Friday 11 September 2015

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR KIMIA ANALITIK-Analisis Kation-Kation Golongan III



1.      TUJUAN
1.      Memisahkan kation-kation Mn, Al, Fe, Cr, Ni, Co, Zn sebagai kation golongan III
2.      Memisahkan kation-kation Mn, Al, Fe dan Cr sebagai kation golongan IIIA
3.      Memisahkan kation-kation Ni, Co, dan Zn sebagai kation golongan IIIB
4.      Mengidentifikasi kation-kation golongan IIIA dan golongan IIIB dengan pereaksi spesifik

2.      DASAR TEORI
Analisa kualitatif adalah suatu cara yang dilakukan untuk menentukan macam, jenis zat atau komponen-komponen bahan yang dianalisa. Dalam melakukan analisa kualitatif yang dipergunakan adalah sifat-sifat zat atau bahan, baik sifat-sifat fisis maupun sifat-sifat kimianya. Tujuan analisis kualitatif adalah untuk memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Yang kemudian diperuntukkan untuk menganalisa komponen atau jenis zat yang ada dalam suatu larutan. Analisa kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan.
Menentukan adanya kation dan anion dalam suatu analit, baik yang terdiri dari zat tunggal (satu kation dan satu anion) atau zat majemuk atau campuran (lebih dari kation dan anion) memerlukan sistematika tertentu. Apabila analit berupa larutan dapat langsung dianalisis, tetapi apabila berupa zat padat atau campuran padat atau cair maka perlu dicari pelarut yang sesuai.
Analisis kualitatif  kation secara sistematis telah berkembang cukup lama. Penggolongan kation telah dilakukan oleh Karl Remegius Fresenius pada tahun 1897, yang dikenal dengan metoda H2S. Beberapa modifikasi telah dilakukan untuk memudahkan pemisahan dan pengidentifikasian kation-kation dalam suatu sampel.

Penggolongan dan pemisahan kation didasarkan pada kemampuan kation membentuk suatu endapan (yang memenuhi nilai Ksp). Tahapan di dalam penggolongan dan pemisahan kation adalah uji pendahuluan, pemisahan golongan, pemisahan kation dalam satu golongan, dan uji identifikasi.
Tahap pertama yang dilakukan adalah uji pendahuluan yang meliputi pemeriksaan fisik (organoleptis) dan uji kelarutan. Apabila sampel dalam bentuk padatan, maka untuk memudahkan pemisahan dilakukan pelarutan sampel terlebih dahulu. Tahap kedua adalah pemisahan kation ke dalam golongan, dengan penambahan pereaksi pengendap yang selektif.
Untuk memisahkan kation golongan I dengan kation golongan lain ditambahkan HCl, akan dihasilkan endapan. Sedangkan kation-kation golongan II tidak bereaksi dengan HCl, tetapi membentuk endapan dengan pereaksi H2S atau thioasetamida dalam suasana asam-mineral encer. Kation golongan III umumnya tidak bereaksi dengan HCl maupun H2S dalam suasana asam  mineral. Namun kation- kation pada golongan ini dapat membentuk endapan dengan pereaksi (NH4)2S dalam suasana netral atau amoniakal.
Kation-kation yang masuk ke dalam golongan III adalah Mn(II), Al(III), Fe(III), Cr(III), Ni(II), Co(II), dan Zn(II). Kation golongan III dibedakan menjadi kation golongan IIIA dan IIIB. Kation golongan IIIA (Mn2+, Al3+, Fe3+, Cr3+) diendapkan sebagai hidrok- sida, sedangkan kation golongan IIIB (Ni2+, Co2+, Zn2+) dapat diendapkan sebagai sulfida dalam suasana amoniakal. Filtrate dari pemisahan golongan II dipanaskan terlebih dahulu untuk menghilangkan kelebihan H2S-nya. Penambahan air brom terhadap filtrate atau sentrat dari pemisahan golongan II berguna untuk mengubah kation Mn2+ menjadi bentuk anionnya menjadi MnO4- yang berwarna violet/ ungu. Setelah filtrate/ sentrat bebas dari pengaruh HCL, H2S, dan fosfat, lalu ditambah dengan perekasi NH4OH berlebih sehingga diperoleh endapan yang sukar larut dan tidak membentuk senyawa kompleks pada kelebihan NH3-nya. Endapan ini merupakan endapan kation golongan IIIA yang terdiri atas;  Mn(OH)2 (merah daging, MnO4- (violet),  Al(OH)3 (putih), Fe(OH)3, dan Cr(OH)3 (hijau kebiruan). Sedangkan untuk kation golongan IIIB dapat diperoleh dari filtrate/ sentrat hasil pemisahan kation golongan IIIA ditambah lagi dengan NH4OH sehingga bersifat basa, kemudian dialiri gas H2S pada PH larutan sekitar 10 dan konsentrasi anion S2- dapat diketahui sbb;
K1K2    = 10-21  =       =
Jadi (S2-)          =  10-3 mol
Dengan konsentrasi S2- yang cukup besar ini dapatlah digunakan untuk mengendapkan kation-kation Ni2+, Co2+ dan Zn2+ sebagai endapan sulfidanya. Pengendapan kation golongan IIIB ini makin sempurna bila diberikan suasana larutan buffer ammonium (campuran NH4OH 6 M berlebih dan sedikit Kristal dari NH4Cl, sehingga terbentuklah endapan dari NiS (hitam), CoS (hitam), dan ZnS (putih).
 Syarat pengendapan golongan III adalah sampel harus bebas dari senyawa organik (seperti format, asetat, oksalat, dan sitrat), fosfat, borat dan silikat. Apabila dalam sampel asli ditemukan anion-anion tersebut, maka anion harus dihilangkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu analisis.

3.      METODOLOGI
3.1  Alat-alat
a.       Tabung reaksi (10 buah)
b.      Rak tabung reaksi
c.       Pembakar spiritus
d.      Pipet tetes
e.       Gelas ukur 10 mL
f.       corong
g.      Korek api
h.      Kertas saring


3.2  Bahan-bahan


a.       Kristal ammonium tiosianat (NH4SCN)
b.      Larutan DMG 1%
c.       Asam format (HCHO)
d.      Ammonia (NH4OH) 6M
e.       Asam klorida (HCl)
f.       Zirconium nitrat (ZrO(NO3)2)
g.      Kalium borat (KBrO3)
h.      Natrium metaborat (NaBO3)
i.        Natrium asetat (CH3COONa)
j.        Peroksida (H2O2) 3%
k.      Asam asetat (CH3COOH)
l.        Amonium klorida (NH4Cl)
m.    Kristal natrium florida (NaF)


3.3  Cara kerja
1.      Identifikasi kation
1.1  Alumunium, Al3+
Ambil 1 mL larutan garam alumunium masukkn ke dalam beberapa tabung reaksi dan tambahkan:
a)      Ammonia, akan terjadi endapan alumunium hidroksida koloidal, sedikit larut dalam air, jika ada garam ammonia maka alumunium hidroksida tidak larut
b)      Kalium hidroksida, maka terjadi endapan putih alumunium hidroksida. Endapan ini larut dalam KOH berlebihan terjadi tetrahidroksoaluminat. Jika aluminat ditambah dengan asam, akan terjadi endapan (Al(OH)3) lagi, yang akan larut lagi bila ditambahkan dengan asam berlebihan.
c)      Natrium fosfat, maka akan terjadi endapan putih koloidal dari alumunium fosfat.
d)     Sedikit larut dalam NaOH dalam lempeng tetes hingga timbul endapan putih. Kemudian tambahkan 1 tetes pereaksi alizarin-S, maka terjadi warna ungu, lalu tambahkan asam asetat hingga warna ungu tepat hilang dan lebihkan 1 tetes maka endapan akan berwarna merah.
1.2  Kromium, Cr3+
Ambil 1 mL kromium sulfat dan masukkan ke dalam beberapa tabung reaksi dan tambahkan:
a)      Ammonia, maka akan terjadi endapan hijau abu-abu Cr(OH)3. Endapan larut dalam ammonia yang berlebihan, larutan berubah menjadi ungu
b)      Kalium asetat, maka larutan garam tersebut tidak membentuk endapan walaupun dipanaskan. Akan tetapi, jika pada larutan tersebut ditambahkan alumunium klorida dan besi(III) klorida maka kromium akan mengendap bersama besi dan alumunium sebagai garam basa asetat.
c)      NaOH, akan terjadi endapan hijau abu-abu dari Cr(OH)3. Endapan ini dapat larut dalam alkali berlebihan dan terjadi ion kromit yang berwarna hijau.
d)     Natrium fosfat, akan terjadi endapan hijau amorf dari kromium fosfat. Endapan ini larut dalam asam mineral dan praktis tidak larut dalam asam asetat encer dingin.
1.3  Besi, Fe3+
Ambil 1 mL larutan Fe(Cl)3 masukkan ke dalam beberapa tabung reaksi dan tambahkan:
a)      NaOH, maka akan terjadi endapan coklat dari Fe(OH)3 yanglarut dalam asam.
b)      Alkali asetat, pada keadaan dingin terjadi larutan coklat yang akan menjadi endapan bila dipanaskan
c)      CoCl2 dan HCl pekat, terjadi larutan biru. Jika sedikit larutan tersebut ditambahkan kepada larutan yang mengandung sedikit ion ferri maka akan terjadi larutan berwarna hijau.
d)     Kalium ferosianida, pada larutan yang netral akan terjadi endapan biru ferri ferosianida
e)      Kalium tiosianat, akan terjadi warna merah darah dari kompleks feri tiosianat
1.4  Mangan, Mn2+
Ambil 1 mL larutan MnSO4 masukkan ke dalam beberapa tabung reaksi kemudian tambahkan:
a)      NaOH, akan terjadi endapan putih Mn(OH)2, olehr udara akan berubah menjadi coklat. Endapan tidak larut dalam pereaksi berlebihan
b)      Ammonia, dalam larutan netral dan bebas dari garam ammonium maka akan terjadi endapan putih dari Mn(OH)2
c)      Natrium karbonat, maka akan terjadi endapan putih dari MnCO3. Jika dipanasi maka oleh pengaruh udara akan terjadi MnO2
d)     Ammonium sulfide akan terjaid endapan berwarna merah daging dari MnS yang larut dalam asam mineral
e)      Natrium fosfat, akan terjadi endapan putih dari Mn3(PO4)2. Dengan adanya ammonium akan terjadi endapan berwarna merah jambu. Endapan dapat larut dalam asam mineral.
1.5  Nikel, Ni2+
Ambil 1 mL larutan NiSO4 masukkan dalam beberapa tabung reaksi, kemudian tambahkan:
a)      NaOH, akan terjadi endapan hijau dari Ni(OH)3 yang larut dalam ammonia berlebihan
b)      Ammonium sulfide, endapan hitam dari NiS jika ditambah pereaksi berlebihan akan terjadi larutan koloidal berwarna coklat tua yang tidak dapat disaring
c)      Dimetilglioksin dan sedikit NH4OH lalu dipanasi, akan terjadi endapan merah Ni-dimetilglioksin
d)     Kalium sianida, akan terjadi endapan dari nikel sianida berwarna hijau yang larut dalam pereaksi berlebihan
1.6  Kobalt, Co2+
Ambil 1 mL larutan kobalt klorida masukkan dalam beberapa tabng reaksi, kemudian tambahkan:
a)      NaOH, dalam keadaan dingin akan terjadi kobalt hidroksida berwarna meraj jambu
b)      Ammonia, akan terjadi endapan biru dari basanya. Endapan larut dalam asam klorida encer atau asam asetat tetapi larut dalam asam nitrat atau air raja
c)      Ammonium tiosianat pekat, akan terjadi larutan yang berwarna biru disebabkan terjadinya ammonium kobaltotiosianat
d)     Dimetilglioksim, dalam suasana ammonia akan terjadi endapan merah coklat
1.7  Seng, Zn2+
Ambil 1 mL larutan sengsulfat ke dalam beberapa tabung reaksi dan tambahkan:
a)      NaOH, akan terdapat endapan putih Zn(OH)2. Endapan larut dalam pereaksi berlebihan
b)      Natrium fosfat, akan terjadi endapan putih seng fosfat. Endapan larut dalam ammonia dan asam encer. Ammonia sulfide, dalam larutan netral atau alkali akan terjadi endapan ZnS koloidal. Tidak larut dalam pereaksi berlebih, asam asetat, alkali, tapi larut dalam asam mineral encer
c)      Kalium ferrosianida akan terjaid endpaan putih dari seng ferrosianida yang tidak larut dalam asam encer tetapi larut dalam alkali. Reaksi ini dapat untuk membedakan seng dengan alumunium
2.      Pemisahan kation
2.1  Filtrat diasamkan dengan 0,5 mL HCL 6M. didihkan sampai tidak ada lagi gas H2S yang tinggal. Kemudian tambahkan sedikit KBrO3 padat. Didihkan sampai larutan tinggal 1 mL bila terjadi endapan MnO2 berwarna coklat tua hitam, kemudian pisahkan endapan dengan centrifuge.
2.2  Endapan yang terbentuk dari 2.1 ditambah 2-3 mL HNO3 6M dan beberapa tetes NaNO2 0,1 M panaskan sampai menjadi larutan yang jernih. Tambah dengan sedikit NaBiO3 padat dan panaskan lagi di dalam penangas air. Bila larutan memberikan warna ungu/ungu tua dari MnO4-, menunjukkan adanya ion Mn2+ dalam sampel. Residu yang berupa sisa NaBiO3 dalam larutan segera dipisahkan dan dibuang.
2.3  Filtrat dari pemisahan pada 2.1  mengandung Fe3+, Al3+, CrO7- dam kation-kation golongan IV dan V. filtrate lalu ditambahkan air suling sampai volumenya 10 mL. tambahkan lagi 4-5 tetes HCHO dan panaskan. Kemudian tambah NH4OH 6M sambil diaduk sampai terbentuk endapan. Uapkan sampai larutannya tinggal 5 mL dan tambahkan dengan NH4OH 6 M sampai endapan sempurna. Saringlah dan cuci endapan dengan air sampai 2 kali pencucian.
2.4  Filtrat dari hasil pemisahan 2.3 digunakan untuk analisis golongan IV sampai golongan V
2.5  Endapan dari nomor 2.3 terdiri dari Fe(OH)3 merah coklat, Al(OH)3 putih dan Cr(OH)3 hijau. Endapan tersebut dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama dijadikan suspense dengan hati-hati hingga mendidih dan biarkan beberapa saat. Setelah dingin endapan dicuci dan disaring filtrate haisl penyaringan dipakai untuk percobaan selanjutnya
2.6  Endapan bagian 2 (Fe(OH)3) segera dilarutkan dalam 1 mL HCl 6 M dan setelah larut dibagi menjadi 2 bagian
2.7  Filtrat dari hasil penyaringan pada 2.5 mengandung AlO2- (tak berwarna) dan CrO4- (kuning). Filtrate selanjutnya diuapkan sampai tinggal 2 mL. netralkan dengan HCl 6 M, lalu buatlah alkalis dengan menambahkan NH4OH 6 M. timbulnya endapan putih gelatin mungkin Al(OH)3 dan filtrate berwarna kuning untuk percobaan selanjutnya.
2.8  Endapan putih gelatin dicuci dengan air suling lalu tambahkan 1 Ml HCl 6 M dan panaskan. Residu yang mungkin ada berupa SiO2- segera dibuang. Uapkan larutan itu sampai tinggal 0,25 mL dan teteskan pada plat tetes. Kemudian tambahkan setetes larutan aluminon 0,1 % dalam suasana 2 tetes CH3COONa dan 2 tetes larutan CH3COOH (buffer asetat). Timbulnya endapan merah terang (endapan kompleks al-aluminon) menunjukkan adanya ion Al3+ dalam sampel.
2.9  Filtrat dari pemisahan 2.8 mengandung larutan berwarna kuning dari CrO4-. Asamkan dngan beberapa tetes H2SO4 3M, tambahkan 1 mL eter dan setetes H2O2 3%, lalu dikocok. Timbulnya warna biru tua pada lapisan eter menunjukkan adanya ion Cr3+ pada sampel.
3.      Pemisahan dan identifikasi kation golongan IIIB
3.1  Filtrat yang diperoleh dari hasil pemisahan kation golongan III A mengandung kation-kation golongan III B tambahkan 0,5 g Kristal NH4Cl dan buatlah alkalis dengan memberikan NH4OH 6M berlebih. Larutan yang diperoleh kemudian dibagi 2 bagian:
3.2  Endapan yang diperoleh dari no 3.1a dan 3.1b terdiri dari CoS (hitam), NiS (hitam), ZnS (putih). Tambahkan kepada

4.      DATA DAN ANALISIS DATA PERCOBAAN
NO
PROSEDUR KERJA
PENGAMATAN
1
Sampel 10 mL
Hijau
2
Diasamkan dengan 0,5 mL HCL 6M
Hijau
3
Dididihkan
Coklat
4
Tambahkan KBrO3
Coklat
5
Dididihkan sampai tersisa 1 mL
Tidak terbentuk endapan coklat tua hitam (MnO2), warna tetap coklat
6
Ditambahkan aquades sampai 10 mL
Larutan coklat
7
Ditambahkan 4-5 tetes HCHO
Larutan coklat
8
Dipanaskan
Larutan coklat
9
Ditambahkan NH4OH 6M + diaduk
Endapan coklat kemerahan, bau menyengat
10
Endapan disaring dan dicuci dengan air 2x
Filtrat biru, endapan coklat kemerahan (endapan 1)
11
Endapan 1 (Fe(OH)3, Al(OH)3, Cr(OH)3) dibagi dua
Untuk uji Fe dan membuat suspensi
12
Uji Fe dengan menambahkan HCl 6M dan K4[Fe(CN)6]
Endapan biru tua (Fe3+ ada)
13
Buat suspensi dengan menambahkan aquades lalu dididihkan kemudian didinginkan
Endapan coklat
Filtrat bening
14
Disaring, endapan dibuang, filtrat digunakan untuk uji kation golongan IIIB
Endapan coklat
Filtrat bening
15
Filtrat ditambah 0,5g kristal NH4Cl
Warna bening
16
Ditambahkan NH4OH 6M berlebih
Kristal NH4Cl larut, warna tetap bening
17
Larutan yang diperoleh dibagi menjadi dua (larutan 1 & larutan 2)

18
Larutan 1 dijenuhkan dengan Na2S
Warna menjadi bening kehitaman
19
Dididihkan
Larutan hitam, ada endapan hitam
20
Disaring
Endapan hitam
21
Larutan 2 ditambah thioasetamida 1M
Warna menjadi bening kehitaman
22
Dididihkan
Larutan hitam, ada endapan hitam
23
Disaring
Endapan hitam
24
Endapan dijadikan satu lalu dibagi 2

25
Endapan 1&2 ditambah DMG untuk menguji keberadaan Ni2+ dan CO2+
Warna merah (CO2+ dan Ni2+ ada)

Pada mulanya sampel diambil sebanyak 10 mL, sampel ini berwarnaa hijau. Kemudian sampel diasamkan dengan 0,5 mL HCl 6M lalu dididihkan tujuannya yakni untuk menghilangkan H2S. Larutan yang tadinya berwarna hijau berubah warna menjadi coklat. Kemudian ditambahkan KBrO3 dan larutan tetap berwarna coklat. Larutan kemudian dididihkan sampai tersisa 1mL. Pada percobaan ini tidak terbentuk endapan coklat tua hitam (MnO2) dan warna tetap coklat.
Kemudian ditambahkan aquades sampai 10 mL dan terbentuk larutan coklat. Ditambahkan HCHO 4-5 tetes warna larutan tetap coklat. Kemudian dididihkan, tetap berupa larutan coklat. Kemudian ditambahkan NH4OH 6M sambil terus diaduk dan terbentuk endapan coklat kemerahan disertai bau yang menyengat. Endapan disaring dan dicuci dengan aquades sebanyak 2x. Endapan yang disaring berwarna coklat kemerahan dan filtrat berwarna biru. Langkah diatas dilakukan untuk mengambil kation golongan III. Endapan berupa golongan IIIA yakni Fe(OH)3 karena endapan yang didapat berwarna merah sehingga endapan tidak mengandung kation Al3+  (dalam bentuk Al(OH)3 berwarna putih maupun Cr3+ (dalam bentuk Cr(OH)3 berwarna hijau). Kemudian endapan yang mengandung kation Fe3+ dalam endapan Fe(OH)3 dibagi menjadi dua untuk uji identifikasi Fe dan dijadikan suspense untuk percobaan kation IIIB.
Uji Fe dilakukan dengan membagi lagi endapan menjadi dua kemudian pada masing-masing endapan ditambahkan HCl 6M dan K4[Fe(CN)6]. Dengan penambahan HCl 6M dan K4Fe(CN)6 larutan berubah menjadi biru yang berarti positif mengandung Fe3+.
Fe3+ + K4Fe(CN)6 → K4[Fe(CN)6]3 + 4K+

Kemudian dari endapan yang digunakan untuk percobaan kation golongan IIIB dibuat suspensi dengan menambahkan aquades kemudian dididihkan. Setelah larutan mendidih nyala api Bunsen dimatikan dan larutan didinginkan. Dengan perlakuan tersebut terbentuk endapan berwarna coklat dan filtrat tak berwarna (bening). Endapan lalu disaring dan dibuang, sedangkan filtrat digunakan untuk uji kation golongan IIIB. Filtrat ditambahkan 0,5 g kristal NH4Cl dan ditambahkan NH4OH 6M berlebih sehingga kristal NH4Cl larut dan warna tetap bening. Larutan yang diperoleh dibagi menjadi dua (larutan 1 & larutan 2). Larutan 1 dijenuhkan dengan Na2S dan warna berubah menjadi bening kehitaman. Lalu dididihkan sehingga dalam larutan hitam terdapat endapan hitam yang kemudian disaring. Larutan 2 ditambahkan thioasetamida 1M sehingga warna menjadi bening kehitaman. Lalu dididihkan sehingga dalam larutan hitam terdapat endapan hitam yang kemudian disaring. Kemudian endapan dijadikan satu dan dibagi menjadi dua. Lalu ditambahkan DMG untuk menguji keberadaan Ni2+ dan CO2+. Setelah penambahan DMG maka warna semua endapan berubah menjadi  merah yang menunjukkan adanya Ni2+ dengan persamaan reaksi,
 Ni2+ + dimetilglioksim(DMG) → 1-Ni-DMG(endapan merah)

5.      KESIMPULAN
Sampel yang di analisis kation golongan III mula-mula harus dilakukan pemisahan terhadap golongan-golongan lain agar tidak menggaunggu hasil analisa.Sampel harus diendapkan sebagai garam hidroksida dalam keadaan basa dan tidak mengandung H2S.
Pemisahan-pemisahan sub golongan Fe,Al, dan Cr (kation golongan IIIA)  dilakukan saat penambahan HCl 6M dan K4[Fe(CN)6] sehingga terbentuk endapan biru tua yg menunjukkan positif adanya Fe3+ dengan persamaan reaksi :
Fe3+ + K4Fe(CN)6 → K4[Fe(CN)6]3 + 4K+
Setelah dipisahkan, masing-masing hasil pemisahan dapat diidentifikasi lebih lanjut.
Pemisahan-pemisahan sub golongan Ni,Co, dan Zn (kation golongan IIIB) dilakukan saat penambahan DMG sehingga terbentuk warna merah yang menunjukkan positif adanya Ni2+ dengan persamaan reaksi :
Ni2+ + dimetilglioksim(DMG) → 1-Ni-DMG(endapan merah)
Hasil praktikum pada sampel setelah diidentifikasi keberadaan ion-ion tersebut, dapat disimpulkan bahwa Sampel mengangandung unsur Fe dan unsur Ni, tetapi tidak mengandung unsur Co.

6.      DAFTAR RUJUKAN
KBK KIMIA ANALITIK. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Analitik Dasar. Malang : Tim Penerbit Universitas Negeri Malang
Vogel.1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Mikro Bagian I. Jakarta: PT. Kalma Media Pustaka
Vogel.1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Mikro Bagian II. Jakarta: PT. Kalma Media Pustaka



No comments:

Post a Comment