A. JUDUL PERCOBAAN
“Pembuatan Garam Kompleks dan Garam Rangkap”.
B. TUJUAN PERCOBAAN
Mahasiswa diharapkan mampu mempelajari pembuatan dan sifat-sifat garam rangkap kupri ammonium sulfat dan garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat.
C. LANDASAN TEORI
Senyawa yang tersusun atas ssatu atom pusat, biasanya logam, atau kelompok atom, seperti VO, VO2 dan TiO yang
dikelilingi oleh sejumlah anion atau molekul netral disebut senyawa kompleks netral disebut senyawa kompleks. Anion atau molekul netral yang mengelilingi atom pusat atau kelompok atom itu disebut ligan. Jika ditinjau dari sistem asam-basa Lewis, atom pusat atau kelompok atom dalam senyawa kompleks tersebut bertindak sebagai asam lewis, sedangkan ligannya bertindak sebagai basa Lewis. Ikatan yang terjadi antara ligan dan atom pusat merupakan ikatan kovalen koordinasi, sehingga senyawa kompleks disebut juga senyawa koordinasi. Jumlah ligan yang mengelilingi atom pusat menyatakan bilangan koordinasi. Jumlah muatan kompleks ditentukan dari dari penjumlahan muatan ion pusat dan jumlah muatan ligan yang membentuk kompleks. Cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang senyawa koordinasi dinamakan kimia koordinasi. Sifat-sifat senyawa koordinasi dapat diprediksi dari sifat ion pusatnya, Mn+, dan ligan, L
1, L2, ... dan seterusnya. Hal yang
bagian dari senyawa itu yang tidak berubah baik dalam padatan maupun dalam larutan, walaupun sedikit ada disosiasi. Spesies tersebut dapat berupa nonionik, kation dan anion, bergantung pada muatan penyusunnya. Jika bermuatan maka spesies itu disebut ion kompleks atau lebih sederhana disebut spesies kompleks (Ramlawati. 2005; 1).
Garam rangkap: Contoh; Kal(SO4)2.H2O(s) atau
K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Garam ini terdiri dari dua macam garam
yang mengkristal menjadi satu. Garam rangkap dapat pula mengandung satu kation dan satu anion; misalnya kapur klor, CaOCl2 atau CaCl2.Ca(OCl)2. Dalam air semua ion-ionnya terurai.
Tawa di atas bersifat asam, karena Al3+
(aq) berasal dari basa lemah
(Rufiati, Etna. 2010; 1).
Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Proses pembentukan dari garam rangkap terjadi apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam itu memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya (Syahbani, Annisa. 2009; 2).
Senyawa kompleks berbeda dengan garam rangkap. Contoh, dua senyawa 2KCl.HgCl2 dan 2KCl.HgCl2. Sepintas kedua senyawa ini
mirip tetapi ternyata memiliki sifat yang berbeda. Senyawa yang pertama menghasilkan tiga ion tiap molekul. Berdasarkan perbedaan sifat itu, senyawa pertama dinamakan kompleks yang
secara umum dituliskan K2[HgCl4], dan senyawa kedua dinamakan
garam rangkap dan tetap ditulis 2KCl.HgCl2 (Ramlawati. 2005; 1-2).
Dalam pelaksanaan analisis anorganik kualitatif banyak digunakan reaksi-reaksi yang menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion (atau molekul) kompleks terdiri dari satu atom (ion pusat) dan sejumlah ligan yang terikat erat dengan kompleks yang stabil nampak mengikuti stokiometri yang sangat tertentu, meskipun ini tak dapat ditafsirkan di dalam lingkup konsep valensi yang klasik. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat. Bilangan koordinasi menyatakan jumlah ruangan yang tersedia sekitar atom atau ion pusat dalam apa yang disebut bulatan koordinasi, yang masing-masingnya dapat dihuni satu ligan (Svehla, G. 1979; 95).
Larutan amoniak disini berfungsi sebagai ligan yang mempunyai sebuah orbital yang terisi (elektron tak berpasangan) untuk interaksinya dengan logam, bentuk komplek koordinasi yang klasik dengan logam. Mereka bergabung hanya dengan interaksi elektron ligan dengan orbital d,s, atau p yang kosong dari logam. Ligan ini adalah basa lewis, dan logam adalah asam lewis. Ikatan ini dibentuk dari rotasi simetrik diatas sumbu logam dengan ligan dan digambarkan sebagai suatu ikatan. Ligan unidentat,mereka diikat pada logam melalui ligan atom tunggal. Mereka mempunyai polarisabilitas yang kecil dan lemah dan ikatan yang lemah untuk transisi (Dinno. 2009; 1).
Pembentukan kompleks oleh ion logam tergantung pada kecenderungan untuk mengisi orbital atom kosong dalam usaha mencapai konfigurasi elektron yang stabil. Ikatan yang terbentuk dapat bersifat kovalen seperti [Fe(CN)6]4+ atau elektrostatik seperti
[Ca(H2O)2]2+. Selam proses polarisasi, deformasi ion akan lebih
disukai dengan logam kation mempunyai muatan besar, ukuran ligan yang besar, dan dengan ion logam yang mempunyai tipe konfigurasi atom gas yang bukan gas mulia (Day, R.A. dan A. L. Underwood. 1986; 18).
Pembentukan kompleks dalam analisis anorganik kualitatif sering terlihat dan dipakai untuk pemisahan atau identifikasi. Salah satu fenomena yang paling umum yang muncul bila ion kompleks terbentuk adalah perubahan warna dalam larutan. Beberapa contoh adalah: Cu2+ + 4NH 3 [Cu(NH3)4]2+ Fe2+ + 6CN- [Fe(CN) 6] 4-Ni2+ + 6NH 3 [Ni(NH3)6]2+ Fe3+ + 6F- [FeF 6]
3-Suatu fenomena lain yang penting yang sering terlihat bila kompleks terbentuk adalah kenaikan kelarutan; banyak endapan bisa melarut karena pembentukan kompleks (Svehla, G. 1979; 97).
D. ALAT DAN BAHAN
a. Tabung reaksi b. Gelas ukur 25 mL; 10 mL c. Cawan penguap d. Gelas kimia 100 mL; 600 mL e. Kaca arloji f. Pengaduk g. Corong biasa h. Corong buchner i. Pompa vacum j. Pembakar spiritus k. Kasa asbes l. Kaki tiga m. Botol semprot n. Neraca analitik o. Rak tabung 2. Bahan
a. Kristal kupri sulfat pentahidrat b. Kristal amonium sulfat
c. Etil alkohol
d. Ammonium hidroksida 6 M dan 15 M e. Aquadest
f. Kertas saring
E. CARA KERJA
1. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat, CuSO4.
(NH4)SO4.6H2O
a. Melarutkan 0,02 mol CuSO4.5H2O dan 0,02 mol (NH4)2SO4
dengan 10 mL aquadest dalam gelas kimia 100 Ml. Memanaskan secara perlahan-lahan sampai semua garam larut sempurna.
b. Membiarkan larutan tersebut menjadi dingin pada temperatur kamar sampai terbentuk kristal. Apabila dibiarkan selama satu malam maka akan diperoleh kristral banyak.
c. Melanjutkan pendinginan campuran dengan es, kemudian mendekantir untuk memisahkan kristal dari larutan.
d. Mengeringkan kristal dalam kertas saring, kristal yang diperoleh berbentuk monoklin (tidak perlu dibuktikan).
e. Menimbang kristal yang dihasilkan dan mencatat jumlah mol reaktan dan mol kristal hasil. Kemudian menghitung persen hasilnya.
2. Pembuatan garam kompleks tetraamin copper(II) sulfat monohidrat, Cu(NH3)4SO4.H2O
a. Menempatkan 8 mL larutan amonia 15 M dan mengencerkan dengan 5 mL aquadest dalam cawan penguap.
b. Menimbang 0,02 mol CuSO4.5H2O yang berbentuk powder. Menambahkan kristal itu ke dalam larutan amonia dan sampai semua kristal larut sempurna.
c. Menambahkan 8 mL etil alkohol secara perlahan-lahan melalui dinding beaker sehingga larutan tertutupi oleh alkohol. Jangan mengaduk atau menggoyang. Menutup dengan gelas arloji dan membiarkan selama satu malam (atau sekitar 1 jam).
d. Mengaduk pelan-pelan untuk mengendapkan secara sempurna. Memisahkan kristal yang terbentuk dengan melakukan dekantir. Memisahkan kristal ke dalam kertas saring dan mencuci dengan 3-5 mL campuran larutan ammonia 15 M dengan etil alkohol yang perbandingan volumenya sama.
e. Mencuci sekali lagi kristal dalam corong dengan 5 mL etil alkohol dan menyaring denga pompa vakum.
f. Menimbang kristal kering yang dihasilkan dan menentukan berapa mol amonia yang diperlukan.
3. Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks.
a. Menempatkan sedikit (kira-kira 0,5 gram) kristal kupri sulfat anhidrat ke dalam tabung reaksi. Mencatat perubahan warna yang terjadi apabila 1 atau 2 mL aquadest ditambahkan. Kemudian menambahkan larutan NH4OH 6 M
tetes demi tetes sampai 4 mL. Mencatat perubahan yang terjadi.
b. Melarutkan sedikit garam rangkap hasil percobaan bagian (1) dalam kira-kira 3 mL dalam tabung reaksi. Melakukan hal yang serupa terhadap garam kompleks hasil percobaan (2). Membandingkan warna larutan. Jenis ion apa yang menyebabkan adanya perbedaan warna. Mengencerkan setiap larutan dengan kira-kira 10 mL aquadest dan mencatat perubahan warnanya.
c. Menempatkan sejumlah garam kering hasil percobaan (1) dan (2) dalam tabung reaksi yang berbeda. Memanaskan pelan-pelan masing-masing tabung dan mencatat perubahan warnanya. Gas apa yang dibebaskan oleh masing-masing sampel.
F. HASIL PENGAMATAN
1. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat, CuSO4(NH4)2SO4.6H2O
Kristal CuSO4.5H2O(biru) 5 gram + kristal (NH4)2SO4 (putih) 2,6 gram
+ 10 mL aquadest larutan biru larutan biru
dipisahkan dengan corong buchner kristal warna biru prusi sebanyak 6,7 gram.
2. Pembentukan garam kompleks tetraamincooper (II) sulfat monohidrat, [Cu(NH3)4]SO4.H2O
Kristal CuSO4.H2O(biru) 5 gram + 5 mL H2O + 8 mL ammonia 15 M
larutan biru tua + 8 mL etanol (bening) larutan
dan enapan biru tua endapan biru kristal
biru tua sebanyak 7 gram
3. Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks
a. Kristal CuSO4.5H2O (biru muda) 0,5 gram + 2 ml H2O
larutan berwarna biru + NH4OH 6M larutan biru tua.
b. 1). kristal garam rangkap (biru muda) + 3 mL aquadest
larutan biru muda + 10 mL H2O biru muda, jernih.
2). kristal garam rangkap (biru tua) + 3 mL aquadest
larutan biru tua + 10 mL H2O suspensi biru tua. c. 1). Kristal garam rangkap tidak ada bau
2). Kristal garam komples ada bau, amonia(g)
Garam kompleks [Cu(NH3)4]SO4.H2O
G. ANALISA DATA
1. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat, CuSO4(NH4)2SO4.6H2O
Diketahui: Massa CuSO4.5H2O = 5 gram
Massa (NH4)2SO4 = 3 gram
Massa CuSO4(NH4)2SO4.6H2O = 6,7 gram
BM CuSO4.5H2O = 251 g/mol
BM (NH4)2SO4 = 132 g/mol
Ditanyakan: % rendemen ... ? Penyelesaian:
CuSO4.5H2O + (NH4)2SO4 CuSO4(NH4)2SO4.6H2O
m) 0,02 mol ~ 0,02 mol
r) 0,02 mol ~ 0,02 mol ~ 0,02 mol
s) - - 0,02 mol
massa CuSO4(NH4)2SO4.6H2O secara teori= mol x BM
= 0,02 mol x 401 g/mol = 8,02 gram
% rendemen =
= = 83,54 %
2. Pembentukan garam kompleks tetraamincooper (II) sulfat monohidrat, [Cu(NH3)4]SO4.H2O
Diketahui: Massa CuSO4.5H2O = 5 gram
Massa [Cu(NH3)4]SO4.H2O = 6 gram
BM CuSO4.5H2O = 251 g/mol
BM [Cu(NH3)4]SO4.H2O = 247 g/mol
Ditanyakan: % rendemen ... ? Penyelesaian:
CuSO4.5H2O + 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4.H2O
m) 0,02 mol ~ 0,02 mol
r) 0,02 mol ~ 0,02 mol ~ 0,02 mol
s) - - 0,02 mol
massa [Cu(NH3)4]SO4.H2O secara teori = mol x BM
= 0,02 mol x 247 g/mol = 4,94 gram
% rendemen =
= = 121,46 %
H. PEMBAHASAN.
1. Pembuatan Garam Rangkap Kupriammonium sulfat
Garam rangkap dibentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu Garam rangkap yang dibuat adalah CuSO4.(NH4)2SO4.6H2O dengan
mereaksikan CuSO4.5H2O yang berwarna biru muda dan
(NH4)2SO4 yang berwarna putih, dalam 10 mL aquadest.
Campuran tersebut kurang larut sehingga dilakukan pemanasan, dan membenyuk larutan yang berwarna biru muda. Air
mempunyai momen dipol yang besar dan ditarik baik ke kation maupun anion untuk membentuk ion terhidrasi. Dari sifatnya tersebut maka digunakan pelarut air karena kedua garam yang bereaksi dapat larut dalam air murni daripada dalam pelarut organik. Larutan didinginkan pada suhu kamar terlebih dahulu agar kisi-kisi kristal dapat terbentuk dengan baik kemudian didinginkan dengan es.
Percobaan ini memperoleh garam rangkap CuSO4.
(NH4)2SO4.6H2O berupa kristal monoklin berwarna biru muda
sebanyak 6,7 gram. Warna biru pada kristal-kristal tersebut merupakan warna dari ion Cu2+ yang menjadi salah satu
komponen pembentuk garam tersebut. Reaksi yang terjadi adalah:
CuSO4.5H2O + (NH4)2SO4 → CuSO4.(NH4)2SO4.6H2O
Persen rendemen yang diperoleh adalah 83,54%.
2. Pembuatan Garam Kompleks tetraamincopper(II)sulfat monohidrat
Garam kompleks yang akan dibuat dengan mereaksikan garam CuSO4.5H2O yang berwarna biru dengan larutan NH4OH
yang telah diencerkan dengan aquadest yang berupa larutan bening. Dari campuran tersebut, terbentuk larutan biru tua yang berbau sangat menyengat. Bau tersebut barasal dari larutan ammonia 15 M. Larutan ini ditutup dengan hati-hati menggunakan etil alkohol melalui dinding cawan penguap. Penetesan alkohol melalui dinding dimaksudakan agar etil
alkohol tersebut benar-benar berada pada permukaan dan tidak menyebabkan terjadinya pengadukan pada campuran.
Etil alkohol adalah pelarut yang baik untuk senyawa yang ionik karena tetapan dielektriknya rendah dan mengurangi energi solvasi ion-ion. Etil alkohol tergolong sebagai pelarut yang mudah menguap, sama halnya dengan sifat alkohol lainnya. Oleh karena itu, cawan penguap ditutup dengan kaca arloji untuk mengurangi penguapan selama pembentukan kristal. Agar pembentukan kristal dapat terjadi lebih sempurna, maka didiamkan selama 1 jam.
Kristal kemudian disaring pada corong buchner dan dicuci dengan 5 mL campuran amonia 15 M dan etil alkohol dengan perbandingan yang sama, kemudian dengan 5 mL etil alkohol lagi. Pencucian dilakukan untuk memurnikan dari pengotor-pengotor yang tidak didinginkan. Setelah dikeringkan, diperoleh 6 gram kristal. Reaksi yang terjadi adalah:
CuSO4.5H2O + 4NH3 → [Cu(NH3)4]SO4.5H2O
Persen rendemen yang diperoleh adalah 121,46 %.
3. Perbandingan beberapa sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks
a. Kristal CuSO4.5H2O yang berwarna biru muda dilarutkan
dengan aquadest membentuk larutan biru, setelah penambahan NH4Ohlarutan berubah menjadi biru tua. Hal ini
CuSO4.5H2O + 4NH3 → [Cu(NH3)4]SO4.5H2O
Biru tua
b. Kristal garam rangkap adalah CuSO4.(NH4)2SO4.6H2O hasil
percobaan pertama ditambahkan 3 mL H2O membentuk
larutan biru muda jernih dan setelah ditambahkan 10 mL H2O
larutan tetap berwarna biru muda yang jernih. Pada saat ini, garam rangkap terurai menjadi ion-ion penyusunnya. Sedangkan garam kompleks [Cu(NH3)4]SO4.5H2O yang
dilarutkan dengan 3 mL H2O membentuk larutan biru tua dan
setelah ditmbah 10 mL H2O, terbentuk suspensi biru tua. Hal
ini disebabkan karena garam kompleks tidak dapat terurai menjadi ion-ionnya, hanya menjadi kation kompleks dan anion sederhana.
[Cu(NH3)4]SO4.5H2O + H2O → [Cu(NH3)4]2+ + SO4
2-c. Kristal garam rangkap yang dipanaskan tidak terbentuk gas yang dapat diketahui dari tidak adanya bau. Sedangkan pada garam kompleks terdapat gas amonia.
I. PENUTUP
1. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
a. Garam rangkap CuSO4.(NH4)2SO4.6H2O yang berwarna
kristal biru muda dapat dibuat dengan mereaksikan CuSO .5H O dan (NH ) SO . Kristal garam rangkap tidak
menghasilkan bau apabila dipanaskan dan membentuk larutan biru muda yang jernih apabila dilarutkan denga aquadest. Jumlah garam rangkap yang diperoleh adalah 6,7 gram dengan persen rendemen adalah 83,54%.
b. Garam kompleks [Cu(NH3)4]SO4.H2O yang berwarna biru
tua dibuat dengan mereaksikan CuSO4.5H2O dan NH4OH.
Kristal garam komples menghasilkan gas amonia pada saat pemanasan dan membentuk suspensi pada saat dilarutkan dengan aquadest. Jumlah garam kompleks yang dihasilkan adalah 6,7 gram dengan persen rendemen adalah 121,46 %. 2. Saran
Sebaiknya kristal dikeringkan dengan baik sebelum ditimbang
DAFTAR PUSTAKA
Day, R. A. Dan A. L. Underwood. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga.
Dinno. 2009. Sintetis dan Pemanfaatan Garam Mohr.
Online(http://www.Dinno’s.blogspot.com) diakses tanggal 18 April 2010.
Ramlawati. 2005. Kimia Anorganik Fisik. Makassar: FMIPA UNM.
Rufiati, Etna. 2010. Jenis Senyawa Garam.
Online(http://blog.bimbingankimia.com) diakses tanggal 18 April 2010.
Svehla, G. 1979. Vogel: Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan
Semimikro. Jakarta: PT. Media Kalman Pustaka.
Syahbani, Annisa. 2009. Pembuatan Garam Kompleks dan Garam
Rangkap. Online(http://annisafuhsin.wordpress.com) diakses tanggal 18 April 2010.
