PENENTUAN RUMUS KIMIA
I.
TUJUAN PERCOBAAN Dapat menentukan dan menghitung rumus kimia dari endapan garam-garam yang terjadi dengan mengamati jumlah endapan yang dihasilkan dari reaksi dua pereaksi yang berbeda, dengan mencampurkannya dalam perbandingan molar yang berbeda pula.
II. PERINCIAN KERJA o Membuat larutan 0,02M K 2CrO4 Membuat salah satu larutan dari Pb(NO 3)2 atau BaCl 2 .2H2O atau AgNO 3 dalam o konsentrasi molar yang akan diberikan. o Menentukan rumus kimia (komposisi) dari endapan kromat dengan mereaksikan o K2CrO4 dan salah satu dari Pb(NO 3)2 atau BaCl 2 .2H2O atau AgNO 3 dalam perbandingan molar yang berbeda. III. ALAT YANG YANG DIPAKAI DIPAKAI o Gelas kimia 50 ml dan 250 ml o Gelas ukur 25 ml o Tabung reaksi + rak tabung o Tutup tabung o Tabung centrifuges o Pipet ukur 5 ml dan 10 ml o Pengaduk kaca o Spatula o Termometer o Hot plate o Selang karet o Bola isap o Neraca digital IV. BAHAN YANG DIGUNAKAN o Timbal nitrat, (Pb(NO 3)2) o Potasium kromat (K 2CrO4) demineral (Aquadest) (Aquadest) o Air demineral V.
DASAR TEORI Bila suatu senyawa A bereaksi dengan senyawa lain B, untuk membentuk senyawa ketiga C, persamaan untuk reaksi kimianya dapat ditulis sebagai berikut : Aa + Bb Cc .................... ................................ ............ (1) Zat A dan B bisa berupa atom, molekul atau ion didalam larutan. Bilanganbilangan a, b, dan c merupakan bilangan bulat dan menunjukkan jumlah partikel relatif yang terlibat didalam reaksi. Bila mol suatu zat mengandung jumlah partikel yang sama,
baik berupa atom, molekul, atau ion, jumlah a, b, dan c menunjukkan jumlah mol A dan B yang bereaksi membentuk C. Ada beberapa reaksi yang mengikuti persamaan (1) termasuk contoh berikut : 2H2(g)
+
O2(g)
2 H2O(1) ................................
(2) 3Ca2+(aq) +
2PO43
Ca3(PO4)2 (s) ................................ (3)
(aq)
Reaksi (3) akan terjadi apabila suatu larutan yang mengandung ion Ca 2+ dicampur dengan senyawa yang mengandung ion-ion fosfat (PO4 3 ). Bila reaksi tersebut benar-benar terjadi secara sempurna, biasanya didalam campuran tersebut akan terdapat kelebihan salah satu ion yang bereaksi, dan yang satu lagi akan habis terpakai. Contoh, misalnya suatu larutan yang mengandung ion fosfat (PO4 3 ) ditambahkan secara pelan-pelan kedalam larutan yang mengandung ion Ca 2+, maka segera ion fosfat tersebut akan bereaksi membentuk Ca 3(PO4)2, sehingga hanya sedikit PO43 yang tertinggal dan terjadilah kelebihan ion Ca 2+ Bila kita melanjutkan penambahan ion PO4 3 , akan terbentuk endapan Ca 3(PO4)2 dalam jumlah yang lebih besar sampai akhirnya semua ion Ca 2+ yang ada bereaksi. Setelah, penambahan ion fosfat lebih lanjut (sekarang berlebihan) akan menaikkan konsenterasi ion fosfat tersebut, sementara konsentrasi ion Ca 2+ tetap nol. Bila reaksi 3 terjadi mengikuti pola yang diterangkan diatas, kita bisa menghentikan penambahan fosfat bila semua ion Ca 2+ telah terkonversi menjadi Ca3(PO4)2. Kita dapat membuktikan rumus untuk Ca(PO 4)2 dengan mencatat jumlah mil 2+ Ca relatif yang mula-mula ada didalam larutan dan PO4 3 yang ditambahkan. Didalam hal ini kita memerlukan 2 mol PO4 3 untuk setiap 3 mol Ca 2+ didalam larutan aslinya. Ini menunjukkan bahwa rumus untuk kalsium fosfat adalah Ca 3(PO4)2. didalam percobaan ini kita akan menjumpai bahwa rumus kimia untuk garam tidak larut yang mengandung kation logam dan anion kromat (CrO 42 ) dengan menggunakan pendekatan ini. Didalam prosedur ini, pertama kita menimbang sampel garam yang larut yang mengandung suatu kation yang membentuk kromat tak larut, contohnya adalah Pb(NO3)2. Garam ini berlaku sebagai sumber kation logam. Dengan mengetahui massa dan rumus molekul dari sampel, kita dapat menghitung jumlah mol garam, didalam sampel dan jumlah mol kation logam yang dikandungnya. Misal, kita anggap ada Pb(NO 3)2 didalam sampel, dan beratnya 0,4518 gram, maka perhitungannya sebagai berikut : Massa molar Pb(NO 3)2 = (BA Pb + 2 x BA N + b x BA O) gram = (207,2 + 2. 14,0067 + 6. 15.9994) gram = 331,2 gram 2+ Jumlah mol Pb = Jumlah mol Pb(NO 3)2 = 1,364 . 10 3 mol Setelah menimbang sampel, larutkan kedalam air hingga volume larutan 20 ml. Didalam larutan, Pb(NO 3)2 akan terurai secara sempurna menjadi ion-ion Pb 2+ dan NO3 . Kita dapat menghitung jumlah mol Pb 2+ yang terdapat didalam satu milli liter (ml) larutan dengan mudah.
Jumlah mol Pb2+ per ml larutan = = 6,82 . 10 5 mol/ml Kita tambahkan dengan tepat 1ml larutan yang telah disiapkan, masing-masing pada 6 tabung reaksi kecil setelah dinomori dari 1 sampai 6. tabung reaksi nomor 1 ditambahkan ml larutan 0,02M K 2CrO4. larutan ini mengandung 0,02 mol K 2CrO4 per liter dari garam ini, semua garam ini, diionisasi dalam larutan juga 0,02 mol CrO 42- per liter atau 2.10 5 mol CrO42 per ml. Segera Pb 2+ dan CrO 42 bereaksi membentuk endapan kuning dari PbCrO 4. Dalam beberapa tabung reaksi Pb 2+ berlebihan sehingga tidak cukup CrO 42 yang ditambahkan untuk membentuk endapan semuanya. Kita dapat menentukan mana ion yang berlebihan dalam masing-masing tabung dengan mencentrifuge untuk mengendapkan padatan kedasar tabung. Warna kuning yang kuat dari ion kromat jelas kelihatan dalam kedua tabung reaksi dimana CrO 42 berlebihan. Bila Pb 2+ yang berlebihan larutan pada dasarnya tidak berwarna. Jika dalam eksperimen ini dengan sampel Pb(NO 3)2 yang digunakan dalam contoh. Kita mendapatkan campuran no.1, 2 dan 3 yang tidak berwarna setelah dicentrifuge dan campuran no. 4, 5 dan 6 berwarna kuning ini boleh dikatakan dalam campuran no. 3, Pb 2+ berlebihan sementara dalam campuran no. 4, CrO 42 yang berlebihan. Campuran yang dipakai dalam kedua tabung dapat dihitung dan diselesaikan sbb :
Dalam campuran no. 3 : Jumlah mol Pb2+ = 6,82.10 5 mol 2 Jumlah mol CrO 4 = 3 ml . 2.10 5 mol/ml = 6.10 5 mol Perbandingan mol CrO42 dengan Pb2+= (6.10-5 mol) : (6,8.10-5 mol) = 0,88 : 1,00 Dalam campuran no.4 Jumlah mol Pb 2+ = 6,82.10 5 mol 2 Jumlah mol CrO 4 = 4 ml . 2.10 5 mol/ml = 8.10 5 mol Perbandingan mol CrO42 dengan Pb 2+ = (8.10 5) mol : (5,82.10 5 mol) = 1,20 : 1,00
Jika dalam campuran no. 3 dan 4, kita perkirakan bahwa semua Pb 2+ dan CrO 42 yang ada sebagai timbal kromat maka senyawanya mempunyai rumus Pb(CrO 4) 0,88 dalam campuran no. 3 danPb(CrO 4) 1,20 dalam campuran no.4 Rumus yang benar harus berada antara bilangan-bilangan ini, antara campuran no.3 dengan Pb 2+ yang berlebihan dan campuran no. 4 dengan CrO 42 yang berlebihan. Perbandingan mol Pb 2+ : CrO42 diharapkan merupakan bilangan bulat dan sederhana. Maka diperkirakan yang baik adalah 1 : 1 dan rumus yang diasosiasikan untuk timbal kromat adalah PbCrO 4.
VI.
DATA PENGAMATAN
o o o o o o o
Berat beaker kosong = 64,06 gram Berat beaker + garam = 64,46 gram Berat garam = 0,40 gram Volume air untuk sampel = 20 ml Jumah mol garam dalam larutan (1 ml) = 1,2084 . 10 3 mol Jumlah tabung uji yang berisi larutan tak berwarna (tab. A) =2 Jumlah tabung uji yang berisi larutan berwarna kuning (tab. B) = 4
KOMPOSISI : Campuran reaksi pada pengendapan khromat
Test Tube No Larurtan Garam (ml) 0,02 M K2CrO4 Air Demineral (ml) Campuran no.
1
2
3
4
5
6
1
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
VII. PERHITUNGAN K2CrO4 0,02 M sebanyak 1 ml dan 5 ml aquadest V1 x C1 = V2 x C2 1ml x 0,02 M = 5 ml x C2 C2 = 0,02 = 0,004 M 5 Untuk perhitungan mol : M = Mol/L Mol = M x L Mol = 0,004 mol x 6 . 10 -3 L L = 0,024 x 10 -3 mol Massa molar Pb(NO 3)2 = (BA Pb + 2 x BA N + b x BA O) = (207 + 2. 14 + 6. 16) = 331 Jumlah mol Pb(NO 3)2 = 0,4 g = 1,20 . 10 3 mol 331
Jumlah mol Pb 2+
= Jumlah mol Pb(NO3)2 = 1,2 . 10 3 mol = 6 . 10 -5 20 2+ Jumlah mol Pb per ml larutan = 6,0 . 10 5 mol/ml Dalam campuran no. 3 :
Jumlah mol Pb 2+ Jumlah mol CrO 42
= 6,0.10 5 mol = 3 ml x 2,4.10 5 mol/ml = 7,2 . 10 5 mol
Perbandingan mol CrO42 dengan Pb 2+
= (7,2. 10-5 mol) = 1,2
: (6 . 10 -5 mol) :1
Dalam campuran no. 4 : Jumlah mol Pb 2+ = 6,0.10 5 mol Jumlah mol CrO42 = 4 ml . 2,4.10 5 mol/ml = 9,6.10 5 mol Perbandingan mol CrO42 dengan Pb 2+ = (9,6.10 5) mol : (6,0.10 5 mol) =3 :2 =1 :1 Maka rumus untuk sampel Pb x CrO 4 y ( x : y ) 1:1 PbCrO 4
VIII.
PEMBAHASAN Untuk mempercepat proses pengendapan maka dipergunakan centifuge untuk membuat campuran homegen, dengan jalan menset waktu serta kecepatan berputar setiap satuan waktu. Dalam meletakkan tabung kita harus menyeimbangkan tempatnya, karena jika tidak seimbang maka akan ada campuran yang tidak homogen.
IX.
KESIMPULAN Campuran nomor 3 dengan Pb 2+ berlebihan sedangkan campuran nomor 4 memiliki CrO42- yang berlebihan. Kemungkinan rumus garam timbal adalah PbCrO 4.
X. DAFTAR PUSTAKA o Emil J. Slowinski, Wayne Walsey, William L. Masterton, “Chemica l Principle in the laboratory with Qualitatives Analysis”, Holt – Saunders Int. Ed. Japan. o R. Day, A. Underwood, “Qualitatives Analysis”. Hall of India 1981. o Diposkan oleh Yayat Arizonia di 07:12
