BAB I PENDAHULUAN1.1. ar Belakang Percobaan Keberadaan senyawa air amatlah dekat dengan kita, dan seringkali molekul air terdapat didalam berbagai senyawa, baik itu senyawa padat, cair maupun gas. Zat padat yang mengandung kandungan air didalamnya disebut dengan air kristal. Zat padat yang mengandung air ini disebut juga dengan hidrat, dan bila hidrat ini dikeringkan, akan menjadi anhidrat. Uniknya, molekul hidrat dan anhidrat ini akan memiliki sifat kimia dan fisika yang berbeda. Karena itulah, segala hal yang berhubungan dengan hidrat dan anhidrat ini sangat menarik untuk dipelajari lebih lanjut. Pada akhirnya, penulis berharap agar kajian mengenai air kristal ini dapat bermanfaat sebagai salah satu pemenuhan wawasan 1.2. uan Percobaan 1. Mempelajari peristiwa-peristiwa dehidrasi dan hidrasi pada suatu zat padat yang mengandung air kristal 2. Menghitung rumus empirik air kristal 1.3. nsip Kerja 1. Melakukan uji tes zat padat yang mengandung air kristal serta melihat perubahan fisik dari zat (meliputi warna dan bentuk) setelah melakukan pemanasan dan diberi tambahan akuades2.

Lat

Tuj

Pri

Menghitung rumus empirik dari data yang didapat setelah menghitung

perubahan massa zat padat yang mengandung air kristal setelah melalui pemanasan

1

BAB II LANDASAN TEORI2.1. Kristal Kristal adalah suatu benda padat homogen yang terikat secara kuat dan tersusun secara simetris dan teratur serta mempunyai permukaan yang datar atau dibatasi oleh bidang datar, sedangkan suatu zat yang tampil sebagai zat padat, tetapi tidak mempunyai struktur yang teratur disebut amorf (tanpa bentuk), contohnya ter dan kaca. Zat amorf tidak mempunyai titik leleh tertentu yang tepat, sebaliknya zat amorf melunak secara bertahap bila dipanasi dan meleleh dalam suatu jangkauan temperatur sehingga sulit untuk dipelajari. Zat padat kristal umumnya mempunyai mempunyai titik lebur yang tajam (rentangan suhunya kecil) sehingga mudah untuk dipelajari. Kristal terdiri dari partikel-partikel penyusun yang berupa padatan dengan permukaan datar yang dapat berupa ion, atom, maupun molekul. Kristal dapat terbentuk karena dapat tumbuh lebih ke satu arah. Bentuk susunan yang rapi dan teratur dari suatu kristal adalah cerminan dari pengulangan pola dari atom, molekul atau ion yang berada di dalamnya. Dua zat yang mempunyai struktur kristal yang sama dikatakan isomorf. Rumus pasangan zat semacam itu biasanya menunjukkan bahwa angka banding atom-atomnya sama, misalnya: NaF dan MgO

1:1 2:3 2:1:1 1:1:3

Cr2O3 dan Fe2O3 K2SeO4 NaNO3 dan CaCO3

Zat-zat isomorf dapat atau tidak dapat mengkristal bersama-sama dalam campuran yang homogen. Namun kemiripan baik dari rumus maupun sifat-sifat kimia tidaklah cukup untuk menjamin pengkristalan yang homogen. Dua zat

2

serupa yang dikenal dengan baik yang tidak mengkristal secara homogen adalah NaCl dan KCl. Suatu zat tunggal yang mengkristal dalam dua atau lebih bentuk yang berlainan pada kondisi yang berlainan, dikatakan bersifat polimorf, contohnya CaCO3, SiO2, S, C, dan lain-lain. Bentuk polimorf juga disebut bentuk alotropi dalam hal unsur. Suatu zat yang tampil sebagai zat padat, tetapi tidak mempunyai struktur yang teratur disebut amorf (tanpa bentuk), contohnya ter dan kaca. Zat amorf tidak mempunyai titik leleh tertentu yang tepat, sebaliknya zat amorf melunak secara bertahap bila dipanasi dan meleleh dalam suatu jangkauan temperatur sehingga sulit untuk dipelajari. 2.2. Cara terbentuknya kristal Kristal dapat terbentuk melalui tiga cara, yaitu dari reaksi pengendapan, penjenuhan larutan, peralihan wujud Reaksi Pengendapan Ada reaksi kimia dalam larutan yang menghasilkan senyawa yang tidak larut (zat padat), contohnya AgCl dari reaksi AgNO3 dan NaCl. AgCl(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq) Penjenuhan Larutan

Larutan yang dijenuhkan akan membentuk kristal padat, contohnya pembuatan garam dari air laut di Madura. Proses ini disebut juga rekristalisasi. Peralihan Wujud Suatu cairan dapat diubah jadi padat dengan menurunkan suhu sampat titik bekunya. Proses ini disebut membekukan, seperti membuat es dari air. Suatu gas tertentu dapat diubah jadi padat melalui proses yang disebut deposisi, seperti membuat hablur naftalena dari uapnya. Pembentukan kristal melalui rekristalisasi atau pembekuan biasanya dimulai dari satu titik, dan kemudian berkembang ke segala arah atau ke arah tertentu.

3

Gambar 2.1 Rekristalisasi

2.3.

Karakteristik Kristal Kisi kristal adalah seperangkat titik yang jaraknya selalu berulang dalam

struktur dan tersusun menurut garis pada sudut yang sama di dalam kristal. Bagian terkecil dari kisi kristal yang dapat digunakan untuk memberikan struktur kristal itu disebut suatu sel satuan. Secara teroritis, kristal keseluruhan dapat direproduksi dengan menyusun sel-sel satuan itu. Satuan sel dari seluruh besi tiga dimensi adlan sama dalam jumlah sudutnya (ada delapan). Satuan sel berbeda pada panjang sisinya (a, b, dan c), pada sudut berhadapan dengannya (, , dan ). Pada tahun 1848 Auguste Bravais menunjukkan bahwa hanya ada 14 macam-macam kisi, yang dibagi dalam tujuh dasar sistem kristal. Sistem Kubus Tetragonal Ortorombik Monoklinik Triklinik Rombohedral Heksagonal Panjang sisi a=b=c a=bc abc abc abc a=b=c a=bc Sudut = = = 90 = = = 90 = = = 90 = = 90 Contoh CaO, NaCl SnO2, BaSO4.4H2O HgCl2, K2SO4

CuSO4.5H2O, K2S2O8 = = 90 Cl2O3, CaCO3 = = 90 ; = IO2, O8I

4

120

Tabel 2.1 Tujuh Dasar Sistem Kristal

2.4.

Jenis Kristal dan Sifatnya Rancangan khusus dan sifat-sifat fisik dari zat padat ditentukan oleh jenis

partikel yang ada pada titik-titik kisi dan sifat dari gaya tarik antara partikel-

Gambar 2.2 Tujuh Sistem Kristal 5 Sumber : chem-is-try.org

partikel tersebut. Akibatnya kristal-kristal dapat dibagi menjadi beberapa jenis dengan sifat tertentu.

2.4.1. Kristal Ion Senyawa ion dalam bentuk padat akan membentuk kristal dengan partikel terkecil ion positif dan negatif. Biasanya zatnya keras dengan titik leleh yang tinggi dan sangat rapuh. Bila dipukul akan hancur, hal ini dikarenakan kristal ion tersusun atas ikatan ion yang kuat dan ikatan itu akan putus bila ditempa dengan tenaga yang besar akibat sejumlah ion saling lepas satu sama lain karena terjadi perubahan dari tarik menarik menjadi tolak menolak. Pada keadaan padat, senyawa ion merupakan konduktor yang buruk, karena ion-ionnya diikat kuat pada tempatnya. Bila dilelehkan maka ion-ionnya bergerak sehingga zat ionik menjadi konduktor yang baik. Bentuk kristal ion dipengaruhi oleh perbandingan jari-jari ion. Biasanya ion positif lebih kecil dari ion negatifnya, maka nilai < 1. Dalam kristal, satu

ion positif akan dikelilingi oleh beberapa ion negatif, demikian pula sebaliknya, satu ion negatif dikelilingi oleh beberapa ion positif. Jumlah ion tetangga yang dimiliki sebuah ion disebut bilangan koordinasi. Bilangan ini bergantung pada perbandingan jari-jarinya dan strukturnya ditentukan oleh nilai bilangan koordinasi tersebut.

6

Gambar 2.3 Struktur Kristal Natrium Klorida Sumber : chem-is-try.org

2.4.2. Kristal Logam Kita ketahui bahwa sebatang logam terdiri dari atom-atom yang menyatu melalui ikatan logam. Dalam kristal ini hanya ada satu jenis logam, maka semua atom dapat bersentuhan. Karena jari-jari atomnya sama, maka struktur yang mungkin adalah heksagonal dan kubus. Bila diambil selapis atom dalam kristal logam, jika suatu atom dalam logam tersebut bersentuhan dengan beberapa atom lain, maka struktur itu disebut struktur terjejal (closest packed). Oleh sebab itu, struktur kristal logam disebut juga heksagonal terjejal dan kubus terjejal. Di samping itu, ada struktur kubus berpusat badan dengan susunan tidak terjejal.

Heksagonal Terjejal

Dalam heksagonal terjejal (hcp = hexagonal closest packed), satu atom bersentuhan dengan tiga atom pada lapisan atas dan tiga atom pada lapisan bawah. Jadi, bilangan koordinasinya dua belas, enam dalam satu lapisan ditambah tiga atas dan tiga bawah.

Gambar 2.4 Heksagonal Terjejal Sumber : everyscience.com

Kubus Terjejal

Dalam kristal kubus terjejal (ccp = cubic closest packed), satu atom bersentuhan dengan empat atom pada lapisan atas dan empat atom pada lapisan bawah. Akibatnya, bilangan koordinasi menjadi dua belas, yaitu empat

7Gambar 2.5 Kubus Terjejal Sumber : cnx.org

pada lapisannya, ditambah empat dari lapisan atas dan empat dari lapisan bawah.

Kubus Berpusat Badan

Ada atom-atom logam yang tidak terjejal, tetapi tersusun sedemikian rupa sehingga atom dalam satu lapisan tidak bersentuhan. Persentuhan hanya dengan lapisan atas dan bawahnya. Jumlah persentuhan itu delapan, yaitu empat di atas dan empat di bawah. Bentuk-bentuk kristal unsur logam golongan utama dan transisi tercantum pada.

Gambar 2.6 Kubus Berpusat Badan Sumber : pa.msu.edu

2.4.3. Kristal Kovalen Kristal yang terbentuk dari atom yang berikatan kovalen disebut kristal kovalen, contohnya karbon (intan dan grafit). Satu atom karbon berikatan dengan empat atom karbon lain. Dalam intan (diamond), keempat ikatan berbentuk tetrahedron sehingga molekul berkembang ke segala arah menjadi molekul raksasa. Akibatnya, intan sangat keras. Zat lain yang serupa intan adalan silikon (Si) dan silikon karbida (SiC). Atom karbon dalam grafit juga terikat dengan empat atom karbon yang lain, tetapi tidak terbentuk tetrahedron. Ada tiga ikatan kovalen dalam satu bidang dan elektron valensi yang keempat membentuk ikatan kovalen sesaat dengan karbon lapisan atas dan bawah secara bergantian. Ikatan atom dalam satu bidang sangat kuat, tetapi antarbidang lemah, maka lapisan grafit dapat digeser, contohnya pensil bila digoreskan pada kertas akan berbekas karena ada lapisan yang tertinggal.

8

Gambar 2.7 Struktur Kristal Intan Sumber : chem-is-try.org

2.4.4. Kristal Molekul Kristal dapat terbentuk dari partikel melalui gaya Van Der Waals, yang disebut kristal molekul. Dalam kristal ini, sebagai partikel terkecilnya adalah molekul kovalen sederhana atau atom. Karena gaya van der Waals tidak mempunyai arah tertentu, maka kristal ini umumnya berstruktur terjejal. Gaya van der waals atau yang juga biasa disebut gaya London terdapat dalam kristal-kristal zat yang nonpolar seperti I2, Ar, O2, naftalen, dan CO2 (es kering). Karena gaya ini relatif lemah (dibandingkan dengan gaya taik kovalen atau ion), maka kristal molekuler mempunyai energi kisi yang rendah dan mudah sekali rusak; dapat dikatakan bahwa zatnya lembek. Hanya diperlukan sedikit energi panas untuk mengimbangi gaya tarik ini sehingga zat padat molekuler cenderung mempunyai titik leleh yang rendah. Kristal ini merupakan konduktor listrik yang buruk, sebab semua elektron terikat pada molekulnya sendiri dan tidak bebas bergerak dalam padatan.

Gambar 2.8 Struktur Kristal Iodin Sumber : chem-is-try.org

9

2.5.

Air Kristal Air kristal adalah suatu kristal yang terbentuk dari larutan garam yang

terhidrasi oleh air yang diuapkan sampai garam tersebut mengkristal. Proses ini disebut atau juga dikenal sebagai kristalisasi, contoh :

FeCl3.6H2O

(Besi (III) klorida heksahidrat)

CuSO4.5H2O (Tembaga (II) sulfat pentahidrat)

Air mudah melarutkan banyak senyawa ion karena hidrasi ion-ion tersebut. Hidrasi adalah proses penggugusan ion-ion dengan satu molekul air atau lebih. Dalam larutan banyaknya molekul air yang mengerumuni ion-ion nampaknya tak tertentu; namun, seringkali bila suatu larutan air (dari suatu garam yang larut) diuapkan, garam itu mengkristal dengan banyaknya molekul air yang tepat tertentu, yang disebut air kristalisasi. Bila CuCl2 dan MgCl2 dikristalkan dari dalam larutan air, garam-garam yang terbentuk masing-masing mempunyai komposisi CuCl2.4H2O dan MgCl2.6H2O. dalam CuCl2.4H2O molekul air dibayangkan berada pada titik sudut suatu bujur sangkar, dengan ion Cu2+ berada di tengah; dalam MgCl2.6H2O molekul air diikat dalam suatu struktur oktahedral dengan ion Mg2+ di tengah-tengah. Dalam kebanyakan hal, ternyata air kristal dalam garam dikaitkan dengan ion positif. Misalnya ion terhidrasi [Cu(H2O)4]2+ atau [Mg(H2O)2]2+ bersifat sebagai satuansatuan dan bersama dengan ion-ion Cl- membangun masing-masing kristal CuCl2.4H2O dan MgCl2.6H2O. Selain itu, bila larutan FeCl3 ditambahkan secara perlahan pada air mendidih dalam reaksi kimia ion-ion besi (III) yang terhidrasi akan kehilangan air dan ion hidrogen, sehingga membentuk suatu oksida yang terhidrasi, yaitu FeO3.xH2O dimana kandungan molekul airnya (x) bermacam-macam. Untuk menekankan ada tidaknya air hidrasi dalam suatu garam atau untuk menandakan air kristal maka digunakan istilah anhidrat dan hidrat. Hal ini dilakukan karena seringkali dalam menamai garam atau menulis rumus untuk garam-garam tersebut, rumus atau nama garam tak berhidrasi digunakan untuk menyatakan garam berhidrasi. Misalnya, suatu tembaga sulfat dapat dinyatakan

10

dengan rumus CuSO4 dalam persamaan, padahal dalanm kenyataannya baik ion Cu2+ maupun ion SO42- terhidrasi dalam larutan itu. Contoh :

CuSO4 CuSO4.5H2O CaSO4. 2H2O ZnCl2 ZnCl2.6H2O Na2CO3.10H2O

Tembaga sulfat anhidrat Tembaga sulfat pentahidrat Kalsium sulfat dihidrat/gips Zink klorida anhidrat Zink klorida heksahidrat Natrium karbonat dekahidrat

Keterangan : Hidrat = mengandung molekul air (H2O) Anhidrat = tidak mengandung molekul air (H2O) 2.6. Rumus Empirik Rumus empirik adalah rumus untuk menyatakan komposisi bahan yang

molekulnya terdiri dari atom atom yang lebih banyak, digunakan rumus empiric. Jadi, rumus empiric adalah rumus yang paling sederhana dari suatu molekul. Jumlah atom suatu unsur tertentu dalam molekul ditulis sebagai subskrip dibelakang lambang unsur, tetapi lambang unsur sudah menyatakan satu atom sehingga tidak perlu ditulis sebagai subskrip. Rumus empirik menunjukan unsur unsur yang ada dan perbandingan bilangan bulat paling sederhana dalam suatu molekul. Contohnya, rumus empirik dari karbon dioksida yang terdiri dari satu atom C dan 2 atom oksigen. Rumus empiriknya adalah CO2. Penentuan rumus empirik suatu senyawa dapat dilakukan dengan melakukan percobaan, dengan cara menentukan presentase jumlah unsure unsur yang terdapat dalam suatu zat, hal ini dilakukan dengan metode kuantitatif. Perhitungan ini juga harus menggunakan massa molekul relatif (Mr), sehingga Mr harus diukur terlebih dahulu. Contoh soal : Sebanyak 5 gram hidrat dari tembaga (II) sulfat (CuSO4.xH2O) dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Jika massa padatan CuSO4 yang terbentuk adalah 3,2 gram, maka tentukanlah rumus hidratnya (Ar Cu= 63,5; S=32; O=16; H=1).

11

Jawaban : CuSO4.xH2O(s) mol: mol: 0,02 mol 0,10 mol CuSO4(s) + xH2O(g)

mol CuSO4 : mol H2O = 1 : x = 0,02 : 0,1 x= =5

Jadi, rumus hidrat = CuSO4.5H2O Dari contoh diatas, dapat disimpulkan bahwa rumus empiris dapat dicari dengan cara yang sederhana. Namun, jika suatu sebab yang membuat Mr tidak dapat dihitung/ditentukan, kita hanya bias menghitung rumus yang paling sederhana dari analisis kimia. Jika rumus empirik suatu senyawa sudah diketahui, kita dapat menarik kesimpulan tentang sifat sifat fisik dan kimia dari suatu zat, yaitu: Dari mengetahui rumus empirik suatu senyawa, kita dapat melihat unsur apa saja yang terkandung dalam senyawa tersebut dan berapa jumlah atom dalam molekulnya. Dari mengetahui rumus empirik suatu senyawa, kita dapat menentukan Mr dari suatu senyawa. Hal ini dapat dilakukan dengan menghitung dan menjumlahkan Ar dari tiap atom yang membentuk senyawa tersebut. Dari mengetahui rumus empirik ini, kita dapat menghitung komposisi Jika jumlah diketahui, dan Mr diketahui, dapat dihitung volume suatu zat presentase zat dalam suatu senyawa. berbentuk gas yang jumlahnya diketahui pada suhu dan tekanan tertentu.

12

BAB III PELAKSANAAN PERCOBAAN3.1. Alat dan Bahan Tiga buah tabung reaksi pyrex. Penjepit kayu dan pipet tetes. Tiga buah cawan penguap. Alat pembakar bunsen. Zat padat yang mengandung air kristal:

CuSO4.xH2O, FeCl3.xH2O, dan MgSO4.xH2O Aquadest.

3.2. Langkah Kerja dan Data Pengamatan No Prosedur Percobaan A Pengamatan Kualitatif 1. Meminta kepada asisten 3 macam zat padat yang mengandung air kristal. Mengamati dan mencatat nama dan warna zat. Hasil Pengamatan dan Keterangan CuSO4.xH2O : Bentuk zat : butiran kristal. Warna : biru langit.

Gambar 3.1 CuSO4.xH2O Sumber : tradeindia.com

MgSO4.xH2O : Bentuk zat : padatan kristal (serbuk). Warna : putih.

Gambar 3.2 MgSO4.xH2O Sumber : alibaba.com

13

FeCl3.xH2O : Bentuk zat : kristal padat dengan adanya sedikit cairan/gel wadah. Warna : coklat kemerahan (kuning kecoklatan.

Gambar 3.3 FeCl3.xH2O Sumber : unitednuclear.com

2.

Memasukkan masing-masing zat tersebut ke dalam tabung reaksi pyrex dan memberi label sesuai dengan nama zat. Menggunakan penjepit kayu untuk memegang tabung reaksi dan memanaskannya di bunsen. Mengamati perubahan yang terjadi.

Kristal diurutkan dalam rak tabung reaksi

3.

Pembakar bunsen diganti dengan lampu spiritus. Perubahan yang terjadi setelah pemanasan: CuSO4.xH2O: -Bentuk zat berubah menjadi serbuk. -Warna berubah menjadi putih pucat. -Terdapat uap air yang timbul. MgSO4.xH2O:

-Kristal menjadi kering. -Bentuk zat menjadi menggumpal dengan adanya ronggarongga/lubang-lubang. -Adanya uap air yang menempel pada tabung reaksi. FeCl3.xH2O:

14

-Kristal menjadi kering. -Bentuk zat menjadi keras dan menggumpal. -Warna zat menjadi hitam (kehitaman). Dikarenakan waktu pemanasan yang terlalu lama jika menggunakan tabung reaksi, maka pengamatan kualitatif dari FeCl3 dilakukan bersamaan dengan pengamatan kuantitatif dari FeCl3. 4. Meneteskan sedikit ait ke dalam tabung reaksi tersebut. Mengamati dan mencatat perubahan yang terjadi. Air yang dipergunakan adalah aquadest. Perubahan yang terjadi setelah pemanasan: Cu SO4.xH2O: -Menjadi kristal seperti semula. -Menjadi berwarna biru kembali. -Ada uap yang timbul. MgSO4.xH2O: -Tetap berwarna putih. -Wujud zat berubah menjadi kristal (lebih besar dari sebelumnya). FeCl3.xH2O:

-Warnanya berubah menjadi merah bata (coklat kemerahan). -Terbentuk endapan merah bata/kuning kecoklatan. 5. Menuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada pemanasan dan penambahan air. Menjelaskan persamaan dan perbedaan ke-3 zat dari hasil pengamatan. Persamaan reaksi pada pemanasan. CuSO4.xH2O(s) CuSO4(s) + xH2O(g) MgSO4.xH2O(s) MgSO4(s) + xH2O(g) FeCl3.xH2O(s) FeCl3(s) + xH2O(g) Persamaan reaksi pada penambahan air. CuSO4(s) + xH2O(l) CuSO4.xH2O(g) MgSO4(s) + xH2O(l) MgSO4.xH2O(g) FeCl3(s) + xH2O(l) FeCl3.xH2O(g)

15

Persamaan: 1. Ketika pemanasan, ada air yang menguap. 2. Saat penambahan air, ketiga zat tersebut mengalami perubahan warna dan wujud kembali seperti semula. Perbedaan: 1.Pada pemanasan MgSO4.xH2O terbentuk gumpalan dan ada ronggarongga. 2.Terdapat perubahan warna yang paling signifikan pada pemanasan maupun penambahan air pada CuSO4.xH2O. B. Pengamatan Kuantitatif 1. Menyediakan 3 buah cawan Berat cawan: penguap yang bersih. Menimbang Cawan kecil = 23,5352 gr untuk dan mencatat dengan teliti beratnya. CuSO4.xH2O Cawan sedang = 54,3977 gr untuk MgSO4.xH2O Cawan besar = 86,2782 gr untuk FeCl3.xH2O 2. Memasukkan zat padat yang Berat zat: mengandung air kristal ke dalam CuSO4.xH2O = 1,0019 gr. cawan, lalu menimbang dan MgSO4.xH2O = 1,0041 gr. mencatat berat zat. FeCl3.xH2O = 1,0073 gr. 3. Memanaskan cawan yang berisi Berat zat setelah dipanaskan + cawan: sampel sampai terjadi perubahan CuSO4.xH2O = 24,1713 gr. warna. Tepat saat warna MgSO4.xH2O = 54,9261 gr. homogen/seragam (warna sampel FeCl3.xH2O = 86,6103 gr. telah berubah semua) dari warna sebelum pemanasan, menghentikan pemanasan dan segera menimbang beratnya dengan teliti. 4. Menghitung kehilangan berat Berat zat setelah dipanaskan (kristal setelah pemanasan, bila kehilangan anhidrat): berat tersebut menunjukkan jumlah 1. CuSO4(s) = 0,6355 gr. air kristal yang terkandung dalam 2. MgSO4(s) = 0,5284 gr. sampel, menentukan rumus empirik 3. FeCl3(s) = 0,3321 gr. dari air kristal tersebut, kemudian membandingkan dengan rumus Massa yang hilang (berat air kristal): empirik teoritis dan 1. CuSO4 = 0,3664 gr. mendiskusikannya. 2. MgSO4 = 0,4757 gr.

16

3. FeCl3 = 0,6752 gr.

5.

Melakukan percobaan ini untuk ke3 jenis zat/sampel yang berbeda dan menunjukkan persamaan serta perbedaan dan hasil pengamatan.

Rumus empirik akan dibahas pada perhitungan. Persamaan: Ketika dipanaskan, ketiga zat samasama mongering dan mengalami kehilangan massa yang menunjukkan jumlah/berat air kristal yang terkandung dalam zat. Perbedaan: -Ada perbedaan jumlah massa yang hilang dari tiap zat. -Ada perbedaan waktu antara zat-zat tersebut hingga mencapai warna yang homogen.

Keterangan : 1. Rumus untuk menentukan berat zat anhidrat = berat (zat + cawan) setelah pemanasan berat cawan. 2. Rumus untuk mencari berat air kristal = berat zat hidrat berat zat anhidrat.

17

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS4.1. Perhitungan4.1.1. CuSO4.xH2O - Dari literatur = CuSO4.5H2O. - Mr CuSO4 = 159,6096 gr/mol. - Mr H2O = 18,01528 gr/mol. - Persamaan reaksi: CuSO4.xH2O(s) CuSO4(s) + xH2O(g)

1,0019 gr

0,6355 gr 0,3664 gr

Mol CuSO4 = 0,6355 gr x

= 3,98159008 x 10-3 mol

Mol H2O(s) = 0,3664 gr x

= 0,02033829 mol

mol H2O(s) = X = mol CuSO4(s) 1

X = 5,108082499 5

% kesalahan =

x 100%

=

x 100%

18

= 0%

4.1.2. MgSO4.xH2O - Dari literatur = MgSO4.7H2O - Mr MgSO4 = 120,3686 gr/mol. - Mr H2O = 18,01528 gr/mol. - Persamaan reaksi: MgSO4.xH2O(s) MgSO4(s) + xH2O(g)

1,0041 gr - Perhitungan: mol MgSO4(s) = 0,5284 gr x

0,5284 gr

0,4757 gr

= 4,38984918 x 10-3 mol

mol H2O = 0,4757 gr x

= 0,026405362 mol

= = 0,166248396 X = 6,015095616 % kesalahan = = X 100% = 14,28571429 %4.1.3. FeCl3.xH2O - Dari literatur = FeCl3.6H2O - Mr FeCl3 = 162,2051 gr/mol. - Mr H2O = 18,01528 gr/mol. - Persamaan reaksi: FeCl3(s) + xH2O(l) FeCl3(s)

6 x 100 % 14,29 %

1,0073 gr - Perhitungan: mol FeCl3 = 0,3321 gr x

+ xH2O(g) 0,3321 gr 0,6752 gr

= 2,047407881 x 10-3 mol

19

mol H2O = 0,6752 gr x

= 0,037479296 mol

= = 0,054627704 X = 18,30572976 % kesalahan = = = 200 % 4.2.4.2.1.1.

18 x 100 % X 100%

Analisis Pengamatan Kualitatif

4.2.1. Analisis Percobaan Pengamatan kualitatif adalah pengamatan berdasarkan sifat fisik atau dalam percobaan in, pengamatan kualitatif ditekankan dengan adanya molekul air dalam suatu hidrat. Pengamatan ini bertujuan untuk mengetahui peristiwa-peristiwa dehidrasi (pelepasan air) dan peristiwa hidrasi (pengikatan air) pada zat yang mengandung air kristal. Dalam hal ini kita hanya menekankan pada ada atau tidaknya molekul air pada suatu air kristal, apa yang terjadi jika tidak ada molekul air (apa perbedaannya antara hidrat dan anhidrat dari suatu zat), serta apa saja yang terjadi pada proses hidrasi dan dehidrasi. Berikut adalah langkah-langkah yang digunakan dalam proses pengamatan kualitatif: a) Meminta kepada asisten 3 macam zat padat yang mengandung air kristal, kemudian mengamati sifat fisik zat-zat tersebut. Hal ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan karakteristik awal dari zatzat yang akan diuji pada zat tersebut yang menjadi indikator adanya perubahan pada zat setelah dilakukan pengujian.

20

b) Memasukkan masing-masing zat tersebut kedalam tabung reaksi sesuai dengan nama zat tersebut. Hal ini bertujuan untuk membedakan sampel zat sehingga memudahkan jalannya percobaan. c) Menggunakan penjepit kayu untuk menjepit tabung reaksi kemudian memanaskan zat dalam tabung reaksi tersebut di bunsen, kemudian mengamati perubahan yang terjadi. Pemanasan bertujuan untuk melepaskan ikatan molekul air atau yang disebut juga sebagai proses dehidrasi, hal ini dapat terjadi karena adanya perpindahan energi kepada kristal pada saat pemanasan yang menyebabkan molekul air memiliki energi lebih sehingga dapat mengatasi ikatan dalam kristal dan kemudian menguap. Pengamatan yang dilakukan sesudahnya bertujuan untuk mengamati perubahan apa saja yang terjadi dalam proses dehidrasi. d) Kemudian meneteskan air kedalam tabung reaksi tersebut dan mengamati serta mencatat perubahan yang terjadi. Proses penambahan air merupakan proses hidrasi dimana terjadi peristiwa pengikatan air pada senyawa anhidrat, pemberian tetesan air atau aquades harus tepat sehingga dapat kembali pada kondisi semula, jika air ditambahkan terlalu banyak maka zat akan berubah menjadi larutan. Pengamatan yang terjadi sesudahnya bertujuan untuk mengetahui perubahan apa saja yang terjadi dalam proses hidrasi. e) Menuliskan persamaan reaksi pada peristiwa-peristiwa pemasan dan penambahan air serta menjelaskan persamaan dan perbedaan ke-3 zat tersebut dari hasil pengamatan. Hal ini bertujuan agar kita mengetahui apa saja reaksi yang terjadi dalam proses pemanasan dan penambahan air sehingga kita mengetahui lebih lanjut mengenai proses dehidrasi dan hidrasi.

21

4.2.1.2.

Pengamatan Kuantitatif

Pengamatan kuantitatif adalah pengamatan yang didasarkan pada jumlah zat padat sebelum dan sesudah pemanasan atau lebih menekankan pada perhitungan mol senyawa hidrat dan senyawa anhidrat setelah proses pemanasan Hal ini bertujuan untuk mengetahui rumus empirik suatu zat yang mengandung air kristal dengan menggunakan perbandingan mol. Pengamatan ini hanya memerlukan proses pemanasan. Berikut adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam pengamatan kuantitatif: a) Menyediakan 3 buah cawan penguap yang bersih, kemudian menimbang dan mencatat dengan teliti berat cawan. Cawan penguap yang bersih digunakan dalam percobaan ini untuk

mempercepat proses pemanasan, perlu diingat bahwa makin besar luas permukaan maka proses pemanasan akan berlangsung semakin cepat, serta demi ketelitian hasil perhitungan yang didapat maka cawan harus bersih. b) Memasukkan zat padat yang mengandung air kristal kedalam cawan lalu menimbang dan mencatat berat zat. Zat padat yang dimasukkan ke dalam cawan adalah berupa CuSO4.XH2O, FeCl3.xH2O, dan MgSO4.XH2O. Zat padat ditimbang dengan cawannya di dalam timbangan, sehingga akan diperoleh berat zat padat + berat cawan, dan untuk mendapatkan berat zat padat tersebut, berarti kita tinggal mengurangkan berat total (berat zat padat + berat cawan) dikurangi dengan berat cawan. c) Memanaskan cawan yang berisi sampel sampai terjadi perubahan warna. Tepat pada saat warna sampai seragam / homogen (warna sampel telah berubah warna dari warna semula), hentikan pemanasan dan segera timbang beratnya dengan teliti. Pemanasan pada zat ini dilakukan dengan tujuan untuk menguapkan air yang ada didalam zat sehingga tidak ada lagi molekul air di dalam zat tersebut dan zat tersebut mengering. Dengan menguapnya molekul air tersebut, otomatis

22

berat zat tersebut berkurang, sehingga harus ditimbang kembali. Zat harus segera ditimbang untuk mencegah adanya air dari udara yang kembali terlarut dalam zat akibat adanya kemungkinan sifat zat yang higroskopis. Zat yang telah mengering tersebut juga berubah warna, dikarenakan beberapa zat dapat berubah warna karena adanya molekul air tersebut. d) Menghitung kehilangan berat setelah pemanasan, menentukan rumus empirik dari air kristal kemudian membandingkan dengan rumus empirik teoritis dan mendiskusikannya. Kehilangan berat tersebut menunjukkan jumlah air kristal yang terkandung dalam sampel yang membuat kita dapat menentukan rumus empirik dari air kristal tersebut. 4.2.2. Analisis Hasil4.2.2.1.

Pengamatan Kualitatif

Pada percobaan ini digunakan 3 macam zat yaitu CuSO4.xH2O, MgSO4.xH2O, dan FeCl3.xH2O . Percobaan kualitatif hanya bertujuan untuk melihat perubahan perubahan yang terjadi pada suatu zat sehingga tidak memerlukan jumlah zat yang banyak. Selanjutnya, ketiga zat tersebut kita panaskan dan kita mati perubahannya, serta setelah dipanaskan ditambahkan sedikit air. Pada peristiwa pemanasan molekul air lepas dari air kristal sehingga proses pemanasan, juga merupakan proses dehidrasi. Pada peristiwa penambahan sedikit air, kita menambahkan molekul air ke dalam zat sehingga juga merupakan salah satu proses hidrasi. Perubahan yang terjadi pada saat peristiwa hidrasi dan dehidrasi:

CuSO4.xH2O

CuSO4.xH2O atau disebut blue vitriol berwujud kristal biru. Ketika diletakan dalam udara terbuka (pada saat sebelum pemanasan), zat tetap berbentuk kristal dikarenakan tidak ada perbedaan tekanan parsial air (H2O) yang cukup signifikan sehingga kristal tidak melapuk dan juga tidak mencair.

23

Pada saat proses pemanasan molekul molekul air dalam air kristal akan mendapat energi yang lebih sehingga molekul air yang terikat dalam air kristal dapat mengatasi energi yang mengikatnya sehingga menjadi molekul bebas di udara. Warna biru pada CuSO4.5H2O disebabkan oleh adanya molekul air dalam kristal tersebut, sehingga ketika molekul air menghilang pada proses pemanasan, warna biru pada kristal juga ikut menghilang dan warna zat berubah menjadi warna dari CuSO4(s) yaitu putih keabu-abuan. Pada saat proses penambahan air (hidrasi) warna zat akan berubah menjadi biru kembali dikarenakan adanya molekul air pembawa warna biru pada zat.

MgSO4.xH2O

MgSO4.7H2O sering juga disebut sebagai garam epsom / garam inggris, merupakan kristal berwarna putih, tetapi dari pengamatan sesaat sebelum pemanasan, MgSO4.xH2O yang dijumpai berbentuk serbuk yang amat halus. Hal ini dikarenakan wadah yang tidak terlalu rapat, sehingga udara dapat masuk ke dalam wadah, sehingga zat mendapat pengaruh dari udara. Adapun bentuk dari serbuk tersebut dikarenakan ketika zat bersentuhan dengan udara yang memiliki tekanan parsial H2O lebih kecil dari tekanan H2O dalam kristal, H2O dari kristal akan keluar, sehingga kristal akan pecah dan berubah menjadi serbuk. Keadaan zat yang minim H2O, ketika mengalami dehidrasi H2O pada proses pemanasan akan menjadi bertambah kering, keras dan padat. Hal ini menyebabkan zat menggumpal dan menjadi keras ketika dipanaskan. Pada saat ditambahkan air, zat akan berubah menjadi kristal kembali, karena belum sempat terjadi eflorensi atau pelapukan kristal, maka kristal yang didapat lebih kasar dari saat sebelum pemanasan.

FeCl3.xH2O

FeCl3.xH2O merupakan suatu jenis air kristal yang seharusnya berwarna coklat kekuning-kuningan atau kemerah-merahan. Kristal ini memiliki sifat yang amat higroskopis atau delikuensi (mudah menyerap air), sehingga ketika diamati sesaat sebelum dipanaskan wujud zat ada yang berupa gel (terdapat kandungan air) dan

24

ada juga yang berupa kristal padat. Hal ini disebabkan sebelum dipanaskan zat ini telah sempat menyerap air dari udara. Terjadinya interaksi zat dengan udara disebabkan oleh wadah yang kurang kedap udara. Ketika terjadi pelepasan air atau pada saat pemanasan, zat akan kehilangan air sehingga menjadi keras serta menggumpal, dan ketika ada penambahan air, maka zat akan berwujud kembali seperti semula.4.2.2.2.

Pengamatan Kuantitatif

Pengamatan kuantitatif bertujuan untuk menghitung rumus empirik dari suatu zat yang mengandung air kristal, sehingga untuk menghitung rumus empiriknya terlebih dahulu kita harus menghitung jumlah massa dari hidrat dan anhidrat dari senyawa yang mengandung air kristal tersebut. Dengan demikian, kita dapat mengetahui perbandingan mol dari zat dalam air kristal dengan molekul air. Sebagaimana yang kita ketahui, perbandingan mol juga dapat menyatakan rumus empirik, sehingga pada akhirnya kita akan mendapatkan rumus empirik dari suatu zat yang mengandung air kristal. Dalam menentukan massa anhidrat dari suatu zat, kita harus menimbang berat cawan serta hidrat yang dipergunakan, kemudian kita memanaskan hidrat dalam sebuah cawan penguap sampai hanya anhidratnya saja yang tersisa. Dalam proses pemanasan, kita menggunakan cawan dan bukan tabung reaksi, karena cawan memiliki luas permukaan yang lebih luas, sehingga proses pemanasan akan membutuhkan waktu yang lebih sedikit. Setelah proses pemanasan selesai, kita harus segera menimbang berat anhidrat beserta cawan untuk menghindari terjadinya peristiwa delikuensi, dikarenakan ketidakmungkinan untuk mengkalibrasi timbangan (disesuaikan dengan berat cawan, sehingga massa anhidrat yang tertimbang). Pada saat anhidrat dalam cawan kita timbang, massa yang akan kita dapatkan adalah massa anhidrat ditambah massa cawan. Untuk mendapatkan massa anhidrat, kita dapat mengurangi massa yang telah kita timbang dengan massa cawan yang kita timbang sebelumnya. Setelah kita mengetahui massa anhidrat, maka kita dapat mengetahui massa molekul air dengan menggunakan hukum kekekalan massa (massa sebelum sama dengan massa sesudah reaksi, sehingga massa hidrat sama

25

dengan massa anhidrat ditambah massa air). Dengan demikian, kita dapat mengetahui perbandingan mol dari anhidrat dengan molekul air, sehingga kita dapat mengetahui rumus empirik dari suatu kristal. Setelah itu, kita membandingkannya dengan data yang diperoleh dari literatur, sehingga persentase kesalahan dapat kita ketahui. 4.2.3. Analisis Perhitungan Pada percobaan air kristal, kita akan berusaha untuk menghitung nilai dari koefisien molekul air (X). Perhitungan ini kita lakukan dengan cara mengukur sejumlah berat antara zat sebelum dan sesudah pemanasan. Rumus-rumus yang digunakan untuk menentukan rumus empiris adalah: Massa akhir zat = massa zat + setelah pemanasan massa cawan. Massa yang hilang = massa hidrat massa akhir zat.

Untuk mendapatkan massa zat awal, hal pertama yang perlu dilakukan adalah meletakkan cawan didalam timbangan , kemudian mengkalibrasi timbangan menajadi 0 dan kemudian menimbang zat, sehingga hanya berat zat yang tertimbang. Persamaan reaksi yang digunakan, misalnya: CuSO4.xH2O(s) CuSO4(s) + xH2O(g) Sehingga secara umum persamaan reaksinya dapat dituliskan: Hidrat(s) Anhidrat(s) + xH2O(g) Rumus-rumus yang digunakan : Massa zat awal = massa hidrat Massa zat setelah pemanasan massa cawan = massa anhidrat (air telah menguap menjadi gas) Massa yang hilang = massa H2O(g)

26

=

x=

% kesalahan =

4.2.4. Analisis Kesalahan Dari hasil percobaan didapatkan faktor kesalahan yang cukup besar khususnya pada FeCl3.xH2O yakni 200%. Faktor kesalahan berturut-turut untuk CuSO4.xH2O dan MgSO4.xH2O adalah 0% dan 14,29%. Praktikan menyimpulkan bahwa faktor penyebab tingginya % kesalahan FeCl3.xH2O adalah dikarenakan sifat zat yang amat higroskopis. FeCl3 sangat higroskopis sehingga banyak air yang terikat dan membuat zat tidak berbentuk kristal kering tetapi berbentuk gel. Sel;ain itu, setelah proses pemanasan zat, praktikan harus menunggu giliran untuk menimbang, sehingga terdapat jarak waktu yang cukup signifikan antara selesainya proses pemanasan dengan proses penimbangan. Selama jarak waktu tersebut praktikan memperkirakan zat anhidrat menyerap air dari udara sehingga ketika ditimbang berat yang kita dapatkan bukan berat murni dari zat anhidrat sehingga mempengaruhi perhitungan. Selain itu, kesalahan dapat terjadi karena tidak adanya perubahan yang cukup signifikan (contohnya: warna) pada proses pemanasan zat MgSO4.xH2O dan FeCl3.xH2O, sehingga sulit untuk menentukan batas dari selesainya proses pemanasan. Di lain pihak, CuSO4.xH2O memiliki perubahan warna yang cukup signifikan antara hidrat dana anhidratnya (biru-putih keabu-abuan) sehingga cukup mudah untuk menentukan batas akhir proses pemanasan. Dari yang telah dipaparkan diatas, secara umum praktikan menyimpulkan beberapa faktor yang menyebabkan adanya % kesalahan, yaitu: Ketidaktelitian dalam perhitungan zat

27

Angka yang diapaki dalam perhitungan merupakan angka pembulatan sehingga hal ini mempengaruhi ketelitian dalam perhitungan Kesalahan dalam penentuan titik akhir pemanasan

Kita hanya dapat memperkirakan titik akhir pemanasan berdasarkan pada warna zat dan kemungkinan terjadi kesalahan dalam penentuan warna yang menyebabkan kesalahan dalam menentukan titik akhir pemanasan. Hal ini mempengaruhi berat anhidrat yang akan kita dapatkan apakah masih terpengaruh/ada berat H2O yang ikut terhitung atau tidak. Peralatan yang kurang bersih Hal ini menyebabkan ada faktor luar yang terlibat dalam reaksi yang tidak kita perhitungkan.

BAB V PENUTUP5.1. Kesimpulan

28

Berikut ini adalah kesimpulan-kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan percobaan yang telah dilakukan :

Kristal dapat mengalami dehidrasi yaitu lepasnya molekul air dari dalam Kristal dapat mengalami hidrasi, yaitu terikatnya molekul air dengan Kristal yang telah mengalami hidrasi atau terdapat molekul air disebut Kristal yang tidak memiliki molekul air atau telah mengalami dehidrasi Hidrasi ditandai dengan kembali zat ke bentuk semula Dehidrasi ditandai dengan perubahan bentuk zat yang menjadi kering Perhitungan rumus empirik dari suatu senyawa air kristal dapat dilakukan

molekul kristal (misalnya karena pemanasan) molekul kristal hidrat disebut anhidrat

dengan melakukan percobaan kuantitatif yang relative sederhana dengan menggunakan angka banding mol.

Rumus

empirik

sampel

adalah

CuSO4.5H2O,

MgSO4.7H2O

dan

FeCl3.6H2O

Persentase kesalahan berturut-turut untuk CuSO4.XH2O, MgSO4.XH2O,

FeCl3.XH2O adalah 0%, 14,29% dan 200% 5.2. Saran Agar mendapatkan hasil yang lebih akurat pada percobaan ini, sebaiknya gunakan alat dan bahan yang jauh lebih baik dan tidak terkontaminasi. Hal ini sangat penting mengingat percobaan ini merupakan percobaan kuantitatif yang sangat bergantung pada ketelitian data. Terutama sekali pada kristal-kristal yang digunakan, jangan sampai terkontaminasi dengan zat lain agar hasil perhitungannya lebih akurat. Disamping itu, timbangan yang digunakan juga haruslah timbangan yang masih layak beroperasi agar pengukurannya bisa akurat.

29