STOIKIOMETRI REAKSI LOGAM DENGAN GARAM
PERCOBAAN 4 STOIKIOMETRI REAKSI LOGAM DENGAN GARAM Mempelajari stoikiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan besi (III) dan meramalkan ion tembaga yang dihasilkan. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara umum, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron Reaksi kimia secara umum dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu reaksi Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut: Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut. Reaksi asam basa dapat dikenali sebagai proses transfer-proton. Kelompok reaksi yang disebut reaksi oksidasi-reduksi (atau redoks) dikenal juga sebagai reaksi transfer-elektron. Reaksi oksidasi-reduksi berperan dalam banyak hal didalam kehidupan kita sehari-hari. Reaksi ini terlibat mulai dari pembakaran bahan bakar minyak bumi sampai dengan kerja cairan pemutih yang digunakan dalam rumah tangga. Selain itu sebagian besar unsur logam dan nonlogam diperoleh dari bijinya melalui proses oksidasi reduksi. (R. Chang, 2004) Mekipun reaksi oksidasi-reduksi didasarkan pada serah terima elektron, hal ini tak selalu tampak dari persamaan reaksinya. Proses-proses ini lebih baik untuk dipahami jika dipecah menjadi dua tahap yang terpisah, oksidasi satu zat reduksi zat yang lain. Berikut ini adalah contoh reaksi antara logam besi dan ion tembaga: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu.......................(1) Terdiri dari reduksi Cu²⁺ Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.................................(2) Dan oksidasi Fe Fe → Fe²+ + 2e⁻.....................................(3) Kedua elektron yang dilepaskan Fe diambil oleh Cu²⁺ dalam proses ini. (Vogel, 1979) Oksalat dari logam-logam alkali dan besi(II), larut dalam air, semua oksalat lain tak larut atau sangat sedikit larut dalm air. Berbentuk zat padat kristalin, tak berwarna dan menjadi anhidrat dengan dipanaskan sampai 110o . Zat ini mudah larut dalam air. Semua permanganat larut dalam air, membentuk larutan ungu (lembayung kemerahan). Untuk mempelajari reaksi pada permanganat digunakan larulan kalium permanganat(KMnO4). Jika direaksikan dengan asam oksalat(H2C2O4.H2O) dan dengan asam sulfat(H2SO4) , yang berfungsi sebagai katalis, akan menghasilkan gas karbon dioksida, dengan mekanisme reaksi: 2MnO4- + 5(COO)22- + 16H+ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O...........................(4) Reaksi ini lambat pada suhu kamar, tetapi menjadi cepat pada 60oC. Ion mangan (II) mengkatalis reaksi ini, jadi reaksi ini adalah otokatalitik. Sekali ion mangan(II) telah terbentuk, reaksi ini menjadi semakin cepat. (Vogel I , 1985) Tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa dan liat. Ia melebur pada 10380C, karena potensial electrode standarnya positif maka ia tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. Asam sulfat pekat panas juga melarutkan tembaga : Cu + 2H2SO4 Cu2+ + SO42- + SO2 + H2O.........(5) Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535OC. Asam sulfat encer melarutkan besi. Besi membentuk dua deret garam yang penting : Diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. . Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe3+ yang berwarna kuning muda. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II). (Vogel I, 1985) Reaksi antara logam Cu dan larutan Fe3+ adalah sebagai berikut: Cu + Fe3+ Fe2+ + Cu+ .......................(6) Cu + 2 Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+ ......................(7) Reaksi redoks KMnO4 dengan asam Oksalat : MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O X 2 C2O42- 2CO2 + 2e- X 5________ 2MnO4-+ 5C2O42- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O...........(8) Reaksi redoks KMnO4dengan Fe2+: Fe2+ Fe3++ e - X 5 MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O X 1 5Fe2++ MnO4- + 8H+ 5Fe3++ Mn2+ + 4H2O..................................(9) Reaksi antara KMnO4 dengan asam oksalat(H2C2O4.H2O) dan asam sulfat (H2SO4 ) akan terjadi reaksi redoks yaitu : (Underwood, 2001) 2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O.............(10) IV. PEMBAHASAN Dalam percobaan stoikhiometri reaksi logam dengan garam ini yang bertujuan mempelajari stoikhiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan besi(III) dan meramalkan ion tembaga yang dihasilkannya. Di dalam percobaan ini terdapat langkah-langkah kerja, langkah awal yaitu: standarisasi larutan KmnO4 0,04 M, dan stoikhiometri reaksi logam Cu dengan larutan Fe(III) merupakan langkah yang kedua. Dalam langkah awal ini dilakukan proses pelarutan sebanyak 0,63 gram asam oksalat (H2C2O4.2H2O) yang berbentuk padatan menjadi suatu larutan. Setelah melarut dengan sempurna, larutan ini di encerkan dalam labu ukur 100 ml. lalu larutan tersebut ditambahkan H2SO4 2,5M dan dititrasi menggunakan larutan standar KMnO4 0,02M yang telah di standardisasi dalam buret sehingga dalam reaksinya menghasilkan Mn²⁺ yang akan mempercepat reaksi yang terjadi disebabkan oleh Mn²⁺ yang bersifat autokatalitik. Titrasi diulangi tiga kali dengan memanaskan larutan sampai 500C. Reaksi tersebut (reaksi 10) tidak akan bereaksi sebelum suhunya mencapai 500C, titrasi dihentikan setelah warna larutan sama dengan warna penitrasinya yaitu yang sebelumnya berwarna bening menjadi ungu dan dihitung rata-rata molaritas KMnO4 dalam tiga kali titrasi. Dari hasil perhitungan di peroleh konsentrasi 0,02M. Langkah kedua yaitu, mereaksikan logam Cu dengan larutan Fe(III) (reaksi 6&7). Sebelumnya, ditimbang terlebih dahulu 0,2 gram serbuk tembaga dalam gelas beker yang telah diketahui beratnya dan dimasukkan kedalam gelas tersebut, larutan antara larutan besi(III) 0,2m dengan larutan asam sulfat 2,5M. lalu dididihkan larutan tersebut dalam suhu 2000C, dalam proses pemanasannya terjadi perubahan warna yang awalnya berwarna merah bata menjadi hijau muda, hal ini disebabkan oleh ion Fe3+ yang terdapat didalamnya. Pemanasan dihentikan apabila serbuk tembaga mulai habis, lalu didinginkan dan disaring, sisa serbuk tembaga (residu) yang belum larut dikeringkan dalam oven dalam suhu 600C dan ditimbang. Lalu filtratnya diencerkan dan dtitrasi dengan larutan standar KMnO4 0,02M. Langkah-langkahnya sama dengan langkah awal diatas hanya saja tidak ada pemanasan. Dari hasil perhitungan, didapatkan nilai dari r adalah mendekati 1 yaitu 0,96 sehingga dapat di ramalkan reaksi yang terjadi adalah reaksi nomor 6 dan nilai perbandingan [Cu+] / [Cu2+] adalah 1 : 0. Dan reaksi yang munkin terjadi pada percobaan Stoikiometri reaksi logam Cu dengan Fe³⁺ adalah reaksi 6. Karena nilai dari [Cu+] lebih besar dari [Cu2+]. Dari percobaan yang telah kami lakukan, tentunya masih banyak terjadi kesalahan dan kekurang tepat dan telitinya dalam proses menitrasi, menimbang, keterampilan menggunakan alat-alat praktikum. Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan : Cu 2+ Cu + Fe3+ Fe2+ + Cu+ Chang, Raymond.2004. Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta:Erlangga Day & Underwood.2001. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga. Svehla, G.1985. Vogel Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi Kelima Jilid 1 . Jakarta:PT Kalman Media Pustaka. Svehla, G.1985. Vogel Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi Kelima Jilid 2 . Jakarta:PT Kalman Media Pustaka. MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O (X2) C₂O₄²⁻ → 2CO₂ + 2e⁻ _____(X5)_____ 2MnO₄⁻ + 5C₂O₄²⁻ + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O mol H₂C₂O₄ . 2H₂O == 0,005mol [C₂O₄²⁻] = n = 0,005 mol= 0,05 M V 0,1L mol C₂O₄²⁻ yang di titrasi = 5 mL X [C₂O₄²⁻] = 5 X 0,05 = 0,25 mol Mol MnO₄⁻ = C₂O₄²⁻ = [MnO₄⁻] = Voks • Noks = VMnO • NMnO * Noks= M X n NMnO = = 0,05 X 2 = = 0,1 N MMnO= Cu awal( 0,2 gram) + Fe³⁺ Cu sisa Fe²⁺ (dititrasi oleh KMnO₄ 0,68 mL) Cu yang bereaksi = Cu awal – Cu sisa = 0,2 gram – 0,02 gram = 0,18 gram mol Cu = = = 2,83 10-3mol = 0,003 mol Reaksi : Fe2+ Fe3+ + e- X5 MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O____X1____ 5Fe2+ + MnO₄⁻ + 8H⁺ → 5Fe3+ + Mn²⁺ + H₂O mol Fe2+ = 5 X molMnO₄⁻ = 5 X MMnO X VMnO = 5 X 0,02 M X 6,8 mL = 0,68 mmol Grek Fe2+ = grekMnO₄⁻ = VMnO X NMnO = 6,,8 X 0,1 = 0,68 mol Fe2+ = 0,68= 0,68 mmol 1
dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer
seperti pada reaksi nuklir.
asam-basa dan reaksi redoks. Secara garis besar, Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbondioksida, atau reduksi karbon
oleh hidrogen
menghasilkan metana(CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit.
Yogyakarta,28 oktober 2010AsistenPraktikan,
( Akhmad Aziz Subechi )(Hamzatul munir )
Lampiran
STANDARDISASI LARUTAN KMnO₄ 0,02 M
0 komentar:
Posting Komentar