Laporan Praktikum Kimia Anorganik KI-3231

SINTESIS KALIUM TRIOKSALATOFERRAT (III) TRIHIDRAT, K3[Fe(C2O4)3].3H2O

Nama : Ansori Muchtar

NIM : 10510071

Kelompok : C4

Tanggal Praktikum : 10 April dan 24 April 2013

Tanggal Laporan : 1 Mei 2013

Asisten: Muhammad Hidayaturrahman (10509006)

Laboratorium Kimia Anorganik

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

2013

SINTESIS KALIUM TRIOKSALATOFERRAT (III) TRIHIDRAT, K3[Fe(C2O4)3].3H2O

Abstrak

Senyawa kompleks kalium trioksalatoferrat (III) trihidarat, K3[Fe(C2O4)3].3H2O disintesis secara

reaksi redoks menggunakan prekursor awal garam mohr dan oksalat. Kompleks besi (II) yang

terbentuk kemudian dioksidasi menjadi kompleks besi (III) oleh larutan hidrogen peroksida,

H2O2 5% dan diperoleh endapan yang berwarna hijau. Padatan yang dihasilkan dilakukan uji

kadar oksalatnya manggunakan reaksi redoks dangan oksidator KMnO4. Selain itu dilakukan uji

kadar air, uji ini menggunakan konsep pengurangan berat pada padatan yang dipanaskan dan

sebelum dipanaskan. Selain itu padatan besi (III) juga dilakukan uji terhadap lampu uv. Padatan

yang basi (III) akan tereduksi menjadi besi (II) dan ligan oksalat akan teroksidasi menjadi gas

CO2. Besi (II) ini di deteksi dengan menambahkan larutan heksasianoferrat (III) sehingga terjadi

reaksi redoks dan hasil reaksi redoks ini menghasilkan endapan berwarna biru tua. Dari hasil

percobaan diperoleh endapan biru tua Fe4[Fe(CN)6]3, Dari data percobaan

Kata Kunci : redoks, oksidator, dekomposisi, ligan, sintesis.

1. Pendahuluan

Senyawa kompleks adalah

senyawa yang berisi ion pusat yang

dikelilingi oleh ion-ion atau molekul

netral yang disebut ligan. Ikatan yang

terbentuk adalah ikatan kovalen

koordinasi, maka senyawa kompleks

sering disebut senyawa koordinasi. Dalam

percobaan sintesis senyawa kompleks

biasanya pembentukan ion kompleks

dengan menggunakan reaksi substitusi

ligan, atau mengkoordinasi ligan, yaitu

menempatkan kembali ligan lain pada ion

pusat. Biasanya reaksi ini dilakukan

dalam larutan air, dimana kation logam

mula-mula ada dalam bentuk hidrat yang

sederhana.

Pada beberapa reaksi yang

melibatkan pembentukan ion kompleks,

kecepatan reaksinya sangat cepat. Dengan

demikian bentuk ion yang dihasilkan

secara termodinamika adalah stabil.

Menurut hukum kesetimbangan kimia

suatu reaksi dapat dengan cepat dikontrol

sebagai kelangsungan suatu perubahan

kondisi suatu reaksi. Pada percobaan ini

akan kalium triooksalatoferrat (III), K3-

[Fe(C2O4)3]. 3H2O serta di analisa

kandungan oksalat dan hidratnya.

Senyawa ini memiliki struktur geometri

oktahedral, dengan dua atom oksgen dari

masing-masing ligan oksalat membentuk

ikatan koordinasi dengan ion atom pusat

Fe (III). Senyawa kompleks K3-

[Fe(C2O4)3].3H2O ini di sintesis dengan

reaksi redoks garam mohr dan dianalisis

melalui reaksi redoks pengendapan

dengan kelium heksasianoferrat (III)

dengan bantuan lampu uv.

2. Percobaan

Alat dan Bahan Percobaan

Pada percobaan ini dibutuhkan

beberapa peralatan yaitu gelas kimia

50 mL, gelas ukur 25 mL, buret 25

mL, erlenmeyer 100 mL, pipet tetes,

krus, pemanas, termometer, garam

Mohr, asam oksalat 0,1 M, asam

sulfat 3 M, asam sulfat 4 M, larutan

jenuh kalium oksalat, hidrogen

peroksida 5 %, etanol 95 %, aseton,

kalium permanganat 0,02 M, larutan

heksasianoferrat(III) 0,1 M,

ammonium besi sulfat heksahidrat

Sintesis senyawa kompleks

K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O

Sebanyak 3,5 gram padatan garam

Mohr dilarutkan dalam 10 mL air

hangat 40 C dalam gelas kimia 50

mL dan ditambahkan 3 tetes larutan

asam sulfat 3 M kemudian larutan

diaduk sampai semua padatan larut.

Sebanyak 16 mL larutan asam oksalat

dengan konsentrasi 10 gram asam

oksalat / 100 mL air dimasukkan

kedalam larutan garam mohr. Larutan

diaduk dan dipanaskan sampai

mendidih dan mulai terbentuk

endapan yag berwarna kuning.

Larutan dibiarkan beberapa saat

hingga endapan yang terbentuk

mengendap seluruhnya. Endapan

kemudian didekantasi dan dipisahkan

endapan dari filtratnya. Endapan

dicuci dengan 25 mL air hangat dan

dibiarkan beberapa saat sampai

endapan tersebut mengendap kembali

dan tahap ini dilakukan sebanyak 2

kali. Endapan yang sudah dicuci

dilarutkan kedalam larutan kalium

oksalat ( 2,5 gram kalium oksalat / 7,5

mL air). Larutan ini ditambahkan

sedikit demi sedikit larutan hidrogen

peroksida 5% sebanyak 12 mL sambil

diaduk. Larutan dipanaskan sampai

mendidih, kemudian ditambahkan

sedikit demi sedikit larutan asam

oksalat ( 10 gram/100 mL air)

sebanyak 5 mL dan diperoleh larutan

yang berwarna hijau muda jernih.

Larutan tersebut disaring dan

didinginkan pada suhu ruang. Larutan

ini ditambahkan etanol dan gelas

kimi ditutup dengan alumunium foil.

Larutan ini disimpan selama 24 jam.

Setelah disimpan endapan hijau yang

terbentuk disaring dan dicuci dengan

air dan etanol. Kristal disimpan dalam

wadah gelap, setelah itu kristal

dikeringkan dan ditimbang massanya.

Analisis Kadar Oksalat.

Untuk standarisasi larutan kalium

permanganat dengan garam mohr,

sebanyak 10 gram garam mohr

dimasukkan dalam gelas kimia dan

dilarutkan dengan 25 mL asam sulfat

2 M. Larutan kemudian diencerkan di

labu takar 250 mL. Sebanyak 25 mL

garam mohr ini dimasukkan kedalam

erlenmeyer dan ditambahkan 15 mL

larutan asam sulfat 2 M. larutan ini

dipanaskan kemudian dititrasi dengan

larutan kalium permanganat. Titrasi

dilakukan duplo.

Untuk penentuan kadar oksalat

dengan metoda permanganometri,

sebanyak 0,25 gram sampel senyawa

K3[Fe(C2O4)3].3H2O hasil sintesis

dilarutkan dengan 100 mL asam sulfat

4 M. larutan ini diaduk sampai sampel

larut sepenuhnya. Sebanyak 25 mL

larutan ini dimasukkan dalam labu

erlenmeyer 100 mL dan kemudian

dipanaskan sampai suhu 55C. larutan

ini dititrasi dengan larutan kalium

permanganat sampai larutan teramati

berwarna merah muda. Titrasi ini

dilakukan secara duplo.

Analisa Kadar Air

Sejumlah tertentu senyawa kompleks

hasil sintesis digerus hingga halus.

Berat krus kosong ditimbang dan krus

berisi sampel senyawa kompleks yang

sudah digerus juga ditimbang. Sampel

dipanaskan dalam oven pad asuhu

100C selama 1 jam. Sampel

didinginkan pada suhu ruang dan

ditimbang berat krus berisi sampel.

Cetak Biru

Kertas kulkir di gunting berukuran 4 x

3 cm, ditulis gambar dan diarsir

dengan warna hitam. Kertas A4

digunting dengan ukuran yang sama,

kemudian dicelupkan kedalam larutan

K3[Fe(C2O4)3].3H2O, 0,1 M. kedua

kertas tersebut diklip dan dijemur

dibawah sinar uv selama 20 menit.

Kertas putih yang delah disinari uv

dicelupkan kedalam larutan

K3[Fe(CN)6], 0,1 M dan dikeringkan.

3. Hasil dan Diskusi

Berdasarkan percobaan diperoleh data

sebagai berikut:

1. Sintesis

m garam mohr= 3,5 gram

m K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = 1,52 gram

2. Standarisasi permanganat

V titran= 24, 825 mL

3. Penentuan kadar oksalat

V1 = 8,2 mL

V2 = 8,1 mL

3. Analisis kandungan air

m cawan = 7,75 gram

mcawan+isi sblum dioven = 8 gram

mcawan+isi seteleh dioven = 7,98 gram

Data Perubahan Fisik

1. Rand

2.

3.

4.

Dari data-data percobaan tersebut

maka dilakukan perhitungan dan

pengolahan data sebagai berikut:

1. Persen Rendemen

m teoritis:

n Fe2+mohr = m mohr/Mr mohr

= 3,5/391,8

= 8,933 x 10-3 mol

n K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = 8,933 x10-3

mol

m K3[Fe(C2O4)3]. 3H2O = n.Mr

m = 8,933x10-3mol . 490,8 g/mol

= 4,384 gram

% randemen = msintesis/mteoritsx100 %

=1,52g/4,384g x100 %

= 34,67 %

2. Standarisasi permanganat

Reaksi :

5Fe2+(aq) + MnO4

-(aq) + 8H+

(aq) 5Fe3+

(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)

n Fe2+ = m mohr/ Mr mohr

= 10 gram/391,8

= 0,0255 mol

n Fe2+titrasi = 25 /250 . 0,0255 mol

= 2,55 x 10-3 mol

n MnO4- = 1/5 . 2,55 x 10-3 mol

= 5,1 x 10-4 mol

No Reaksi perubahan1 Mohr + H2C2O4 Kuning jernih2 No. 1 dipanaskan Kuning Keruh3 No. 2 dibiarkan Endapan Kuning4 Fe2+ + H2O2 Endapan Coklat5 No. 4 + H2C2O4

DipanaskanHijau muda jernih

6 K3[Fe(C2O4)3]. XH2O

Hijau

7 Titrasi kadar oksalat

Ungu menjadi merah muda

[MnO4-] = n/Vtitran

= 5,1 x 10-4 mol/24, 825 mL

= 0,02054 mol/L

3. Penentuan kadar oksalat

Reaksi:

2MnO4-(aq) + 5C2O4

2-(aq) + 16H+

(aq) 10

CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)

V titrasi = (V2 – V1 )/2

= (8,2 mL+8,1 mL)/2

= 8,15 mL

n C2O42- = 5/2 . 8,15 . 0,02054

= 4,1858 x 10-4 mol

m C2O42- = n . Mr

= 4,18 x 10-4 mol x 88

= 0,036784 gram

Kadar C2O42- = 0,036784 gr/ 1,52 gr

= 2,42 %

Kadar oksalat teoritis :

% C2O42- = 3Mroksalat /Mrkompleks

= 3 . 88/490.8 x 100 %

= 53,8 %

3. Analisa kadar air

Reaksi:

K3[Fe(C2O4)3].XH2O(s)

K3[Fe(C2O4)3](s) + XH2O(g)

m air = m sblm oven – m sdh dioven

= 8,00 gram – 7,98 gram

= 0,02 gram

n air = m/Mr =0,02/18 = 1,11 x 10-3

m kompleks anhidrat = moven - mkrus

= 7,98 – 7,75

= 0,23 gram

n kompleks anhidrat = mkplx/Mrkplx

= 0,23/436,8

= 5,26 x 10-4

X hidrat = n air/n kmplex hidrat

= 1,11 x 10-3/5,26x10-4

= 2

Pada percobaan sintesis kompleks

K3[Fe(C2O4)3].3H2O ini digunakan

prekursor garam mohr. Garam mohr

merupakan bentuk garam besi (II)

yang paling stabil karena pada

senyawa lain besi (II) mudah sekali

dioksidasi menjadi besi (III). Pada

pelarutan garam mohr, pelarut perlu

dipanaskan terlebih dahulu. Hal ini

dilakukan agar proses pelarutan

berlangsung optimum dalam artian

mudah larut. Pada dasarnya proses

pelarutan bersifat endotermik

sehingga peningkatan suhu akan

memperbesar kelarutan garam.

Larutan garam mohr dalam air

membentuk kompleks [Fe(H2O)6]2+

Fe2+(aq) + 6 H2O(l) [Fe(H2O)6]2+

(aq)

Ion Fe2+ dalam air mudah membentuk

endapan hidroksida karena kelarutan

hidroksidanya dalam air kecil.

[Fe(H2O)6]2+(aq) + 2H2O(l)

Fe(H2O)4(OH)2(s) + 2 H3O+(aq)

endapan ini dengan penambahan asam

dalam larutan akan menggeser

kesetimbangan kekiri sehingga

endapan hidroksidanya akan mudah

larut membentuk ion besi (II).

Penambahan asam oksalat dalam

larutan sebagai sumber oksalat

mengakibatkan larutan berwarna

kuning jernih. Larutna warna jernih

ini karena terbentuk sebagian garam

FeC2O4 yang masih larut dalam air.

Kaelarutan sebagian ini disebabkan

oleh asam oksalat yang terion menjadi

ion oksalat hanya sebagian karena

asam oksalat bersifat sebagai asam

lemah. Setelah dipanaskan terbentuk

endapan FeC2O4 yang berwarna

kuning. Pemanasan mengakibatkan

derajat ionisasi asam oksalat

meningkat sehingga ion oksalat yang

melimpah dalam larutan

menyebabkan pengendapan dengan

ion Fe2+.

Fe2+(aq) + H2C2O4(aq)FeC2O4(s) + 2H+

Setelah larutan disaring endapan

dilarutkan dengan oksalat dan

terbentuk kompleks [Fe(C2O4)3]4-

FeC2O4(s) + 2 C2O42-

(aq) [Fe(C2O4)3]4-

(aq)

Setelah terbentuk kompleks

[Fe(C2O4)3]4- maka kompleks ini di

oksidasi menjadi [Fe(C2O4)3]3-

oksedator hidrogen peroksida 5 % dan

ditambahkan asam oksalat sebagai

katalis asam yang sekaligus sebagai

sumber oksalat. Oksidasi kompleks

mengakibatkan warna larutan menjadi

coklat. Warna coklat ini merupakan

ciri dari terbentuknya ion Fe3+. Akan

tetapi ligan nya tidak semuanya ligan

oksalat. Oleh karena itu ditambahkan

H2C2O4 dan dipanaskan sehingga

terbentuk kompleks [Fe(C2O4)3]3-

yang berwarna hijau muda jernih.

2[Fe(C2O4)2]2-(aq) + H2O2 (aq) +

H2C2O4(aq) + C2O42-

(aq) 2[Fe(C2O4)3]3-

(aq) + 2H2O(l)

larutan yang dihasilkan dibersihkan

dari pengotor - pengotornya

menggunakan etanol. Larutan

disimpan selama 24 jam untuk

menyempurnakan reaksi pengendapan

kompleks.

3K+(aq) + [Fe(C2O4)3]3-

(aq) + XH2O(l)

K3[Fe(C2O4)3]. XH2O(s)

Kompleks yang terbentuk di tentukan

kadar oksalatnya menggunakan reaksi

redoks dengan oksidator kalium

permanganat. Untuk standarisasi

digunakan prekursor besi (II) dari

garam mohr sebagai reduktor dengan

katalis asam.

5Fe2+(aq) + MnO4

-(aq) + 8H+

(aq) 5Fe3+

(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)

Reaksi ini tidak menggunakan

indikator senyawa lain karena larutan

kalium permanganat dapat bertindak

sebagai self indicator yaitu dapat

mengalami perubahan warna sendiri

dari permanganat yang berwarna ungu

menjadi ion Mn2+ yang tidak

berwarna.

Pada penentuan kadar oksalat dalam

kompleks juga dilakukan dengan

reaksi redoks menggunakan oksidator

permanganat dengan bantuan katalis

asam.

2MnO4-(aq) + 5C2O4

2-(aq) + 16H+

(aq) 10

CO2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l)

Dari hasil perhitungan diperoleh

bahwa kadar oksalat secara percobaan

adalah 2,42 % sedangkan perhitungan

kadar oksalat dalam kompleks secara

teoritis adalah sebesar 53,8 %. Ini

menandakan bahwa ligan oksalat

hanya sedikit sekali kemungkinan

adalah ligan lain seperti air. Hal ini

dimungkinkan disebabkan oleh

pengaturan kondisi lingkungan yang

tidak sesuai seperti pengaturan suhu,

keasaman dll.

Pada penentuan kadar air didalam

kompleks senyawa kompleks yang

megandung air di panaskan sehingga

semua air yang terperangkap dalam

kristal sebagai hidrat menguap yang

menyebabkan penurunan massa pada

kompleks. Selisih massa ini adalah

massa hidrat yang terkndung didalam

kompleks.

K3[Fe(C2O4)3].XH2O(s)

K3[Fe(C2O4)3](s) + XH2O(g)

Dari perhitungan hasil dari data

percobaan di peroleh bahwa nilai X

adalah 2 bukan 3. Hal ini disebabkan

oleh kondisi lingkungan pada saat

pengendapan tidak sesuai dan ligan

yang terdapat dalam kompleks tidak

semuanya oksalat (seperti penjelasan

diatas). Oleh karena ligannya berbeda

maka hidratnya akan berbeda juga.

Senyawa kompleks yang terbentuk

dapat dideteksi dengan reaksi

penyinaran dengan lampu uv. Seyawa

[Fe(C2O4)3]3- tidak stabil jika disinari

dengan lampu uv sehigga mengalami

dekomposisi menghasilkan

[Fe(C2O4)2]2-

2[Fe(C2O4)3]3- + uv 2[Fe(C2O4)2]2- +

C2O42-

+ CO2

Ion Fe2+ dari kompleks [Fe(C2O4)2]2-

dapat mengalami oksidasi jika jika

direaksikan dengan ion

heksasianoferrat (III)

Fe2+(aq) + [Fe(CN)6]3-

(aq) Fe3+(aq) +

[Fe(CN)6]4-(aq)

Kemudian hasil dari reaksi redoks ini

menghasilkan endapan yang berwarna

biru Fe4[Fe(CN)6]3(s)

4Fe3+(aq) + 3[Fe(CN)6]4-

(aq)

Fe4[Fe(CN)6]3(s)

Endapan biru ini menunjukkan bahwa

ion Fe3+disintesis.

4. Kesimpulan

Kompleks K3[Fe(C2O4)3].3H2O gagal

disintesis. Analisa kadar oksalat

adalah 2,42 % dan jumlah hidra dalam

kompleks adalah 2.

5. Daftar Pustaka

Housecroft, C.E., Sharpe, A.G. 2008.

Inorganic Chemistry 3rd edition.

Pearson Education (670-680)

Athanassios K., Catherine P., (2006),

Polyhedron 56; 1391-1398