Post on 28-Dec-2015
description
1
KIMIA TEMBAGA
I. TUJUAN
Mempelajari beberapa pendahuluan tentang tembaga
Mempelajari pembuatan tembaga (I) oksida
Memepelajari reaksi Cu2O dan CuO dengan senyawa asam
II. TEORI
Beberapa data fisika tentang logam tenbaga dapat dilihat sebagai berikut:
Nomor atom 29
Konfigurasi electron (Ar) 3d10
41
Energi ionisasi pertama 745 KJ/mol
Energi ionisasi kedua 1856KJ/mol
Kerapatan 8,92 gr/cm3
Titik leleh 1356 K
Titik didih 2868 k
Jari-jari atom 0,177 nm
Untuk memperoleh tembaga, bijih tembaga tersebut digerus kemudian
dipekatkan secara flotasi. Tahap kedua adalah mereduksi bijih tembaga sulfide
menjadi logam. Bijih tembaga mula-mula dipanggang diudara menghasilkan
tembaga (I) sulfide, ferro sulfide dan gas SO2 dengan reaksi sebagai berikut :
2CuFeS2 + 4O2 Cu2S + 2FeO + 3SO3
FeO + SiO3 FeSiO3
2CuS + 3O2 2Cu2O + 2SO2
2Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2
Sampai dengan tahap ini, tembaga masih mengandung kurang lebih 3 % zat
pengotor terutama terdiri dari belerang. Untuk mendapatkan tembaga lebih murni
dapat dilakukan dengan cara elektrolisis.
(Tim Kimia Anorganik, 2014 : 40)
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif.
Cu+mengalami disporpodionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal
ini bukan berarti senyawa larutan Cu (I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai
dalam keadaan bagaimana Cu (I) dan Cu (II) terbentuk, yaitu membuat (Cu+)
2
cukup banyak pada larutan air, Cu2+
akan berada pada banyak jumlah banyak
(sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari
Cu+). Disporpodionasi ini akan menjadi sempurna. Dilain pihak jika Cu
+dijaga
sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap).
Cu2+
sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap.
(Petrucci, 1987 :350)
Tembaga (Cu) adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat.
Tembaga melebur pada 10380C. karena potensial elektroda standarnya positif
(+0,34 V untuk pasangan Cu/ Cu2+
), temabag tidak larut dalam asam klorida dan
asam solfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia dapat larut sedikit. Asam
nitrat yang sedang pekatnya (8M) dengan mudah melarutkan tembaga.
(svehla, 1990 :229)
Tembaga membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1 dan +2, namun hanya
tembaga (II) yang stabil dan mendominasi dalam larutannya. Dalam air, hamper
semua garam tembaga (II) berwarna biru oleh karena warna ion kompleks
koordinasi enam [Cu(H2O)6]2+
. Reaaksi Ion Cu2+
dengan OH- pada konsentrasi
bergantung pada metodenya. Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan
tembaga (II) sulfat (0,1 – 0,5 M) secara bertetes dengan kecepatan 1
ml/menit menyebabkan terjadinya endapan gelatin putih biru muda dari garam
tembaga (II) hidroksida sulfat, bukan endapan Cu(OH)2.
(Sugiarto, 2003 : 569)
Senyawa tembaga bersifat diamagnetic. Tembaga sulit teroksidasi superficial
dalam udara kadang menghasilkan lapisan warna hijau hidroksida karbonat dan
hidrokso sulfat dan SO2, di atmosfer tembaga mudah larut dalam asam nitrat dan
asam sulfat dengan adanya oksigen. Kesetabilan relative kepro dan kepri di
artikan dengan potensial Cu*=0,52 V dan Cu+=0,153 V. Kesetabilan Relatif
tergantung pada sulfat anion dan ligan yang cukup beragam dengan pelarut/sifat
fisik atom tetangganya dalam Kristal. Pelarutan tembaga hidroksida karbonat dan
sebagainya dalam asam yang dihasilkan akuo hijau kebiruan yang ditulis
[Cu(H2O)6]2+
. Di antara berbagai Kristal hidratnya adalah sulfat biru
CuSO4.H2Oyang paling lazim. CuSO4.H2O dapat di hidrasi menjadi zat anhidrat
3
yang berwarna putih. Penambahan ligan menyebabkan kompleks dengan
pertukaran molekul air secara beurutan
(Syukri, 1999 : 321)
Tembaga adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat. Melebur
pada 1038oC. Karena potensial elektrode standarnya positif, tidak larut dalam
asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen bisa larut
sedikit. Tembaga yang terdapat di bumi ini tidak melimpah (55 ppm) namun
terdistribusi secara luas sebagai logam dalam sulfida, arsenida, klorida dan
karbonat. Mineral yang paling umum adalah chalcopyrite CuFeS2. Tembaga
diekstraksi dengan pemanggangan dan peleburan oksidatif atau dengan pencucian
dengan bantuan mikroba, yang diikuti oleh elektrodeposisi dari larutan sulfat
kimiawi tembaga ditemukan sebagai Cu+
dan Cu2+
.
Elektroplating merupakan suatu proses pengendapan elektro lapisan logam pada
elektrode yang bertujuan membentuk permukaan dengan logam dasarnya. Logam
yang dilapisi adalah tembaga karena mudah dibentuk menjadi perhiasan, alat
industri, bagian kendaraan bermotor dan lain sebagainya. Reaksi antara Cu2O dan
H2SO4 encer :
2Cu2O + 4H+ + 2SO4
2- → 4Cu + 2SO2 + 2H2O + 2O2
Yang bertindak sebagai oksidator adalah H2SO4, sedangkan yang bertindak
sebagai reduktor adalah Cu2O.
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif.
Cu+
mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal
ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai
pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat
(Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu
2+ akan berada pada jumlah banyak
(sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu+.
Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat
rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+
sangat
kecil dan tembaga (I) menjadi mantap. Ditinjau dari struktur elektron yang lebih
stabil adalah Cu+, karena elektronnya terisi penuh, sedangkan untuk ion Cu
2+ tidak
stabil karena orbital tidak terisi penuh elektron.
(Anissa, 2009)
4
III. PROSEDUR PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Tabung reaksi
Rak tabung reaksi
Tabung lebur
Gelas kimia
Corong
Penjepit tabung
Gelas ukur 10mL
Pembakar Bunsen
Gelas kimia
Pipet tetes
3.1.2 Bahan
Tembaga
Kalium tartrat
H2SO4 1M
HNO3 2M
Glukosa
Tembaga (II) oksida
Amoniak
HCl pekat
CuSO4 0,25M
5
3.2 Skema Kerja
3.2.1 Percobaan pendahuluan
dipanaskan pada nyala pembakar dengan
menggunakan penjepit
dimasukkan dalam 2mL asam nitrat encer
dipanaskan
diperiksa gas yang terbentuk
ditambahkan larutan natrium hidroksida encer
setetes demi tetes
ditambahkan asam klorida pekat setetes demi tetes
ditambahkan terus sampai tidak terjadi perubahan
3.2.2 Tembaga (I) dan Tembaga (II)
dimasukkan dalam tabung reaksi
dicampurkan dalam tabung reaksi lain pada
campuran di atas
dipanaskan sampai warna merah jingga
dibiarkan endapan mengendap
didekantasi larutan
Logam
sekeping tembaga
HASIL
5 mL tembaga (II) sulfat
5 mL larutan natrium
hidroksida dan 1 gr glukosa
6
dicuci endapan dengan air
digunakan untuk eksperimen kedua
dimasukkan dalam tabung 3 reaksi
dimasukkan dalam tabung reaksi lain
digunakan tabung ini untuk mempelajari reaksi
masing-masing oksida dengan asam sulfat encer dan
asam nitrat encer
ditambahkan asam tersebut perlahan-lahan sampai
asam berlebih
dipanaskan
diamati apa yang terjadi
Endapan
HASIL
0,1 gr tembaga (I) oksida
tembaga (II) oksida
HASIL
7
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan dan Perhitungan
Tabel 4.1.1 Hasil Pengamatan
No Perlakuan Hasil pengamatan
1 Percobaan Pendahuluan
a. Sekeping tembaga dipanaskan
dengan pembakar Bunsen
b. Sekeping tembaga + HNO3
c. 2 ml tembaga sulfat + 5 ml
NaOH encer
d. 2 ml tembaga sulfat + 5 ml
HCl pekat
Warna nyalanya adalah warna dari
biru kemudian berubah menjadi
warna hijau
Terbentuk gelembung gas, lareutan
berubah menjadi warna biru, gas
berwarna coklat. Bagian tembaga
yang tidak terendam oleh larutan
HNO3 berwarna coklat dan
dibagian dinding tabung reaksi
berwarna coklat
Pada tetesan pertama terbentuk
gumpalan berwarna biru, semakin
banyak tetesan yang ditambahakan
gumpalan biru semakin banyak dan
terdapat endapan putih setelah
diguncangkan warna berubah
semakin pekat (biru kehitaman)
Warna campuran hijau muda dan
terasa panas, terdapat uap yang
keluar ke permukaan
8
2 Tembaga (I) dan Tenbaga (II)
Tembaga (I) oksida (CuO)
5 ml tembaga (II) dioksida +
NaOH + 1 gr glukosa
Reaksi antara tembaga (I)
oksida dan tembaga (II) oksida
dengan asam
Serbuk tembaga (II) (CuO) +
H2SO4
Serbuk tembaga (II) (CuO) +
HCl
Serbuk tembaga (II) (CuO) +
HNO3
Endapan Cu2O + HCl
Endapan Cu2O + H2SO4
Setelah dicampur larutan berwarna
biru pekat, mengental, kemudian
ketika dipanasakan berubah
menjadi warna biru – coklat –
merah jingga, dan pada larutan
tersebut terdapat endapan yaitu
endapan Cu2O.
Setelah dicampurkan serbuk
tembaga dengan larutan H2SO4
membentuk larutan berwarna biru
setelah dipanaskan serbuk tembaga
(II) larut semua dalam larutan
H2SO4
Setelah dicampurkan serbuk CuO
dengan HCl larut sebagian, larutan
berwarna biru kemudian
dipanaskan perlahan serbuk CuO
akhirnya larut semua dalam HCl
dan larutan berubah warna menjadi
hijau
Setelah dicampurkan serbuk CuO
dengan HNO3 dan dipanaskan
larutan berwarna biru.
Larutan walanya berwarna bening,
ketika dipanaskan tidak terjadi
perubahan apapun.
Larutan walnya berwarna abu-abu,
9
Endapan Cu2O + HNO3
ketika dipanaskan warna larutan
menjadi bening keunguan.
Larutan walanya berwarna abu-abu
lebih pekat dari larutan
sebelumnya, setelah dipanaskan
warna larutan berubah menjadi
bening kebiruan.
10
4.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini praktikan melakukan percobaan “Kimia
Tembaga”, percobaan ini bertujuan untuk mempelajari beberapa pendahuluan
tentang tembaga, mempelajari pembuatan tembaga (I) oksida dan
mempelajari reaksi Cu2O dan CuO dengan senyawa asam.
Pada percobaan ini ada dua perlakuan yaitu percobaan pendahuluan dan
temabaga (I) dan tembaga (II).
1. Percobaan Pendahuluan
Pada percobaan pendahuluan pertama dilakukan dengna memanaskan
sekeping logam tembaga pada nyala api. Pada saat ini dilakukan pemanasan,
nyala api berubah dari warna nyala biru menjadi warna nyala hijau
disekeliling logam dan warna logam setelah dipanaskan logam berwarna
kemerah-merahan. Hal ini menunujukkan bahwa tembaga mengalami
oksidasi menjadi tembaga (I) oksida. Reaksi yang terjadi yaitu :
2Cu(s) + O2 2CuO(s)
Fungsi oksigen disini sebagai pengoksidasi logam tembaga sehingga
membentuk logam oksidanya, yaitu :
Cu Cu2+
+ 2e-
Percobaan selanjutnya adalah memasukkan sekeping logam tembaga
kedalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan larutan HNO3 dan
dipanaskan. Ketika proses pemanasan larutan ini menimbulkan selembung
gas, warna larutan berubah menjadi warna biru sedangkan gas yang terbentuk
berwarna coklat. Pada bagian logam tembaga yang tidak terendam dalam
larutan HNO3 berwarna coklat, dibagian dinding tabung reaksi berwarna
coklat ini akibat uap dari gas yang terbentuk, adapun gas yang terbentuk
adalah gas perak. Konsentrasi juga mempengaruhi percobaan ini, karena
larutan asam nitrat yang digunakan merupakan larutan yang encer maka
produk yang terbentuk saat bereaksi antara logam Cu dengan asam nitrat
adalah gas NO bukan NO2. Reaksi yang terjadi yaitu :
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
Dalam hal ini terjadi reaksi redoks, yang mana unsur Cu mengalami
oksidasi sehingga biloksnya yang semula 0 menjadi +2 dan unsur nitrogen
11
mengalami reduksi sehingga biloksnya berubah dari +5 menjadi +2. Reksi
redoksnya adalah :
0 +5 +2 +4
oksidasi
reduksi
Percobaan selanjutnya adalah mereaksikan larutan tembaga sulfat dengan
larutan basa yaitu NaOH. Dalam percobaan ini 2 ml tembaga sulfat
dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan dengan NaOH
encer dan dipanaskan. Penambahan NaOH ini pada silakukan dengan tetesan,
pada tetesan pertama terbentuk gumpalan di bagian atas larutan dan larutan
berwarna biru, semakin banyak tetesan yang di tambahkan gumpalan tersebut
semakin banyak dan terdapat endapan berwarna putih, dan ketika di
guncangkan warna larutan semakin pekat yaitu biru kehitaman. Reaksi yang
terjadi, yaitu :
( )
Percobaan selanjutnya 2 ml tembaga sulfat dimasukkan kedalam tabung
reaksi kemudian ditambahkan dengan larutan HCl encer warna lrutan menjadi
biru kemudian lama-kelamaan menjadi hijau muda dan terdapat uap yang
terbentuk yang keluar ke permukaan. Reaksi yang terjadi, yaitu:
( )
2. Tembaga (I) dan Tembaga (II)
Pada praktikum kali ini praktikan akan membuat tembaga (I) oksida
(CuO). Pembuatan tembaga (I) oksida ini dilakukan dengan mereaksikan 5 ml
tembaga (II) dioksida dengan NaOH dan 1 gr glukosa. Larutan glukosa ini
dapat di buat dengan menggunakan larutan fehling A dan larutan fehling B
Fehling A adalah larutan tembaga(II) sulfat yang berwarna biru, CuSO4(aq).
Fehling B, yaitu larutan natrium hidroksida, NaOH(aq) dan kalium natrium
tartrat. Pada percobaan ini 1 gram glukosa di masukkan kedalam tabung
reaksi dan di tambahkan dengan NaOH, kemudian di campurkan pada 5 ml
12
larutan tembaga sulfat. Dalam percobaan ini praktikan tidak menggunakan
kalium natrium tartrat, karena bahan yang dibutuhkan tidak tersedia.
Sebenarnya kalium tartrat ini berfungsi untuk menghindari adanya endapan
Cu(OH)2 hasil dari CuSO4(aq) yang direaksikan dengan NaOH(aq), endapan
Cu(OH)2(s) yang terbentuk berwarna biru. Endapan ini tidak efektif sebagai
pereaksi fehling. maka diperlukan kalium natrium tartrat sebagai ligan
bidentat bagi ion Cu2+
. Ketika fehling A dan fehling B dicampurkan,
tembaga(II) tetap sebagai larutan, karena membentuk ion kompleks bistartrato
kuprat(II), Cu{(COO)2(CHO)2}4-
. Setelah zat yang diuji dicampurkan dan
ternyata positif, maka terbentuklah endapan merah bata dari tembaga(I)
oksida, Cu2O.
Dari hasil percobaan ini diperoleh pengamatan yaitu setelah dicampur
larutan berwarna biru pekat, mengental, kemudian ketika dipanaskan berubah
menjadi warna biru menjadi coklat dan kemudian berubah menjadi merah
jingga, pada larutan tersebut terdapat endapan yaitu endapan Cu2O. Endapan
ini akan digunakan untuk percobaan selanjutnya. Reaksi yang terjadi pada
percobaan ini adalah :
C
C
C
C
C
CH2OH
OH
OH
H
OH
OH
H
HO
H
H
+ Cu2+ + OH-
C
C
C
C
C
CH2OH
O-O
OH
H
OH
OH
H
HO
H
H
+ Cu2O + H2O
3. Reaksi antara tembaga (I) oksida dan tembaga (II) oksida dengan
asam
Pada percobaan ini praktikan akan mereaksikan tembaga (I) oksida dan
tembaga (II) oksida masing-masing dengan larutan asam. Larutan asam yang
dimaksud adalah asam klorida encer, asam nitrat encer dan asam sulfat encer.
Tembag (I) oksida yang digunakan adalah tembaga (I) oksida yang telah
dibuat pada percobaan sebelumnya, dimana tembaga (I) oksida ini berupa
endapan Cu2O. Langkah pertama yang praktikan lakukan adalah memasukkan
13
tembaga (I) oksida kedalam tiga buah tabung reaksi, Dan kemudian
ditambahkan dengam masing-masing larutan asam secar perlahan sampai
larutan asam tersebut berlebih, kemudian dilakukan pemanasan. Pada
tembaga (I) oksida yang ditambahkan dengan asam klorida encer
menghasilkan warna larutan yang bening, ketika dipanaskan larutan tetap
bening dan tidak terjadi perubahan apapun. Warna bening ini menunjukkan
terbentuknya ion kompleks diklorokuprat (I). Reaksi yang terjadi, yaitu :
Pada percobaan tembaga (I) oksida ditambahkan dengan asam sulfat
encer menghasilkan larutan yang awalnya berwarna abu-abu ketika
dipanaskan larutan berubah menjadi warna bening keunguan. Reaksi yang
terjadi adalah :
Dalam hal ini terjdi reaksi redoks yaitu asam sulfat encer yang digunakan
akan mereduksi tembaga(I) sehingga membentuk unsur bebasnya.
Pada percobaan tembaga (I) oksida yang direksikan dengan asam nitrat
encer menghasilkan larutan yang berwarna abu-abu lebih pekat dari larutan
sebelumnya setelah dipanaskan larutan berubah menjadi warna bening
kebiruan. Warna bening ini adalah tembaga (I) nitrat. Reaksi yang terjadi,
yaitu :
Untuk percobaan pada tembaga (II) oksida dilakukan hal yang sama yaitu
tembaga (II) oksida berupa serbuk ini dimasukkan kedalam tiga buah tabung
reaksi dan ditambahkan dengan larutan asam masing-masing yang berbeda.
Pada tabung reaksi pertama tembaga (II) oksida di reaksikan dengan larutan
asam klorida encer menghasilkan serbuk CuO yang larut sebagian, larutan ini
berwarna biru. Kemudian setelah dilakukan pemanasan perlahan serbuk CuO
akhirnya larut semua dalam larutan HCl ini dan terjadi perubahan warna
larutan menjadi warna hijau. Reaksi ini menghasilkan senyawa CuCl2. Reaksi
yang terjadi, yaitu :
14
Pada tabung reaksi kedua tembaga (II) oksida direkasikan dengan asam
sulfat encer menghasilkan larutan berwarna biru kemudian setelah dipanaskan
serbuk tembaga (II) oksida ini larut semua dalam larutan H2SO4. Percobaan
ini menghasilkan tembaga (II) sulfat. Reaksi yang terjadi, yaitu :
Pada tabung reaksi tiga tembaga (II) oksida direaksikan dengan asam
nitrat encer yaitu setelah dipanaskan larutan menjadi warna biru dan serbuk
tembaga (II) oksida larut semua dalam larutan ini. Pada reaksi ini
mnghasilkan tembaga (II) nitrat. reaksi yang terjadi, yaitu :
( )
15
V. LESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan, bahwa:
1. Tembaga merupakan suatu logam yang teroksidasi jika dibakar warnanya
memendar dan bila direaksikan dengan HNO3 menghasilkan gas yaitu
gas NO.
2. Suatu Tembaga (I) oksida terbentuk dengan melarutkan CuSO4 di dalam
campuran NaOH dan Kalium tartrat. Tembaga (II) klorida dibuat dengan
mereaksikan CuO dengan asam klorida.
3. Tembaga (I) klorida dibuat dengan mereaksikan tembaga (II) oksida dan
HCl pekat, kemudian ditambahkan serbuk tembaga sehingga terbentuk
CuCl yang terwujud dalam endapan biru
5.2 Saran
Diharapkan untuk percobaan selanjutnya, alat dan bahan yang seharusnya
digunakan sudah terpenuhi, agar paraktikum dapat berjalan lancer sesuai
prosedur.
16
VI. DAFTAR PUSTAKA
Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3.
Jakarta : Erlangga
Sugiyarto,K.H. 2003. Kimia Anorganik 2, Edisi Revisi. Jogyakarta: JICA.
Svehla, G. 1990. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan
Semimikro, Bagian I. Jakarta : PT Kalman Media Pusaka
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung : ITB Press
Tim Kimia Anorganik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I. Jambi
: Universitas Jambi