LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA ANORGANIK

SINTESIS SENYAWA GARAM KOMPLEKS TETRAAMINTEMBAGA(II) SULFAT MONOHIDRAT

NAMA:RACHMA SURYA MNIM:H311 12 267REGU/ KELOMPOK:VII (TUJUH)/ III (TIGA)HARI/ TANGGAL PERCOBAAN:RABU/ 6 NOVEMBER 2013ASISTEN:IKBAL

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIKJURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR2013

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangZat padat dapat dibedakan antara zat padat kristal dan amorf. Dalam kristal, atom atau molekul penyusun memiliki struktur tetap (tetapi dalam amorf tidak) dan titik leburnya pasti. Zat padat memiliki volume dan bentuk tetap. Ini disebabkan karena molekul-molekul dalam zat padat menduduki tempat yang gelap dalam kristal. Molekul-molekul zat padat juga mengalami gerakan namun sangat terbatas.Suatu zat cair jika didinginkan, terjadi gerakan translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan gaya tarik molekul-molekul makin besar hingga setelah mengkristal molekul mempunyai kedudukan tertentu dalam kristal. Panas yang terbentuk pada kristalisasi disebut panas pengkristalan. Selama pengkristalan terjadi kesetimbangan dan akan turun lagi saat pengkristalan selesai.Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, reaksinya ialah reaksi netralisasi. Sejumlah asam dan basa murni ekuivalen yang dicampur dan larutannya diuapkan, maka akan terdapat zat kristalin yang tertinggal yang disebut dengan garam. Garam tidak memiliki ciri-ciri khas suatu asam atau basa, garam terdiri dari kation dan anion. Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Sedangkan garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks, misalnya heksamminkobalt(III) kloroda Co(NH3)6Cl3 dan kalium heksasianoferat(III) K3Fe(CN)6. Bila suatu kompleks dilarutkan, akan terjadi pengionan atau disosiasi, sehingga akhirnya terbentuk kesetimbangan antarakompleks yang tersisa (tidak berdisosiasi). Berdasarkan hal-hal di atas maka dilakukanlah percobaan kali ini, yakni untuk mengetahui proses terbentuknya serta sifat dari senyawa garam kompleks.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan1.2.1 Maksud Percobaan Maksud dari percobaan ini yaitu mempelajari dan memahami sintetis senyawa garam.1.2.2 Tujuan PercobaanTujuan dari percobaan ini adalah:1. Mengetahui teknik pembuatan senyawa garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat.2. Mengetahui persen rendemen dari kristal yang terbentuk.

1.3 Prinsip PercobaanSenyawa garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat dibuat dengan mereaksikan larutan CuSO4.5H2O dengan NH4OH pekat kemudian didinginkan.

1.4 Manfaat PecobaanManfaat dari percobaan ini adalah praktikan dapat mengetahui dan memahami proses sintesis garam kompleks.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Menurut definisi yang kuno, garam adalah hasil reaksi antara asam dan basa. Proses-proses semacam ini disebut reaksi netralisasi. Defini ini adalah benar, dalam artian, bahwa jika sejumlah asam dan basa murni yang ekuivalen dicampur dan larutannya diuapkan, suatu zat kristalin tertinggal, yang tak mempunyai ciri-ciri khas suatu asam ataupun basa. Zat-zat ini dinamakan garam oleh ahli-ahli kimia zaman dulu. Jika persamaan reaksi dinyatakan sebagai interaksi molekul-molekul, HCl + NaOH NaCl + H2O (1)pembentukan garam seakan-akan merupakan hasil dari suatu proses kimia sejati (Svehla, 1990).Banyak struktur garam dalam keadaan padat telah diteliti dengan menggunakan sinar-X dan dengan metode lain, dan telah menunjukkan bahwa mereka terdiri dari atom bermuatan atau kelompok atom yang terikat bersama-sama dalam kisi kristal, mereka dikatakan sebagai senyawa ion. Garam dapat dibagi menjadi empat kelas utama yang berasal dari (Jeffery dkk, 1989):(1) asam kuat dan basa kuat, misalnya kalium klorida; (2) asam lemah dan basa kuat, misalnya natrium asetat; (3) asam kuat dan basa lemah, misalnya amonium klorida; dan(4) yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, misalnya amonium format atau aluminium asetat. Ketika salah satu dari kelas (2) sampai (4) dilarutkan dalam air, larutan,seperti diketahui, tidak selalu netral dalam reaksi. Interaksi dapat terjadi denganion air, dan larutan yang dihasilkan akan netral, asam, atau basa sesuai dengan sifat dari garam. Dengan larutan dari garam kelas (l), anion pun tidak memiliki suatu kecenderungan untuk bergabung dengan ion hidrogen begitu pula kation dengan ion hidroksida dari air, karena asam dan basa berhubungan adalah elektrolit kuat. Keseimbangan antara hidrogen dan ion hidroksida dalam air,

...( 2)oleh karena itu tidak terganggu dan larutan masih tetap netral (Jeffery dkk, 1989).Tembaga adalah logam merah-muda, lunak, dapat ditempa dan liat. Logam ini melebur pada 1038oC. Kebanyakan garam tembaga(I) tak larut dalam air. Mereka mudah dioksidasikan menjadi senyawa tembaga(II), yang diturunkan dari tembaga(II) oksida, CuO, hitam. Garam-garam tembaga(II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat maupun dalam larutan (Svehla, 1990).Diantara berbagai kristal hidrat lainnya, sulfat biru CuSO4.5H2O yang paling dikenal. Ia dapat terdehidrasi menjadi zat anhidrat yang benar-benar putih. Penambahan ligan kepada larutan akua menyebabkan pembentukan kompleks dengan pertukaran molekul air molekul air secara berurutaa. Dengan NH3, misalnya spesies [Cu(NH3)(H2O)5]2+ dibentuk dengan cara normal, namun penambahan molekul NH3 yang kelima dan keenam sulit (Cotton dan Wilkinson, 1989).Sifat atom jadi akan pengaruh ketika energi terkait dengan pembentukan kristal dipertimbangkan. Meskipun kristal ionik disatukan oleh gaya elektrostatik, ion menjadi terpisah ketika padatan melarut. Ion sangat tertarik ke ujung molekul polar yang memiliki muatan berlawanan dengan ion tersebut. Dalam beberapa jenis kristal sederhana misalnya, dalam struktur natrium klorida (NaCl tidak terbatas itu sendiri), ada enam anion yang mengelilingi setiap kation. Struktur kristal natrium klorida ditunjukkan pada gambar 1. Untuk kristal NaCl, rasio jari-jari adalah 0,54, yang sesuai jangkauan untuk pengaturan oktahedral anion di sekitar masing-masing kation (0,414 0,732). Namun, karena NaCl adalah senyawa 1:1, yaitu senyawa yang memiliki jumlah kation dan anion sama, ini berarti bahwa harus ada pengaturan identik kation di sekitar masing-masing anion. Bahkan, untuk senyawa 1:1, lingkungan sekitar masing-masing jenis ion harus identik. Dapat diketahui bahwa konsep ini sangat penting yang juga dikenal sebagai ikatan elektrostatik karakter. Jika kita memprediksi (dan menemukan) bahwa enam Cl ion mengelilingi setiap Na, masing-masing "ikatan" antara natrium ion dan ion klorida harus memiliki karakter ikatan 1/6 karena natrium memiliki unit valensi (House, 2008).

Gambar 1Ikatan koordinasi merupakan ikatan kovalen dimana ligan memberikan sepasang elektronnya pada ion logam untuk berikatan. Pemberi pasangan elektron adalah ligan, karena itu ligan adalah zat yang memiliki satu atau lebih pasangan elektron bebas. Senyawa kompleks yang bisa dijadikan sebagai katalis harus memiliki sifat stabil. Salah satu senyawa kompleks yang sangat stabil adalah senyawa kompleks yang berbentuk khelat (Nurvika dkk, 2013).Karakter senyawa kompleks merupakan hal yang sangat penting untuk mengetahui berhasil atau tidaknya senyawa kompleks itu dibuat. Logam transisi merupakan unsur golongan B yang mempunyai orbital d yang belum terisi penuh dengan elektron, kecuali golongan IIB (Zn, Cd, dan Hg) berisi penuh sepuluh elektron. Menurut Sudjana (2002), akibat dari belum terisinya penuh orbital d itu maka akan memberikan sifat-sifat:1. Berwarna, baik dalam bentuk ion maupun dalam bentuk senyawa, padat atau bentuk larutan.2. Paramagnetik.3. Aktivitas katalitik.4. Dapat membentuk senyawa kompleks.Menurut Jeffery, dkk(1989), kemampuan kompleks relatif logam mudah dijelaskan dari segi klasifikasi Schwarzenbach. Klasifikasi Schwarzenbach mendefinisikan tiga kategori ion logam akseptor:1. Kation dengan konfigurasi gas mulia. Logam alkali, alkali tanah dan aluminium termasuk dalam kelompok kation dengan konfigurasi gas muliayang memperlihatkan sifat akseptor kelas A. Gaya elektrostatik mendominasi dalam pembentukan kompleks, sehingga interaksi antara ion kecil muatan tinggi sangat kuat dan menyebabkan kompleks stabil.2. Kation dengan subkulit-d yang terisi penuh.Kelompok kation dengan subkulit-d adalah tembaga (I), perak (I) dan emas (I) yang menunjukkan sifat akseptor kelas B. Ion-ion ini memiliki kekuatan polarisasi tinggi dan ikatan yang dibentuk kompleks kelompok ini memiliki karakter kovalen yang cukup.3. Logam transisi dengan subkulit-d terisi sebagian.Dalam kelompok logam transisi dengan subkulit-d terisi sebagian, kecenderungan kelas A dan kelas B dapat dibedakan. Unsur-unsur dengan karakteristik kelas B membentuk kelompok segitiga dalam tabel periodik, dengan puncaknya pada tembaga dan dasar membentang dari renium ke bismut. Di sebelah kiri kelompok ini, unsur-unsur dengan bilangan oksidasi tinggi cenderung menunjukkan sifat kelas A, sementara di sebelah kanan kelompok ini, unsur yang memiliki bilangan oksidasi tinggi oksidasi memiliki karakter kelas B lebih besar.Kebanyakan ligan adalah anion atau molekul netral yang merupakan donor elektron. Beberapa yang umum adalah F-, Cl-,, Br-, CN-, NH3, H2O, CH3OH dan OH-. Ligan seperti ini, bila menyumbangkan sepasang elektronnya kepada sebuah atom logam, disebut ligan monodentat (atau, ligan bergigi satu). Ligan yang mengandung dua atau lebih atom, yang masing-masing secara serempak membentuk ikatan dua donor-elektron kepada ion logam yang sama, disebut ligan polidentat. Ligan ini juga disebut ligan kelat. Karena ligan ini tampaknya mencengkeram kation diantara dua atau lebih atom donor (Cotton dan Wilkinson, 1989).Salah satu karakteristik dari senyawa-senyawa kompleks adalah mempunyai warna. Warna dari senyawa kompleks terjadi karena zat ini menyerap sinar di daerah tampak atau visible region. Dimana energi sinar di daerah tampak cocok untuk promosi elektron yang ada di orbital d, dari energi rendah ke energi tinggi, misalnya kompleks oktahedral dari orbital t2g atau d kr orbital eg atau dJ. Besarnya energi untuk promosi, yaitu , tergantung dari ion pusatnya dan tergantung dari jenis ligan. Karena itu senyawa kompleks mempunyai warna berbeda-beda, misalnya [Ti(H2O)6]3+ berwarna ungu sedang [Cu(H2O)6]2+ berwarna biru muda. Untuk suatu ion pusat warnanya berbeda ligan berbeda, misalnya [Cn(H2O)]2+ berwarna biru muda, tetapi [Cu(NH3)4(H2O)]2+ berwarna biru tua (Sukardjo,1992).CuSO4 anhidrat putih, karena menyerap sinar di daerah inframerahCuSO4.5H2O biru karena menyerap warna kuning dan [Cu(H2O)2(NH3)4]2+ biru tua karena menyerap warna hijau kekuningan, sedangkan [Cu(H2O)2(CN)4]2+ tidak berwarna karena menyerap sinar ultraviolet (Sukardjo,1992).Menurut Sukardjo (1992), banyak faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitasdari ion kompleks. Usaha-usaha telah dilakukan untuk merangkum faktor-faktor yang menentukan stabilitas ion kompleks ini. Tetapi belum begitu berhasil. Namun demikian telah dipastikan bahwa stabilitas ion kompleks sangat dipengaruhi oleh ion pusat dan ligan:a. Pengaruh Ion Pusat. Ion kompleks tersusun dari ion-ion yang bermuatan lawan atau ion-ion dengan molekul yang mempunyai dipol. Makin kecil ion logamnya, makin besar medan listriknya, makin stabil ion kompleks yang dibentuknya. Makin besar muatan kation, makin besar medan listriknya dan kompleks makin stabil. Untuk kompleks high spin dari Mn2+ sampai Zn2+ dengan ligan tertentu, urutan stabilitasnya sesuai dengan urutan jari-jari yang semakin kecil. Serta stabilitas kompleks yang disebabkan karena adanya kontribusi ikatan kovalen antara logam dan ligan dari transfer rapat elektron dari logam ke ligan melalui ikatan . Logam ini ditandai oleh adanya beberapa elektron di luar inti gas mulia yang inert. Elektron d ini dapat dipakai untuk membentuk Ikatan dengan atom ligan. Adanya ikatan di samping ikatan antara logam dan ligan, menambahkan kestabilan kompleks.b. Pengaruh Ligan. Untuk ligan-ligan yang bermuatan, makin besar muatan dan makin kecil jari-jarinya, makin stabil kompleks yang dibentuk. Makin besar sifat basa dari ligan, makin stabil kompleks yang dibentuk oleh ligan ini. Ligan-ligan multidentat, asal tidak terlalu besar, membentuk kompleks lebih stabil dari pada ligan monodentat. Bila ligan yang membentuk khelat tidak berikatan rangkap, kompleks yang paling stabil ialah yang terdiri dari lingkaran lima atom. Untuk ligan yang berikatan rangkap, lingkaran enam atom merupakan kompleks yang paling stabil. Serta kestabilan kompleks karena pengaruh ruang ligan yang banyak cabangnya yang bersifat lebih tidak stabil dari pada ligan sederhana.

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

3.1 Bahan PercobaanBahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah padatan CuSO4.5H2O, larutan NH4OH 15 M, larutan etanol 70 %, akuades, aluminium foil, kertas saring, dan es batu.

3.2 Alat PercobaanAlat yang digunakan dalam percobaan ini adalah labu erlenmeyer 250 mL, labu ukur 10 mL, gelas kimia 50 mL, gelas kimia 100 mL, corong, batang pengaduk, pipet skala 10 mL, gelas ukur 10 mL, baskom, oven, neraca digital dan bulb.

3.3 Prosedur PercobaanSebanyak 2,5 g CuSO4.5H2O ditimbang, dilarutkan dengan 7 mL akuades dan dipanaskan, kemudian ditambahkan 4 mL ammonia 15. Ditambahkan 8 ml etanol secara pelan-pelan melalui dinding beaker sehingga larutan tertutup alkohol. Jangan diaduk atau digoyang. Campuran ditutup dengan aluminium kemudian didinginkan dan dibiarkan selama satu malam. Kristal yang terbentuk dipisahkan dengan melakukan dekantasi. Kristal disaring dan dicuci dengan 35 ml campuran 1:1 larutan ammonia 15 M dengan etanol. Kristal dicuci sekali lagi dengan 5 ml etanol dan disaring. Kristal kering yang dihasilkan kemudian ditimbang.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat Cu(NH3)4SO4.H2O dibuat dengan melarutkan 2,45 gram kristal CuSO4.5H2O yang berwarna biru muda dengan 7 mL air serta sedikit pemanasan agar semua CuSO4.5H2Omelarut sempurna sehingga menghasilkan larutan berwarna biru. Kemudian dilakukan penambahan 5 mL amonia NH4OH 15 M ke dalam larutan CuSO4.5H2O sehingga menghasilkan larutan berwarna biru tua. Penambahan amonia dilakukan didalam ruang asam karena larutan ini merupakan larutan pekat yang berbau tajam. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah:4NH4OH + CuSO4.5H2OCu(NH3)4SO4.H2O + 8H2O (3)Larutan amonia (NH3) berfungsi sebagai penyedia ligan, dan kristal CuSO4.5H2O yang berfungsi sebagai penyedia atom pusat, sedangkan pengenceran dengan akuades adalah sebagai pengkompleks Cu2+ yang kemudian ligan H2O ini diganti oleh NH3 karena NH3 sebagai ligan kuat yang dapat mendesak ligan netral H2O sehingga warnanya berubah dari biru menjadi biru tua.Setelah itu, dilakukan penambahan etanol melalui dinding gelas piala secara perlahan-lahan agar etanol tidak bercampur dengan larutan. Karena jika tercampur, etanol dapat bereaksi dengan atom pusat Cu2+ membentuk Cu(OH)2. Reaksinya:Cu2+ + 2OH Cu(OH)2 (4)Penambahan ini bertujuan untuk menutup larutan agar NH3 tidak menguapa karena NH3 sangat mudah mengauap dan apabila terjadi penguapan maka penyedia ligan akan habis dan tidak dapat terbentuk garam kompleks yang diharapkan. Setelah penambahan etanol, gelas piala ditutup dengan aluminium foil agar etanol tidak menguap karena etanol merupakan pelarut mudah menguap. Selanjutnya larutan disimpan dalam es batu untuk mempercepat prses pembentukan kristal dan didiamkan selama 1 malam karena proses pembentukan garam kompleks ini lambat. Setelah kristal terbentuk, kristal disaring dan dicuci dengan 5 mL campuran amonia:etanol (1:1), pencucian kristal ini bertujuan untuk mempermantap ligan dan untuk memurnikannya dari pengotor-pengotor yang tidak diinginkan yang mungkin terdapat dalam garam yang terbentuk pada saat dilakukan penyaringan. Setelah itu dicuci dengan etanol sekali lagi untuk mengikat air agar proses pengeringan kristal dapat berlangsung cepat. Kristal yang diperoleh kemudian dikeringkan agar air yang masih ada pada kristal menguap sehingga diperoleh kristal yang betul-betul kering. Kristal yang terbentuk berwarna biru tua. Setelah dikeringkan, kristal ditimbang untuk mendapatkan berat kristal yang konstan. Bobot kristal yang diperoleh setelah penimbangan adalah 2,16 gram dengan persen rendemen sebesar 87,98 %.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:1. Garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat berhasil disintesis.2. Garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat yang terbentuk sebesar 2,16 gram dengan persen rendemen sebesar 87,98 %.

5.2 Saran5.2.1 Untuk LaboratoriumDiharapkan alat-alat dilaboratorium dapat ditambah agar praktikum dapat berjalan lebih cepat dan lancar serta praktikan dapat melaksanakan praktikum perorang agar praktikan keahlian dalam penggunaan alat-alat laboratorium lebih baik.

5.2.2 Untuk PercobaanSebelum menambahkan amonia, harus diperhatikan bahwa semua CuSO4.5H2O telah terlarut agar tidak terjadi kesalaham dalam percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

Cotton, F.A. dan Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI-Press, Jakarta.

House, J. E., 2008, Inorganic Chemistry, Elsevier Inc., Canada.

Jeffery, G.H., Bassett, J., Mendham, J., dan Denney, R. C., 1989, Quantitative Chemical Analysis, John Willey and Sons, New York.

Nurvika, D., Suhartana, dan Pardoyo, 2013, Sintesis dan Karakter Senyawa Kompleks Cu(II)-EDTA dan Cu(II)-C6H8N2O2S2, Chem Info, 1(1), 70-75 (Online), (https://www.ejournal-s1.undip.ac.id, diakses pada tanggal 22 November 2013 pukul 19.45 WITA) .

Sudjana, E., 2002, Karakterisasi Senyawa Kompleks Logam Transisi Cr, Mn, dan Ag dengan Glisin Melalui Spektrofotometri Ultraungu dan Sinar Tampak, Jurnal Bonatura, 4(2), 69-86 (Online), (www.pustaka.litbang.deptan.go.id, diakses pada tanggal 22 November 2013 pukul 19.45 WITA).

Sukardjo, 1992, Kimia Koordinasi Edisi Revisi, Rineka Cipta, Jakarta.

Svehla, G, 1990, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Lima, Kalman Media Pustaka, Jakarta.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 6 November 2013Asisten, Praktikan,

(IKBAL) (RACHMA SURYA M)L2,5 g CuSO4.5H2Oampiran 1 Bagan Kerja

Ditimbang Dilarutkan dengan 7 mL akuades dan dipanaskan Ditambahkan 5 mL ammonia 15 M Ditambah 8 mL etanol Ditutup dengan alminium foil Didinginkan dan dibiarkan satu malam

Kristal

Dipisahkan Dicuci dengan 5 mL larutan ammonia : etanol (1:1) Dicuci dengan etanol 5mL Dikeringkan Hasil Ditimbang

Lampiran 2 Perhitungana. Bobot kristal secara teoriMassaCu(NH3)4SO4.6H2O=2,16 gramBMCuSO4.5H2O=249,54 g/molBMCu(NH3)4SO4.H2O=245,54 g/molMolCuSO4.5H2O= = 0,010 mol

Volume NH3=0,005 LMol NH3= 15 mol/L x 0,005 L = 0,075 mol

Mol Cu(NH3)4SO4H2O mol CuSO4. 5H2O 4 mol NH4OH

0,075 mol 0,01 mol 0,01 mol2,5x10-3 mol 0,01 mol0,0725 mol 0 mol 0,01 molMol kristal Cu(NH3)4 SO4.H2O = 0,01 mol Massa kristal Cu(NH3)4 SO4.H2O= Mol Cu(NH3)4 SO4.H2O x BM kristal = 0,01 mol x 245,5 gr/mol= 2,455 gram

b. RendemenRandemen = = x 100%= 87,98%

Lampiran 3 Gambar

Pencucian dan penyaringan kristalHasil setelah pendinginan pendiaman kristal

Garam kompleks tetraamintembaga(II) sulfat monohidrat