Laporan Kimia Anorganik Penyepuhan

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK Produksi CaO dan CaCl

Produksi CaO dan CaCl22, Penyepuhan Logam Tembaga, dan Pemurnian Bioetanol, Penyepuhan Logam Tembaga, dan Pemurnian Bioetanol

Skala Laboratorium Sebagai Aplikasi Kimia Anorganik di Bidang Industri Skala Laboratorium Sebagai Aplikasi Kimia Anorganik di Bidang Industri

Tanggal

Tanggal percobaan percobaan : Rabu, : Rabu, 8 8 November November 20172017 Tanggal peng

Tanggal pengumpulan : Rumpulan : Rabu, 6 abu, 6 Desember 2017Desember 2017

Disusun oleh: Disusun oleh: Kelompok 6 Kelompok 6 Ayu

Ayu Novi Novi Rianty Rianty 11570400081157040008 Cita

Cita Rachmi Rachmi Andini Andini 11570400121157040012 Desi

Desi Asiati Asiati 11570400131157040013 Desmawati 1157040014 Desmawati 1157040014 Fajar

Fajar Gunawan Gunawan 11570400221157040022

JURUSAN KIMIA JURUSAN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG BANDUNG

2017 2017

(2)

I. TUJUAN

1. Membuat CaO dan CaCl2 dari bahan kapur (CaCO3) dalam skala laboratorium

2. Menentukan aplikasi dari CaO,CaCl2, dan CaCO3

3. Menentukan persen rendemen dari CaO dan CaCl2 yang dihasilkan

4. Menentukan berat koin logam sebelum dan sesudah penyepuhan

5. Menentukan kesesuaian berat koin logam hasil perhitungan dengan hasil penyepuhan 6. Menentukan kadar etanol sebelum dan sesudah pemurnian dengan zeolit alam yang

ditangani dan yang tidak ditangani

II. TEORI DASAR

Kalsium Klorida (CaCl2. 2 H2O)

Kalsium klorida (CaCl2) adalah senyawa ionik yang terdiri dari unsur kalsium

(logam alkali tanah) dan klorin. Tidak berbau, tidak berwarna, solusi tidak beracun, yang digunakan secara ekstensif di berbagai industri dan aplikasi di seluruh dunia. Berlaku sebagai ion khalida yang khas dan padat pada suhu kamar. Sebuah senyawa yang terjadi secara alami, Kalsium Klorida cair dapat ditemukan paling sering dalam air laut dan mata air mineral. Sebuah deposit alam besar air garam bawah tanah di Alberta utara telah memberikan Ward Chemical dengan kualitas konsentrasi tinggi statis kalsium klorida sejak tahun 1985, memungkinkan kita untuk menjadi salah satu produsen terbesar cairan kalsium klorida premium di Amerika Utara.

Kalsium klorida digunakan untuk perawatan kayu, semen beton, batubara dan sebagai pendingin air garam di industri pendingin dan proses. Permintaan untuk kalsium klorida karena aplikasi baru untuk aneka penggunaan seperti pengisi dalam ban traktor dan pestisida, serta formulasi yang lainnya, telah diperkirakan lebih dari 9000 ton per tahun-terhadap produksi saat ini 7500 ton pertahun.

Oleh karena itu, kapasitas yang besar harus direncanakan untuk mengisi produksi saat ini dan permintaan masa depan dari produk. Hal ini dihasilkan oleh sejumlah proses seperti :

a. Dengan produk dari cairan limbah air garam dan unit garam amonia tanaman Solvay soda.

b. Oleh asam klorida 30% di atas batu kapur atau kalsium karbonat.

(3)

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan CaCl2 sebagai berikut :

- Dengan menggunakan bahan CaCO3 :

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

- Dengan menggunakan bahan CaO : CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O

Sifat dari CaCl2 (kalsium klorida) :

CaCl2 tersedia dalam bentuk kristal putih, butiran, bubuk atau serpih. CaCl2

tersedia dalam berbagai golongan seperti anhidrat, monohidrat, dihidrat, hexahydrate, dll. Semua CaCl2 larut dalam air dan alkohol. Kelarutan dalam air pada suhu 0oC dan 26oC

adalah 59,5 gram dan 347 gram dalam 100 gram air.

Penggunaan CaCl2sebagai berikut :

CaCl2 sering di aplikasikan dalam bidang industri dan beberapa kegunaannya

sering di terapkan dalam pencairan batu bara, untuk mengikat permukaan beraspal, pengeboran lumpur, kertas dan pulp pengeboran, beton dan semen, fungisida / formulasi pestisida, pendinginan dan pendingin udara, air aditif dalam pemadam kebakaran dan pendingin air, ban karet untuk traktor dan mobil, dan desinfectan.

Selain CaCl2 murah, CaCl2 juga termasuk dalam zat pengering, aditif makanan, dan

untuk pembuatan gliserol, penstabil dan filter.

Penyepuhan Logam

Penyepuhan logam sering dikenal dengan istilah electroplating. Electroplating merupakan peapisan logam dengan logam lainnya melalui proses elektrolis. Electroplating sering digunakan untuk menghasilkan benda-benda yang lebih menarik dan tahan lama, misalnya pisau, garpu (yang dilapisi denga perak), atau bemper mobil (yang dilapisi dengan kromium). Electroplating juga digunakan untuk melindungi logam dari korosi.

Logam besi atau baja mudah terkena korosi atau karat. Untuk melindungi besi atau baja dari korosi makannya besi atau baja tersebut dilapisi oleh suatu logam yang sukar teroksidasi, misalnya logam nikel, timah, perak , atau emas.

Pada proses electroplating, benda (logam) yang akan dilapisi dugunakan sebagai kutub katoda dan logam yang melapisi digunakan sebagai kutub anoda. Larutan elektrolit yang digunakan mengandung garam dari logam yang akan melapisi. Arus listrik yang

(4)

kecil meyebakan ion-ion loigam yang berasal dari larutan elektrolit menangkap elektron (terjadi reaksi reduksi) dan terendapkan dengan membentuk lapisan pada kutub katoda. Hal itu menyebabkan atom-atom logam pada kutub anoda kehilangan elektron (terjadi reaksi oksidasi) dan larut dalam larutan elektrolit sebagai ion.

Pemurnian dengan Zeolit

Zeolit adalah mineral kristal alumina silikat berpori terhidrat yang mempunyai struktur kerangka tiga dimensi terbentuk dari tetrahedral [SiO4]4- dan [AlO4]5-. Kedua

tetrahedral di atas dihubungkan oleh atom-atom oksigen, menghasilkan struktur tiga dimensi terbuka dan berongga yang didalamnya diisi oleh atom-atom logam biasanya logam-logam alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas (Breck, 1974; Chetam, 1992; Scot et al._{, 2003).}

Umumnya, struktur zeolit adalah suatu polimer anorganik berbentuk tetrahedral unit TO4, dimana T adalah ion Si4+ atau Al3+ dengan atom O berada diantara dua atom T,

seperti ditunjukkan dalam Gambar 1.

Struktur zeolit memiliki rumus umum Mx/n [(AlO2)x(SiO2)y].wH2O, dimana M adalah kation alkali atau alkali tanah, n adalah jumlah valensi kation, w adalah banyaknya molekul air per satuan unit sel, x dan y adalah angka total tetrahedral per satuan unit sel, dan nisbah y/x biasanya bernilai 1 sampai 5, meskipun ditemukan juga zeolit dengan nisbah y/x antara 10 sampai 100 (Bekkum et al._{, 1991). Dewasa ini dikenal dua jenis}

zeolit, yakni zeolit alam dan zeolit sintetis, namun sekarang zeolit yang paling banyak digunakan adalah zeolit sintesis.

(5)

Zeolit Alam

Zeolit alam ditemukan dalam bentuk mineral dengan komposisi yang berbeda, terutama dalam nisbah Si/Al dan jenis logam yang menjadi komponen minor, seperti diperlihatkan dalam Tabel 1

Zeolit alam terbentuk karena adanya proses kimia dan fisika yang kompleks dari batuan-batuan yang mengalami berbagai macam perubahan di alam. Para ahli geokimia dan mineralogi memperkirakan bahwa zeolit merupakan produk gunung berapi yang membeku menjadi batuan vulkanik, batuan sedimen dan batuan metamorfosa yang selanjutnya mengalami proses pelapukan karena pengaruh panas dan dingin (Lestari, 2010). Sebagai produk alam, zeolit alam diketahui memiliki komposisi yang sangat bervariasi, namun komponen utamanya adalah silika dan alumina. Di samping komponen utama ini, zeolit juga mengandung berbagai unsur minor, antara lain Na, K, Ca (Bogdanov et al._{, 2009), Mg, dan Fe (Akimkhan, 2012).}

Terlepas dari aplikasinya yang luas, zeolit alam memiliki beberapa kelemahan, diantaranya mengandung banyak pengotor seperti Na, K, Ca, Mg dan Fe serta kristalinitasnya kurang baik. Keberadaan pengotor-pengotor tersebut dapat mengurangi aktivitas dari zeolit. Untuk memperbaiki karakter zeolit alam sehingga dapat digunakan sebagai katalis, adsorben, atau aplikasi lainnya, biasanya dilakukan aktivasi dan modifikasi terlebih dahulu (Mockovciakova et al._{, 2007).}

(6)

III. PROSEDUR KERJA

1. Eksperimen Produksi Senyawa Yang Berhubungan dengan Kapur

Padatan CaCO3 ditimbang sebanyak 3 gram kemudian dilarutkan dalam HCL encer

secara bertahap sampai tepat larut. Kemudian larutan dipanaskan hingga air hampir habis. Setelah itu larutan didinginkan dan disaring. Endapan hasil penyaringan dicuci dengan aquades sampai pH netral. Endapan lalu dikeringkan dan ditimbang. Endapan ditentukan rendemennya.

2. Eksperimen Penyepuhan Logam Tembaga

Koin tembaga disiapkan, lalu diampelas sampai telihat warna tembaganya dan ditimbang. Disiapkan juga 6 buah baterai 1,5 V yang dirangkai seri serta dibungkus dengan kertas koran. Rangkaian baterai tersebut diikat dengan karet gelang atau selotip. Koin tembaga yang telah diampelas dilubangi sisi permukaannya lalu ditimbang. Disiapkan 2 buah kabel masing-masing panjangnya 30 cm. Salah satu kabel diikatkan pada koin logam yang telah ditulisi nama kelompok. Sedangkan kabel satunya digunakan untuk mengikat grafit. Grafit dan koin dicelupkan ke dalam larutan NiSO4 yang telah diencerkan. Kabel (koin) dihubungkan ke kutub negatif baterai

sedangkan kabel (grafit) dihubungkan ke kutub positif baterai, lalu didiamkan dan diamati selama 10 menit. Setelah 10 menit, arus listrik diputuskan, dan koin dibilas dengan aquades lalu tulisan yang terdapat pada koin dihapus dengan kapasyang telah dibasahi aseton. Koin tersebut ditimbang kembali dan diamati perubahannya.

3. Eksperimen Pemurnian Bioetanol dengan Zeolit Alam

Zeolit disiapkan, dibagia dua lalu ditimbang dengan berat masing-masing 5 gram. Zeolit I direndam dalam aquades sambil diaduk selama 2 jam. Zeolit kemudian disaring dan dicuci dengan aquades. Seolit dikeringkan pada suhu 105oC selama 2 jam. Zeolit kering kemudian dicampurkan ke dalam etanol 70%. Setelah itu diaduk dengan magnetic stirer selama 1 hari. Larutan etanol tersebut disaring lalu ditentukan kadar etanolnya dengan menimbang dengan piknometer.

Sebelumnya telah dilakukan pembuatan standar etanol 30%-70% yang hasilnya dibuat buat grafik hubungan massa jenis etanol dengan kadar (%) etanol.

(7)

IV. HASIL PENGAMATAN

1. Eksperimen Produksi Senyawa Yang Berhubungan dengan Kapur

PERLAKUAN PENGAMATAN

CaCO3ditimbang Padatan putih, berat: 3,0066 gram

Ditambah HCl encer Larutan putih

Dipanaskan Endapan putih, larutan tidak berwarna

Disaring m kertas saring: 0,9670 gram

filtrat: larutan tak berwarna residu: endapan putih

Dikeringkan Padatan putih kering

m padatan+kertas saring : 4,9873 gram m padatan : 4,0203 gram

2. Penyepuhan Logam Tembaga

Koin tembaga ditimbang Padatan kuning tua, m: 5,2675 gram Diampelas sampai warna tembaga terlihat Padatan kuning

Dulubangi bagian sisi permukaan lalu ditimbang

Massa: 5,1562 gram

Kabel diikatkan pada koin dan dihubungkan ke kutub negatif

Katoda

Kabel yang lain diikatkan pada grafit dan dihubungkan ke kutub positif

Anoda

Eloktroda-elektroda tersebut dicelupkan ke dalam larutan NiSO4 dengan elektroda

koin sebelumnya diberi tulisan bebas pada kedua sisinya

Muncul gelembunggas di sisi grafit dan disekitar koin

Didiamkan sampai bagian koin logam tersepuh hitam

Gelembung tambah banyak, bagian logam berwarna hitam dan disisi lain terbentuk

nikel, te= 89 menit = 5340 s

Koin dibersihkan dengan kapas yang telah dibahasi aseton

Logam tetap hitam

(8)

3. Eksperimen Pemurnian Bioetanol dengan Zeolit Alam a. Zeolit tanpa ditangani

5 gram zeolit ditimbang Serbuk abu-abu, 5,0045 gram Dilarutkan dalam aquades sambil diaduk

dengan magnetic stirer selama 1 jam

Larutan abu-abu

Endapan disaring dan dicuci beberapa kali

Filtrat: larutan tak berwarna Residu: endapan abu-abu Endapan dipanaskan pada suhu 105oC

selama 2 jam

Berat endapan : 5,4043 gram

Endapan (zeolit) dimasukkan ke dalam larutan etanol 70%, diaduk dengan magnetic stirer selama 1 hari

Larutan abu-abu

Disaring Filtrat: larutan tak berwarna

Residu: endapan abu-abu Filtrat dimasukkan ke piknometer 25mL

lalu ditimbang

Berat: 43,6793 gram

b. Zeolit yang ditangani

5 gram zeolit ditimbang Serbuk abu-abu, 5,0020 gram Dilarutkan dalam 20 mL HCl 2N sambil

diaduk dengan magnetic stirer

Larutan putih keabu-abuan

Dilarutkan dalam 10 mL aquades sambil diaduk dengan magnetic stirer selama 1 jam

Larutan abu-abu

Endapan disaring dan dicuci beberapa kali

Filtrat: larutan tak berwarna Residu: endapan abu-abu Endapan dipanaskan pada suhu 105oC

selama 2 jam

Berat endapan : 7,1975 gram

Endapan (zeolit) dimasukkan ke dalam larutan etanol 70%, diaduk dengan magnetic stirer selama 1 hari

(9)

Disaring Filtrat: larutan tak berwarna Residu: endapan abu-abu Filtrat dimasukkan ke piknometer 25mL

lalu ditimbang

Berat: 43,9565 gram

4. Pengukuran standar etanol

PENGUKURAN BERAT (gram)

=

0,8833 g/mL

5) Grafik Hubungan Massa Jenis terhadap kadar etanol

6) Menghitung Massa Jenis Etanol Setelah Pemurnian dengan Zeolit Tanpa Ditangani

29,3467



 5340   1,5 

96500 

=

2,4359 gram

9) Persen Rendemen CaCl2

%rendemen CaCl2

=

    x 100%

=

4,0203  3,0066  x 100% = 133,72%

VI. PERSAMAAN REAKSI

(12)

CaCO3 (s) + 2HCl (aq)  CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2(g)

CaCl2 (aq) 105oC CaCl2 (s) +H2O(g)

2. Penyepuhan

Reduksi : Ni2+(aq) + 2e  Ni(s) x2

Oksidasi : 2H2O(aq) 4H+(aq)+ O2(g)+ 4e x1

Net : 2Ni2+(aq) + 2H2O(aq) 2Ni(s)+4H+(aq)+ O2(g)

3. Pemurnian dengan Zeolit Si4+ + H2O  Si(OH)4

Al3+ + H2O  Al(OH)3

AlO4 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O