringkan = 49.70 gram
Berat CuSO4.xH2O sebelumdikeringkan = 49.70 -36.48 = 13.22 gram Beratkacaarloji + CuSO4.xH2O setelahdikeringkan = 43.72 gram
Berat CuSO4 = 43.72 – 36.48 = 7.24 gram
Massa xH2O = 13.22 – 7.24 = 5.98 gram Mol CuSO4 = 7.24 16 /= 0.05mol Mol xH2O = 5.98 18 / = 0.3322 mol 4 = 4 1 = .22 .5 X = 6,64 Jadi CuSO4. 6H2O
3. Reaksi yang terjadi
1. Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
2. 3Cu(s) + 8H+(aq) + 2NO3 –(aq) 3Cu2+(aq)+ 2NO(g) + 4H2O
3. Secara keseluruhan :
Cu + 3H2O + H2SO4 + 2HNO3 CuSO4.5H2O + 2NO2
VII. PEMBAHASAN
Oleh Lira Aprilia Pujianti (151411014)
Pada percobaan kali ini dilakukan pembuatan tembaga (II) sulfat pentahidrat dari limbah tembaga pada kabel bekas. Bahan-bahan yang digunakan yaitu aquades 50 mL yang ditambahkan 10 mL larutan H2SO4 pekat, 5 gram tembaga, dan 15 mL larutan HNO3 30%
(pada kelompok 4) 40% (pada kelompok 3). Dalam penambahan bahan-bahan ini memiliki tujuan yaitu pertama dalam penambahan H2SO4 yaitu agar terbentuk CuSO4 dengan reaksi
sebagai berikut :
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
Selanjutnya penambahan larutan HNO3 bertujuan agar tembaga terlarut dan dapat
bereaksi dengan H2SO4. Karena tembaga tidak larut dalam asam yang bukan
perngoksidanya, namun tembaga dapat teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga dapat
terlarut. Pelarutan ini membuat larutan berwarna biru dan menghasilkan gas NO2. Karena
terbentuknya gas ini dan memang pada dasarnya bahan-bahan yang digunakan merupakan bahan yang bersifat korosif dan oksidator, maka proses ini dilakukan di lemari asam. Dalam pelarutan ini larutan dipanaskan dan diaduk dengan magnetic stirer dengan tujuan untuk mempercepat proses reaksi. Selain itu, tujuan pemanasan ini adalah untuk memperbesar
hasil kali kelarutannya (Ksp), sehingga hal ini dapat membentuk Kristal yang dinamakan tembaga (II) sulfat). Proses ini dilakukan sampai tidak terbentuk lagi uap berwarna coklat. Karena dengan tidak terbentuknya lagi gas NO2, tembaga dianggap telah larut semua.
Persamaan reaksi pada proses ini adalah :
3Cu(s) + 8H+(aq) + 2NO3 –(aq) 3Cu2+(aq)+ 2NO(g) + 4H2O
Persamaan reaksi keseluruhan pada proses ini adalah :
Cu + 3H2O + H2SO4 + 2HNO3 CuSO4.5H2O + 2NO2
Dari hasil perhitungan pengolahan data didapat nilai rendemen sebesar 67.33%. Hasil yang didapat ini jauh dari angka 100%. Hal ini dapat disebabkan karena mungkin pada limbah kabel yang digunakan terdapat logam pengotor lain selain tembaga. Dan dari perhitungan kadar air, didapat koefisien air yaitu sekitar 6.64 bukan 5 yang menjadikan rumus senyawa kompleks ini adalah CuSO4.6H2O. Hal ini disebabkan pada saat hendak
menyaring, kami membilas gelas kimia dengan aquades sehingga Kristal yang ada dalam kertas saring terkena aquades lagi dari pembilasan tersebut, sehingga Kristal mengandung aquades lebih banyak dan saat pengeringan Kristal tidak diletakkan tersebar pada kaca arloji tapi mengumpul ditengah (menggunung), jadi kemungkinan terjadi pengeringan yang belum sempurna dan masih terkandung air pada Kristal saat ditimbang.
Variabel yang berpengaruh dalam proses ini adalah pengadukan, suhu, konsentrasi larutan-larutan yang dipakai, kadar Cu, dan waktu. Pada percobaan kali ini variable yang dibedakan yaitu konsentrasi HNO3. Pada kelompok 4 menggunakan HNO3 dengan
konsentrasi 30%, sedangkan pada kelompok 3 menggunkan HNO3 dengan konsentrasi 40%.
Hasil yang didapat pun mengalami perbedaan, yaitu bentuk Kristal yang terbentuk pada kelompok 4 (HNO3 30%) berbentuk kecil-kecil sedangkan pada kelompok 3 (HNO3 40%)
Kristal yang terbentuk lebih besar-besar. Namun hasil gram kristal yang didapat lebih banyak oleh kelompok 4 dengan konsentrasi HNO3 30%, hal ini dapat disebabkan karena pada saat
pemanasan, suhu yang dicapai pada kelompok 4 lebih tinggi yaitu 100℃ dibandingkan dengan kelompok 3 yang tidak mencapai suhu 100℃ hanya sampai sekitar 70℃, jadi larutan pada kelompok 4 lebih jenuh dibandingkan kelompok 3.
VIII. KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
1. Hati-hati menangani asam sulfat dan asam nitrat pekat dan perhatikan prosedur cara pembuatan larutan dan lakukan dalam lemari asam, gunakan sarung tangan dan masker, karena asam sulfat dan asam nitrat bersifat oksidator, korosif, dan reaksi bersifat eksotermis/eksplosif.
2. Limbah dikumpulkan dalam suatu tempat.
IX. KESIMPULAN
X. DAFTAR PUSTAKA
1. Manfaati, Rintis,dkk. 2012.Bahan Ajar 1 Praktikum Satuan Proses 1. Politeknik Negeri Bandung:Bandung
LAMPIRAN
Gambar 1. Proses pemanasan dengan terbentuknya gas NO2
