LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK 1
PEMBUATAN KALIUM NITRAT
Penyusun
Kelompok :8 (delapan)
Nama :Pobby sepriandi /1205733
Anggota:
Ilham/1205707 Ikhwan Chairi/1205710 Charles zulnata /1205728 Rama agnestriawan/
17519Dosen :Miftahual Khair,s.si,M.sc Asisten: 1.Prambudi ayuman
2. Ana maulina 3. Menia meli
LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK 1
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UMIVERSITAS NEGERI PADANG
2014
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI A.
JUDUL B.
TUJUAN C.
WAKTU DAN TEMPAT D.
TEORI DASAR PENGERTIAN KRISTALISASI
KELARUTAN ENDAPAN LARUTAN JENUH
PROSES-PROSES DALAM KRISTALISASI E.
ALAT DAN BAHAN 1.
ALAT 2.
BAHAN F.
CARA KERJA G.
TABEL PENGAMATAN H.
PEMBAHASAN I.
KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA
PERCOBAAN 6 A.
JUDUL
PEMBUATAN KALIUM NITRAT
B.
TUJUAN
Memisahkan dua garam berdasarkan kelarutannya pada suhu tertentu.
Membuat kalium nitrat.
C. WAKTU DAN TEMPAT
Hari/tantggal : senin/14 april 2014 Pukul : 09.40-12.20 WIB
Tempat : Laboratorium kimia Anorganik FMIPA UNP
D. TEORI DASARPENGERTIAN
Kalium Nitrat adalah suatu senyawa garam nitrat dari kalium dengan rumus molekul KNO3. Garam kalium nitrat dapat dibuat dengan cara mereaksikan kalium klorida, KCl yang ditemukan dalam mineral silvi, dengan natrium nitrat NaNO3. Jikalau larutan jenuh masing- masing reaksi tersebut saling dicampurkan, maka akan terbentuk garam natrium klorida, NaCl dan KNO3karena larutan NaCl di dalam pelarut air sangat kecil, maka garam tersebut akan mengalami pengendapan, dan melalui penyaringan larutan KNO3 dapat dipisahkan dari NaCl. Dengan mendinginkan filtrat tersebut secara perlahan, maka KNO3(aq) akan mengalami proses kristalisasi, dan untuk memenuhi KNO3 yang dihasilkan perlu kristalisasi (Azis, 2007).
Banyak sekali reaksi yang digunakan dalam analisis anorganik analisis kualitatif melibatkan pembentukkan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan mengkin berupa kristal (kristalin) atau koloid, dan dapat dikeluarkan dari larutan dengan penyaringan atau pemusingan (centrifuge). Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi, seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan-bahan lain dalam larutan itu, dan pada komposisi pelarutnya.Semua nitrat larut dalam air. Nitrat dari merkurium dan bismut menghasilkan garam basa setelah diolah dengan air garam-garam ini larut dalam asam nitrit encer. Reaksi ini dapat dipelajari dengan larutan kalium nitrat,(Vogel, 1985)
Zat-zat isomorf dapat atau tidak dapat mengkristal bersama-sama dalam campuran homogen. Namun kemiripan baik dari rumus maupun sifat-sifat kimia tidaklah menjamin pengkristalan yang homogen. Dua zat serupa yang dikenal baik yang tidak dapat mengkristal secara homogen ialah NaCl dan KCl(Shevia, 1986)
Senyawa kimia kalium nitrat merupakan sumber alami mineral nitrogen. Senyawa ini tergolong senyawa nitrat dengan rumus kimia KNO3. Salah satu penerapan yang paling berguna pada kalium nitrat adalah dalam produksi asam nitrat dengan menambahkan asam sulfat yang terkonsentrasi pada larutan encer KCl, menghasilkan asam nitrat dan kalium sulfat yang terpisah melalui destilasi fraksional (Anonim, 2010).
Dalam arti yang luas, senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk karena penggantian dua atau lebih senyawa sederhana yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri misalnya dalam proses penggantungan sifat berikut : A + B →AB
Senyawa ini dianggap senyawa kompleks.Contoh lain yang benar-benar bersifat elektrostatik dapat terjadi dalam larutan ion kalium dan ion nitrat, misalnya ternyata bergabung dalam larutan, meskipun sedikit jumlahnya. Menurut persamaan reaksi berikut : K+ + NO3- →KNO3
Dalam persamaan reaksi ini senyawa kompleks K+NO3- disebut pasangan ion atau senyawa kompleks gabungan ion. Reaksi jenis ini terutama terjadi dalam pelarut-pelarut yang mempunyai tetapan dielektrika rendah.(Hiskia, 1992)
Larutan besi (II) sulfat dan asam sulfat (Uji cincin coklat). Uji ini dilakukan dengan cara ini.
Tambahkan 3 mL larutan besi (III) sulfat dalam 2 mL larutan nitrat dan tuangkan 3-5 mL H2SO4 pekat dengan perlahan-lahan hingga membentuk suatu lapisan di sebe;lah bawah campuran tersebut. (Shevia, 1986)
Natrium nitrat banyak terdapat di Chili, karena itu senyawa ini dinamakan senyawa chili.
Sifatnya higroskopis sehingga untuk berbagai keperluan natrium nitrat yang lebih mudah itu diubah menjadi kalium nitrat. Produksi berbagai garam dari sumbernya bergantung pada prinsip kristalisasi selektif (Tim dosen Kimia Anorganik, 2014 : )
.Prinsip kristalisasi selektif ini sangat bergantung pada berbagai faktor, yaitu keseimbangan, kelarutan, temperatur, dan konsentrasi keseimbangan. Kalium nitrat dapat dibuat dengan mencampurkan larutan jenuh NaNO3 dengan larutan jenuh KCl. Jadi, dalam larutan terdapat empat jenis ion yaitu Na+, K+, Cl-, dan NO3- yang memungkinkan akan membentuk empat kristal garam yaitu NaCl(s), KCl(s), NaNO3(s), dan KNO3(s) (Tim dosen Kimia Anorganik, 2014 :).
Natrium klorida atau sodium klorida (NaCl) yang dikenal sebagai garam adalah zat yang memiliki tingkat osmotik yang tinggi. Zat ini pada proses perlakuan penyimpanan benih realsitran berkedudukan sebagai medium inhibitor yang fungsinya menghambat proses metabolisme benih sehingga perkecambahan pada benih realsitran dapat terhambat (Anonim, 2010)
.Natrium klorida juga dikenal dengan garam dapur atau halit adalah senyawa kimia dengan unsur kimia NaCl. Senyawa ini adalah garam yang mempengaruhi salinitas laut dan cairan ekstrakulikuler pada banyak organisme multiseluler. Sebagai komponen utama pada garam dapur, natrium klorida sering digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan (Anonim, 2010).
NaCl dapat dikatakan mempunyai bangunan kemas rapat bangun kubus maka ion Cl- dan ion Na+ yang lebih kecil menempati rongga okatahedral. Salain itu bangun ini juga akan memperlihatkan adanya bentuk kubus pusat muka yang dibangun oleh ion-ion Na+ seperti halnya dibangun ion-ion Cl-. Oleh karena itu, kisi kristal NaCl merupakan dua kisi kubus pusat muka yang saling tertanam di dalamnya (interpenetrasi), .(Keenan, 1984)
Kristal adalah benda padat yang
mempunyai permukaan-permukaan datar karena banyak zat padat seperti garam, kuarsa, dan salju ada dalam bentuk-bentuk yang jelas simetris, telah lama para ilmuan menduga bahwa atom, ion, maupun molekul zat padat juga tersususn secara simetris (Svehla, 1986 : 306).
Diagram kelarutan dan suhu untuk garam NaCl, KCl, NaNO 3, dan KNO 3. KRISTALISASI
Merupakan metode pemisahan dengan cara pembentukan Kristal sehingga dapat dipisahkan. Suatu zat gas atau cair dapat mendingin atau memadat serta membentuk Kristal karena mengalami proses kristalisasi.
Kristal-krisal juga akan terbentuk dari suatu larutan yang akan dijenuhkan dengan pelarut tertentu. Semakin kristalnya maka semakin baik karena semakin kecil kemungkinan tercemar oleh kotoran. (Arsyad, 2001)
KELARUTAN ENDAPAN
Endapan adalah zat yang memimsahkan diri sebagai suatu fasa yang keluar dari larutan. Endapan dapat dipisahkan dari laruatn dengan penyaringan. Endapan terbentuk jiak larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Suatu kelarutan endapan menurut defenisi adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan-bahan lain didalam larutan itu dan pada komposisi pelarutnya.
Pada umumnya dapat dikatakan kelarutan bertambah seiring dengan kenaikan suhu, meskipun dalam beberapa hal istimewa terjadi yang sebaliknya. Lalu kenaikan kelarutan dengan suhu berbeda-beda, alam beberapa hal sangat kecil dan beberapa hal dalam ruang lingkup yang besar. Perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat mnjadi dasar untuk pemisahan.(Vogel, 1985)
LARUTAN JENUH
Larutan yang titik bekunya tidak mengganggu, artinya kristalisasi membiarkan suatu proses tanpa perpindahan laju. Kristalisasi tidak akan terjadi sebelum ada jarak. Waktu beberapa menit bahkan sampai dua jam. Kejenuhan membuat kristalisasi sangat efektif dengan penyaringan dan pemisahan.(Kristian, 2003)
PROSES-PROSES DALAM KRISTALISASI
1. Kristalisasi dengan penguapan.
Kelaruatan suatu bahan yang berkurang sedikit demi sedikit dengan menurunnya suhu. Kondisi lewat jenuh dapat dipakai dengan penguapan sebagaian pelarutnya (yang artinya pemikatan larutan).
2. Kristalisasi dengn pendingin.
Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang drastic dengan menurunyya temperatur, kondisi lewat jenuh dicapai dengan pendinginan larutan panas yang jenuh. Untuk mengkristalisasi dari lelehan dapat juga dilakukan.
2. Kristalisasi dengan salting out
pemisahan bahan organik dari larutan akuatik dapat dilakukan dengan penambahan suatu garam yang harganya murah. Garam ini lebi baik dari pada bahan yang diinginkan. Sehingga terjadi penambahan bahan padat terkristalisasi. Hal ini merupakan proses fisika.
4. Kristalisasi secara adiabatik
Metode ini disebut dengan metode vakum, merupakan gabungan antara kristalisasi dengan pendinginan dan penguapan. Pendinginan bertujuan untuk memperkecil daya larut, sedangkan maksud dari penguapan adalah untuk membuar tekanan total dengan permukaan lebih kecil dari tekanan uap pada suhu tersebut. sehingga perubahan ini secara adiabatic karena pendinginan yang terjadi pada system peguapan itu sendiri. (Cahyono, 1991)
Factor-faktor terbentuknya kristal
Factor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya Kristal bergantung pada :
1. Pembentukan init kristal
Inti Kristal adalah partikel-partikel yang amat kecil, yang dapat tebentuk secra spontan sebagai dari akibat keadaan kelarutan yang lewat jenuh. Pembentukan inti Kristal merupakan langkah pertama kristalisasi atau dengan menambhakan benih Kristal ke dalam larutan lewat jenuh.
2. Pembentukan kirstal
Merupakan penggabungan 2 proses yaitu:
a) Transportasi dari molekul-molekul atau ion-ion (dari bahan yang akan di kristalisasi) dalam larutan kepermukaan krisral dengan difusi. Jika derajat lewat jenuh dalam larutan semakin besar maka proses ini semakin cepat.
b) Semakin banyak luas permukaaan total Kristal maka semakin banyak bahan yang akan ditempatkan pada sisi
Kristal persatuan waktu. (Handoyo, 1995)
Factor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pembentukan Kristal:
a. Jenis serta banyak nya zat pengotor
b. Derajat lewat jenuh
c. Viskositas larutan
d. Pergerakan antara larutan dan kristal
e. Jumlah inti yang ada atau luas permukaan Kristal yang ada. (Cotton, 1989)
Dekomposisi rangkap Kristal KNO3
Pada temperatur rendah, KNO3 di dekompsisi dalam bahan organik yang dapat menyerap seperti alumina, silica, titanium, bersama NaY, K 1 %, KY, ß %, zeolit seperti MCM-41 (molekul hasil saringan yang menyerap).
Faktor lain seperti ruang kosong pada struktur octahedral susunan ruang atau geometri, keasaman permukaan bahan dan lingkungan mikro menyediakan bahan anorganik yang mudah menyerap selama semua faktor tersebut saling mempengaruhi dalam dekomposisi KNO3 pada temperatur rendah dalam suatu pengukuran, pada temperatur rendah dalam suatu pengukuran.
Dekomposisi KNO3 pertama-tama menyatakan bahwa KNO3 mulai di dekomposisi pada rentang 400- 500 K dalam mengisi hasil pembenukan bahan anorganik dari interaksi. Selanjutnya sejumlah KNO3 yang memuat alumina yang telah di dekomposisi pada suhu ruangan selama proses persiapan. Inilah yang akan menjadi factor penting yang akan mempengaruhi hasil dasar yang kuat KNO3/Al2O3 berperan sebagai katalis. (Michael, 2007)
E.
ALAT DAN BAHAN 1.
ALAT
2 buah gelas kimia 400 ml
1buah gelas kimia 600 ml
Corong
1buah cawan penguap
1 set pemanas
2.
BAHAN
Kalium klorida
Natrium nitrat
Aquades
Kertas saring
F. CARA KERJA
Larutkan 15 g KCl dalam 50 ml air panas.
Larutkan 17 g KCl dalam 50 ml air panas.
Campur kedua larutan diatas
Uapkan larutan sampai volume larutan menjadi 40 ml! (umumnya larutan mendidih secara tidak teratur, karena itu gunakan penangas air).
Segera saring larutan ketika sedang panas-panas.
Dinginkan larutan, sampai Kalium nitrat mengkristal
Murnikan kristal KNO3 dengan cara rekristalisasi sehingga bebas ion klorida.
Timbang KNO3 yang diperoleh dan hitung rendemennya !
G.
TABEL PENGAMATAN
Perlakuan Pengamatan
7,54 kg KCl + 25 ml air panas
KCl larut dalam air panas 8,54 kg NaNO
3+ 25 ml air
panas
NaNO
3larut dalam air panas
Kesimpulan : KCl cepat larut dalam air panas dibanding NaNO
3H.
PEMBAHASAN
Prinsip dasar dari pembuatan kalium nitrat adalah pemisahan dua garam berdasarkan perbedaan kelarutannya pada suhu tertentu, terbentuknya Kristal KNO3 pada suhu rendah dan pemurnian zat berdasarkan rekristalisasi.
Tahap awal dari percobaan ini adalah melarutkan KCl dalam air panas dengan tujuan mempercepat larutnya KCl. Karena pada umumnya suatu zat akan lebih cepat melarut dalam pelarut yang bersuhu tinggi. Proses ini menghasilkan larutan bening. Hal yang sama juga dilakukan pada NaNO3 yang juga menghasilkan larutan bening.
Reaksi antara KCl dengan air :
KCl (s) + H2O (l) → KOH (aq) + HCl (aq) Reaksi antara NaNO3 dengan air :
NaNO3 (s) + H2O (l) → NaOH (aq) + HNO3 (aq)
Selanjutnya kedua larutan dicampurkan kemudian diuapkan hingga volume larutan yang tersisa sebanyak 20 mL. Tujuan dilakukan penguapan adalah untuk mengurangi jumlah kandungan pelarut sehingga larutan menjadi jenuh. Penguapan dilakukan pada kisaran suhu 80-90°C. Campuran antara kedua larutan menghasilkan KNO3 dan NaCl dengan reaksi sebagai berikut:
KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3(aq)
Pada proses penguapan ini terdapat endapan di dasar gelas. Berdasarkan reaksi dapat dilihat bahwa NaCl mengendap terlebih dahulu. Jadi dapat dikatakan bahwa endapan yang terbentuk adalah NaCl. Terbentuknya endapan NaCl ini menunjukkan bahwa Ksp NaCl telah lewat jenuh. Hal ini juga menunjukkan bahwa nilai Ksp NaCl lebih kecil dibandingkan Ksp KNO3.
Diagram kelarutan dan suhu untuk garam NaCl, KCl, NaNO 3, dan KNO 3.
Setelah volume larutan mencapai 20 mL, kemudian larutan dalam keadaan masih panas. Penyaringan dilakukan dalam keadaan panas karena kelarutan KNO3 dalam air akan bertambah seiring meningkatnya temperatur, sedangkan NaCl kurang melarut dalam larutan jenuh antara KCl dan NaNO3.
Filtrat yang diperoleh dari hasil penyaringan selanjutnya didiamkan selama satu minggu dengan tujuan supaya kristal KNO3 terbentuk. Untuk memisahkan antara kristal KNO3 dengan zat pengotor, dilakukan
penyaringan.pada percobaan kami tidak terbentuk setelah di diamkan selama 1 minggu , kemungkinan ada kekeliruan yang di lakukan praktikan pada saat praktikum, sehingga praktikum pertama ini gagal.
Seharusnya jika cara kerja pertama tidak gagal langkah selanjutnya yang di lakukan adalah fitrat yang di peroleh dari hasil saringan yang telah di dinginkan beberapa hari dan akan membentuk KNO3. Reaksi pembentukan yang terjadi adalah :
K+(aq) + NO3(aq)→KNO3(s)
Na+ (aq) + Cl-(aq)→ NaCl(s)
Kemudian lakukan lah penimbangan . karena pada percobaan ini kelompok kami gagal atau tidak terbentuk kalium nitrat yang terjadi terbentuk larutan kaium nitrat akibat kekeliruan praktikan dan kurang sempuranya proses pemanasan oleh sebab itu kami tidak melakukan penimbangan.
Faktor lain yang juga mempengaruhi jumlah massa KNO3 yang dihasilkan adalah proses pendinginan yang singkat sehingga kristal KNO3 belum terbentuk sempurna serta proses pengeringan yang terlalu lama (karena hanya menggunakan corong biasa bukan corong Buchner) sehingga kadar kedua senyawa mungkin berkurang akibat pengaruh udara disekitarnya.
Karena tidak terbentuk endapan dan kami tidak melakukan penimbangan jadi tidak dapat ditentukan persen masa dari kristal KNO3.
I. KESIMPULAN
Prinsip pembuatan kalium nitrat adalah pemisahan dua garam yang terbentuk dari campuran KCl dan NaNO3 dengan perbedaan kelarutan garam dalam air pada suhu tertentu.
Kristal KNO3 yang dihasilkan pada percobaan berwarna putih dan berbentuk seperti jarum.
Reaksi yang terjadi:
KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3(aq).
Faktor lain yang juga mempengaruhi jumlah massa KNO3 yang dihasilkan adalah proses pendinginan yang singkat sehingga kristal KNO3 belum terbentuk sempurna serta proses pengeringan yang terlalu lama (karena hanya menggunakan corong biasa bukan corong Buchner) sehingga kadar kedua senyawa mungkin berkurang akibat pengaruh udara disekitarnya.
DAFTAR PUSTAKA
Cotton. (1989). Kimia Anorganik Dasar (pp. 202 – 210). Jakarta: Universitas Indonesia ( UI Press).
Hiskia, A. (1992). Kimia Unsur dan Radio Kimia. Bandung: PT aditya bakti.
Keenan. (1984). Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.
Kristian, S. (2003). Kimia Anorganik II (pp. 121 – 133). Jakarta: FMIPA : UNY.
Michael, P. (2007). Kimia Anorganik II. Jakarta: Erlangga.
Shevia. (1986). Analisis Anorganik Makro dan Semi Makro. Palu: FKIP UNTAD.
Vogel. (1985). Analisis Anorganik Kualitatif. Jakarta: PT.Kalman Media Pusaka.
