ACARA IV

KIMIA MANGAN

A.PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum

Mempelajari pembuatan senyawa mangan (VI), mangan (III), dan sifat-sifatnya.

2. Hari, Tanggal Praktikum

Selasa, 20 November 2012

3. Tempat Praktikum

Laboratorium Kimia, Lantai III, Fakultas MIPA, Universitas Mataram.

B.LANDASAN TEORI

Mangan merupakn salah satu anggota golongan transisi. Sifat kimia dan fisika unsur

transisi ditentukan oleh konfigurasi elektronnya. Tingkat energi orbital d dan f kulit

terluarnya hampir sama. Sehingga terjadi kombinasi orbital d dan f dalam konfigurasi

elektronnya. Dalam senyawa unsur transisi selalu mempunyai bilangan oksidasi positif dan

nilainya dapat bervariasi dari +1 sampai +8, dan kebanyakan unsur transisi mempunyai

lebih dari 1 bilangan oksidasi. Hal ini berlaku juga pada mangan. Mangan memiliki

bilangan oksidasi dari +2 sampai +7. Tetapi senyawa mangan yang stabil dalam larutan

adalah +2, berupa kompleks Mn(H2O)62+ (Syukri, 1999 : 615).

Mineral mangan tersebar secara luas dalam bentuk diantaranya oksida, silikat, dan

karbonat merupakan senyawa yang paling umum. Sumber mangan yang terbesar adalah di

dasar lautan dengan kandungan sebesar 24% sehingga menjadi salah satu sumber mangan.

Penemuan mangan di dasar lautan ini bersamaan dengan penemuan unsure lainnya

walaupun dengan jumlah kandungan yang lebih sedikit. Irolusi dan rhodokhrosif adalah

mineral mangan yang paling banyak dijumpai. Logam mangan dapat diperoleh dengan

mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, alumunium, atau dengan proses

elektrolisis (Petrucci, 1987).

25

Mangan bersifat metalik dengan titik leleh kira-kira 1244oC dan titik didih 1962oC.

dalam keadaan murni logam mangan berwarna putih seperti perak, sangat keras tetapi

mudah patah. Mangan mudah teroksidasi oleh udara, bereaksi lambat dengan air. Untuk

memperoleh logam mangan murni, pirolusit diolah menurut proses termit. Dalam proses

ini, pirolusit (MnO2) dipanaskan agar mengalami reduksi sebagian menjadi Mn3O4. Reaksi

lebih lanjut dengan logam aluminium menghasilkan logam mangan yang dapat dipisahkan

sebagai lelehannya. Pemurnian Mn lebih lanjut dilakukan secara destilasi (Sugiarto, 2001 :

34).

Ion mangan (III) diperoleh dengan elektrolitik atau oksidasi persulfat larutan Mn2+

atau dengan reduksi MnO4-. Zat tersebut tidak dapat diperoleh dengan konsentrasi tinggi

karena direduksi oleh air. Mangan juga sangat cenderung untuk terhidrolisis atau

terdisproporsionasi dalam larutan asam lemah. Kompleks mangan (III) dan mangan (IV)

mungkin penting dalam fotosintesis, dimana pengeluaran oksigen tergantung mangan

(Cotton dan Wilkinson, 1989 : 460).

Senyawa mangan (VI) kalium manganat, dapat dibuat dengan cara memanaskan

campuran KMnO4, MnO2, dan KOH padat. Suatu larutan yang mengandung mangan (III)

dapat diperoleh dengan cara mengoksidasi mangan (II) dengan KMnO4 dalam larutan asam

kuat. Garam mangan yang umum adalah MnSO4 dengan KMnO4. Garam KMnO4 biasanya

digunakan dalam analisis volumetri. Namun karena larutan KMnO4 tidak dapat digunakan

sebagai larutan baku primer, maka diperlukan larutan standar untuk menentukan

konsentrasi larutan KMnO4. Untuk maksud ini dapat digunakan larutan besi (II)

ammonium sulfat yang rumusnya dinyatakan dengan (NH4)2SO4FeSO4.nH2O. Harga n

dapat ditentukan dengan mereaksikan larutan garam ini dengan larutan standar KMnO4

sesuai dengan persamaan rekasi (Purwoko, 2007: 10).

MNO4- + 8 H+ + 5 Fe2+ Mn 2+ + 5 Fe 3+ + 4 H2O

Larutan garam mangan bila dipanaskan dengan campuran NaOH dan hidrogen

peroksida akan terjadi endapan coklat. Mangan (II) hidroksida yang terjadi dengan udara

tanpa adanya hidrogen peroksida juga akan dioksidasi menjadi mangan (IV) oksihidrat

26

Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2 (s) (putih)

Mn(OH)2 + H2O2 MnO(OH)2 (s) (cokelat) + H2O

2Mn(OH)2 + O2 2MnO(OH)2

Larutan garam mangan bila direaksikan dengan asam nitrat encer akan terjadi endapan

putih yang dengan penambahan larutan alkali peroksida akan menjadi coklat dari

ammonium menjadi fosfat (NH4)MnPO4. Jika larutan mangan dipanaskan dengan natrium

metaferolat akan terajdi pewarnaan violet intensif (Roth, 1988:46).

Dalam suasana asam, ion Mn2+ bersifat tidak stabil,mudah mengalami swaredoks atau

disproporsionasi, yaitu secara serentak teroksidasi menjadi MnO2 dan tereduksi menjadi

M2+ oleh dirinya sendiri. Dengan demikian ion manganat, MnO42- juga tidak stabil dalam

suasana asam mengalami disproporsionasi secara spontan. Namun demikian, sifat

disproporrsionasi ini dalam suasana basa yang diperoleh hanya menghasilkan nilai Eo yang

sangat kecil dan oleh karena itu, ion manganat dapat diperoleh dalam suasana basa. Ini

berarti jika konsentrasi [OH-] dibuat cukup tinggi, reaksi tersebut dapat berlangsung kea

rah sebaliknya sehingga konsntrasi MnO42- dalam larutan semakin tinggi (Kirk, 2005: 54).

C.ALAT DAN BAHAN

1. Alat-Alat Praktikum

Tabung reaksi besar

Tabung reaksi kecil

Gelas ukur 100 mL

Erlenmeyer 100 mL

Gelas arloji

Pipet tetes

Penjepit tabung

Timbangan analitik

Corong

27

2. Bahan-Bahan Praktikum

Larutan KMnO4 0,01 M

Larutan KMnO4 0,1 M

Larutan NaOH encer (1M)

Larutan H2SO4 encer (1M)

Larutan H2SO4 pekat

Padatan MnO2

Padatan MnSO4

Aquades

Air keran

Kertas saring

D.SKEMA KERJA

1. Pembuatan senyawa Mangan (VI)

28

2 tabung reaksi

Masing-masing dimasukkan 10 mL KMnO4 0,01 M

Tabung I Tabung II

+ 5 mL larutan H2SO4 encer (1M)

+ sedikit padatan MnO2

Dikocok selama 2 menit

disaring

Hasil

+ 5 mL larutan NaOH encer (1M)

+ sedikit padatan MnO2

Dikocok selama 2 menit

disaring

Hasil

Ke dalam tabung yang menghasilkan larutan berwarna hijau, ditambahkan 5 mL larutan H2SO4

encer (1M)

Hasil

2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)

E. HASIL PENGAMATAN

1. Pembuatan senyawa Mangan (VI)

Tabung 1

Perlakuan Hasil

10 mL KMnO4 0,01 M + 5 mL H2SO4

encer (1M)

Larutan berwarna ungu muda

+ sedikit padatan MnO2 Larutan berwarna ungu tua dan ada

endapan berwarna hitam

Dikocok selama 2 menit, kemudian

disaring

Filtratnya berwarna ungu dan residunya

berwarna hitam

29

0,5 gram MnSO4

+ 2 mL larutan H2SO4 encer (1M)

+ 10 tetes larutan H2SO4 pekat

Hasil

Didinginkan dengan air dingin

+ 5 tetes larutan KMnO4 0,1 M

Hasil

+ 50 mL aquades

Hasil

Tabung 2

Perlakuan Hasil

10 mL KMnO4 0,01 M + 5 mL NaOH

encer (1M)

Larutan berwarna ungu muda

+ sedikit padatan MnO2 Larutan berwarna ungu tua dan ada

endapan berwarna hitam

Dikocok selama 2 menit, kemudian

disaring

Filtratnya berwarna hijau dan residunya

berwarna hitam

Fitratnya ditambahkan 5 mL H2SO4 encer

(1M)

Larutan berwarna merah

2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)

Perlakuan Hasil

0,5 gram MnSO4 + 2 mL H2SO4 encer

(1M)

larutan berwarna bening dan terdapat

endapan berwarna putih

+ 10 tetes H2SO4 pekat Terdapat 3 lapisan dimana bagian atas dan

tengah berwarna bening dan bagian bawah

berwarna putih

+ 5 tetes KMnO4 0,1 M Terdapat 3 lapisan dimana bagian atas

berwarna coklat, bagian tengah berwarna

bening dan bagian bawah berwarna putih

+ 50 mL aquades Larutan berwarna coklat

F. ANALISIS DATA

1. Pembuatan Senyawa Mangan (VI)

Dalam suasana asam

MnO4- + e- → MnO4

2- x2 Eo = +0,56 V

MnO2 + 2H2O → MnO4 2- + 4H+ + 2e- x 1 Eo = - 2,26 V

2MnO4- + 2e- → 2MnO4

2- Eo = + 0,56 V

MnO2 + 2H2O → MnO4 2- + 4H+ + 2e- Eo = -2,26 V

30

2MnO4 + MnO2 + 2H2O → 3MnO4 2- + 4H+ Eosell = - 1,70 V

3MnO42- + 4H+ → 2MnO4

- + MnO2 + H2O

Dalam suasana basa

MnO4 - + e- → MnO4

2- x 2 Eo = + 0,56 V

MnO2 + 4OH- → MnO4 2- + 4H2O + 2e- x 1 Eo = - 0,59 V

2MnO4- + 2e- → 2MnO4

2- Eo = + 0,56 V

MnO2 + 2OH+ → MnO4 2- + 2H2O + 2e- Eo = - 0,59 V

2MnO4 2- + MnO2 + 4OH- → 3MnO4 2- + 2H2O Eo

sell = - 0,03 V

3MnO4 2- + 2H2O → 2MnO4 2- + MnO2 + 4OH-

2. Pembuatan Senyawa Mangan (III)

Mn2+ → Mn3+ + e- x 5 Eo = - 1,51 V

MnO4 2- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O x 1 Eo = +1,51 V

5Mn2+ → 5Mn3+ + 5e- Eo = - 1,51 V

MnO4 2- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O Eo = +1,51 V

4Mn2+ + MnO4 - + 8H+ → 5Mn3+ + 4H2O Eo

sell = 0 V

4Mn2+ + MnO4 - + 8H+ → 5Mn3+ + 4H2O

G.PEMBAHASAN

Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari pembuatan mangan (VI), mangan (III)

dan sifat-sifatnya. Pada praktikum ini dilakukan dua percobaan, yaitu pembuatan mangan

(VI) yang dilakukan dalam suasana asam dan juga suasana basa, serta pembuatan mangan

(III).

Pada percobaan pertama, yaitu pembuatan mangan (VI) untuk suasana asam dilakukan

dengan cara mereaksikan 10 ml KMnO4 0,01 M yang ditambahkan dengan 5 mL H2SO4

encer dimana larutan yang terbentuk berwarna ungu muda, reaksi ini tidak menyebabkan

perubahan warna, sebab warna ungu yang terbentuk pada larutan adalah warna semula

KMnO4 0,01 M. Namun, ketika ke dalam campuran tersebut ditambahkan sedikit padatan 31

MnO2, warna larutan berubah menjadi ungu pekat dan terdapat endapan berwarna hitam di

bawah tabung. Adanya endapan hitam menunjukkan bahwa padatan MnO2 mengalami

proses penguraian untuk bereaksi dengan campuran (KMnO4 0,01 M dan H2SO4 encer)

meskipun penguraiannnya tidak terjadi secara sempurna.

Tahap selanjutnya adalah penyaringan dengan menggunakan kertas saring dimana

residu yang diperoleh berwarna hitam yang merupakan sisa dari padatan MnO2 yang tidak

bereaksi sempurna dengan campuran (KMnO4 0,01 M dan H2SO4 encer). Sedangkan

filtratnya yang berwarna ungu menunjukkan bahwa pembentukkan produk berupa mangan

(VI) sangat sulit untuk dilakukan, karena apabila terbentuk mangan (VI) maka filtratnya

akan berwarna hijau. Sulitnya pembentukan mangan (VI) disebabkan karena ketika

mangan (VI) berupa senyawa atau ion MnO42- mulai terbentuk, maka secara cepat atau

spontan akan bereaksi dengan asam membentuk ion MnO4- yang berwarna ungu dan MnO2

yang berwarna coklat. Namun, produk akan bereaksi dan kembali membentuk zat

pereaksinya atau reaktan. Kembalinya produk menjadi reaktan disebabkan oleh adanya

ketidak stabilan reaksi pada pembentukan produk akibat reaksi disproporsionasi. Reaksi

disproporsionasi ini terjadi karena adanya nilai potensial elektroda (Eo) yang sangat besar,

yaitu 1,70V dimana nilai Eo yang besar ini menunjukkan bahwa sifat disproporsionasi pada

reaksi sangat besar. Nilai Eo dapat diperoleh dari hasil perhitungan nilai Eo pada anoda dan

Eo pada katoda yang mana dengan ditulisnya persamaan reaksi reduksi dan oksidasi, maka

diperoleh nilai Eosell sebesar 1,70 volt. Persamaan reaksi yang terjadi adalah:

2MnO4 + MnO2 + 2H2O → 3MnO4 2- + 4H+ Eosell=-1,70 V

Atau dapat pula ditulis sebaliknya akibat pembentukan kembali reaktan, yaitu

3MnO4 2- + 4H+ → 2MnO4 + MnO2 + 2H2O Eosell=+1,70 V

Masih pada percobaan pembuatan mangan (VI) namun untuk suasana basa dilakukan

dengan cara mereaksikan 10 ml KMnO4 0,01 M yang ditambahkan dengan 5 mL NaOH

encer dimana larutan yang terbentuk berwarna ungu muda, reaksi ini tidak menyebabkan

perubahan warna, sebab warna ungu yang terbentuk pada larutan adalah warna semula

KMnO4 0,01 M. Namun, ketika ke dalam campuran tersebut ditambahkan sedikit padatan

MnO2, warna larutan berubah menjadi ungu pekat dan terdapat endapan berwarna hitam di

bawah tabung. Larutan ini kemudian disaring dan diperoleh residu yang berwarna hitam

32

dengan filtrat yang berwarna hijau. Filtrat yang berwarna hijau ini menunjukkan bahwa

telah terbentuk mangan (VI) yang stabil dimana tingkat kestabilan pembentukannya lebih

tinggi dibandingkan dengan pembentukan produk mangan (VI) pada percobaan

sebelumnya, yaitu pada suasana asam. Terbentuknya Mn(VI) pada suasana basa

dikarenakan potensial reduksi (Eo) yang dihasilkan lebih kecil daripada (Eo) pada suasana

asam, yaitu 0,03V. Filtrat ini kemudian ditambahkan dengan 5 mL H2SO4 encer dimana

larutan yang semula berwarna hijau berubah menjadi merah. Ini menunjukkan adanya

pembentukkan mangan (IV), MnO2 dimana masih terdapat adanya sifat disproporsionasi.

Masih adanya sifat disproporsianasi dalam suasana basa ini dikarenakan Eosell yang

diperoleh sebesar 0,03 V. Karena hasil dari Eosell yang sangat kecil, maka produk berupa

mangan (VI) (ion MnO42-) masih dapat diisolasi dalam suasana basa. Reaksi yang terjadi

pada proses ini adalah:

3MnO42- + 4H+ → 2MnO4

- + MnO2 + H2O

Yang setelah ditambahkan H2SO4 reaksi yang terjadi secara singkat adalah:

3MnO42- + 4H+ ⇋ 2MnO4

- + MnO2 + H2O

Dari persamaan reaksi yang ada, untuk percobaan atau perlakuan pada tabung 1 dan 2. Jika

konsentrasi [MnO4-] ataupun [H+] diperbesar, maka kemungkinan untuk membentuk

mangan (VI) sangatlah sedikit sebab dalam suasana asam, kecenderungan untuk

membentuk kembali mangan (IV) MnO2 dan MnO4- jauh lebih besar dibandingkan

terbentuknya produk berupa mangan (VI). Berbeda halnya dengan tabung 1, pada tabung 2

dari persamaan reaksi yang ada, jika konsentrasi [OH-] ataun [MnO4-] dibuat cukup tinggi,

maka reaksi tersebut dapat berlangsung ke arah sebaliknya sehingga konsentrasi MnO42-

yang diperoleh dalam larutan menjadi semakin tinggi.

Percobaan terakhir, yaitu pembuatan senyawa mangan (III) dimana tahap awal

percobaan ini adalah mereaksikan 2 mL H2SO4 encer dengan 0,5 gram MnSO4 dan terjadi

pembentukkan larutan berwarna bening serta endapan yang berwarna putih dimana

endapan tersebut merupakan MnSO4 yang tidak larut secara sempurna. Tidak larutnya

MnSO4 secara sempurna pada H2SO4 dikarenakan H2SO4 yang digunakan memiliki

konsentrasi atau tingkat kepekatan yang sangat rendah, sehingga dalam proses reaksi atau

penguraian, reaksi oksidasi Mn2+ sulit berlangsung dan untuk itulah harus ditambahkan

H2SO4 pekat untuk dapat bereaksi membentuk Mn3+ secara cepat dan optimal. Ketika 33

ditambahkan dengan 10 tetes H2SO4 pekat larutan tersebut membentuk 3 lapisan dengan

warna yang semakin putih dan keruh serta MnSO4 melarut seluruhnya. Terjadinya

perubahan warna ini menunjukkan bahwa larutan tersebut telah mengalami reaksi oksidasi,

dimana setelah ditambahkan H2SO4, Mn2+ dari MnSO4 yang memiliki bilangan oksidasi +2

mengalami peningkatan bilangan oksidasi menjadi +3 yang berupa ion Mn3+. Dengan

terjadinya reaksi oksidasi ini menunjukkan bahwa H2SO4 pekat berperan sebagai oksidator

kuat dalam reaksi dengan MnSO4. Sementara itu, melarutnya MnSO4 selurunya

dikarenakan H2SO4 pekat dapat meningkatkan konsentrasi asam sehingga kemungkinan

untuk terbentuknya mangan (III) menjadi semakin besar.

Pada proses selanjutnya ke dalam campuran larutan keruh putih ini dilakukan proses

pendinginan dengan tujuan untuk menormalisasikan suhu atau keadaan reaksi. Sebab

reaksi antara MnSO4 dengan asam berlangsung secara eksoterm dan bereaksi menghasilkan

panas atau suhu yang tinggi. Dengan adanya pendinginan, maka proses reaksi berjalan

secara sempurna menghasilkan produk berupa Mn3+. Dalam proses selanjutnya,

berdasarkan hasil pengamatan setelah campuran ditambahkan dengan KMnO4 0,1M terjadi

perubahan warna larutan menjadi berwarna coklat. Hal ini dikarenakan penambahan

KMnO4 menyebabkan konsentrasi atau jumlah Mn3+ yang terbentuk semakin besar. Baik

warna putih keruh ataupun warna coklat yang terbentuk dalam larutan, menunjukkan

adanya mangan (III) yang dihasilkan, hanya saja jumlah Mn(III) yang dihasilkan memiliki

konsentrasi yang berbeda, dimana warna coklat dalam larutan menunjukkan jumlah Mn3+

yang lebih banyak terbentuk dibandingkan perlakuan sebelumnya (larutan putih keruh). Ini

berarti bahwa penambahan KMnO4 berperan dalam mengoptimalkan dan meningkatkan

konsentrasi mangan (III) yang terbentuk, yang mana dalam proses ini penambahan KMnO4

menyebabkan mangan (IV) mengalami reduksi membentuk mangan (III).

Proses selanjutnya, ke dalam larutan berwarna coklat yang terbentuk, ditambahkan 50

ml aquades dimana penambahan H2O ini bertujuan untuk menunjukkan ada atau tidaknya

perubahan warna yang terjadi pada produk. Berdasarkan hasil pengamatan, setelah

ditambahkan air, warna larutan tetap coklat namun agak pudar. Dari hasil yang diperoleh,

dapat ditentukan bahwa produk yang dihasilkan tidak mengalami reaksi disprporsionasi

atau sifat disproporsionasi membentuk senyawa lain. Hal ini juga lebih diperjelas dari tidak

34

diperolehnya nilai Eosell (Eosell = 0 V) yang menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi

sangatlah stabil.

H.KESIMPULAN

1. Mangan (VI) dapat dibuat dengan mereaksikan KMnO4, MnO2 dengan NaOH (suasana

basa).

2. Mangan VI lebih stabil dalam dalam keadaan basa dibandingkan dalam keadaan asam.

3. Pembuatan mangan (III) dapat dibuat dengan mereaksikan MnSO4 dengan KMnO4

dalam suasana asam (H2SO4 pekat dan encer)

35

DAFTAR PUSTAKA

Cotton, F.A. dan G,Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI Press.

Kirk, Othmen. 2005. Encyclopedia of Chemical Technology 5th Edition New York : John

Willey and Sons.

Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga : Jakarta.

Purwoko, A.A. 2007. Petunjuk Praktikum Kimia Dasar Anorganik II. Mataram : Universitas

Mataram.

Roth, Hirmann, J dan Bluchke, Gortfried. 1988. Analisis Farmasi. Yogyakarta : Universitas

Gadjah Mada Press.

Sugiarto, Kristian H. 2001. Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta : UNY Press.

Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung : ITB Press.

36