LAPORAN TERBAIK PRAKTIKUM KIMIA IV JUDUL
LAPORAN TERBAIK
PRAKTIKUM KIMIA IV
JUDUL PERCOBAAN :
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
KELOMPOK 9 :
1. Roshinta Anggun Ramadhan
(J2C008060)
2. Rr. Dian Pratiwi
(J2C008061)
3. Sapto Adi Wibowo
(J2C008062)
4. Sara Agustine Biyang
(J2C008063)
5. Sari Pratiwi
(J2C008064)
6. Setyo Rini Utomo
(J2C008065)
7. Siska Yulyana Tristianti
(J2C008066)
8. Sri Handayani
(J2C008068)
9. Suprihatin
(J2C008069)
10. Yazid Murtadlo
(J2C008100)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2010
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan yang berjudul “Fotokimia Reduksi Ion Besi
(III)” yang brtujuan untuk mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia
dan mempelajari kegunaan reaksi reduksi besi (III) untuk cetak biru. Prinsip yang
digunakan dalam percobaan ini adalah reaksi reduksi ion besi (III) yang
dipengaruhi oleh cahaya. Metode dalam percobaan ini adalah fotokimia yang
merupakan ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang diinduksi oleh sinar
secara langsung menggunakan kertas kalkir yang transparan dan cetak biru
dengan kertas tik dan dibuka pada tempat yang disinari oleh cahaya matahari
sebagai cahaya kuatnya. Hasil yang didapat yaitu warna yang terbentuk adalah
warna biru pada tepi kertas HVS, tidak pada tulisan ditengah. Hal ini dikarenakan
kertasnya blm kering, dan Fe2+ belum teroksidasi.
PERCOBAAN 8
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
I. TUJUAN PERCOBAAN
1.1 Mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia dan mempelajari
kegunaan untuk cetak biru.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fotokimia
2.1.1 Pengertian Fotokimia
Fotokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari interaksi
antara atom, molekul kecil dan cahaya (atau radiasi elektromagnetik).
Sebagaimana disiplin ilmu lainnya, fotokimia menggunakan sistem satuan SI atau
metrik. Unit dan konstanta yang sering digunakan antara lain adalah meter, detik,
hertz, joule, mol, konstanta gas R, serta kontanta Bolztmann. Semua unit dan
konstanta ini juga merupakan bagian dari bidang kimia fisik.
Fotokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang
diinduksi oleh sinar secara langsung maupun tidak langsung. Reaksi termal biasa
yang berlangsung dalam gelap memperoleh energi pengaktifan dari penyerapan
foton cahaya oleh molekul-molekulnya. Karena itu reaksi ini memberikan
kemungkinan selektivitas yang tinggi, yang berarti bahwa energi dari kuantum
cahaya tepat sesuai untuk reaksi tertentu saja. Keadaan elektronik molekul yang
tereksitasi mempunyai energi dan distribusi elektron yang berbeda dari keadaan
dasar, sehingga sifat kimianyapun berbeda.
(Alberty, 1984)
2.1.2 Reaksi Fotokimia
Reaksi fotokimia adalah reaksi kimia yang disebabkan oleh cahaya atau
radiasi ultraviolet. Foton yang masuk diserap oleh molekul pereaksi menghasilkan
molekul tereksitasi atau molekul radikal bebas, yang selanjutnya bereaksi lagi.
(Alberty, 1984)
2.2 Hukum Fotokimia
Dalam fotokimia terdapat dua hukum dasar. Menurut hukum yang pertama
dari Grothus (1817) dan Draper (1843), perubahan fotokimia hanya dapat
ditimbulkan oleh cahaya yang diserap. Radiasi yang tidak diserap tetapi dapat
mendorong molekul tereksitasi untuk memancarkan sinar. Hukum kedua
fotokimia yang diusulkan oleh Stark dan Einstein (1908-1912) menyatakan bahwa
molekul yang menyerap satu kuantum sinar masuk menjadi teraktifkan.
(Alberty, 1984)
2.3 Manfaat Fotokimia
Fotosintesis merupakan suatu reaksi kimia yang memerlukan cahaya agar
proses pembentukkan gula dari selulosa dapat terjadi dari CO 2 dan H2O. Cahaya
matahari membantu pembentukkan vitamin D di dalam tubuh. Pemutihan material
kain dan sedotan biasannya menggunakan cahaya matahari. Cetak biru
dikembangkan dengan memancarkan cahaya pada senyawa besi. Dalam dunia
fotografi senyawa perak dan halogen mengalami perubahan oleh cahaya.
(Biddle, 1949)
2.4 Cetak Biru
Pengolahan cetak biru masih sangat jarang ditemukan,tetapi proses
pembuatan cetak biru sangatlah mudah biasanya kertas cetak biru, dilapisi dengan
besi ammonium sitrat dan kalium ferisianida yang sensitive terhadap cahaya.
Proses penggambaran dilakukan pada kain tembus cahaya atau kertas yang
ditempatkan di atas satu lembar kertas cetak biru dan dibuka pada tempat yang
disinari oleh cahaya yang kuat. Cahaya mengubah besi ammonium sitrat menjadi
senyawa garam dari besi, kemudian ketika kertas direndam di dalam air, senyawa
garam dari besi bereaksi dengan kalium ferisianida untuk membentuk larutan biru
pekat yang membuat kertas menjadi berwarna biru. Zat kimia pada kertas
dilindungi dari cahaya oleh garis dari kertas atau melarutkan gambar dan
mengakibatkan kertas atau gambar menjadi putih. Cetak biru dikembangkan
dengan memancarkan cahaya pada senyawa besi. Dalam dunia fotografi senyawa
perak dan halogen mengalami perubahaan oleh cahaya.
(Biddle,1949)
2.5 Pembentukan Warna pada Ion Kompleks
Penyerapan radiasi elektromagnetik oleh spesies ion dalam larutan
membutuhkan elektron dalam ion yang dapat berpindah dari satu tingkat energi
yang lain. Cahaya yang diserap harus memiliki energi yang sama dengan
perbedaan dan tingkat energi tersebut dalam transisisi. Jika energi transisi terletak
pada panjang gelombang cahaya tampak, maka komponen cahaya tersebut diserap
dan cahaya yang diteruskan akan berwarna. Warna cahaya yang diteruskan adalah
warna pelengkap dan warna yang diserap. Kenaikan sebuah elektron dari tingkat
energi rendah ke tingkat yang lebih tinggi menyebabkan penyerapan komponen
cahaya putih dan cahaya yang dilewatkan warna.
(Petrucci,1989)
2.6 Senyawa kompleks
Senyawa komples adalah senyawa yang terbentuk karena penggabungan
dua atau lebih senyawa sederhana yang masing- masingnya dapat bediri sendiri.
(Rivai,1995)
Senyawa kompleks mengandung ion kompleks yang tersusun dari atom
pusat yang mengikat secara koordinasi sejumlah spesies (ligan).
Ligan adalah molekul sederhana yang dalam senyawa kompleks bertindak
sebagai donor pasangan elektron (basa lewis). Dengan kata lain, ligan merupakan
suatu spesi atau molekul yang mempunyai sepasang elektron bebas yang dapat
digunakan untuk berikatan.
Atom pusat adalah atom yang dalam senyawa kompleks bertindak sebagai
aseptor pasangan elektron (asam lewis). Atom pusat juga menyediakan orbital
kosong yang dapat diisi oleh ligan-ligan.
(Petrucci,1989)
2.7 Reaksi Pembentukan Senyawa Kompleks
Senyawa kompleks terbentuk dari perpindahaan 1 atau lebih pasangan
electron dari ligan ke ion logam ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion
logam sebagai penerima electron berikut reaksi umumnya:
M +nL MLn
Dimana n adalah bilangan koordinasi senyawa kompleks yang terbentuk.
Bilangan koordinasi ini lazimnya 2, 4 dan 6.
(Petrucci, 1989)
2.8 Ion Kompleks dan Senyawa Koordinasi
Ion kompleks merupakan gabungan ion logam pusat dengan liganligannya, sedangkan senyawa koordinasi merupakan senyawa netral yang
mengandung ion kompleks daerah sekitar ion logam pusat dimana ligan-ligan
ditemukan dinamakan lekung koordinasi. Jumlah lengkung kedudukan dalam
lengkung koordinasi yang dapat ditempati oleh ligan adalah bilangan koordinasi
dan ion logam pusat.
(Petrucci,1989)
2.9 Kelarutan Senyawa Kompleks
Kelarutan senyawa kompleks dalam air tergantung pada muatan
kompleksnya. senyawa kompleks yang bermuatan lazimnya mudaah larut dalam
air begitu pula sebaliknya. Sifat ini berkaitan dengan sifat air yang berkutub.
Contoh:
Ag + + Cl- AgCl
AgCl + Cl- [AgCl2]-
sukar larut
mudah larut
(Rivai,1995)
2. 10 Besi
2.10.1 Pengertian Besi
Besi merupakan unsur ke-4 terbanyak penyusun kerak bumi, tergolong
unsur transisi utama. Di alam ditemukan dalam beberapa mineral, terutama
sebagai hematite ( Fe2O3), limonit (FeO(OH) nH2O) dan magnetit (FeO-Fe2O3).
Besi dapat berada dalam emapat bentuk alotrop, yaitu sebagai besi-α, besi-β, besi
γ dan besi-δ dengan titik transisi pada 770⁰C, 928⁰C, dan 1530⁰C. Bentuk α
bersifat magnet,tetapi bila berubah menjadi besi δ sifat magnet itu hilang. Logam
besi sangat reaktif dan mudah berkarat terutama dalam kondisi udara lembab atau
suhu tinggi. Pada pemanasan bereaksi
dengan unsur bukan logam, dapat
membentuk senyawa besi (II) dan senyawa besi (III).
(Mulyono, 2005)
2.10.2 Senyawa Kompleks Besi
Besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai sebagai unsur kimia ke
sepuluh paling banya di alam. Jumlah besi yang besar di bumi disangka
menyumbang kepada medan magnet bumi. Simbolnya Fe ringkasan ferrum nama
latin bagi besi. Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang
ditemui dalam keadaan bebas.
Dalam industri, besi dihasilkan dari bijih, kebanyakan hematit (Fe2O3),
melalui reduksi oleh karbon pada suhu 20000C.
2 C + O2
→ 2 CO
3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2
Besi yang dihasilkan dapat digunakan dalam sintesis senyawa-senyawa
yang mengandung Fe.
Beberapa senyawa kompleks dengan atom pusat Fe adalah
1. FeIII [ (2,2-bipryridine)(HPO3)(H2PO4) ]
2. Kompleks M [TCNQ]
3. Kompleks Fe(II) - Cr(III) Oksalat
(Petrucci, 1989)
2.11 Besi Oksida
FeO, Fe2O3, dan Fe3O4 hampir sama apabila dikaitkan dengan strukturnya.
Atom oksigen pada semua strukturnya konfigurasi c.c.p. dalam stoikiometri
semua FeO berbentuk oktahidral yang diikat oleh atom Fe, yang memberikan efek
kisi NaCl dari Fe2+ da O2-. Perbandingan kedua ion ini dalam persenyawaannya
kira-kira 48,56%. Pemindahan ion Fe3+
dari Zink Aridear
dan penggantian
dengan dua sampai tiga dari number ion Fe3+ memberi FeO dalam besi berkurang
ini menunjukkan data lebih akurat daripada penambahan oksigen ketika besi tigaempat aserrimeritan Fe2+ diganti oleh ion Fe3+ akan terbentuk senyawa Fe3O4, Fe’’
(Fe’’’O)2 dan sebuah struktur spinel.
(Heslop & Robinson, 1969)
2.12 Reaksi Redoks
Reaksi redoks atau reduksi oksidasi sering ditulis sebagai dua reaksi paro
dimana terjadi transfer elektron misalnya:
Oksidasi : Sn2+ Sn4+ + 2eReduksi : Fe3+ + e-
Fe2+
Kedua reaksi paro diatas dapat digabung menjadi
Reaksi Redoks : Sn3+ + 2Fe3+ Sn4+ + 2Fe2+
(Fernando, 1997)
2.13
Analisis Bahan
2.13.1. Asam Oksalat
Sifat fisik :
-memiliki titik lebur 101oC
-densitas 1,6 gram/mL
-tak berwarna
-berbentuk padatan Kristal
Sifat kimia :
-asam dikarboksilat dengan rumus H2C2O4.2H2O atau
CaCl.2H2O
-bersifat racun
-digunakan
di
laboratorium
sebagai
pereaksi
analitik(larutan baku)
-untuk bahan pembersih pengunting logam
(Mulyono,2002)
2.13.2. Asam Klorida
Sifat fisik:
-gas tak berwarna
-berbau tajam
-titik lebur 114,8OC
-titik didih -84,9OC
Sifat kimia :
-senyawa anorganik dengan rumus kimia HCl
-dapat dibuat dengan cara mereaksikan NaCl dengan H 2SO4
pekat
-sangat larut dalam pelarut air dengan membentuk larutan
asam kuat
(Mulyono, 2002)
2.13.3. Potassium Dikromat
Sifat fisik :
-padatan Kristal jingga-merah K2Cr2O7
-densitas 2,67 gram/mL
-titik lebur 396oC
-mengurai diatas 500oC
Sifat kimia :
-larut dalam air dan tak larut dalam alcohol
-monoklinik atau triklinik
-monoklinik berubah menjadi triklinik pada 241,6oC
-senyawa ini dibuat lewat pengasaman larutan kalium
kromat kasa
(Daintith, 1990)
2.13.4. Kalium Heksasianoferat (III)
Sifat fisik :
-berupa kristal berwarna merah
-mempunyai BM 329,25 gram/mol
Sifat kimia :
-kelarutan dalam air 33oC
-rumus molekul : K3Fe(CN)6
(Mulyono, 2002)
2.13.5. FeCl3
Sifat fisik :
-padatan coklat hitam
-heksagonal
-densitas 2,9 gram/mL
-titik leleh 306oC
-mengurai pada 315oC
Sifat kimia :
-larut dalam banyak organik
-membentuk larutan dengan daya hantar listrik yang rendah
-dalam banyak hal senyawa ini menyerupai alumunium
oksida sehingga dapat digunakan sebagai katalis pengganti
dalam pengganti friedel-crafts
(Daintith, 1990)
2.13.6. Aquadest
Sifat fisik :
-BM 18,016 gram/mol
-massa jenis 1,32 gram/cm3
-titik didih 100oC
-titik beku 0oC
Sifat kimia :
-larut dalam dietil alkohol
-sebagai pelarut
-bersifat polar
-momen dipole 1,84 D
(Basri, 1996)
IV. METODE PERCOBAAN
4.1. Alat dan Bahan
4.1.1. Alat
- Gelas gelap
- Gelas ukur
- Keping kaca
- Plastik
- Pipet tetes
- Label
- Asam Oksalat
-Kertas HVS
- Diamonium Hidrofosfat
- Besi (III) Klorida
4.1.2. Bahan
- Larutan K3Fe(CN)6 0,1 M
4.2. Gambar Alat
Gelas ukur
pipet tetes
Gelas Beker
4.3. Skema Kerja
100 mL larutan besi (III) klorida + 200 mL larutan diamonium hidrofosfat
Gelas beker
- Pencampuran larutan
- Penyimpanan dalam ruang gelap
- Penambahan 100 mL asam oksalat
- Pengadukkan
Hasil
4 helai kertas HVS
Gelas beker
-
Pencelupan kertas ke dalam
larutan campuran besi (III)
klorida dan diamonium
hidrofosfat
-
Pengeluaran kertas
-
Peletakkan kertas diantara 2
kertas saring
Hasil
Pendiaman selama 10 – 15 menit
Objek yang akan dicetak
Kertas HVS
-
Pembuatan objek yang akan
dicetak dengan tinta cina
-
Peletakkan objek di atas plastik
-
Penjepitan dengan 2 keping kaca
-
Penyinaran dengan sinar
matahari kurang lebih 5 – 7 menit
Kertas HVS yang telah disinari
Hasil
-
Pencelupan ke dalam larutan
kalium heksasianoferat ( III) 0,1
M
-
Pengeluaran kertas
V. DATA PENGAMATAN
No.
1
Perlakuan
Pencampuran larutan besi (III) klorida dengan larutan
Hasil
Larutan berwarna
asam oksalat dalam ruang gelap
Pencelupan kertas HVS ke dalam larutan campuran
coklat tua
Warna kertas HVS
besi (III) klorida dengan larutan asam oksalat dalam
menjadi kuning
ruang gelap
Pengeluaran kertas dari larutan, diamkan selama 10-15
Kertas menjadi
menit di dalam ruang gelap hingga kertas menjadi
kering dan berwarna
4
kering
Peletakkan objek di atas plastik dan jepit diantara dua
kuning
Kertas berwarna
5
keping kaca
Penyinaran dengan sinar matahari sekitar 5-7 menit
kuning
Kertas berwarna
Pencelupan kertas peka ke dalam
kuning
Bagian kertas yang
larutan ion heksasianoferrat (III) 0,1 M
tertutup oleh label
2
3
6
berwarna biru tua
sedangkan bagian
kertas yang tidak
ditutup oleh label
berwarna biru
VI. PEMBAHASAN
Percobaan ini berjudul “Fotokimia Reduksi Ioni Besi (III)” yang bertujuan
untuk mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia dan mempelajari
kegunaan reaksi reduksi besi (III) untuk cetak biru. Prinsip yang digunakan dalam
percobaan ini adalah reaksi reduksi ion besi (III) yang dipengaruhi oleh cahaya.
Metode dalam percobaan ini adalah fotokimia yang merupakan ilmu yang
mempelajari reaksi-reaksi kimia yang diinduksi oleh sinar secara langsung
menggunakan kertas kalkir yang transparan dan cetak biru dengan kertas tik dan
dibuka pada tempat yang disinari oleh cahaya matahari sebagai cahaya kuatnya.
Pertama dilakukan pelarutan besi (III) klorida dalam air. Aquades tersebut
berguna untuk melarutkan FeCl3 menjadi larutan berwarna coklat. Kedua senyawa
tersebut dapat larut karena keduanya termasuk senyawa polar. Kepolaran ini dapat
terjadi karena adanya momen dipol pada kedua senyawa tersebut dimana momen
dipolnya tidak sama dengan nol. Momen dipol adalah ukuran kepolaran molekul
secara keseluruhan. (Fessenden,1982)
Suatu senyawa dapat dikatakan senyawa polar jika momen dipol senyawa
tersebut > 1,7 Debye. Aquades (H 2O) dikatakan polar karena momen ikatan
molekul air tidak saling meniadakan, dan air mempunyai momen dipol lebih dari
1,7 Debye yaitu 1,84 Debye. sama halnya dengan FeCl 3 dikatakan polar karena
momen ikatan molekul FeCl3 tidak saling meniadakan, dan mempunyai momen
dipol >1,7 Debye. Hal ini dapat terjadi karena pada air ikatan antara H dengan O
akan cenderung tertarik ke arah H sehingga akan terbentuk sudut dan momen
dipol tidak sama dengan nol (Fessenden, 1982). Sedangkan pada FeCl 3 ikatan
antara Fe dengan Cl akan cenderung tertarik ke arah Cl sehingga terbentuk sudut
dan ikatannya tidak saling meniadakan serta tidak sama dengan nol. Sehingga
kedua senyawa ini dikatakan polar. Pada proses ini terjadi reaksi ionisasi FeCl 3
oleh H2O :
FeCl3 + H2O Fe3+ + 3Cl- + H2O
Sehingga diperoleh ion Fe3+. Pembentukkan ion Fe ini tidak berjalan secara
spontan tetapi berjalan melalui beberapa tahap, yaitu pada saat H2O direaksikan
dengan Fe Cl 3, maka H2O itu akan membentuk H+ dan OH- dimana muatan positif
Fe pada FeCl3 akan tertarik pada oksigen pada H2O yang bermuatan negatif.
Sedangkan Cl- pada FeCl3 yang bermuatan negatif akan tertarik oleh ion H pada
H2O yang bermuatan positif. Kemudian padatan FeCl3 tersebut akan pecah
perlahan-lahan menjadi ion-ionnya yaitu Fe3+ dan Cl-. Pada proses ini larutan
menjadi berwarna coklat tua dan panas. Panas ini terjadi karena adanya proses
ionisasi eksoterm. Setelah aquades dan FeClз padatan direaksikan membentuk
larutan besi (III) klorida, selanjutnya dilakukan penambahan larutan diammoniun
hidrofosfat tetapi pada percobaan yang dilakukan tidak dilakukan penambahan
diammonium hidroksida. Karena apabila pada percobaan yang dilakukan
diberikan penambahan larutan diammonium hidrofosfat, larutan diammonium
hidrofosfat tersebut akan mengalami reaksi redoks sehingga jika ikut direaksikan
maka akan memperlambat reaksi reduksi-oksidasi pada Fe(III) menjadi Fe(II).
Kemudian larutan FeClз yang berwarna coklat tua tersebut ditambahkan
dengan asam oksalat, warna FeClз yang tadinya berwarna coklat tua berubah
warna menjadi warna coklat muda. Reaksinya :
FeClз +
H2O
Fe3+ + 3(COO)2 2-
Fe3+ + Cl¯
Fe[(COO)2]з
Penambahan asam oksalat dilakukan tetes demi tetes pada ruang gelap
bertujuan untuk mempertahankan agar reaksi reduksi besi (III) tersebut dapat tetap
berlangsung dan mencegah terjadinya oksidasi kembali ion besi (II) menjadi ion
besi (III). Larutan yang dihasilkan berwarna coklat dan panas yang dihasilkan
menjadi turun.
Reaksi reduksi terjadi karena adanya penurunan bilangan oksidasi pada ion
besi (III) menjadi ion besi (II). Proses pencampuran larutan FeCl 3 dengan asam
oksalat dilakukan dalam ruang gelap dengan tujuan untuk mempercepat proses
reduksi besi (III) tersebut dan agar reaksi dapat berjalan secara maksimal karena
jika terkena cahaya, ion besi (II) yang dihasilkan akan kembali menjadi proses
oksidasi. Larutan yang dihasilkan berwarna coklat dan panasnya turun.
Kemudian dilakukan pencelupan kertas HVS ke dalam campuran larutan
besi ( III) klorida dan H2C2O4. Pencelupan dilakukan secara merata agar dapat
terlihat reduksi ion besi (III) menjadi ion besi (II). Kemudian kertas tersebut
dikeluarkan dan dibiarkan hingga kertas mengering dalam ruang gelap. Hal ini
dimaksudkan agar besi proses reduksi dapat terjadi secara maksimal.
Setelah kertas HVS yang telah dicelupakan pada larutan FeCl3 mengering,
maka kertas HVS tersebut dijepitkan pada dua keping kaca dimana susunanya
ialah kaca, kertas peka, objek dan plastik kemudian barulah ditutup oleh kaca
kembali. Objek yang digunakan disini adalah kertas label yang ditempelkan pada
plastik. Kemudian kertas HVS yang berobjek tersebut dikenai sinar matahari.
Pada saat penyinaran ini lah berlangsung proses fotokimia. Pada proses ini Fe2+
diubah menjadi Fe3+ yang merupakan kompleks tidak berwarna. Pada saat proses
reaksi dalam ruang gelap bertujuan untuk menghambat terjadinya proses
fotokimia yang disebut sebagai reaksi antifotokimia.
Kertas HVS yang tidak tertutupi oleh label mengalami oksidasi ke tingkat
oksidasi yang lebih tinggi yaitu dari Fe 2+ menjadi Fe3+. Sedangkan kertas HVS
yang tertutupi oleh objek kertas label tidak mengalami oksidasi melainkan tetap
pada Fe2+, hal ini dikarenakan kertas label menghalangi proses oksidasi
berlangsung. Kemudian kertas yang sudah disinari ini dicelupkan pada larutan
K3Fe(CN)6 0,1 M. Sebelumnya dilakukan pelarutan pada K3[Fe(CN)6] pada
akuades sehingga senyawa ini akan terionisasi menjadi kation 3K + dan ion
kompleks [Fe(CN)6]3-. Reaksi yang trjadi :
K3[Fe(CN)6] + H2O 3K+ +[Fe(CN)6]3Dari percobaan ini diperoleh hasil bahwa kertas HVS yang tertutup oleh
kertas label memberikan warna biru yang lebih tua dibandingkan kertas HVS
yang tidak tertutup oleh kertas label. Hal ini dapat terjadi karena proses oksidasi
besi (II) menjadi besi (III) belum terjadi sempurna dan kertas HVS tersebut belum
terlalu kering. Warna biru yang dihasilkan diperoleh adanya reaksi reduksi besi
( III) menjadi besi (II). Warna biru ini merupakan bentuk senyawa kompleks
KFe[Fe(CN)6], yaitu senyawa kompleks kalium ferroferri sianida. Ion [Fe(CN)6]3berasal dari larutan K3Fe(CN)6, Fe pada ligan ini bermuatan 3+. Pada
KFe[Fe(CN)6], yang menjadi atom pusat adalah Fe3+ dan yang menjadi ligan
adalah (CN)6. Sedangkan yang menjadi kation adalah KFe3+ dan yang menjadi
anionnya adalah [Fe(CN)6]3-.
Di sini terjadi proses eksitasi elektron Fe3+. Berikut prosesnya:
26 Fe: [Ar] 3d64s2
26 Fe2+ :[Ar] 3d6 4s0
26 Fe3+:[Ar] 3d5 4s0
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑ ↑↓
↑
↑ ↑ ↑ ↑
↑
↑
↑
↑
Fe2+ dapat menghasilkan warna biru karena perbedaan energi antara dua orbital
berada dalam rentang cahaya tampak, sehingga terlihat adanya warna .Sedangkan
pada Fe3+ perbedaan energi antara dua orbital tidak berada dalam rentang pada
cahaya tampak.
Seharusnya jika sesuai dengan petunjuk, percobaan ini ditambahkan
K2Cr2O7. Akan tetapi dalam percobaan tidak menggunakan K2Cr2O7 dan HCl. Ini
di karenakan apabila menggunakan K2Cr2O7 maka tidak akan muncul warna,
karena senyawa ini mengoksidasi larutan besi yang tadinya sudah tereduksi
menjadi besi (II) menjadi besi (III) lagi. Larutan HCl tidak digunakan pada saat
pencucian ,karena apabila larutan ini digunakan maka pada saat pencucian, Besi
yang ada pada kertas akan bereaksi lagi dengan HCl sehingga warnanya akan
hilang. Dan tidak dapat digunakan untuk identifikasi selanjutnya.
Profil dari produk yang dibentuk merupakan senyawa kompleks
KFe[Fe(CN)6], yaitu senyawa kompleks kalium ferroferri sianida yang berwarna
biru. Ion [Fe(CN)6]3- berasal dari larutan K3Fe(CN)6, Fe pada ligan ini bermuatan
3+. Pada KFe[Fe(CN)6], yang menjadi atom pusat adalah Fe3+ dan yang menjadi
ligan adalah (CN)6. Sedangkan yang menjadi kation adalah KFe3+ dan yang
menjadi anionnya adalah [Fe(CN)6]3-.
VII. PENUTUP
7.1 Kesimpulan
1. Warna biru yang tercetak pada kertas disebabkan karena besi (II) telah
mengalami reaksi oksidasi.
2. Bintik kuning yang terdapat pada kertas berwarna biru terbentuk
karena adanya penyerapan cahaya yang tidak sempurna pada bagian
yang tertutup.
7.2 Saran
1. Dalam melakukan percobaan sebaiknya sesuai dengan prosedur kerja
2. Dalam penimbangan harus tepat
3. Larutan harus benar-benar tidak terkena cahaya
LAMPIRAN
PERHITUNGAN
1.
Diketahui :
M K3Fe(CN)6 = 0,1 M
BM K3Fe(CN)6= 329,26 gram/mol
V = 100 mL
Ditanya :
massa K3Fe(CN)6…….?
Jawab :
M=
×
0,1 M =
0,1 =
0,1 =
0,1
32,926 = 10
massa
massa =
massa K3Fe(CN)6 = 3,2926 gram
2.
Diketahui :
M FeCl3 = 1M
BM FeCl3 = 162,2 gram/mol
V = 100 mL
Ditanya :
massa FeCl3…….?
Jawab :
M=
1M=
1=
1=
1
162,2 = 10
massa
massa
massa FeCl3 = 16,22 gram
DAFTAR PUSTAKA
Alberty, R.A.,1984,”Thermodinamic of Biochemical Reaction”, John Wiley and
Sons Inc, New Jersey.
Basri, S.,1996,”Kamus Kimia”,Rineka Cipta,Jakarta.
Biddle,H.C.,1949,”Chemistry Today”,Rand Mcalley and Company,USA
Daintith,J.,1990,”Kamus Lengkap Kimia”,Erlangga,Jakarta.
Fernando,Q.,1997,”Kimia Analitik Kualitatif”,Andi,Yogyakarta.
Heslop,R.B. and Robinson P.L.,1960,”Inorganic Chemistry:A Guide for Advance
Study”, Elsever,Amsfer.
Mulyono, M., 2002, ”Kamus Kimia”, PT Gresindo, Bandung.
Rivai, H., 1995, “Pemeriksaan Kimia”, UI press, jakarta
LEMBAR PENGESAHAN
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
Semarang, 24 Juni 2010
Praktikan,
Roshinta Anggun R
Rr. Dian Pratiwi
Sapto Adi W
J2C008060
J2C008061
J2C008062
Sara Agustine B
Sari Pratiwi
Setyo Rini U
J2C008063
J2C008064
J2C008065
Siska Yulyana T.
Sri Handayani
Suprihatin
J2C008066
J2C008068
J2C008069
Yazid Murtadlo
J2C008100
Mengetahui,
Koordinator Praktikum Kimia Dasar IV,
Asisten,
Noor Basid A.P.,M.Sc
Choirudin Rona
198112022005011002
J2C006012
PRAKTIKUM KIMIA IV
JUDUL PERCOBAAN :
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
KELOMPOK 9 :
1. Roshinta Anggun Ramadhan
(J2C008060)
2. Rr. Dian Pratiwi
(J2C008061)
3. Sapto Adi Wibowo
(J2C008062)
4. Sara Agustine Biyang
(J2C008063)
5. Sari Pratiwi
(J2C008064)
6. Setyo Rini Utomo
(J2C008065)
7. Siska Yulyana Tristianti
(J2C008066)
8. Sri Handayani
(J2C008068)
9. Suprihatin
(J2C008069)
10. Yazid Murtadlo
(J2C008100)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2010
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan yang berjudul “Fotokimia Reduksi Ion Besi
(III)” yang brtujuan untuk mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia
dan mempelajari kegunaan reaksi reduksi besi (III) untuk cetak biru. Prinsip yang
digunakan dalam percobaan ini adalah reaksi reduksi ion besi (III) yang
dipengaruhi oleh cahaya. Metode dalam percobaan ini adalah fotokimia yang
merupakan ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang diinduksi oleh sinar
secara langsung menggunakan kertas kalkir yang transparan dan cetak biru
dengan kertas tik dan dibuka pada tempat yang disinari oleh cahaya matahari
sebagai cahaya kuatnya. Hasil yang didapat yaitu warna yang terbentuk adalah
warna biru pada tepi kertas HVS, tidak pada tulisan ditengah. Hal ini dikarenakan
kertasnya blm kering, dan Fe2+ belum teroksidasi.
PERCOBAAN 8
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
I. TUJUAN PERCOBAAN
1.1 Mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia dan mempelajari
kegunaan untuk cetak biru.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fotokimia
2.1.1 Pengertian Fotokimia
Fotokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari interaksi
antara atom, molekul kecil dan cahaya (atau radiasi elektromagnetik).
Sebagaimana disiplin ilmu lainnya, fotokimia menggunakan sistem satuan SI atau
metrik. Unit dan konstanta yang sering digunakan antara lain adalah meter, detik,
hertz, joule, mol, konstanta gas R, serta kontanta Bolztmann. Semua unit dan
konstanta ini juga merupakan bagian dari bidang kimia fisik.
Fotokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang
diinduksi oleh sinar secara langsung maupun tidak langsung. Reaksi termal biasa
yang berlangsung dalam gelap memperoleh energi pengaktifan dari penyerapan
foton cahaya oleh molekul-molekulnya. Karena itu reaksi ini memberikan
kemungkinan selektivitas yang tinggi, yang berarti bahwa energi dari kuantum
cahaya tepat sesuai untuk reaksi tertentu saja. Keadaan elektronik molekul yang
tereksitasi mempunyai energi dan distribusi elektron yang berbeda dari keadaan
dasar, sehingga sifat kimianyapun berbeda.
(Alberty, 1984)
2.1.2 Reaksi Fotokimia
Reaksi fotokimia adalah reaksi kimia yang disebabkan oleh cahaya atau
radiasi ultraviolet. Foton yang masuk diserap oleh molekul pereaksi menghasilkan
molekul tereksitasi atau molekul radikal bebas, yang selanjutnya bereaksi lagi.
(Alberty, 1984)
2.2 Hukum Fotokimia
Dalam fotokimia terdapat dua hukum dasar. Menurut hukum yang pertama
dari Grothus (1817) dan Draper (1843), perubahan fotokimia hanya dapat
ditimbulkan oleh cahaya yang diserap. Radiasi yang tidak diserap tetapi dapat
mendorong molekul tereksitasi untuk memancarkan sinar. Hukum kedua
fotokimia yang diusulkan oleh Stark dan Einstein (1908-1912) menyatakan bahwa
molekul yang menyerap satu kuantum sinar masuk menjadi teraktifkan.
(Alberty, 1984)
2.3 Manfaat Fotokimia
Fotosintesis merupakan suatu reaksi kimia yang memerlukan cahaya agar
proses pembentukkan gula dari selulosa dapat terjadi dari CO 2 dan H2O. Cahaya
matahari membantu pembentukkan vitamin D di dalam tubuh. Pemutihan material
kain dan sedotan biasannya menggunakan cahaya matahari. Cetak biru
dikembangkan dengan memancarkan cahaya pada senyawa besi. Dalam dunia
fotografi senyawa perak dan halogen mengalami perubahan oleh cahaya.
(Biddle, 1949)
2.4 Cetak Biru
Pengolahan cetak biru masih sangat jarang ditemukan,tetapi proses
pembuatan cetak biru sangatlah mudah biasanya kertas cetak biru, dilapisi dengan
besi ammonium sitrat dan kalium ferisianida yang sensitive terhadap cahaya.
Proses penggambaran dilakukan pada kain tembus cahaya atau kertas yang
ditempatkan di atas satu lembar kertas cetak biru dan dibuka pada tempat yang
disinari oleh cahaya yang kuat. Cahaya mengubah besi ammonium sitrat menjadi
senyawa garam dari besi, kemudian ketika kertas direndam di dalam air, senyawa
garam dari besi bereaksi dengan kalium ferisianida untuk membentuk larutan biru
pekat yang membuat kertas menjadi berwarna biru. Zat kimia pada kertas
dilindungi dari cahaya oleh garis dari kertas atau melarutkan gambar dan
mengakibatkan kertas atau gambar menjadi putih. Cetak biru dikembangkan
dengan memancarkan cahaya pada senyawa besi. Dalam dunia fotografi senyawa
perak dan halogen mengalami perubahaan oleh cahaya.
(Biddle,1949)
2.5 Pembentukan Warna pada Ion Kompleks
Penyerapan radiasi elektromagnetik oleh spesies ion dalam larutan
membutuhkan elektron dalam ion yang dapat berpindah dari satu tingkat energi
yang lain. Cahaya yang diserap harus memiliki energi yang sama dengan
perbedaan dan tingkat energi tersebut dalam transisisi. Jika energi transisi terletak
pada panjang gelombang cahaya tampak, maka komponen cahaya tersebut diserap
dan cahaya yang diteruskan akan berwarna. Warna cahaya yang diteruskan adalah
warna pelengkap dan warna yang diserap. Kenaikan sebuah elektron dari tingkat
energi rendah ke tingkat yang lebih tinggi menyebabkan penyerapan komponen
cahaya putih dan cahaya yang dilewatkan warna.
(Petrucci,1989)
2.6 Senyawa kompleks
Senyawa komples adalah senyawa yang terbentuk karena penggabungan
dua atau lebih senyawa sederhana yang masing- masingnya dapat bediri sendiri.
(Rivai,1995)
Senyawa kompleks mengandung ion kompleks yang tersusun dari atom
pusat yang mengikat secara koordinasi sejumlah spesies (ligan).
Ligan adalah molekul sederhana yang dalam senyawa kompleks bertindak
sebagai donor pasangan elektron (basa lewis). Dengan kata lain, ligan merupakan
suatu spesi atau molekul yang mempunyai sepasang elektron bebas yang dapat
digunakan untuk berikatan.
Atom pusat adalah atom yang dalam senyawa kompleks bertindak sebagai
aseptor pasangan elektron (asam lewis). Atom pusat juga menyediakan orbital
kosong yang dapat diisi oleh ligan-ligan.
(Petrucci,1989)
2.7 Reaksi Pembentukan Senyawa Kompleks
Senyawa kompleks terbentuk dari perpindahaan 1 atau lebih pasangan
electron dari ligan ke ion logam ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion
logam sebagai penerima electron berikut reaksi umumnya:
M +nL MLn
Dimana n adalah bilangan koordinasi senyawa kompleks yang terbentuk.
Bilangan koordinasi ini lazimnya 2, 4 dan 6.
(Petrucci, 1989)
2.8 Ion Kompleks dan Senyawa Koordinasi
Ion kompleks merupakan gabungan ion logam pusat dengan liganligannya, sedangkan senyawa koordinasi merupakan senyawa netral yang
mengandung ion kompleks daerah sekitar ion logam pusat dimana ligan-ligan
ditemukan dinamakan lekung koordinasi. Jumlah lengkung kedudukan dalam
lengkung koordinasi yang dapat ditempati oleh ligan adalah bilangan koordinasi
dan ion logam pusat.
(Petrucci,1989)
2.9 Kelarutan Senyawa Kompleks
Kelarutan senyawa kompleks dalam air tergantung pada muatan
kompleksnya. senyawa kompleks yang bermuatan lazimnya mudaah larut dalam
air begitu pula sebaliknya. Sifat ini berkaitan dengan sifat air yang berkutub.
Contoh:
Ag + + Cl- AgCl
AgCl + Cl- [AgCl2]-
sukar larut
mudah larut
(Rivai,1995)
2. 10 Besi
2.10.1 Pengertian Besi
Besi merupakan unsur ke-4 terbanyak penyusun kerak bumi, tergolong
unsur transisi utama. Di alam ditemukan dalam beberapa mineral, terutama
sebagai hematite ( Fe2O3), limonit (FeO(OH) nH2O) dan magnetit (FeO-Fe2O3).
Besi dapat berada dalam emapat bentuk alotrop, yaitu sebagai besi-α, besi-β, besi
γ dan besi-δ dengan titik transisi pada 770⁰C, 928⁰C, dan 1530⁰C. Bentuk α
bersifat magnet,tetapi bila berubah menjadi besi δ sifat magnet itu hilang. Logam
besi sangat reaktif dan mudah berkarat terutama dalam kondisi udara lembab atau
suhu tinggi. Pada pemanasan bereaksi
dengan unsur bukan logam, dapat
membentuk senyawa besi (II) dan senyawa besi (III).
(Mulyono, 2005)
2.10.2 Senyawa Kompleks Besi
Besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai sebagai unsur kimia ke
sepuluh paling banya di alam. Jumlah besi yang besar di bumi disangka
menyumbang kepada medan magnet bumi. Simbolnya Fe ringkasan ferrum nama
latin bagi besi. Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang
ditemui dalam keadaan bebas.
Dalam industri, besi dihasilkan dari bijih, kebanyakan hematit (Fe2O3),
melalui reduksi oleh karbon pada suhu 20000C.
2 C + O2
→ 2 CO
3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2
Besi yang dihasilkan dapat digunakan dalam sintesis senyawa-senyawa
yang mengandung Fe.
Beberapa senyawa kompleks dengan atom pusat Fe adalah
1. FeIII [ (2,2-bipryridine)(HPO3)(H2PO4) ]
2. Kompleks M [TCNQ]
3. Kompleks Fe(II) - Cr(III) Oksalat
(Petrucci, 1989)
2.11 Besi Oksida
FeO, Fe2O3, dan Fe3O4 hampir sama apabila dikaitkan dengan strukturnya.
Atom oksigen pada semua strukturnya konfigurasi c.c.p. dalam stoikiometri
semua FeO berbentuk oktahidral yang diikat oleh atom Fe, yang memberikan efek
kisi NaCl dari Fe2+ da O2-. Perbandingan kedua ion ini dalam persenyawaannya
kira-kira 48,56%. Pemindahan ion Fe3+
dari Zink Aridear
dan penggantian
dengan dua sampai tiga dari number ion Fe3+ memberi FeO dalam besi berkurang
ini menunjukkan data lebih akurat daripada penambahan oksigen ketika besi tigaempat aserrimeritan Fe2+ diganti oleh ion Fe3+ akan terbentuk senyawa Fe3O4, Fe’’
(Fe’’’O)2 dan sebuah struktur spinel.
(Heslop & Robinson, 1969)
2.12 Reaksi Redoks
Reaksi redoks atau reduksi oksidasi sering ditulis sebagai dua reaksi paro
dimana terjadi transfer elektron misalnya:
Oksidasi : Sn2+ Sn4+ + 2eReduksi : Fe3+ + e-
Fe2+
Kedua reaksi paro diatas dapat digabung menjadi
Reaksi Redoks : Sn3+ + 2Fe3+ Sn4+ + 2Fe2+
(Fernando, 1997)
2.13
Analisis Bahan
2.13.1. Asam Oksalat
Sifat fisik :
-memiliki titik lebur 101oC
-densitas 1,6 gram/mL
-tak berwarna
-berbentuk padatan Kristal
Sifat kimia :
-asam dikarboksilat dengan rumus H2C2O4.2H2O atau
CaCl.2H2O
-bersifat racun
-digunakan
di
laboratorium
sebagai
pereaksi
analitik(larutan baku)
-untuk bahan pembersih pengunting logam
(Mulyono,2002)
2.13.2. Asam Klorida
Sifat fisik:
-gas tak berwarna
-berbau tajam
-titik lebur 114,8OC
-titik didih -84,9OC
Sifat kimia :
-senyawa anorganik dengan rumus kimia HCl
-dapat dibuat dengan cara mereaksikan NaCl dengan H 2SO4
pekat
-sangat larut dalam pelarut air dengan membentuk larutan
asam kuat
(Mulyono, 2002)
2.13.3. Potassium Dikromat
Sifat fisik :
-padatan Kristal jingga-merah K2Cr2O7
-densitas 2,67 gram/mL
-titik lebur 396oC
-mengurai diatas 500oC
Sifat kimia :
-larut dalam air dan tak larut dalam alcohol
-monoklinik atau triklinik
-monoklinik berubah menjadi triklinik pada 241,6oC
-senyawa ini dibuat lewat pengasaman larutan kalium
kromat kasa
(Daintith, 1990)
2.13.4. Kalium Heksasianoferat (III)
Sifat fisik :
-berupa kristal berwarna merah
-mempunyai BM 329,25 gram/mol
Sifat kimia :
-kelarutan dalam air 33oC
-rumus molekul : K3Fe(CN)6
(Mulyono, 2002)
2.13.5. FeCl3
Sifat fisik :
-padatan coklat hitam
-heksagonal
-densitas 2,9 gram/mL
-titik leleh 306oC
-mengurai pada 315oC
Sifat kimia :
-larut dalam banyak organik
-membentuk larutan dengan daya hantar listrik yang rendah
-dalam banyak hal senyawa ini menyerupai alumunium
oksida sehingga dapat digunakan sebagai katalis pengganti
dalam pengganti friedel-crafts
(Daintith, 1990)
2.13.6. Aquadest
Sifat fisik :
-BM 18,016 gram/mol
-massa jenis 1,32 gram/cm3
-titik didih 100oC
-titik beku 0oC
Sifat kimia :
-larut dalam dietil alkohol
-sebagai pelarut
-bersifat polar
-momen dipole 1,84 D
(Basri, 1996)
IV. METODE PERCOBAAN
4.1. Alat dan Bahan
4.1.1. Alat
- Gelas gelap
- Gelas ukur
- Keping kaca
- Plastik
- Pipet tetes
- Label
- Asam Oksalat
-Kertas HVS
- Diamonium Hidrofosfat
- Besi (III) Klorida
4.1.2. Bahan
- Larutan K3Fe(CN)6 0,1 M
4.2. Gambar Alat
Gelas ukur
pipet tetes
Gelas Beker
4.3. Skema Kerja
100 mL larutan besi (III) klorida + 200 mL larutan diamonium hidrofosfat
Gelas beker
- Pencampuran larutan
- Penyimpanan dalam ruang gelap
- Penambahan 100 mL asam oksalat
- Pengadukkan
Hasil
4 helai kertas HVS
Gelas beker
-
Pencelupan kertas ke dalam
larutan campuran besi (III)
klorida dan diamonium
hidrofosfat
-
Pengeluaran kertas
-
Peletakkan kertas diantara 2
kertas saring
Hasil
Pendiaman selama 10 – 15 menit
Objek yang akan dicetak
Kertas HVS
-
Pembuatan objek yang akan
dicetak dengan tinta cina
-
Peletakkan objek di atas plastik
-
Penjepitan dengan 2 keping kaca
-
Penyinaran dengan sinar
matahari kurang lebih 5 – 7 menit
Kertas HVS yang telah disinari
Hasil
-
Pencelupan ke dalam larutan
kalium heksasianoferat ( III) 0,1
M
-
Pengeluaran kertas
V. DATA PENGAMATAN
No.
1
Perlakuan
Pencampuran larutan besi (III) klorida dengan larutan
Hasil
Larutan berwarna
asam oksalat dalam ruang gelap
Pencelupan kertas HVS ke dalam larutan campuran
coklat tua
Warna kertas HVS
besi (III) klorida dengan larutan asam oksalat dalam
menjadi kuning
ruang gelap
Pengeluaran kertas dari larutan, diamkan selama 10-15
Kertas menjadi
menit di dalam ruang gelap hingga kertas menjadi
kering dan berwarna
4
kering
Peletakkan objek di atas plastik dan jepit diantara dua
kuning
Kertas berwarna
5
keping kaca
Penyinaran dengan sinar matahari sekitar 5-7 menit
kuning
Kertas berwarna
Pencelupan kertas peka ke dalam
kuning
Bagian kertas yang
larutan ion heksasianoferrat (III) 0,1 M
tertutup oleh label
2
3
6
berwarna biru tua
sedangkan bagian
kertas yang tidak
ditutup oleh label
berwarna biru
VI. PEMBAHASAN
Percobaan ini berjudul “Fotokimia Reduksi Ioni Besi (III)” yang bertujuan
untuk mempelajari reaksi reduksi besi (III) secara fotokimia dan mempelajari
kegunaan reaksi reduksi besi (III) untuk cetak biru. Prinsip yang digunakan dalam
percobaan ini adalah reaksi reduksi ion besi (III) yang dipengaruhi oleh cahaya.
Metode dalam percobaan ini adalah fotokimia yang merupakan ilmu yang
mempelajari reaksi-reaksi kimia yang diinduksi oleh sinar secara langsung
menggunakan kertas kalkir yang transparan dan cetak biru dengan kertas tik dan
dibuka pada tempat yang disinari oleh cahaya matahari sebagai cahaya kuatnya.
Pertama dilakukan pelarutan besi (III) klorida dalam air. Aquades tersebut
berguna untuk melarutkan FeCl3 menjadi larutan berwarna coklat. Kedua senyawa
tersebut dapat larut karena keduanya termasuk senyawa polar. Kepolaran ini dapat
terjadi karena adanya momen dipol pada kedua senyawa tersebut dimana momen
dipolnya tidak sama dengan nol. Momen dipol adalah ukuran kepolaran molekul
secara keseluruhan. (Fessenden,1982)
Suatu senyawa dapat dikatakan senyawa polar jika momen dipol senyawa
tersebut > 1,7 Debye. Aquades (H 2O) dikatakan polar karena momen ikatan
molekul air tidak saling meniadakan, dan air mempunyai momen dipol lebih dari
1,7 Debye yaitu 1,84 Debye. sama halnya dengan FeCl 3 dikatakan polar karena
momen ikatan molekul FeCl3 tidak saling meniadakan, dan mempunyai momen
dipol >1,7 Debye. Hal ini dapat terjadi karena pada air ikatan antara H dengan O
akan cenderung tertarik ke arah H sehingga akan terbentuk sudut dan momen
dipol tidak sama dengan nol (Fessenden, 1982). Sedangkan pada FeCl 3 ikatan
antara Fe dengan Cl akan cenderung tertarik ke arah Cl sehingga terbentuk sudut
dan ikatannya tidak saling meniadakan serta tidak sama dengan nol. Sehingga
kedua senyawa ini dikatakan polar. Pada proses ini terjadi reaksi ionisasi FeCl 3
oleh H2O :
FeCl3 + H2O Fe3+ + 3Cl- + H2O
Sehingga diperoleh ion Fe3+. Pembentukkan ion Fe ini tidak berjalan secara
spontan tetapi berjalan melalui beberapa tahap, yaitu pada saat H2O direaksikan
dengan Fe Cl 3, maka H2O itu akan membentuk H+ dan OH- dimana muatan positif
Fe pada FeCl3 akan tertarik pada oksigen pada H2O yang bermuatan negatif.
Sedangkan Cl- pada FeCl3 yang bermuatan negatif akan tertarik oleh ion H pada
H2O yang bermuatan positif. Kemudian padatan FeCl3 tersebut akan pecah
perlahan-lahan menjadi ion-ionnya yaitu Fe3+ dan Cl-. Pada proses ini larutan
menjadi berwarna coklat tua dan panas. Panas ini terjadi karena adanya proses
ionisasi eksoterm. Setelah aquades dan FeClз padatan direaksikan membentuk
larutan besi (III) klorida, selanjutnya dilakukan penambahan larutan diammoniun
hidrofosfat tetapi pada percobaan yang dilakukan tidak dilakukan penambahan
diammonium hidroksida. Karena apabila pada percobaan yang dilakukan
diberikan penambahan larutan diammonium hidrofosfat, larutan diammonium
hidrofosfat tersebut akan mengalami reaksi redoks sehingga jika ikut direaksikan
maka akan memperlambat reaksi reduksi-oksidasi pada Fe(III) menjadi Fe(II).
Kemudian larutan FeClз yang berwarna coklat tua tersebut ditambahkan
dengan asam oksalat, warna FeClз yang tadinya berwarna coklat tua berubah
warna menjadi warna coklat muda. Reaksinya :
FeClз +
H2O
Fe3+ + 3(COO)2 2-
Fe3+ + Cl¯
Fe[(COO)2]з
Penambahan asam oksalat dilakukan tetes demi tetes pada ruang gelap
bertujuan untuk mempertahankan agar reaksi reduksi besi (III) tersebut dapat tetap
berlangsung dan mencegah terjadinya oksidasi kembali ion besi (II) menjadi ion
besi (III). Larutan yang dihasilkan berwarna coklat dan panas yang dihasilkan
menjadi turun.
Reaksi reduksi terjadi karena adanya penurunan bilangan oksidasi pada ion
besi (III) menjadi ion besi (II). Proses pencampuran larutan FeCl 3 dengan asam
oksalat dilakukan dalam ruang gelap dengan tujuan untuk mempercepat proses
reduksi besi (III) tersebut dan agar reaksi dapat berjalan secara maksimal karena
jika terkena cahaya, ion besi (II) yang dihasilkan akan kembali menjadi proses
oksidasi. Larutan yang dihasilkan berwarna coklat dan panasnya turun.
Kemudian dilakukan pencelupan kertas HVS ke dalam campuran larutan
besi ( III) klorida dan H2C2O4. Pencelupan dilakukan secara merata agar dapat
terlihat reduksi ion besi (III) menjadi ion besi (II). Kemudian kertas tersebut
dikeluarkan dan dibiarkan hingga kertas mengering dalam ruang gelap. Hal ini
dimaksudkan agar besi proses reduksi dapat terjadi secara maksimal.
Setelah kertas HVS yang telah dicelupakan pada larutan FeCl3 mengering,
maka kertas HVS tersebut dijepitkan pada dua keping kaca dimana susunanya
ialah kaca, kertas peka, objek dan plastik kemudian barulah ditutup oleh kaca
kembali. Objek yang digunakan disini adalah kertas label yang ditempelkan pada
plastik. Kemudian kertas HVS yang berobjek tersebut dikenai sinar matahari.
Pada saat penyinaran ini lah berlangsung proses fotokimia. Pada proses ini Fe2+
diubah menjadi Fe3+ yang merupakan kompleks tidak berwarna. Pada saat proses
reaksi dalam ruang gelap bertujuan untuk menghambat terjadinya proses
fotokimia yang disebut sebagai reaksi antifotokimia.
Kertas HVS yang tidak tertutupi oleh label mengalami oksidasi ke tingkat
oksidasi yang lebih tinggi yaitu dari Fe 2+ menjadi Fe3+. Sedangkan kertas HVS
yang tertutupi oleh objek kertas label tidak mengalami oksidasi melainkan tetap
pada Fe2+, hal ini dikarenakan kertas label menghalangi proses oksidasi
berlangsung. Kemudian kertas yang sudah disinari ini dicelupkan pada larutan
K3Fe(CN)6 0,1 M. Sebelumnya dilakukan pelarutan pada K3[Fe(CN)6] pada
akuades sehingga senyawa ini akan terionisasi menjadi kation 3K + dan ion
kompleks [Fe(CN)6]3-. Reaksi yang trjadi :
K3[Fe(CN)6] + H2O 3K+ +[Fe(CN)6]3Dari percobaan ini diperoleh hasil bahwa kertas HVS yang tertutup oleh
kertas label memberikan warna biru yang lebih tua dibandingkan kertas HVS
yang tidak tertutup oleh kertas label. Hal ini dapat terjadi karena proses oksidasi
besi (II) menjadi besi (III) belum terjadi sempurna dan kertas HVS tersebut belum
terlalu kering. Warna biru yang dihasilkan diperoleh adanya reaksi reduksi besi
( III) menjadi besi (II). Warna biru ini merupakan bentuk senyawa kompleks
KFe[Fe(CN)6], yaitu senyawa kompleks kalium ferroferri sianida. Ion [Fe(CN)6]3berasal dari larutan K3Fe(CN)6, Fe pada ligan ini bermuatan 3+. Pada
KFe[Fe(CN)6], yang menjadi atom pusat adalah Fe3+ dan yang menjadi ligan
adalah (CN)6. Sedangkan yang menjadi kation adalah KFe3+ dan yang menjadi
anionnya adalah [Fe(CN)6]3-.
Di sini terjadi proses eksitasi elektron Fe3+. Berikut prosesnya:
26 Fe: [Ar] 3d64s2
26 Fe2+ :[Ar] 3d6 4s0
26 Fe3+:[Ar] 3d5 4s0
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑ ↑↓
↑
↑ ↑ ↑ ↑
↑
↑
↑
↑
Fe2+ dapat menghasilkan warna biru karena perbedaan energi antara dua orbital
berada dalam rentang cahaya tampak, sehingga terlihat adanya warna .Sedangkan
pada Fe3+ perbedaan energi antara dua orbital tidak berada dalam rentang pada
cahaya tampak.
Seharusnya jika sesuai dengan petunjuk, percobaan ini ditambahkan
K2Cr2O7. Akan tetapi dalam percobaan tidak menggunakan K2Cr2O7 dan HCl. Ini
di karenakan apabila menggunakan K2Cr2O7 maka tidak akan muncul warna,
karena senyawa ini mengoksidasi larutan besi yang tadinya sudah tereduksi
menjadi besi (II) menjadi besi (III) lagi. Larutan HCl tidak digunakan pada saat
pencucian ,karena apabila larutan ini digunakan maka pada saat pencucian, Besi
yang ada pada kertas akan bereaksi lagi dengan HCl sehingga warnanya akan
hilang. Dan tidak dapat digunakan untuk identifikasi selanjutnya.
Profil dari produk yang dibentuk merupakan senyawa kompleks
KFe[Fe(CN)6], yaitu senyawa kompleks kalium ferroferri sianida yang berwarna
biru. Ion [Fe(CN)6]3- berasal dari larutan K3Fe(CN)6, Fe pada ligan ini bermuatan
3+. Pada KFe[Fe(CN)6], yang menjadi atom pusat adalah Fe3+ dan yang menjadi
ligan adalah (CN)6. Sedangkan yang menjadi kation adalah KFe3+ dan yang
menjadi anionnya adalah [Fe(CN)6]3-.
VII. PENUTUP
7.1 Kesimpulan
1. Warna biru yang tercetak pada kertas disebabkan karena besi (II) telah
mengalami reaksi oksidasi.
2. Bintik kuning yang terdapat pada kertas berwarna biru terbentuk
karena adanya penyerapan cahaya yang tidak sempurna pada bagian
yang tertutup.
7.2 Saran
1. Dalam melakukan percobaan sebaiknya sesuai dengan prosedur kerja
2. Dalam penimbangan harus tepat
3. Larutan harus benar-benar tidak terkena cahaya
LAMPIRAN
PERHITUNGAN
1.
Diketahui :
M K3Fe(CN)6 = 0,1 M
BM K3Fe(CN)6= 329,26 gram/mol
V = 100 mL
Ditanya :
massa K3Fe(CN)6…….?
Jawab :
M=
×
0,1 M =
0,1 =
0,1 =
0,1
32,926 = 10
massa
massa =
massa K3Fe(CN)6 = 3,2926 gram
2.
Diketahui :
M FeCl3 = 1M
BM FeCl3 = 162,2 gram/mol
V = 100 mL
Ditanya :
massa FeCl3…….?
Jawab :
M=
1M=
1=
1=
1
162,2 = 10
massa
massa
massa FeCl3 = 16,22 gram
DAFTAR PUSTAKA
Alberty, R.A.,1984,”Thermodinamic of Biochemical Reaction”, John Wiley and
Sons Inc, New Jersey.
Basri, S.,1996,”Kamus Kimia”,Rineka Cipta,Jakarta.
Biddle,H.C.,1949,”Chemistry Today”,Rand Mcalley and Company,USA
Daintith,J.,1990,”Kamus Lengkap Kimia”,Erlangga,Jakarta.
Fernando,Q.,1997,”Kimia Analitik Kualitatif”,Andi,Yogyakarta.
Heslop,R.B. and Robinson P.L.,1960,”Inorganic Chemistry:A Guide for Advance
Study”, Elsever,Amsfer.
Mulyono, M., 2002, ”Kamus Kimia”, PT Gresindo, Bandung.
Rivai, H., 1995, “Pemeriksaan Kimia”, UI press, jakarta
LEMBAR PENGESAHAN
FOTOKIMIA REDUKSI ION BESI (III)
Semarang, 24 Juni 2010
Praktikan,
Roshinta Anggun R
Rr. Dian Pratiwi
Sapto Adi W
J2C008060
J2C008061
J2C008062
Sara Agustine B
Sari Pratiwi
Setyo Rini U
J2C008063
J2C008064
J2C008065
Siska Yulyana T.
Sri Handayani
Suprihatin
J2C008066
J2C008068
J2C008069
Yazid Murtadlo
J2C008100
Mengetahui,
Koordinator Praktikum Kimia Dasar IV,
Asisten,
Noor Basid A.P.,M.Sc
Choirudin Rona
198112022005011002
J2C006012