REDUKSI FOTOKIMIA GARAM BESI (III) ATAU CETAK BIRU REDUKSI FOTOKIMIA GARAM BESI (III) ATAU CETAK BIRU
1.
1. Skema KerjaSkema Kerja
--
dicampurkan dalam beaker glass 600mldicampurkan dalam beaker glass 600ml--
dicelupkan 4helai kertas tik ke dalam larutan tersebutdicelupkan 4helai kertas tik ke dalam larutan tersebut sampai seluruh kertas basahsampai seluruh kertas basah
--
dikeluarkan kertas yang basah itu dan diletakkan di antaradikeluarkan kertas yang basah itu dan diletakkan di antara kertas saring selama 15-20 menitkertas saring selama 15-20 menit
--
disusun suatu cetakan dengan urutan mulai dari bawah,disusun suatu cetakan dengan urutan mulai dari bawah, kardus, kertas karbon, kaca, kertas tik yang sudah kardus, kertas karbon, kaca, kertas tik yang sudah dikeringkan tadi, negatif, kertas tik, kaca dan kardusdikeringkan tadi, negatif, kertas tik, kaca dan kardus
--
dijemur atau dikenai sinar selama 10menit dan 20menitdijemur atau dikenai sinar selama 10menit dan 20menit dengan membuka tutup kardus paling atasdengan membuka tutup kardus paling atas
--
dicelupkan kertas tik ke dalam larutan K3Fe(CN)6 0,1Mdicelupkan kertas tik ke dalam larutan K3Fe(CN)6 0,1M--
dicelupkan kertas tik ke dalam larutan K2Cr2O7 0,03Mdicelupkan kertas tik ke dalam larutan K2Cr2O7 0,03M--
dicuci dengan HCl 0,1Mdicuci dengan HCl 0,1M--
dicuci dengan air krandicuci dengan air kran100ml Asam Oksalat 0,1M + 100ml Besi (III) Klorida 100ml Asam Oksalat 0,1M + 100ml Besi (III) Klorida
Hasil Hasil
2. Hasil pengamatan
2.1 Penyinaran 10menit
2.2 Penyinaran 20menit
3. Hasil analisis
Percobaan Reduksi Fotokimia Garam Besi (III) bertujuan untuk mempelajari reaksi reduksi garam besi (III) secara fotokimia sehingga konsep reaksi fotokimia dan pemanfaatannya untuk cetak biru dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Fotokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari interaksi antara atom ataupun senyawa dengan cahaya.
Langkah pertama mencampurkan larutan asam oksalat dengan larutan besi (III) klorida di dalam ruangan yang gelap tanpa cahaya sama sekali. Tujuannya untuk memperlambat terjadinya reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ yang reaksinya berlangsung sangat cepat bila terkena cahaya. Didalam air asam oksalat akan
terlarut dan terion sesuai persamaan reaksi berikut : H2C2O4(s)+ H2O(l)C2O42-(aq)+ H3O(aq)
Sedangkan besi (III) klorida Bila dilarutkan dalam air akan mengalami hidrolisis yang merupakan reaksi eksoterm (menghasilkan panas) sesuai persamaan reaksi berikut :
FeCl3(s) + 3H2O(l) Fe(OH)3(aq) + 3HCl(aq)
Hidrolisis ini menghasilkan larutan yang coklat, asam dan korosif.
Pencampuran larutan asam oksalat dan besi (III) klorida akan mengakibatkan reaksi redoks dengan persamaan setengah reaksi sebagai berikut. Reduksi : 2Fe3+(aq)+ 2e-2Fe2+(aq)
Oksidasi : C2O42-(aq) 2CO2(g)+ 2e
-Reaksi total : 2Fe3+(aq)+ C2O42-(aq) 2Fe2+(aq)+ 2CO2 (g) Atau dapat ditulis reaksi keseluruhannya :
2Fe3+ + 6OH-+ 6H++ 3C2O42- 2Fe2+ + 2C2O42-+ 6H2O + 2CO2 2Fe(OH)3(aq) + 3H2C2O4 (aq) 2FeC2O4 (aq)+ 6H2O(l) + 2CO2 (g)
Larutan yang mengandung kation Fe3+dan anion oksalat sebagai reduktor lemahnya membuat kation Fe3+lebih mudah tereduksi menjadi Fe2+ oleh adanya suatu energi seperti foton dari cahaya, karena karakteristik foton sebagai partikel-gelombang yang mirip dengan elektron. Selain itu, adanya foton juga mengakibatkan molekul anion oksalat lebih mudah mengeksitasikan elektron untuk teroksidasi, sehingga karakter atau sifat reduktornya meningkat. Dalam hal ini, cahaya berfungsi sebagai inisiator sekaligus katalis dalam reaksi reduksi Fe3+ menjadi Fe2+. Oleh karena itu larutan yang sangat reaktif terhadap adanya cahaya ini pencampurannya dilakukan di dalam ruangan yang gelap.
Seharusnya larutan asam oksalat dicampurkan dengan larutan diamoniumfosfat sebelum dicampur dengan besi (III) klorida agar reaksi reduksi yang terjadi ketika dicampur besi (III) klorida berlangsung lambat karena ion besi akan membentuk ikatan yang sangat stabil dengan ion PO43- dan akan
membutuhkan energi yang besar pada reaksi selanjutnya. Karena itulah fungsi penambahan diamoniumfosfat (NH4)2HPO4 juga dapat lebih memperlambat raksi
reduksi. Namun karena keterbatasan bahan hal tersebut tidak dilakukan.
Kertas tik sebanyak 4 lembar dicelupkan ke campuran larutan tersebut agar campuran larutan meresap ke dalam kertas.. Setelah dicelupkan, kertas dikeringkan dengan cara diletakkan di antara dua kertas saring. Kertas saring berfungsi untuk menyerap cairan dari kertas tik tersebut sehingga dapat mempercepat proses pengeringan. Pemilihan kertas saring karena kertas saring memiliki pori yang lebih besar dibandingkan kertas tik, sehingga mampu menyerap larutan yang menempel pada kertas tik dan akan mempercepat proses pengeringan. Kertas tik yang sudah kering inilah yang selanjutnya digunakan
sebagai kertas peka.
Selanjutnya disusun sebuah cetakan berupa tumpukan, paling bawah dimulai dari potongan kardus, kertas karbon, kaca, kertas peka, negatif, kertas peka, dan kaca. Tutupi lagi dengan potongan kardus sebelum dilakukan penyinaran, semua proses ini masih dilakukan di dalam ruangan gelap. Setelah cetakan siap maka dilakukan penyinaran dengan sinar matahari atau dijemur. Kardus paling atas dibuka agar sinar dapat mengenai kertas peka. Objek diletakkan pada bidang datar (bukan dipegang) supaya arah sinar merata dan tetap. Di bagian bawah tidak akan terkena cahaya karena diberi penutup berupa kertas karbon.
Negatif dibuat dari kertas karton yang berlubang, selanjutnya bagian yang berlubang pada negatif akan membuat cahaya mengenai kertas peka. Di daerah inilah akan terjadi reaksi reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ secara fotokimia, sedangkan di daerah yang tertutup atau terhalang dari cahaya Fe3+ tidak akan mengalami reduksi. Pada percobaan ini digunakan variasi waktu lama penyinaran 10 dan 20 menit. Secara teoritis, semakin lama cahaya dibiarkan mengenai kertas peka akan semakin banyak Fe3+ yang mengalami fotoreduksi menjadi Fe2+.
Setelah penyinaran selam 10 dan 20 menit kertas peka masing-masing dicelupkan berturut-turut ke dalam larutan kalium heksasianoferat (III) [K 3Fe(CN)6] 0,1 M; larutan kalium dikromat (K 2Cr 2O7) 0,1 M; larutan HCl 0,1M;
kompleks berwarna biru dengan ion Fe2+ sehingga memperjelas gambar yang ada pada kertas peka sekaligus membuktikan adanya hasil reaksi reduksi Fe3+. Reaksi pembentukan kompleks berwarna biru ini merupakan reaksi oksidasi ion Fe2+
menjadi ion Fe3+ oleh ion [Fe(CN)6]3-sesuai persamaan reaksi sebagai berikut :
Fe2+ + [Fe(CN)6]3- Fe3+ + [Fe(CN)6]
4-dan ion-ion tersebut bereaksi kembali :
4Fe3++ 3[Fe(CN)6]4- Fe4[Fe(CN)6]3 (Kompleks berwarna biru)
Kertas peka yang terkena cahaya akan berwarna biru setelah dilakukan pencucian sedangkan yang terhalang cahaya akan tetap berwarna putih akibat dari reaksi pembentukan kompleks berwarna biru tersebut. Warna biru menandakan bahwa ion Fe3+telah mengalami reduksi menjadi ion Fe2+ secara fotokimia dengan
membentuk senyawa kompleks Fe4[Fe(CN)6]3.
Kemudian kertas peka dicelupkan lagi ke dalam larutan kalium dikromat yang berfungsi untuk mengikat kotoran-kotoran dari pencucian pada larutan sebelumnya dan juga mengikat kelebihan ion [Fe(CN)6]3- yang tersisa sehingga
gambar lebih tampak jelas. Larutan ini mereduksi heksasianoferat(III) menjadi heksasianoferat(II) sehingga warna yang dihasilkan menjadi lebih biru dari sebelumnya. Reaksi kimianya sebagai berikut : [Fe(CN)6]3- + CrO72- 2Cr 3+ +
2[Fe(CN)6]
4-Selanjutnya dicuci dengan HCl yang berfungsi untuk mengikat kotoran-kotoran yang tidak hilang dari pencucian larutan kalium dikromat. Setelah itu, untuk hasil yang lebih maksimal dicuci lagi dengan air kran. Air kran berfungsi untuk menghilangkan ion pengotor yang tersisa serta kelebihan HCl yang digunakan.
Pada percobaan ini diperoleh 2 hasil percobaan berupa cetak biru dengan variasi lama penyinaran 10 dan 20 menit. Namun percobaan kali ini tampaknya gagal secara fatal. Tidak tampak gambar atau hasil dari cetak biru sama sekali. Kertas tik seluruhnya masih berwarna putih. Secara prosedur tidak ada perlakuan yang salah atau kurang baik. Kesalahan ini terjadi justru pada saat pembuatan larutan asam oksalat dan larutan besi (III) klorida. Kesalahan perhitungan massa asam oksalat dan besi (III) klorida menyebabkan konsentrasi kedua larutan bukan 0,1 M. Seharusnya asam oksalat dilarutkan sebanyak 2,075 gram ke dalam 100ml
akuades tetapi pada percobaan ini asam oksalat yang dilarutkan hanya 0,126 gram. Begitu juga pada besi (III) klorida seharusnya dilarutkan sebanyak 1,26 gram ke dalam 100ml akuades tetapi pada percobaan ini besi (III) klorida yang dilarutkan hanya 0,198 gram.
4. Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah :
1. Reaksi reduksi garam besi (III) menjadi besi (II) sangat dipengaruhi oleh adanya cahaya sehingga semakin lama penyinaran akan semakin banyak ion besi (III) yang tereduksi dan hasil yang didapatkan akan lebih bagus.
2. Reaksi reduksi garam besi (III) menjadi besi (II) secara fotokimia dapat menghasilkan kompleks berwarna biru karena adanya reaksi antara ion Fe2+ dengan ion [Fe(CN)6]
3-5. Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisik . Jilid 2. Edisi ke-4. Jakarta: Penerbit Erlangga Cotton, Wilkinson.1989. Kimia Anorganik Dasar .Jakarta: UI-Press
Sukardjo.1997. Kimia Fisik .Jakarta: PT. Rineka Cipta
Tim Penyusun. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik . Jember : UJ
