LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I REAKSI K

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I

REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA

OLEH

INTAN PARA’PAK

1408105036

KELOMPOK 2 B

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA

I. Tujuan

Mempelajari perubahan kimia yang terjadi pada siklus logam Cu.

II. Dasar Teori

Ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang peristiwa kimia yang ditandai dengan berubahnya suatu zat menjadi zat lain. Semua materi selalu mengalami perubahan. Perubahan itulah yang disebut perubahan kimia di mana terjadi reaksi di dalamnya yang kita kenal dengan reaksi kimia. Zat yang mengalami perubahan disebut zat pereaksi (reaktan) dan zat yang terbentuk disebut hasil reaksi (produk). Kehidupan di dunia tidak lepas dari

perubahan kimia. Pernapasan merupakan bagian dari perubahan kimia. Kita memasukkan 02 ke dalam tubuh yang akan bereaksi dengan glukosa menghasilkan H2O dan CO2. Reaksi ini menghasilkan energi yang berupa panas untuk menjaga suhu tubuh dan energi

gerak.Beberapa reaksi kimia yang sering terjadi lingkungan antara lain, kayu-kayu yang terbakar, proses perkaratan, proses pencemaran bahan makanan, proses pembuatan plastik, proses fermentasi, dan masih banyak lagi.

Secara umum beberapa jenis – jenis reaksi kimia antara lain :

1. Pembakaran adalah suatu reaksi dimana suatu unsur atau senyawa bergabung dengan oksigen membentuk senyawa yang mengandung oksigen sederhana.

2. Penggabungan (sintetis) suatu reaksi dimana sebuah zat yang lebih kompleks terbentuk dari dua atau lebih zat yang lebih sederhana (baik unsur maupun senyawa)

3. Penguraian adalah suatu reaksi dimana suatu zat dipecah menjadi zat-zat yang lebih sederhana

4. Penggantian (Perpindahan tanggal) adalah suatu reaksi dimana sebuah unsur pindahan unsur lain dalam suatu senyawa.

Dalam mereaksikan suatu zat, terlebih dahulu kita harus menghitung massa, volume, serta mol zat yang terlibat dalam reaksi tersebut dengan teliti. Seperti dalam percobaan ini kita harus menghitung massa logam Cu, mengitung mol HNO3 dan Cu, dan volume HNO3 agar reaksi dapat berlangsung.

Sebelumnya kita harus bisa menuliskan reaksi antara logam Cu dengan HNO3. Kemudian kita tentukan perbandingan koefisien dari reaksi tersebut. Konsep mol digunakan untuk menyatakan jumlah zat yang bereaksi. Secara umum, mol merupakan satuan jumlah zat yang menyatakan jumlah partikel zat yang sangat besar. Dimana 1 mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12, yaitu 6,02 x 10. Kemolalan atau molalitas adalah banyaknya mol zat terlarut dalam kg zat pelarut.

Massa satu mol zat sama dengan massa atom relatif/massa molekul relatif dalam gram. Rumus mol suatu unsur/ senyawa dirumuskan sebagai berikut.

Untuk unsur: n = m/Ar atau m = n x A

Untuk senyawa: n = m/Mr atau m = n x Mr

Keterangan:

 n = mol unsur/senyawa

 m = massa unsur/senyawa

 Ar = massa atom relatif

 Mr = massa molekul relatif

V = n x 22,4 atau n = V/22,4

Keterangan:

 V = volume gas STP

 n = molunsur/senyawa

Volume gas untuk keadaan tidak STP, maka dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

PV = nRT

Keterangan:

 P = tekanan gas (atm)

 V = volume gas (liter)

 n = mol gas (mol)

 R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K)

 T = temperatur (K)

Bidang kimia yang mempelajari aspek kuantitaif unsur dalam suatu peristiwa atau reaksi disebut “STOIKIOMETRI” (bahasaYunani : Stoichea = unsur , metrain =

mengukur). Jadi, stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Pada persamaan reaksi kimia berlaku Hukum Kekekalan Massa, yang dikemukakan oleh “Lavoiser”. Pada tahun 1774, ia melakukan penelitian dengan memanaskan timah dengan oksigen dalam wadah tertutup. Dengan mengamati secara teliti, ia berhasil membuktikan bahwa dalam reaksi itu tidak terjadi perubahan massa. Hukum Kekelan Massa itu menyatakan bahwa setiap reaksi kimia, massa zat – zat setelah bereaksi adalah sama dengan zat sebelum bereaksi.

Secara umum ada beberapa peristiwa yang menandai adanya perubahan kimia, yaitu :

Seperti hilangnya Cu(s)pada saat ditambahkan HNO3(aq). Peristiwa ini disebabkan karena adanya interaksi antara molekul Cu dengan molekul HNO3.

 Timbulnya gas

Biasanya ditunjukkan dengan timbulnya gelembung-gelembung gas seperti saat CuSO4(aq)ditambahkan dengan Zn(S).

 Terjadi perubahan warna

Dapat dilihat saat CuO(s)ditambahkan dengan H2SO4(aq) terjadi perubahan warna.

 Timbul endapan

Ketika mereaksikan dua larutan dalam sebuah tabung reaksi, kadang-kadang terbentuk suatu senyawa yang tidak larut, berbentuk padat, dan terpisah dari larutannya. Padatan itu disebut dengan endapan (presipitat). Seperti yang terjadi ketika Cu(NO3)2(aq)ditambahkan dengan KOH(aq).

 Terjadi perubahan suhu

Reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam bentuk panas disebut dengan reaksi eksotermis, sedangkan reaksi yang menyerap energy panas disebut reaksi endotermis.

1. Reaksi eksotern : merupakan reaksi pembebasan panas dari sistem kelingkungan sehingga suhu lingkungan bertambah

2. Reaksi endoterm : merupakan reaksi penyerapan panas dari lingkungan kesistem sehingga suhu lingkungan

 Tercium adanya bau yang baru

III. Alat dan Bahan

a. Alat

3. Kaca Arloji

1. Tembaga (Cu) 0,2 gram 2. Larutan HNO3 4 M, 4 ml 3. Larutan NaOH 1 M, 8 ml 4. Larutan H2SO4 2 M, 2 ml

5. Zn dalam bentuk potongan kecil 6. Air Suling

7. Aquades

IV. Cara Kerja

1. Langkah I (Reaksi antara logam Cu dan HNO3)

Logam Cu dipotong menjadi potongan yang kecil dengan menggunakan gunting. Setelah itu, potongan Cu tersebut dimasukkan ke dalam gelas kimia 250 ml. Larutan HNO3 diukur sebanyak 4 ml lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi potongan Cu. Setelah itu, gelas kimia yang berisi campuran larutan HNO3 dan potongan Cu ditutup dengan menggunakan kaca arloji. Selama dua minggu dilakukan pengamatan tentang reaksi dan perubahan yang terjadi. Hasil dari proses ini disimpan untuk pengerjaan selanjutnya.

2. Langkah II (Penambahan larutan NaOH)

Larutan hasil reaksi logam Cu dengan HNO3 diambil untuk ditambahkan NaOH sebanyak 8 ml. Setelah itu, dilakukan pengamatan terhadap perubahan yang terjadi. Hasil reaksi ini disimpan untuk pengerjaan selanjutnya.

3. Langkah III (Pemanasan)

Larutan hasil reaksi pada langkah sebelumnya diambil lalu ditambahkan 50 ml air suling ke dalam larutan tersebut. Setelah itu, gelas kimia yang berisi larutan itu dipanaskan di atas steambath (alat pemanas) sambil diaduk dengan menggunakan batang pengaduk. Pemanasan dilakukan hingga larutan

dengan aquades secara perlahan dan merata untuk melepaskan partikel-partikel hasil reaksi yang menempel pada batang pengaduk.

Gelas kimia yang berisi larutan yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam wadah berisi air dingin untuk didinginkan. Setelah itu, gelas kimia tersebut didiamkan selama 15-20 menit hingga cairan terpisah lalu membentuk cairan bening dan endapan yang berwarna hitam. Setelah itu, dilakukan dekantasi cairan bening dalam gelas kimia ke dalam gelas kimia yang lainnya sehingga hanya tersisa padatan di dalam gelas kimia tersebut. Proses dekantasi dilakukan dengan sangat hati-hati agar endapan hitam tidak ikut tertuang. Proses dekantasi dilakukan sebanyak 3 kali, lalu hasil dari proses tersebut disimpan untuk pengerjaan selanjutnya.

4. Langkah IV (Penambahan Larutan H2SO4)

Larutan hasil reaksi pada langkah sebelumnya diambil lalu ditambahkan larutan H2SO4 sebanyak 2 ml. Lalu, gelas kimia yang telah ditambahkan larutan H2SO4 tersebut diaduk hingga terjadi perubahan pada larutan tersebut. Hasil dari proses ini disimpan untuk pengerjaan selanjutnya.

5. Langkah V (Penambahan logam Zn)

Larutan hasil reaksi pada langkah sebelumnya diambil lalu dimasukkan logam Zn yang telah berbentuk potongan kecil. Setelah itu, gelas kimia yang berisi larutan yang telah ditambahkan logam Zn tersebut ditutup dengan menggunakan kaca arloji sambil sesekali digoyangkan perlahan. Reaksi kimia dibiarkan berlangsung hingga Zn habis bereaksi. Hasil dari proses ini

disimpan untuk pengerjaan selanjutnya.

6. Langkah VI (Recovery Cu/Mengendapkan Cu kembali)

cawan penguap beserta isinya ditimbang dan dicatat massanya. Lalu, dilakukan perhitungan untuk massa Cu beserta rendemennya.

V. Data Pengamatan

1. Langkah I (Reaksi antara logam Cu dan HNO3) No

. Identifikasi Logam Cu Larutan HNO3

1. Wujud Padatan Cair

 Hasil pengamatan dari reaksi logam Cu dan HNO3 dengan persamaan reaksi : 3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)

Terjadi reaksi kimia dengan ciri-ciri : - Adanya gelembung dan gas - Menimbulkan bau yang baru - Logam Cu habis bereaksi

- Larutan berubah warna menjadi warna biru - Terjadi perubahan suhu

2. Langkah II (Penambahan larutan NaOH)

No. Identifikasi Larutan Cu(NO3)2 Larutan NaOH

1. Wujud Cair Cair

2. Warna Biru Muda Bening 3. Bentuk Larutan Larutan

4. Massa -

-5. Volume - 8 ml

6. Kemolaran - 1 ml

 Hasil pengamatan dari reaksi larutan Cu(NO3)2 dan larutan NaOH dengan persamaan reaksi :

Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + 2NaNO3(aq) Terjadi reaksi kimia ditandai dengan :

- Larutan berubah warna menjadi biru pekat - Adanya endapan

- Terjadi perubahan suhu

3. Bentuk Larutan dan endapan

4. Massa

-5. Volume

-6. Kemolaran

- Hasil pengamatan dari reaksi pemanasan Cu(OH)2 dengan persamaan reaksi : Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l)

Terjadi reaksi kimia ditandai dengan :

- Perubahan warna larutan menjadi hitam pekat - Perubahan suhu

- Adanya gelembung gas

 Hasil pengamatan dari Cu(OH)2 menghasilkan CuO setelah pendinginan : - Adanya endapan hitam pekat pada dasar gelas

- Larutan bening berupa H2O

4. Langkah IV (Penambahan larutan H2SO4)

No. Identifikasi Larutan H2SO4

1. Volume 3 ml

2. Kemolaran 1 M

3. Wujud Cair

4. Bentuk Larutan

5. Warna Bening

 Hasil pengamatan dari reaksi larutan CuO dan larutan H2SO4 dengan persamaan reaksi :

CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l) Terjadi reaksi kimia ditandai dengan :

- Terjadi perubahan warna menjadi biru muda - Zat habis bereaksi

No. Identifikasi Logam Zn

1. Massa 0,2 gr

2. Wujud Padatan

3. Bentuk Butir kepingan

4. Warna Abu-abu

 Hasil pengamatan dari reaksi larutan CuSO4 dan logam Zn dengan persamaan reaksi :

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s) Terjadi reaksi kimia ditandai dengan :

- Terjadi perubahan warna larutan dari biru muda menjadi bening - Adanya endapan

- Adanya gelembung gas - Adanya bau baru

6. Langkah VI (Recovery Cu)

No. Objek Pengamatan Ciri-ciri

1. Cu yang didekantasi dengan menggunakan_{air suling}

Adanya padatan Cu

Padatan Cu yang diperoleh setelah dipanaskan di atas steambath

menggunakan uap air dari gelas beker yang telah diisi air

Padatan Cu berwarna merah bata dan berbentuk serbuk

kering.

3. Proses Recovery Cu selesai

Didapatkan massa Cu

 Jumlah logam Cu yang didapatkan kembali

Benda yang ditimbang Jumlah massa

Cawan penguap 41,5454 gr Cawan penguap berisi Cu 41,6082 gr

Massa Cu 41,6082 – 41,5454 = 0,0628 gr

 Hasil Penghitungan Rendemen Cu

= 31,4%

VI. Pembahasan

1. Langkah I (Reaksi antara logam Cu dan HNO3)

Pada percobaan ini digunakan logam Cu sebanyak 0,2 gram. Cu yang

digunakan berwujud padat, berwarna kuning kemerahan, berbentuk lempengan tipis, dan jenis unsurnya adalah logam. Logam Cu berasal dari unsur transisi periode ke-4 yang paling baik menghantarkan listrik.

Pada langkah I ini logam Cu direaksikan dengan HNO3 sesuai persamaan reaksi di bawah ini :

3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) Dengan logam Cu = 0,2 gram

Jadi, mol Cu = massa Cu = 0,2 gr = 0,003 mol Ar Cu 63,5

Sehingga volume HNO3 yang dipakai adalah

3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) Mol HNO3 = 8 x 0,003 = 0,008 mol

3

Setelah didapatkan mol HNO3 0,008 mol maka volume HNO3 : V.M = mol V = mol V = 0,008 = 0,002 L = 2 ml M 4

2 ml HNO3 dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi potongan-potongan kecil logam Cu, tetapi karena keterbatasan waktu untuk mempercepat reaksi ditambahkan lagi 2 ml HNO3 sehingga menjadi 4 ml HNO3. Saat penambahan 4 ml HNO3 dapat dilihat terjadi perubahan warna yang sangat signifikan dan sangat mencolok. Logam Cu dengan warna kuning kemerahan dan larutan HNO3 yang bening berubah menjadi warna biru. Bau yang ditimbulkan oleh reaksi ini pun mulai dapat dicium, dengan bau yang menyengat. Lalu, terjadi perubahan suhu menjadi lebih tinggi dan kemudian timbul gas NO yang beracun. Gas NO yang terbentuk lama-kelamaan akan menghilang seiring dengan habisnya Cu yang bereaksi. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, larutan ini didiamkan selama satu minggu untuk menunggu logam habis bereaksi.

Ditambahkannya larutan NaOH pada langkah kedua ini berfungsi untuk memberi suasana basa pada larutan Cu(NO3)2 yang bersifat asam agar reaksi dapat terus berlangsung. Reaksinya adalah sebagai berikut :

Cu(NO3)2(aq) + NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + NaNO3(aq)

Dengan 1 M NaOH maka volume NaOH yang dibutuhkan adalah : M = mol V = mol = 0,006 = 0,006 L = 6 ml

Setelah ditambahkan NaOH sebanyak 6 ml, larutan belum mengalami perubahan reaksi kimia karena pada percobaan ini reaksi tidak terjadi dengan sempurna dan jumlah NaOH yang harus ditambahkan itu tergantung pada larutan, maka ditambahkan NaOH lagi sebanyak 2 ml sehingga larutan NaOh yang dipakai sebanyak 8 ml hingga larutan berubah warna menjadi biru pekat.

Pada saat NaOH dicampurkan ke dalam larutan Cu(NO3)2 , reaksi ini mengakibatkan perubahan warna menjadi warna biru pekat saat diaduk, diikuti dengan timbulnya endapan, perubahan suhu serta terbentuknya produk reaksi yang baru. Perubahan itu menandakan bahwa zat yang bereaksi telah terlarut.

3. Langkah III (Pemanasan)

Pada awalnya Cu(OH)2 berwarna biru pekat dan mengendap. Pada percobaan ini ditambahkan lagi air suling sebanyak 50 ml sebelum pemanasan, dengan persamaan reaksi :

Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l)

Pada saat penambahan air suling pada Cu(OH)2 yang kemudian dipanaskan hingga mendidih akan menimbulkan perubahan warna dari warna biru pekat menjadi hitam pekat. Terdapat pula endapan CuO berwarna hitam pekar setelah didinginkan dan larutan bening di atasnya yang berupa H2O. Proses selanjutnya adalah dekantasi. Dekantasi adalah proses mengendapkan endapan kemudian menuangkan cairan di atas endapan ke tempat lain sehingga endapan tetap berada pada tempat semula. Untuk dekantasi selanjutnya dilakukan sebanyak 3 kali dan menghasilkan endapan CuO yang berwarna hitam pekat.

Endapan CuO yang terbentuk setelah mengalami proses pemanasan,

pencucian dengan air suling, dan dekantasi kemudian ditambahkan dengan larutan H2SO4. Penambahan larutan H2SO4 berfungsi sebagai oksidator di mana larutan H2SO4 akan mendestruksi endapan CuO agar kembali menjadi unsur-unsur pembentuk semula zat-zat yang direaksikan sebelumnya.

Reaksinya adalah sebagai berikut : CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l)

1 : 1 : 1 : 1 Molaritas H2SO4 = 2 M

Jadi, volume H2SO4 yang dibutuhkan sebanyak : M = mol V = mol = 0,003 = 0,015 L = 1,5 ml M 2

Volume yang didapatkan dibulatkan menjadi 2 ml sehingga penambahan H2SO4 ke dalam CuO adalah 2 ml.

Saat 2 ml H2SO4 ditambahkan ke dalam CuO, reaksi yang terjadi adalah zat habis bereaksi dan terjadi perubahan warna dari hitam menjadi biru seperti semula. Hal ini menandakan bahwa zat yang bereaksi telah habis terlarut. 5. Langkah V (Penambahan logam Zn)

Zn merupakan logam unsur transisi yang sering digunakan sebagai logam pelapis anti karat, paduan logam, pembuatan bahan cat putih, dan antioksidan dalam pembuatan ban mobil. Dalam tabel periodik, Zn terletak di golongan transisi dengan nomor atom 30. Logam Zn yang dipakai berwarna abu-abu berbentuk butir kepingan.

Persamaan reaksi penambahan logam Zn ke dalam larutan CuSO4 adalah sebagai berikut :

Massa Zn = Ar Zn x mol = 65 x 0,003 = 0,195 gr, dibulatkan menjadi 0,2 gr. Berbagai perubahan yang terjadi sat penambahan 0,2 gr Zn di antaranya perubahan suhu pada lingkungan, larutan yang awalnya berwarna biru pekat perlahan-lahan menjadi warna biru muda dan akhirnya menjadi bening dan terbentuknya endapan berwarna merah bata pada dasar gelas kimia, timbulnya bau gas baru dan adanya gelembung gas.

6. Langkah VI (Mendapatkan Cu kembali/Recovery Cu)

Untuk mendapatkan Cu kembali, setelah dekantasi dilakukan sebanyak 2 kali, kemudian kaca arloji bersih ditimbang dan didapatkan massa sebanyak 41,54 gram. Endapan logam Cu kemudian dipindahkan ke kaca arloji dengan menggunakan batang pengaduk. Lalu, logam yang berada di kaca arloji tersebut dikeringkan di atas gelas kimia yang berisi air yang dipanaskan dengan steambath. Ini dilakukan untuk menguapkan air sisa dekantasi. Setelah logam Cu kering, kaca arloji tersebut diangkat dengan sapu tangan lalu dihitung massanya. Massa kaca arloji setelah berisi padatan Cu adalah 41,60 gram.

Menghitung massa Cu

Diketahui :

Massa kaca arloji bersih = 41,5454 gram Massa kaca arloji berisi padatan Cu = 41,6082 gram Ditanyakan :

- Massa Cu kembali = .... ? - Rendemennya = ... ?

Jawaban :

a. Massa Cu kembali = massa kaca arloji berisi Cu – massa arloji bersih = 41,6082 – 41,5454

= 0,0628 gram

= 31,4%

Jadi, massa logam Cu yang diperoleh dari hasil recovery Cu adalah 0,0628 gram, sedangkan rendemennya adalah 31,4%.

Diperoleh massa kaca arloji yang ditimbang dengan endapan Cu seberat 41,6082 gram. Dalam percobaan yang dilakukan dalam siklus tembaga (Cu), diperoleh massa Cu akhir = 0,0628 gram, sedangkan massa Cu di awal yang diperoleh adalah 0,2 gram. Cu akhir yang kami dapatkan lebih sedikit dibandingkan dengan massa Cu awal. Hal ini disebabkan karena kesalahan kami saat dekantasi atau menuangkan endapan Cu ke arloji. Kemungkinan endapan Cu masih banyak yang tertinggal di pengaduk atau di dinding gelas beker sehingga saat ditimbang terjadi selisih antara logam Cu di akhir dan di awal. Demikian pula perhitungan rendemennya kurang dari 100%.

VII. Simpulan

1. Praktikan mengetahui reaksi-reaksi yang terjadi pada percobaan kali ini yang terjadi adalah perubahan fisis pada logam menghasilkan gas yang bersifat racun, pengendapan, perubahan warna dan gelembung gas. Ada pun hasil reaksi

keseluruhan setelah mencampur logam Cu dengan HNO3, lalu hasilnya ditambahkan NaOH 8 ml, kemudian ditambahkan asam sulfat dan terakhir penambahan kepingan Zn menghasilkan reaksi akhir sebagai berikut :

CuSO4 + Zn Cu + ZnSO4

2. Bahan kimia terutama logam Cu jika direaksikan dengan asam nitrat akan menghasilkan gas NO2 yang menimbulkan bau dan bersifat racun.

3. Dalam percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan menggunakan siklus tembaga (Cu), maka dapat dibuktikan bahwa pada reaksi kimia terjadi :

- Habisnya zat yang bereaksi

- Timbulnya gelembung gas

- Timbulnya endapan

- Adanya bau

4. Konsentrasi, luas permukaan suatu zat, suhu dan katalis merupakan faktor yang mempengaruhi terjadinya sebuah reaksi kimia (contohnya adalah logam Cu yang dipotong kecil dapat mempercepat proses reaksi kimia).

VIII. Daftar Pustaka

 Tim laboratorium Kimia Dasar.2007.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia FMIPA, UniversitasUdayana : Bukit Jimbaran, Bali.

 Chang, Raymond.2004. Kimia Dasar :Konsep – Konsep Inti Jilid I Edisi Ketiga.Erlangga : Jakarta.

 Syukri, Unggul.1999.Kimia DasarI. ITB : Bandung.

 Purba, Michael. 2002. Kimia SMA Kelas XII. Erlangga : Jakarta.

LAMPIRAN

LAMPIRAN