Post on 21-Dec-2015
description
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
I. TUJUAN
Mempelajari pembuatan kalsium oksalat hidrat dengan metoda pengendapan
II. TEORI
Kalsium adalah logam putih perak yang agak lunak. Kalsium melebur pada suhu
845oC, jika bereaksi dengan logam atmosfer dan udara lembab akan terbentuk
kalsium oksida atau kalsium hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan
membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen.
Kalsium oksalat merupakan garam tak larut yang bersifat istimewa.
Kalsium oksalat yaitu suatu senyawa yang dihasilkan dari reaksi ion logam
kalsium dengan anion oksalat. Senyawa – senyawa oksalat dari ion – ion logam
pada golongan II A umumnya tidak larut dalam larutan netral atau sedikit asam.
Endapan oksalat umumnya berwarna putih.
Dalam laboratorium, senyawa oksalat dapat dibuat dengan mudah
melalui reaksi pengendapan yang terjadi pada pH sekitar 5. Reaksinya :
M2+(aq) + C2O4 → MC2O4
Dimana M = Mg, Ca, Sr, dan Ba
Karena senyawa oksalat golongan II A bersifat asam, maka kelarutannya
akan meningkat seiring dengan naiknya konsentrasi ion hidrogen. Untuk logam -
logam alkali dan besi (II) akan larut dalam asam -asam yang konsentrasinya
encer. Beberapa oksalat larut dalam larutan pekat asam oksalat dengan jalan
membentuk asam oksalat atau oksalat kompleks yang dapat larut.
Sedangkan jika logam alkali tanah (golongan II A) direaksikan dengan
oksalat akan membentuk suatu senyawa yang tidak larut dalam asam lemah yang
encer tetapi larut dalam asam kuat yang encer. Contoh senyawa tersebut adalah
kalsium oksalat hidrat. Zat ini adalah zat yang paling sukar larut dari semua
oksalat pada larutan netral atau sedikit asam.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
Dalam pembuatan kalsium oksalat hidrat ini digunakan metoda
“homogeneus precipitation”. Dalam teknik ini proses pengendapan tidak
dilakukan secara langsung, tetapi berangsur–angsur. Maka untuk itu digunakan
ammonia yang berasal dari urea sebagai penahannya. Reaksinya :
(H2N)2C=O + H2O → 2NH3 + CO2
Dalam merubah pH larutan ini menjadi semakin asam atau semakin basa
ataupun netral, maka kita akan mendapat endapan kristalin putih. Pada
pembuatan kalsium oksalat hidrat ini, prinsip yang digunakan adalah reaksi ion
logam dengan oksalat.
Pada percobaan ini digunakan urea sebagai bahan dasar, sebagai
penahan dan untuk mendapatkan endapan secara bertahap. Jika pada
percobaan ini belum terbentuk endapan maka harus ditambahkan ammonia
yang dapat menahan reaksi sehingga tidak langsung terjadi, pH larutan juga
harus diperhatikan dalam percobaan ini karena sering terjadi perubahan pH
dalam praktikumnya.
Cara penentuan unsur/senyawa berdasarkan kepada berat dimana unsur
yang akan ditentukan dipisahkan dulu serta diubah menjadi senyawa tertentu
dan murni, kemudian baru ditimbang disebut analisa gravimetri. Penimbangan
hasil reaksi dilakukan dengan menggunakan timbangan analitis agar diperoleh
hasil yang lebih teliti karena dapat mengukur sampai berat 0,1 mg.
Analisa gravimetri dapat dikerjakan dengan beberapa cara yaitu:
a. Cara Evaporasi (Penguapan)
b. Cara Elektrolisis (Elektrogravimetri)
c. Cara pengendapan
Pada cara pengendapan, senyawa/unsur yang akan ditentukan,
direaksikan dengan pereaksi tertentu sehingga terbentuk senyawa yang
mengendap, endapan dipisahkan dan dikeringkan serta ditimbang sampai berat
konstant. Endapan harus memenuhi syarat sbb:
1. Dalam bentuk senyawa yang tetap
2. Mudah dipisahkan dari larutannya
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
3. Semurni mungkin bebas dari pengotornya
4. Tidak mudah larut sehingga tidak ada yang hilang selama perlakuan
selanjutnya, yaitu penyaringan, pencucian, pengeringan/pemijaran, dan
penimbangan.
Endapan adalah zat-zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat
yang keluar dari larutannya. Untuk memperoleh endapannya, dengan mengukur
partikel yang lebih besar, pengendapan dilakukan dengan mencampurkan secara
perlahan-lahan larutan yang encer, dengan syarat kelarutan endapan meningkat.
Untuk memperoleh endapan ideal, harus diperhatikan faktor-faktor yang
mempengaruhi pembentukan endapan seperti derajat lewat jenuh, jenis
presipitan, cara penambahan presipitan, suhu, dan pendiaman endapan.
Aturan untuk keadaan optimum pada pengendapan :
a. Pengendapan harus dilakukan pada suhu larutan yang tinggi atau panas bila
endapan yang terbentuk stabil pada temperature tinggi. Aturan ini tidak selalu
berlaku untuk endapan organik.
b. Pengendapan harus dilakukan pada larutan encer. Yang bertujuan untuk
memperkecil kesalahan akibat kopresipitasi.
c. Pereaksi dicampurkan dengan teratur dan secara perlahan dengan
pengadukan yang tepat.
d. Endapan kristal biasanya dibentuk dalam waktu yang cukup lama dengan
menggunakan pemanas uap untuk menghindari adanya kopresipitasi.
e. Untuk menghindari adanya kopresipitasi dan postpresipitasi sebaiknya
dilakukan pengendapan ulang
Proses yang membawa serta suatu zat yang biasanya terlarut sewaktu
pengendapan dari endapan yang dikehendaki disebut kopresipitasi. Atau dikenal
juga dengan kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam pelarut.
Untuk mengurangi kopresipitasi ini dapat dilakukan dengan proses:
1. pencucian endapan
2. pemisahan, zat pengotor dapat dipisahkan atas sifat kimianya dirubah
dengan suatu reaksi sebelum endapan terbentuk.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
3. pengendapan ulang, hal ini dilakukan bila endapan dengan mudah dapat
dilarutkan kembali terutama untuk oksidasi hidroksida dan garam kristalin
dari asam lemah.
Kalsium karbonat yang digunakan dalam percobaan ini terbentuk dengan
mereaksikan kalsium klorida (CaCl2) yang bersifat higroskopis dan digunakan
sebagai zat pengering dengan ammonium karbonat membentuk endapan
kalsium karbonat yang larut sedikit dalam larutan garam ammonium dari asam
kuat.
Faktor yang penting untuk mempengaruhi kelarutan zat padat adalah
temperatur, sifat dari pelarut dan juga kehadiran ion - ion lainnya dalam larutan
tersebut. Termasuk didalam kategori terakhir ini adalah ion - ion yang memiliki
dalam bentuk zat padat tidak bergabung didalamnya.
Kalsium diendapkan sebagai kalsium oksalat (CaC2O4.H2O).
Ca++ + C2O42- + H2O → CaC2O4.H2O
Endapan dicuci dengan larutan ammonium oksalat encer dan kemudian
ditimbang dalam salah satu bentuk berikut :
1. Sebagai CaC2O4.H2O dengan memanaskan pada suhu 100 – 105oC selama 1-2
jam. Metoda ini tidak dianjurkan untuk pekerjaan teliti antara lain
disebabkan oleh sifat higroskopis dari oksalat yang berkopresipitasi pada
suhu yang rendah ini. Hasilnya biasanya 0,5 – 1 % terlalu tinggi.
2. Sebagai CaCO3 dengan mereaksikan/memanaskan pada 475 – 525oC dalam
suhu tanur ½ silinder atau muffel listrik. Ini merupakan metoda yang paling
memuaskan karena kalium karbonat tidak higroskopis.
CaC2O4 → CaCO3 + CO
3. Sebagai CaO dengan memijarkan pada 1200oC metoda ini banyak digunakan,
tetapi kalsium oksida yang dihasilkan mempunyai bobot molekul yang relatif
kecil dan higroskopis karena itu, harus diambil tindakan–tindakan
pengasaman untuk mencegah absorbsi lengasan (serta karbondioksida).
CaCO3 → CaO + CO2
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
III. PROSEDUR PERCOBAAN
3.1 ALAT DAN BAHAN
No Alat Kegunaan
1. Beaker glass Wadah akuades/larutan
2. Kaca arloji Tempat zat ketika ditimbang
3. Magnetik stirrer Pengaduk larutan
4. Penyaring buchner Pemisah larutan dengan
endapan
5. Cawan penguap Wadah untuk menguapkan zat
6. Erlenmeyer Penampung filtrat yang
disaring
No Bahan Fungsi
1. Kalsium karbonat Bahan dasar sumber Ca+2
2. HCl 6 M Meningkatkan kelarutan
3. Akuades Pelarut
4. Ammonium oksalat Sumber ion oksalat (C2O42-)
5. Bubuk urea Penahan dalam proses
pengendapan (efek ion
senama)
6. Kertas indikator Pengukur pH
7. Kertas saring Penyaring endapan
8. Ammonia Untuk meningkatkan pH
(membentuk endapan)
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
3.2 CARA KERJA
1. CaCO3 sebanyak 100 mg ditimbang dan dimasukkan ke dalam beaker glass
100 mL, serta ditambah akuades 8 mL ke dalamnya.
2. Diaduk dengan bantuan magnetik stirrer dan beaker glass ditutup dengan
kaca arloji.
3. HCl 6 M ditambahkan ke dalam beaker glass tersebut sampai padatan larut.
4. Akuades juga ditambahkan sedikit-sedikit sampai 40 mL untuk
mengencerkan larutan. Larutan dites dengan lakmus (bersifat asam).
5. Ammonium oksalat ditambahkan 6 mL dengan sekitar 6 gram urea, di
stirring.
6. Diamati perubahan warna yang terjadi (dari merah ke kuning).
7. Jika perlu, ditambahkan air. Pada saat ini seharusnya sudah terbentuk
kristal berwarna bening. Jika belum terbentuk, tambahkan ammonia 6 M.
8. Larutan didinginkan sampai pada suhu kamar, kemudian endapan yang
terbentuk disaring dengan kertas saring, kalau perlu pakai pompa vakum.
9. Kristal dikeringkan serta dihitung rendemennya.
3.3 SKEMA KERJA
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
100 mg CaCO3 + 8 mL akuades
dimasukkan dalam beaker glass 100
mL
distirring
diaduk dan ditutup dengan kaca arloji
ditambahkan HCl 6 M
CaCl2 + H2CO3
ditambahkan akuades sedikit-sedikit
sampai 40 mL
dicek pH
ditambahkan 6 mL ammonium
oksalat dan 6 g urea
dicek kembali pH
CaC2O4. xH2O + NH4Cl
ditambahkan akuades dan NH4OH
bila belum terbentuk endapan
endapan disaring dan dikeringkan
CaC2O4. xH2O
rendemennya dihitung
3.4 SKEMA ALAT
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
Keterangan :
1. Gelas piala
2. Larutan CaCO3
3. Magnetik bar
4. Magnetik stirrer
5. Penyaring buchner
IV. DATA DAN PERHITUNGAN
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
4.1 DATA
Massa CaCO3 tertimbang : 0,1 gram
Massa (NH4)2C2O4 : 0,14 gram
Massa urea : 6 gram
Massa kertas saring : 0,71 gram
Massa CaC2O4+kertas saring : 0,97 gram
Massa CaC2O4.H2O : 0,26 gram
Mr (NH4)2C2O4 : 142, 11 gram/mol
Mr Ca2C2O4 : 146,11 gram/mol
4.2 REAKSI
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2CO3(aq)
CaCl2(aq) + (NH4)2C2O4 CaC2O4(s) + 2 NH4Cl(aq)
CaC2O4 + H2O CaC2O4.H2O
4.3 PERHITUNGAN
a. Mol CaCO3
Mol CaCO3 = massaCaCO3MrCaCO3
= 0,1gram
100,01g /mol = 0,001 mol
n CaCO3 = n CaCl2 = n (NH4)2C2O4 = n CaC2O4 = n CaC2O4.H2O
b. Mol (NH4)2C2O4
Mol (NH4)2C2O4 = koefisienCaCO3koefisienCaCO3
x mol (NH4)2C2O4
= 11
x 0,001 mol = 0,001 mol
c. Massa (NH4)2C2O4
Massa (NH4)2C2O4 = mol (NH4)2C2O4. Mr (NH4)2C2O4
= 0,001 mol x 142,11 g/mol
= 0,142 gram
d. Mol CaC2O4.H2O
Mol (NH4)2C2O4.H2O = koefisien ¿¿x mol (NH4)2C2O4
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
= 11
x 0,001 mol = 0,001 mol
e. Massa Ca2C2O4.H2O teori
Massa Ca2C2O4.H2O = mol Ca2C2O4.H2O . Mr Ca2C2O4
= 0,001 mol x 146,11 g/mol
= 0,146 gram
f. Massa kristal Ca2C2O4.H2O
Massa kristal = (massa kertas saring + kristal) – massa kertas saring
= 0,97 gram – 0,71 gram
= 0,26 gram
g. Rendemen
Rendemen = massaCa2C2O4 . H 2O percobaan
massaCa2C2O4 . H 2O teorix 100 %
= 0,26 gram0,146 gram
x 100 % = 178,08 %
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Prinsip dari percobaan pembuatan kalsium oksalat hidrat adalah
pengendapan.
2. Pada percobaan ini, terjadi reaksi antara kalsium karbonat dan asam
klorida yang membentuk kalsium klorida dan sebagai bahan dasar
pembentuk kalsium oksalat.
3. Massa kalsium oksalat dari percobaan adalah 0,26 gram.
4. Rendemen yang didapatkan sebesar 178,08%.
6.2 SARAN
Untuk kelancaran praktikum selanjutnya, maka disarankan agar:
1. Atur penambahan HCl tetes pertetesnya, sehingga memang benar-benar
fungsinya untuk melarutkan CaCO3 yang tidak larut dengan akuades.
2. Pada pembentukan endapan CaC2O4 haruslah pH nya 4-5, sehingga
penambahan NH4OH pun harus hati-hati sehingga tidak terjadi lonjakan
pH yang terlalu jauh.
3. Gunakan selalu alat pelindung diri yaitu jas laboratorium, masker dan
sarung tangan ketika bekerja di laboratorium.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
VII. TUGAS PRAPRAKTIKUM
1. Reaksi antara kalsium karbonat dengan HCl adalah :
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2CO3
2. Perubahan pH perlu dilihat untuk melihat suatu reaksi atau larutan
karena proses pengendapan akan lebih mudah terjadi jika larutan berada
dalam suasana asam. Selain itu, guna pengamatan perubahan pH untuk
mencegah terjadinya kopresipitasi dan mengamati pembentukan
endapan sempurna.
3. Fungsi urea dalam percobaan ini adalah sebagai penahan endapan dan
juga untuk mendapatkan endapan secara bertahap.
4. Penambahan ammonia bertujuan untuk menghasilkan endapan apabila
endapan belum terjadi yaitu untuk memperkecil daya larut karena adanya
ion senama.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
VIII. JAWABAN RESPONSI
1. Mengapa kita menggunakan magnetik stirrer dalam pengadukan?
Pengadukan dengan menggunakan magnetik stirrer lebih sempurna,
dikarenakan magnetik stirrer mengaduk dengan kecepatan yang
konstant.
2. Jelaskan fungsi dari bahan yang digunakan!
Kalsium karbonat : Bahan dasar sumber Ca+2
HCl 6 M : Meningkatkan kelarutan
Aquades : Pelarut
Ammonium oksalat : Sumber ion oksalat (C2O42-)
Bubuk urea : Penahan dalam proses pengendapan
Kertas indikator : Pengukur pH
Kertas saring : Penyaring endapan
Ammonia : Untuk meningkatkan pH
3. Bagaimana cara mengurangi kopresipitasi?
Untuk mengurangi kopresipitasi ini dapat dilakukan dengan cara:
Pencucian endapan
Pemisahan, zat pengotor dapat dipisahkan atas sifat kimianya dirubah
dengan suatu reaksi sebelum endapan terbentuk.
Pengendapan ulang, hal ini dilakukan bila endapan dengan mudah
dapat dilarutkan kembali terutama untuk oksidasi hidroksida dan
garam kristalin dari asam lemah.
4. Tuliskan reaksi pembuatan kalsium oksalat!
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2CO3(aq)
CaCl2(aq) + (NH4)2C2O4 CaC2O4(s) + 2 NH4Cl(aq)
CaC2O4 + H2O CaC2O4.H2O
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
5. Apa yang saudara ketahui tentang kalsium oksalat hidrat?
Rumus struktur : CaC2O4.xH2O
Berat molekul : 128,10 g/mol
Bentuk : serbuk berwarna putih
Terbentuk pada pH asam, bersifat higroskopis.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
IX. JURNAL
9.1 ANALISIS
a. Skema kerja
Larutan PEG-b-PMAA (0,2 g/l, 20 mL)
Ditambah 0,2 mL Na2C2O4
Atur pH menjadi 10 menggunakan HCl dan NaOH, konsentrasi
larutan akhirnya adalah 1 mM.
Distirring 1 menit.
Dibiarkan selama 1 hari sebelum produk dipersiapkan untuk
karakterisasi.
Konsentrasi PEG-b-PMAA divariasikan dari 0,2 sampai 2 g/l.
Konsentrasi CaC2O4 divariasikan dari 0,5 sampai 4 mM.
Perbandingan molar [Ca+2]/[C2O42-]divariasikan dari ½ sampai 2.
Endapan
Pindai mikroskopi elektron pada mikroskop AMARY 1910FE yang
dioperasikan 20 kV.
Bubuk X-ray diffraction diambil.
Sampel untuk pengukuran XRD dipersiapkan dengan
menempatkan supernatant dengan kertas saring.
Kristal
Dicuci dengan menjatuhkan pada deionisasi air dan
memindahkannya pada air berlebih dengan kertas saring.
Setelah dikeringkan pada suhu kamar, kristal digunakan sebagai
pengukuran XRD.
b. Analisis metoda yang dipakai
Metoda yang dipakai pada jurnal adalah pengkristalan dari kalsium oksalat.
Adapun prinsipnya adalah kontrol morfologi dari kristal kalsium oksalat dihidrat
berdasarkan beberapa pengaruh seperti pengaruh konsentrasi polimer,
pengaruh konsentrasi CaC2O4, pengaruh perbandingan [Ca+2]/[C2O42-], serta
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
pengaruh perkembangan kristal. Intinya percobaan pada jurnal bertujuan
mengetahui bentuk morfologi dari kalsium oksalat hidrat berdasarkan pengaruh-
pengaruh yang diberikan.
c. Analisis hasil yang didapatkan
Pada jurnal, hasil yang didapatkan untuk pengaruh konsentrasi CaC2O4 adalah
kristal yang terbentuk pada konsentrasi rendah berbentuk kristal COD,
sedangkan pada konsentrasi tinggi berbentuk kristal normal bipiramida COD.
Untuk pengaruh konsentrasi polimer, pada konsentrasi rendah COT muncul dan
COD bipiramida tetragonal memanjang membentuk prisma tetragonal 100,
sedangkan untuk konsentrasi tinggi, tetragonal prisma memanjang membentuk
prisma tetragonal batangan. Untuk efek perbandingan [Ca+2]/[C2O42-], pada
konsentrasi rendah, persegi COD menunjukkan prisma persegi, sedangkan
konsentrasi tinggi, COD secara umum menunjukkan permukaan lebih jelas
dengan tipe prisma tetragonal COD.
d. Kelebihan jurnal dibandingkan praktikum
Pada jurnal, diketahui bahwa kalsium oksalat di dalam larutan “double-
hydrophilic block copolymer poly-block poly” dan menggunakan metode
pengkristalan. Adapun untuk morfologinya, dikontrol untuk pengaruh
konsentrasi polimer, pengaruh konsentrasi CaC2O4, pengaruh perbandingan
[Ca+2]/[C2O42-], serta pengaruh perkembangan kristal. Pada jurnal diperlihatkan
bahwasanya metoda yang digunakan sudah cukup bagus dan teliti untuk melihat
keadaan suatu kristal terhadapa beberapa pengaruh yang diberikan. Sedangkan
pada praktikum kali ini, metoda yang digunakan masih metoda sederhana dan
alat-alat yang digunakan masih belum canggih.
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK ISEMESTER GENAP
TAHUN AJARAN 2011/2012
DAFTAR PUSTAKA
Cotton dan Wikinson. 1987. Kimia Anorganik Dasar. Erlangga: Jakarta
Hadayana, Pudjatmaka, A. Dr. Analisa Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi
Mikro. Erlangga: Jakarta
Vogel. 1987. Buku Teks Anorganik Kuantitatif Makro dan Semi Makro, Jilid I.
Kalman Media Pustaka: Jakarta
OBJEK VII – PEMBUATAN KALSIUM OKSALAT HIDRAT