Pembuatan Partikel Nikel Dimetilglioksim Yang Halus Dan Homogen

5/27/2018 Pembuatan Partikel Nikel Dimetilglioksim Yang Halus Dan Homogen

1/18

PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK II

SEMESTER GANJIL

TAHUN AJARAN 2013/2014

OBJEK VIII PEMBUATAN PARTIKEL NIKEL DIMETILGLIOKSIM YANG HALUS DAN HOMOGEN

PEMBUATAN PARTIKEL NIKEL DIMETILGLIOKSIM YANG

HALUS DAN HOMOGEN

I. TUJUANMempelajari cara mesintesis senyawa nikel dimetilglioksim yang halus

dan homogen.

II.TEORISuatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu atom (ion) pusat dan sejumlah

ligan yang terikat erat dengan atom (ion) pusat tersebut. Atom pusat ditandai

oleh bilangan koordinasi, yaitu suatu angka bulat yang menunjukkan jumlah ligan

yang dapat membentuk kompleks stabil dengan satu atom pusat. Ion-ion dan

molekul anorganik sederhana seperti : NH3, CN-, Cl

-dan H2O membentuk ligan

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

tersedia disekitar ion atom pusat dalam bulatan koordinasinya.

Pereaksi-pereaksi organik yang dipakai dalam pemeriksaan kimia

umumnya mengandung gugus fungsi yang bertindak sebagai ligan. Karena itu,

pereaksi-pereaksi ini dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion-ion

logam, terutama senyawa kompleks dengan kelat. Pereaksi-pereaksi organik

tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan endapan atau mencegah

timbulnya warna atau untuk mengubah sifat oksidasi atau reduksi suatu

senyawa.[1]

Ion kompleks dideskripsikan sebagai ion logam dan beberapa jenis ligan

yang terikat olehnya. Struktur dari ion kompleks tergantung dari 3 karakteristik,

yaitu bilangan koordinasi, geometri dan banyaknya atom penyumbang setiap

ligan:

a) Bilangan Koordinasi

Bilangan koordinasi adalah jumlah dari ligan-ligan yang terikat langsung oleh

atom pusat. Bilangan koordinasi dari Co3+

dalam senyawa [Co(NH3)6]3+

adalah 6,

karena enam atom ligan (N dari NH3) terikat oleh atom pusat yaitu Co3+

.

Umumnya, bilangan koordinasi yang paling sering muncul adalah 6, tetapi


2/18


SEMESTER GANJIL



terkadang bilangan koordinasi 2 dan 4 juga dapat muncul dan tidak menutup

kemungkinan bilangan yang lebih besar pun bisa muncul.

b) Geometri

Bentuk (geometri) dari ion kompleks tergantung pada bilangan koordinasi dan

ion logam itu sendiri. Geometri ion kompleks tergantung pada bilangan

koordinasinya 2, 4, dan 6, dengan beberapa contoh misalnya sebuah ion kom-

pleks yang mana ion logamnya memiliki bilangan koordinasi 2, seperti

[Ag(NH3)2]+, memiliki bentuk yang linier.

c) Atom Pusat

Tidak semua logam membentuk senyawa kompleks, hanya logam-logam yangmemiliki orbital kosong untuk menampung donor dari ligan. Atom Pusat adalah

atom yang menyediakan tempat bagi elektron yang didonorkan. Biasanya berupa

ion logam, terutama logam golongan transisi (Fe2+

, Fe3+

, Cu2+

, Co3+

, dll) yang

memiliki orbital (d) yang kosong.

Sedangkan Ligan adalah molekul/ion yang mengelilingi logam dalam ion

kompleks yang harus memiliki PEB. Interaksi antar atom logam dan ligan dapat

dibayangkan bagaikan reaksi asam basa-lewis.[2]

Nikel adalah logam putih perak yang keras, bersifat liat, dapat ditempa

dan sangat kukuh. Logam ini melebur pada suhu 1445oC dan bersifat sedikit

magnetis. Nikel terdapat dialam sebagai bentuk senyawaan yang dapat

ditemukan dalam bentuk :

1. A.Millerite,NIS

2. Garnierite (silikat dengan Mg)

3. Laterite ,silikat (Ni,Mg)6 Si4O10(OH)6

4. Pentlandite ,5 % nikel yang bergabung dengan Cu dan Co.[3]

Nikel (II) membentuk sejumlah besar kompleks dengan bilangan

koordinasi 6, 5 dan 4 yang memiliki semua jenis struktur yang utama yaitu :

oktahedral, trigonal bipiramidal, piramidal bujur sangkar, tetrahedral dan bujur

sangkar. Senyawa-senyawanya memberikan kesetimbangan rumit yang

umumnya tergantung pada suhu dan terkadang bergantung pada konsentrasi.

Spesies terkoordinasi 6 yang paling umum ditemui adalah ion aquo hijau


3/18


SEMESTER GANJIL



[Ni(H2O)6]2+

yang dibentuk pada pelarutan Ni, NiCO3 dan sebagainya hingga

menghasilkan kompleks seperti trans-[Ni(H2O)2(NH3)4]2+

atau [Ni(en)3]2+

.

Kompleks amin ini biasanya berwarna biru atau ungu dikarenakan pergeseran

pita serapan bila H2O digantikan oleh medan ligan yang lebih kuat.[4]

Untuk spesies terkoordinasi 4, kebanyakan kompleks ini adalah bujur

sangkar, hal ini dikarenakan konfigurasi d8ligan planar menyebabkan salah satu

orbital d menjadi tinggi secara khas dalam energi dan kedelapan elektron dapat

menempati keempat orbital lainnya namun meninggalkan orbital-orbital anti-

ikatan yang lebih kuat.

Dengan koordinasi tetrahedral, penempatan orbital anti-ikatan tidakdapat dihindari dengan sistem d

8 Pd

2+ dan Pt

2+. Faktor ini menjadi demikian

penting sehingga tidak ada kompleks tetrahedral yang terbentuk. Kompleks

planar Ni2+

hanya akan berada dalam sifat diamagnetik.[2]

Sifat-sifat kompleks planar Ni2+

:

1. Berwarna merah, kuning atau coklat

2. Menyebabkan adanya pita serapan dengan intensitas sedang dalam range

450-600 nm

Nikel (II) akan membentuk sebuah endapan apabila direaksikan dengan

sebuah senyawa organik dimetilglioksim C4H6(NOH)2. Pembentukan endapan

berwarna akan terjadi secara kuantitatif dalam sebuah larutan yang mempunyai

pH sekitar 5-6, reaksi pembentukan kompleks yang terjadi dapat digambarkan

sebagai berikut :

Adapun sifatsifat dari dimetilglioksim adalah :

1. Berupa bubuk kristal

2. Berwarna merah darah


4/18


SEMESTER GANJIL



3. Mempunyai titik leleh 2500C

4. Merupakan Kristal trinidit dari alkali dan air

5. Tidak larut dalam air, asam asetat, ammonia, dan asam mineral

6. Mendekati sol dalam alkohol

7. Berat molekul 288,94 g/mol

Nikel dimetilglioksim merupakan sebuah endapan yang cukup padat dan

rapat. Untuk mendapatkan bubuk yang cukup halus dan homogen, biasanya

dapat diperoleh dengan merubah pH larutan menjadi kecil, yaitu sekitar 3-4

dengan menambahkan urea kedalam larutannya. Larutan tersebut dipanaskan

untuk mengubah urea menjadi ammonia dengan reaksi sebagai berikut :NH2CONH2+ H2O2NH3+ CO2

Nikel dapat dibentuk secara alami dalam sebuah kombinasi antara

arsenik, antimon dan sulfur, misalnya millerite NiS, NiAs dan lain-lain. Komponen

nikel yang bernilai komersil adalah granierets yaitu silikat magnesium nikel dan

mengandung 35% Ni.[4]

Kegunaan dari dimetilglioksim adalah :

1. Mendeteksi dan menentukan logam Ni dan pemisahnya dari Co dan logam

lain

2. Membentuk endapan merah dengan nikel

3. Pemisahan Pd dari Sn, Au, Rh, dan Ir

4. Mendeteksi Bi

5. Sebagai pigmen dalam zat

6. Dalam bidang kosmetik[1]

Untuk mendapatkan logam nikel yang murni dapat dilakukan dengan

proses ekstraksi dari bijih nikel (II) oksida. Dimana nikel (II) oksida ini direduksi

dengan karbon menjadi logam Ni yang masih belum murni, untuk

memurnikannya dapat dilakukan dengan metoda elektroda posisi. Namun

beberapa nikel yang tinggi kemurniannya tetap dibuat dengan cara mereaksikan

karbonil monoksida dengan nikel tidak murni pada suhu 50oC dan tekanan biasa

atau dengan anyaman nikel tembaga dalam keadaan yang lebih kuat


5/18


SEMESTER GANJIL



menghasilkan NiCO4yang mudah menguap. Logam yang kemurniannya 99,90 %

sampai 99,99% diperoleh dengan komposisi termal pada suhu 200oC.

[2]

Nikel terletak pada golongan VIII B dan pada periode keempat dalam

sistem periodik. Nikel termasuk logam transisi sehingga mempunyai beberapa

bilangan oksidasi. Hal ini dikarenakan pengisian orbital d oleh elektron

valensinya. Dengan beberapa bilangan oksidasi, maka nikel dapat membentuk

beberapa kompleks seperti :

1. K2NiF6, KNiF3dengan struktur oktahedral

2. [NiCl4]2-

dengan struktur tetrahedral

3.

[Ni(CN)4]

2-

dengan struktur segiempat planarNikel seringkali disepuh sebagai lapisan pelindung dikarenakan nikel

sangat tahan terhadap penyerangan oleh udara atau air pada suhu biasa pada

keadaan padat. Garam-garam (II) yang stabil diturunkan dari nikel (II) oksida

(NiO) yang merupakan zat berwarna hijau disebabkan oleh warna dari kompleks

heksa aquonikelat (II) [Ni(H2O)6]2+

.[4]


6/18


SEMESTER GANJIL



III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan bahan

3.1.1 Alat

3.1.2 Bahan

No. Bahan Fungsi

1. Dimetilglioksim Sebagai sumber ligan

2. Asam klorida Untuk menjaga pH (mengasamkan

larutan)

3. NiSO4atau NiNO3 Sebagai ion pusat

4. Urea Sebagai pembentuk endapan

5. Aquades Sebagai pelarut

No Alat Fungsi

1. Termometer Mengukur suhu larutan

2. Erlenmeyer Wadah larutan

3. Kertas saring Untuk menyaring

4. Gelas piala Wadah larutan

5. Corong Untuk penyaringan

6. Magnetik bar Untuk menghomogenkan larutan

7. Hot plate stirrer Untuk memanaskan


7/18


SEMESTER GANJIL


OBJEK VIII PEMBUATAN PARTIKEL DIMETILGLIOKSIM YANG HALUS DAN HOMOGEN

3.2 Cara kerja

1. Sebanyak 2,5 gram nikel sulfat atau nikel nitrat dimasukkan ke dalam

erlenmeyer 100 mL dan diaduk sampai semua larut.

2. pH larutan diatur sekitar 5 dengan menambahkan HCl kemudian

ditambahkan 15 mL larutan dimetilglioksim 1 % dan dilanjutkan dengan

penambahan 4 5 gram urea, campuran dipanaskan sampai suhu sekitar

80900C selama sekitar 1 jam dan endapan yang terbentuk diamati. Jika

setelah 15 menit tidak ada endapan yang terbentuk maka ureanya

ditambahkan sedikit lagi.

3.

Campuran itu didinginkan dan pH larutannya diperiksa dengan kertas pH,

kalau pH kecil 7 ammonium hidroksida ditambahkan sampai pH menjadi 7.

Endapan yang terbentuk disaring.

4. Larutan yang telah dipisahkan dicek dengan menambahkan sekitar 2-3 mL

larutan dimetilglioksim. Jika masih terbentuk endapan, maka larutan

dipanaskan.

5. Endapan yang terbentuk disaring dan dikumpulkan.

6. Endapan dicuci dengan air dingin sekitar dua kali, dan dikeringkan dengan

memanaskan sampai 1100C.

7. Rendemen yang didapatkan ditentukan.


8/18


SEMESTER GANJIL



3.3 Skema Kerja

2,5 gram NiSO4

-dimasukkan kedalam Erlenmeyer 100 mL

-ditambahkan 50 mL aquades, diaduk sampai

larut

-diatur pH sekitar 5 dengan penambahan HCl

-ditambah 15 mL dimetilglioksim 1 %

-ditambahkan 45 gram urea

Campuran

-dipanaskan 80 90oC selama 1 jam, endapan

akan terbentuk

-diamati (jika tidak ada ditambahkan lagi urea)

-didinginkan, pH diperiksa lagi

- endapan disaring

Filtrat Endapan

-ditambahkan 2-3 mL larutan - dicuci dengan aquades 2 kali

dimetilglioksim - dikeringkan pada suhu 110oC

Endapan

- endapan dikumpulkan

Rendemen ditentukan


9/18


SEMESTER GANJIL



3.4 Skema Alat

Keterangan :

1. Termometer

2. Erlenmeyer

3. Hot plate stirrer

4. Corong

5. Erlenmeyer

6. Endapan

6

5

4

3

2

1


10/18


SEMESTER GANJIL



IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1.1 Data

Massa NiSO4.6H

2O : 2,5 gram

Mr NiSO4.6H2O : 262,78 g/mol

Volume DMG : 18 mL

Massa kertas saring : 0,62 gram

Massa Ni(DMG)2+ kertas saring : 2,05 gram

Massa Ni(DMG)2 : 1,43 gram

Mr Ni(DMG)2 : 288,94 g/mol

4.1.2 Perhitungan

NiSO4.6H2O + H2ONi2+

+ SO4-+ 6H2O

Ni2+

+ 2DMG-Ni(DMG)2

1 mol NiSO4.6H2O ~ 1 molNi(DMG)2

Mol NiSO4.6H2O =

= 0,0095 ~ 0,01 mol

Mol Ni(DMG)2 = 0,0095 mol

Massa teori Ni(DMG)2

g Ni(DMG)2 = 0,0095 mol x 288,94 g/mol

= 2,74 gram

Massa percobaan = 1,43 gram

% rendemen =

x 100 %

=

x 100 %

= 51,19 %


11/18


SEMESTER GANJIL



5.2 PEMBAHASAN

Dalam percobaan ini dilakukan sintesis senyawa kompleks nikel dimetil glioksim

dimana senyawa NiSO4.6H2O berfungsi sebagai sumber atom pusat Ni2+

dan

larutan dimetilglioksim 1% sebagai sumber ligannya. Prinsip dari percobaan ini

adalah pengomplekan dan pengendapan senyawa kompleks yang diinginkan.

Percobaan ini dilakukan dalam suasana asam dengan penambahan HCl

sebagai reagen untuk menurunkan pH larutan. Dengan adanya suasana asam,

maka terjadi proses pertukaran ion yang lebih cepat, penambahan HCl ini

dilakukan perlahan-lahan dengan tujuan agar pH larutan tidak menurun drastis.

pH pembentukan kompleks yang dibutuhkan adalah 5.Pada saat penambahan dimetilglioksim pada larutan NiSO4.6H2O ini,

warna langsung berubah dari hijau toska menjadi merah, hal ini menunjukkan

bahwa terjadi reaksi pengomplekan yang menyebabkan terjadinya perubahan

struktur dari Ni2+

menjadi kompleks Ni(DMG)2.

Pembentukan senyawa kompleks ini menggunakan bantuan urea sebagai

penghasil ammonia. Urea ini akan terionisasi menghasilkan ammonia yang

berfungsi untuk mempercepat proses terbentuknya endapan namun dilakukan

secara bertahap.

Tujuan dari dilakukannya pemanasan adalah agar kompleks yang

terbentuk lebih halus dan homogen, pemanasan ini dilakukan dengan suhu

dibawah 90oC untuk menghindari pemutusan ikatan Ni

2+dengan DMG tersebut.

Setelah pemanasan dilakukan pengukuran dimana seharusnya pH larutan adalah

netral namun masih bersifat asam, untuk itulah dilakukan penambahan ammonia

hingga pH menjadi 7. pH ini dijadikan netral agar kompleks Ni(DMG)2 yang

terbentuk bersifat stabil.

Saat penyaringan endapan, filtrat yang didapatkan masih berwarna

kehijauan. Hal ini menunjukkan bahwa pada larutan masih terdapat ion Ni2+

yang

masih bisa diikat oleh DMG yang dibuktikan dengan terbentuknya endapan

merah saat dilakukan penambahan beberapa tetes dimetilglioksim.


12/18


SEMESTER GANJIL



Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan endapan dari senyawa

kompleks Ni(DMG)2ini sebanyak 1,43 gram dengan rendemen sebesar 51,19 % ,

rendemen ini masih terbilang kecil. Hal ini dapat disebabkan oleh kurang

sempurnanya proses homogenisasi yang dilakukan dan faktor-faktor lain yang

menyebabkan rendemen yang dihasilkan belum maksimal.

Struktur geometri dari senyawa kompleks Ni(DMG)2 ini adalah square

planar :


13/18


SEMESTER GANJIL



VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Sintesis senyawa kompleks Ni(DMG)2 dapat dilakukan dari bahan dasar

NiSO4.6H2O sebagai sumber atom pusat Ni2+

dan dimetilglioksim sebagai

sumber ligan

2. Prinsip dari percobaan ini adalah pengomplekan dan pengendapan

3. Kristal Ni(DMG)2berbentuk serbuk berwarna merah

4. Struktur geometri senyawa kompleks Ni(DMG)2adalah square planar

5. Rendemen yang dihasilkan adalah 51,19 %

6.2 SARAN

Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, maka disarankan :

1. Pahami prinsip percobaan dengan baik

2. Berhati-hati dalam menambahkan HCl kedalam larutan, jangan sampai pH

menjadi terlalu asam

3. Jaga suhu larutan agar tidak melewati 90oC

4. Teliti dalam homogenisasi, penambahan urea dan sebagainya


14/18


SEMESTER GANJIL



VII. JAWABAN RESPONSI

1. Skema kerja percobaan

2,5 gram NiSO4

-dimasukkan kedalam Erlenmeyer 100 mL

-ditambahkan 50 mL aquades, diaduk sampai

larut

-diatur pH sekitar 5 dengan penambahan HCl

-ditambah 15 mL dimetilglioksim 1 %

-ditambahkan 45 gram urea

Campuran

-dipanaskan 80 90oC selama 1 jam, endapan

akan terbentuk

-diamati (jika tidak ada ditambahkan lagi urea)

-didinginkan, pH diperiksa lagi

- endapan disaring

Filtrat Endapan

-ditambahkan 2-3 mL larutan - dicuci dengan aquades 2 kali

dimetilglioksim - dikeringkan pada suhu 110oC

Endapan

- endapan dikumpulkan

Rendemen ditentukan

2. Reaksi lengkap percobaan

NiSO4.6H2O + H2O Ni2+

+ SO4-+ 4H2O

Ni2+

+ 2DMG- Ni(DMG)2

NiSO4.6H2O + H2O + 2DMG- Ni(DMG)2 + SO4

-+ 4H2O


15/18


SEMESTER GANJIL



3. Hibridisasi senyawa kompleks

28Ni : 1s22s

22p

63s

23p

64s

23d

8

Ni2+

: 1s22s

22p

63s

23p

63d

8

Keadaan dasar

3d 4s 4p

Eksitasi

3d 4s 4p

3d 4s 4p

Ada 2 DMG yang akan berikatan, dimana DMG merupakan ligan bidentat yang

menyumbangkan 2 elektron sehingga 4 PEB DMG masuk

DMG

3d 4s 4p

Struktur geometri = dsp2(square planar)


16/18


SEMESTER GANJIL



VIII. JURNAL

8.1 ANALISIS

a. Skema kerja

Sintesis ZSM-5 Zeolite

2,4984 g NaCl and 0,5931 g AlSO4hidrat

-Dilarutkan dalam 10,1200 g air distilasi

-Ditambahkan 1,8945 g TPABr 98%, 7,12 g air dan

1,0883 g H2SO4

-Diaduk

Campuran

-ditambahkan15 g SiO2

-diaduk 60 menit

-dimasukkan dalam autoclave pada 110o 230

oC

selama 7 jam (terbentuk endapan)

Endapan

-dicuci dengan air beberapa kali

-dikeringkan pada 110 o 14 jam dan

dileburkan pada 540oC selama 3 jam

ZMS-5 Zeolite

Persiapan katalis

50 mL Ni(NO3)2.6H2O

-ditambahkan 1 g Ni-ZSM-5

-diaduk 12 jam

-disaring

Endapan

-dicuci dengan air yang terdeionisasi sampai ion Ni2+

hilang

-dikeringkan pada 120oC selama 12 jam dan

dileburkan pada 500oC selama 6 jam

Endapan hijau


17/18


SEMESTER GANJIL



Endapan hijau

-ditambahkan 25 mL DMG

-diaduk 24 jam dan disaring

-dicuci dengan air berlebih dan dikeringkan pada

suhu ruang

Endapan Ni(DMG)2

-dikarakterisasi dengan FTIR, XRD, SEM, TG dan DTG

Hasil

b. Analisis metoda yang dipakaiPada jurnal ini ZSM-5 Zeolite disintesis dan dikarakterisani menggunakan metoda

Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-Ray Difraction (XRD), Scanning Electron

Microscopy (SEM), TG dan DTG.

c. Analisis hasil yang didapatkan

Dari penelitian, parameter optimal yang didapatkan adalah pada pH = 9, suhu 60

o

C, katalis sebanyak 0,6 g/L dan konsentrasi dye sebesar 40 ppm dimana proses

degradasi tidak menunjukkan degradasi signifikan dari pembentukan dengan

zeolite dimana proses degradasi mematuhi aturan pertama kinetiknya.

d. Kelebihan jurnal dibanding praktikum

Kelebihan dari jurnal ini adalah adanya karakterisasi yang dilakukan pada

senyawa kompleks Ni(DMG)2 sehingga dapat diketahui karakteristik hasil dan

pengaruh senyawa ini pada fotodegradasi Nikel-dimetilglioksim/ZSM-5 Zeolite

ini. Sedangkan, pada percobaan yang dilakukan tidak dilakukan karakterisasi

melainkan hanya sampai sintesis dari kompleks Ni(DMG)2saja.


18/18


SEMESTER GANJIL



DAFTAR PUSTAKA

1. Cotton, Wilkinson. 1989.Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI-Press

2. Ejhleh, Alireza Nezamzadeh dan Zahra Shams-Ghahfarokhi. 2013. Photo-

degradation of Methyl Green by Nickel-Dimethylglyoxime/ZSM-5 Zeolite

as a Heterogeneous Catalyst. Journal of Chemistry : Hindawi Publishing

Corporation

3. Miesler, Gary L. 1999. Inorganic Chemistry. New Jersey Pretence Hall :

International Inc

4. Vogel. 1994.Kimia Analisis Anorganik. Jakarta : EGC

Pembuatan Partikel Nikel Dimetilglioksim Yang Halus Dan Homogen

Documents

Transcript of Pembuatan Partikel Nikel Dimetilglioksim Yang Halus Dan Homogen