Laporan praktikum
kimia logam dan non logam
natrium peroksoborat
Nama Anggota Kelompok
Ebsya Serashi
James Marisi
Yeshinta Risky Priasmara Putri
Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
2010
Tujuan
Mengenai salah satu pembuatan natrium peroksoborat Mengetahui metode pemurnian
Mengetahui sifat sifatnya
Teori dasar
Senyawa senyawa peroksida (O22-) biasanya banyak digunakan sebagai bahan pemutih
pada bubuk pencuci dan juga sebagai desinfektan. Salah satunya adalah garam natrium peroksoborat atau garam natrium metaborat perhidrat yang diperdagangkan dengan nama natrium perborat. Garam perborat biasanya dalam bentuk peroksoborat tetrahidrat (NaBO3.4H2O atau NaBO2.H2O2.3H2O) yang sering digunakan sebagai pemutih dalam bubuk
pembersih
Garam natrium peroksoborat dapat dibuat dengan mereaksikan B(OH)3 atau H3BO3 atau
garam borat lainnya dengan peroksida seperti natrium peoksida, natrium hidroperoksida (NaOOH) atau H2O2
Reaksinya : H3BO3 + NaOOH NaBO3 + 2H2O
Struktur padatan natrium peroksoborat, NaBO3, telah ditentukan dengan difraksi sinar-x dengan formula Na2[B2(O2)2(OH)4].8H2O. Struktur kristal senyawa NaBO3 berupa senyawa
berinti ganda, melalui suatu jembatan peroksa yang terdiri dari unit anion [B2(O2)2(OH)4]
2-Bila dipanaskan, kristal peroksoborat membentuk padatan paramagnetik yang mengandung O2-, O3- dan dibentuk dari radikal peroksoborat. Dalam skala industri, natrium peroksoborat
dibuat dengan cara elektrolisis larutan boraks, Na2B4O7. Peroksoborat merupakan senyawaan
oksigen dari bor yang dapat dibuat dari melalui asam borat atau dari atau dari bijih boraks. Senyawaan oksigen dari bor adalah salah satu yang terpenting dari senyawaan bor yang terdiri atas hamper semua bentuk unsure yang ada secara alamiah. Struktur-strukturnya didasarkan pada satuan segitiga planar BO3, kadang-kadang dengan adanya satuan BO3
tetrahedral.
Garam NaBO3 dapat dibuat juga dengan mencampurkan larutan boraks (Na2B4O7.10H2O)
Na2B4O7 + 10H2O 4H3BO3 + 2NaOH
Hasil yang diperoleh biasanya berupa hidrat , misalnya NaBO3.4H2O. Bubuk NaBO3.4H2O
sering digunakan sebagai pemutih dalam bubuk pencuci, karena dalam air terhidrolisis dan membebaskan H2O2 secara perlahan.
Dari borat atau dengan hidrolisis halida bor, asam borat B(OH)3, dapat diperoleh sebagai
kristal jarum putih satuan-satuan B(OH)3 terikat bersama-sama oleh ikatan-ikatan hydrogen
membentuk lapisan-lapisan tak hingga dengan simetri hampir heksagonal. Lapisan ini berjarak 3,18Å dan ini menerangkan mudahnya kristal dipecah.
Boraks, Na2B4O7.4H2O merupaka garam dari asam borat yang sangat penting. Didalam air,
larutan boraks memberikan sifat basa : Na2B4O7.4H2O + 7 H2O 2NaOH + 4H3BO3
Asam orto borat atau yang lebih dikenal sebagai asam yang sangat lemah sehingga dianggap sebagai asam berbasa satu. Sebagai asam lewis, H3BO3 dalam air bertindak
sebagai donor proton, tetapi sebagai B(OH)3 yang bertindak sebagai akseptor e atau OH
-Alat dan Bahan
Peroksida natrium tetraborat tetrahidrat (boraks) Na2B4O7.10H2O
Natrium hidroksida, NaOH 3,3% Hidrogen peroksida, H2O2 6% Etanol 0,5% H2SO4 2M 0,02 M KMnO4 10% w/v larutan KI Batu es Beaker glass 100ml, 250ml, 400ml Penyaring Buchner
Pipet tetes (3 buah) Tabung reaksi (3buah) Gelas ukur 10ml Cawan penguap
Cara Kerja
Melarutkan 6 gr boraks dalam 30ml larutan NaOH 3,3%
Mendinginkan larutan dalam bak es dan menambahkan perlahan-lahan 40ml larutan H2O2
6%
Saring endapan dengan alat penghisap (Buchner) Mencuci endapan yang didapat dengan aseton
Pengujian hasil
Menggunakan 5ml larutan segar dalam akuades dari zat tersebut (endapan putih dari hasil diatas dilarutkan dalam 5ml aquadest) untuk digunakan pada tes nomor 1 s/d 2 berikut ini :
1. Menambahkan 5 tetes H2SO4 2M dan 5 tetes KMnO4 2. Menambahkan 5 tetes H2SO4 2M dan 10% w/v larutan KI
Data Pengamatan
Pada saat penambahan NaOH kedalam boraks maka akan dihasilkan larutan yang berwarna bening tetapi boraks tidak melarut sempurna dan masih terdapat boraks dibawahnya. Lalu larutan bening yang terbentuk tersebut ditempatkan didalam bak es dan ditambahkan H2O2,
maka akan terbentuk endapan putih. Endapan putih akan bertambah banyak ketika diaduk selama 20 menit. Endapan disaring dengan Buchner yang dilapisi kertas saring. Endapan putih yang masih tertinggal dibilas menggunakan alkohol. Kristal yang terbentuk tidak akan melarut dengan penambahan alkohol.
Reaksi yang terjadi
Na2B4O7.4H2O + 7H2O 2NaOH + 4H3BO3
H3BO3 + NaOH + H2O2 NaBO3 + 3H2O
Endapan yang terbentuk kemudian dilarutkan dalam akuades dan melarut dengan sempurna. Endapan yang telah dicampur akuades, lalu ditambah 5 tetes
H2SO4 warna larutan tidak berubah tetap bening, lalu ditambahkan 0,02 M
KMnO4 larutan tidak berubah warna (tetap bening)
Reaksi yang terjadi
BO3 + H2O H2O2 + BO
2-2 MnO4- + 5H2O2 + 6 H2O Mn2+ + 5O2 + 8H2O
Lalu diambil endapan baru hasil proses diatas, ditambahkan akuades, endapan dapat melarut sempurna (terbentuk larutan bening). Pada saat ditambah H2SO4, warna larutan
tetap bening, lalu ditambahkan 10% KI maka warna larutan berubah menjadi kuning kecoklatan
BO33- + H 2O H2O2 + BO2 2-2H+ + H 2O2 + 2I- I2 + 2H2O H2O2 + 2H+ +2I- I2 + 2H2O Pembahasan
Pada percobaan kali ini natrium peroksoborat terbentuk dengan mereaksikan Na2B4O7.10H2O
dengan NaOH dan ditambahkan secara perlahan H2O2. NaOH dalam hal ini digunakan
sebagai pelarut karena pada suhu kamar boraks melarut dengan baik pada suasana basa. Penambahan hydrogen peroksida berfungsi sebagai pembentuk kristal yang mengandung anion peroksoborat yang bila didinginkan akan mengendap. Selain itu pula, fungsi penambahan H2O2 berfungsi sebagai pengoksidasi bagi kristal borat dan merupakan
pengoksidasi yang cukup kuat untuk menyerang kristal borat yang cukup inert. Reaksi
Na2B4O7 + 7H2O 4H3BO3 + 2NaOH
H3BO3 + NaOH + H2O2 NaBO3 + 3H2O
Pada saat penambahan H2O2 larutan diletakkan dalam bak es pun dilakukan agar cepat
terbentuk kristal,karena reaksi dengan menggunakan H2O2 bersifat eksoterm dan hal
tersebut dapat menghambat pembentukan kristal. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan energi dalam bentuk panas (kalor) yang ditandai dengan kenaikan suhu. Pada saat penambahan H2O2 dilakukan pengadukan. Pengadukan ini bertujuan untuk
menyebarkan inti kristal yang terbentuk agar pembentukan kristal menjadi lebih banyak. Kemudian didiamkan sebelum dilakukan penyaringan. Perlakuan ini ditujukan agar kristal yang terbentuk memiliki waktu untuk membentuk inti kristal yang sempurna dan baik. Pada saat dilakukan penyaringan, endapan kristal dicuci dengan menggunakan alcohol. Pencucian dengan alcohol ini bertujuan untuk melarutkan pengotor yang terikat pada kristal. Alasan mengapa menggunakan alkoholnbukan air adalah karena air dan kristal yang terbentuk memiliki polaritas yang sama, sama sama bersifat polar, sehingga bila dicuci dengan air maka kristal akan melarut.
Pada pengujian hasil yang pertama yaitu menguji dengan asam sulfat dan KMnO4 akan
didapatkan hasil larutan yang bening. Pada saat penambahan akuades dengan kristal yang terbentuk maka kristal akan melarut sempurna. Hal ini terjadi karena air dan kristal memiliki polaritas yang sama, lalu ditambahkan H2SO4. Penambhan H2SO4 ini untuk memberikan
suasana asam pada larutan yang naninya akan berperan pada reaksi antara MnO4 dengan
peroksoborat, lalu ditambahkan KMnO4, yang terjadi adalah warna ungu pada KMnO4
berubah menjadi bening. Hal ini menandakan bahwa natrium peroksoborat dapat mereduksi KMnO4. Reaksi yang terjadi :
BO33- + H
2O H2O2 + BO2
Sedangkan pada pengujian hasildengan asam sulfat dan KI, didapatkan larutan kuning kecoklatan. Warna kuning kecoklatan ini menunjukan terbentuknya I2. Hal tersebut
menunjukkan bahwa peroksoborat dapat mengoksidasi I-Reaksi yang terjadi
BO33- + H
2O H2O2 + BO2
2-H2O2 + 2H+ +2I- I2 + 2H2O
Pertanyaan dan Jawaban
1. Pada pembuatan natrium perboraks, mengapa campuran borak dan NaOH harus didinginkan pada saat penambahan H2O2? Hal ini dikarenakan reaksi dengan H2O2
adalah reaksi yang eksoterm, pada reaksi eksoterm pengendapan yang sempurna sebaiknya dilakukan pada suhu rendah. Selain itu pula, agar pembentukan kristal, dapat terbentuk dan agar reaksi yang berjalan lebih stabil
2. Tuliskan reaksi hidrolisa dari Na2B4O7. Bagaimana sifat PH larutan Na2B4O7? Na2B4O7.4H2O + 7 H2O 2NaOH + 4H3BO3
Didalam air, larutan boraks memiliki sifat basa
3. Tuliskan reaksi pembentukan NaBO3 bila Na2B4O7 dilarutkan kedalam air dan
kemudian ditambahkan Na2B4O7 + 7H2O H3BO3 + 2NaOH
H3BO3 + NaOH + Na2O2 Na3BO3 + 3H2O + 2H2
4. Tuliskan reaksi yang terjadi bila garam NaBO3 dilarutkan dalam air
BO33- + H
2O H2O2 + BO2
2-5. Sebagai oksidator, manakah yang lebih kuat NaBO3 atau KMnO4? NaBO3 lebih kuat
sebagai oksidator daripada KMnO4, hal ini dibuktikan pada saat penambahan KMnO4,
KMnO4 tidak mampu merubah warna dan larutan peroksoborat
6. Apakah warna larutan setelah ditambahkan Ti(IV) sulfat? Apakah warna test untuk titanium didasarkan pada warna orange atau kuning yang intens (terang) yang diihasilkan bila larutan garam-garam Ti direaksikan dengan H2O2. Hal ini terjadi
karena ter bentuk spesi-spesi seperti [Ti(O2)OH]+ pada PH <1
Kesimpulan
1. Natrium peroksoborat direaksikan dengan mereaksikan boraks dengan NaOH & H2O2 2. NaOH berfungsi sebagai pelarut borak
3. H2O2 berfungsi sebagai pengoksidasi bagi kristal boraks
4. Pendinginan didalam bak es agar terbentuk kristal yang baik dan banyak
5. Pencucian kristal dengan alkohol ditujukan untuk melarutkan pengotor yang terdapat
pada kristal
6. Air dan kristal memiliki polaritas yang sama, sehingga saling melarutkan 7. Na-peroksoborat merupakan oksidator yang lebih kuat daripada KMnO4 8. Peroksoborat dapat mengoksidasi KI
Daftar Pustaka
Sihombing, Riwandi. Penuntun Praktikum Kimia Logam dan Non Logam. FMIPA UI. 2007. Cotton & Wilkinson. Kimia Organik Dasar. UI Press. 1989.
