KIMIA TEMBAGA

47
KIMIA TEMBAGA I. IDENTITAS 1.1 Nama Praktikan : I Putu Raiwata Mertanjaya (0813031019) I Made Adyatmika (0813031023) I Nyoman Kamantri Purusa (0813031031) I Ketut Gede Padmanaba (0813031035) 1.2 Jurusan/Fak : Pendidikan Kimia/MIPA 1.3 Tujuan : 1. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 dari bahan awal CuSO 4 . 5 H 2 O 2. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks khelat K 2 [Cu(C 2 O 4 ) 2 ] dari senyawa kompleks [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 3. Membuat dan mengidentifikasi logam tembaga, tembaga (I) klorida, tembaga (II) klorida, tembaga (II) oksida dari produk (1) dan (2) di atas dan selanjutnya menjadi tembaga (II) sulfat pentahidrat kembali dalam percobaan bersiklus tertutup yang ramah lingkungan II. DASAR TEORI Salah satu jenis logam yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah logam tembaga. Tembaga murni merupakan penghantar panas tertinggi diantara semua logam dan konduktor listrik kedua setelah perak. Tembaga adalah logam 1

description

report

Transcript of KIMIA TEMBAGA

Page 1: KIMIA TEMBAGA

KIMIA TEMBAGA

I. IDENTITAS

1.1 Nama Praktikan : I Putu Raiwata Mertanjaya (0813031019)

I Made Adyatmika (0813031023)

I Nyoman Kamantri Purusa (0813031031)

I Ketut Gede Padmanaba (0813031035)

1.2 Jurusan/Fak : Pendidikan Kimia/MIPA

1.3 Tujuan : 1. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks

[Cu(NH3)4]SO4 dari bahan awal CuSO4. 5 H2O

2. Membuat dan mengidentifikasi senyawa kompleks

khelat K2[Cu(C2O4)2] dari senyawa kompleks

[Cu(NH3)4]SO4

3. Membuat dan mengidentifikasi logam tembaga,

tembaga (I) klorida, tembaga (II) klorida, tembaga

(II) oksida dari produk (1) dan (2) di atas dan

selanjutnya menjadi tembaga (II) sulfat pentahidrat

kembali dalam percobaan bersiklus tertutup yang

ramah lingkungan

II. DASAR TEORI

Salah satu jenis logam yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah

logam tembaga. Tembaga murni merupakan penghantar panas tertinggi diantara semua logam

dan konduktor listrik kedua setelah perak. Tembaga adalah logam yang relatif lunak, dan

sering digunakan sebagai logam paduan, misalnya kuningan dan perunggu. Sifat kimia

tembaga (dengan konfigurasi electron [Ar} 3d10 4s1 ) sangat berkaitan dengan energi ionisasi

yang besar, yaitu : energi ionisasi pertama 745 kJ/mol dan energi ionisasi kedua 1956

kJ.mol ; kalor atomisasi yang besar, energi hidrasi yang relatif rendah i.e -2240 kJ/mol untuk

Cu2+ dan – 481 kJ/mol untuk Cu2+; harga potensial elektroda yang positif dan umunya

mempunyai kereaktifan yang rendah.

Tembaga memiliki electron s tunggal di luar kulit 3d yang identik dengan dengan

golongan alkali kecuali stoikimetri formal dalam tingkat oksidasi +1. kulit d yang terisi jauh

kurang efektif daripada kulit gas mulia dalam melindungi electron s dari muatan inti,

sehingga potensial pengionan pertama Cu lebih tinggi daripada golongan alkali. Karena

1

Page 2: KIMIA TEMBAGA

electron-elektron pada kulit d juga dilibatkan dalam ikatan logam, panas penyubliman dan

titik leleh tembaga jauh lebih tinggi daripada alkali. Faktor-faktor ini bertanggung jawab sifat

lebih mulia tembaga. Pengaruhnya adalah membuat tembaga lebih kovalen dan memberikan

energi kisis yang lebih tinggi, yang tidak dilampaui oleh jari-jari Cu+ yang lebih kecil, 0,93 Å

dibandingkan dengan Na+, 0,95 Å; dan K+, 1,33 Å.

Tembaga digunakan dalam alloys seperti dalam kuningan dan dapat larut secara baik

dalam emas. Tembaga sangat lambat teroksidasi dan terjadi hanya pada permukaan dalam

udara yang lembab, sering memberikan lapisan hijau dari hidrokso karbonat dan hidrokso

sulfat (dari CO2 dan SO2 di udara). Tembaga larut dalam asam nitat dan dalam asam sulfat

dengan kehadiran oksigen. Tembaga larut dalam asam nitrat menghasilkan tembaga (II)

dimana asam nitat sebagai oksidator. Tembaga juga larut dalam KCN atau dalam larutan

amionia dalam kehadiran oksigen, yang diindikasikan oleh potensialnya.

Cu(s) + 2 NH3(aq) [Cu(NH3)2]+(aq) [Cu(NH3)4]2+

(aq)

Senyawa-senyawa tembaga pada umumnya bersifat racun bagi kebanyakan makhluk

hidup sehingga banyak diantaranya digunakan sebagai insektisida, fungisida dan algisida.

Contohnya adalah senyawa tembaga (II) sulfat, CuSO4. Tembaga (II) sulfat secara komersial

dibuat dengan mengoksidasi logam tembaga dengan H2SO4.

2 Cu(s) + 2 H2SO4(aq) → 2 CuSO4(aq) + 2 H2O(l)

atau mengoksidasi tembaga (II) sulfida di udara

2 CuS(s) + 2 O2(g) → CuSO4(s)

Logam tembaga umumnya digunakan dalam berbagai macam peralatan listrik seperti

dalam kabel listrik, instalasi listrik rumah, kendaraan bermotor, karena dapat menghantarkan

arus listrik akibat sifat konduktivitas yang baik. Tembaga dapat digunakan dalam alloys

seperti dalam kuningan dan dapat larut secara baik dalam emas. Tembaga merupakan logam

yang lambat untuk teroksidasi dan hanya terjadi pada permukaan udara yang lembab, sering

memberikan lapisan hijau dari hidrokso karbonat dan hidrokso sulfat (dari CO2 dan SO2 di

udara).

Senyawa Kompleks

Suatu ion (atau molekul) komplek terdiri dari satu atom (ion pusat) dan sejumlah ligan

yang terikat erat dengan atom (ion) pusat tersebut. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan

koordinasi, suatu angka bulat, yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat

membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat. Bilangan koordinasi menyatakan

jumlah ruangan yang tersedia sekitar atom atau ion pusat, yang masing-masingnya dapat

2

-0,12V -0,01V

Page 3: KIMIA TEMBAGA

dihuni satu ligan (monodentat). Ion-ion tembaga seperti Cu 2+ dan Cu+ memiliki bilangan

koordinasi 4. Suatu kompleks dengan satu atom pusat dengan bilangan koordinasi 4 biasanya

menunjukkan suatu susunan simetris yang berbentuk tetrahedron, meskipun susunan yang

datar (atau hampi datar), dimana ion pusat berada di pusat suatu bujur sangkar dan keempat

ion menempati keempat sudut bujur sangkar itu.

Ion-ion dan molekul-molekul anorganik sederhana seperti NH3, CN-, Cl-, H2O

membentuk ligan monodentat, yaitu satu ion atau molekul menempati salah satu ruang yang

tersedia sekitar ion pusat dalam bulatan koordinasi. Ligan yang mengandung dua atau lebih

atom yang masing-masing secara serempak membentuk ikatan dua donor- electron kepada

ion logam yang sama disebut ligan polidentat. Ligan ini juga disebut ligan khelat. Salah satu

kompleks yang dihasilkan dalam percobaan ini adalah ion tetraaminakuprat (II).

Muatan suatu ion kompleks merupakan jumlah muatan ion-ion yang membentuk

kompleks itu, misalnya : Cu2+ + 4 CN- → [ Cu (CN)4 ]2+. Jika molekul-molekul netral yang

terlibat sebagai ligan dalam membentuk kompleks, muatan pada ion kompleks tetap sama

seperti muatan pada atom pusatnya, misalnya: Cu2+ + 4 NH3 → [ Cu (NH3)4 ]2+.

Pembentukan kompleks dapat diamati dari perubahan warna dalam larutan. Contohnya:

Cu2+ + 4 NH3 → [ Cu (NH3)4 ]2+

biru biru tua gelap

Dalam larutan air, hampir semua garam tembaga (II) berwarna biru, yang karakteristik

dari warna ion kompleks koordinasi 6, [Cu(H2O)6]2+. perkecualian yang terkenal yaitu

tembaga (II) klorida yang berwarna kehijauan oleh karena ion kompleks [CuCl4]2- yang

mempunyai bangun geometri dasar tetrahedral tau bujursangkar bergantung pada kation

pasangannya. Dalam larutan encer ia menjadi berwarna biru oleh karena pendesakan ligan Cl -

oleh ligan H2O. oleh karena itu, juka warna hijau ingin dipertahankan, ke dalam arutan pekat

CuCl2 dalam air ditambahkan ion senama Cl- dengan penambahan padatan NaCl atau HCl

pekat atau gas.

[CuCl4]2-(aq) + 6 H2O (l) [Cu(H2O)6]2+

(aq) + 4 Cl-(aq)

3

Cu NH3NH3

NH3

NH3

2+ Dalam rumus bangun ion tetraamina

kuprat (II) anak panah menunjukkan

bahwa sepasang electron

disumbangkan oleh setiap ion

nitrogen kepada ion tembaga

Page 4: KIMIA TEMBAGA

[CuCl2]-

hijau biru

Jika larutan ammonia ditambahkan ke dalam larutan ion Cu2+, larutan biru berubah

menjadi biru tua karena terjadi pendesakan ligan air oleh ligan ammonia menurut reaksi;

[Cu(H2O)6]2+(aq) + 5 NH3 → [Cu(NH3)(4-5)(H2O)(2-1)]2+ + 5 H2O(l)

biru biru tua

Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan tembaga (II) sulfat (0,1-0,5 M) secara

bertetes dengan kcepatan ~ 1 mL/ menit mengakibatkan terjadinya endapan gelatin biru muda

garam tembaga (II) hidroksi sulfat, [CuSO4.ncu(OH)]2, bukan Cu(OH)2 menurut persamaan

reaksi :

(n+1) [Cu(H2O)6]2+(aq) + SO4

2-(aq) +2nOH-(aq) → [CuSO4.nCu(OH)]2(s) + 6(n+1)+H2O(l)

Biru muda

Ion tembaga (I) jika direaksikan dengan ion klorida segera membentuk ion kompleks

tak berwarna diklorokuprat (I), [CuCl2]-. Tahap reaksi ini diduga berlangsung sangat cepat

sehingga memicu terjadinya tahap reaksi pertama seperti berikut ini :

Cu(s) + H3O+(aq) Cu+

(aq) + H2(g) + 2H2O

Cu+(aq) + 2Cl-

(aq) [CuCl2]-(aq)

Jika larutan ini dituangkan ke dalam air suling bebas udara, diperoleh endapan putih

tembaga (I) klorida menurut persamaan reaksi :

[CuCl2]-(aq) → CuCl(s) + Cl-

(aq)

Dalam kimia organik, diklorokuprat (I), [CuCl2]- digunakan untuk mengubah benzene

diazonium klorida menjadi klorobenzena menurut reaksi Sandmeyer :

[C6H5N2]+Cl-(aq) C6H5Cl(l) + N2(g)

Dalam praktikum bersiklus ini dilakukan serangkaian percobaan terkait dengan kimia

tembaga dengan menggunakan 1 bahan awal saja yakni tembaga (II) sulfat pentahidrat.

Terdapat lima reaksi kimia tembaga yang melibatkan tembaga (II) sulfat (tembaga vitriol),

yaitu :

4

CuSO4

CuSO4

CuSO4

CuSO4

CuSO4

CuCl

K[Cu(OCN)3

Cu

K2[Cu(C2O4)2]

[Cu(NH3)4]SO4 Reaksi pengenalan Cu

Kompleks khelat

Sementasi

Garam rangkap

Disproporsionasi Cu

KOCN

Fe

K2C2O4

NH3

Page 5: KIMIA TEMBAGA

Jika percobaan-percobaan tersebut dirancang dalam rantai tertutup, maka tembaga vitriol

akan jauh lebih sedikit diperlukan dan limbah juga dapat diminimalkan. Lingkaran rantai

tertutup pada kimia tembaga dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar. Rangkaian proses bersiklus kimia tembaga

III. ALAT DAN BAHAN

5

CuSO4 [Cu(NH3)4]SO4

K2C2O4

K2[Cu(C2O4)2]

CuO + K2CO3

NH3

∆T

Cu

Fe

CuCl2 + KCl

HCl

+ sisa

Fe

KOCN

KCu(OCN)3

HCl

CuCl2

CuClCl

sisa

HClO2

CuCl2 O2

NaOH

CuO

H2SO4

+ sisa

sisa

sisa

Page 6: KIMIA TEMBAGA

Tabel Alat

No Nama Alat Ukuran Jumlah Keterangan1 Kaca arloji - 3 buah Meletakkan zat padatan2 Spatula - 1 buah Mengambil zat padat3 Neraca analitik - 1 buah Menimbang zat4 Gelas ukur 10 mL 1 buah Mengukur volume suatu

cairan5 Batang pengaduk - 1 buah Mengaduk suatu campuran6 Gelas kimia 50 mL,

100 mL,1000 mL

@ 1 buah Tempat suatu larutan atau cairan

7 Heater - 1 buah Tempat memanaskan suatu zat, campuran, dll

8 Pipet volumetri 25 mL 1 buah Mengambil suatu cairan9 Corong - 1 buah Alas kertas saring dalam

proses penyaringan10 Cawan penguap - 1 buah Tempat untuk menguapkan

suatu cairan11 Pipet tetes - 2 buah Untuk mengambil cairan

dan meneteskan caiaran ke dalam suatu wadah

12 Desikator - 1 buah Untuk tempat mengeringkan suatu campuran agar pelarutnya menjadi berkurang

13 Pipa pengalir gas - 1 buah Untuk mengalirkan gas hasil reaksi

Tabel Bahan

No Nama Bahan Konsentrasi Jumlah Keterangan1 CuSO4. 5 H2O - 5 g Berupa padatan berwarna biru

digunakan sebagai bahan dasar awal pembuatan [Cu(NH3)4]SO4

2 Aquades - secukupnya Berupa cairan transparan digunakan sebagai pelarut

3 Amoniak pekat 25% 20 mL Larutan amoniak beruap, karena wujud NH3berupa gas bersifat iritatif

4 Etanol 70% 45 mL Berwujud cairan digunakan sebagai media non polar

5 Asam sulfat pekat Secukupnya Cairan bersifat oksidator dan

6

Page 7: KIMIA TEMBAGA

korosif terhadap logam6 K2C2O4.H2O - 16 g Wujud padatan, berbentuk

kristal, berbau tajam, digunakan dalam preparasi senyawa kompleks tembaga oksalat

7 Air es - Secukupnya Digunakan sebagai penangas dalam mempercepat terbentuknya kristal

8 Silika gel - Secukupnya Digunakan sebagai bahan pengering dalam desikator

9 HCl Setengah pekat

100 mL Wujud cairan beruap, berbau menyengat, digunakan dalam preparasi tembaga

10 Serbuk besi - Secukupnya Serbuk berwarna kecoklatan digunakan dalam preparasi logam tembaga

11 NaOH 30% Secukupnya Berwujud cairan bening, bersifat basa dan korosif

12 Na2CO3 - Secukupnya Wujud padatan berfungsi menghasilkan gas CO2

13 H2O2 30% Secukupnya Berwujud cairan sangat berbahaya karena bersifat oksidator dan digunakan dalam proses daur ulang tembaga vitriol

7

Page 8: KIMIA TEMBAGA

IV. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN

Preparasi [Cu(NH3)4]SO4 . H2O

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. Dilarutkan 5 gram CuSO4.5H2O dalam 10 ml aquades yang telah dipanaskan terlebih dahulu dan panaskan sampai semua tembaga (II) sulfat pentahidrat melarut

CuSO4.5H2O + H2O → [Cu(H2O)6]2+ + SO42-

[Cu(H2O)6]2+ + 2NH3 + SO42-

Cu(OH)2.CuSO4↓ + 2NH4+ + 10H2O

Cu(OH)2.CuSO4↓ + 8 NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)4]2+

+ SO42- + 2OH-

Adapun reaksi secara keseluruhan adalah :2[Cu(H2O)6]2+ + 10NH3 2[Cu(NH3)4(H2O)]2+ + NH4

+ + 2OH- + 9H2O

Perhitungan massa [Cu(NH3)4]SO4 . H2O secara teoritis:

Massa CuSO4.5H2O = 5,0027 gram (Mr = 249,68 g/mol)Mol CuSO4.5H2O = 5,0027 gram / 249,68

= 0,02 molVolume NH3 = 20 mL (Mr = 17 g/mol)massa jenis NH3 = 0,91 g/mLmol NH3 = (20 x 0,91) / 17 = 1,070 mol

Adapun massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O secara

Massa CuSO4 ∙ 5H2O yang digunakan 5, 0027 gCuSO4 ∙ 5H2O berupa padatan berwarna biru. Saat dilarutkan, padatan tidak semua melarut, setelah dipanaskan semua melarut dan larutan berwarna biru muda.

2. Ditambahkan 20 ml larutan amonia pekat (akan terbentuk endapan antara dari Cu(OH)2 tapi akan terlarut kembali) dan aduk sampai larutan menjadi jernih berwarna biru tua.

NH3 : bersifat iritatif dan berbau menyengat

Larutan amoniak tidak berwarnaPenambahan amoniak menyebabkan terbentuk endapan dan akhirnya endapan melarut pada penambahan berikutnya dan larutan berwarna biru tua

3. Sambil diaduk perlahan, tuangkan larutan jernih biru tua tersebut ke dalam 30 ml etanol. Diamkan selama 15 menit sampai kristal terbentuk

Penambahan ke media etanol awalnya tidak membentuk kristal, namun setelah didiamkan dan didinginkan dalam penangas, maka terbentuk kristal biru dan filtrat berwarna biru muda

4. Endapan kristal biru tersebut disaring dengan corong

Setelah proses penyaringan dan proses pencucian serta pengeringan,

8

Page 9: KIMIA TEMBAGA

buchner. Cuci kristal tiga kali, masing-masing dengan 5 ml etanol. Hembuskan udara selama 10 menit agar kristal benar-benar kering.

teoritis = 4,91 gram yang diperoleh lewat perhitungan dibawah ini.CuSO4.5H2O + 4 NH3 →[Cu(NH3)4]SO4.H2O+ 4H2O

m: 0,02 mol 1,07 mol - -b : 0,02 mol 0,08 mol 0,02 mol 0,08 mols : - 0,99 mol 0,02 mol 0,08 mol

Sehingga massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O = mol x Mr = 0,02 x 245,5

= 4,91 gram

diperoleh kristal berwarna biru sebanyak 4,7581 g dan filtrat berwarna biru keruh

5. Sisa reaksi diuapkan dalam vacuum atau pemanas sampai volumenya tinggal beberapa ml saja. Kemudian diteteskan asam sulfat pekat sampai warna biru tua hilang. Nb. Simpan larutan ini untuk pengolahan selanjutnya.

Setelah proses penguapan dan penambahan beberapa tetes asam sulfat, filtrat menjadi tak berwarna

Preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. 16 gram K2C2O4.H2O dilarutkan dalam aquades yang dihangatkan suam-suam kuku, kemudian dituangkan ke dalam larutan yang terbuat dari 5 gram [Cu(NH3)4]SO4 . H2O dalam 12 ml aquades. Diteteskan larutan asam

[Cu(NH3)4(H2O)]SO4 + 2K2CO4.H2O K2[Cu(C2O4)2].2H2O + K2SO4 + NH3

[Cu(NH3)4(H2O)]2+ + 3H2O + 2H2SO4 → [Cu(H2O)4]2+ + 2(NH4)2SO4

Massa K2C2O4 = 16,0067 gK2C2O4 berupa padatan putih Massa [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O = 4,7581 g[Cu(NH3)4]SO4∙H2O dilarutkan dalam aquades menyebabkan terbentuknya larutan berwarna biru tua sedangkan larutan K2C2O4 merupakan larutan tak berwarnaPencampuran kedua larutan dan

9

Page 10: KIMIA TEMBAGA

sulfat pekat sampai warna larutan yang biru tua beralih menjadi biru turki. (pH berkisar antara 4-6)

penambahan H2SO4 untuk mempertahankan pH=5 menyebabkan campuran berwarna biru turki

2. Campuran tersebut diletakkan dalam penangas es paling sedikit selama 1 jam atau di kulkas selama semalam.

Pendinginan dalam penangas es dan dalam kulkas, meyebabkan terbentuknya kristal biru turki.

3. Kristal biru turki yang terbentuk di dekantasi, kemudian dicuci beberapa kali dengan air es.

Setelah proses dekantasi, pencucian dan pengeringan, maka diperoleh kristal biru turki sebanyak 6,0137 g

4. Kristal dikeringkan dalam desikator yang berisi gel biru. Morfologi kristal yang terbentuk diamati.NB. Simpan sisa reaksi untuk digunakan pada percobaan selanjutnya

Sisa larutan disimpan untuk percobaan selanjutnya

Pirolisis K2[Cu(C2O4)2]SO4 . H2O

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. Seluruh produk isolasi hasil preparasi pada sebelumnya diletakkan dalam cawan

K2[Cu(C2O4)2] .H2O → 2H2O(g)+ K2CO3 + CuO + CO2(g) + 2CO(g)

Preparat yang dihasilkan berwarna coklat kehitaman sebanyak 2,1358 gHasil pirolisis berwarna coklat

10

Page 11: KIMIA TEMBAGA

porselin dan panaskan di atas pembakar bunsen. Pelelehan akan berawal dari tepi cawan menuju ke tengah.

kehitaman

2. Jika semua preparat meleleh, jauhkan pembakar bunsen. Kemudian dibiarkan dingin pada suhu kamar.

3. Perubahan yang terjadi diamati dan hasil pirolisis ditimbang.

Perolehan Logam Tembaga Lewat Sementasi

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Produk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. Seluruh hasil pirolisis dicampurkan dengan 20 ml asam klorida setengah pekat ke dalam gelas beaker dengan hati-hati.

K2CO3(s)+CO2(g)+ 4HCl(aq) → CuCl2(aq) + 2 KCl(aq)

hijau tua

Cu2+(aq)

+ Fe(s) → Cu(s) + Fe2+(aq)

Hasil pirolisis yang berwarna coklat kehitaman berubah menjadi larutan hijau dan muncul gelembung gas ketika penambahan larutan HCl setengah pekat

2. Campuran tersebut dipanaskan sebentar sehingga menghasilkan larutan berwarna hijau tua.

Pemanasan menyebabkan warna larutan semakin hijau tua

3. Larutan ini disatukan dengan Pencampuran larutan ini dengan

11

Page 12: KIMIA TEMBAGA

sisa reaksi pada sub 1 dan 2 (menghasilkan pH campuran berkisar antara 1-3)

filtrat I dan filtrat II pada percobaan sebelumnya menyebabkan warna campuran menjadi larutan biru muda dengan pH = 2

4. Dalam waktu 30 menit, dimasukkan 2,25 g serbuk besi halus sedikit demi sedikit sambil diaduk (digunakan spatula kaca).

Penambahan serbuk besi halus ke dalam campuran menyebabkan terbentuknya endapan merah kecoklatan

5. Ditambahkan tetes demi tetes asam klorida pekat untuk mempertahankan pH 1-3 Kemudian dipanaskan sebentar

Setelah pemanasan menyebabkan endapan tembaga yang terbentuk menjadi sedikit bertambah

6. Campuran didekantasi untuk memisahkan endapan tembaga yang berwarna merah coklat yang terbentuk. Endapan tersebut dipanaskan sekali lagi dengan sedikit asam klorida pekat (besi harus semuanya ada dalam larutan). Dekantasi sekali lagi dan satukan filtrat yang ada.

Endapan yang diperoleh setelah dekantasi, dan penambahan HCl pekat tetap berwarna merah kecoklatan dan larutan berwarna hijau muda

7. Ditambahkan lagi 0,25 g serbuk besi ke dalam filtrat yang telah disatukan tersebut. Jika masih ada tembaga

Penambahan serbuk besi kembali ternyata masih menghasilkan endapan tembaga.

12

Page 13: KIMIA TEMBAGA

tersementasi, lakukan dekantasi dan ulangi cara kerja 6 sampai semua tembaga tersementasi (tak ada endapan lagi).

8. Endapan tembaga hasil sementasi dikumpulkan dan dikeringkan dalam lemari pengering pada suhu 100oC. Setelah kering, ditimbang.

Massa endapan tembaga yang diperoleh dari percobaan ini yang sudah dicuci dengan larutan HCl encer untuk menghilangkan ion besi sebanyak 8,5431 g

9. Filtrat sisa yang mengandung ion besi disimpan untuk digunakan pada percobaan preparasi Fe(acac)3 pada topik kimia besi.

Filtrat berwarna hijau yang dihasilkan disimpan untuk praktikum kimia besi

Preparasi CuCl

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan produk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. Larutan CuCl2 diperoleh dari melarutkan padatan CuCl2

pada air kemudian dipanaskan dalam sebuah gelas beaker untuk menghilangkan gas oksigen yang terlarut.

2HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + CO2(g) + H2O[CuCl4]2- + 6 H2O [Cu(H2O)6]2+

(aq)+4 Cl-

[CuCl4]2- + Cu → 2 [CuCl2]-

[CuCl2]- → CuCl + Cl-

Pemanasan bertujuan menghilangkan oksigen terlarut dalam larutan

2. Diteteskan larutan asam HCl : berbau Penambahan HCl dilakukan untuk

13

Page 14: KIMIA TEMBAGA

klorida pekat secara perlahan-lahan ke dalam larutan CuCl2

tersebut sampai pH mencapai 1-3.

menyengat, bersifat iritatif

mencapai pH = 2

3. Ditambahkan soda (natrium karbonat) ke dalam larutan tersebut seujung spatula untuk menghasilkan suatu CO2 pelindung atmosfer.

Penambahan Natrium karbonar pada larutan menghasilkan gelembung-gelembung gas namun dapat bertahan hanya beberapa waktu

4. Semua serbuk tembaga yang dihasilkan pada sebelumnya ditambahkan ke dalam larutan tersebut, kemudian diaduk pelan-pelan sambil dipanaskan selama 30-35 menit (atur nyala api atau suhu agar menghasilkan panas kira-kira suam-suam kuku).

Penambahan serbuk tembaga hasil sedimentasi pada proses sebelumnya menyebabkan warna campuran menjadi hijau tua

5. Ditambahkan (bila diperlukan) sedikit soda dan asam klorida untuk mempertahankan pH 1-3 dan untuk mempertahankan CO2

pelindung atmosfer. Gelas beaker ditutup dengan kaca arloji.

Penambahan natrium karbonat menyebabkan terbentuknya gelembung gas dan penambahan HCl untuk mempertahankan pH

6. Selama pemanasan, uapkan Setelah pemanasan, pendinginan, dan

14

Page 15: KIMIA TEMBAGA

75 ml air dari larutan, kemudian dinginkan sisa larutan pada suhu 0oC dan ditambahkan 3 ml larutan asam sulfat (untuk menstabilkan CuCl dari oksidasi oleh oksigen dalam udara).

penambahan asam sulfat maka terbentuk larutan berwarna hijau tua

7. Larutan tersebut disaring dalam air es (akan terpisah CuCl yang tak terlarut dari larutan [CuCl2]-) dan dekantasi endapan putih yang terbentuk dengan segera, kemudian cuci endapan tersebut dengan sedikit etanol. Padatan yang didapat dikeringkan di dalam desikator.

Penyaringan dalam air es, dimana filtrat dimasukkan ke dalam air es menyebabkan terbentuk endapan putih dan larutan berwarna hijau.

8. Jika sisa larutan sudah tidak berwarna, buang ke bak cuci. Jika masih berwarna biru, berarti masih mengandung ion Cu2+ dan perlu ditangani lebih lanjut. Nb. Simpan larutan berwarna biru tersebut untuk pengolahan lebih

Filtrat hasil pencucian tidak berwarna

15

Page 16: KIMIA TEMBAGA

lanjut pada percobaan selanjutnya.

Daur Ulang untuk Menghasilkan Tembaga Vitriol

No. Prosedur Kerja Bahaya Reaktan dan Prduk

Pengamatan Teoritis Hasil Pengamatan Eksperiment

1. Seluruh CuCl hasil preparasi diletakkan ditempat terbuka sampai berwarna hijau, kemudian disuspensikan dengan 20 ml asam klorida encer.

2 CuCl 2 HCl + 1/2O2 → CuCl2 + H2O + Cl-

2CuCl + H2O2 + 2HCl→ 2CuCl2 + 2H2OCuCl2 + NaOH + Na2CO3 → CuO + CO2 +

NaCl + H2OCuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Endapan CuCl hasil preparasi berubah warna menjadi hijau setelah diletakkan ditempat terbukaPenambahan HCl encer membentuk suspensi berwarna kehijauan

2. Ditambahkan beberapa tetes hidrogen peroksida 30% ke dalam campuran. Kemudian diteteskan larutan natrium hidroksida 30% sampai pH larutan berkisar 4-5.

H2O2 dapat mengoksidasi zat-zat, sangat berbahaya

Penambahan hidrogen peroksida menyebabkan suspensi tetap berwarna kehijauanPenambahan NaOH menyebabkan terbentuk gelembung gas dan endapan berwarna hitam

3. Panaskan larutan tersebut dengan api yang kecil, kemudian ditambahkan sedikit serbuk Na2CO3

sampai tercapai pH larutan 11-12. dengan pemanasan akan terbentuk endapan hitam CuO. Endapan yang terbentuk disaring dan dicuci

Penambahan serbuk natrium karbonat menyebabkan pH = 11 dan larutan menjadi berwarna coklat gelapDengan bantuan pemanasan, endapan coklat kehitaman semakin banyak Setelah proses penyaringan maka diperoleh residu atau endapan berwarna coklat kehitaman dan

16

Page 17: KIMIA TEMBAGA

dengan aquades. Filtrat yang tak berwarna dapat dibuang ke tempat pembuangan untuk larutan sisa yang mengandung halogen.

filtrat tak berwarna

4. Endapan hitam CuO dimasukkan dalam gelas beaker, kemudian diteteskan larutan asam sulfat 50% sampai endapan CuO masih tinggal sedikit dan didekantasi dengan segera.

Asam sulfat merupakan oksidator kuat, bersifat berbahaya

Penambahan H2SO4 50% ke dalam endapan hitam menyebabkan terbentuknya larutan berwarna biru muda

5. Larutan didingingkan pada suhu kamar sehingga terjadi proses kristalisasi. Untuk menyempurnakan kristalisasi, letakkan larutan dalam lemari pendingin (kulkas) selama semalam.

Proses pendinginan larutan di dalam kulkas menyebabkan terjadi kristalisasi yakni membentuk kristal berwarna biru muda

6. Kristal yang terbentuk dan sisa larutan didekantasi. Kristal dicuci dengan sedikit air es dan disaring. Kemudian kristal dikeringkan dalam desikator.

Diperoleh endapan kristal dan filtrat yang berwarma biru muda

7. Kristal tembaga vitriol yang terbentuk ditimbang dan dibandingkan dengan

Diperoleh kristal tembaga vitriol sebanyak 3,6145 gram

17

Page 18: KIMIA TEMBAGA

tembaga vitriol yang telah digunakan dalam siklus percobaan ini.

8. Jika sisa larutan masih mengandung ion-ion tembaga, sisa larutan tersebut disimpan untuk percobaan daur ulang yang akan datang.

Sisa filtrat yang diperoleh sangat sedikit dan disimpan untuk didaur ulang.

18

Page 19: KIMIA TEMBAGA

V. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Preparasi [Cu(NH3)4]SO4. H2O

Pada percobaan ini, dilakukan percobaan kimia tembaga dengan teknik bersiklus.

Bahan awal yang digunakan adalah tembaga vitriol pentahidrat yang merupakan padatan

berwarna biru. Pada tahap pertama, akan dilakukan preparasi yakni senyawa kompleks

[Cu(NH3)4]SO4 . H2O. Prinsip dasar pembuatan senyawa kompleks ini adalah pendesakan

atau penggantian ligan H2O oleh ligan NH3. Oleh karena itu, terlebih dahulu dibuatkan larutan

senyawa kompleks [Cu(H2O)6]SO4. Tembaga vitriol pentahidrat merupakan senyawa yang

agak sukar larut dalam air dingin sehingga untuk melarutkannya dibantu dengan proses

pemanasan. Persamaan reaksi terbentuknya senyawa kompleks [Cu(H2O)6]SO4 adalah sebagai

berikut.

CuSO4.5H2O + H2O → [Cu(H2O)6]2+ + SO42-

Setelah terbentuk senyawa kompleks ini yang ditandai dengan larutnya tembaga vitriol

dan larutan berwarna biru, maka penambahan amonia pekat akan menyebabkan terbentuknya

endapan namun akan larut kembali. Endapan tersebut merupakan Cu(OH)2. Dengan

menggunakan media non polar yakni etanol, maka campuran amonia dengan larutan tembaga

vitriol akan menghasilkan senyawa kompleks [Cu(NH3)4]SO4 .H2O. persamaan reaksi yang terjadi

adalah sebagai berikut.

[Cu(H2O)6]2+ + 2NH3 + SO42- Cu(OH)2.CuSO4↓ + 2NH4

+ + 10H2O

Cu(OH)2.CuSO4↓ + 8 NH3 + H2O → 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH-

Endapan Cu(OH)2 yang terbentuk bersifat tidak stabil sehingga dapat melarut kembali.

Penambahan ammonia seterusnya akan menggeser kesetimbangan sehingga terbentuk

kompleks [Cu(NH3)4]SO4 dengan reaksi berikut :

CuSO4 (aq) + 4NH3 (aq) → [Cu(NH3)4]SO4 (aq)

Setelah pengadukan dihentikan terbentuk larutan berwarna biru tua jernih. Pada saat

menambahkan ammonia pekat tetap dilakukan dalam keadaan panas, agar terjadi pelarutan

yang sempurna (tidak ada endapan). Larutan kompleks yang telah diperoleh kemudian

dituangkan ke dalam labu Erlenmeyer yang berisi 30 mL etanol. Salah satu sifat dari

[Cu(NH3)4]SO4 adalah tidak dapat larut dalam pelarut nonpolar seperti etanol. Sehingga, pada

saat kompleks [Cu(NH3)4]SO4 dituangkan ke dalam etanol akan terbentuk endapan yang

berwarna biru pekat dan terdapat larutan yang juga berwarna biru. Endapan yang terbentuk

merupakan endapan kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat, [Cu(NH3)4]SO4(s). Jika media

yang digunakan sebagai pelarut bersifat polar maka akan menyebabkan ammonia yang

dilarutkan akan membentuk ammonium sulfat. Hal itu terjadi karena ammonium bermuatan

19

Page 20: KIMIA TEMBAGA

positif dan sulfat bermuatan negatif. Campuran antara endapan [Cu(NH3)4]SO4 dengan

larutannya kemudian didiamkan selama 15 menit. Hal ini, bertujuan agar kristalisasi berjalan

sempurna (endapan yang terbentuk maksimal).

Gambar 1. Endapan biru [Cu(NH3)4]SO4

Endapan yang diperoleh kemudian dipisahkan dengan cara penyaringan dan dicuci dengan

etanol untuk menghilangkan pengotor-pengotor kristal sehingga diperoleh endapan murni.

Hasil penyaringan (filtrat) dicampur dengan etanol hasil cucian. Kemudian diuapkan hingga

volumenya tinggal beberapa mL. Hal ini bertujuan agar etanol yang terkandung didalamnya

menguap semua. Filtrat yang awalnya berwarna biru muda jernih setelah dipanaskan berubah

menjadi biru muda keruh (menandakan etanol telah teruapkan). Selanjutnya, larutan biru

muda keruh tersebut ditambahkan asam sulfat pekat sebanyak 5 tetes, sehingga larutan

berubah menjadi larutan tak berwarna, karena sisa basa yang masih terdapat dalam filtrat

kompleks Cu tersebut telah dinetralkan oleh asam sulfat.

Endapan kristal yang diperoleh berwarna biru tua dan selanjutnya dikeringkan dalam

oven. Berat kristal yang diperoleh adalah 2,3019 gram. Kemudian dari percobaan ini

diperoleh randemen kristal [Cu(NH3)4]SO4 dengan perhitungan sebagai berikut :

Massa CuSO4.5H2O = 5,0027 gram (Mr = 249,68 g/mol)

Mol CuSO4.5H2O 5,0027 gram / 249,68

= 0,02 mol

Volume NH3 = 20 mL (Mr = 17 g/mol)

massa jenis NH3 = 0,91 g/mL

mol NH3 = (20 x 0,91) / 17 = 1,070 mol

Adapun massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O secara teoritis = 4,91 gram yang diperoleh lewat

perhitungan dibawah ini.

CuSO4.5H2O + 4 NH3 → [Cu(NH3)4]SO4. H2O + 4 H2O

20

Page 21: KIMIA TEMBAGA

m : 0,02 mol 1,07 mol - -

b : 0,02 mol 0,08 mol 0,02 mol 0,08 mol

s : - 0,99 mol 0,02 mol 0,08 mol

Sehingga massa [Cu(NH3)4]SO4. H2O = mol x Mr

= 0,02 mol x 245,5 g/mol

= 4,91 gram

Kemudian, dalam percobaan diperoleh 4,7581 gram [Cu(NH3)4]SO4. H2O. Sehingga

persentase yield adalah

% yield = massa hasil pecobaan

Massa teoritis = 4,7581gram

4,91 gram = 96,9 %

Preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2 H2O

Pada percobaan preparasi K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O digunakan seluruh massa

[Cu(NH3)4]SO4. H2O digunakan yakni 4,7581 g. Pertama – pertama 16 gram serbuk K2C2O4

yang berwarna putih dilarutkan dalam 100 mL aquades hangat suam-suam kuku, terbentuk

larutan berwarna putih keruh. Kristal ini sulit larut dalam aquades dingin sehingga perlu

dihangatkan terlebih dahulu agar kristal melarut sempurna. Padatan [Cu(NH3)4]SO4. H2O

sebanyak 7,581 g juga dilarutkan dalam 12 mL aquades dan terbentuk larutan yang berwarna

biru tua. Larutan K2C2O4 kemudian dicampurkan ke dalam larutan [Cu(NH3)4]SO4 sehingga

menghasilkan campuran berwarna biru. Penambahan asam sulfat pada campuran ini

menyebabkan warna larutan biru menjadi warna biru turki dan pH campuran menjadi 5.

Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

[Cu(NH3)4]SO4. H2O + 2 K2C2O4.H2O → K2[Cu(C2O4)2].2 H2O + K2SO4 + NH3

Agar terbentuk kristal K2[Cu(C2O4)2].2 H2O secara sempurna, maka campuran

didiamkan dalam penangas. Setelah beberapa menit didiamkan dalam penangas es dan juga

didinginkan dalam lemari es, maka terbentuklah kristal K2[Cu(C2O4)2].2 H2O yang berwarna

biru turki. Filtrat hasil dekantasi kristal juga berwarna biru yang merupakan sisa yang masih

mengandung kompleks K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2H2O, dimana filtrat disimpan untuk praktikum

selanjutnya. Kristal yang diperoleh juga harus dicuci dengan air es, dimana pencucian ini

bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor pada kristal yang diperoleh. Berdasarkan hasil

percobaan yang dilakukan, dengan menggunakan 4,7581 g padatan [Cu(NH3)4]SO4. H2O

menghasilkan kristal K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O sebanyak 6,0137 g.

21

x100%

x100%

Page 22: KIMIA TEMBAGA

kristal K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O filtrat + sisa pencucian kristal

Pirolisis K2[Cu(C2O4)2]SO4 . 2 H2O

Tahapan selanjutnya adalah pirolisis kristal K2[Cu(C2O4)2]SO4.H2O yang diperoleh pada

tahapan sebelumnya dengan melakukan pemanasan dimana kristal tersebut ditempatkan pada

cawan penguap. Setelah dipanaskan kristal yang awalnya berwarna biru tersebut berubah

menjadi berwarna coklat kehitaman. Ha ini terjadi karena kristal K2[Cu(C2O4)2]SO4 .2H2O

mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Warna hitam yang terbentuk

merupakan warna dari CuO. Senyawa khelat kalium oksalato kuprat yang berwarna biru

Turki, kalau dipirolisis secara sempurna akan menghasilkan tembaga (II) oksida, potas

( kalium karbonat), karbon dioksida, dan air. Adapun reaksinya :

K2[Cu(C2O4)2] .H2O 2H2O(g) + K2CO3 + CuO + CO2 + 2CO(g)

Setelah semuanya meleh pemanasan dihentikan dan didinginkan dalam suhu kamar.

Hasil pirolisis yang diperoleh adalah berupa padatan berwarna coklat kehitaman dimana

diperoleh sebanyak 2,1358 g.

Hasil Pirolisis

Perolehan Tembaga Lewat Sementasi

22

Page 23: KIMIA TEMBAGA

Kristal hasil pirolisis yang diperoleh dengan massa sebanyak 2,1358 gram ditambahkan

HCl setengah pekat (6M) menghasilkan larutan yang berwarna hijau muda. Tujuan dari

penambahan HCl adalah untuk mereaksikan hasil pirolisis menjadi CuCl2 dan KCl. Larutan

yang berwarna merupakan CuCl2. Selain itu, pada saat penambahan HCl setengah pekat juga

timbul gelembung – gelembung gas yang menandakan terbentuknya gas CO2. Sehingga,

penambahan HCl ini dilakukan di ruang asam. Adapun reaksinya, adalah sebagai berikut :

CuO(s) + K2CO3 (s) + 4 HCl (aq) → CuCl2(s) + 2 KCl + CO2(g) + 2H2O (g)

Selanjutnya dilakukan proses pemanasan untuk mempercepat terjadinya reaksi dan

menghilangkan kadar air yang ada di dalam larutan. Setelah pemanasan, warna larutan

semakin hijau. Proses selanjutnya adalah mencampurkan larutan ini dengan filtrat I dan filtrat

II. Filtrat I merupakan filtrat sisa preparasai [Cu(NH3)4]SO4. H2O yang merupakan larutan tak

berwarna dan filtrat II merupakan filtrat sisa dekantasi pada preparasi K2[Cu(C2O4)2] . 2H2O

yang merupakan larutan berwarna biru.

Larutan CuCl2 filtrat I filtrat II campuran

Dalam larutan ini, kemudian ditambahkan serbuk besi sebanyak 2,2534 gram sedikit

demi sedikit sambil diaduk menggunakan spatula kaca. Penambahan serbuk besi sedikit demi

sedikit bertujuan agar serbuk besi dapat terlarut sempurna dalam larutan. Pengadukan

dilakukan dengan menggunakan batang pengaduk kaca (tidak menggunakan magnetik

stirrer), karena kita ketahui bahwa besi dapat menempel pada pengaduk magnetik sehingga

dapat mengganggu banyaknya jumlah besi yang terlarut. Pada penambahan serbuk besi ini,

terbentuk larutan yang berwarna hijau kekuniangan dan pada dasar gelas kimia terbentuk

endapan merah bata. Reaksi yang terjadi saat penambahan Fe pada tembaga adalah sebagai

berikut :

CuCl2(aq) + Fe (s) → Cu(s) + Fe2+(aq)

Prosedur selanjutnya adalah memanaskan campuran dengan tujuan untuk

menyempurnakan pembentukan endapan dan terbentuk kristal seperti jarum. Penambahan

beberapa tetes HCl dilakukan untuk mempertahankan pH larutan yakni 1-3. Endapan yang

terbentuk kemudian didekantasi dan diperoleh endapan yang berwarna merah bata dan larutan

23

Page 24: KIMIA TEMBAGA

yang berwarna hijau muda. Endapan merah bata ditetesi sedikit HCl dan dipanaskan. HCl

encer ini ditambahkan agar Fe2+ yang kemungkinan masih terkandung dalam endapan Cu

dapat melarut dalam HCl membentuk FeCl2 yang berwarna kuning. Dengan penambahan HCl

ini, bertujuan untuk melarutkan besi dengan menghasilkan garam-garam besi (II) dan gas

hidrogen sehingga nantinya diperoleh tembaga yang lebih murni.

Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (g)

Fe + 2HCl → Fe2+ + 2 Cl- + H2 (g)

Setelah penambahan HCl dan pemanasan, ternyata terbentuk FeCl2 yang berwarna hijau

kekuningan. Semua filtrat yang diperoleh disatukan dan kembali ditambahkan 0,25 gram

serbuk besi dan kembali ditambahkan sedikit HCl sampai tidak terbentuk tembaga lagi

kemudian didekantasi. Setelah tidak terbentuk tembaga lagi, tembaga hasil sementasi disaring

dengan kertas saring untuk memisahkan tembaga dengan filtratnya dan dikeringkan dalam

oven dan kemudian ditimbang. Tembaga hasil penyaringan diperoleh berupa padatan

berwarna merah kecoklatan, dan filtrat hasil penyaringan berwarna hijau muda. Filtrat ini

disimpan untuk praktikum besi selanjutnya.

Tembaga Hasil Sementasi dan Filtrat Hasil Sementasi

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, tembaga yang diperoleh secara sementasi

adalah 8,5431 g. Secara teoritis endapan tembaga yang diperoleh dapat dihitung sebagai

berikut. Perhitungan yield dilakukan dengan menggunakan massa dari [Cu(NH3)SO4.H2O.

Karena, dalam percobaan yang dilakukan pada pirolisis tidak dilakukan penimbangan

terhadap produk yang diperoleh. Selain itu pada pirolisis di peroleh endapan yang

mengandung dua produk yaitu CuO(s) dan K2CO3(s).

Massa [Cu(NH3)SO4.H2O = 4,7581 gram ; Mr = 245,5 g/mol

Mol [Cu(NH3)SO4.H2O = 4,7581/245,5 = 0,0194 mol

Karena sesuai dengan reaksi berikut :

[Cu(NH3)4]SO4. H2O + 2 K2C2O4.H2O → K2[Cu(C2O4)2].2 H2O + K2SO4 + NH3

Mol [Cu(NH3)SO4.H2O = mol Cu

24

Page 25: KIMIA TEMBAGA

Sehingga massa Cu secara teoritis = mol Cu x Mr Cu

= 0,0194 mol x 63,5 g/mol

= 1,2319 gram

Preparasi CuCl

Larutan CuCl2 yang diperoleh dengan membuat larutannya dair padatan CuCl2 yang

tersedia di laboratorium. Ini dilakukan karena, pada percobaan ini tidak dilakukan pembuatan

larutan CuCl2 dari K[Cu(OCN)3]. Pemanasan ini dilakukan agar gas oksigen yang terlarut

didalamnya dapat menghilang (menguap ke udara), sehingga tidak mengganggu proses

selanjutnya. Larutan tersebut kemudian diukur pH-nya dengan menggunakan indikator

universal diperoleh pH-nya sebesar 2. Jadi, untuk selanjutnya tidak dilakukan penambahan

HCl pekat. Karena tujuan dari penambahan HCl pekat ini adalah untuk membuat kondisi

larutan tersebut menjadi asam (pH = 1-3).

Proses pemanasan larutan CuCl2

Penambahan Na2CO3 dilakukan pada larutan CuCl2 untuk melindungi atmosfer untuk

mencegah masuknya oksigen dari udara ke dalam sistem yang mengoksidasi tembaga I

menjadi tembaga II. Pada saat penambahan natrium karbonat ini, terbentuk gelembung –

gelembung gas dalam larutan tersebut. Gelembung – gelembung tersebut merupakan CO2

pelindung atmosfir yang dihasilkan dari penguraian Na2CO3 sebagai berikut :

Na2CO3 → 2 Na+(aq) + CO3

2-(aq)

Ion CO32- akan bereaksi dengan Cu+ untuk menghasilkan Cu2CO3 yang kemudian

bereaksi dengan H+ dari penambahan HCl untuk membentuk H2O dan CO2. reaksi yang

etrjadi adalah sebagai berikut :

2Cu+ + CO32- → Cu2CO3(s)

Cu2CO3 + 2H+ → 2Cu+ + H2O + CO2(g)

25

Page 26: KIMIA TEMBAGA

Selanjutnya ke dalam larutan tersebut ditambahkan semua serbuk Cu yang dihasilkan

pada percobaan sebelumnya. Setelah ditambahkan serbuk tembaga, larutan kemudian

dipanaskan selama beberapa menit. Penambahan serbuk tembaga menyebabkan larutan

menjadi berwarna coklat. Pemanasan dilakukan agar semua serbuk dapat terlarut dengan baik

atau sempurna (tidak ada endapan serbuk Cu yang belum terlarut). Pemanasan ini dijaga, agar

tetap suam –suam kuku agar Cu+ yang telah terbentuk tidak teroksidasi lagi menjadi Cu2+.

Reaksi yang terjadi adalah :

Cu2+(aq) + Cu(s) 2 Cu +

(aq)

Kedalam larutan tersebut tidak tambahkan HCl, karena pH yang terukur adalah 2,

namun pada larutan ini ditambahkan soda kue untuk membentuk CO2 pelindung atmosfir.

Larutan kemudian dipanaskan dan ditutup dengan kaca arloji, agar tidak ada oksigen yang

masuk ke dalam larutan. Karena hal tersebut, dapat mengoksidasi Cu+ menjadi Cu2+ kembali.

Selain itu, bertujuan untuk menguapkan airnya. Selama pemanasan diuapkan 75 mL air dari

larutan. Penguapan bertujuan untuk menjaga larutan CuCl2 dari pendesakan ligan Cl- oleh

ligan air menurut persamaan berikut:

[CuCl4]2- + 6 H2O [Cu(H2O)6]2+(aq) + 4 Cl-

Setelah penguapan dihentikan, larutan yang berwarna hijau tersebut dimasukkan ke

dalam penangas es kemudian ditambahkan asam sulfat pekat. Pada saat penambahan asam

sulfat pekat ini, terbentuk larutan kuning muda sedikit kehijauan. Tujuan dari penambahan

H2SO4 ini adalah untuk menstabilkan CuCl yang terbentuk dari oksidasi oleh oksigen dari

udara.

Setelah didinginkan terbentuk endapan berwarna putih dan larutan yang berwarna

kuning muda kehijauan. Larutan yang berwarna kuning muda kehijauan ini, kemungkinan

mengandung CuCl2, karena sesuai dengan teori larutan yang dihasilkan seharusnya berwarna

kuning muda. Selanjutnya, endapan yang diperoleh dipisahkan dengan cara dekantasi dan

dipisahkan dengan filtratnya.

Filtrat hasil dekantasi dipanaskan kembali agar airnya teruapkan sehingga larutan akan

lebih jenuh. Endapan putih ini merupakan CuCl, yang selanjutnya dicuci dengan sedikit

etanol dan didekantasi. Setelah didekantasi dan dicuci dengan sedikit etanol didapat endapan

putih CuCl yang tidak larut dalam [CuCl2]- menurut reksi berikut:

[CuCl2]- → CuCl + Cl-

26

Page 27: KIMIA TEMBAGA

Daur Ulang Tembaga Vitriol

Hasil preparasi dari percobaan sebelumnya akan didaur ulang untuk memperoleh

tembaga vitriol, dimana padatan CuCl yang diperoleh pada percobaan sebelumnya diletakkan

di tempat yang terbuka. Setelah beberapa saat padatan tersebut berubah warna menjadi hijau.

Hal ini disebabkan karena di tempat terbuka terdapat oksigen yang mampu mengoksidasi Cu+

menjadi Cu2+ kembali, sehingga terbentuk senyawa CuCl2. Kemudian disuspensikan dengan

20 mL HCl encer, terbentuk suspensi yang berwarna hijau. Selanjutnya ditambahkan sisa

reaksi dari percobaan sebelumnya yang berwarna kuning muda kehijauan sehingga terbentuk

campuran berwarna lebih hijau tua.

Larutan ini kemudian ditambahkan H2O2 30 % sebanyak 4 tetes. Tujuan dari

penambahan H2O2 30 % adalah untuk menyempurnakan reaksi CuCl menjadi CuCl2, artinya

agar semua Cu+ dapat teroksidasi menjadi Cu2+. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CuCl + H2O2 → CuCl2 + H2O

Setelah penambahan hidrogen peroksida ini. Larutan masih tetap berwarna hijau dengan

pH yang terukur adalah 0. Kemudian larutan ini ditambahkan larutan NaOH 30 % dan

peroleh pH = 5. Pada saat penambahan NaOH ke dalam larutan timbul endapan hitam

dipermukaan larutan dan lama-kelaman menghilang. Tujuan dari penambahan NaOH ini

adalah untuk menetralkan asam yang berlebihan dalam larutan tersebut.

Larutan tersebut kemudian dipanaskan dengan api kecil, yang selanjutnya ditambahkan

serbuk natrium karbonat (berupa serbuk yang berwarna putih) sambil tetap dipanaskan.

Dengan penambahan natrium karbonat ini , larutan berubah warna menjadi coklat dan

terbentuk gelembung-gelembung gas pada permukaan larutan. Gelembung gas ini merupakan

gas CO2 yang dihasilkan dari reaksi sebagai berikut :

CuCl2(aq) + Na2CO3(s) CuO(s) + NaCl(aq) + CO2 (g)

Penambahan Na2CO3 dilakukan sampai pH berkisar 11-12. Oleh karena itu,

penambahan Na2CO3 tetap dilakukan sambil larutan tetap dipanaskan dengan api kecil.

Setelah beberapa kali penambahan Na2CO3, pH larutan diukur kembali dengan menggunakan

indikator universal dan diperoleh pH = 11 serta terbentuk larutan berwarna coklat. Kemudian

larutan tetap dipanaskan agar terbentuk endapan hitam CuO. Pada saat pemanasan ini, larutan

yang mula-mula berwarna coklat, lama kelamaan berubah menjadi hitam dan terbentuk

endapan hitam yang merupakan endapan CuO.

27

Page 28: KIMIA TEMBAGA

Larutan setelah dipanaskan terbentuk

endapan hitam dan larutan tak berwarna

Endapan hitam tersebut kemudian dipisahkan dengan cara disaring. Filtrat yang tak

berwarna, dapat dibuang ke bak cucian karena telah terbebas dari kontaminan. Selanjutnya

endapan yang masih tertinggal dikertas saring di cuci dengan aquades untuk menghilangkan

pengotornya. Selanjutnya, endapan hitam tersebut dipindahkan ke gelas kimia dan

ditambahkan asam sulfat 50%. Tujuan penambahan asam sulfat ini adalah untuk membentuk

tembaga sulfat dengan reaksi :

CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(i)

Setelah ditambahkan asam sulfat, terbentuk larutan berwarna biru. Kemudian larutan

ini didinginkan dalam lemari pendingin selama satu minggu untuk memperoleh kristal CuSO4

(tembaga vitriol).Setelah melewati proses pendinginan selama satu minggu diperoleh kristal

tembaga vitriol, yang selanjutnya didekantasi. Berdasarkan percobaan bersiklus ini, diperoleh

kembali tembaga vitriol sebanyak 3,6145 g. Oleh karena itu, dapat diperhitungkan % daur

ulang tembaga vitriol yakni sebagai berikut.

28

Page 29: KIMIA TEMBAGA

VI. SIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dan uraian pembahasan yang telah

dijabarkan, dapat diberikan beberapa simpulan sebagai berikut.

1. Senyawa kompleks [Cu(NH3)4].SO4 dibuat dengan cara mereaksikan CuSO4.5H2O

dengan NH3 pekat sesuai dengan reaksi berikut:

CuSO4.5H2O + NH3 [Cu(NH3)4].SO4 + 5 H2O

2. Kompleks K2[Cu(C2O4)2].2 H2O dapat dibuat dari [Cu(NH3)4].SO4 dengan K2C2O4

sesuai reaksi:

[Cu(NH3)4].SO4 .H2O(aq) + K2C2O4(aq) K2[Cu(C2O4)2].2 H2O

Biru tidak berwarna biru tua

3. Pirolisis K2[Cu(C2O4)2].2 H2O menghasilkan CuO dan K2CO3 serta H2O. Tembaga

dapat diperoleh dari proses sementasi dengan mereaksikan hasil pirolisis dengan HCl

6 M sesuai reaksi:

CuO (s) + K2CO3 (s) + 4 HCl (aq) CuCl2(s) + 2 KCl(aq) + CO2(g) + 2 H2O (g)

CuCl dapat diperoleh dengan mereaksikan CuCl2 dengan HCl menghasilkan CuCl

sesuai dengan reaksi:

CuCl2 + Cl- CuCl + Cl2

Kemudian ditambahkan natrium karbonat menghasilkan gas CO2 sesuai dengan reaksi

berikut:

2 Cu2+ + CO32- Cu2CO3

Cu2CO3 + 2 H+ 2 Cu2+ + H2O + CO2

2 Cu2+(aq) + Cu(s) 2 Cu+

(aq)

Daur ulang tembaga vitriol dilakukan dengan mereaksikan CuCl2 dengan Na2CO3

menghasilkan CuO yang selanjutnya direaksikan dengan H2SO4 menghasilkan CuSO4.

29

Page 30: KIMIA TEMBAGA

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, H. 1990. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Bandung: In stitut Teknologi

Bandung.

Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia

Gould, Edwin S. 1995. Inorganic Reaction and structure. New York : Holt, Rinehart and

Winston, Inc.

Greenwood, NN and A. Earshou. 1997. Chemistry of the Elements 2nd Edition. Greet

Bretonian : Elseuies Utd.

Sudria, IB dan Manimpan Siregar. 2002. Kimia Anorganik II. Singaraja : IKIP Neeri

Singaraja

Svehla. 1990. Buku teks Analisis Anorganik Makro dan Semimakro. Jakarta : PT Kalman

Media Pustaka.

30