LAPORAN HASIL PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK II-REAKSI KUALITATIF LOGAM – LOGAM TRANSISI

PERCOBAAN 5

REAKSI KUALITATIF LOGAM – LOGAM TRANSISI

Tujuan

Tujuan utama kegiatan ini yaitu mengenali uji kualitatif melalui reaksi – reaksi kimia ion – ion logam transisi berdasarkan golongannya .

Pendahuluan

Logam transisi adalah sesuatu yang dapat membentuk satu atau lebih ion stabil yang memiliki orbidal d yang tidak terisi (incompletely filled d orbitals). Berdasarkan pengertian ini, skandium dan seng tidak termasuk logam transisi, sekalipun termasuk anggota blok d.

Skandium memiliki struktur elektronik [Ar] 3d¹4s². Ketika skandium membentuk ion, skandium selalu kehilangan 3 elektron terluar dan pada akhirnya sesuai dengan struktur argon. Ion Sc³⁺ tidak memiliki elektron d dan karena itu tidak sesuai dengan definisi tersebut di atas.

Seng memiliki struktur elektronik [Ar] 3d¹⁰4s². Ketika seng membentuk ion, seng selalu kehilangan dua elektron 4s menghasilkan ion 2+ dengan struktur elektronik [Ar] 3d¹⁰. Ion seng memiliki tingkat d yang terisi penuh dan juga tidak sesuai dengan definisi tersebut di atas.

Hal yang berbeda, tembaga dengan struktur elektronik [Ar] 3d¹⁰4s¹, membentuk dua ion. Pada ion Cu⁺ struktur elektroniknya adalah [Ar] 3d¹⁰. Akan tetapi, pada umumnya membentuk ion Cu²⁺ yang memiliki struktur [Ar] 3d⁹. Tembaga termasuk logam transisi karena ion Cu²⁺ memiliki tingkat orbital d yang tidak terisi penuh.

Beberapa sifat atomik dan sifat fisis dari logam transisi :

1. Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, Sehingga jarak elektron pada kulit terluar ke inti  semakin kecil.
2. Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga  kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih  nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu  besar. Karena ketika logam  menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s lah yang terlebih dahulu terionisasi.

3.   Konfigurasi elektron

Kecuali unsur Cr dan Cu, semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s², sedangkan pada Cr dan Cu adalah 4s¹.

Golongan Cr

Cara kerja :

1.   Kedalam campuran 1 tetes larutan 1 M K2CrO4, 1 tetes 2,5 M H2SO4, 3 ml air dan 3ml amil alkohol / amil eter, ditambahkan 3 tetes larutan 10% H2O2.

2.   Larutan K2CrO4 (» 1 M, 1 ml) diasamkan dengan 1 ml 2,5 M H2SO4 kemudian 1 ml larutan 10% H2O2 ditambahkan sebelum dihangatkan.

3.   Larutan K2CrO4 (» 1 M, 1 ml) diasamkan dengan 1 ml 2,5 M H2SO4, setelah dipanaskan larutan ini kemudian dialiri gas H2S.

4.   Ke dalam larutan K2CrO4 (» 1 M, 1 ml) ditambahkan 0,5 gram asam oksalat, kemudian campuran dipanaskan.

5.   ke dalam 0,2 gram K2CrO7 ditambahkan 0,5 gram serutan Zn dan 5 ml 10 M HCl hingga larutan berwarna bitu. Filtratnya ditambahkan ke dallam larutan jenuh 5 ml CH3COONa.

Golongan Mn

Cara kerja :

1.   ke dalam larutan KmnO4 tambahkan larutan H2SO4 setelah itu tambahkan larutan jenuh NH4Cl dan 5 M NaOH, kemudian dibagi dua bagian ( a dan b ) dan masing – masing dilakukan perlakuan sebagai berikut :

      a. Tambahkan larutan H2O2

      b. Aliri gas H2S dan asamkan dengan 5 M HCl

2.   Ke dalam 3 tetes larutan KMnO4 tambahkan 1ml larutan 5 M H2SO4, 3 tetes larutan 0,2 M AgNO3 dan sedikit Na2S2O3, kemudian dipanaskan.

3.   Empat tetes larutan KMnO4, diasamkan dengan 1 ml larutan 2,5 M H2SO4, kemudian diuji dengan H2O2.

4.   Tiga tetes larutan KMnO4 diasamkan dengan 1 ml larutan 2,5 M H2SO4, kemudian diuji dengan Na2S2O3.

5.   Ke dalam 4 tetes larutan 1 ml larutan air dan beberapa tetes MnSO4.

6.   Satu gram KmnO4 dipanaskan dengan 2ml larutan 10 M NaOH, kemudian dilarutkan dan diasamkan dengan H2SO4.

7.   Satu kristal KmnO4 diletakkan di atas nyala Bunsen, dinginkan,kemudian larutkan ke dalam 3 ml air.

Hasil Pengamatan

No	Hasil Pengamatan	Persamaan Reaksi
1. 2.  3.  4.  1.  2. 3.  4.  5. 6.	Golongan Cr K2CrO4 ( kuning bening ) + H2SO4 ( bening )--> larutan kuning bening + H2O--> kuining bening + amil alkohol -->2 lapisan ( lapisan atas beningdan lapisan bawah kuning ) + H2O2 -->ada seperti minyak saat diteteskan. K2CrO4 ( kuning bening ) + H2SO4 ( bening ) --> larutan orange + H2O2-->  larutan orange, dipanaskan larutan tetap berwarna orange. K2CrO4 ( kuning bening ) + as. Oksalat --> orange + gelembung gas, dipanaskan lama-kelamaan menjadi hijau kehitaman. K2Cr2O7 9 kristal orange ) + Zn + HCl --> larutan berwarna hijau keruh dan ada gelembung gas + CH3COONa jenuh -->larutan hijau kekuningan. Golongan Mn KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + NH4Cl --> larutan ungu kecoklatan + NaOH --> larutan berwarna ungu kemerahan dan terbentuk endapan namun endapan mangapung + H2O2 --> endapan turun KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + AgNO3 --> abu-abu, setelah dipanaskan perlahan berubah jadi hitam lalu mengendap dan larutan menjadi abu-abu. KMnO4 + H2SO4-->  larutan ungu + H2O2-->  larutan ungu lebih terang. KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + Na2S2O3 --> tetesan pertama, bening, kemudian tetesan berlebih berwarna putih keruh. Kristal KMnO4 + NaOH -->larutan ungu, terdapat endapan dan berbentuk gas + H2SO4 -->larutan ungu ada endapan. Kristal KMnO4 --> dipanaskan larutan berwarna hitam + H2O --> larutan ungu dan tidak ada endapan.	CrO42- + 2 H+ + 2 H2O2-->CrO5 + 3 H2O 4 CrO5 + 12 H+--> 4 Cr3+ + 7 O2 + 6 H2O CrO42- + 2 H+ + 2 H2O2 --> CrO5 + 3 H2O 4 CrO5 + 4 H+ + O2-->4 Cr3+ + 2 H2O K2CrO4 + 3 HCOOH --> CrO32- + CO2­ + 2 K+ + 2 H2 ­ + H2O  K2Cr2O7(s) + Zn(s) + HCl(aq)--> 2 Cr3+(aq) + 2 K+ + 8 Cl-(aq) + 7 H2O(aq) + Zn2+(aq) + 3 Cl2(g)­ Cr2O72-(aq) + 4 Na+(aq) + H2O(aq) --> 2 Na2Cr2O4(aq) + 2 H+(aq) 2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H+ --> 5 O2­ + 2 Mn2+ + 8 H2O KMnO4 + H2SO4 -->Mn2O7 + K2SO4 + H2O  2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H+ --> 5 O2­ + 2 Mn2+ + 8 H2O 2 KMnO4 + H2SO4 -->Mn2O7 + K+ + SO4- + H2O 4 MnO4- + 4 OH--->  4 MnO42- + O2­ + 2 H2O 3 MnO42- + H2SO4 --> 2 MnO4- + MnO2¯ + HO- + H2O + SO42-  2 KMnO4 --> K2MnO4¯ + MnO2 + O2 K2MnO4 + H2O --> 2 K+ + MnO42-

Pembahasan

         Kromium adalah logam yang putih yang tak begitu liat dan tak dapat ditempa dengan berarti. Kromium melebur pada 1765^oC. Dalam larutan –larutan air kromium membentuk tiga jenis ion . kation – kation kromium (II) dan kromium (III) dan anion kromat dan dikromat.

         Dalam kromat, CrO₄^2- atau dikromat Cr₂O₇², anion kromium adalah heksavalen, dengan keadaan oksidasi +6. Ion – ion ini diturunkan dari kromium trioksida, CrO₃.Ion – ion kromat berwarna kuning, sedangkan dikromat berwarna jingga.

         Kromat adalaj logam biasanya padat dan menghasilkan larutan berwarna kuning bila dilarutkan dalam air. Asam mineral encer, yaitu ion – ion hidrogen, kromat berubah menjadi dikromat yang menghasilkan larutan berwarna merah jingga. Perubahan ini dibalikkan oleh alkali, yaitu oleh ion – ion hidroksil. ( vogel : 384 ) dengan reaksi :

2 CrO₇^2- + 2 H⁺--> Cr₂O₇^2- + H₂O

Atau

Cr₂O7^2- +2 OH^- -->2 CrO₄^2- +  H₂O

Sehingga

2 CrO₄^2- + 2 H⁺ --> 2 HCrO₄^- --> Cr₂O7^2- + H₂O

         Jika larutan asam suatu kromat diolah dengan hidrogen peroksida,kita kromium pentoksida tua melihat dapat memperoleh larutan yang biru –tua. Senyawa biru ini larut dalam amil alkohol dengan menghasilkan larutan yang agak lebih stabil. Karena kromium pentoksida ini sangat stabil. Pewarnaan biru disebabkan adanya kromium pentoksida.

CrO₄^2- + 2 H⁺ + 2 H₂O₂ --> CrO₅ + 3 H₂O

Stabilitasyang meningkat dalam larutan –larutan amil alkohol disebabkan oleh terbentuknya kompleks dengan senyawa yang mengandung oksigenini. Jika .

ditambahkan asam reaksi menjadiv :

4 CrO₅ + 12 H⁺--> 4 Cr³⁺ + 7 O₂ + 6 H₂O

Reaksi ion kromium dengan asam oksalat dengan persamaan reaksi :

K₂CrO₄ + 3 HCOOH --> CrO₃^2- + CO₂­ + 2 K⁺ + 2 H₂ ­ + H₂O

Dengan Zn dalam asam klorida menghasilkan :

K₂Cr₂O_7(s) + Zn_(s) + HCl_(aq) --> 2 Cr³⁺_(aq) + 2 K⁺ + 8 Cl^-_(aq) + 7 H₂O_(aq) + Zn²⁺_(aq) + 3 Cl_2(g)­

Cr₂O₇^2-_(aq) + 4 Na⁺_(aq) + H₂O_(aq) --> 2 Na₂Cr₂O_4(aq) + 2 H⁺_(aq)

         Mangan adalah logam putih abu – abu yang penampilannya serupa besi tuang. Ia melebur pada kira –kira 1250^oC. Ia bereaksi dengan air hangat.untuk mempelajarireaksi ion mangan, digunakan mangan (II) sulfat sebagai reaksi.

         Permanganat ( MnO₄^- ) adalah salah satu ion yang kita gunakan untuk uji mangan. Kelarutan semua permasnganat larut dalam air membentuk larutan ungu. Penambahan reagensia hidrogen peroksida padalarutan kalium permanganat yang telah diasamkan dengan asam sulfat menyebabkan warna menjadi hilang dan dilepaskan oksigen yang murni tetapi basah ( mengandung air ):

2 MnO₄^-_(aq) + 5 H₂O_2(aq) + 6 H⁺_(aq) --> 5 O₂­ + 2 Mn²⁺_(aq) + 8 H₂O_(aq)

Dengan asam sulfat :

2 KMnO_4(aq) + H₂SO_4(aq) -->Mn₂O_7(aq) + K⁺_(aq) + SO₄^-_(aq) + H₂O_(aq)

Permanganat larut dalam air dengan reaksi :

MnO₄^-_(aq) + 4 H₂O_(l) --> 2 MnO₄^-_(aq) + 8 H⁺_(aq)

3 MnO₄^-_(aq) + 2 H₂O_(aq)--> 2 MnO₄^-_(aq) +  MnO_2(g) + 4 OH^-

Dengan larutan NaOH dihailkan larutan kalium permanganat yang ungu dan dilepaskan gas oksigen. Bila larutan ini diasamkan dengan asam sulfat encer, warna ungu dari kalium permanganat larutan tetap ungu tetapi terdapat emndapan yang berasaldari mangan dioksida.

4 MnO^4-_(aq) + 4 OH^-_(aq) --> 4 MnO₄^2-_(aq) + O₂­ + 2 H₂O_(aq)

3 MnO₄^2-_(aq) + H₂SO_4(aq) -->2 MnO₄^-_(aq)  + MnO₂¯_(s)  + HO^-_(aq) + H₂O_(aq) + SO₄^2-_(aq)

Jika permanganat dilarutkan dalamair maka akan dihasilkan ion- ionnya :

2 KMnO_4(s) -->K2MnO₄¯(s) + MnO_2(s) + O_2(g)

K₂MnO_4(s)  + H₂O_(l) --> 2 K⁺_(aq)  + MnO₄^2-_(aq)

Kesimpulan

1. jika larutan asam suatu kromat diolah dengan hidrogen peroksida akan dihasilkan CrO₅ yang berwarna kuning

2. stabilitas yang meningkat dalam larutan amilalkohol, jika ditambahkan asamakan terbentuk gas O₂ dan ion Cr³⁺ serta H₂O

3. semua permanganat larut dalam  air membentuk larutan ungu

4. akan terbentuk gas O₂ serta ion MnO₄^2- bila KMnO₄ direaksikan dengan NaOH dan akan terbentuk endapan MnO₂jika larutan diasamkan

5. kromat mudah diubah – ubah menjadi dikromat dengan penambahan asam

6. dalam larutan netral atau basa, ion kromat stabil. Sedangkan jika diasamkan akan terdapat ion – ion dikromat. Ion – ion kromat dan dikromatakan merupakan zat pengoksidasi yang kuat.

Daftar Pustaka

Gulo, Fakhili. 2010. Panduan Praktikum Kimia Anorganik II. Indralaya: UPPSB

Svehla, G. 1985. Analisa Anorganik Kualitatif II. Jakarta: Kalman Media Pustaka.