Download - LAPORAN H N O.docx
27
I.JUDUL PERCOBAAN : HIDROGEN DAN OKSIGEN
II. HARI, TANGGAL PERCOBAAN : Kamis, 13 Oktober 2011
III.SELESAI PERCOBAAN : Kamis, 13 Oktober 2011
IV. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan percobaan hydrogen:
1. Mengetahui cara pembuatan gas hydrogen di laboratorium.
2. Mengetahui sifat-sifat gas hydrogen.
3. Mengidentifikasi gas hydrogen dan senyawanya.
Tujuan percobaan oksigen:
4. Mengetahui cara pembuatan gas oksigen di laboratorium.
5. Mengetahui adanya gas oksigen dalam suatu senyawa.
V. TINJAUAN PUSTAKA
A. HIDROGEN
Hidrogen adalah unsur teringan yang terdapat dalam tabel periodik
dan merupakan unsur yang paling banyak terdapat di jagat raya dengan
prosentase kadar hydrogen di jagat raya adalah 75% berat atau 93% mol.
Hidrogen terdapat di bumi sampai diruang angkasa sebagai penyusun
bintang. Hidrogen dalam bentuk unsurnya berupa gas diatomic (H2), gas H2
merupakan gas yang paling ringan, tidak berwarna, dan tidak berbau, dan
gas ini bersifat mudah terbakar dengan adanya oksigen. Gas hydrogen
dialam terdapat dalam dua bentuk molekular yaitu orthohidrogen dan
parahidrogen, kedua bentuk molekular ini berbeda dalam hal spin relative
electron dan inti atomnya. Pada ortohidrogen spin dua protonnya adalah
parallel sehingga membentuk keadaan olekular yang disebut sebagai “triplet
dengan bilangan kuantum spin 1 (1/2+1/2), pada parahidrogen maka spin
protonya antiparalel sehingga membentuk keadaan “singlet” dan bilangan
kuantum spinnya 0 (1/2-1/2). Pada keadaan STP (Standard Temperature
Pressure) gas hydrogen tersusun dari 25% bentuk para dan 75% bentuk
ortho. Bentu orto tidak dapat dimurnikan, disebabkan perbedaan kedua
bentuk hydrogen tersebut maka sifat fisika keduanya juga berbeda.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Hidrogen memiliki nomor atom1 dan nomor massa 1,008. Dengan
nomor atom ini maka Hidrogen memiliki konfigurasi electron 1s1 dan
jumlah electron dalam kulit atomnya 1. Hidrogen diletakkan dibagian atas
bersama dengan golongan 1A, tapi perlu diingat bahwa hydrogen bukan
merupakan anggota golongan 1A dan hydrogen bukan anggota golongan
manapun di dalam tabel periodic. Hidrogen diletakkan dalam periode 1
bersama dengan helium, dan blok tempat hydrogen berada pada sistem
periodic adalah pada blok s.
Hidrogen dialam memiliki 3 isotop yaitu 1H, 2H, dan 3H. 1H adalah
isotop hydrogen dengan kelimpahan yang melimpah dimana kelimpahannya
adalah 99,98%. Disebabkan isotop ini memiliki 1 proton dan 1 elektron
maka nama lainnya adalah protium. Isotop stabil yang lain adalah 2H
dikenal dengan nama Deuterium dan intinya terdiri dari 1 proton dan 1
neutron. Deuterium bukanlah radioaktif dan tidak berbahaya. Isotop ini
dipakai sebagai penanda dalam sintesis senyawa organic. Deuterium dalam
bentuk 2H2O sering juga dipakai sebagai pendingin dalam reactor nuklir dan
juga dipakai untuk reaksi fusi. Isotop 3H disebut sebagai Tritium
mengandung 2 netron dan 1 proton dalam intinya dan bersifat radioaktif dan
meluruh menjadi Helium-3 dengan memancarkan sinar beta. Banyak
dipakai sebagai pelacak dalam bidang geokimia dan juga sebagai penanda
dalam eksperimen kimia maupun biologi.
Memproduksi Hidrogen Skala Laboratorium
Dalam skala laboratorium hydrogen biasanya dibuat dari hasil samping
reaksi tertentu misalnya mereaksikan logam dengan asam seperti
mereaksikan antara besi dengan asam sulfat.
Fe(s) + H2SO4(aq) FeSO4(aq) + H2(g)
Sejumlah kecil hydrogen dapat juga diperoleh dengan mereaksikan kalsium
hidrida dengan air. Reaksi ini sangat efisien dimana 50% gas hydrogen yang
dihasilkan diperoleh dari air.
CaH2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(aq) + 2 H2(g)
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Elektrolisis air juga sering dipakai untuk menghasilkan hydrogen dalam
skala laboratorium, arus dengan voltase rendah dialirkan dalam air kemudian
gas oksigen akan terbentuk di anoda dan gas hydrogen akan terbentuk di
katoda.
2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)
Skala industri
Dalam skala industri hydrogen dapat dibuat dari hidrokarbon, dari produksi
secara biologi melalui bantuan alga dan bakteri, melalui elektrolisis, ataupun
termolisis. Produksi hydrogen dari hidrokarbon masih menjadi primadona
disebabkan dengan metode ini bisa dihasilkan hydrogen dalam jumlah yang
melimpah sehingga metode yang lain perlu dikembangkan lagi akar
meningkatkan nilai ekonomi hydrogen.
a. Pembuatan Hidrogen dari Hidrokarbon
Hidrogen dapat dibuat dari gas alam dengan tingkat efisiensi
sekitar 80% tergantung dari jenis hidrokarbon yang dipakai.
Pembuatan hydrogen dari hidrokarbon menghasilkan gas CO2,
sehingga CO2 ini dalam prosesnya dapat dipisahkan. Produksi
komersial hydrogen menggunakan proses “steam reforming”
menggunakan methanol atau gas alam dan menghasilkan apa yang
disebut sebagai syngas yaitu campuran gas H2 dan CO.
CH4 + H2O -> 3H2 + CO + 191,7 kJ/mol
Panas yang dibutuhkan oleh reaksi diperoleh dari pembakaran
beberapa bagian methane. Penambahan hasil hydrogen dapat
diperoleh dengan menambahkan uap air kedalam gas hasil reaksi
yang dialirkan dalam reactor bersuhu 130 C.
CO + H2O -> CO2 + H2 – 40,4 kJ/mol
Reaksi yang terjadi adalah pengabilan oksigen dari molekul air ke
CO untuk menjadi CO2. Reaksi ini menghasilkan panas yang dapat
dipakai untuk menjaga suhu reactor.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
b. Pembuatan Hidrogen dari air Melalui elektrolisis
Hidrogen dapat dibuat dari proses elektrolisis air dengan
menggunakan suplai energi yang dapat diperbaharuhi misalnya
angina, hydropower, atau turbin. Dengan cara elektrolisis maka
produksi yang dijalankan tidak akan menghasilkan polusi. Proses
elektrolisis menjadi salah satu proses yang memiliki nilai ekonomi
yang urah dibandingkan dengan menggunakan bahan baku
hidrokarbon. Salah satu teknik elektrolisis yang mendapatkan
perhatian cukup tinggi adalah “elektrolisis dengan menggunakan
tekanan tinggi” dalam teknik ini elektrolisis dijalankan untuk
menghasilkan gas hydrogen dan oksigen dengan tekanan sekitar 120-
200 Bar. Teknik lain adalah dengan dengan menggunakan
“elektrolisis temperature tinggi” dengan teknik ini konsumsi energi
untuk proses elektrolisis sangat rendah sehingga bisa meningkatkan
efisiensi hingga 50%. Proses elektrolisis dengan menggunakan
metode ini biasanya digabungkan dengan instalasi reactor nulklir
disebabkan karena bila menggunakan sumber panas yang lain maka
tidak akan bisa menutup biaya peralatan yang tergolong cukup mahal
c. Pembuatan hydrogen melalui proses biologi
Beberapa macam alga dapat menghasilkan gas hydrogen sebagai
akibat proses metabolismenya. Produksi secara biologi ini dapat
dilakukan dalam bioreactor yang mensuplay kebutuhan alga seperti
hidrokarbon dan dari hasil reaksi menghasilkan H2 dan CO2 Dengan
menggunakan metode tertentu CO2 dapat dipisahkan sehingga kita
hanya mendapatkan gas H2nya saja.
d. Dekomposisi air dengan gelombang radio
Dengan menggunakan gelombang radio maka kita dapat
menghasilkan hydrogen dari air laut dengan dasar proses
dekomposisi. Jika air ini diekspos dengan sinar terpolarisasi dengan
frekuensi 13,56 MHz pada suhu kamar maka air laut dengan
konsentrasi NaCl antara 1-30% dapat terdekomposisi menjdi
hydrogen dan oksigen.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
e. Termokimia
Terdapat lebih dari 352 proses termokimia yang dapat dipakai untuk
proses splitting atau termolisis dengan cara ini kita tidak
membutuhkan arus listrik akan tetapi hanya sumber panas. Beberapa
proses termokimia ini adalah CeO2/Ce2O3, Fe3O4/FeO, S-I, Ce-Cl,
Fe,Cl dan lainnya. Reaski yang terjdi pada proses ini adalah: 2H2O
-> 2H2 + O2 Dan semua bahan yang dipergunakan dapat didaur
ulang kembali menuju proses yang baru
Sifat Fisika Dan Kimia Hidrogen
Sifat fisika
Fase gas
Massa jenis(0 °C, 101.325 kPa)
0,08988 g/L
Titik lebur14,01 K
(−259,14 °C, −434,45 °F)
Titik didih20,28 K
(−252,87 °C, −423,17 °F)
Titik tripel 13,8033 K, 7,042 kPa
Titik kritis 32,97 K, 1,293 MPa
Kalor peleburan (H2) 0,117 kJ·mol −1
Kalor penguapan (H2) 0,904 kJ·mol −1
Kapasitas kalor(25 °C) (H2)
28,836 J·mol−1·K−1
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K 15 20
Sifat atom
Struktur kristal heksagonal
Bilangan oksidasi1, −1
(oksida amfoter)
Elektronegativitas 2,20 (Skala Pauling)
Energi ionisasi 1st: 1312,0 kJ·mol −1
Jari-jari atom 25 pm
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Jari-jari atom (perhitungan)
53 pm
Jari-jari kovalen 37 pm
Jari-jari Van Der Waals
120 pm
Informasi Lain
Konduktivitas termal(300 K) 180,5 m W·m−1·K−1
Kecepatan suara (gas, 27 °C) 1310 m/s
Gas hydrogen adalah gas yang mudah terbakar. Gas hydrogen
bersifat eksplosif jika membentuk campuran dengan udara dengan
perbandingan volume 4%-75% dan dengan klorin dengan perbandingan
volume 5%-95%. Disebabkan gas hydrogen sangat ringan maka api yang
disebabkan pembakaran gas hydrogen cenderung bergerak ke atas dengan
cepat sehingga mengakibatan kerusakan yang sangat sedikit jika
dibandingkan dengan api yang berasal dari pembakaran hidrokarbon. Reaksi
spontanitas ini biasanya di picu oleh adanya kilatan api, panas, atau cahaya
matahari. Entalpi pembakaran gas hydrogen adalah -256 kJ/mol dengan
reaksi:
2 H2(g) + O(g) 2H2O(l) + 572 kJ
Hidrogen sangat reaktif dan bereaksi dengan setiap unsur yang
bersifat oksidator dan bersifat lebih elektronegatif dibandingkan hydrogen
seperti golongan halide. Hidrogen dapat bereaksi secara spontan dengan
klorin dan florin pada temperature kamar membentuk hydrogen halide.
Hidrogen juga dapat membentuk senyawa dengan unsur yang kurang bersifat
elektronegatif misalnya logam dengan membentuk hidrida.
Kelarutan hydrogen dalam pelarut organic sangat kecil jika
dibandingkan dengan kelarutannya dalam air. Hidrogen dapat terserap dalam
metal seperti baja. Penyerapan hydrogen oleh baja ini menyebabkan baja
bersifat mudah patah sehingga menyebabkan kerusakan dalam pembuatan
peralatan. Dengan sifat ini maka ilmuwan dapat menyimpan ga hydrogen
dalam logam platinum.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Pada suhu normal hydrogen terdapat dalam bentuk diatomiknya
akan tetapi pada suhu yang sangat tinggi hydrogen terdisosiasi menjadi
atom-ataomnya. Atom hydrogen sangat reaktif dan dapat bereaksi dengan
oksida logam seperti perak, tembaga, timbale, bismuth, dan raksa untuk
menghasilkan logam bebasnya.
Atom hydrogen juga dapat bereaksi dengan senyawa organic untuk
membentuk kompleks seperti dengan C2H4 membentuk C2H6 dan
C4H10.Pada tekanan yang sangat tinggi hydrogen bisa memiliki sifat seperti
logam
Senyawaan Hidrogen
1. Hidrida
Istilah hidrida dipakai untuk menyatakan bahwa bilangan oksidasi hydrogen
yang bereaksi dengan unsur yang lain adalah -1 dan dinotasikan sebagai H-.
Beberapa contoh senyawa hidrida adalah LiH, NaH, LiAlH4, BeH2 dan
lainnya. Ikatan dalam senyawa hidrida dapat bersifat kovalen hingga sangat
bersifat ionic dan hidrida ini bisa menjadi bagian molekul, oligomer,
polimer, padatan ion, layer dalam absorbsi kimia, atau bahkan menjadi
bagian dari suatu logam. Hidrida bereaksi sebagai basa lewis dan bersifat
sebagai reduktor dan bisa juga bisa bereaksi dengan radikal hydrogen dan
proton. Berbagai macam unsur dapat membentuk hidrida dan sekarang
menjadi subyek penelitian yang penting untuk menemukan logam yang dapat
menyimpan hydrogen untuk pembangkit listrik atau baterai. Hidrida juga
memerankan peranan yang penting dalam sintesis senyawa organic
disebabkan bersifat sebagai reduktor.
2. Hidrokarbon
Dalam bidang organic senyawabhidrokarbon didefinisikan sebagai
senyawa yang pada dasarnya terdiri dari hydrogen dan karbon, akan tetapi
pengertian ini semakin meluas disebabkan beberapa hidrokarbon juga
mengandung unsur lain seperti fosfor, nitrogen, belerang dan bahkan logam
(organometalik). Golongan hidrokarbon sangat luas diantaranya alkana,
alkena, alkuna, alkohol, ester, asam karboksilat, aldehid, keton, amida,
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
senyawa aromatic dan berbabagai macam makromolekul seperti golongan
proten, dan karbohidrat.
Umumnya hidrokarbon merupakan sumber energi utama yang ada di
bumi akan tetapi dengan pertimbangan kondisi bumi saat ini maka
penggunaan energi ini mulai sedikit-demi sedikit dialihkan ke sumber energi
yang ramah lingkunga. Hidrokarbon juga merupakan sumber atau bahan
dasar untuk membuat berbagai macam senyawa organic yang lain misalnya
industru petrokimia menjadi dasar untuk pembuatan senyawa kimia yang
lain.
3. Hidrogen Halida
Hidrogen halide adalah senyawa kimia yang dihasilkan dari reaksi
antara hydrogen dengan unsur halide yaitu golongan 7 misalnya HF, HCl,
HBr, dan HI. Senyawa HAt jarang ditemukan di alam dan bersifat tidak
stabil. Senyawa hydrogen halide (HX) bersifat asam disebabkan
kecenderungan mereka melepaskan H+ dalam larutan. Kecuali HF maka
hydrogen halide yang lain adalah asam kuat. Dalam larutan sesama molekul
halide dapat membentuk ikatan hydrogen dimana ikatan ini menyebabkan
beberapa senyawa memiliki titik didih yang lebih tinggi dari yang
diperkirakan. Kecenderungan hidrogen bereaksi dengan halide ini disebakan
mereka memiliki perbedaan kelektronegatifitas yang cukup besar. Berikut
perbandingan ukuran atom dan momen dipole beberapa hydrogen halide.
4. H2O
Molekul air memiliki dua atom hydrogen dan satu atom Oksigen
yang terikat secara kovalen. Oksigen mengikat hydrogen dengan kuat
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
disebabkan oksigen memiliki elektronegatifitas yang tinggi sehingga
dihasilkan kutub positif dan negative dalam molekul air sehingga hal ini
menyumbangkan bahwa molekul air memiliki momen dipole. Sesama
molekul air dapat membentuk ikatan hydrogen sehingga meningkatkan titik
didih air. Air dapat didiskripsikan sebagai molekul yang memiliki kepolaran
sehingga dapat terdeprotonasi dengan reaksi:
2 H2O (l) H3O+ (aq) + OH (aq)
Konstanta disosiasi ini atau Kw adalah 10-14 pada 25 C.
B. OKSIGEN
Dioksigen, O2, adalah gas tak berwarna dan tak berbau (bp -
183.0oC) menempati 21% udara (% volume). Karena atom oksigen juga
komponen utama air dan batuan, oksigen adalah unsur yang paling melimpah
di kerak bumi. Walaupun unsur ini melimpah, oksigen dibuktikan sebagai
unsur baru di abad ke-18. Karena kini sejumlah besar oksigen digunakan
untuk produksi baja, oksigen dipisahkan dalam jumlah besar dari udara yang
dicairkan.
Isotop oksigen 16O (kelimpahan 99.762%), 17O (0.038%), dan 18O
(0.200%). 17O memiliki spin I = 5/2 dan isotop ini adalah nuklida yang
penting dalam pengukuran NMR. 18O digunakan sebagai perunut dalam studi
mekanisme reaksi. Isotop ini juga bermanfaat untuk penandaan garis
absorpsi spektrum IR atau Raman dengan cara efek isotop.
Sebagaimana dideskripsikan di bagian 2.3 (e), dioksigen, O2, dalam
keadaan dasar memiliki dua spin yang tidak paralel dalam orbital
molekulnya, menunjukkan sifat paramagnetisme dan disebut oksigen
triplet. Dalam keadaan tereksitasi, spinnya berpasangan dan dioksigen
menjadi diamagnetik, disebut oksigen singlet. Oksigen singlet sangat penting
untuk sintesis kimia, sebab oksigen singlet ini memiliki kereaktifan
karakteristik. Oksigen singlet dihasilkan dalam larutan dengan reaksi transfer
energi dari kompleks yang teraktivasi oleh cahaya atau dengan pirolisis
ozonida (senyawa O3).
Ion superoksida, O2-, dan ion peroksida, O2
2-, adalah anion-anion
dioksigen (Tabel 4.3). Keduanya dapat diisolasi sebagai garam logam alkali.
Ada keadaan oksidasi lain, O2+, yang disebut kation dioksigen (1+), dan
dapat diisolasi sebagai garam dengan anion yang cocok.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Oksida hidrogen
Oksigen sangat reaktif, dan bereaksi langsung dengan banyak unsur
membentuk oksida. Air adalah oksida hidrogen dan perannya sangat krusial
bagi lingkungan global dan kehidupan.
Air H2O
Sembilan puluh tujuh persen air ada di laut, 2% ada sebagai es di
kutub dan air tawar hanya merupakan sedikit sisanya saja. Sifat kimia dan
fisika dasar air sangat penting dalam kimia. Sifat-sifat kimia utamanya
diberikan dalam Tabel 4.1. Sebagian besar sifat anomali air disebabkan oleh
ikatan hidrogen yang kuat. Sifat fisik air berbeda cukup besar dengan
keberadaan isotop hidrogen. Paling tidak ada 9 polimorf es yang diketahui
dan struktur kristalnya bergantung pada kondisi pembekuan es.
Air memiliki sudut ikatan 104.5o dan panjang ikatan 95.7 pm dalam
molekul bebasnya. Telah dideskripsikan di bagian 3.4 (b) autoionisasi air
menghasilkan ion oksonium, H3O+. Penambahan air lebih lanjut
menghasilkan [H(OH2)n]+(H5O2+, H7O3
+, H9O4+, dan H13O6
+), dan struktur
berbagai spesies ini telah ditentukan.
Hidrogen peroksida, H2O2
Hidrogen peroksida adalah cairan yang hampir tak berwarna (mp -
0.89o C dan bp (diekstrapolasikan) 151.4o C), bersifat sangat eksplosif dan
berbahaya dalam konsentrasi tinggi. Biasanya hidrogen peroksida digunakan
sebagai larutan encer, tetapi larutan dalam air 90% digunakan. Karena
hidrogen peroksida digunakan dalam jumlah besar sebagai bahan
pengelantang untuk serat dan kertas, proses sintetik industri skala besar telah
dibuat. Proses ini menggunakan reaksi katalitik sangat lunak untuk
menghasilkan larutan encer hidrogen peroksida dari udara dan hidrogen
dengan menggunakan antrakuinon tersubstitusi. Larutan encer ini kemudian
dipekatkan. Bila deuterium peroksida dipreparasi di laboratorium, reaksi
berikut digunakan.
K2S2O8 + 2 D2O → D2O2 + 2 KDSO4
Hidrogen peroksida terdekomposisi menjadi air dan oksigen
dengan keberadaan mangan dioksida, MnO2. Hidrogen peroksida dapat
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
bereaksi sebagai oksidator maupun reduktor bergantung ko-reaktannya.
Potensial reduksinya dalam asam diungkapkan dalam diagram Latimer (lihat
bagian3.3 (c)) :
Sifat fisik
Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit.
Fenomena ini tidak berkaitan; warna biru langit disebabkan oleh
penyebaran Rayleigh. Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air
mengandung sekitar satu molekul O2 untuk setiap dua molekulN2,
bandingkan dengan rasio atmosferik yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen
dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu 0 °C, konsentrasi oksigen
dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu 20 °C oksigen yang
larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1 . Pada suhu 25 °C dan 1 atm udara, air
tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen perliter, manakala
dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter. Pada suhu 5 °C,
kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada
25 °C) per liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air
laut.
Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F),
dan membeku pada 54.36 K (−218,79 °C, −361,82 °F). Baik oksigen cair
dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh
penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang
tinggi biasanya didapatkan dengan distilasi bertingkatudara cair; Oksigen
cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan
nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat
reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
Sesendok kecil Mg
Hasil pengamatan
Dimasukkan cawan yang kena air sulingDipanaskan diatas bunsenDiperiksa dengan indikator PPDiamati dan catat reaksi-reaksi yang terjadi
VI. RANCANGAN PERCOBAAN
a. Percobaan Hidrogen
ALAT DAN BAHAN
Alat Cawan porselin 1Pembakar bunsen/spiritus 1Gelas ukur 100cc 1Tabung reaksi 5statif dan klem 1Penjepit kayu 1Sendok porselin 1Pipet tetesPenutup karet 1Tabung reaksi berpipa samping 1
BahanLogam kalsiumSerbuk sengLarutan H2O2 3%Larutan KI 0,1MLarutan H2SO4 0,1MBarium peroksidaKapas kacaLarutan amilumIndikator PPLarutan HCl 4M
ALUR KERJA
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 1
Percobaan 2
27
Kapas kaca basah, kapas kaca kering, serbuk seng, dan kapas kering
Hasil pengujian
Dimasukkan berturut-turut dalam tabung reaksiDitutup dengan karet penutup dengan lubang di tengahDipegang dengan penjepit kayuDipanaskan bagian yang berisi seng di atas bunsen dan sesekali pada kapas kaca basah.diuji gas yang keluar dengan nyala api
Beberapa logam Zn
Dimasukkan tabung reaksi berpipa sampingDipasag selang yang dihubungkan dengan penampung gelas ukur yang diletakkan terbalik dalam airDitambahkan larutan HCl 4M secukupnya untuk terjadi reaksiDitutup dengan karet penutupDiuji gas yang terkumpul dengan nyala api
Beberapa tetes H2O2 3%
Hasil pengamatan
Dimasukkan tabung reaksi yang berisi sekitar 1mL KIDitambah sedikit larutan amilumDiamati apa yang terjadi
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 5
Percobaan 4
Percobaan 3
27
KClO3Beberapa logam Ca
Gas O2Hasil pengamatan
Dimasukkan dimasukkan tabung reaksi ± 0,5 cm dari dasar tabungDitambah serbuk batu kawiDipanaskan dengan nyala kecilDimasukkan cawanDisiram air sulingDiamati dan diperiksa dengan lakmus
Dipindah dalam airDiuji dengan kayu yang berpijar
Hasil pengujian
0,5 KMnO4
Gas O2
Dimasukkan dimasukkan tabung reaksi berpipoa sampingDitambahkan H2O2 4,5% tetes demi tetesDitutup dengan penutup karetDibiarkan 10 menit
Diuji dengan kayu yang berpijarDibandingkan volume O2 pada percobaan 1
Hasil pengujianHasil pengamatan
b. Percobaan Oksigen
ALAT DAN BAHAN
Alat Tabung reaksi berpipa samping 3Gelas ukur 100cc 1Selang plastik/ pipa penghubung 1Penutup karet 1Statip dan klem 1&1Pembakar bunsen 1BahanKristal kalium kloratLarutan kalium iodida encer 0,05MHidrogen peroksida 4,5%Kertas lakmusSerbuk batu kawi (pirolusit)
ALUR KERJA
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 2
Percobaan 1
27
VIII. ANALISIS
Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh dari hasil praktikum yang kami
lakukan, dapat dianalisis bahwa :
A. HIDROGEN
1. Percobaan pertama yaitu reaksi antara logam Ca dengan aquades yang
menghasilkan gas H2, ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas. Air
yang digunakan adalah aquades karena aquades adalah air murni yang tidak
mengandung pengotor. Aquades yang semula jernih tidak berwarna setelah
bereaksi dengan logam Ca berubah menjadi keruh. Hal ini dikarenakan
terbentuknya larutan Ca(OH)2. Larutan yang terbentuk diuji dengan kertas
lakmus dan hasilnya lakmus merah berubah menjadi biru sementara lakmus
biru tetap berwarna biru. jadi, larutan Ca(OH)2 yang terbentuk bersifat basa.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gas H2 dapat dibuat dengan cara
melarutkan serbuk Ca dengan air suling sehingga menghasilkan larutan
Ca(OH)2 yang bersifat basa. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :
Ca(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g) ↑Serbuk Ca langsung dilarutkan ke dalam air suling karena serbuk Ca sangat
reaktif jadi langsung dapat bereaksi dengan air suling.
2. Percobaan kedua yaitu serbuk Mg yang diletakkan dalam cawan disiram
dengan aquades dan dipanaskan di atas pembakar spirtus. Tujuan dari
pemanasan ini adalah untuk mempercepat reaksi antara Mg dengan aquades.
Hal ini dikarenakan logam Mg kurang reaktif bila dibandingkan dengan Ca
sehingga perlu dipanaskan terlebih dahulu. Pada saat pemanasan, timbul
gelembung-gelembung gas yang merupakan gas H2. Selain itu, logam Mg
larut membentuk Mg(OH)2. Larutan yang terbentuk ditetesi dengan PP dan
berubah warna menjadi merah muda (pink). Trayek rentang pH dari indicator
PP adalah 8-9,6 dengan perubahan warna seiring meningkatnya pH adalah
dari tak berwarna ke merah. PP yang semula tak berwarna dan setelah
diteteskan pada larutan Mg(OH)2 menjadi merah muda. larutan yang memiliki
pH > 7 bersifat basa. Karena warna larutan menjadi merah muda maka
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
larutan Mg(OH)2 adalah larutan yang bersifat basa. Reaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut :
Mg(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g) ↑Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gas H2 juga dapat dibuat dengan
mereaksikan logam Mg dengan aquades sehingga menghasilkan larutan
Mg(OH)2 yang bersifat basa.
3. Pada percobaan ketiga, kapas kaca yang sedikit basah, kapas kaca kering,
serbuk seng 0,3 gram dan kapas kering dimasukkan berturut-turut dalam
tabung reaksi berpipa samping. Ditutup dengan karet penutup dipanaskan
bagian yang berisi seng di atas Bunsen dan diuji gas yang keluar dengan api.
Fungsi kapas kaca disini adalah untuk menghasilkan uap air. Uap air yang
telah terbentuk akan bereaksi dengan logam Zn sehingga dihasilkan gas H2.
Logam Zn adalah logam yang tidak reaktif. Dengan demikian, perlu adanya
pemanasan agar logam Zn mampu bereaksi dengan H2O yang telah terbentuk
dari adanya kapas kaca. Reaksi pembentukan gas H2 adalah sebagai berikut :
Z n(s) + H2O(g) → H2(g) + ZnO(s)
Gas yang dihasilkan adalah gas H2 dan gas ini diuji dengan bara api. Hasilnya
bara api yang ada menyala. H2 yang terbentuk akan bereaksi dengan O2 yang
ada di udara sehingga bara api dapat menyala.
4. Percobaan keempat yaitu beberapa logam Zn diisikan dalam tabung reaksi
berpipa samping dengan dipasang selang yang dihubungkan penampung gelas
ukur yang diletakkan terbalik dalam bak air dimana gelas ukur tersebut
awalnya penuh dengan air. Tujuan dihubungkannya tabung reaksi berisi
logam Zn dengan gelas ukur berisi air yang diletakkan terbalik di atas bak air
adalah untuk mengetahui timbulnya gas H2. Dalam tabung reaksi dimasukkan
beberapa tetes larutan HCl 4M agar terjadi reaksi. Reaksi yang terjadi anatara
Zn dengan HCl adalah sebagai berikut :
Zn(s) + 2HCl → ZnCl2(aq) + H2(g) ↑Gas H2 yang terbentuk mendesak air yang ada dalam gelas ukur untuk keluar
sehingga gelas ukur terisi dengan gas H2. Gas H2 sangat mudah terbakar dan
bila terbakar akan menghasilkan H2O. gas hydrogen akan terbakar pada
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
konsentrasi serendah 4% di udara bebas. Ketika bercampur dengan oksigen
maka seharusnya hydrogen akan meledak seketika disulut dengan api. Namun
gas H2 yang terbentuk dari percobaan yang kami lakukan hanya sedikit
sehingga pada saat gas tersebut diuji dengan bara api tidak menghasilkan
letupan namun hanya mampu menyalakan bara. Padahal seharusnya gas H2
yang telah terbentuk menimbulkan letupan karena terdapatnya oksigen di
udara bebas dan H2 akan bereaksi dengan O2 dan menghasilkan letupan saat
disulut api.
5. Percobaan ini bertujuan untuk mengidentifikasi sifat senyawa gas Hidrogen.
Percobaan dilakukan dengan cara menambahkan larutan hidrogen peroksida
(H2O2) ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan KI (tidak berwarna) dan
sedikit amilum (kuning jernih). Hidrogen peroksida tidak berwarna,
merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Oleh
karena itu, dalam percobaan ini H2O2 mengoksidasi I- dari KI menjadi I2.
Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
H2O2 + KI KOH + I2
Adanya I2 yang terbentuk dapat diketahui dari warna larutan yang awalnya
tidak berwarna menjadi berwarna ungu. Hal ini karena amilum merupakan
indikator yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya I2, karena I2
memberikan warna ungu pada amilum.
.
B. OKSIGEN
Percobaan 1
Percobaan ini bertujuan untuk membuat gas Oksigen dalam skala
laboratorium. Pembuatan gas Oksigen yang dilakukan adalah penguraian
kalium klorat (KClO2) dengan cara dipanaskan. Reaksi penguraian ini
dipercepat dengan menggunakan katalis bati kawi (MnO2). Reaksi yang terjadi
adalah sebagai berikut:
2 KClO3 MnO2→
2 KCl+3O2+MnO2
MnO2 terbentuk kembali di akhir reaksi karena zat ini hanya digunakan
sebagai katalis yang dapat mempercepat reaksi. Gas Oksigen yang terbentuk
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
ditampung pada gelas ukur dihasilkan volume gas lebih dari 100 mL. Adanya
gan ini dapat diidentifikasi dengan bara api. Gas Oksigen merupakan zat yang
sangat berperan dalam proses pembakaran. Oleh karena itu, bara api dapat
dengan cepat menyala karena ada gas O2 yang terbentuk.
Percobaan 2
Selain dengan penguraian KClO3, gas Oksigen dapat juga dibuat tanpa
pemanasan seperti pada percobaan kedua ini. Percobaan dilakukan dengan cara
menambahkan larutan hidrogen peroksida (H2O2) ke dalam padatan KMnO4.
Reaksi yang terjadi adalah dekomposisi hidrogen peroksida:
H 2 O2 KMnO4→
O2+H 2O
KMnO4 pada reaksi ini hanya digunakan sebagai katalis untuk mempercepat
reaksi dekomposisi. Gas yang terbentuk pada reaksi ini ditampung dalam gelas
ukur, dan dihasilkan volume gas sebanyak 43 mL. Untuk mengidentifikasi
terbentuknya gas oksigen, gas yang terbentuk diuji dengan bara api dan
hasilnya gas dapat menyalakan bara api.
IX. PEMBAHASAN
Pada percobaan hidrogen percobaan 4, gas H2 yang diuji dengan bara api tidak
menghasilkan letupan akan tetapi hanya mampu menyalakan bara. Hal ini
dikarenakan gas H2 yang terbentuk hanya sedikit dan mungkin kurang dari 4%
dari udara bebas sehingga kurang bereaksi dengan O2 di udara pada saat disulut
dengan bara. Terbentuknya gas H2 sedikit dikarenakan beberapa faktor
diantaranya volume larutan HCl yang direaksikan dengan serbuk Zn kurang,
serbuk Zn yang diberikan hanya sedikit dan kurang cepatnya bara api disulutkan
dalam gelas ukur sehingga gas H2 yang sudah terbentuk menjadi berkurang pada
saat gelas ukur sudah dibuka dari dalam bak air.
X. SIMPULAN
Percobaan Hidrogen
1. Gas H2 dapat dibuat dengan cara melarutkan serbuk Ca dengan air suling
sehingga menghasilkan larutan yang bersifat basa.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
2. Gas H2 dapat dibuat dengan cara melarutkan serbuk Mg dengan air suling
lalu dipanaskan sehingga menghasilkan larutan yang bersifat basa.
3. Gas H2 dapat dibuat dengan cara memanaskan serbuk Zn dalam susunan
kapas kaca basah, kapas kaca kering, Zn dan kapas kering dalam tabung
reaksi berpipa samping.
4. Kereaktifan Ca, Mg dan Zn dalam H2O : Ca > Mg > Zn
5. Gas H2 dapat dibuat dengan cara mereaksikan serbuk Zn dan HCl 4M
sehingga dapat menyalakan bara api
6. Hidrogen peroksida merupakan senyawa hidrogen dengan rumus kimia
H2O2 yang memiliki sifat oksidator kuat.
Percobaan Oksigen
Pembuatan gas Oksigen dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Pembuatan gas Oksigen dengan pemanasan, dilakukan dengan penguraian
Kalium klorat dengan cara dipanaskan dan menggunakan katalis batu kawi
(MnO2)
2. Pembuatan gas Oksigen tanpa pemansan, dilakukan dengan penguraian
hidrogen peroksida (H2O2) dengan katalis KMnO4
Terbentuknya gas Oksigen dapat diidentifikasi dengan bara api. Gas
Oksigen dapat dengan cepat menyalakan bara api.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
XI. JAWABAN PERTANYAAN
HIDROGEN
1. Jelaskan apakah gas letup itu dan apa kegunaannya?
gas letup yang dihasilkan adalah gas hydrogen, sifatnya sangat mudah terbakar
terbukti pada percobaan karena dapat menyalakan bara api.
Kegunaannya gas Hidrogen :
sebagai bahan campuran dengan nitrogen (kadangkala disebut forming
gas) sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil
industri petrokimia dan kimia yaitu untuk memproses bahan bakar
fosil dan dalam pembuatan ammonia.
Bidang fisika dan teknik H2 digunakan sebagai gas penameng di
metode pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik
Sebagai pendingin rotor di generator pembangkit listrik karena ia
mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi di antara semua
jenis gas
2. Tulislah semua reaksi yang terjadi pada percobaan di atas!
Percob 1 : 2Ca (s) + 4H2O (l) 2Ca(OH)2 (aq) + 2H2 (g)
Percob 2 : 2Mg (s) + 4H2O (l) 2Mg(OH)2 + 2H2 (g)
Percob 3: Zn (s) + H2O(g) H2 (g) + ZnO (s)
Percob 4: Zn (s) + HCl (aq) + ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Percob 5: 2KI (aq) +H2O2 (aq) + amilum + 2KOH (aq) + I2 (aq)
3. Mengapa hidrogen peroksida harus digunakan dalam larutan yang encer?
Hidrogen peroksida adalah cairan yang hampir tak berwarna, bersifat sangat
eksplosif yaitu bersifat korosif dan merupakan oksidator kuat sehingga
berbahaya dalam konsentrasi tinggi karenanya hidrogen peroksida digunakan
sebagai larutan encer, tetapi larutan dalam air 90 % .Karena hidrogen peroksida
digunakan dalam jumlah besar sebagai bahan pengelantang untuk serat dan
kertas, proses sintetik industri skala besar .
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
OKSIGEN
1. Hitunglah volume gas oksigen yang diperoleh bila KClO3 yang tersedia 1 gram ?
Pada percobaan 0,5 gram KClO3 diperoleh gas oksigen 42 ml selama 60 detik,
sehingga jika tersedia 1 gram KClO3 maka diperkirakan akan diperoleh gas
hydrogen 84 ml selama 60 detik.
2. Tulislah rumus struktur Lewis yang menunjukkan sebuah molekul O2 dengan
dua electron valensi yang tidak berpasangan ?
O = O
3. Terangkan kejadian pada percobaan 1 dan 2 ?
Pada percobaaa 1
kalium klorat(KClO3) 0,5 gram yang dimasukkan pada tabung reaksi berpipa
kemudian ditambah sedikit serbuk batu kawi (MnO2) kemudian dengan
dipanaskan akan terjadi ruduksi Mn oleh KClO3 menghasilkan Mn2+ dan gas
oksigen dalam aliran selang yang ditampung pada gelas ukur kemudian
mengujinya dengan uji nyala pada kayu.
Pada Percobaan 2 :
Sama seperti percobaan 1, Permanganat (MnO4) dimasukkan kedalam tabung
reaksi berpipa kemudian ditambah sedikit demi sedikit H2O2 namun tanpa
pemanasan akan terjadi ruduksi Mn oleh MnO4 yang merupakan reduktor
menghasilkan Mn2+ dan gas oksigen dalam aliran selang yang ditampung pada
gelas ukur kemudian mengujinya dengan uji nyala pada kayu.
4. Tulislah persamaan reaksi pada percobaan 1 dan 2?
Percob 1: 2KClO3 (s) + 2MnO2 (s) 2Mn2+ + 4 O2 (g) +2KClO (aq)
Percob 2: MnO4(s) +2H2O2 (aq) Mn2+ + 3O2 (g) + 2H2O (aq)
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
XII. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (tanpa tahun). Oksigen. (online) http://www.id.wikipedia.org/
diakses pada 27 Oktober 2011
Anonim. 2004. Hidrogen. (online) http://www. belajarkimia.com/ diakses
pada 27 Oktober 2011
Anonim. 2009. Pembuatan Gas Hidrogen. (online) http://www.chem-is-
try.org/ diakses pada 27 Oktober 2011
Lutfi, Achmad, dkk. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik II.
Surabaya: UNESA Press.
Rahmawati, Irma. 2010. Sifat dan Karakteristik Oksigen. (online)
http://irizlovely.blogspot.com/ diakses pada 27 Oktober 2011
Saito, Taro. 2009. Oksigen dan Oksida. (online) http://chem-is-try.org/
diakses pada 27 Oktober 2011
Sugiharto, Bambang, dkk. 1997. Kimia Anorganik II. Surabaya: University
Press IKIP Surabaya.
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
27
LAMPIRAN FOTOPERCOBAAN HIDROGEN
Serbuk Ca
Penetesan dengan air suling
Pengujian menggunakan kertas lakmus
Serbuk Mg yang sudah diberi air suling
Setelah pemanasan dan penetesan indikator PP
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 1 Percobaan 2
27
Pembakaran serbuk Zn
Gas H2 yang muncul
Serbuk Zn
Serbuk Zn ditambah HCl dalam tabung reaksi
Percobaan 5
Larutan H2O2 3% ditambah larutan KI dan amilum
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 3 Percobaan 4
29
LAMPIRAN FOTOPERCOBAAN OKSIGEN
Pembakaran KClO3 dan batu kawi dengan api kecil
Pembentukan gas O2 dari pencampuran serbuk KMnO4 dan H2O2 4,5%
Pengujian gas O2
LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN
Percobaan 1
Percobaan 2