PERCOBAAN I (kalium nitrat)

Kelompok 3
PERCOBAAN I
Judul
Tujuan

Hari/Tanggal
Tempat

: Pembuatan Kalium Nitrat
: 1. Memisahkan dua garam berdasarkan kelarutannya, pada
suhu tertentu
2. Membuat kalium nitrat
: Kamis/ 11 Maret 2010
: Laboratorium Kimia P.MIPA FKIP UNLAM Banjarmasin

I.

DASAR TEORI
Kalium nitrat merupakan komponen bubuk hitam teroksidasi (disuplai
oksigen). Sebelum fiksasi industi nitrogen skala besar (proses Haber). Sumber
utama kalium nitrat adalah deposit yang mengkristalisasikan dari dinding goa

atau mengalirkan bahan organik yang membusuk. Tumpukan kotoaran juga
sumber umum yang utama: ammonia dari dekomposisi urea dan zat nitrogen
lainnya akan melalui oksidasi bakteri untuk memproduksi nitrat.
Beberapa sifat fisik dari kalium nitrat (KNO3) antara lain:
Bobot senyawa : 101,11 sma
Titik lebur
: 607 K
Titik didih
: terdekomposisi pada suhu 673 K
Densitas
: 2,1 x 103 kg/m3
Struktur kimia : aragonite
Kelarutan
: 38 g dalam 100 g air
Wujud
: padatan putih atau abu-abu kotor
Sedangkan untuk sifat termokimia dari kalium nitrat (KNO3) adalah:
Δf Ho cair
: -483 kJ/mol
Δf Ho padat

: -495 kJ/mol
Garam nitrat terdapat di Chili terutama dalam bentuk natrium nitrat.
Natrium nitrat bersifat higroskopis. Oleh karena itu, untuk berbagai keperluan
natrium nitrat yang lebih murah itu diubah menjadi garam kalium. Kalium
nitrat dapat dibuat dari KCl yang terdapat dalam mineral silvit dan NaNO 3. Jika
larutan jenuh dari masing-masing pereaksi dicampur, NaCl yang kurang
melarut akan mengendap, sesuai persamaan reaksi:
1
Pembuatan Kalium Nitrat

Kelompok 3
KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3 (aq)
Jika cairan didinginkan, maka KNO 3 akan mengendap. Endapan ini dipisahkan
kemudian dimurnikan dengan cara rekristalisasi. Nama umum untuk KNO 3
adalah sendawa, sedangkan untuk NaNO3 disebut sendawa Chili. Kalium nitrat
mengkristal dalam bentuk prisma rombik, tetapi jika larutannya diuapkan maka
perlahan-lahan pada kaca arloji akan mengkristal dalam bentuk rombohedral
isomorf dengan natrium nitrat dan kalsit. KNO 3 meleleh pada 336oC dan pada
suhu tinggi menghasilkan oksigen, seperti pada persamaan:
2KNO3 → 2KNO2 + O2

Leburan garam ini adalah oksidator kuat. Belerang, arang, dan posfor
dapat terbakar dalam leburan ini menghasilkan kalium nitrat, karbonat, dan
posfat.
Salah satu penerapan yang paling berguna dari kalium nitrat ialah
dalam produksi asam sendawa dengan menambahkan asam sulfat yang
terkonsentrasi pada larutan encer kalium nitrat, menghasilkan asam sendawa
dan kalium sulfat yang terpisah melalui destilasi fraksional. Kalium nitrat juga
digunakan sebagai pupuk, sebagai model bahan bakar roket, dan dalam
beberapa petasan seperti bom asap. Dalam proses pengawetan makanan, kalium
nitrat merupakan komposisi umum dari daging yang diasinkan, dan juga dalam
pembuatan es krim.
KNO3 digunakan juga dalam pembuatan mesiu, juga penggunaan
dalam pasta gigi untuk gigi sensitive secara dramatis, walaupun nyatanya tak
ditampakkan untuk membantu hipersensitivitas gigi.
Kalium sendiri adalah logam kedua teringan setelah Litium (Li).
Kalium akan teroksidasi dengan cepat dalam udara serta harus disimpan dalam
minyak mineral atau kerosin untuk penyimpanan. Seperti halnya ion logamlogam alkali yang lain, kalium bereaksi dengan cepat dalam air menghasilkan
hidrogen. Apabila berada dalam air, kalium mungkin akan terbakar. Garamnya
sendiri akan memancarkan warna ungu apabila didekarkan kepada nyala api.

Pembuatan Kalium Nitrat

2

Kelompok 3
Diagram kelarutan dan suhu untuk garam NaCl, KCl, NaNO 3, dan
KNO 3.

II. ALAT DAN BAHAN
A. Alat yang digunakan
1. Gelas kimia 200 mL
2. Corong biasa
3. Termometer
4. Batang pengaduk
5. Neraca analitik
6. Kaca arloji
7. Gelas ukur 100 mL
8. Hotplate
9. Pipet tetes
10. Baskom

B.

2 buah
1 buah
1 buah
2 buah
1 buah
2 buah
1 buah
1 buah
2 buah
1 buah

Bahan yang digunakan
1. Kalium klorida
2. Natrium nitrat
3. Aquades
4. Kertas saring
5. Es batu

Pembuatan Kalium Nitrat

3

Kelompok 3
III. PROSEDUR KERJA
1. Melarutkan 15 g KCl dalam 50 mL air panas
2. Melarutkan 17 g NaNO3 dalam 50 mL air panas
3. Mencampurkan kedua larutan di atas
4. Menguapkan larutan sampai volume larutan menjadi 25 mL (pada
umumnya larutan mendidih secara tidak teratur, oleh karena itu
menggunakan penangas air)
5. Segera menyaring larutan ketika sedang panas-panas
6. Mendinginkan larutan hingga kalium nitrat mengkristal
7. Menyaring kristal dan mengeringkan kristal
8. Menimbang KNO3 yang diperoleh dan menghitung rendemennya
IV.

DATA PENGAMATAN
No.

Variabel yang diamati
1.
Menimbang kertas saring
Menimbang KCl
Menimbang NaNO3

Hasil Pengamatan
Massa kertas I = 0,605 g
Massa kertas II = 0,5015 g
Massa KCl = 14,9614 g
Massa NaNO3 = 17,0992 g

2.

14,9614 g KCl + 50 mL air
panas

Larutan bening (Larutan I)

3.

17,0992 g NaNO3 + 50 mL air
panas

Larutan bening (Larutan II)

4.

Mencampur larutan I dan II

Larutan bening

5.

Menguapkan larutan pada
suhu 80-90°C sampai volume
tersisa 25 mL

Larutan keruh
Terdapat endapan

6.

Menyaring larutan

Filtrat berupa larutan bening
Residu berupa endapan NaCl

7.

Menguapkan larutan
kemudian menyaring

Kristal KNO3

Pembuatan Kalium Nitrat

4

Kelompok 3

8.

Mengeringkan dan
menimbang kristal KNO3

Massa KNO3 = 6,9678 g

Mengeringkan dan
menimbang kristal NaCl

Massa NaCl = 6,3001 g

V.

ANALISIS DATA
Prinsip dasar dari pembuatan kalium nitrat adalah pemisahan dua
garam berdasarkan perbedaan kelarutannya pada suhu tertentu, terbentuknya
Kristal KNO3 pada suhu rendah dan pemurnian zat berdasarkan rekristalisasi.
Tahap awal dari percobaan ini adalah melarutkan KCl dalam air panas
dengan tujuan mempercepat larutnya KCl. Karena pada umumnya suatu zat

akan lebih cepat melarut dalam pelarut yang bersuhu tinggi. Proses ini
menghasilkan larutan bening. Hal yang sama juga dilakukan pada NaNO 3 yang
juga menghasilkan larutan bening.
Reaksi antara KCl dengan air :
KCl (s) + H2O (l) → KOH (aq) + HCl (aq)
Reaksi antara NaNO3 dengan air :
NaNO3 (s) + H2O (l) → NaOH (aq) + HNO3 (aq)
Selanjutnya kedua larutan dicampurkan kemudian diuapkan hingga
volume larutan yang tersisa sebanyak 25 mL. Tujuan dilakukan penguapan
adalah untuk mengurangi jumlah kandungan pelarut sehingga larutan menjadi
jenuh. Penguapan dilakukan pada kisaran suhu 80-90°C. Campuran antara
kedua larutan menghasilkan KNO3 dan NaCl dengan reaksi sebagai berikut:
KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3(aq)
Pada proses penguapan ini terdapat endapan di dasar gelas.
Berdasarkan reaksi dapat dilihat bahwa NaCl mengendap terlebih dahulu. Jadi
dapat dikatakan bahwa endapan yang terbentuk adalah NaCl. Terbentuknya
endapan NaCl ini menunjukkan bahwa Ksp NaCl telah lewat jenuh. Hal ini
juga menunjukkan bahwa nilai Ksp NaCl lebih kecil dibandingkan Ksp KNO3.
Pembuatan Kalium Nitrat

5

Kelompok 3
Diagram kelarutan dan suhu untuk garam NaCl, KCl, NaNO 3, dan
KNO 3.

Setelah volume larutan mencapai 25 mL, kemudian larutan dalam
keadaan masih panas. Penyaringan dilakukan dalam keadaan panas karena
kelarutan KNO3 dalam air akan bertambah seiring meningkatnya temperatur,
sedangkan NaCl kurang melarut dalam larutan jenuh antara KCl dan NaNO3.
Filtrat yang diperoleh dari hasil penyaringan selanjutnya didiamkan di
dalam air es dengan tujuan supaya kristal KNO 3 lebih cepat terbentuk. Untuk
memisahkan antara kristal KNO3 dengan zat pengotor, dilakukan penyaringan.
Dari hasil percobaan diperoleh kristal KNO3 sebanyak 6,9678 g dan
NaCl sebesar 6,3001 g. Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan nilai
presentasi rendemen KNO3 sebesar 34,49% dan untuk NaCl sebesar 53,85%.
Kecilnya nilai rendemen ini mungkin disebabkan karena pada penyaringan
yang pertama dilakukan suhu larutan sudah mulai menurun atau larutan sudah
mendingin sehingga mengalami kesulitan untuk disaring dan akibatnya banyak
endapan NaCl dan KNO3 yang tertinggal pada kertas saring lalu terbuang.
Selain itu, minimnya jumlah NaCl dan KNO 3 yang diperoleh juga mungkin
disebabkan karena suhu penguapan yang tidak dijaga konstan pada kisaran
suhu 80°C.
Faktor lain yang juga mempengaruhi jumlah massa KNO 3 yang
dihasilkan adalah proses pendinginan yang singkat sehingga kristal KNO 3
Pembuatan Kalium Nitrat

6

Kelompok 3
belum terbentuk sempurna serta proses pengeringan yang terlalu lama (karena
hanya menggunakan corong biasa bukan corong Buchner) sehingga kadar
kedua senyawa mungkin berkurang akibat pengaruh udara disekitarnya.

VI.

KESIMPULAN
1. Prinsip pembuatan kalium nitrat adalah pemisahan dua garam yang
terbentuk dari campuran KCl dan NaNO3 dengan perbedaan
kelarutan garam dalam air pada suhu tertentu.
2. Kristal KNO3 yang dihasilkan pada percobaan berwarna putih dan
berbentuk seperti jarum.
3. Dari hasil percobaan diperoleh KNO3 sebesar 6,9678 g dengan
persentase rendemen sebesar 34,49% dan NaCl sebesar 6,3001 g
dengan presentase rendemen sebesar 53,85%.
4. Reaksi yang terjadi:
KCl (aq) + NaNO3 (aq) → NaCl (s) + KNO3(aq)

VII. DAFTAR PUSTAKA
Kuswati, Tina Maira. 2000. Sains Kimia. Jakarta: Bumi Aksara.
Mahdian dan Parham Saadi. 2008. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik.
Banjarmasin: FKIP UNLAM.
Nitriatmojo, Maksum. 1991. Mengkaji Kimia Anorganik Buku I. Malang: IKIP.
Sodinarto. 1990. Pengantar Kimia Anorganik. Bandung: ITB.

Pembuatan Kalium Nitrat

7

Kelompok 3

LAMPIRAN

Perhitungan Rendemen
Diketahui:
Massa KNO3 (percobaan) : 6,9678 g
Massa NaCl (percobaan) : 6,3001 g
Massa KCl

: 14,9614 g

Massa NaNO3

: 17,0992 g

Mr KNO3

: 101 g/mol

Mr KCl

: 74,5 g/mol

Mr NaNO3

: 85 g/mol

Mol KCl =

14,9614 g
74.5 g /mol = 0,201 mol

Mol NaNO3 =

17,0992 g
85 g /mol = 0,201 mol

KCl(aq) + NaNO3(aq)

NaCl(s) + KNO3(aq)



m:

0,2

0,2

-

-

r:

0,2

0,2

0,2

0,2

s:

-

-

0,2

0,2

Pembuatan Kalium Nitrat

8

Kelompok 3

mol KNO3

= 0,2 mol

massa KNO3

= 0,2 mol x 101 g/mol
= 20,2 g

Rendemen KNO3
% rendemen=

massa KNO 3 percobaan
massa KNO 3 teoritis x 100%
=

6,6978 g
20,2 g x 100%

= 34,49%

Mol NaCl

= 0,2 mol

Massa NaCl

= 0,2 mol x 58,5 g/mol
= 11,7 g

Rendemen NaCl
% rendemen =

massa NaCl percobaan
massa Nacl teoritis x 100%
6,3001 g
= 11,7 g x 100%
= 53,85%

Pembuatan Kalium Nitrat

9

Kelompok 3

Jawaban Pertanyaan
Dari kurva pad suhu 20C KNO3 menunjukkan 30 g KNO3 dalam 100 g air.
mol KNO3

=

30 g
101 g/mol = 0,297 mol

mol air

=

100 g
18 g / mol = 5,556 mol

mol total= mol KNO3 + mol air
= 0,297 mol + 5,556 mol
= 5,853 mol
XKNO3

1.

=

mol KNO 3 0,297 mol
mol total = 5,853 mol = 0,051

Jadi pada suhu 20C fraksi mol KNO3 adalah 0,051. Mol air adalah
100.000/ 18 g/mol = 5555,56 mol.
Xair = 1 – XKNO3
= 1 – 0,051
= 0,949
0,949=

5555,56 mol
¿¿

5272,23 mol + 0,949 mol KNO3 = 5555,56
mol KNO3 =

283,33 mol
0,949

mol KNO3 = 298,556 mol

Pembuatan Kalium Nitrat

10

Kelompok 3
berat KNO3 = mol KNO3 x Mr KNO3
= 298,556 mol x 101 g/mol
= 30154,156 g
= 30,154 kg
Jadi, berat KNO3 yang melarut dalam 100l/1 kg air pada suhu 20C
adalah 30,154 kg.
2.

Jika 50 g kalium nitrat, 100 g air didinginkan dari 40C menjadi 20C.
Dari kurva kelarutan KNO3 dalam air pada suhu 40C, fraksi mol KNO3
adalah 0,11 didapatkan dari perhitungan pada saat 40C KNO3 = 70g.
Maka:
mol KNO3 =
mol air
mol total

70 g
101 g/mol = 0,693 mol

`

= 5,5556 mol
= 5,556 mol + 0,693 mol = 6,249 mol

XKNO3 pada 40C =

0,693 mol
= 0,1109
6,249 mol

Xair

= 1- 0,1109
= 0,8891

Xair

=

0,8891

mol air
mol air+ mol KNO 3
5,556 mol
= 5,556 mol+mol KNO 3

4,939 mol + 0,8891 mol KNO3 = 5,556 mol
mol KNO3 = 0,6939 mol
berat KNO3 = 0,6939 mol x 101 g/mol
= 70,084 g
Dengan perhitungan yang sama diperoleh berat KNO 3 yang larut
dalam 100 gram air pada suhu 20C adalah 29,8 gram berarti dengan
mendinginkan campuran dari 40C menjadi 20C dapat menurunkan l\
kelarutan KNO3 dari 70,084 g/100 g air menjadi 28,9 g/ 100 g air.
Pembuatan Kalium Nitrat

11

Kelompok 3
Pada soal disebutkan bahwa hanya 50 gram KNO 3 yang dilarutkan
dalam 100 gram air pada suhu 40C, sedangkan pada suhu ini kelarutan
KNO3 adalah 70,084 g/100 g air, berarti semua massa KNO 3 melarut (50
gram KNO3 semuanya larut). Sedangkan pada suhu 20C (setelah
didinginkan) kelarutannya 29,8 g/100 g air. Sisanya yaitu 50 g – 29,8 g=
20,2 g KNO3 yang akan mengendap membentuk KNO3 (kristal).
Pada suhu 20C KNO3 lebih sedikit melarut dan dapat mengendap
lebih banyak jika Ksp-nya sudah terlampau akan lewat jenuh dan
terbentuk kristal KNO3.

Pembuatan Kalium Nitrat

12

Kelompok 3

FLOWCHART
15 g KCL + 50 ml air panas

17 gr NaNO3 + 50 ml air panas

Laru tan KCL

Larutan NaNO3

Mencampurkan
Larutan yang terbentuk NaCl + KNO3
Menguapkan larutan sampai volumenya menjadi 80 ml
Larutan Panas
Menyaring larutan ketika sedang panas-panas

Filtrat (larutan)

Residu

Menguapkan larutan sampai volume menjadi 40 ml
Mendinginkan larutan
Kristal KNO3

Memurnikan kristal kalium nitrat dengan cara rekristalisasi sehingga bebas dari io

Pembuatan
Kalium
Nitrat
Kristal Kalium
Nitrat
Murni

13

Kelompok 3

NB :
-

Menimbang KNO3 yang diperoleh
Menghitung rendemennya

Pembuatan Kalium Nitrat

14