Percobaan i
-
Upload
rhahil-blues -
Category
Documents
-
view
248 -
download
21
Transcript of Percobaan i
PERCOBAAN I
DEKOMPOSISI THERMAL KARBONAT
I. Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah mahasiswa dapat mempelajari
pendekomposisian natrium hidrogen karbonat melalui pemanasan dan titrasi
menggunakan hidrogen klorida.
II. Dasar Teori
Dekomposisi termal adalah reaksi kimia di mana senyawa tunggal memecah
menjadi dua atau lebih senyawa sederhana atau elemen apabila dipanaskan. Ini
juga merupakan reaksi endotermik sebagai panas yang dibutuhkan untuk memecah
ikatan kimia di dekomposisi senyawa menjalani. Asam karbonat merupakan salah
satu contoh senyawa yang mengandung karbon, terdapat dua jenis garam karbonat
yang dapat diperoleh dengan cara netralisasi larutan asam karbonatyaitu hydrogen
bikarbonat HCO3-yang diperoleh hasil parsial netralisasi dari karbonat CO32- hasil
dari netralisasi yang lengkap. Dalam percobaan ini mahasiswa akan
mendekomposisi NaHCO3 yang diketahui massanya menjadi Na2CO3 lalu
menimbang beratnya kemudian membandingkan massa Na2CO3 prediksi
berdasarkan kuantitas awaldari NaHCO3. Dari hasil ini maka persenkonversi dari
NaHCO3 menjadi Na2CO3 dapat dihitung, larutan Na2CO3dapat juga dititrasi
dengan HCl yang diketahui konsetrasinya untuk mendapatkan nilai kedua dari
massa Na2CO3 yang dihasilkan dari dekomposisi thermal. Perkembangan
mengenai cara-cara bagaimana industri-industri memperoleh natrium karbonat
mengilustrasikan betapa pentingnya faktor-faktor ekonomi dan lingkungan dalam
proses kimia industri (Putri, 2010).
Natrium bikarbonat adalah senyawa kimia dengan rumus NaHCO3. Dalam
penyebutannya kerap disingkat menjadi bicnat. Senyawa ini termasuk kelompok
garam dan telah digunakan sejak lama. Senyawa ini disebut juga baking soda
(soda kue), Sodium bikarbonat, natrium hidrogen karbonat, dan lain-lain. Senyawa
ini merupakan kristal yang sering terdapat dalam bentuk serbuk. Natrium
bikarbonat larut dalam air. Senyawa ini digunakan dalam roti atau kue karena
bereaksi dengan bahan lain membentuk gas karbon dioksida, yang menyebabkan
roti "mengembang". Senyawa ini juga digunakan sebagai obat antasid (penyakit
maag atau tukak lambung). Karena bersifat alkaloid (basa), senyawa ini juga
digunakan sebagai obat penetral asam bagi penderita asidosis tubulus renalis
(ATR) atau rhenal tubular acidosis (RTA). NaHCO3 umumnya diproduksi melalui
proses Solvay, yang memerlukan reaksi natrium klorida, amonia, dan karbon
dioksida dalam air. NaHCO3 diproduksi sebanyak 100 000 ton/tahun 2001. Soda
kue juga diproduksi secara komersial dari soda abu diperoleh melalui
penambangan bijih trona, yang dilarutkan dalam air lalu direaksikan dengan
karbon dioksida. Lalu NaHCO3 mengendap sesuai persamaan berikut :
2NaHCO3(s) Na2CO3(aq) + H2O(aq) + CO2(g)
Natrium karbonat merupakan komoditas kimia yang sekitar 75% produksi
dunia adalah abu sintetis yang dibuat dari Natrium klorida melalui proses Solvay
atau proses yang sejenis, sisanya yang 25% di produksi dari natrium karbonat
alami. Dalam dunia perdagangan, Natrium karbonat banyak dimanfaatkan untuk
industri kaca, obat – obatan, bahan makanan, water treatment, deterjen, industri
pulp dan kertas, indistri tekstil dan lain-lain (Aisyah, 2009)
Jika kita menggambarkan struktur sebuah ion karbonat dengan mengunakan
"titik-dan-garis" atau beberapa metode yang serupa, maka hasilnya kurang lebih
seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar ini menunjukkan dua ikatan tunggal antara karbon-oksigen dan satu
ikatan rangkap, dimana dua dari oksigen masing-masing membawa satu muatan
negatif. Sayangnya, pada ion karbonat yang sebenarnya semua ikatan identik, dan
muatan-muatan tersebar pada seluruh ion – walaupun sebenarnya terpusat pada
atom-atom oksigen. Muatan-muatan ini dikatakan terdelokalisas. Ikatan pada ion
karbonat ini mirip dengan ikatan pada benzen atau pada ion-ion seperti etanoat,
hanya saja sedikit lebih rumit. Untuk topik yang dibahas di halaman ini, anda tidak
perlu memahami bagaimana ikatan ini bisa terbentuk.
Besarnya suhu yang diperlukan untuk memanaskan karbonat agar terbentuk
karbondioksida dan oksida logam, tergantung pada seberapa besar polarisasi dari
ion tersebut. Jika ion mengalami polarisasi yang tinggi, maka hanya sedikit panas
yang diperlukan dibanding jika ion hanya sedikit terpolarisasi. Jika ion positif
hanya memiliki satu muatan positif, maka efek polarisasi akan lebih kecil. Itulah
sebabnya mengapa senyawa-senyawa golongan 1 lebih stabil secara termal
dibanding senyawa-senyawa golongan 2. Lebih banyak panas yang diperlukan
untuk senyawa golongan 1 karena ion-ion karbonat kurang terpolarisasi akibat ion
positif yang bermuatan tunggal. Semakin kecil ion positif, semakin tinggi
kepadatan muatan, dan semakin besar efek yang akan ditimbulkan terhadap ion
karbonat. Semakin ke bawah golongan, ion-ion positif semakin besar sehingga
memiliki efek yang lebih kecil terhadap ion-ion karbonat di dekatnya. Sebagai
konsekuensinya, lebih banyak panas yang diperlukan untuk melepaskan karbon
dioksida dan membentuk oksida logam. Dengan kata lain, semakin ke bawah
golongan, senyawa-senyawa karbonat semakin stabil secara termal. Polarisasi utuk
nitrat dan hidrogen karbonat sama persis seperti karbonat. Ion-ion positif yang
kecil di bagian atas golongan lebih kuat dalam mempolarisasi ion nitrat atau
hidrogen karbonat dibanding ion-ion positif yang lebih besar di bagian bawah
golongan.Dan lagi-lagi, senyawa-senyawa Golongan 1 memerlukan lebih banyak
panas dibanding senyawa golongan 2 karena ion-ion Golongan 1 memiliki efek
polarisasi yang lebih kecil (Putri, 2010).
III. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai
berikut :
a. Alat
- Gelas kimia
- Tabung reaksi
- Rak tabung reaksi
- Pipet tetes
- Klem dan statif
- Buret
- Pipet gondok 25 mL
- Erlenmeyer
- Karet penghisap
- Batang pengaduk
- Penjepit tabung
- Neraca digital
- Panangas listrik
- Botol semprot
- Labu ukur 100 mL
- Gelas ukur 10 mL
- Corong
b. Bahan
- Padatan NaHCO3
- Larutan HCl 0,1 M
- Aquades
- Larutan indikator metil orange (MO)
IV. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai
berikut :
A. Dekomposisi thermal karbonat
1. Menimbang tabung reaksi yang kering dan bersih dan mencatat beratnya,
kemudian memasukkan padatan NaHCO3 sebanyak 1,06 gram ke dalam
tabung reaksi tersebut. Setelah itu, dengan menggunakan penjepit tabung,
memanaskan tabung tersebut secara hati-hati 5 menit hingga terbentuk
uap pada leher tabung reaksi tersebut.
2. Memanaskan tabung reaksi dengan hati-hati untuk menguapkan air yang
masih ada di dalam tabung reaksi tersebut dan padatan dalam tabung reaksi
tersebut dalam keadaan kering.
3. Mendinginkan tabung reaksi tersebut beserta isinya beberapa menit
dengan meletakkan pada rak tabung reaksi. Setelah itu, menimbang
kembali tabung reaksi beserta isinya dengan menggunakan neraca digital.
4. Mencatat massanya ke dalam hasil pengamatan sebagai massa dari padatan
Na2CO3 + NaHCO3 yang tidak bereaksi.
B. Titrasi Na2CO3 dengan HCl
1. Menambahkan beberapa mL aquades ke dalam tabung reaksi yang berisi
padatan hasil dari prosedur A dan mengocoknya, kemudian menuangkan
larutan tersebut ke dalam gelas kimia yang berisi aquades.
2. Membilas tabung reaksi agar sisa-sisa padatan yang masih tertinggal di
dalam tabung reaksi dapat larut semuanya, kemudian memanaskan larutan
tersebut dengan menggunakan penangas listrik. Setelah itu, menuangkan
larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 mL dan mengencerkannya dengan
aquades hingga volumenya 100 ml.
3. Mengambil 10 mL dari larutan yang telah diencerkan tersebut, kemudian
mengecerkannya lagi kembali dengan aquades hiungga volumenya 100
mL.
4. Mengukur larutan yang telah diencerkan tersebut sebanyak 25 mL dengan
menggunakan pipet gondok, kemudian memasukkannya ke dalam
erlenmeyer I dan erlenmeyer II.
5. Menambahkan 2 tetes indikator metil orange (MO) ke dalam erlenmeyer 1,
kemudian melakukan titrasi dengan menggunakan larutan HCl standar 0,1
M hingga terjadi perubahan warna pada larutan tersebut.
6. Mengulangi langkah 5 untuk erlenmeyer II.
V. Hasil Pengamatan
Adapun hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini adalah sebagai
berikut :
A. Dekomposisi thermal karbonat
- Berat tabung reaksi = 18,70 gram
- Massa NaHCO3 yang ditambahkan = 1,06 gram
- Berat tabung reaksi + NaHCO3 sebelum dipanaskan = 19,76 gram
- Berat tabug reaksi + NaHCO3 sesudah dipanaskan = 19,56 gram
- Massa Na2CO3 + NaHCO3 yang tidak bereaksi = 0,86 gram
B. Titrasi Na2CO3 dengan HCl
- Na2CO3 + Aquades + dipanaskan = Larut dan bening
1. Titrasi I
- Volume Na2CO3 = 25,0 mL
- Volume HCl = 3,5 mL
- Warna larutan sebelum dititrasi = Kuning
- Warna larutan sesudah dititrasi = Orange
2. Titrasi II
- Volume Na2CO3 = 25,0 mL
- Volume HCl = 3,2 mL
- Warna larutan sebelum dititrasi = Kuning
- Warna larutan sesudah dititrasi = Orange
VI. Persamaan Reaksi
1. 2NaHCO3(s) Na2CO3(aq) + H2O(l) + CO2(g)
2. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
VII. Perhitungan
1. Dekomposisi thermal NaHCO3
Mol NaHCO3 =
=
= 0,012 mol
Mol Na2CO3 = x mol NaHCO3
= x 0,012 mol
= 0,006 mol
Massa Na2CO2 = n Na2CO3 x Mr Na2CO3
= 0,006 mol x 106 gram/mol
= 0,636 gram
2. Titrasi Na2CO3 + HCl
a. Erlenmeyer I
Volume Na2CO3 x [Na2CO3] = Volume HCl x [HCl]
[Na2CO3] =
=
= 0,014 N
Massa Na2CO3 = [Na2CO3] x Volume Na2CO3 x BE Na2CO3
= 0,014 N x 0,025 L x 53 gram/ekiv
= 0,018 gram
b. Erlenmeyer II
Volume Na2CO3 x [Na2CO3] = Volume HCl x [HCl]
=
=
= 0,012 N
Massa Na2CO3 = [Na2CO3] x Volume Na2CO3 x BE Na2CO3
= 0,012 N x 0,025 L x 53 gram/ekiv
= 0,016 gram
= 0,017 gram
VIII. Pembahasan
Asam karbonat merupakan salah satu contoh senyawa yang mengandung
karbon. Karbonat juga merupakan golongan I yang paling tidak larut adalah
litium karbonat. Dalam karbonat terdapat dua jenis garam-garam karbonat
yang dapat diperoleh dengan cara netralisasi larutan asam karbonat yaitu,
hidrogen bikarbonat HCO3- yang diperoleh dari hasil parsial netralisasi dari
karbonat CO32- hasil dari netralisasi yang lengkap (Purti, 2010).
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu adalah mahasiswa dapat
mempelajari pendekomposisian natrium hidrogen karbonat melalui pemanasan
dan titrasi menggunakan hidrogen klorida. Pada perlakuan pertama ini
mengunakan metode gravimetri yaitu merupakan metode analisis kuantitatif
berdasarkan penimbangan. Pertama-tama yaitu menimbang tabung reaksi yang
kering dan kosong dengan menggunakan neraca digital kemudian mencatat
beratnya sehingga diperoreh yaitu 18,70 gram, kemudian memasukkan padatan
NaHCO3 dalam tabung reaksi sebanyak 1,06 gram. Setelah itu, menimbang
tabung reaksi yang berisi padatan NaHCO3 sehingga diperoleh beratnya yaitu
19,76 gram, kemudian tabung reaksi yang telah berisi padatan NaHCO3
dipanaskan diatas penangas listrik hingga terbentuk uap. Dimana dekomposisi
termal karbonat adalah reaksi kimia di mana senyawa tunggal memecah
menjadi dua atau lebih senyawa sederhana atau elemen apabila dipanaskan. Jika
dipanaskan, kebanyakan karbonat cenderung mengalami dekomposisi
membentuk oksida logam dan karbon dioksida. Hidrogen karbonat merupakan
golongan 1 cukup stabil dalam wujud padat maka akan mudah terdekomposisi
jika dipanaskan, seperti pada percobaan ini yaitu natrium hidrogen karbonat
(NaHCO3) yang terdekomposisi menjadi Na2CO3. Dimana pada saat pemanasan
NaHCO3 akan terurai membentuk Na2CO3 dan akan melepaskan gas CO2 dan
air (H2O). Kemudian tabung tersebut didinginkan, dimana fungsi pemanasan
tersebut yaitu untuk mendekomposisi thermal karbonat dan untuk menguapkan
air serta pada proses pemanasan ini pula menyebabkan NaHCO3 terurai menjadi
Na2CO3, H2O, dan gas CO2. Setelah tabung reaksi tersebut dingin maka
dilakukan lagi penimbangan, sehingga diperoleh massa Na2CO3 yaitu 0,86
gram, bila dilihat dari hasil tersebut, adanya perbedaan massa Na2CO3 secara
teoritis yaitu 0,636 gram. Hal ini disebabkan karena pada saat pemanasan
molekul-molekul air yang ada dalam NaHCO3 terlepas ke udara sehingga
menyebabkan massanya berkurang (Svehla, G 1985).
Pada perlakuan selanjutnya, malarutkan padatan yang ada di dalam tabung
reaksi tersebut dengan cara manambahkannya dengan aquades, kemudian
memindahkan larutan tersebut ke dalam gelas kimia. Setelah itu, membilas sisa-
sisa padatan yang ada di dalam tabung reaksi hingga semuanya larut, tujuanya
yaitu untuk memastikan bahwa semua padatan natrium karbonat telah
berpindah ke gelas kimia. Kemudian memanaskan larutan tersebut dengan
menggunakan penangas listrik, adapun tujuan dari pemanasan tersebut adalah
untuk mempercepat proses pelarutan dan sehingga diperoleh larutan yang larut
dan bening yang menandakan bahwa Na2CO3 larut dalam air, namun hasil
tersebut berberda dengan literatur yang ada yaitu menghasilkan larutan yang
keruh. Hal ini disebabkan karena pada saat melakukan pemanasan padatan
NaHCO3, molekul air yang terkandung di dalamnya belum semuanya menguap.
Selanjutnya, memindahkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 mL dan
mengencerkannya dengan menambahkan aquades hingga volumenya 100 mL.
Setelah itu, mangambil 10 mL dari larutan yang telah diencerkan tersebut dan
mengencerkannya kembali dengan menambahkan aquades hingga volume 100
mL (Staf Pengajar Kimia Anorganik, 2011).
Pada perlakuan ini digunakan metode titrimetri merupakan metode
pengukuran sejumlah volume pada titrasi. Pertama-tama mengukur larutan yang
telah diencerkan tersebut dengan menggunakan pipet gondok sebanyak 25 mL
dan memasukkannya ke dalam masing-masing erlenmeyer (erlenmeyer I dan
II). Setelah itu, manambahkan 2 tetes larutan indikator metil orange dan
mentitrasi larutan tersebut dengan menggunakan larutan HCl 0,1 M hingga
warna larutan tersebut berubah warna dari kuning menjadi orange. Pada
percobaan ini, Na2CO3 dititrasi dengan menggunakan larutan HCl standar,
larutan standar adalah larutan yang konsentrasinya telah ditetapkan secara
akurat. Larutan Na2CO3 dititrasi dengan larutan HCl karena Na2CO3 merupakan
garam yang bersifat basa karena merupakan garam yang dihidrolisis dari asam
lemah H2CO3 dengan basa kuat NaOH. Dimana garam ini yang berasal dari
asam lemah dan basa kuat yang akan terhidrolisis sebagian (parsial) dan bersifat
basa. Sedangkan pada titrasi tersebut menggunakan indikator metil orange,
yang menyebabkan terjadi perubahan warna dari kuning menjadi orange yang
menandakan tercapainya titik akhir titrasi. Untuk basa lemah yang memiliki pH
di bawah 7 indikator yang sering digunakan adalah metil merah (4,2 – 6,2) dan
metil orange (3,1 – 4,4). Na2CO3 merupakan garam yang basa lemah maka pada
percobaan ini menggunakan indikator metil orange, karena dalam melakukan
titrasi harus menggunakan indikator yang berubah warna disekitar titik ekivalen
dari titrasi (Putri, 2010).
Berdasarkan pehitungan yang telah dilakukan diperoleh massa Na2CO3
pada percobaan ini adalah 0,017 gram. Bila dilihat dari hasil tersebut terdapat
perbedaan antara massa Na2CO3 yang didapat dari pemanasan yaitu 0,086 gram
dengan massa Na2CO3 dari hasil titrasi yaitu 0,017 gram. Hal ini disebabkan
karena massa Na2CO3 pada pemanasan masih terhitung dengan massa NaHCO3
yang tidak bereaksi, sedangkan pada perhitungan dari hasil titrasi yang dihitung
adalah massa Na2CO3 yang telah dilarutkan atau diencerkan (Putri, 2010).
IX. Kesimpulan
Berdasarkan tujuan dan hasil pengamatan maka dapat ditarik kesimpulan
yaitu natrium karbonat (Na2CO3) memiliki sifat yang lebih stabil dari pada
natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) karena NaHCO3 dapat terdekomposisi
menjadi natrium karbonat (Na2CO3), air (H2O), dan gas karbon dioksida (CO2).
Sedangkan natrium karbonat (Na2CO3) yang direaksikan dengan asam klorida
(HCl) maka akan menghasilkan natrium klorida (NaCl), air (H2O), dan gas
karbon dioksida (CO2). Selain itu, Na2CO3 memiliki kestabilan lebih besar dari
NaHCO3 karena dipengaruhi oleh sifat kepolarannya, dimana Na2CO3 bersifat
non polar sehingga dia stabil secara termal. Sedangkan NaHCO3 bersifat polar
karena memiliki ikatan hidrogen sehingga tidak stabil secara termal.
DAFTAR PUSTAKA
Aisyah. 2009. Dekomposisi Thermal Karbonat. (http://aisyah-kimia.blogspot.com). Diakses 14 November 2011.
Putri. 2010. Dekomposisi Thermal Karbonat. (http://putrikeongdanpengerangkudaputih.blogspot.com). Diakses 14 November 2011.
Staf Pengajar Kimia Anorganik. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I. Universitas Tadulako. Palu.
Svehla, G. 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi Mikro. Kalman Media Pustaka. Jakarta.
LAMPIRAN
1. Tuliskan reaksi yang terjadi pada prosedur 1 dan 2!
Jawab :
A. 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
B. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
2. Dalam prosedur 2, mengapa sangat penting untuk mentransfer semua Na2CO3?
Jawab :
Karena apabila masih ada yang tertinggal, maka akan mempengaruhi massa
Na2CO3 yang diperoleh pada perhitungan dan menyebabkan perbedaan hasil
pengamatan dengan hasil perhitungan.
3. Bandingkan kedua metode penghitungan massa Na2CO3 pada prosedur 1 dan 2!
Jawab :
Pada prosedur pertama menggunakan metode gravimetri yaitu merupakan
metode analisis kuantitatif berdasarkan penimbangan, sedangkan pada prosedur
kedua menggunakan metode titrimetri yaitu merupakan metode pengukuran
sejumlah volume pada titrasi.