Percobaan 5 (Sintesis Urea-Hidrogen Peroksida)

(1)

KIMIA ANORGANIK

NAMA

:

: Ria

Ria Riona

Riona Syarif

Syarif

NIM

:

: 442416042

442416042

KELOMPOK

KELOMPOK :

: 3

3 JUDUL

JUDUL

:

: Sintesis

Sintesis Urea-Hidro

Urea-Hidrogen

gen

Peroksida (UHP)

PRODI/KELAS : KIMIA/B

PROGRAM STUDI KIMIA

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

(2)

A. Judul : Sintesis Urea-Hidrogen Peroksida (UHP)

B. Tujuan Percobaan : Melakukan sintesis Kristal urea-hidrogen peroksida (UHP),

melakukan analisis kualitatif, serta analisa kuantitatif kadar H2O2

dalam UHP dengan metode titrasi permanganometri C. Tinjauan Pustaka

Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan oksidator yang biasa digunakan sebagai

pemutih suatu. Ini adalah sederhana peroksida (senyawa dengan ikatan-ikatan oksigen tunggal). Hidrogen peroksida adalah cairan bening,sedikit lebih kental daripada air, yang muncul dalam larutan encer. Hal ini digunakan sebagai desinfektan,antiseptic,oxidizer, dan dalam peroketan sebagai propelan. Kapasitas oksidasi peroksida hydrogen begitu kuat sehingga dianggap sebagai spesies oksigen yang reaktif.

Hidrogen peroksida secara alami diproduksi dalam organisme sebagai produk sampingan dari metabolism oksidatif. Hampir semua makhluk hidup (khususnya, semua aerob obligat dan fakultatif) memiliki enzim yang dikenal sebagai peroksidasi mengkatalisis, yang tidak berbahaya dan katalitik terurai konsentrasi rendah peroksida hydrogen terhadap air dan oksigen.

Gambar Struktur Hidrogen Peroksida

H2O2 mengadopsi struktur nonpolar simetri. Meskipun kiral, molekul mengalami

rezemization cepat. Bentuk datar dari conformer anti akan meminimalkan tolakan sterik 90o_C

torsi sudut conformer syn akan mengoptimalakan pencampuran anatara tipe-p orbital diisi oksigen (salah satu pasangan mandiri) dan LUMO ikatan OH berdampingan. Anticlinal diamati “miring” bentuk adalah kopromi antara dua conformers[1].

Hidrogen peroksida pertama kali diisolasi pada tahun1818 oleh Louis Jacques Thenard. Sebagai bahan kimia anorganik dalam bidang indusri, teknologi yang digunakan untuk Hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. Dengan cirri khasanya yang berbau khas keasaman dan mudah larut dalam air, dalam kondisi normal(ambient) kondisinya sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang 1% per tahun. Salah satu keunggulan Hidrogen Peroksida dengan oksidator yang lain adalah sifatnya ynag ramah lingkungan kerna tidak menggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sifat larutan berair dari hydrogen peroksida berbeda dari bahan rapi, mencerminkan efek dari ikatan hydrogen antara molekul air dan hydrogen peroksida. Hidrogen peroksida membentuk campura eutektik, menunjujan titik beku depresi. Sedangkan air murni meleh dan membeku sekitar 273 k, dan peroksida hydrogen murni hanya 0,4 k di bawah itu, solusi 505 (volume) mencair dan membeku pada 221 K. Hidrogen peroksida murni memiliki pH 6,2, membuatnya menjadi asam lemah[2].

Untuk menstabilkan H2O2 adalah mereaksikan H2O2 dengan urea, yang akan

(3)

larutan H2O2.Padatan UHP terbentuk dengan adanya ikatan hidrogen antara urea dan H2O2.

Reaksi pembuatan padatan UHP relatih mudah dan murah dan kemampuan sebagai oksidator mirip dengan H2O2. Kadar H2O2 dalam sampel UHP hasil sintesis dapat ditentukan

dengan menggunakan metoda titrasi permanganometri[3].

Hidrogen peroksida mereduksi KMnO4 menjadi Mn2+ dalam suasana asam, dengam

persamaan berikut:

2 MnO4- + 5 H2O2+ 6 H+ 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 (Eᵒsel = 0,81 V)

Berdasarkan perbandingan mol antara KMnO4 dan H2O2 pada persamaan reaksi di

atas, kadar H2O2 dalam sampel padatan UHP dapat ditentukan. Dalam titrasi, larutan KMnO4

digunakan sebagai titran. Perubahan warna larutan yang diamati pada titik ekivalen adalah dari tidak berwarna menjadi merah muda, yang menandakan bahwa MnO4- tereduksi menjadi Mn2+.

Tujuan percobaan ini adalah melakukan sintesis kristal urea-hidrogen peroksida (UHP), menentukaan hasil analisis kualitatif dan analisa kuantitatif kadar H2O2 dalam UHP hasil sintesis

dengan metode titrasi permanganometri[4]. D. Metode Percobaan

Metode percobaan yang dilakukan pada percobaan ini adalah metode kristalisasi, kuantitatif dan kualitatif pada Sintesis Urea-Hidrogen Peroksida.

1. Alat dan Bahan Tabel Alat

No Nama Alat Gambar Kategori Fungsi

1 Gelas Kimia 1 Digunakan sebagai wadah

dari lumpur yang akan di dilarutkan

2 Gelas Ukur 1 Digunakan untuk

mengukur volume KOH dan HCl yang akan dipakai

3 Erlenmyer 1

Digunakan sebagai wadah atau tempat untuk

menampung hasil penyaringan (Filtrat)

(4)

4

Batang Pengaduk

1 Digunakan untuk

mengaduk lumpur yang ditambahkan KOH atau HCl

5 Spatula 1 Digunakan untuk

mengambil zat yang akan digunakan dalam bentuk padatan

6 Corong Kaca 1 Digunakan pada saat

menyaring campuran lumpur yang sudah

ditambahkan KOH dan HCl

7 Kaca Arloji 1 Digunaka sebagai wadah

atau tempat dari lumpur yang akan ditimbang

8 Penangas 2 Digunakan untuk

memanaskan larutan

9 Labu Takar 1 Digunakan untuk

(5)

10 Tabung reaksi 1 Didunakan untuk mereaksikan zat

11 Neraca Analitik 2 Digunakan untuk

menimbang bahan yang akan digunakan

12 Rak Tabung reaksi 1 Digunakan untuk

meletakan tabung reaksi

13 Kertas Saring 1 Digunakan pada saat

memisahkan residu dan filtrat dari lumpur

14 Pipet tetes 1 Sebagai alat untuk

mengabil larutan dalam jumlah sedikit

15 Statif dan klem 1 Sebagai alat untuk titrasi

16 Termometer 1 Digunkan sebagai alat

(6)

Bahan

No Nama Bahan Kategori Sifat Fisik Sifat Kimia

1. Aquades Umum - titik didih 1000_C

- titik beku 00_C - massa jenis 1 gr/mL - bersifat ionik - bersifat polar - pelarut universal 2. Hidrogen peroksida (H2O2)

Khusus - tidak berwarna

- berbau khas

keasaman

- larut baik dalam air - dalam kondisi normal H2O2 stabil 3. Mangan dioksida (MnO2) khusus - padatan - berbau - berwarna hitam kecoklatan

- larut dalam air dingin dan air panas

4. Urea (CON2H4)

Khusus - Titik leleh 132 o_C

- Berat Molekul : 60,056 - mudah larut dalam air - tidak dapat terbakar

5. KmnO4 Khusus - Berbentuk padatan

- Berbau

- Berwarna ungu

- Larut dalam air, aseton, metanol, asam sulfat

6. Kertas saring Umum - Berwarna putih - Tekstur kasar

- Dapat menyerap air

2. Skema kerja

Metode 1 : Sintetis urea-hidrogen peroksida (UHP) Mulai

- _{Mengukur larutan H}₂_O₂_{30 % sebanyak 3,4 mL dan}

memasukkan ke dalam erlenmeyer 10 mL

- _{Menimbang padatan urea sebanyak 1,2 gr dan memaksukkan}

ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan H2O230 % kemudian

diaduk sampai padatan urea larut seluruhnya.

- _{Mengisi gelas kimia 250 mL dengan air kran sebanyak 150 mL}

dan memanaskan sampai suhu 600_{C menggunakan penangas}

air

- _{Mencelupkan erlenmeyer yang berisi larutan H}₂_O₂_{30 % dan}

padatan urea ke dalam gelas kimia yang dipanaskan di atas penangas air sampai larutan menjadi jernih

- _{Memindahkan larutan pada kaca arloji agar pelarut dapat}

menguap secara perlahan-lahan sampai adanya kristal yang berbentuk jarum

- _{Meletakkan kristal yang terbentuk pada kertas saring dan}

dikeringkan kemudian kemudian ditimbang

- _{Mengamati bentuk kristal UHP hasil sintetis menggunakan}

(7)

Metode 2 : Analisis Kualitatif

E.Hasil pengamatan dan Pembahasan 1. H asil pengamatan

NO PERLAKUAN HASIL PENGAMATAN

1. Sintesis urea-hidrogenperoksida - Masukan larutan H2O2 3%

sebanyak 3,4 ml kedalam labu Erlenmeyer

- Menambahkan 1,2 gr urea kedalam larutan H2O2 dan di aduk sampai urea larut

- Mencelupkan labu

Erlenmeyer yang berisi campuran urea dan H2O2 kedalam gelas kimia yang berisi air panas 60 0_C

- Memindahkan larutan jernih tersebut kedalam kaca arloji sampai larutan menguap secara perlahan-lahan sampai terbentuk Kristal dan di bantu dengan pemanasan

- Kristal yang terbentuk

- Larutan bening

- Urea larut dalam H2O2 dan larutan agak keruh

- Larutan urea dan H2O2 menjadi jernih

- Pelarut menguap dan Kristal terbentuk secara perlahan-lahan - Kristal berbentuk jarum dan

berwarna putih

- Berat Krista: 0,7238 - Menimbang kristal hasil sintetis sebanyak 0,1 gr dan

memasukkan kedalam tabung reaksi

- Melarutkan kristal hasil sintetis dengan aquades 2 mL

- Menambahkan sedikit padatan MnO2 kedalam tabung reaksi

- Mengamati gelembung gas O2 yang terbentuk

Gelembung gas O2

yang terbentuk

Selesai

(8)

melarutkan 2-3 ml air kemudian menambahkan padatan Mno2 kedalam tabung reaksi

3. Analisi kuantitatif

- Memasukan kmno4

kedalam buret

- Melarukan 0,26 padatan UHP hasil sintesis dengan

50 ml aquadws

menambahakn H2So4 2 M

- Memindahkan larutan

tersebut kedalam labu takar 10 ml dan mengencerkan

sampai tanda batas

kemudian menitrasi 10 ml larutan tersebut dengan

KMnO4 0,02 m dan

melakukan duplo

- Menitrasi larutan blanko: 10

ml aquades dan di

pindahkan kelabu

Erlenmeyer. Kemudian melakukan duplo

- Warna larutan kmo4 ungu tua - Larutan bening

- Titrasi 1: larutan sampel berwarna merah muda pada saat volume titran 0,05 ml

 Perhitungan.

Dik : gr urea = 1,2 gr mr H2O2 = 34,01 g/mol

V H2O2 = 3,4 ml = 0,0043 mr urea = 60 g/mol

Mr UHP = 94 g/mol

Penyelesian : mol urea = 

  = 1,2  60 / = 0.02 mol Mol H2O2 = M x V M =   x % H2O2 M =1,45   1000 34,01 / x 30 % = 12, 7904 M Mol H2O2 =12,7904 = 0,4349 mol CO N2H4 + H2O2 CH6N2O3 M 0,02 mol 0,049 mol

R 0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol

S 0 0,02 mol

 mol UHP = 0,02 mol  massa UHP = mol x mr

= 0.02 mol x 94 g/mol =1,88 gr  % rendemen =     x 100% = 0,7238  1,88  x 100 % = 38,5%

(9)

2. Pembahasan

Urea merupakan senyawa yang terdiri dari atom Hidrogen, Carbon dan Nitrogen yang memili rumus (CONH4).

Pada praktikum kali ini mensintesintesis Urea-Hidrogen Peroksida (UHP), kemudian menganalisis kristal UHP yang terbentuk secara kualitatif maupun kuantitatif.

Langkah awal yang dilakukan adalah melarutkan 1,2 gram urea dengan H2O2 30%

sebanyak 3,4 mL. Setelah padatan urea larut sempurna, Kemudian dipanaskan hingga suhu 60o_{C hingga campuran larutan menjadi jernih, laulu diletakan dalam kaca arloji dan}

dipanaskan kembali fungsi pemanasan agar larutan menguap dan bias terbentuk Kristal.

Gambar 1. Hasil Kristal Urea-Hidrogen Peroksida Reaksinya :

CON2H4 + H2O2(l) CO2(g)+ NH3 + ½ O2(g)

Pada kristal UHP disintesis dari H2O2 dan urea. Reaksi yang terjadi adalah akan

terbentuk ikatan hidrogen antara H2O2 dan urea. Ikatan hidrogen yang terbentuk seperti

di bawah ini:

Kristal UHP memiliki kelebihan dibandingkan dengan H2O2. Dimana kristal H2O2

memiliki sifat oksidator yang mirip dengan urea dan UHP lebih stabil dibandingkan H2O2,

hal ini dikarenakan pada senyawa UHP terdapat ikatan hidrogen dengan adanya ikatan hidrogen ini mengakibatkan energi ikat masing-masing atom di dalam UHP meningkat yang membuat senyawa UHP menjadi stabil. Sedangkan senyawa H2O2 tidak terdapat

(10)

Pada analisis kualitatif, kristal 0,1 g hasil sintesis larut sempurna di dalam air. Hal ini karena senyawa urea dan senyawa H2O2 larut baik di dalam air dan akan terjadi ikatan

hidrogen. Ketika dilakukan penambahan MnO2(berwarna kehitaman) adanya gelembung

gas yang terbentuk pada tabung reaksi. Tujuan penambahan MnO2 untuk mengkatalisis

penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2. Sehingga akan terbentuk gas O2 pada tabung

reaksi dan dapat dengan mudah untuk diamati. Larutan pada tabung reaksi berwarna abu-abu kehitaman, dan adanya gelembung-gelombung gas O2. Reaksi yang terjadi:

MnO2 + H2O2 MnO3- + H2O

MnO3-+ H2O2 MnO2 + O2 + H2O

Gambar 2. Hasil penambahan MnO2

Pada kuantitatif, kadar H2O2 didapatkan dengan melakukan titrasi redoks dengan

KMnO4. Sebelum menitrasi, padatan UHP hasil sintesis ditimbang sebanyak 0,62 gr dan

dilarutkan dengan 50 mL aquades kemudian ditambahkan 5 mL H2SO4 2 M.Selanjutnya

diambil sebanyak 10 mL dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 50 mL dan dititrasi dengan KMnO4 0,02 M.Ketika dilakukan titrasi dengan larutan standar KMnO4 pada labu

erlenmeyer larutan berwarna merah muda pada 2 tetes penambahan larutan KMnO4.

Padahal belum mencapai titik ekivalen. Keadaan ekivalen artinya secara stoikiometri titran dan titer tepat habis bereaksi yang biasanya ditandai dengan perubahan warna indikator. Titrasi ini dilakukan duplo.

Gambar 3. Hasil titrasi kristal UHP dengan KMnO4 0,02 M

Reaksinya :

(11)

Selanjutnya untuk titrasi larutan blanko dimana larutan blanko itu adalah campuran dari 5 mL H2O2 yang diencerkan sebanyak 50 mL. Kemudian larutan blanko tersebut di

titrasi dengan KMnO4 0,02 M sampai larutan berwarna merah muda dan diperoleh hasil

volume KMnO4 0,02 M sebesar 0,1 mL.

Gambar 4 .Hasil titrasi larutan blanko dengan KMnO4 0,02 M

Jadi, pada percobaan ini diperoleh persen kadar H2O2 dalam UHP adalah 38,5%.

F. Penutup 1. Kesimpulan

Dari percobaan Sintesis Urea-Hidrogen Peroksida diperoleh massa kristal UHP adalah 09,7238 g gram. Pada analisis kualitatif diperoleh hasil dimana larutan berwarna abu-abu kehitaman, dan terbentuk gelembung-gelombung gas O2. Pada analisis kualitatif UHP %

rendemen kristal UHP adalah 38,5 %. 2. Saran

Pada praktikum ini mahasiswa diharapkan thati-hati dan teliti ketika melarutkan H2O2

dengan urea agar tidak tercampur dengan unsure lain (contohnya air) karena itu biasa berpengaruh pada saat pembetukan kristal.

G. Daftar Pustaka

[1] Canham, Geoff Rayner. Descriptive Inorganic Chemistry . 2nd ed. W. H. Freeman and Company: new York. 1999. p. 273.

[2] Housecroft, C.E., Sharpe, A.G. (2005). Inorganic Chemistry, 3nd_{ed. Pearson- prentice.}

[3] Vogel. Analisis Anorganik Kualitatif. Edisi Kelima. PT. Kalman Media Pustaka: Jakarta. 1979. Hal 207-211.