PERCOBAAN IV TEMBAGA (II) AMMONIUM BERHIDRAT DAN TEMBAGA (II) TETRAAMIN SULFAT BERHIDRAT

Percobaan IV

Tembaga (II) Ammonium Berhidrat dan Tembaga (II) Tetraamin Sulfat Berhidrat

I.                   Tujuan

Mempelajari pembuatan tembaga (II) ammonium sulfat berhidrat dan tembaga (II) tetraamin sulfat berhidrat.

II.                Dasar Teori

Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan apaling aktif. Cu⁺ mengalami disproporsionasi secara spontan dalam keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti senyawa larutan Cu (I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana Cu (i) dan Cu (II) terbentuk, yaitu membuat (Cu⁺) cukup banyak pada larutan air, Cu²⁺ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu⁺). Dispropordionasi ini akan menjadi sempurna. Dilain pihak jika Cu⁺ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap). Cu²⁺ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap (Petrucci, 1987:350).

Tembaga (Cu) adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat. Tembaga melebur pada 1038^oC, karena potensial elektroda standarnya positif (+ 0,34 V untuk pasangan Cu / Cu²⁺), tembaga tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia dapat larut sedikit. Asam nitrat yang sedang pekatnya (8 M) dengan mudah melarutkan tembaga (Svehla, 1990:229).

Tembaga membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1 dan +2, namumn hanya tembaga (II) yang stabil dan mendominasi dalam larutanya. Dalam air, hampir semua garam tembaga (II) berwarna biru oleh karena warna ion kompleks koordinasi enam [Cu(H₂O)₆]²⁺. Reaksi ion Cu²⁺ dengan OH^- pada berbagai konsentrasi bergantung pada metodenya. Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan tembaga (II) sulfat (0,1 – 0,5 M) secara bertetes denga kecepatan ~ 1 mL/menit menyebabakan terjadinya endapan gelatin biru muda dari garam tembaga (II) hidroksida sulfat, bukan endapan Cu(OH)₂ (Sugiarto, 2003:569).

Senyawa tembaga bersifat diamagnetik. Tembaga sulit teroksidasi superfisial dalam udara kadang menghasilkan lapisan warna hijau hidroksida karbonat dan hidrokso sulfat dan SO₂, di atmosfer tembaga mudah larut dalam asam nitrat dan asam sulfat dengan adanya oksigen. Kestabilan relatif kepro dan kopri diartikan dengan potensial Cu*= 0,52 V dan Cu⁺ = 0,153 V. Kestabilan rrelatif tergantung pada suulfat anion dan ligan yang cukup beragam dengan pelarut/sifat fisik atom tetangganya dalam kristal. Pelarutan tembaga hidroksida karbonat dan sebagainya dalam asam yang dihasilkan akuo hijau kebiruan yang ditulis [Cu(H₂O)₆]²⁺. Diantara berbagai kristal hidratnya adalah sulfat biru CuSO₄.5H₂O yang paling lazim. CuSO₄.5H₂O dapat dihidarasi menjadi zat anhidrat yang berwarna putih. Penambahan ligan menyebabkan kompleks dengan pertukaran molekul air secara berurutan (Syukri, 1999:321).

III.             Alat dan Bahan

a.      Alat :

1.      Gelas piala 250 ml

2.      Gelas ukur

3.      Corong

4.      Corong Buncher

5.      Batang pengaduk

6.      Kaca arloji

b.      Bahan :

1.      CuSO₄.5H₂O

2.      NH₄OH 15 N

3.      Eter

4.      (NH₄)₂SO₄

5.      Alkohol 95%

6.      Aquadest

IV.             Cara Kerja :

1.      Tembaga (II) Ammonium Sulfat Hidrat

2.      Tembaga (II) Tetraamin Sulfat Berhidrat

V.                Hasil Pengamatan

1.      Pembuatan Tembaga (II) Ammonium Sulfat Hidrat

No.	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	Ditimbang CuSO4.5H2O dan (NH4)2SO4	massa CuSO4.5H2O = 5 gram; kristal berwarna biru muda massa (NH4)2SO4 = 5 gram; kristal berwarna hijau muda
2.	Dilarutkan dalam 12 ml air panas
3.	Kristal disaring, dikeringkan dan ditimbang	warna kristal yang terbentuk = biru muda. massa kristal yang terbentuk = 7,29 gram

2.      Pembuatan Tembaga (II) Tetraamin Sulfat Hidrat

No.	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	Ditimbang CuSO4.5H2O	massa CuSO4.5H2O = 6,25 gram
2.	Dilarutkan dalam H2O	warna campuran = biru tua
3.	Ditambahkan NH4OH, kemudian ditambahakan sedikit demi sedikit alkohol	warnna larutan dan endapan = biru tua
4.	Endapan disaring, dicuci dengan larutan NH4OH dan alkohol	warna endapan yang disaring = biru tua
5.	Endapan yang kering ditimbang	massa endapan + kertas saring = 7,130 gram

VI.             Perhitungan

1. Pembuatan Tembaga (II) ammonium sulfat hidrat CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

Diketahui :

M _{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}       = 7,29 gram

Massa CuSO₄.5H₂O           = Massa (NH₄)₂SO₄ = 5 gram

BM CuSO₄.5H₂O               = 249,54 g/mol

BM (NH₄)₂SO₄                   = 132 g/mol

BM_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}     = 399,54 g/mol

Ditanya  : % rendemen...?

Penyelesaian :

Mol CuSO₄.5H₂O        = 5 g/ 249,54 g/mol     = 0,02 mol

Mol (NH₄)₂SO₄           = 5 g/ 132 g/mol          = 0,03 mol

CuSO₄.5H₂O   +    (NH₄)₂SO₄   →       CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

              m :   0,02 mol                0,03 mol                           -

              r   :  0,02 mol                0,02 mol                     0,02 mol

              s   :       -                        0,01 mol                     0,02 mol

massa_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O} = mol_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O} x BM_{CuSO4(NH4)2SO4.6H2O}

                                                               = 0,02 mol x 399,54 g/mol

                                                               = 7,99 gram

% rendemen    = (7,29 gram / 7,99 gram) x 100 % = 91,24 %

2. Pembuatan Tembaga (II) tetra amin sulfat hidrat Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

Diketahui :

Massa Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O     = 7,13 gram

massa CuSO4.5H2O                = 6,25 gram

BM CuSO₄.5H₂O                    = 249,54 g/mol

BM Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O         = 321,54 g/mol

Ditanya  : % rendemen...?

Penyelesaian  :

Mol CuSO₄.5H₂O                   = 6,25 g / 249,54 g/mol = 0,025 mol

Mol Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O        = 6,25 g / 321,54 g/mol = 0,015 mol

CuSO₄.5 H₂O    +       4NH₃      →        Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

              m  :     0,025 mol            0,015 mol                         -

              r   :     0,025 mol             0,1 mol                        0,025 mol

              s   :         -                       0,05 mol                      0,025 mol

Massa_{Cu(NH3)4SO4.6H2O}     =  mol_{Cu(NH3)4SO4.6H2O} x BM_{Cu(NH3)4SO4.6H2O}

              = 0,025 mol x 321,54 g/mol

              = 8,038 gram

% rendemen = (7,13 gram / 8,038 gram) x 100 % = 88,70 %

VII.          Pembahasan

         Pada praktikum kali ini praktikan melakukan pecobaan tentang Tembaga (II) Ammonium Berhidrat dan Tembaga (II) Tetra Amin Sulfat Berhidrat. Adapun tujuan percobaan ini yaitu untuk mempelajari pembuatan senyawa tersebut. Pada percobaan ini pertama praktikan membuat garam tembaga (II) ammonium sulfat berhidrat. Pada proses pembuatan garam ini, awalnya praktikan mencampurkan serbuk CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru muda dan (NH₄)₂SO₄ yang berwarna hijau muda dalam air panas. Air mempunyai momen dipol yang besar dan ditarik baik ke kation maupun anion untuk membentuk ion terhidrasi. Dari sifatnya tersebut maka digunakannya pelarut air karena baik CuSO₄.5H₂O  maupun (NH₄)₂SO₄ yang bereaksi dapat larut dalam air dan tetap berupa satu spesies ion. Hasil campuran ini membentuk larutan berwarna hijau kekuningan. Warna hijau kekuningan tersebut terjadi sebagai akibat campuran yang kurang sempurna (heterogen), berdasarkan literatur warna endapan yang terbentuk adalah warna biru yang homogen, pewarnaan biru disini merupakan warna dari ion Cu²⁺ yang menjadi salah satu komponen pembentuk garam rangkap tersebut. Larutan segera ditutupi dengan kaca arloji sehingga dapat mencegah menguapnya beberapa ion yang diinginkan untuk dapat membentuk kristal monoklin sempurna. Pada percobaan ini didapatkan garam rangkap kupriammonium sulfat berupa kristal monoklin seberat 7,29 gram, dengan persen hasil (% rendemen) sebesar 91,24%. Reaksi yang terjadi dalam pembuatan garam ini yaitu :

CuSO₄.5H₂O + (NH₄)₂SO₄ → CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

         Berikutnya praktikan melakukan pembuatan garam tembaga (II) tetra amin sulfat berhidrat. Praktikan melarutkan serbuk CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru dengan menggunakan larutan NH₃ pekat yang telah diencerkan dengan aquades, berupa larutan bening. Pencampuran ini dilakukan dalam lemari asam, karena akibat dari pencampuran ini menghasilkan gas yang berbau menyengat yang berasal dari larutan amonia pekat yang digunakan.  Dari hasil campuran ini, terbentuk larutan yang berwarna biru tua. Selanjutnya ke dalam campuran biru tua tersebut ditambahkan alkohol 95 % sedikit demi sedikit, hal ini bertujuan untuk mengurangi energi solvasi ion-ion sehingga pembentukan kristal dapat terjadi lebih sempurna. Praktikan menggunakan alkohol, karena alkohol merupakan pelarut yang baik untuk senyawa ionik, dimana alkohol sendiri memiliki tetapan dielektrik yang rendah. Setelah penambahan ini, campuran didiamkan. Endapan biru tua yang terbentuk kemudian disaring, lalu dicuci dengan campuran amonia pekat dan alkohol, kemudian dengan larutan alkohol. Pencucian dilakukan untuk memurnikan endapan kristal yang terbentuk dari pengotor-pengotor yang tidak diinginkan yang mungkin saja terdapat dalam garam yang terbentuk pada saat dilakukan penyaringan sebagian kristal tersebut ikut terbawa bersama filtrat.     Terakhir endapan kristal dikeringkan, kemudian ditimbang. Praktikan memperoleh berat endapan kristal yang terbentuk sebanyak 7,13 gram, dengan persen hasil (% rendemen) sebesar 88,70 %. Reaksi yang terjadi pada saat pembentukan garam kompleks ini adalah:

CuSO₄.5H₂O+ 4NH₃ → Cu(NH₃)₄SO₄.5H₂O

VIII.       Kesimpulan

1.      Massa kristal CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O adalah 7,29 gram.

2.       % rendemen CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O adalah 91,24%

3.       Massa kristal Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O adalah 7,13 gram, kristal berwarna biru tua.

4.      % rendeman Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O adalah 88,70%

IX.             Daftar Pustaka

Cotton. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI- Press.

Day & Underwood. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima.Jakarta :

      Erlangga.

Harjadi. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar.Jakarta : PT. Gramedia.

Lampiran

Pertanyaan !

1.       Apa tujuan pencucian dengan menggunakan eter?

2.       Apa jenis garam yang dihasilkan dari percobaan ini?

3.       Bedakan antara garam-garam kompleks dengan garam sederhana?

  Jawab :

1.      Eter digunakan bertujuan untuk dapat melarutkan senyawa/molekul-molekul     pengotor agar didapat kristal garam kompleks berhidrat yang murni.

2.      Garam yang dihasilkan merupakan garam kompleks. Dimana Tembaga (II)  Amonium Sulfat Berhidrat merupakan ligan yang mengikat pada atom pusat H₂O.

3.      Garam sederhana adalah garam yang tersusun dan ion positip logam (termasuk NH4) dengan ion sisa asam.

Contohnya: NaCI, K₂SO₄ dan FeCl₃

Garam kompleks adalah garam yang melibatkan unsur transisi / gd B. kompleks ini tersusun atas atom pusat (logam transisi) yang dikelilingi oleh sejumlah anion atau molekul netral Anion atau molekul netral yang mengelilingi atom pusat itu disebut ligan.

Contohnya : K₄[Fe(CN)₆] dengan nama kalium heksa siano ferat (II).