REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA
LAPORAN PRAKx TIKUM KIMIA DASAR I
REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA
Oleh :
Khoirul Abidin (1408105019)
Kelompok 6A
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2014
REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA
I. TUJUAN PERCOBAAN
- Mempelajari perubahan kimia yang terjadi pada siklus logam tembaga
- Mempelajari stoikiometri larutan pada siklus logam tembaga
II. DASAR TEORI
Reaksi kimia adalah suatu reaksi antar senyawa kimia atau unsur kimia
yang melibatkan perubahan struktur dari molekul,yang umumnya berkaitan
dengan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia.Reaksi kimia dimana satu atau
lebih zat yang berubah menjadi zat-zat baru yang sifat-sifatnya berbeda
dibandingkan dengan zat penyusun sebelumnya.Semua materi selalu mengalami
perubahan.Zat yang mengalami perubahan disebut zat pereaksi (reaktan) dan zat
yang terbentuk disebut hasil reaksi (produk).Rumus-rumus pereaksi ditempatkan
disebelah kiri dan hasil reaksi ditempatkan disebelah kanan.Diantara dua sisi
tersebut digabungkan dengan tanda kesamaan (=) atau tanda panah ( → ).Dan
berikut adalah ciri dari perubahan kimia :
a. Timbulnya Gas
Banyak reaksi kimia menghasilkan zat baru yang ditandai terbentuknya
gas pada suhu kamar.Sebagai contoh,apabila bongkahan kapur dimasukan ke
dalam air maka akan timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari
campuran air dan bongkahan kapur.Gelembung-gelembung gas tersebut
merupakan zat baru (gas karbon dioksida) hasil reaksi antara air dan
kapur.Peristiwa tersebut dihasilkan zat baru (yang kedua wujud gas pada suhu
kamar) maka peristiwa tersebut
merupakan contoh reaksi kimia.Dengan
demikian,timbulnya gas dapat menjadi petunjuk bahwa reaksi kimia telah terjadi.
Secara sederhana,dalam reaksi kimia adanya gas yang terbentuk
ditunjukan dengan munculnya gelembung-gelembung dalam air yang direaksikan.
b. Timbulnya Endapan
Salah satu jenis reaksi yang umumnya berlangsung dalam larutan berair
yang cirinya adalah terbentuknya produk yang tak larut ,atau endapan.
Chang,Raymond.2004.Kimia Dasar : Konsep - konsep Inti Jilid I Edisi
Ketiga.Erlangga : Jakarta
c. Timbulnya Perubahan Warna
Banyak reaksi kimia yang terjadi tidak disertai oleh timbulnya endapan
atau gas,tetapi ditandai oleh timbulnya warna yang baru.Sebagai contoh adalah
saat kita mencampurkan tembaga dengan larutan HNO3.Dapat kita lihat bahwa
terjadi perubahan warna dari yang awalnya bening menjadi biru muda.Selain itu
bisa juga saat kita memanaskan lempeng tembaga yang berwarna merah dengan
serbuk belerang yang berwarna kuning.Setelah dipanaskan maka akan terbentuk
zat baru yang berwujud padatan berwarna hitam.Pada kedua contoh peristiwa ini
terjadi perubahan kimia karena terbentuk zat yang baru.Dengan demikian,adanya
perubahan warna dapat menjadi petunjuk telah terjadi perubahan kimia.Praktikum
Kimia Dasar I
d. Timbulnya Perubahan Suhu
Timbulnya perubahan suhu dapat juga menjadi petunjuk terjadinya
perubahan kimia.Sebagai contoh adalah reaksi antara gamping dengan air yang
terdapat dalam tabung reaksi.Reaksi ini pun menyebabkan naiknya suhu air dalam
tabung reaksi.Pada peristiwa ini terbentuk zat baru yang larut dalam air dan zat
baru yang berwujud gas pada suhu kamar.Jadi,selain timbul panas,pada reaksi ini
juga timbul gelembung gas.
Perubahan suhu dapat dibedakan menjadi dua,yaitu :
1. Reaksi eksoterm
: merupakan reaksi pembebasan panas dari sistem ke
lingkungan sehingga suhu lingkungan bertambah.
2. Reaksi endoterm
: Merupakan reaksi penyerapan panas dari lingkungan ke
sistem sehingga suhu lingkungan berkurang
e. Habisnya Zat yang Bereaksi
Reaksi kimia dapat diamati dengan habisnya zat yang bereaksi disertai
dengan produk baru yang dihasilkan.Suatu reaksi kimia dihasilkan dengan
perbandingan massa yang tetap sesudah dan sebelum hasil reaksi.Seperti
hilangnya Cu(s) pada saat ditambah HNO3(aq).Peristiwa ini dapat terjadi karena
adanya interaksi antara molekul Cu dengan molekul HNO3.
f. Timbulnya Bau
Adanya bau bisa timbul pada reaksi kimia dikarenakan pencampuran suatu
zat.Misalnya,pada reaksi antara logam (Cu) dengan larutan asam nitrat (HNO 3)
yang menghasilkan larutan tembaga (II) nitrat,gas nitrogen monoksida,dan air
yang akan menimbulkan bau baru.
Dalam mereaksikan suatu zat,diperlukan juga adanya ketelitian dalam
menghitung banyaknya suatu zat yang akan direaksikan.Dalam percobaan kali ini
harus ditentukan berapa mol Cu dan volume HNO3 yang digunakan agar reaksi
dapat berlangsung.Konsep mol digunakan untuk menyatakan jumlah zat yang
bereaksi.Secara umum mol merupakan satuan jumah zat yang menyatakan jumlah
partikel zat yang sangat besar.Dimana 1 mol adalah banyaknya zat yang
mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah atomyang terdapat dalam
12 gram C-12,yaitu 6,02 x 1023.Kemolalan atau molalitas adalah banyaknya mol
zat terlarut dalam kg zat pelarut.
Massa satu mol zat sama dengan mass atom relatif/massa molekul relative
dalam gram.Rumus mol suatu unsur/senyawa dirumuskan sebagai berikut.
Untuk unsur :
n=
Untuk senyawa :
n=
m
atau m=n x Ar
Ar
m
ataum=n x Mr
Mr
Keterangan:
n = mol unsur/senyawa
m = massa unsur/senyawa
Ar = massa atom relative
Mr =massa molekul relative
Volume merupakan ukuran besarnya ruang yang ditempati oleh suatu zat
yang dilambangkan (V) dengan satuan liter (L).Avogadro menyatakan bahwa
volume setiap mol gas pada suhu 0 ℃ (273K) dan tekanan 1 atm (76 cmHg)
mempunyai volume 22,4 liter.Sehingga kondisi tersebut dinamakan sebagai
keadaan standar/STP (Standar Temperatur and Preassure) yang dituliskan dengan (
0 ℃ , 1atm ).Hubungan volume gas dengan mol dapat dituliskan sebagai
berikut.
V =n x 22,4 ataun=
Keterangan :
V = volume gas STP
V
22,4
n = mol unsur/senyawa
Volume gas untuk keadaan tidak STP,maka dapat dihitung dengan menggunakan
rumus.
PV =n . R .
Keterangan:
P = Tekanan gas (atm)
V = Volume gas (liter)
T
III. ALAT DAN BAHAN
1.Alat
-
Gelas ukur
Gelas kimia
Kaca arloji
Pipet tetes
Batang pengaduk / Spatula
Botol semprot
Neraca Elektronic
Penjepit
Lap
Steambath / Alat pemanas
2.Bahan
-
Logam Cu 0,2 gram
Serbuk Fe
Larutan HNO3 4 M
Larutan NaOH 1 M
Larutan H2SO4 2 M
Air suling
IV. LANGKAH KERJA
Untuk mengamati peristiwa kimia yang terjadi,akan kita gunakan sepotong kecil
logam Cu.Untuk mempelajari perubahan kimia yang terjadi,mari lakukan
serangkaian percobaan berikut.
Langkah 1 : Reaksi Logam Cu dan Asam Nitrat
Ditimbang dengan teliti seberat 0,5 gram logam Cu,kemudian dimasukan
logam Cu ke dalam gelas kimia 250 ml. Dihitung HNO 3 yang diperlukan
menggunakan persamaan reaksi antara logam Cu dan asam nitrat.Diambil larutan
HNO3 4 M dengan gelas ukur dan pipet tetes.Dituang larutan HNO 3 yang sudah
diukur ke dalam gelas kimia 250 ml yang berisi logam Cu (kerjakan dalam lemari
asam,karena gas yang terbentuk beracun).Ditutup galas kimia dengan kaca
arloji.Diamati perubahan yang terjadi pada logam Cu dan asam nitrat
Langkah 2 : Penambahan Larutan NaOH
Dihitung NaOH 1 M yang diperlukan.Diambil NaOH 1 M yang di
perlukan dengan gelas ukur dan pipet tetes.Dibuka tutup gelas kimia.Dituang
larutan NaOH 1 M ke dalam gelas kimia dari langkah 1.Saat dituang larutan
NaOH l ke dalam gelas kimia,larutan sambil diaduk dengan batang
pengaduk.Diamati perubahan yanr terjadi dalam proses ini.
Langkah 3 : Pemanasan
Diambil air suling sebanyak 50 ml.Ditambahkan air suling ke dalam gelas
kimia dari langkah 2.Dipanaskan gelas kimia beserta isinya dengan kompor
listrik,dimana selama pemanasan larutan diaduk secara perlahanlahan.Dilanjutkan pemanasan hingga mendidih dan tidak terjadi perubahan yang
dapat teramati lagi.Dikeluarkan batang pengaduk dari larutan,disemprot dengan
aquades untuk melepas partikel yang melekat.Kemudian dibiarkan gelas kimia
dan isinya dingin selama 5 menit.Dituangkan cairan bening dalam gelas kimia ke
dalam gelas kimia yang lain (dekantasi).(Hati-hati agar padatan yang ada tidak
ikut terbuang).Dicuci/dekantasi padatan dalam gelas kimia dengan penambahan
50 ml air suling,kemudian biarkan zat padat kembali mengendap.Dilanjutkan
dekantasi lagi.Diulangi proses pencucian/dekantasi dengan air suling.Disimpan
hasil langkah 3 untuk langkah berikutnya.
Langkah 4 : Penambahan Larutan H2SO4
Dihitung larutan H2SO4 yang diperlukan dengan persamaan reaksi.Diambil
larutan H2SO4 yang diperlukan dengan gelas ukur dan pipet tetes.Ditambahkan
larutan H2SO4 ke dalam gelas kimia dari langkah sebelumnya,diaduk sampai tidak
terlihat perubahan yang dapat diamati lagi.Disimpan larutan untuk langkah
berikutnya.
Langkah 5 : Penambahan serbuk logam Fe
Dihitung logam Fe yang diperlukan dengan persamaan reaksi.Diambil
serbuk logam Fe menggunakan kaca arloji.Ditambahkan serbuk logam Fe ke
dalam gelas kimia dari langkah sebelumnya.Kemudian ditutup gelas kimia dengan
kaca arloji.Sesekali digoyang gelas kimia tersebut.Dibiarkan reaksi kimia
berlangsung hingga Fe habis bereaksi.Ini bisa dilihat dari tidak timbulnya gas
lagi.Disimpan hasil ini untuk percobaan berikutnya.
Langkah 6 : Mendapatkan Cu kembali (Recovery Cu)
Didekantasi
cairan
bening
dalam
gelas
kimia
dari
padatannya.Dicuci/dekantasi hasil dengan 50 ml air suling,biarkan padatan
mengendap.Kemudian dekantasi kembali.Diulangi pencucian/proses dekantasi
(dua kali).Ditimbang dengan teliti cawan penguap yang bersih.Catat
massanya.Dituangkan padatan dalam gelas kimia ke dalam cawan
penguap.Kemudian dikeringkan hasilnya dengan memanaskan cawan penguap ini
di atas steambath.Ditimbang cawan penguap beserta isinya dan catat massanya.
(Kerjakan dengan hati-hati agar tidak terlalu banyak air yang digunakan untuk
memindahkan sisa padatan yang melekat pada alat yang digunakan).Dihitung
massa Cu.Kemudian hitung rendemennya.
V. HASIL PENGAMATAN.
1. Percobaan I (Reaksi antara logam Cu dan larutan HNO3)
No
1
2
3
4
Logam Cu
Massa
Wujud
Warna
Bentuk
No
1
2
3
4
Larutan HNO3
Volume
Wujud
Warna
Bentuk
No
1
2
3
4
5
6
3Cu + 8 HNO3 →
4H2O
Warna
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Bereaksi
Pengamatan
0,2 gram
Padat
Coklat kemerahan
Kepingan kecil-kecil
Pengamatan
2 mL
Cair
Bening
Larutan
3Cu (NO3)2 + 2NO + Pengamatan
Biru
Ada
Meningkat
Ada
Habis
(kepingan
hilang)
2. Percobaan II (Penambahan larutan NaOH)
No
1
2
3
4
Larutan NaOH
Volume
Wujud
Warna
Bentuk
No
Cu(NO3)2 + 2NaOH
2NaNO3
Warna
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Bereaksi
1
2
3
4
5
6
Pengamatan
6 mL
Cair
Bening
Larutan
→
Cu(OH)2 + Pengamatan
Biru Pekat
Meningkat
Ada
Habis
Cu
3. Percobaan III (Pemanasan)
Ditambah 50 mL air suling pada gelas kimia hasil reaksi percobaan II
N
Cu(OH)2 → CuO + H2O
O
1
Warna Larutan
2
Warna Endapan
3
Bau
4
Peningkatan Suhu
5
Adanya Gas
6
Endapan
7
Zat yang Bereaksi
Keterangan :
Pengamatan
Bening
Hitam
Meningkat
Ada
Habis
Endapan yang timbul merupakan endapan CuO.
4. Percobaan IV (Penambahan H2SO4)
No
1
2
3
4
Larutan H2SO4
Wujud
Warna
Bentuk
Volume
Pengamatan
Cair
Bening
Larutan
1,5 mL
No
1
2
3
4
5
6
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Warna Larutan
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Beraksi
Pengamatan
Biru muda Seperti semula
Meningkat
Habis
5. Percobaan V (Penambahan Fe)
No
1
2
3
4
Logam Fe (Serbuk)
Wujud
Warna
Bentuk
Massa
Pengamatan
Padat
Abu-abu
Serbuk
0,2 gram
No
1
2
3
CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4
Warna Larutan
Warna Endapan
Bau
Pengamatan
Biru Kehijauan
Merah Bata
-
4
Adanya Gas
5
Endapan
6
Zat yang Bereaksi
Keterangan :
Ada
Ada
Sisa
Endapan yang telah didapatkan merupakan serbuk Cu yang telah terbentuk
kembali.
6. Percobaan VI (Recovery Cu)
GAGAL
Disebabkan karena penanmbahan logam Fe yang terlalu berlebhan dan
penambahan larutan H2SO4.(tidak sesuai stoikiometri)
VI. PEMBAHASAN
1.Langkah I
Logam tembaga ditambah larutan HNO 3,tujuannya untuk mengoksidasi logam Cu
agar membentuk larutan Cu(NO3)2(bersifat asam)dan akan menimbulkan gas NO
serta akan ada H2O,reaksi dari langkah satu dapat dinotasikan sebagai berikut :
3Cu(s) + 8HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Perhitungan larutan HNO3 yang ditambahkan :
Logam Cu
= 0,2 gram
n
=
massa
Mr
n Cu
=
0,2
63,5
n Cu
= 0,003 mol
n Cu
= 0,003 mol
=
8
x 0,003=0,008 mol
3
M HNO3 =
n
0,008
↔4 M=
↔ l=
l
l
n HNO3
0,008
=0,002 L=2 mL
4
Pada langkah pertama membuktikan bahwa reaksi kimia pada logam Cu
terjadi,dengan perubahan warna larutan yang semula bening menjadi biru,adanya
bau baru,timbulnya gas yaitu NO dan logam Cu habis bereaksi
2.Langkah II
Penambahan larutan NaOH pada larutan hasil langkah I tujuanya menetralkan
kondisi larutan yang semula asam,yaitu dengan cara menambahkan larutan NaOH
yang bersifat basa
Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) → Cu(OH)2(aq) + 2NaNO3(aq)
1
:
2
:
1
:
2
Agar reaksi mencapai kesetimbangan maka larutan NaOH yang perlu
ditambahkan :
n Cu = n Cu(NO3)2
n Cu(NO3)2 = 0,003 mol
N o3 ¿2
¿
N O3 ¿2
n NaOH =
Koef . Cu¿
Koef . NaOH
¿
maka :
=
2
x 0,003 = 0,006 mol
1
Karena NaOH yang digunakan adalam 1 M maka Volume NaOH yang diperlukan
adalah
M=
n
0,006
↔1 M =
↔ V =0,006 L=6 mL
V
V
Cu dalam Cu(NO3)2 bereaksi dengan NaOH membentuk Cu(OH)2 yang
menyebabkan warna larutan menjadi biru pekat.Hal ini menunjukan bahwa
Cu(NO3)2 telah habis bereaksi dengan larutan NaOH menbentuk larutan Cu(OH)2.
3.Langkah III
Larutan Cu(OH)2 yang telah diencerkan dengan menambahkan air suling sebanyak
50 mL dipanaskan dengan kompor elektrik.Tujuan pemanasan ini adalah
memisahkan air dan larutan agar dapat diamati perubahannya.
Dengan hasil :
Cu(OH)2
: Berwarna biru pekat
CuO
: Setelah dipanaskan berwarna hitam pekat dan mengendap
H2O
: Cairan yang berwarna putih bening
Dengan reaksi sebagai berikut :
Cu(OH)2(aq) → CuO(s) + H2O(l)
Setelah pemanasan,timbul endapan berwarna hitam kemudian larutan mulai
berubah warna dari biru pekat menjadi bening.Larutan Cu(OH) 2 teroksidasi
menjadi endapan CuO dan menghasilkan H 2O.Sebelum endapan disimpak hasil
dari pemanasan tadi hari di dekantasi/proses pencucian.Tujuanya memisahkan air
bekas pemanasan adan endapan CuO agar logam CuO benar-benar bersih.
4.Langkah IV
Penambahan H2SO4,dengan tujuan mengikat Cu yang ada pada senyawa CuO agar
Cu dalam keadaan asam kembali.
CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l)
Molalitas H2SO4 = 2 M
Karena n Cu = nCuO = nCu(NO3)2= nH2SO4 maka jumlahnya adalah 0,003 mol.
V = n/M ; M H2SO4 = n/V,V= 0,003 / 2 = 0,0015 L = 1,5 mL
Jadi penambahan H2SO4 ke dalam CuO = 1,5 mL
Seharusnya larutan H2SO4 2M yang ditambahkan adalah 1,5 mL namun kami
mencoba menambahkan larutan H2SO4 2M sebanyak 2 mL,sehingga larutan yang
harusnya berwana biru bening dalam percobaan kali ini berubah warna menjadi
biru kehijuan.
5.Langkah V
Penambahan serbuk Fe,bertujuan untuk mengikat SO 4 dalam senyawa CuSO4 agar
terbentuk endapan logam Cu murni.
CuSO4(aq) + Fe(s) → Cu(s) + FeSO4(aq)
Berat logam Fe yang diperlukan untuk menikat SO4 dalam senyawa CuSO4 :
Massa Fe = Ar Fe x n Fe = 55,8 x 0,003 = 0,17 gram
Setelah logam Fe ditambahkan ke dalam larutan CuSO4 larutan berubah warna
menjadi putih kemudian timbul endapan Cu yang berwarna coklat
kemerahan.Namun dalam percobaan kami menambahkan logam Fe seberat 0,2
gram,sehingga menyebabkan larutan teroksidasi dan logam Fe dalam larutan
berkarat.Dampaknya logam Fe menempel pada diding gelas kimia dan larutan
berwarna coklat karat.
6.Langkah VI
GAGAL
Disebabkan karena penambahan logam Fe yang terlalu berlebihan dan
penambahan larutan H2SO4 yang berlebihan.(tidak sesuai stoikiometri)
VII. KESIMPULAN
1.Dalam percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan menggunakan siklus
logam tembaga (Cu) maka dapat diperoleh kesimpulan tentang beberapa peristiwa
yang menandakan berlangsungnya perubahan kimia yaitu :
A. Habisnya zat yang direaksikan
B. Dihasilkan produk baru dari reaktan yang habis direaksikan
C. Timbul Gas
D. Terjadi perubahan warna
E. Timbul endapan
F. Terjadi perubahan suhu
G. Tercium adanya bau baru
2. Pada perubahan atau reaksi kimia berlaku hukum kekekalan massa (Hukum
Lavoizer) yang dikemukakan oleh Lavoizer yaitu jumlah massa sebelum dan
sesudah reaksi ialah sama.Massa suatu zat berbanding lurus dengan jumlah
partikel (atom-atom),maka jumlah atom yang bereaksi (pereaksi) akan sama
dengan jumlah atom-atom zat hasil reaksi.
3. Perhitungan zat-zat yang terlibat dalam proses reaksi menggunakan perhitungan
stoikiometri yang terdiri dari beberapa konsep-konsep mol yaitu pencarian
mol,massa,volume dan hubungannya dengan perbandingan koefisien.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Staf Kimia Dasar.2014.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I.Jurusan Kimia
FMIPA,Universitas Udayana :Bukit Jimbara,Bali
Chang,Raymond.2004.Kimia Dasar : Konsep - konsep Inti Jilid I Edisi
Ketiga.Erlangga : Jakarta
Purba,Michael.2002.Kimia SMA Kelas XII.Jakarta : Erlangga.
Sutresna,Nana.2005.Kimia SMA Kelas XI.Bandung : Grafindo Media Utama.
Purba,Michael.2002.Kimia SMA Kelas X.Jakarta : Erlangga.
Pudjaatmaka,Buku VOGEL Kimia Analisis Kuantitattif Anorganik,Penerbit Buku
Kedokteran EGC : Jakarta
Syukri,Unggul.1999.Kimia Dasar I.ITB : Bandung
Wismono,Jaka.2004.Kimia dan Kecakapan Hidup.Jakarta : Ganeca Exact
Petrucci,Ralph.H,1999.KIMIA DASAR : Prinsip dan Terapan Modern,Edisi
Keempat-Jilid 2,Erlangga : Jakarta.
REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA
Oleh :
Khoirul Abidin (1408105019)
Kelompok 6A
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2014
REAKSI KIMIA PADA SIKLUS LOGAM TEMBAGA
I. TUJUAN PERCOBAAN
- Mempelajari perubahan kimia yang terjadi pada siklus logam tembaga
- Mempelajari stoikiometri larutan pada siklus logam tembaga
II. DASAR TEORI
Reaksi kimia adalah suatu reaksi antar senyawa kimia atau unsur kimia
yang melibatkan perubahan struktur dari molekul,yang umumnya berkaitan
dengan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia.Reaksi kimia dimana satu atau
lebih zat yang berubah menjadi zat-zat baru yang sifat-sifatnya berbeda
dibandingkan dengan zat penyusun sebelumnya.Semua materi selalu mengalami
perubahan.Zat yang mengalami perubahan disebut zat pereaksi (reaktan) dan zat
yang terbentuk disebut hasil reaksi (produk).Rumus-rumus pereaksi ditempatkan
disebelah kiri dan hasil reaksi ditempatkan disebelah kanan.Diantara dua sisi
tersebut digabungkan dengan tanda kesamaan (=) atau tanda panah ( → ).Dan
berikut adalah ciri dari perubahan kimia :
a. Timbulnya Gas
Banyak reaksi kimia menghasilkan zat baru yang ditandai terbentuknya
gas pada suhu kamar.Sebagai contoh,apabila bongkahan kapur dimasukan ke
dalam air maka akan timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari
campuran air dan bongkahan kapur.Gelembung-gelembung gas tersebut
merupakan zat baru (gas karbon dioksida) hasil reaksi antara air dan
kapur.Peristiwa tersebut dihasilkan zat baru (yang kedua wujud gas pada suhu
kamar) maka peristiwa tersebut
merupakan contoh reaksi kimia.Dengan
demikian,timbulnya gas dapat menjadi petunjuk bahwa reaksi kimia telah terjadi.
Secara sederhana,dalam reaksi kimia adanya gas yang terbentuk
ditunjukan dengan munculnya gelembung-gelembung dalam air yang direaksikan.
b. Timbulnya Endapan
Salah satu jenis reaksi yang umumnya berlangsung dalam larutan berair
yang cirinya adalah terbentuknya produk yang tak larut ,atau endapan.
Chang,Raymond.2004.Kimia Dasar : Konsep - konsep Inti Jilid I Edisi
Ketiga.Erlangga : Jakarta
c. Timbulnya Perubahan Warna
Banyak reaksi kimia yang terjadi tidak disertai oleh timbulnya endapan
atau gas,tetapi ditandai oleh timbulnya warna yang baru.Sebagai contoh adalah
saat kita mencampurkan tembaga dengan larutan HNO3.Dapat kita lihat bahwa
terjadi perubahan warna dari yang awalnya bening menjadi biru muda.Selain itu
bisa juga saat kita memanaskan lempeng tembaga yang berwarna merah dengan
serbuk belerang yang berwarna kuning.Setelah dipanaskan maka akan terbentuk
zat baru yang berwujud padatan berwarna hitam.Pada kedua contoh peristiwa ini
terjadi perubahan kimia karena terbentuk zat yang baru.Dengan demikian,adanya
perubahan warna dapat menjadi petunjuk telah terjadi perubahan kimia.Praktikum
Kimia Dasar I
d. Timbulnya Perubahan Suhu
Timbulnya perubahan suhu dapat juga menjadi petunjuk terjadinya
perubahan kimia.Sebagai contoh adalah reaksi antara gamping dengan air yang
terdapat dalam tabung reaksi.Reaksi ini pun menyebabkan naiknya suhu air dalam
tabung reaksi.Pada peristiwa ini terbentuk zat baru yang larut dalam air dan zat
baru yang berwujud gas pada suhu kamar.Jadi,selain timbul panas,pada reaksi ini
juga timbul gelembung gas.
Perubahan suhu dapat dibedakan menjadi dua,yaitu :
1. Reaksi eksoterm
: merupakan reaksi pembebasan panas dari sistem ke
lingkungan sehingga suhu lingkungan bertambah.
2. Reaksi endoterm
: Merupakan reaksi penyerapan panas dari lingkungan ke
sistem sehingga suhu lingkungan berkurang
e. Habisnya Zat yang Bereaksi
Reaksi kimia dapat diamati dengan habisnya zat yang bereaksi disertai
dengan produk baru yang dihasilkan.Suatu reaksi kimia dihasilkan dengan
perbandingan massa yang tetap sesudah dan sebelum hasil reaksi.Seperti
hilangnya Cu(s) pada saat ditambah HNO3(aq).Peristiwa ini dapat terjadi karena
adanya interaksi antara molekul Cu dengan molekul HNO3.
f. Timbulnya Bau
Adanya bau bisa timbul pada reaksi kimia dikarenakan pencampuran suatu
zat.Misalnya,pada reaksi antara logam (Cu) dengan larutan asam nitrat (HNO 3)
yang menghasilkan larutan tembaga (II) nitrat,gas nitrogen monoksida,dan air
yang akan menimbulkan bau baru.
Dalam mereaksikan suatu zat,diperlukan juga adanya ketelitian dalam
menghitung banyaknya suatu zat yang akan direaksikan.Dalam percobaan kali ini
harus ditentukan berapa mol Cu dan volume HNO3 yang digunakan agar reaksi
dapat berlangsung.Konsep mol digunakan untuk menyatakan jumlah zat yang
bereaksi.Secara umum mol merupakan satuan jumah zat yang menyatakan jumlah
partikel zat yang sangat besar.Dimana 1 mol adalah banyaknya zat yang
mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah atomyang terdapat dalam
12 gram C-12,yaitu 6,02 x 1023.Kemolalan atau molalitas adalah banyaknya mol
zat terlarut dalam kg zat pelarut.
Massa satu mol zat sama dengan mass atom relatif/massa molekul relative
dalam gram.Rumus mol suatu unsur/senyawa dirumuskan sebagai berikut.
Untuk unsur :
n=
Untuk senyawa :
n=
m
atau m=n x Ar
Ar
m
ataum=n x Mr
Mr
Keterangan:
n = mol unsur/senyawa
m = massa unsur/senyawa
Ar = massa atom relative
Mr =massa molekul relative
Volume merupakan ukuran besarnya ruang yang ditempati oleh suatu zat
yang dilambangkan (V) dengan satuan liter (L).Avogadro menyatakan bahwa
volume setiap mol gas pada suhu 0 ℃ (273K) dan tekanan 1 atm (76 cmHg)
mempunyai volume 22,4 liter.Sehingga kondisi tersebut dinamakan sebagai
keadaan standar/STP (Standar Temperatur and Preassure) yang dituliskan dengan (
0 ℃ , 1atm ).Hubungan volume gas dengan mol dapat dituliskan sebagai
berikut.
V =n x 22,4 ataun=
Keterangan :
V = volume gas STP
V
22,4
n = mol unsur/senyawa
Volume gas untuk keadaan tidak STP,maka dapat dihitung dengan menggunakan
rumus.
PV =n . R .
Keterangan:
P = Tekanan gas (atm)
V = Volume gas (liter)
T
III. ALAT DAN BAHAN
1.Alat
-
Gelas ukur
Gelas kimia
Kaca arloji
Pipet tetes
Batang pengaduk / Spatula
Botol semprot
Neraca Elektronic
Penjepit
Lap
Steambath / Alat pemanas
2.Bahan
-
Logam Cu 0,2 gram
Serbuk Fe
Larutan HNO3 4 M
Larutan NaOH 1 M
Larutan H2SO4 2 M
Air suling
IV. LANGKAH KERJA
Untuk mengamati peristiwa kimia yang terjadi,akan kita gunakan sepotong kecil
logam Cu.Untuk mempelajari perubahan kimia yang terjadi,mari lakukan
serangkaian percobaan berikut.
Langkah 1 : Reaksi Logam Cu dan Asam Nitrat
Ditimbang dengan teliti seberat 0,5 gram logam Cu,kemudian dimasukan
logam Cu ke dalam gelas kimia 250 ml. Dihitung HNO 3 yang diperlukan
menggunakan persamaan reaksi antara logam Cu dan asam nitrat.Diambil larutan
HNO3 4 M dengan gelas ukur dan pipet tetes.Dituang larutan HNO 3 yang sudah
diukur ke dalam gelas kimia 250 ml yang berisi logam Cu (kerjakan dalam lemari
asam,karena gas yang terbentuk beracun).Ditutup galas kimia dengan kaca
arloji.Diamati perubahan yang terjadi pada logam Cu dan asam nitrat
Langkah 2 : Penambahan Larutan NaOH
Dihitung NaOH 1 M yang diperlukan.Diambil NaOH 1 M yang di
perlukan dengan gelas ukur dan pipet tetes.Dibuka tutup gelas kimia.Dituang
larutan NaOH 1 M ke dalam gelas kimia dari langkah 1.Saat dituang larutan
NaOH l ke dalam gelas kimia,larutan sambil diaduk dengan batang
pengaduk.Diamati perubahan yanr terjadi dalam proses ini.
Langkah 3 : Pemanasan
Diambil air suling sebanyak 50 ml.Ditambahkan air suling ke dalam gelas
kimia dari langkah 2.Dipanaskan gelas kimia beserta isinya dengan kompor
listrik,dimana selama pemanasan larutan diaduk secara perlahanlahan.Dilanjutkan pemanasan hingga mendidih dan tidak terjadi perubahan yang
dapat teramati lagi.Dikeluarkan batang pengaduk dari larutan,disemprot dengan
aquades untuk melepas partikel yang melekat.Kemudian dibiarkan gelas kimia
dan isinya dingin selama 5 menit.Dituangkan cairan bening dalam gelas kimia ke
dalam gelas kimia yang lain (dekantasi).(Hati-hati agar padatan yang ada tidak
ikut terbuang).Dicuci/dekantasi padatan dalam gelas kimia dengan penambahan
50 ml air suling,kemudian biarkan zat padat kembali mengendap.Dilanjutkan
dekantasi lagi.Diulangi proses pencucian/dekantasi dengan air suling.Disimpan
hasil langkah 3 untuk langkah berikutnya.
Langkah 4 : Penambahan Larutan H2SO4
Dihitung larutan H2SO4 yang diperlukan dengan persamaan reaksi.Diambil
larutan H2SO4 yang diperlukan dengan gelas ukur dan pipet tetes.Ditambahkan
larutan H2SO4 ke dalam gelas kimia dari langkah sebelumnya,diaduk sampai tidak
terlihat perubahan yang dapat diamati lagi.Disimpan larutan untuk langkah
berikutnya.
Langkah 5 : Penambahan serbuk logam Fe
Dihitung logam Fe yang diperlukan dengan persamaan reaksi.Diambil
serbuk logam Fe menggunakan kaca arloji.Ditambahkan serbuk logam Fe ke
dalam gelas kimia dari langkah sebelumnya.Kemudian ditutup gelas kimia dengan
kaca arloji.Sesekali digoyang gelas kimia tersebut.Dibiarkan reaksi kimia
berlangsung hingga Fe habis bereaksi.Ini bisa dilihat dari tidak timbulnya gas
lagi.Disimpan hasil ini untuk percobaan berikutnya.
Langkah 6 : Mendapatkan Cu kembali (Recovery Cu)
Didekantasi
cairan
bening
dalam
gelas
kimia
dari
padatannya.Dicuci/dekantasi hasil dengan 50 ml air suling,biarkan padatan
mengendap.Kemudian dekantasi kembali.Diulangi pencucian/proses dekantasi
(dua kali).Ditimbang dengan teliti cawan penguap yang bersih.Catat
massanya.Dituangkan padatan dalam gelas kimia ke dalam cawan
penguap.Kemudian dikeringkan hasilnya dengan memanaskan cawan penguap ini
di atas steambath.Ditimbang cawan penguap beserta isinya dan catat massanya.
(Kerjakan dengan hati-hati agar tidak terlalu banyak air yang digunakan untuk
memindahkan sisa padatan yang melekat pada alat yang digunakan).Dihitung
massa Cu.Kemudian hitung rendemennya.
V. HASIL PENGAMATAN.
1. Percobaan I (Reaksi antara logam Cu dan larutan HNO3)
No
1
2
3
4
Logam Cu
Massa
Wujud
Warna
Bentuk
No
1
2
3
4
Larutan HNO3
Volume
Wujud
Warna
Bentuk
No
1
2
3
4
5
6
3Cu + 8 HNO3 →
4H2O
Warna
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Bereaksi
Pengamatan
0,2 gram
Padat
Coklat kemerahan
Kepingan kecil-kecil
Pengamatan
2 mL
Cair
Bening
Larutan
3Cu (NO3)2 + 2NO + Pengamatan
Biru
Ada
Meningkat
Ada
Habis
(kepingan
hilang)
2. Percobaan II (Penambahan larutan NaOH)
No
1
2
3
4
Larutan NaOH
Volume
Wujud
Warna
Bentuk
No
Cu(NO3)2 + 2NaOH
2NaNO3
Warna
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Bereaksi
1
2
3
4
5
6
Pengamatan
6 mL
Cair
Bening
Larutan
→
Cu(OH)2 + Pengamatan
Biru Pekat
Meningkat
Ada
Habis
Cu
3. Percobaan III (Pemanasan)
Ditambah 50 mL air suling pada gelas kimia hasil reaksi percobaan II
N
Cu(OH)2 → CuO + H2O
O
1
Warna Larutan
2
Warna Endapan
3
Bau
4
Peningkatan Suhu
5
Adanya Gas
6
Endapan
7
Zat yang Bereaksi
Keterangan :
Pengamatan
Bening
Hitam
Meningkat
Ada
Habis
Endapan yang timbul merupakan endapan CuO.
4. Percobaan IV (Penambahan H2SO4)
No
1
2
3
4
Larutan H2SO4
Wujud
Warna
Bentuk
Volume
Pengamatan
Cair
Bening
Larutan
1,5 mL
No
1
2
3
4
5
6
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Warna Larutan
Bau
Peningkatan Suhu
Adanya Gas
Endapan
Zat yang Beraksi
Pengamatan
Biru muda Seperti semula
Meningkat
Habis
5. Percobaan V (Penambahan Fe)
No
1
2
3
4
Logam Fe (Serbuk)
Wujud
Warna
Bentuk
Massa
Pengamatan
Padat
Abu-abu
Serbuk
0,2 gram
No
1
2
3
CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4
Warna Larutan
Warna Endapan
Bau
Pengamatan
Biru Kehijauan
Merah Bata
-
4
Adanya Gas
5
Endapan
6
Zat yang Bereaksi
Keterangan :
Ada
Ada
Sisa
Endapan yang telah didapatkan merupakan serbuk Cu yang telah terbentuk
kembali.
6. Percobaan VI (Recovery Cu)
GAGAL
Disebabkan karena penanmbahan logam Fe yang terlalu berlebhan dan
penambahan larutan H2SO4.(tidak sesuai stoikiometri)
VI. PEMBAHASAN
1.Langkah I
Logam tembaga ditambah larutan HNO 3,tujuannya untuk mengoksidasi logam Cu
agar membentuk larutan Cu(NO3)2(bersifat asam)dan akan menimbulkan gas NO
serta akan ada H2O,reaksi dari langkah satu dapat dinotasikan sebagai berikut :
3Cu(s) + 8HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Perhitungan larutan HNO3 yang ditambahkan :
Logam Cu
= 0,2 gram
n
=
massa
Mr
n Cu
=
0,2
63,5
n Cu
= 0,003 mol
n Cu
= 0,003 mol
=
8
x 0,003=0,008 mol
3
M HNO3 =
n
0,008
↔4 M=
↔ l=
l
l
n HNO3
0,008
=0,002 L=2 mL
4
Pada langkah pertama membuktikan bahwa reaksi kimia pada logam Cu
terjadi,dengan perubahan warna larutan yang semula bening menjadi biru,adanya
bau baru,timbulnya gas yaitu NO dan logam Cu habis bereaksi
2.Langkah II
Penambahan larutan NaOH pada larutan hasil langkah I tujuanya menetralkan
kondisi larutan yang semula asam,yaitu dengan cara menambahkan larutan NaOH
yang bersifat basa
Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) → Cu(OH)2(aq) + 2NaNO3(aq)
1
:
2
:
1
:
2
Agar reaksi mencapai kesetimbangan maka larutan NaOH yang perlu
ditambahkan :
n Cu = n Cu(NO3)2
n Cu(NO3)2 = 0,003 mol
N o3 ¿2
¿
N O3 ¿2
n NaOH =
Koef . Cu¿
Koef . NaOH
¿
maka :
=
2
x 0,003 = 0,006 mol
1
Karena NaOH yang digunakan adalam 1 M maka Volume NaOH yang diperlukan
adalah
M=
n
0,006
↔1 M =
↔ V =0,006 L=6 mL
V
V
Cu dalam Cu(NO3)2 bereaksi dengan NaOH membentuk Cu(OH)2 yang
menyebabkan warna larutan menjadi biru pekat.Hal ini menunjukan bahwa
Cu(NO3)2 telah habis bereaksi dengan larutan NaOH menbentuk larutan Cu(OH)2.
3.Langkah III
Larutan Cu(OH)2 yang telah diencerkan dengan menambahkan air suling sebanyak
50 mL dipanaskan dengan kompor elektrik.Tujuan pemanasan ini adalah
memisahkan air dan larutan agar dapat diamati perubahannya.
Dengan hasil :
Cu(OH)2
: Berwarna biru pekat
CuO
: Setelah dipanaskan berwarna hitam pekat dan mengendap
H2O
: Cairan yang berwarna putih bening
Dengan reaksi sebagai berikut :
Cu(OH)2(aq) → CuO(s) + H2O(l)
Setelah pemanasan,timbul endapan berwarna hitam kemudian larutan mulai
berubah warna dari biru pekat menjadi bening.Larutan Cu(OH) 2 teroksidasi
menjadi endapan CuO dan menghasilkan H 2O.Sebelum endapan disimpak hasil
dari pemanasan tadi hari di dekantasi/proses pencucian.Tujuanya memisahkan air
bekas pemanasan adan endapan CuO agar logam CuO benar-benar bersih.
4.Langkah IV
Penambahan H2SO4,dengan tujuan mengikat Cu yang ada pada senyawa CuO agar
Cu dalam keadaan asam kembali.
CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l)
Molalitas H2SO4 = 2 M
Karena n Cu = nCuO = nCu(NO3)2= nH2SO4 maka jumlahnya adalah 0,003 mol.
V = n/M ; M H2SO4 = n/V,V= 0,003 / 2 = 0,0015 L = 1,5 mL
Jadi penambahan H2SO4 ke dalam CuO = 1,5 mL
Seharusnya larutan H2SO4 2M yang ditambahkan adalah 1,5 mL namun kami
mencoba menambahkan larutan H2SO4 2M sebanyak 2 mL,sehingga larutan yang
harusnya berwana biru bening dalam percobaan kali ini berubah warna menjadi
biru kehijuan.
5.Langkah V
Penambahan serbuk Fe,bertujuan untuk mengikat SO 4 dalam senyawa CuSO4 agar
terbentuk endapan logam Cu murni.
CuSO4(aq) + Fe(s) → Cu(s) + FeSO4(aq)
Berat logam Fe yang diperlukan untuk menikat SO4 dalam senyawa CuSO4 :
Massa Fe = Ar Fe x n Fe = 55,8 x 0,003 = 0,17 gram
Setelah logam Fe ditambahkan ke dalam larutan CuSO4 larutan berubah warna
menjadi putih kemudian timbul endapan Cu yang berwarna coklat
kemerahan.Namun dalam percobaan kami menambahkan logam Fe seberat 0,2
gram,sehingga menyebabkan larutan teroksidasi dan logam Fe dalam larutan
berkarat.Dampaknya logam Fe menempel pada diding gelas kimia dan larutan
berwarna coklat karat.
6.Langkah VI
GAGAL
Disebabkan karena penambahan logam Fe yang terlalu berlebihan dan
penambahan larutan H2SO4 yang berlebihan.(tidak sesuai stoikiometri)
VII. KESIMPULAN
1.Dalam percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan menggunakan siklus
logam tembaga (Cu) maka dapat diperoleh kesimpulan tentang beberapa peristiwa
yang menandakan berlangsungnya perubahan kimia yaitu :
A. Habisnya zat yang direaksikan
B. Dihasilkan produk baru dari reaktan yang habis direaksikan
C. Timbul Gas
D. Terjadi perubahan warna
E. Timbul endapan
F. Terjadi perubahan suhu
G. Tercium adanya bau baru
2. Pada perubahan atau reaksi kimia berlaku hukum kekekalan massa (Hukum
Lavoizer) yang dikemukakan oleh Lavoizer yaitu jumlah massa sebelum dan
sesudah reaksi ialah sama.Massa suatu zat berbanding lurus dengan jumlah
partikel (atom-atom),maka jumlah atom yang bereaksi (pereaksi) akan sama
dengan jumlah atom-atom zat hasil reaksi.
3. Perhitungan zat-zat yang terlibat dalam proses reaksi menggunakan perhitungan
stoikiometri yang terdiri dari beberapa konsep-konsep mol yaitu pencarian
mol,massa,volume dan hubungannya dengan perbandingan koefisien.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Staf Kimia Dasar.2014.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I.Jurusan Kimia
FMIPA,Universitas Udayana :Bukit Jimbara,Bali
Chang,Raymond.2004.Kimia Dasar : Konsep - konsep Inti Jilid I Edisi
Ketiga.Erlangga : Jakarta
Purba,Michael.2002.Kimia SMA Kelas XII.Jakarta : Erlangga.
Sutresna,Nana.2005.Kimia SMA Kelas XI.Bandung : Grafindo Media Utama.
Purba,Michael.2002.Kimia SMA Kelas X.Jakarta : Erlangga.
Pudjaatmaka,Buku VOGEL Kimia Analisis Kuantitattif Anorganik,Penerbit Buku
Kedokteran EGC : Jakarta
Syukri,Unggul.1999.Kimia Dasar I.ITB : Bandung
Wismono,Jaka.2004.Kimia dan Kecakapan Hidup.Jakarta : Ganeca Exact
Petrucci,Ralph.H,1999.KIMIA DASAR : Prinsip dan Terapan Modern,Edisi
Keempat-Jilid 2,Erlangga : Jakarta.