2. Membuat tawas - PERCOBAAN VII (tawas)

  PERCOBAAN VII Judul : Pembuatan KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O}

  Tujuan : 1. Memahami beberapa aspek kimia tentang unsur aluminium

  2. Membuat tawas Hari/Tanggal : Kamis/06 Mei 2010 Tempat : Laboratorium Kimia FKIP UNLAM Banjarmasin

I. DASAR TEORI

  Sepanjang sejarah peradaban manusia, senyawa aluminium sudah digunakan diberbagai bidang. Tanah liat pada dasarnya adalah hidrat aluminium silikat dan tembikar sudah sejak 8000 tahun yang lampau. Tawas (kalium aluminium sulfat), KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O sudah digunakan di bidang obat-} obatan dan pencelupan tekstil selama kurang lebih 4000 tahun. Aluminium adalah logam yang ringan, stabil di udara, mudah dibuat, kuat, dan tahan terhadap korosi.

  Di antara logam golongan III (Boron-Aluminium), aluminium merupakan logam terpenting. Berdasarkan massa, aluminium menempati urutan ke tiga di antara unsur yang terbesar kelimpahannya di kerak bumi. Bijih aluminium yang terpenting adalah bauksit yang mengandung Al ^{2 O 3 . Untuk} ekstraksi aluminium, bauksit perlu dimurnikan berdasarkan sifat amfoter dari aluminium dan senyawanya. Mula-mula pada bauksit ditambahkan larutan _{2 3} melarut dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. _-

  Al2O3 (s) + 2OH- 2AlO2- + H2O ₂ Jika filtrat mengandung AlO diasamkan akan terbentuk endapan Al(OH) ³ AlO2- + H3O+ Al(OH)3 (s) _{3 2 3} Setelah disaring, Al(OH) dipijar dan hasil pemijarannya adalah Al O

  (s)

  2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O _{2 3} Pada ekstraksi aluminium, Al O (s) dilarutkan dalam leburan kriolit, Na ^{3 AlF 6 , kemudian dielektrolisis.}

  3+ Reaksi-Reaksi ion Al dalam air ₃₊

  Bila garam aluminium dilarutkan ke dalam air, ion Al mengalami hidrasi Al3+ + 6H2O [Al(H2O)6]3+ Ion heksaaquaaluminium(III) atau disingkat Al3+ (aq)

  Oleh karena kerapatan ion sangat besar maka ion ini dapat menarik ^- elektron dalam ikatan OH dari air ke dekatnya, sehingga air merupakan donor proton.

  [Al(H2O)6]3+ + H2O[Al(H2O)52+ + H3O+ ₃₊ Oleh karena itu larutan garam Al bersifat asam, seas am asam asetat. _{2- 2-} Jika basa yang lebih kuat dari air seperti S dan CO ^{3 ditambahkan} ₃₊ ⁺ pada larutan aluminium, ion H akan dilepaskan dari [Al(H ] ^{2 O) 6} Reaksi yang mirip terjadi jika basa kuat seperti NaOH (aq) ditambahkan pada larutan garam aluminium

  2[Al(H2O)6]3+ + 3S2- 2[Al(H2O)3(OH)3] (s)+ 3H3S (g) Dengan NaOH (aq) berlebih endapan akan melarut

  [Al(H2O)6]3+ + 3OH- (aq)[Al(H2O)3(OH)3] (s) + 3H3O

  2[Al(H2O)3(OH)3] (s) + OH- [Al(H2O)2(OH)4]- + H2O

  Meskipun tidak tepat, reaksi antara ion aluminium dengan NaOH (aq) biasanya ditulis sebagai berikut: Al3+ (aq) + 3OH- (aq) Al(OH)3 (s) Endapan putih

  Al(OH)3 (s) + OH- (aq) [Al(OH)4]- (aq) Larutan jernih Aluminium hidroksida seperti halnya aluminium oksida adalah amfoter, melarut dalam basa membentuk aluminat dan dalam asam membentuk garam aluminium.

  Sesuai dengan harga potensial elektrodanya (-1,66 V) dapat diramal bahwa aluminium lebih reaktif dari seng dan logam ini mudah bereaksi dengan oksigen, melarut dalam asam encer dan membebaskan hidrogen. Meskipun tidak terlihat dengan jelas, sebenarnya aluminium bereaksi dengan oksigen. Namun setiap permukaan aluminium yang baru segera dilapisi oleh aluminium _-8 oksida yang sangat tipis. Lapisan oksida yang hanya setebal 10 m sangat keras, stabil, dan tidak berpori itu melindungi aluminium dari reaksi dengan oksigen sehingga terhalang dari oksidasi selanjutnya.

  Tawas (KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O)} Reaksi antara kalium sulfat dengan aluminium sulfat pada jumlah mol _{2 4 4 3 2} yang sama akan menghasilkan garam rangkap tawas, K SO .Al(SO ) .24H O atau KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O. Senyawa tawas sering dijumpai di pasaran, bermanfaat} dalam proses penjernihan air dan industry pencelupan warna. Aluminium sulfat juga sering dipakai sebagai bahan pemadam kebakaran tipe busa bersamaan ₃ soda NaHCO .

  Reaksi yang terjadi, yaitu: Al3+ (s) + SO42- (aq) + Ca2+ (aq) + 3OH- (aq) Al(OH)3 (s) + CaSO4 (s)

  Endapannya bersifat gelatin yang mampu menyerap kotoran dan juga zarah bakteri untuk mengendap ke dasar tempat lain sehingga diperoleh air yang jernih. Dalam industri pencelupan warna, larutan tawas ditambahkan dan dipanaskan dengan uap air bersama dengan bahan kain yang dicelupkan. Pada proses ini, tawas akan mengalami hidrolisis menghasilkan endapan gelatin, Al(OH ^{3 ), yang akan melekat pada serat kain, menyerap dan melekatkan warna} pada serat kain menjadi lebih kuat.

II. ALAT DAN BAHAN

A. Alat yang digunakan:

  1. Kaca arloji 1 buah

  2. Termometer 1 buah

  3. Gelas kimia 200mL/400mL @ 1buah

  4. Cawan penguapan 1 buah

  5. Batang pengaduk 2 buah

  6. Pipet tetes 1 buah

  7. Gelas ukur 1 buah

  8. Neraca analitik 1 buah

  9. Hotplate 1 buah

B. Bahan yang digunakan:

  1. Al ₂ ^{2 (SO} ₄ ^{4 ) 3 .18H 2 O}

  2. K SO

  3. Aquades

  4. Kertas saring

  III. PROSEDUR KERJA _o

  1. Melarutkan 8,35 g Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O dalam 6,25 mL air 80} C.

  2. Melarutkan 2,175 g K ^{2 SO 4 dalam 12,5 mL air.}

  3. Mencampurkan kedua larutan. Memindahkan larutan ini ke dalam cawan penguapan.

  4. Mendinginkan pada suhu kamar sehingga terbentuk kristal.

  5. Mencuci dengan sedikit air dan mengeringkan kristal dengan kertas saring.

  IV. HASIL PENGAMATAN

  No. Variabel yang diamati Hasil Pengamatan _{2 4 3 2 2 4 3 2}

  1. Menimbang Al (SO ) .18H O Massa Al (SO ) .18H O = 8,3508 g Menimbang K ₂ ^{2 SO 4 Massa K} _{4 3 2} ^{2 SO 4 = 2,1867 g}

  2. 8,3508 g Al (SO ) .18H O + Larutan heterogen, agak kental 6,25 mL aquadest (Larutan I)

  3. 2,1867 g K ^{2 SO 4 + 12,5 mL Larutan bening} _{2 4} aquadest (Larutan II) Terdapat endapan K SO yang tidak melarut

  4. Larutan I + Larutan II Larutan berwarna putih keruh

  Terdapat endapan berwarna putih dan Erlenmeyer terasa hangat

• Memanaskan campuran Endapan melarut dalam cawan penguapan
• Mendinginkan Larutan berendapan
• Menyaring Endapan putih (serbuk)

  5. Mengeringkan dan menimbang Massa kertas saring = 0,544 g Massa serbuk putih = 10,8451 g

V. ANALISIS DATA

  Percobaan kali ini adalah untuk pembuatan KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O atau} yang biasa disebut dengan tawas. Perlakuan pertama yaitu melarutkan masing- _{2 4 3 2} masing kedua bahan pembuatan tawas yaitu 8,3508 g Al (SO ) .18H O ke dalam 6,25 mL aquades dan 2,1867 g K ^{2 SO 4 ke dalam 12,5 mL aquades.}

  Pada larutan I yaitu Al _o ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O digunakan air yang bersuhu} sekitar 80 C sehingga air terlebih dahulu dipanaskan. Suhu air tidak boleh lebih _o dari 80 C karena akan mengakibatkan terjadinya hidrolisis, dan akan membentuk endapan putih gelatin, Al(OH) ^{3 , yang berwarna putih dan bersifat} sukar larut dalam air, menurut persamaan reaksi di bawah ini:

  Al3+ (aq) + 3OH- (aq) Al(OH)3 (s)

  Endapan putih

  Namun, adapun reaksi yang terjadi antara Al ^{2 (SO) 3 .18H 2 O dengan air,} yaitu: Al2(SO4)3.18H2O (s) + H2O (l) 2[Al(H2O)6]3++ 3H2SO4 (aq) +

  4H3O+ (aq) + ½ O2 (g) Pada larutan ini terbentuk larutan yang agak kental dan juga tidak homogen. Adanya endapan yang agak kental ini mungkin disebabkan karena pada saat proses pengadukan suhu air melebihi suhu yang telah ditentukan yaitu _{o o}

  80 C. sedangkan jika suhu air kurang dari 80 C maka akan terbentuk suatu ion _{2 6 3+} kompleks [Al(H O) ] . Hal ini disebabkan karena kerapatan muatan ion ₃₊ aluminium (Al ) menyebabkan di dalam larutannya mampu menarik molekul ₃₊ air dan membentuk ion kompleks tersebut. Dalam larutan, ion [Al(H ^{2 O) 6 ]}

  Pada larutan II yaitu K ^{2 SO 4 masih terdapat endapan berupa butiran} K ^{2 SO 4 yang tidak melarut dalam air. Air yang digunakan pada proses pelarutan} berada pada suhu kamar sehingga tidak perlu dipanaskan terlebih dahulu.

  Adapun persamaan reaksi yang terjadi yaitu: K2SO4 (s) + H2O (l) 2KOH (aq) + H2SO4 (aq)

  Proses pelarutan K ^{2 SO 4 ini menghasilkan suatu basa kuat, KOH, yang} apabila ditambahkan ke dalam ion aluminium maka akan menghasilkan suatu endapan putih pada larutan.

  Kemudian kedua larutan tersebut dicampurkan lalu diaduk beberapa saat sampai kedua larutan dipastikan telah bercampur. Campuran yang dihasilkan berwarna putih keruh dan masih terdapat endapan putih. Adapun persamaan reaksi yang terjadi adalah:

  2[Al(H2O)6]3+ + 3OH- (aq) [Al(H2O)3(OH)3] (s) + 3H2O (l)

  Endapan putih

  Reaksi di atas dapat terjadi karena adanya penambahan basa kuat yaitu KOH yang berasal dari K ^{2 SO 4 dan menghasilkan endapan putih. Namun ternyata, -} gugus OH yang terikat pada endapan aluminium hidroksida tersebut bukan ₊ berasal (dari penambahan) basa atau KOH melainkan dari molekul H _{2 6 3+ 3} ^{2 O dalam} persamaan reaksi di bawah ini:

  [Al(H2O)6]3+ (aq) + H2O (l) [Al(H2O)5(OH)]2+ (aq) + H3O (aq) Ionisasi ini semakin kuat yang berarti kesetimbangan bergeser ke kanan dan jika di dalamnya ditambahkan basa yang mampu menetralkan atau

• ⁺ bereaksi dengan ion asam H
^{3 O hasil sehingga jumlah H 2 O dalam ion} kompleks yang terionisasi semakin bertambah dan akhirnya terbentuk endapan ₃ putih, Al(OH) (aq).

  Kemudian memanaskan campuran di dalam cawan penguapan padahal seharusnya prosedur ini tidak dilakukan sehingga nantinya malah akan memengaruhi hasil percobaan. Campuran ini seharusnya didinginkan pada suhu kamar sehingga terbentuk kristal putih yang berupa tawas. Campuran didinginkan di dalam cawan penguapan yang ditutup dengan plastik selama beberapa hari sampai kristal terbentuk dan mongering. Reaksi antara K ^{2 SO 4} dengan Al _{2 4 2} ^{2 (SO} _{4 3} ^{4 ) 3 .18H} ₂ ^{2 O akan menghasilkan garam rangkap tawas} _{4 2 2} K SO .Al (SO ) .24H O atau KAl(SO ) .12H O jika direaksikan dalam jumlah mol yang sama.

  Kristal-kristal yang berupa serbuk putih itu diperoleh setelah beberapa hari didinginkan lalu menyaring dengan kertas saring pada corong biasa. Proses pengeringan juga dilakukan selama beberapa hari agar serbuk tawas benar- benar dalam keadaan kering saat ditimbang.

  Berdasarkan hasil perhitungan (Lampiran) diperoleh massa tawas seberat 10,3011 g dengan % rendemen hasil yaitu 86,92%. Rendemen ini tidak mencapai angka 100% karena mungkin terjadi kekurangtelitian praktikan selama praktikum. Kekurangtelitian itu seperti suhu air untuk melarutkan _o

  Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O yang melebihi 80}

  C, pengadukan yang tidak searah saat pelarutan masing-masing bahan sehingga memengaruhi pertumbuhan kristal, serta saat kesalahan prosedur kerja saat memanaskan dalam cawan penguapan sehingga diduga kristal melarut kembali. Namun, rendemen yang diperoleh cukup besar sehingga tawas yang dihasilkan sudah cukup bagus.

VI. KESIMPULAN

  1. Logam aluminium bersifat amfoterik yakni dapat bereaksi dengan asam kuat membebaskan gas hidrogen, sedangkan dengan basa kuat membentuk aluminat. _{2 4 o 3 2 o} tidak boleh melebihi 80 C karena akan terjadi hidrolisis dan membentuk endapan putih gelatin yang sukar larut dalam air.

  3. Saat Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H} _{2 6} ^{2 O dilarutkan dalam air meghasilkan ion} _{3+ 2 4} kompleks [Al(H O) ] , sedangkan pada pelarutan K SO dengan air menghasilkan basa kuat KOH.

  4. Pencampuran antara larutan Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O dengan larutan K 2 SO 4} akan menghasilkan serbuk putih yaitu garam rangkap tawas _{4 2 2} (KAl(SO ) .12H O) dengan massa 10,3011 g dan % rendemen 86,92%.

  5. Terdapat beberapa kekurangtelitian praktikan selama praktikum pada suhu air yang digunakan, proses pengadukan, maupun pada saat prosedur kerja.

VII. DAFTAR PUSTAKA Achmad, Hiskia. 1992. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: PT.

  Citra Aditya Bakti. Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI. Mahdian dan Parham Saadi. 2009. Panduan Praktikum Kimia Anorganik. Banjarmasin: FKIP UNLAM.

  Sugiyarto, Kristian Handoyo. 2000. Kimia Anorganik. Yogyakarta: F.MIPA UNY.

A. Perhitungan

  Ditanya : n Al ² (SO ⁴ ) ³ .18H ² O? Dijawab :

  Ditanya : n KAl(SO ^{4 ) 2} Dijawab : Persamaan reaksi: n KAl(SO ⁴ ) ² .12H ² O = 0,025 mol

  3. Mol aluminium kalium sulfat Diketahui : n K ² SO ⁴ = 0,0125 mol n Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O = 0,0125 mol}

  = 0,0125 mol

  8,3508 g 426,22 g mol

  = g Mr =

  n Al _{2 (} SO _{4 ) 3} .18 H ₂ O

  Al2(SO4)3 (aq) + K2SO4 (aq) 2 KAl(SO4)2 Awal: 0,0125 mol 0,0125 mol- Reaksi: 0,0125 mol 0,0125 mol 0,025 mol Akhir:-- 0,025 mol

  LAMPIRAN

  =

0,0125 mol

  2,1867 g 174,279 g mol

  = g Mr =

  n K ₂ SO ₄

  Dijawab :

  1. Mol K ^{2 SO 4} Diketahui : Mr K ^{2 SO 4 = 174,279 g/mol} m K ² SO ⁴ = 2,1867 g Ditanya : n K ^{2 SO 4 ?}

  2. Mol Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O} Diketahui : Mr Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O = 426,22 g/mol} m Al ^{2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O = 8,3508 g}

  = 0,025 mol . 474 g/mol = 11,85 g

  4. Perhitungan rendemen

  m h asil

  % rendemen= × 100 % m teoritis

  10,3011 g % rendemen= 11,85 g ×100 % % rendemen=86,92%

B. Jawaban Pertanyaan

• _- 1. Tiga reaksi penting dalam pemurnian aluminium, yaitu:
^{2 O 3 (s) + 2OH (aq) → 2AlO 2 -}

  a. Al (aq) + H _- ^{2 O (l)} Jika filtrat mengandung AlO ^{3 diasamkan, maka akan terbentuk} endapan Al(OH) _{2 - + 3} ^{3 .} ₃

  b. AlO (aq) + H O (aq) → Al(OH) (s) c.

  2Al(OH) ^{3 (s) → Al 2 O 3 (s) + H 2 O (s)} Pada reaksi ekstraksi aluminium, Al ^{2 O 3 (s) dilarutkan dalam leburan} kriolit, Na ^{3 AlF 6 , kemudian dielektrolisis.}

  2. Persamaan reaksi dari reaksi antara logam aluminium dengan asam kuat dan basa kuat: a. Dengan asam kuat, misalnya HCl

  Reaksinya:

  2Al (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl ^{3 (aq) + 3H 2 (g)} Bisa juga bereaksi dengan asam sulfat encer namun reaksi yang terjadi lambat membentuk garam sulfat dan hidrogen: _{2 4 2 4 3 2}

  2Al (s) + 3H SO (aq) → Al (SO ) (s) + 3H (g) Apabila bereaksi dengan air, asam sulfat pekat menghasilkan garam sulfat, belerang dioksida, dan air:

  2Al + 6H ^{2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 6H 2 O}

  b. Dengan basa kuat, misalnya NaOH Reaksinya:

  2Al (s) + H _- ^{2 O (l) + 2NaOH (aq) → 2NaAlO 2 (aq) + 3H 2 (g) atau -} Al (s) + OH (aq) + 3H ^{2 O (l) → [Al(OH) 4 ] (aq) + 3/2 H 2 (g)}

  3. Persamaan reaksi yang menunjukkan bagaimana aluminium hidroksida melarut dalam asam maupun basa: a. Reaksi yang menunjukkan Al(OH) ^{3 melarut dalam asam (bersifat} basa)

• _{+ 3+} Al(OH) ^{3 (s) + 3H (aq) → Al (aq) + 3H}
₃ ^{2 O (l)}

  b. Reaksi yang menunjukkan Al(OH) melarut dalam basa (bersifat asam)

• _{- +} Al(OH) ^{3 (s) + OH (aq) → [Al(OH) 4 ] (aq)}

  4. Dua cara menuliskan rumus ion aluminat: _{- -}

  a. [Al(H O) ^{2 3 (OH) 3 ] (s) + OH (aq) → [Al(H 2 O) 2 (OH) 4 ] (aq) + H 2 O (l)} _{- -} Ion aluminat

  b. Al ^{2 O 3 (s) + 2OH (aq) → 2AlO 2 (aq) + H 2 O (l)} Ion aluminat

  5. Rumus umum suatu tawas: KAl(SO ^{4 ) 2 .12H 2 O}

  

FLOWCHART

  8,35 g Al2(SO4)3.18H2O + 6,25 mL air 80oC 2,175 g K2SO4

• 12, 5 mL air
• melarutkan - melarutkan Larutan I Larutan II
• mencampurkan kedua larutan Campuran - memindahkan campuran ini ke dalam cawan pengu
• mendinginkan pada suhu kamar sehingga terbentuk kristal

  Kristal

• mencuci dengan sedikit air
• mengeringkan kristal dengan kertas saring

  Kristal kering (tawas)