Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

AIR HIDRAT

I. TUJUAN

Mengamati perubahan kimia yang karakteristik dari senyawa berhidrat dan

penentuan rumus hidrat.

II. TEORI

Senyawa atau zat padat yang tidak mengandung air disebut anhidrat, misalnya

CaO yang merupakan anhidrat basa dari Ca(OH)2. Sedangkan senyawa yang

mengandung atau mengikat molekul air secara kimia sebagai bagian dari kisi

kristalnya disebut senyawa hidrat, misalnya BaCl2.2H2O. Molekul air yang terikat

dalam hidrat tersebut disebut dengan air hidrat.

Senyawa hidrat disebut juga senyawa kristal, karena mengandung molekul

air yang mempunyai ikatan hidrogen. Misalnya pada hidrat tembaga (II) sulfat

pentahidrat, CuSO4.5H2O. Antara molekul SO4-2 dengan SO4

-2 tersebut terjadi gaya

tolak menolak, begitu juga antara molekul Cu+2 dengan Cu+2. Jadi molekul H2O

berfungsi sebagai penstabil gaya tolak menolak antara molekul sejenis itu. Dengan

adanya molekul air pada kisi kristal, maka akan menyebabkan kristal itu stabil

hingga dalam kisi yang terhidrat akan membentuk ikatan hidrogen.

Molekul air terikat secara kimia dalam senyawa sehingga molekul air

bagian dari kisi kristal. Senyawa yang demikian disebut dengan hidrat. Molekul

air merupakan bagian dari senyawa misalnya tembaga (II) sulfat pentahidrat yang

ditulis sebagai CuSO4.5H2O.

Senyawa hidrat bisa mengikat satu sampai dua puluh molekul air, maka

akan membentuk kristal dekahedron yang berbentuk bujur sangkar, dan senyawa

ini disebut klatrat, yaitu senyawa yang besar antara molekul H2O yang berikatan

hidrogen mengurung molekul netral lainnya tanpa ikatan berbentuk bujur sangkar.

Melalui proses pemanasan, senyawa hidrat atau garam hidrat bisa terurai menjadi

senyawa anhidrat atau garam anhidrat dan uap air. Artinya, molekul air (air hidrat)

terlepas dari ikatan dimana kehilangan air dari hidrat ini terjadi dalam beberapa

tahap membentuk suatu rangkaian juga dengan struktur kristal yang teratur dan

Air Hidrat

mengandung air lebih sedikit.

Air hidrat sering terlepas ikatannya karena pemanasan. Jika CuSO4.5H2O

dipanaskan semua airnya hilang, kristal CuSO4 disebut dengan tembaga (II) sulfat

anhidrat. Jika kristal anhidrat tersebut dibiarkan di udara terbuka, ia akan

menyerap air dari udara secara terus menerus sampai pentahidrat terbentuk.

Kehilangan air dari hidrat terjadi beberapa tahap membentuk suatu rangkaian

hidrat dengan struktur kristal teratur yang mengandung air lebih sedikit.

Untuk mengetahui bahwa semua air sudah hilang adalah sebagai berikut:

- Memberikan pemanasan pada senyawa hidrat hingga terjadi perubahan

wujud yaitu menjadi bubuk.

- Terjadi perubahan warna.

- Gelas tempat pemanasan akan kering dari molekul airnya

Bila suatu zat terlarut yang berupa fasa padat dilarutkan kemudian larutan

tersebut diuapkan maka pada hasil penguapannya yaitu berupa fasa padat kembali.

Zat padat yang terbentuk tersebut mengandung air. Senyawa atau zat padat yang

tidak mengandung air disebut senyawa anhidrat, misalnya CaO yang merupakan

anhidrat dari Ca(OH)2.

Istilah-istilah penting dalam mempelajari air hidrat ini adalah sebagai

berikut:

Garam Anhidrat adalah garam yang telah mengalami kehilangan molekul

air, garam ini terbentuk dari penguraian garam hidrat yang dipanaskan.

Garam Hidrat adalah garam yang mempunyai sejumlah tetap molekul air

dalam setiap molekulnya.

Persen komposisi adalah perbandingan massa air kristal terhadap massa

garam hidrat atau perbandingan massa air yang dibebaskan senyawa dalam

persen.

Air kristal adalah jumlah molekul air yang terdapat dalam garam hidrat.

Klatrat merupakan molekul-molekul asing yang terperangkap dalam suatu

struktur induk yang besar tanpa ada reaksi kimia. Struktur induk ini bisa berupa

atau berasal dari molekul H2O atau molekul lainnya seperti agregat aquinon

(fenol). Hidrat dari gas mulia dalam molekul air dapat menjadi klatrat.

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

Molekul air kristal dapat dilepaskan dari senyawa hidrat jika dilakukan

pemanasan terhadap molekul tersebut, kemudian pemanasan dilakukan sampai air

menguap sempurna.

Molekul air yang terperangkap tersebut dapat bereaksi dengan senyawa

induk, seperti dalam molekul heksametilen tetra amin dan terjadi ikatan hidrogen

dengan H2O.

Beberapa senyawa yang dikristalkan dari larutan airnya, kristal ionnya

akan membentuk hidrat. Hidrat merupakan senyawa yang rumus molekulnya

mengandung air. Pada beberapa kasus molekul air merupakan ligan yang terikat

langsung pada ion logam.

Air penghidratan dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, penghilangan

air tersebut biasanya disertai dengan perubahan struktur bablur. Sebagian bahan

seperti protein dan silika yang biasanya disebut zeolit akan kehilangan air apabila

dipanaskan tanpa perubahan yang besar dari strukturnya.

Hidrat biasanya terjadi pada zat padat ionik separti NaCl, CuSO4. Hal ini

disebabkan karena pada strukturnya tidak stabil dan untuk menstabilkannya

diperlukan air (H2O). Melalui proses pemanasan, senyawa hidrat akan menjadi

senyawa anhidrat dan uap air. Artinya molekul air terlepas dari ikatannya melalui

beberapa tahap dan membentuk suatu rangkaian yang juga berstruktur Kristal

yang teratur dan mengandung sedikit air. Dengan pemanasan terus-menerus

semua molekul air hidrat akan terlepas.

Namun jika ini dibiarkan di udara terbuka maka menyerap molekul air dari

udara secara terus-menerus sampai molekul air dari udara terikat kembali secara

sempurna dan membentuk senyawa hidrat. Reaksi yang berlangsung adalah

reversible yaitu mengalami keseimbangan.

CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O

Pengamatan terhadap perubahan yang terjadi pada senyawa tertentu yaitu :

Sukrosa : Asalnya putih, dipanaskan cokelat-tua.

CoCl2 : Asalnya merah hati, dipanaskan ungu.

CuSO4 : Asalnya putih, dipanaskan putih.

Na.Asetat : Asalnya putih, dipanaskan putih kristal.

Air Hidrat

NaCl : Asalnya putih, dipanaskan putih kristal.

MgSO4: Asalnya putih, dipanaskan putih.

KCl : Asalnya putih, dipanaskan putih kristal.

MgCl2 : Asalnya putih, dipanaskan putih.

III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

- Alat-alat :

- Tabung reaksi

- Kaca arloji

- Cawan penguap

- Pemanas

Bahan-bahan :

- NaCl

- KCl

- MgCl2

- Cr2Cl3

- CoCl2

- Na2SO4

- Na tetraborat

- Na asetat

- Tembaga (II) sulfat

- MgSO4

- Sukrosa

- BaCl2(H2O)x

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

3.2 Cara Kerja

1. 0,2 g senyawa-senyawa di atas dimasukkan ke tabung reaksi

yang kering dan tiap tabung tersebut ditandai.

2. Tiap-tiap sampel dipanaskan di atas burner dengan teliti,

hasilnya diamati.

3. 3-4 g BaCl2(H2O)x dimasukkan ke dalam cawan yang telah

ditimbang terlebih dahulu (dipastikan cawan tersebut kering),

ditutup dan ditimbang kembali dengan tepat.

4. Cawan diletakkan pada segitiga penyangga, tutupnya dipegang

dengan penjepit sehingga hanya sebagian yang tertutup.

5. Sampel dipanaskan dengan hati-hati yang pertama selama 5

menit untuk mencegah percikan, kemudian dipanaskan dengan

kuat selama 15 menit lagi.

6. Cawan ditutup dengan sempurna dan dibiarkan dingin selama

10 menit, kemudian ditimbang.

7. Dipanaskan lagi dengan kuat dalam keadaan tertutup sebagian

kemudian ditutup dengan sempurna, didinginkan dan

ditimbang seperti sebelumnya.

8. Pemanasan dilanjutkan dan pendinginan serta penimbangan

sampai berat 0,003 g, berat terakhir dicatat.

9. Jumlah mol air per ml BaCl 2 dihitung.

Air Hidrat

3.3 Skema Kerja

0,2 g senyawa

- Ditimbang

- Dimasukkan dalam tabung reaksi

- Dipanaskan

- Diamati perubahannya

BaCl2(H2O)x

- Ditimbang

- Dimasukkan dalam cawan

- Dipanaskan 15 menit

- Didinginkan

- Ditimbang

Hitung rendemennya

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

3.4 Skema Alat

Cawan Penguap

Air Hidrat

Tabung Reaksi Rak tabung reaksi

Penjepit tabung reaksi

IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan

A. Pengamatan senyawa sebelum dan sesudah dipanaskan

Zat Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

Na tetraborat Putih Putih

NaCl Putih Putih

NaSO4 Putih Putih

Na asetat Putih Putih

CuSO4 Biru Biru

MgSO4 Putih Putih

CoCl2 Merah hati Cairan biru keutnguan

KCl Putih Putih

MgCl2 Kristal bening Larutan bening

B. Menghitung banyak molekul air pada senyawa BaCl2.x(H2O)

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

Pada molekul air hidrat pada senyawa BaCl2.x(H2O), data percobaan :

Massa cawan + kaca arloji = 66,12 g

Massa cawan + kaca arloji + BaCl2 = 69,73 g

Massa cawan + kaca arloji + BaCl2 setelah pemanasan = 69,17 g

a. Berat hidrat = (Massa cawan + kaca arloji +BaCl2) – (Massa

cawan + kaca arloji)

= 69,73 g – 66,12 g

= 3,61 g

b. Berat anhidrat = (Massa cawan + kaca arloji + BaCl2 setelah pemanasan) –

(Massa cawan + kaca arloji)

= 69,17 g – 66,12 g

= 3,05 g

c. Massa air = Massa hidrat - Massa anhidrat

= 3,61 g – 3,05 g

= 0,56 g

d. Mol air percobaan = Massa air

Mr air

= 0,56 g

18 g/mol

= 0,031 mol

e. Mol BaCl2 anhidrat = Berat anhidrat

Mr BaCl2

= 3,05 g

208 g/mol

= 0,0146 mol

f. Banyak molekul air = Mol air

Mol BaCl2

= 0,031 mol

0,0146 mol

Air Hidrat

= 2,123 mol ≈ 2 mol

Jadi rumus BaCl2(H2O)x adalah = BaCl2.2H2O

C. Menghitung % air secara teoritis

BaCl2 + H2O BaCl2.2H2O

1 mol 2 mol 1 mol

Massa air = 2 mol x 244,3 g/mol

= 36 g

Massa hidrat = 1 mol x 18 g/mol

= 244,3 g

% air teori = Massa air x 100%

Massa hidrat

= 36 g x 100%

244 g

= 14,7%

D. Menghitung % air dari percobaan

Massa air percobaan = 2,123 mol x 18 g/mol = 38,214 g

Massa hidrat percobaan = 1 mol x 244,3 g/mol

= 244,3 g

% air percobaan = Massa air percobaan x 100%

Massa hidrat percobaan

= 38,214 g x 100%

244,3 g

= 15,64%

E. Menghitung Rendemen

Rendemen = Massa air percobaan x 100%

Massa air teori

= 38,214 g x 100%

36 g

= 106,15%

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini yang berjudul Air Hidrat bertujuan untuk mengamati

perubahan kimia yang karakteristik dari senyawa berhidrat dan penentuan rumus

hidrat.

Zat-zat yang digunakan pada praktikum ini adalah Na tetraborat, NaCl, Na

asetat, CuSO4, MgSO4, CoCl2, KCl dan MgCl2. Senyawa-senyawa tersebut disebut

dengan senyawa hidrat karena molekul air terikat secara kimia dalam senyawa

dimana molekul air tersebut akan terlepas ikatannya apabila dipanaskan. Yang

diamati dalam praktikum ini adalah perubahan fisika dari senyawa-senyawa

tersebut dengan membandingkan keadaan awal sebelum dipanaskan dan keadaan

akhir setelah dipanaskan.

Pada praktikum kali ini, dilakukan pemanasan terhadap senyawa-senyawa

di atas. Molekul air dapat lepas semuanya dari senyawa-senyawa di atas jika

dilanjutkan sampai air menguap sempurna membentuk anhidrat.

Air Hidrat

Pemanasan dilakukan sampai terjadi perubahan fisika dari zat-zat atau

senyawa tersebut. Perubahan yang diamati berupa warna daan bentuk zat. Dari

hasil percobaan dapat dilihat bahwa pada Na tetraborat, NaCl, NaSO4, Na asetat,

CuSO4, MgSO4 dan KCl, warna dan bentuk zat sebelum dan sesudah pemanasan

adalah sama. Sedangkan pada CoCl2 dan MgCl2, warna dan bentuk zat sebelum

dan sesudah pemanasan berbeda.

Senyawa-senyawa anhidrat, apabila dibiarkan terbuka di udara, akan

menyerap air dari udara secara terus-menerus sampai molekul air terikat kembali

sempurna dan membentuk senyawa hidrat.

Pada praktikum kali ini digunakan BaCl2(H2O)x yang belum diketahui

rumus hidratnya. Senyawa ini juga dipanaskan untuk menghilangkan molekul

airnya, dan membentuk senyawa anhidrat untuk mengetahui berapa jumlah

molekul air yang terdapat dalam senyawa BaCl2 tersebut.

Dari hasil perhitungan, diperoleh bahwa massa air percobaan adalah

38,214 g dan massa air teori adalah 36 g, sehingga rendemen yang diperoleh

adalah 106,15%. Rendemen yang sangat besar ini mungkin disebabkan karena

adanya pengotor yang ikut terbawa dan proses pemanasan serta pendinginan yang

tidak sempurna.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Molekul air terikat secara kimia dalam suatu senyawa membentuk

senyawa hidrat.

2. Ikatan pada molekul air dapat terlepas dengan pemanasan sehingga

membentuk senyawa anhidrat.

3. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa :

- Massa air percobaan = 38,214 g

- Massa air teori = 36 g

- Rendemen = 106,15%

5.2 Saran

Praktikum Kimia Anorganik ISemester Genap

2008/2009

Demi kelancaran dan keselamatan kerja selama praktikum, maka disarankan

kepada praktikan selanjutnya agar :

1. Memahami cara kerja dengan baik.

2. Memakai masker selama praktikum.

3. Berhati-hati dalam melakukan proses pemanasan.

4. Teliti dalam mengamati perubahan yang terjadi.

5. Teliti dalam melakukan penimbangan zat.

JAWABAN PERTANYAAN

1. Jika hidrat sempurna mengalami dehidrasi saat penimbangan terakhir, maka

pengaruhnya terhadap perhitungan molar air dan BaCl2 adalah bila berat

molekul relatif (Mr) senyawa kecil maka molnya besar sehingga massanya

akan besar pula dan kita dapat menentukan berapa mol air hidrat dengan tepat,

seperti hubungan n = m/Mr.

2. Air yang dibutuhkan untuk hidrasi kembali 15 gram BaCl2 anhidrat sehingga

terbentuk barium klorida terhidrat:

BaCl2 + 2H2O BaCl2.2H2O

Mol BaCl2 = 15 g

208,34 g/mol

= 0,07 mol

Air Hidrat

Mol H2O = 2 x 0,07 mol

= 0,14 mol

Massa H2O = 0,14 mol x 18 g/mol

= 2,52 gram

3. Struktur molekul dari barium klorida terhidrat:

O

H

H

Cl Ba Cl

H

H

O

DAFTAR PUSTAKA

Kusuma, Theresia, Sita. 1998. KIMIA DASAR. Padang : UNAND. Hal 125-127

R, A, Day dan A, L, Underwood. 1989. KIMIA ANALISIS KUANTITATIF. Jakarta : Erlangga. Hal 221-223

Wilkinson, Cotton. 1989. DASAR KIMIA ANORGANIK. Jakarta: UI. Press. Hal 205-208