ACARA IHIDROGEN

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM1. Tujuan PraktikumMempelajari cara pembuatan dan sifat hidrogen2. Waktu PraktikumSelasa, 12 November 20133. Tempat PraktikumLantai III ,Laboratorium Kimia Dasar, Fakultas MIPA, Universitas Mataram.B. LANDASAN TEORIHidrogen adalah unsur yang ditemukan Henry Cavendish(1731-1810) dan merupakan unsur yang atomnya paling kecil dan ringan. Unsur ini paling banyak dialam ini terdapat tiga isotop hidrogen yang dikenal: 1H, 2H , dan 3H . dari semua atom hidrogen yang terdapat dialaam 99,98 persen adalah dari jenis 1H , sekitar 0,02 persen 2H , dan 3H tak terhingga seidikitnya. Isotop hidrogen tidak mirip satu sama lain, tidak swperti isotop-isotop unsur lain, karena selisih bobotnya besar secara persentase. Karena alasaan ini, isotop hidrogen mempunyai nama sendiri-sendiri dengan nomor massanya. Deutrium diseebut juga hidrogen berat(Keenan,2005:352). Hidrogen adalah unsur yang terdapat di alam dengan kelimpahan terbesar, tetapi hanya sedikit yang terdapat di bumi. Hidrogen merupakan penyusun utama (75%) atmosfer matahari. Di bumi, hidrogen didapatkan sebagai air, hidrokarbon, dan senyawa organik lainnya. Dalam sistem periodik unsur hidrogen ditempatkan pada golongan IA karena memiliki elektron valensi sama dengan elektron valensi unsur lain anggota golongan I A. Namun demikian hidrogn tidak memiliki elektron lain selain elektron valensinya, sehingga sifat-sifat kimianya banyak berbeda dengan unsur logam golongan IA. Itulah sebabnya maka penempatan hidrogen pada golongan IA sebenarnya kurang tepat (Partana, 2003 : 79).Hidrogen merupakan unsur yang paling ringan dan paling sederhana yaitu mengandung 1 proton dan 1 elektron, hidrogen dalam keadaan bebas berbentuk molekul gas diatomik, yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak dirasakan. Kehilangan satu-satunya elektron valensi membentuk ion H+ atau tinggal 1 proton saja dengan ukuran yang sangat kecil, jari-jari sekitar 1,5 x 10-5A, sehingga ia mampu menyimpangkan (mendistursi) awan elektron di sekeliling atom-atom lain. Berkaitan dengan pembentukan ikatan, hidrogen memiliki sifat untuk membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang terjadi antara hidrogen dengan unsur-unsur yang sangat elektronegatif, seperti N, O, dan F. Contohnya senyawa NH3, H2O dan HF. Sedangkan berdasarkan sifat fisikanya, hidrogen memiliki titik lebur -2590c, titik didih pada 760 mm adalah -2530c, kerapatan pada STP 0,0899 gr/ liter, energi ikatan 103 kkal/mol, panjang ikatan 0,749 angstrom, dan berat molekul 1,008c a.m.u (Sugiyarto, 2001 : 15).Kulakov dan Ross 2007 melaporkan bahwa untuk memproduksi 1 kg hidrogen dibutuhkan : a. Air sebesar 18 kg ( sebagai sumber utama penghasil hidrogen ),b. Aluminium sebesar 9 kg, c. Campuran bahan kimia lain sebesar 2 kg(NaOH/KOH, dan lain-lain). Selanjutnya cara untuk menghitung jumlah hidrogen yang dihasilkan adalah dengan penerapan hukum gas kimia atau biasa disebut hukum gas ideal, yaitu PV=NrtPenerapan dari hukum gas ideal ini adalah dalam perhitungan gas yang dihasilkan dalam reaksi kimia anatra logam aluminium dengan air dalam larutan berkalin(NaOH). Jika volume tempat dan temperatur diketahui maka hukum gas ideal dapaat digunakan untuk mengkonversi antara jumlah kimia dan tekanan. Pengukuran tekanan dengan menghitung perbedaan tekanan awal dan akhir (P). Meningkatnya (P), maka menunjukkan meningkatnya produksi hidrogen. Selanjutnya produksi hidrogen dapat ditunjukkan oleh tekanan (Yusraini,2010).Hidrogen merupakan sarana ideal untuk media simpan, transpor dan konversi energi dengan tujuan luas untuk pengembangan konsep energibersih serta bebas emisi. Hidrogen dapat disimpan sebagai carrierenergi dalam bentuk gas, cair maupun dalam logam padat. Magnesium merupakan kandidat untuk media on-board storagehidrogen dalam bentuk padat karena material ini mampu menampung hidrogen sebesar 7,6% berat logam( Hadi,2007).

C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM1. Alat-Alat Praktikuma. Rubber Bulbb. Pipet volume 5 mlc. Statifd. Gelas kimia 250 mle. Tabung reaksif. Bunsen / Spiritusg. Sumbat h. Erlenmeyer 250 mli. Pipet tetesj. Penjepit kayuk. klem2. Bahan-Bahan Praktikuma. Larutan H2SO4 pekatb. Larutan NaOH 0,5 Mc. Larutan CuSO4 1Md. Aquades (H2O(l))e. Logam Znf. Logam Aluminium foilg. Aquades

D. SKEMA KERJA1. Pembuatan Hidrogen dengan AsamDua keping seng (Zn) Dimasukkan dalam tabung reaksi + beberapa tetes larutan CuSO4 2 M Diamati perubahan yang terjadi + 3ml larutan H2SO4 1 M CampuranZn + CuSO4 + H2SO4 Ditutup dengan sumbat berlubang dan corong + pipa kaca Terbentuk Gasujung pipa dimasukkan dalam tabung reaksi yang penuh airTerbentuk Gas Klem pada pipa U dilepaskan ketika air dalam tabung reaksi berkurang. Didekatkan api pada ujung pipa kacaHasil Percobaan

2. Pembuatan Hidrogen dengan Basa

Dua keping Alumunium Dimasukkan dalam tabung reaksi + 5 ml NaOH 0,5 MHasil Campuran Tabung reaksi ditutup dengan sumbat berlubang yang dihubungkan dengan pipa kaca. perlahan-lahan Dibakar gas yang keluar dari pipa kacaHasil Uji Nyala

E. HASIL PENGAMATANNo.PerlakuanHasil Pengamatan

1.

Pembuatan Hidrogen dengan Asam 2 keping Zn + CuSO4

+ H2SO4

Uji adanya gas Warna awal logam Zn yaitu abu, dan setelah ditambah CuSO4 (biru), warrna Zn menjadi kemerahan dan warna CuSO4 memudar. Terbentuk gas Warna CuSO4 semakin memudar Larutan berubah warna menjadi bening kehijauan. Logam Zn menjadi merah bata. Keluar gel di ujung pipa yang dicelupkan dalam air.

Terdapat letupan yang sulit diamati karena letupan yang terjadi sangat cepat. Warna api orange, gas tidak berwarna dan tidak berbau.

2.

Pembuatan Hidrogen dengan Basa 2 keping Al dengan NaOH

Pembakaran gas pada ujung pipa Larutan berwarna bening dan muncul gelembung gas yang banyak. Warna campuran abu Timbul buih yang sangat banyak berwarna puti keruh. Timbul letupan sebanyak dua kali.

F. ANALISIS DATAa. Persamaan Reaksia. Pembuatan Hidrogen dan AsamZn(s) + CuSO4(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) + SO42-(aq)Cu(s) + Zn2+(aq) + H2SO4(aq) Cu(s)(merah bata) + 2ZnSO4(aq) (bening) + H2(g)(gelembung)

b. Pembuatan Hidrogen dan Basa Kuat2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) 2[Al(OH)4]-(aq) + 2Na+(aq) + 3H2(g)

b. Gambar Alata. Pembuatan Hidrogen dengan Asam

Keterangan gambar dan fungsi bagian alat:a) Statif: Digunakan sebagai penyangga tabung reaksi.b) Penjepit: Untuk menjepit tabung reaksi.c) Spiritus: Sebagai alat pemanas.d) Zn + CuSO4 H2SO4: Larutan yang dipanaskan (yang direaksikan).e) Tabung reaksi: Sebagai wadah untuk mereaksikan logam Zn + CuSO4 H2SO4.f) Sumbat berlubang: Untuk menyumbat tabung reaksi sehingga tabung reaksi vakum.g) Pipa U: Sebagai tempat aliran gas H2 ke labu erlenmeyer berisi air.h) Labu erlenmeyer: Sebagai wadah air.i) Air: Tempat keluarnya gas H2.j) H2(g): Gelembung-gelembung H2 yang terbentuk.k) Pipa kaca: Sebagai tempat aliran gas H2.l) Pipa karet: Sebagai pipa uji gas H2.m) Korek api: Sebagai uji gas H2.n) Klem: Untuk menyumbat pipa karet.

b. Pembuatan Hidrogen dengan Basa

Keterangan gambar dan fungsi bagian alat:a) Statif: Digunakan sebagai penyanggga tabung reaksi.b) Penjepit: Untuk menjepit tabung reaksi.c) Spiritus: Sebagai alat pemanas.d) Al + NaOH: Larutan yang dipanaskan (yang direaksikan).e) Tabung reaksi: Sebagai wadah untuk mereaksikan logam Al + NaOH.f) Sumbat berlubang: Untuk menyumbat tabung reaksi sehingga tabung reaksi vakum.g) Pipa kaca: Sebagai tempat aliran gas H2.h) Pipa karet: Sebagai pipa uji gas H2.i) Klem: Untuk menyumbat pipa karet.j) Korek api: Sebagai uji gas H2.

G. PEMBAHASAN Hidrogen merupakan unsur yang paling melimpah dijagad raya. Kelimpahannya menempati urutan ketiga setelah oksigen dan silikon, terutama ditemukan dalam bentuk air atau bergabung dengan karbon dalam molekul-molekul organik(Hidrokarbon, tanaman dan jasad hewan). Diatmosfer bumi H2 ditemukan kurang dari 1 ppm(volume) tetapi planet jupiter, neptunus ,saturnus dan uranus, mengandug H2 dalam jumlah besar. H2 merupakan unsur yang paling sederhana , dimana hanya terdapat 1 elektron, 1 proton, dan 1 neutron, sehingga mempunyai banyak keunikan sifat dibanding denga unsur-unusr lain. Hidrogen merupaka gas yang sangat ringan , namun pada keadaan standar memiliki berat atom sebesar 1,00794 g/mol dan densitas 0,08988 K. Sifat sifat fisik lainnya yakni memiliki titik leleh 14,01K(-259,140C), titik didih 20,28 K(-252,870C), titik triple 13,8033K. Hidrogen merupakan gas yang mudah terbakar sampai konsentrasi terendahnya 4% H2. Selain itu gas hidrogen berupa gas tak berwarna dan sedikit larut dalam semua pelarut.Dalam skala laboratorium, gas hidrogen dapat diperoleh dengan cara mengelektrolisis air (H2 dibebaskan pada katoda ) tetapi dalam jumlah kecil H2 dapat diperoleh dengan cara mereaksikan asam-asam encer dan logam-logam yang cocok misalnya Fe, dan Zn.Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g). Bisa juga dengan mereaksikan logam-logam tersebut dengan larutan aqueous alkali yang membentuk hidroksida amfoter (misalnya, Zn dan Al): 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) 2Na[Al(OH)4](aq) + 3H2(g). Percobaan kali ini bertujuan untuk mempelajari cara pembuatan dan sifat-sifat dari hydrogen. Pada percobaan kali ini dilakukan 2 percobaan yakni pada percobaan pertama dengan mereaksikan anatara logam Zn dengan larutan asam sedangkaan padaa percobaan kedua dengan mereaksikan antara logam Al-foil dengan larutan basa kuat yang dilanjutkan dengan proses pembakaran. Pada percobaan prtama bahan yang digunakan yakni logam Zn. Seng (Zn) merupakan saalah satu unsur yang dapat membebaskan hidrogen dari air, akan tetapi reaksinya sangat lambat pada suhu kamar. Pada percobaan pertama, diawali dengan proses penambahan larutan CuSO4 kedalam tabung reaksi yang berisi Zn. Berdasarkan hasil pengamataan Zn+ CuSO4 belum menunjukkan perubahan yang jelas. Setelah penambahan larutan H2SO4 pekat larutan dalaam tabung reaksi yang semula berwarna biru menjadi bening kehijauan, sedangkan Zn menjadi merah bata. Perubahan warna yang terjadi pada logam Zn dikarenakan logam Zn telah mengaalaami oksidasi dengan melepaskan 2 elektron sehingga menjadi ion Zn2+. Sementara itu , ion ion Cu2+ yang terkandung dalam CuSO4 mengalami reduksi dengan menyerap 2 elektron sehingga menjadi atom Cu. Reaksi ini termasuk reaksi redoks karena adanya perpindahan elektron dari reduktor keoksidator, yaitu dalam hal ini dari logam Zn ke ion Cu2+. Jadi fungsi penamban CuSO4 adalah untuk mengoksidassi logam Zn menjadi ion Zn2+. Terjadinya reaksi ini disebabkan karena pada deret kereaktifan logam Zn berada disebelah kiri Cu. Seperti yang diketahui semakin kekanan pada deret volta, logam menjadi semakin kurang reaktif/ sukar melepas elektron dan kationnya merupakan oksidator yang semakin kuat, sehinggaa pada reaaksi ini Zn dapat mendesak Cu dan mengalami oksidasi. Pada penambahan H2SO4 terjadi perubahan warna baik pada larutan yakni menjadi bening kehijauan serta pada logam yang berwarna merah bata serta diluar tabung reaksi menjadi panas. Alasan digunakannya H2SO4 yakni karena asam sulfat bersifat non oksidator, sehingga asaam sulfat memenuhi syarat untunk membentuk gas hidrogen. Selain itu juga karena H2SO4 merupakan asam kuat,dimana akan teruari sempurna didalam larutan menjadi ion H+ dan SO42-. Dengan adanya penguraian H2SO4 mengacu terbentuknya energi kinetik yang semakin besar terhadap ion Zn dan CuSO4, sehingga energi tumbukan antar ion dalam peroses pengikatan membentuk senyawa baru menghasilkan energi dan tekanan yang besar. Ditandai dengan terbentuknya panas diluar tabung. Sedangkan tekanan yang terbentuk akan menekan gas H2 dari hasil reaksi melewati pipa karet menuju gelas kimia yang berisi air dan menghasilkan gelembung dimana gelembung yang dihasilkan mengidentifikasi bahawa adanya gas hidrogen. Semakin meningkatnya reaksi yang terjadi maka semakin banyak gelembung dan gas yang dihasilkan. Terbentuknya ZnSO4 ditandai dengan perubahan warna bening kehijauan. Sedangkan warna logam menjadi merah bata yang menunjukkan adanya ion Cu2+ yang tereduksi menjadi Cu, prinsip reaksi diatas yakni logam Zn terurai(teroksidasi) menjadi Zn dengan berikatan SO42- membentuk larutan. Sedangkan ion Cu2+ tereduksi dan mengendap menjadi Cu ditandai dengan perubahan warna logam-logam menjadi merah bata. Hasil penguraian H+ merupakan kation dengan terlepasnya elektron yang dimilikinya sehingga kecendrungan H+ berikatan membentuk ikatan kovalen dengan melepaskan proton dan pemakaian bersama elektron dan membentuk molekul H2. Ketika ujung selang dilakukan pembakaran, tidak terdapat nyala atau percikan api walaaupun gas yang keluar ada dengan ciri tidak betbau, tidak berasa,tidak berwarna. Hal ini disebabkan ketika campuran logam Zn, CuSO4 dan H2SO4 menuju tabung reaksi yang berada didalam air. Lama kelamaan karena volume gas hidrogen yang terbentuk semakin bertambah, gas hidrogen ini mendesak air yang sebelumnya memenuhi tabung reaksi hingga membentuk ruang kosong didasar tabung yang berada pada posisi terbalik tersebut. Hal ini membuktikan bahwa sifat hidrogen gas yang tidak berwarna, karena ruang kososng yang bersisi gas gas tersebut tidak memiliki warna/tampak bening. Dapat diamati pula bahwa gas hidrogen ini tidak larut dalam air. Hal ini ditunjukkan dengan adanya pendesakan air oleh as hidrogen tersebut. Hal ini disebabkan molekul hidrogen bersifat non polar sedangkan air bersifat polar, sehingga kelarutan hidrogen dalam air sangat sedikit. Pada percobaan kedua yaitu pembuatan gas hidrogen dengan basa. Pada praktikum bahan yang digunakan adalah Al dan larutan NaOH. Alasan digunakan logam Al adalah karena logam aluminium lebih mudah teroksidasi dibandingkan dengan Zn karena memiliki E0sel yang lebih rendah dari pada Zn. Kecendrungan ini disebabkan proses percobaan menggunakan larutan basa kuat. Yang mana bila dibandingkn dengan asam kuat dan basa kuat lebih sukar unttuk terurai dengan logam untuk menghasilkan H2. Sehingga digunakan logam Al yang mudah terurai atau teroksidasi. Setelah penambahan Al dengan NaOH dilakukan pemanasan hal ini bertujuan untuk mengikat energi ionisasi atau energi kinetik sehingga proses pembentukan senyawa lebih cepat. Kemudian muncul gelembung yang cukup banyak dengan warna larutan menjadi abu. Pemanasan yang lama gelembung yang terbentuk akan keluar (menguap) akibat adanya tekanan yang dihasilkan dari proses pemanasan, yang mana jika terkena api menimbulkan letupan. Hal ini terbukti dengan adanya letupan sebanyak dua kali. Timbulnya perubahan warna disebabkan terbentuknya senyawa kompleks [Al(OH)4]- dan terurainya ion Na+ dari larutan NaOH. Gelembung yang dihasilkan merupakan gas H2 yang masih bergabung dengan NaOH. Pada proses pembuktian adanya gas H2 diperoleh nyala berupa letupan atau percikan api, dimana gas yang keluar tidak berwarna,berbau dan berasa. Dilihat dari persamaan reaksi, pada percobaan pertama , 1 mol logam Zn dapat menghasilkan 1 mol gas H2, sedangkan pada percobaan kedua, 2 mol Al mampu menghasilkan gas H2. Oleh karena itu, gas hidrogen paling banyak dihasilkan pada percobaan kedua.

H. KESIMPULANBerdasarkan hasil pengamatan, analisis data, serta pembahasan dapat disimpulkan yakni gas hidrogen dapat diperoleh dari reduksi ion hidrogen. Misalnya pada reaksi logam dengan air, logam dengan asam, logam dengan basa, hidrida ionik dengan air dan elektrolisis air. Hidrogen merupakan gas yang sedikit larut dalam air, memiliki sifat tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.

DAFTAR PUSTAKAKeenan, Charles W. 2005. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.Partona, Cyrs Fajar, dkk. 2003. Common Texbook Kimia Dasar 2. Yogyakarta : UNY Press.Siregar, Yusraini Dian Inayati. 2010. Produksi Gas Hidrogen Dari Limbah Aluminium. Jakarta : Uin Syarif Hidayatullah.Sugiyarto, Kristian Handoyo. 2001. Dasar-Dasar Kimia Anorganik Non Logam. Yogyakarta : UNY Press.Suwarno, Hadi. 2007. Magnesium Teraktivasi Untuk Menyimpan Energi Hidrogen. Batan : Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir.

12