1
BAB 1 KESELAMATAN KERJA DI LABORATORIUM KIMIA
1.1. Pendahuluan Setiap pekerja di laboratorium sebaiknya menyadari bahwa bekerja di laboratorium mengandung resiko yang membahayakan keselamatan kerja. Bahaya di laboratium bisa terjadi sebagai akibat kelalaian para pekerja laboratorium. Akan tetapi sekali kita menyadari akan bahaya tertentu, kita akan mencari jalan untuk menghindari terjadinya kecelakaan yang membahayakan keselamatan kerja. Maka para pekerja laboratorium perlu mengetahui sumber-sumber bahaya di laboratorium, simbol-simbol bahan kimia berbahaya dan teknis penggunaan peralatan keselamatan kerja.
1.2. Pengenalan Jenis Bahaya di Laboratorium Jenis bahaya yang menimbulkan kecelakaan di laboratorium IPA meliputi keracunan, iritasi, luka kulit, luka bakar dan kebakaran. Keracunan diakibatkan karena penyerapan zat kimia beracun (toxic) baik melalui oral maupun kulit. Keracunan dapat bersifat kronis maupun akut. Misalnya keracunan fenol dapat menyebabkan diare dan keracunan CO dapat menyebabkan pingsan atau kematian dalam waktu singkat. Sedangkan penyerapan bahan kimia yang terakumulasi terus menerus pengaruhnya kronis, contohnya menghirup udara benzena, CHCl3, CCl4 terus menerus dapat menyebabkan sakit lever. Uap timbal dapat menyebabkan kerusakan dalam darah. Iritasi dapat berupa luka atau peradangan pada kulit, saluran pernafasan dan mata akibat kontak dengan bahan kimia korosif. Bahan kimia yang dapat menyebabkan iritasi misalnya H2SO4, HCl, NaOH, Cl2, NH3 dan SO2. Luka kulit dapat terjadi sebagai akibat bekerja dengan gelas. Kecelakaan ini sering terjadi pada tangan atau mata karena pecahan gelas.
2
Luka bakar dan kebakaran disebabkan kurang hati-hati dalam menangani pelarut-pelarut organik yang mudah terbakar seperti eter, aseton dan alkohol. Hal yang sama dapat diakibatkan oleh peledakan bahan reaktif seperti peroksida dan perklorat.
1.3.Sumber-sumber Bahaya dan Penanganannya Sumber
bahaya di laboratorum dapat dikelompokkan ke dalam tiga
kelompok, yaitu:bahan - bahan kimia berbahaya, teknik percobaan dan sarana laboratorium 1.3.1. Bahan-bahan kimia Berbahaya Bahan-bahan kimia Berbahaya dapat dikategorikan sebagai berikut: bahan kimia beracun(toxic), korosif (corrosive), mudah terbakar (flammable), mudah meledak (explosive), oksidator (oxidizing), reaktif terhadap air (water reactive), reaktif terhadap asam (acid reactive), gas bertekanan tinggi (compressed gases) dan bahan kimia radio aktif (radioactive substance). 1.3.2. Simbol Bahaya Untuk mempermudah mengenali bahan kimia berbahaya, berikut disertakan lambang-lambang bahaya disamping pembahasannya. Simbol-simbol bahaya dapat dilihat pada label botol bahan kimia. Suatu bahan kimia dapat mempunyai lebih dari satu simbol.
1.3.3. Bahan kimia beracun Semua bahan kimia pada dasarnya beracun, akan tetapi bahaya kesehatan bergantung pada jumlah zat tersebut masuk ke dalam tubuh. Bahan kimia masuk ke dalam tubuh masuk ke dalam tubuh melalui tiga saluran, yaitu:
3
-. Melalui mulut atau tertelan, hal ini jarang terjadi, kecuali karena kesalahan memipet dengan mulut atau makan dan minum di laboratorium. -. Melalui kulit, misalnay anilin, nitrobenzena, fenol dan asam sianida. -. Melalui pernafasan, gas, debu dan uap seperti SO2, Cl2 , gas HCN, H2S, uap Pb dan Zn akan masuk ke dalam darah kemudian terdistribusi ke seluruh organ tubuh. Untuk menghindari keracunan zat-zat di atas sebaiknya: percobaan dilakukan dalam lemari asam, diperhatikan sirkulasi udara di ruangan kerja, memakai alat pelindung pernafasan (masker), memakai sarung tangan (gloves) dan kaca mata pelindung(goggles). 1.3.4.Bahan kimia korosif Bahan kimia ini dapat merusak peralatan logam, bila kena kulit dapat terjadi iritasi dan peradangan kulit. Asam sulfat pekat dapat menimbulkan luka yang sukar dipulihkan. Contoh bahan korosif cair: HNO2, H2SO4, HCl, HF, H3PO4, HCOOH, CH3COOH, CH2ClCOOH, CS2, hidrokarbon terklorinasi. Contoh bahan korosif padat: NaOH, KOH, CaO, Ca(OH) 2, Na2O.x SiO2, CaC2, C6H5OH, Na, K, P, AgNO3. Contoh bahan korosif gas: HCl, HF, NH3 Br2, PCl5 , CH3COOH dan SO2 Bahaya zat korosif dapat dihindari dengan menghindarkan kontak dengan tubuh, alat proteksi perlu digunakan adalah sarung tangan, kacamata pelindung, pelindung muka. Pertolongan pertama selalu dilakukan dengan mencuci bagian yang terkena dengan air yang cukup banyak sebelum dibawa ke dokter.
1.3.5.Bahan kimia mudah terbakar Berdasarkan teori segitiga api, kebakaran dapat terjadi apabila tiga gaktor yaitu A (bahan mudah terbakar), P (panas atau energi cukup) dan I (oksigen yang cukup) berada bersamaan. Dalam atorium labor, oksigen tidak dapat ditiadakan. Untuk menghindarkan kebakaran adalah mencegah adanya pertemuan antara panas atau sumber penyalaan dan bahan mudah terbakar. Sumber penyalaan dapat berasal dari api terbuka, logam bersuhu tinggi(permukaan pemanas), reaksi eksotermis dan
4
loncatan listrik. Bahan kimia mudah terbakar di laboratorium seperti: padat : S8, P4, hidrida logam, Na, K; cair: eter, alkohol, metanol, n-heksana, benzena, aseton,pentana; gas: H2 , asetilen. Urutan tindakan – tindakan yang harus di lakukan bila terjadi kebakaran di laboratorium : (a). Menolong korban -.Luka bakarnya kecil, dibasahi air mengalir -.Rambut atau pakaian korban terbakar, jangan berlarian tetapi bergulir di lantai atau ditutup handuk basah akan lebih baik lagi memakai selimut kebakaran. -.Luka bakar sebaiknya minta diobati oleh tenaga medis. (b). Melaporkan terjadinya kebakaran -.Mahasiswa lapor kepada pemimpin praktikum -.Kebakaran besar panggil barisan pemadam kebakaran (c). Batasi Lingkup kebakaran -.Tutup keran gas -.Matikan saklar listrik utama -.Singkirkan bahan-bahan mudah terbakar -.Kebakaran di ruang asam, matikan motor ruang asam (d).Memadamkan kebakaran dengan pemadam kebakaran (kebakaran skala kecil)
Tabel 1.1. Penggunaan P emadam Kebakaran dan Jenis Api
Kelas
Bahan Terbakar
Pemadam
Kebakaran
Busa
Bubuk
Api Air
CO2
Kering A
Kertas, kayu,karet
Ya
Ya
Ya
Ya
B
Benzena,eter,heksan,minyak cat
Tidak
Ya
Ya
Ya
5
C
Listrik dan motor
Tidak
Tidak
Ya
Ya
D
Logam alkali
Tidak
Tidak
Ya
Ya
1.3.6. Bahan kimia mudah meledak Ada dua jenis ledakan yaitu ledakan fisika dan ledakan kimia. Ledakan fisika misalnya meledaknya bejana tertutup berisi gas bertekanan tinggi. Ledakan kimia diakibatkan oleh reaksi eksotermis yang amat cepat menghasilkan panas dan gas dalam jumlah besar. Beberapa contoh zat dan reaksi yang mudah meledak adalah: -.Senyawa peroksida -.Nitroamida -.Senyawa nitrat organik -.Nitrasi zat organik -.Reaksi ozonisasi senyawa tak jenuh -.Reaksi dengan klor -.Reaksi polimerisasi Tindakan-tindakan yang perlu dilakukan sebagai pencegahan terjadinya ledakan : -.Pengendalian suhu (pendinginan) -.Menambahkan jumlah zat dengan benar -.Mencegah zat-zat yang mempercepat berlangsungnya reaksi secara katalis -.Menggunakan sarana pelindung wajah 1.3.7. Bahan kimia oksidator Bahan kimia oksidator adalah bahan kimia yang dapat menghasilkan oksigen dalam penguraian atau reaksinya dengan senyawa lain. Bahan tersebut bersifat reaktif dan eksplosif serta sering menimbulkan kebakaran. Beberapa contoh bahan oksidator adalah: -. permanganat -. perklorat -. dikromat
6
-. hidrogen peroksida -. periodat -. persulfat -. benzil peroksida -. asetil peroksida -. eter oksida. Penanganan peledakan peroksida tersembunyi perlu dilakukan sbb: -.Uji KI keberadaan peroksida dalam pelarut -.Menyimpan pelarut dalam botol coklat -.Tidak menyimpan sisa-sisa pelarut -.Memakai pelindung muka.
1.3.7.Bahan kimia reaktif terhadap air Bahan kimia ini adalah bahan kimia yang mudah bereaksi dengan air menghasilkan panas yang besar dan atau gas mudah terbakar. Contoh: Na, K, Ca, logam halida anhidrat, oksida non logam halida dan asam sulfat. Karena itu bahan-bahan kimia tersebut harus dijauhkan dari air dan disimpan diruangan kering. 1.3.8.Bahan kimia reaktif terhadap asam Bahan kimia ini adalah bahan kimia yang mudah bereaksi dengan asam menghasilkan panas, gas mudah terbakar dan beracun. Beberpa Contoh zat ini adalah: Na, K, Ca, KClO3, KMnO4, H2CrO4 amat reaktif terhadap asam sulfat dan asam asetat. Zat yang menghasilkan gas beracun adalah NaCN atau KCN. Demikian pula Cu, Zn dan Al reaktif terhadap asam nitrat menghasilkan gas beracun NO 2. 1.3.9. Gas bertekanan tinggi Gas bertekanan tinggi banyak dipakai sebagai reagen, bahan bakar dan gas pembawa. Gas-gas tersebut disimpan dalam silinder dalam bentuk: -.Gas tekan seperti udara, hidrogen dan klor -.Gas cair: nitrogen dan amonia -.Gas terlarut dalam pelarut organik (asetilen)
7
Bahaya gas-gas bertekanan tersebut selain beracun, korosif dan mudah terbakar juga bahaya mekanik. Karena itu selinder gas tersebut harus disimpan di tempat yang tidak kena panas, terikat dan bebas dari kebocoran kran. 1.3.10. Bahan kimia radioaktif Bahan kimia ini adalah bahan yang mampu memancarkan sinar alfa, beta dan gama. Banyak dipakai untuk bahan sintetis atau analisis. Penanganan bahaya dari zat ini ialah dengan cara melindungi diri dengan panahan timbal, menjauhkan diri dari sumber radiasi. 1.4.Sarana Laboratorium Tiga jenis sarana laboratorium yang sangat penting untuk memperlancar kegiatan laboratorium yaitu gas, air dan listrik. Ketiga sarana tersebut dapat menimbulkan kerusakan dan kecelakaan apabila tidak dijaga penggunaannya dengan baik. Gas dapat menimbulkan kecelakaan akibat kebocoran dari sambungan selang atau dari pembakar. Periksa setiap kali akan praktikum. Hindari kran terbuka setelah bekerja. Pipa utama menuju lab harus dilengkapi kran diluar lab dan diketahui oleh staf dan pembimbing praktikum. Sebelum kran utama dibuka, semua kran pada meja praktikum atau bunsen harus ditutup. Air sangat penting untuk mencuci peralatan gelas, pendingin, pemanas dan untuk pemadam api. Kecelakaan terputusnya air dapat menimbulkan kebakaran khususnya jika di lab ada orang yang sedang melakukan destilasi. Sebagaimana penanganan gas, hindarilah kran air dalam keadaan terbuka setelah bekerja. Kelalaian ini dapat menyebabkan banjir. Listrik di lab digunakan untuk penerangan, pemanasan dan sumber tenaga peralatan. Bahaya utama adalah sengatan listrik, hubungan pendek dan loncatan api. Karena itu lab kimia harus selalu diperiksa oleh ahli listrk secara khusus. Staf pengelola lab harus mengetahui jaringan listrik yang ada di labnya. Tuliskan berapa tegangan masing-masing stop kontak (110 V atau 120 V) untuk menghindari rusaknya peralatan yang menggunakan sumber listrik. Padamkan aliran arus listrik
8
setelah selesai bekerja. Kebakaran karena listrik tidak diperbolehkan menggunakan pemadam kebakaran air atau busa karena akan menimbulkan hubungan pendek.
1.5.Perlengkapan Keselamatan Kerja Untuk menciptakan keselamatan kerja faktor penunjang lain yang dipandang penting adalah dipenuhinya bangunan lab yang memenuhi persyaratan juga dilengkapi peralatan keselamatan kerja. Karena laboratorium dipenuhi oleh peralatan dan bahan kimia yang peka terhadap cahaya, maka dipersyaratkan bahwa bangunan lab harus melintang dari timur ke barat. Jenis ruangan yang harus ada adalah ruang praktikum tempat melakukan percobaan, ruang alat, ruang zat, ruang persiapan, ruang timbang, ruang pembimbing praktikum dan ruang asam. Sirkulasi udara harus cukup, karena itu bangunan lab memerlukan banyak jendela atau blower. Pintu minimal 2 buah dan terbuka keluar dan bagian atas pintu harus memakai kaca terang. Ada pintu darurat atau tangga darurat bila terjadi kebakaran. Kapasitas ruang untuk tiap orang adalah kurang lebih 4 m2, jarak antar meja 1,6 m. Panjang, lebar dan tinggi meja mahasiswa beukuran 1,2 m x 0,8 m x 0,8 m. Lemari asam harus menggunakan kaca terang, pintu dapat digeser, terpasang blower berdaya isap tinggi. Pada ruang timbang harus dipasang meja beton. Meubel untuk alat, zat, meja tulis dan kursi sesuai dengan kapasitas lab. Juga tersedia lemari arsip data. Peralatan keselamatan kerja yang tersedia di lab adalah : jas lab( individual), pemadam kebakaran (extinguisher), eyewash station, shower, goggles, face shields, gloves, sound level, stepladers, emergency lights, toxic gas monitor, radiation detectors, reference materials, partikel mask dan fire blanket.
LATIHAN 1. Jelaskan tujuan peraturan - peraturan laboratorium kimia 2. Jelaskan jenis gelas tahan panas 3. Tuliskan penanganan bahan dengan cara yang benar
9
4. Jelaskan kegiatan yang harus dilakukan setelah kegiatan praktikum selesai 5. Sebutkan peralatan keselamatan kerja di laboratorium kimia 6. Jelaskan sumber kebakaran yang dapat terjadi di laboratorium kimia 7. Jelaskan cara menghindari keracunan oleh bahan kimia beracun 8. Jelaskan jenis sampah di laboratorium kimia 9. Jelaskan bahan kimia yang bersifat oksidator 10. Jelaskan pertolongan pertama pada korban terkena aliran listrik
UJI KOMPETENSI 1. Jelaskan tanda bahaya pada bahan 2. Klassifikasikan bahan kimia berdasarkan bahayanya 3. Berikan contoh bahan kimia yang mudah meledak 4. Jelaskan contoh bahan kimia yang mudah terbakar bila kena air 5. Jelaskan cara mengatasi keracunan 6. Sebutkan tiga jenis asam kuat 7. Jelaskan jenis bahan kimia yang korosif (iritan) 8. Jelaskan bahan kimia yang reaktif terhadap asam nitrat 9. Jelaskan aturan pembuangan sampah kimia 10. Jelaskan tiga contoh sampah kimia.
10
BAB II TEKNIK DASAR DALAM ANALISIS KUALITATIF 2.1.Pendahuluan Dalam analisis kualitatif seorang analis perlu trampil dan profesional dalam lingkup keahlian kimia, khususnya analisis kimia. Berbagai teknik yang harus dikuasai diantaranya melarutkan, menguapkan, kristalisasi, destilasi, presipitasi, filtrasi, dekantasi, mengadministrasikan dan memelihara alat-alat dan sarana laboratorium kimia, menggunakan alat-alat kesehatan dan keselamatan kerja, melakukan pengolahan limbah laboratorium kimia, menganalisis bahan makanan, bahan farmasi dan bahan alam. Skala percobaan dalam analisis kualitatif dapat dilakukan dalam analisis makro , bahan yang digunakan berkisar 0,5 – 1,0 g dan volume larutan 20 mL. Dalam Analisis mikro , bahan yang digunakan berkisar 0.01 mg dan volume larutan μL. Untuk analisis semimikro, senyawa yang digunakan berkisar 0.05 – 0.1 mg dan volume larutan sekitar 1 mL.Dalam analisi kualitatif dianjurkan untuk menggunakan mikroanalisis dan semimikroanalisis, hal ini disebabkan efisiensi pemisahan, waktu dan biaya serta limbah yang dibuang dapat lebih mudah dikontrol dan ditangani. 2.2. Teori dasar kimia dalam pembuatan larutan Agar mampu membuat larutan, ada tiga hal pokok yang mesti diperhatikan, yaitu: memahami teori dasar kimia yang meliputi: klasifikasi zat; konsep mol; massa atom dan molekul; massa molar; pengertian larutan; jenis larutan; sifat larutan; indicator; konsentrasi larutan; pengenceran; pembuatan larutan dan penetapan konsentrasi larutan. Kemudian perlu memahami teknik-teknik dasar pembuatan larutan seperti mencuci alat gelas; mengeringkan alat gelas; membilas alat gelas; mengambil dan menuangkan zat; mengetahui bau zat; melarutkan/mengocok; menyaring; memanaskan zat cair; menguapkan dengan penangas; menimbang; mengukur volum, mengencerkan; memeriksa pH dsb. Dilihat dari ujudnya, zat-zat kimia itu ada yang berujud padat, cair dan gas. Zat kimia padatan yang disediakan di laboratorium ada yang berupa lempengan seperti aluminium, butiran seperti timah dan serbuk seperti aluminium, kanji. Ingat ada beberapa zat kimia padatan yang mudah menguap. Zat kimia cairan ada yang larut dalam air seperti asam klorida dan ada yang tidak seperti aseton. Hati-hati beberapa zat kimia cairan mudah menguap. Zat kimia berupa gas misalnya gas nitrogen, gas butane (LPG). Persediaan zat kimia di laboratorium lebih banyak berujud padat dan cair.
2.3. Reaksi pengujian dalam Analisis Kualitatif Pengujian dalam analisis kualitatif dapat dilakukan dengan analisis kering dan analisis basah. Dalam analisis kering dapat dilakukan dengan test pemanasan, test pembakaran melalui pipa tiup, test nyala, test boraks dan test fosfat.Test pemanasan
11
dilakukan dengan menempatkan sampel pada wadah pembakaran yang terbuat dari tabung gelas, kemudian dipanaskan dengan pemanas bunsen dengan menggunakan nyala rendah sampai nyala tinggi sehingga senyawa yang dianalisis akan mengalami pelelehan atau terurai yang disertai adanya perubahan warna sampel atau mengeluarkan gas sebagai hasil reaksi. Pengamatan perubahan ini dilakukan dengan melihat sifat-sifat fisis atau sifat kimia senyawa yang dianalisis. 2.4. Uji Nyala Test nyala merupakan pemeriksaan pendahuluan untuk kation dalam keadaan kering didasarkan pada pembentukan warna senyawa saat dibakar pada nyala bunsen. Nyala bunsen mempunyai konstruksi seperti pada gambar di bawah ini. Alat ini dibuat dari logam. Biasanya dibuat dari besi. A. Lubang dimana gas lampu masuk kedalam lampu bunsen. Masuknya gas dapat diatur dengan suatu klep yang tidak tertera disitu. B. Merupakan pipa yang berlubang pada B yang berguna untuk memasukkan udara. C. Merupakan cincin yang dapat bergerak mengelilingi piapa B.
Pada cincin ini terdapat lubang B. Cincin ini gunanya untuk membuka dan menutup lubang B, guna mengatur udara yang masuk. Lubang biasanya hanya terbuka sedikit untuk mendapatkan nyala api yang tidak berwarna. Cara menyalakan lampu Bunsen 1. Lubang B ditutup dapat dengan cincin C 2. Kran gas dibuka dan gas ini masuk melalui A 3. Gas dinyalakan dengan korek api pada ujung atas dari pipa 4. Cincin C diputar pelan-pelan, sehingga lubang B terbuka sedikit demi sedikit. Api diatur hingga nyalanya menjadi biru
a. Zone oksidasi atas Gas terbakar dengan sempurna, tetapi kelebihan udara sehingga temperatur tidak begitu tinggi b. Temperatur yang tertinggi adalah zone oksidasi bawah. Dalam daerah ini yang terbaik untuk melebur benda-benda c. Zone reduksi atas
12
Dibagian ini terdapat gas-gas yang terbakar tidak sempurna, karena itu sangat baik untuk mereduksi zat-zat d. Tetapi pada zone reduksi bawah sudah tercampur dengan udara dan kekuatan untuk mereduksi kurang kuat. 2.4.1. Test boraks Test boraks didasarkan pada pembentukan warna senyawa yang dibakar di dalam nyala bunsen yang terlebih dahulu dicelupkan ke dalam senyawa boraks Na2B4O7.10 H2O sebagai media. Pada pemanasan akan terbentuk NaBO2 ; B2O3 dan H2O. B2O3 ini dengan garam-garam akan terjadi metaborat yang warnanya karakteristik untuk tiap-tiap logam Cara membuat Mutiara boraks: Batang kawat platina dengan mata mula-mula dipanasi, kemudian lubang dari kawat platina itu diberi boraks, dipanasi perlahan-lahan hingga terjadi mutiara yang jernih. Setelah itu mutiara panas dimasukkan dalam garam yang dibuat halus, kemudian dipanasi. I. Dalam api oksidasi, lihat warna mutiara dalam keadaan panas dan dalam keadaan dingin. II. Dalam api reduksi, lihat warna dari mutiara dalam keadaan panas dan keadaan dingin. Dari warna-warna yang didapat dengan membandingkan dengan tabel dapat ditentukan logam apa yang terdapat disitu. Tabel 2.1.Warna mutiara dingin dalam api oksidasi dan api reduksi Warna mutiara dingin Warna mutiara dalam api oksidasi dalam api reduksi 1.Tidak berwarna abu-abu 2.Biru merah 3.Kuning tak berwarna 4.Coklat merah tak berwarna 5.Hijau hijau
dingin
UNSUR Bi Cu Ni Mn Cr
2.4.2.Test fosfat Test fosfat didasarkan pada pembentukan warna senyawa yang dibakar di dalam nyala bunsen yang terlebih dahulu dicelupkan ke dalam senyawa Na(NH4)HPO4. 4 H2O sebagai media.Karena pemanasan maka akan terurai menjadi NH3 ; H2O dan NaPO3. Test ini biasanya hanya untuk menyelidiki adanya silikat saja. Pada waktu memanasi garam Na(NH4)HPO4. 4 H2O ini memercik – mercik. Karena itu cara membuat mutiara agak sukar, memanasinya harus perlahan-lahan
13
2.5.Reaksi Analisis Basah Reaksi analisis basah dilakukan terhadap senyawa di dalam larutan. Perubahan yang dapat diamati berupa terjadinya endapan, gas yang dikeluarkan dan perubahan warna. Reaksi analisis basah dapat dilakukan dengan menggunakan tabung reaksi, beker glass, erlenmeyer dan spot plate.
14
BAB III ANALISIS KATION GOLONGAN I Kation Golongan I ( Pb2+, Ag+ dan Hg22+) 3.1.Pendahuluan Sesudah cuplikan dilarutkan, mahasiswa dapat mencoba memisahkan kationkation kedalam golongan-golongan. Ini dapat dilakukan dengan skema yang diuraikan pada Tabel 3.1. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar kesalahan-kesalahan dalam analisis kualitatif dapat dihindari adalah: 1. Analisis harus dilakukan dengan sampel dalam jumlah yang banyak,karena banyak waktu akan dihabiskan dengan menyaring endapan dan kesulitan akan dialami dalam mencuci dan melarutkan endapan ini. Maka dianjurkan untuk menggunakan 0.5 – 1 g sampel untuk dianalisis. 2. Uji-uji harus pertama-tama sekali dilakukan menurut urut-urutan yang diberikan. Suatu reagensia golongan akan memisahkan golongannya yang khusus hanya dari golongan-golongan yang berikutnya, dan tidak dari golongan-golongan yang mendahuluinya. Jadi gas H2S dengan adanya HCl 0.4 M akan memisahkan golongan II dari III, IV dan V, tetapi tidak memisahkan golongan II dari golongan I. Maka penting sekali agar satu golongan harus telah sempurna diendapkan sebelum pengendapan golongan selanjutnya dilakukan, kalau tidak endapan-endapan golongan itu akan mencemari ion-ion logam yang berikutnya dan akan diperoleh hasil yang menyesatkan. 3. Kondisi untuk pengendapan dan pelarutan harus diikuti dengan ketat. 4. Semua endapan harus dicuci untuk menghilangkan larutan yang melekat, agar mencegah kontaminasi oleh logam-logam yang tetap tinggal di dalam filtrat, Air cucian yang pertama harus ditambahkan kepada larutan dari endapan yang disaring, sedangkan air cucian yang belakangan boleh dibuang. 5. Jika volume larutan pada salah satu tahap analisis menjadi terlalu besar, volume harus dikurangi dengan penguapan. 6. Semua alat yang digunakan dalam analisis harus bersih benar. Pemakaian alat yang kotor akan mencemari zat-zat yang sedang diselidiki. Tabel 3.1 berikut ini menyajikan pemisahan kation-kation dalam golongangolongan.Jika ada serta anion-anion asam-asam organik, borat, fluorida, silikat dan fosfat. Tambahkan beberapa tetes HCl encer dalam larutan dingin. Jika terbentuk endapan, maka tambahkan HCl encer sampai tidak terjadi pengendapan lebih lanjut. Saring endapan tersebut (1).
15
Tabel 3.1. Skema pemisahan kation-kation dalam golongan-golongan Residu Residu berwarna putih (golongan I ada) Selidiki dengan menggunakan prosedur Pada Tabel 2.
Filtrat Pada filtrat tambahkan 1 mL H 2O2 3% (2) Sesuaikan konsentrasi HCl 0,3 M (3). Panaskan larutan sampai hampir Mendidih, dan jenuhi dengan H2S Dengan tekanan (4) Saring jika terbentuk Endapan ____________________________________ Residu Residu berwarna maka golongan II ada. Selidiki dengan prosedur pada Tabel 3. Pemisahan golongan pada bagian Filtrat Untuk penyelidikan kation golongan III
Beberapa catatan dan keterangan untuk Tabel 3.1 adalah sebagai berikut: 1. Jika zat asli larut sempurna dalam HCl encer, maka jelaslah bahwa tidak ada garam perak merkurium(I). Bila timbal ada, larutan mungkin jernih setiap waktu panas, tetapi PbCl2 akan mengendap setelah larutan didinginkan. Setiap ion Pb2+ yang lolos dari golongan ini, akan diendapkan oleh H2S dalam golongan II. Endapan mungkin terbentuk setelah penambahan HCl kepada larutan-larutan tertentu yang netral atau sedikit asam, bahkan bila tidak ada golongan I. Hal ini dapat terjadi pada keadaan-keadaan berikut ini: Larutan-larutan Sb, Bi, Sn dalam air yang tidak mengandung HCl bebas, mengendapkan oksiklorida setelah penambahan asam dengan berlebihan. Larutan pekat klorida-klorida tertentu, misalnya NaCl dan BaCl2 mungkin membentuk endapan-endapan setelah penambahan HCl dan ini akan melarut setelah diencerkan dengan air. Borat mungkin menghasilkan endapan kristalin putih asam borat, terutama jika asam pekat, disini mungkin hanya terjadi pengendapan parsial. Silikat-silikat mungkin menghasilkan endapan asam silikat yang berarti seperti gelatin. Disini mungkin hanya terjadi penegendapan parsial. Garam tio dan arsenik, stibium dan timah akan memberikan sulfifasulfida yang bersangkutan. 2. Larutan H2O2 ditambahkan untuk mengoksidasikan Sn2+ menjadi Sn4+, jadi pada akhirnya menghasilkan pengendapan SnS 2 sebagai ganti SnS yang
16
seperti gelatin. Kelebihan H2O2 sebaiknya diuraikan dengan mendidihkan, sebelum mengalirkan H2S, kalau tidak maka sedikit S mungkin mengendap. Maka pemisahan berikutnya dari golongan IIA dan IIB dengan memakai larutan KOH dalam air menjadi lebih sempurna, karena SnS 2 melarut seluruhnya sedangkan SnS hanya melarut sebahagian dan KOH 2M. Jika diinginkan untuk memakai ammonium polisulfida dalam pemisahan golongan IIA dan IIB, penambahan H2O2 tidak begitu penting, karena ammonium polisulfida akan mengoksidasi SnS menjadi SnS 2 dan senyawa ini akan melarut sebagai tiostanat, SnS32-. 3. Konsentrasi HCl yang digunakan harus tepat yaitu kira-kira 0,3 M, sebelum mengaliri H2S dengan konsentrasi asam yang lebih tinggi, timbal kadmium, dan timah(II) akan tidak sempurna diendapkan, dan jika keasaman terlalu rendah, sulfida-sulfida dari golongan IIIB (NiS, CoS dan ZnS) mungkin akan mengendap. Salah satu dari dua metode berikut ini dapat dipakai untuk menyesuaikan konsentrasi asam tersebut. Pekatkan larutan sampai volumenya menjadi 10-15 mL dan kemudian dinginkan dan tambahkan larutan NH3 pekat setetes demi setetes dengan pipet tetes, sambil terus diaduk, sampai campuran menjadi bersifat basa (abaikan setiap endapan yang mungkin terbentuk). Masukan HCl encer setetes demi setetes sampai campuran tepat asam (pakai lakmus), kemudian tambahkan 3,0 mL HCl 2M (diukur dengan pipet ukur atau penetes yang telah dikalibrasi) dan encerkan larutan sampai volumenya menjadi 20 mL dengan air suling. Tambahkan 1 tetes larutan indukator lembayung metil dan masukkan HCl encer atau larutan air NH3 encer setetes demi setetes dan dengan terus diaduk sampai warna larutan menjadi hijau kuning. Dianjurkan untuk memakai larutan pembanding yang baru saja dibuat dengan mencampurkan 5 mL natrium asetat 2M dan 10 mL HCl 2M, larutan ini mempunyai pH 0,5M. 4. Untuk mengalirkan H2S ke dalam larutan, maka larutan ditaruh dalam erlenmeyer kecil dengan kapasitas 50 mL. Panaskan larutan sampai hampir mendidih dan alirkan H2S sambil labu dikocok perlahan-lahan dengan gerakan memutar, sampai pengendapan telah sempurna. Kejenuhan biasanya tercapai setelah 2-5 menit. Metode yang terbaik untuk menentukan apakah pengendapan telah sempurna adalah dengan menyaring sebagian kecil larutan dan menguji filtratmya dengan H2S. Jika hanya diperoleh endapan atau suspensi yang putih, ini menunjukkan adanya suatu zat pengoksidasi. Jika suatu zat pengoksidasi ada, misalnya garam permanganat, dikromat atau besi(III), biasanya dengan mengalirkan gas SO2 ke dalam larutan yang panas sampai reduksi telah sempurna, lalu didihkan untuk mengusir SO2 yang berlebih dan kemudian alirkan gas H2S. Keberatan terhadap pemakaian SO2 disebabkan karena sedikit asam sulfat mungkin akan terbentuk, terutama pada pendidihan dan
17
ini mungkin akan mengendapkan sebagian Pb, Sr dan Ba sebagai garam sulfat. Maka terhadap setiap pengendapan yang terbentuk harus diuji terhadap kationkation tersebut. Sulfida-sulfida yang diendapkan dapat dicuci dengan cairan pencuci yang dibuat dengan melarutkan 0,25 g NH4NO3 dalam 5 mL air dan mengolah larutan ini dengan H2S. H2S harus ada dalam cairan pencuci untuk mencegah sebagian sulfida yang basah itu menjadi sulfat. 5. Asam nitrat ditambahkan untuk mengoksidasi besi(II) menjadi besi (III); jika besi (III) dalam zat aslinya sudah ada, besi mungkin telah direduksi oleh H 2S. Cara lain adalah air brom boleh dipakai untuk oksidasi, dan brom yang kelebihan harus dihilangkan dengan pendidihan. Asam-asam organik (dan anion-anionnya) mengganggu jalannya analisis yang normal. Maka dengan adanya asam oksalat, tartarat atau sitrat, penambahan reagensia golongan NH4Cl dan NH3 mungkin akan gagal mengendapkan hidroksida dari Fe, Al dan Cr, selanjutnya dengan adanya asam oksalat dari beberapa logam golongan IIIB,IV dan dari Mg yang tidak larut dalam larutan amoniakal, mungkin akan mengendap pada tahap ini. Maka penting sekali untuk menghancurkan asam-asam organik ini, yang keberadaannya telah ditunjukkan dalam uji pendahuluan, sebelum mengendapkan golongan IIIA. Ini paling baik dilakukan dengan menguapkan menggunakan asam nitrat pekat, sampai residu yang hitam itu teroksidasi sempurna. Residu tidak boleh dipanaskan terlalu keras, karena dapat mengubah setiap Fe, Al atau Cr yang ada dalam bentuk oksida yang sangat sedikit larut dalam HCl pekat. Jika ada asam benzoat atau salisilat, asam bebasnya akan memisah pada penambahan HCl dan karenanya zat-zat ini harus dicari dalam endapan golongan I. Jika sekiranya ada asam salisilat yang lolos ke dalam golongan III, harus berhati-hati ketika menguapkan sampai kering dengan HNO3 pekat, karena asam nitrosalisilat akan meledak pada pemanasan yang keras. 6. Borat dan fluorida dari logam golongan IIIB, IV dan dari Mg tidak larut dalam larutan amoniakal, maka dapat mengendap dalam tahap ini. Anionanion ini dapat dihilangkan dengan menguapkan berulang-ulang dengan HCl pekat. Asam borat akan perlahan-lahan menguap dalam uap air dan hidrogen fluorida menguap bersama HCl yang berlebihan. 7. Asam borat bila sendiri dapat lebih cepat dihilangkan sebagai metil borat, B(OCH3)3 yang mudah menguap. Jika asam borat terdapat banyak maka mungkin diperlukan dua kali pengolahan dengan CH3OH dan HCl. 8. Bila silikat dihilangkan disini, akan dikira sebagai Al(OH) 3 pada pemisahan golongan. Penguapan yang berulang-ulang dengan HCl pekat akan mengubah silikat menjadi silika berhidrat dalam bentuk butiran yang mudah disaring. Endapan ini harus diuji dengan silikon tetrafluorida.
18
Larutan silikat diuraikan oleh HCl encer menjadi asam silikat, yang mungkin memisah sebagian dalam golongan I dalam bentuk seperti gelatin. Yang belum diendapkan dalam golongan I akan diendapkan oleh larutan NH4Cl dalam golongan IIIA. 9. Fosfat dari logam-logam golongan IIIA, IIIB,IV dan dari Mg yang tidak larut dalam air dan dalam larutan amoniakal, dan mungkin mengendap pada tahap ini. 10. Dianjurkan agar suatu bagian kecil filtrat dari golongan III A diuji dahulu dengan sedikit larutan NH3 dan H2S. Jika diperoleh endapan, berarti logamlogam golongan IIIB tidak ada, maka filtrat utama dari golongan IIIA dapat dipakai untuk menguji ke golongan IV.Harus diingat bahwa kondisi-kondisi untuk pengendapan golongan IIIB berbeda dengan kondisi-kondisi untuk golongan II. Pada golongan II, H2S dialirkan ke dalam larutan yang asam dan gas ini hanya larut sedikit sehingga banyak daripadanya lolos keluar dan tidak terserap,kecuali jika dipakai, NiS mungkin mengendap sebagian dan membentuk larutan koloid. Ini sebagian besar tercegah dengan mengalirkan H2S selama 30 – 60 detik, serta menguji kesempurnaan dari pengendapan. 11. Cairan pencuci untuk endapan golongan IIIB boleh terdiri dari 1% NH 4Cl yang ditambahkan larutan ammonium sulfida sebanyak 1% volume. Dengan demikian, oksida dari sulfida-sulfida yang basa menjadi sulfat yang larut sangat dikurangi. 12. Jika larutan atau filtrat dari golongan IIIB berwarna coklat atau gelap, mungkin ada Ni. Larutan yang berwarna gelap itu mengandung NiS koloidal, yang dapat menembus kertas saring. Larutan ini dapat diasamkan dengan asam asetat, lalu dididihkan sampai NiS telah berkonjugasi. 13. Filtrat harus segera diasamkan atau dipekatkan untuk menghilangkan H 2S. Larutan ammonium sulfida bila terkena udara, perlahan-lahan teroksidasi menjadi ammonium sulfat lalu mengendapkan semua Ba dan Sr sebagai BaSO4 dan SrSO4. Alasan lain untuk mengasamkan segera filtrat dari golongan IIIB adalah untuk mencegah penyerapan CO2dari udara yang dapat mengakibatkan terbentuknya ion karbonat yang dapat mengendapkan logamlogam golongan IV. 14. Filtrat dari golongan IIIB akan mengandung garam-garam ammonium dengan konsentrasi yang sangat tinggi. Konsentrasi ion-ion amonium ini jauh lebih besar dari pada yang perlu untuk mencegah pengendapan Mg(OH) 2, dan juga mungkin mengakibatkan pengendapan yang tidak sempurna dari karbonatkarbonat golongan IV. Efek yang terakhir ini disebabkan oleh kesetimbangan reaksi sebagai berikut ini: NH4+ + CO32- ↔ NH3 + HCO3-
19
Hal ini dapat mengurangi konsentrasi ion CO32- bebas dalam larutan yang mengandung ion-ion ammonium. Oleh sebab itu sebagian besar garam-garam ammonium harus dihilangkan terlebih dahulu. Ini dapat dilakukan dengan penguapan sederhana, atau dengan penambahan HNO3 pekat seperti yang dianjurkan. Garam ammonium akan terurai pada suhu yang lebih rendah dari pada yang diperlukan untuk penguapan. NH4+ + HNO3 ↔ NO2 + H+ + 2 H2O 15. Larutan ammonium karbonat ini mengandung banyak ammonium hidrogen karbonat, NH4HCO3 dan oleh karena itu akan membentuk hidrogen karbonat yang larut dengan logam alkali tanah , kecuali bila ada larutan ammonia berlebihan. Ketika mengendapkan kation golongan IV, larutan harus panas untuk menguraikan setiap hidrogen karbonat yang terbentuk, namun larutan tidak boleh dididihkan, karena dapat terjadi reaksi berikut ini: MCO3 + 2 NH4+ ↔ M2+ + 2 NH3 + CO2 + H2O Reaksi akan bergeser ke kanan sewaktu NH3 dan CO2 menghilang. Ammonium karbonat yang berlebihan juga akan terurai pada temperatur diatas 600C. 2 NH4+ + CO32- ↔ 2 NH3 + CO2 + H2O 16. Kelarutan dari senyawa CaCO3 , SrCO3 dan BaCO3 dalam larutan garamgaram ammonium, filtrat dari golongan IV akan mengandung sejumlah yang sangat kecil ion-ion logam alkali tanah, nila logam-logam ini ada. Oleh karena logam golongan IV dapat mengganggu sampai batas tertentu pada uji nyala terhadap Na, dan K dan terhadap uji Na2HPO4 terhadap Mg maka dianjurkan agar filtrat dari golongan IV dipanaskan dengan 1 mL larutan (NH 4)2SO4 dan larutan (COONH4)2 dan disaring dari setiap endapan yang terbentuk.
3.2.Pemisahan dan Identifikasi Kation-kation Golongan I Residu sesudah penyaringan endapan yang terdiri dari asam klorida encer mungkin mengandung ion-ion Pb2+ ; Ag+ ; Hg22+ . Pemisahan dan identifikasinya dapat dilakukan menurut skema yang diperlihatkan pada Tabel 2. Endapan mungkin mengandung PbCl2 ; AgCl ; dan Hg2Cl2 . Cucilah endapan di atas saringan, mula-mula dengan 2 mL HCl 2 M, lalu 2 – 3 kali dengan air dingin 1 mL setiap kalinya, dan buang air cucian. Pindahkan endapan ke sebuah gelas piala atau ke tabung pendidihan dan didihkan dengan 5 – 10 mL air. Saring dalam keadaan panas (1).
20
Tabel 3.2. Pemisahan dan identifikasi kation-kation golongan I Residu Filtrat Mungkin mengandung AgCl ; dan Hg2Cl2.Cuci Mungkin mengandung PbCl2.Dingin endapan beberapa kali dengan air panas, sam- kan bagian larutan maka diperoleh pai air cucian tidak memberikan endapan endapan kristalin putih PbCl2 jika dengan larutan K2CrO4. Ini menjamin hilang Pb ada nya Pb dengan sempurna. Tuang 3 – 4 mL NH3 encer panas di atas Bagi filtrat menjadi 3 bagian: endapan dan tampung filtratnya (2) ------------------------------------------------------Residu Filtrat 1.Tambahkan larutan K2CrO4.Terben ------------------------------------------------------tuk endapan kuning PbCrO4 yang Jika hitam, terdiri dari Mungkin mengandung tidak larut dalam asam asetat (e) Hg(NH2)Cl + Hg (3) [Ag(NH3)2+. Bagi larut- 2.Tambahkan larutan KI maka akan Hg22+ ada (4) an menjadi 3 bagian: terbentuk endapan kuning dari PbI 2 1.Asamkan dengan yang larut dalam air mendidih menHNO3 encer.Endapan jadi larutan tidak berwarna yang putih AgCl mengendap menjadi krital kuning 2.Tambahkan beberapa pada keadaan dingin tetes larutan KI. 3.Tambahkan H2SO4 encer maka endapan kuning terbentuk endapan putih dari muda AgI. PbSO4 yang dapat larut dalam 3.Tambahkan beberapa amonium asetat tetes reagensia Rodanida.Ag ada Catatan dan penjelasan dari pemisahan dan identifikasi kation-kation golongan I: 1.Ion-ion timbal, perak dan merkurium(I) masing-masing diendapkan oleh HCl encer sebagai klorida yang tidak larut, yaitu sebagai PbCl2 ; AgCl ; dan Hg2Cl2. Klorida dari logam-logam umum lainnya semua larut. Diantara endapanendapan ini, PbCl2 larut dalam air mendidih, sedangkan AgCl ; dan Hg2Cl2 tidak larut. Maka ekstraksi endapan dengan air panas dapat memisahkan PbCl2. Uji-uji identifikasi untuk ion timbal adalah sebagai berikut: Pb2+ + CrO42- → PbCrO4 (s) 2.AgCl dapat larut dalam larutan NH3 encer, menghasilkan ion kompleks yang larut [Ag(NH3)2]+. Kompleks ini diuraikan baik oleh larutan HNO3 encer maupun oleh larutan KI dengan masing-masing mengendapkan garam AgCl dan AgI yang tidak larut. AgCl + 2 NH3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl-
21
[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2 H+ → AgCl ↓ + 2 NH4+ [Ag(NH3)2]+ + I- →
AgI ↓ + 2 NH3
Reagensia rodanida memberikan endapan dengan larutan [Ag(NH3)2]+. Dengan demikian setiap gangguan dari merkurium dan tembaga(I) telah dihapuskan. 3.Pengubahan Hg2Cl2 oleh larutan NH4OH encer menjadi campuran hitam yang tidak larut yaitu senyawa merkurium amido klorida, Hg(NH2)Cl, dan merkurium yang berbutir halus. Hg2Cl2 ↓ + 2 NH3 → Hg(NH2)Cl + Hg ↓ + NH4+ + ClAir raja mengubah campuran hitam ini menjadi HgCl2, dan merkurium (II) dideteksi dengan larutan SnCl2. HgCl2↓ + Sn2+ → Hg2Cl2 ↓ + Sn4+ + 2ClHg2Cl2 ↓ + Sn2+ → 2Hg ↓ + Sn4+ + 2Cl4.Ini adalah suatu uji yang memastikan terhadap merkurium(I). Bisa dipastikan lebih lanjut dengan melarutkan endapan dalam 3 – 4 mL air raja yang mendidih, mengencerkannya, menyaringnya jika perlu dan menambahkan larutan SnCl2. 5.Jika Hg ada dalam jumlah cukup banyak dan Ag belum dideteksi, mahasiswa dapat melakukan uji pemastian terhadap Hg dengan larutan NH3 encer. Saring, jika perlu tambahkan HNO3 encer kepada larutan. Endapan putih AgCl akan terbentuk jika ada Ag dalam junlah sedikit. LATIHAN 1. Sebutkan nama-nama kation golongan I, dan jelaskan sifat-sifat yang mendasari sehingga kation-kation tersebut dikelompokkan menjadi golongan I. 2. Tuliskan skema pemisahan kation-kation golongan I, gunakan flow chart untuk menjelaskan pemisahan satu kation dengan kation yang lain sampai semua kation dapat dipisahkan. 3. Jelaskan kesalahan-kesalahan yang harus dihindari dalam pemisahan ion-ion logam kedalam golongan-golongan. 4. Tuliskan reaksi identifikasi kation golongan I, untuk ion Pb2+
22
5. Tuliskan reaksi identifikasi kation golongan I, untuk ion Ag + 6. Tuliskan reaksi identifikasi kation golongan I, untuk ion Hg22+ 7. Jelaskan bagaimana cara memisahkan endapan PbCl2 dengan endapan AgCl dan Hg2Cl2 8. Jelaskan bagaimana cara memisahkan endapan AgCl dengan Hg 2Cl2 9. Pengubahan Hg2Cl2 oleh larutan NH4OH encer akan menjadi campuran yang berwarna hitam yang tidak larut. Tuliskan reaksi yang terjadi. 10.Tuliskan reaksi identifikasi adanya ion Hg22+ dalam bentuk endapan Hg2Cl2 Dengan larutan SnCl2.
UJI KOMPETENSI 1.Dalam pemisahan kation-kation dalam golongan-golongan maka sering terjadi kesalahan-kesalahan. Jelaskan beberapa kesalahan yang sering terjadi terutama dalam pemisahan katio-kation dalam golongan II. 2.Tuliskan skema pemisahan kation dalam golongan –golongan sampai pada golongan II saja. 3.Tuliskan skema pemisahan kation gologan I secara lengkap. 4.Bagaimana cara memisahkan endapan PbCl2 dengan endapan AgCl dan Hg2Cl2 Tuliskan reaksi yang terjadi 5.Jelaskan bagaimana cara memisahkan endapan AgCl dengan Hg 2Cl2. Tuliskan reaksi yang terjadi. 6.Tuliskan reaksi identifikasi untuk kation-kation berikut ini: a. Pb2+ b. Ag+ c. Hg22+
23
BAB IV ANALISIS KATION GOLONGAN II Hg2+, Bi3+, Pb2+, Cu2+ dan Cd2+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ dan Sn4+ 4.1.Pendahuluan Kation golongan II terdidi dari: Hg2+, Bi3+, Pb2+, Cu2+ dan Cd2+, Sb3+, Sb5+, 2+ Sn dan Sn4+. Kation-kation golongan II diendapkan sebagai endapan sulfida dalam suasana asam kuat. Dalam pengendapannya sulfida dengan mudah dipisahkan menjadi dua golongan pada dasarnya CuS, Bi2S3, CdS, HgS dan PbS tidak larut dalam larutan basa, akan tetapi SnS2 dan Sb2S3 memiliki kecendrungan membentuk ion kompleks hidrokso yang larut, Sn(OH)62- dan Sb(OH)4-. Sulfida dari tembaga, bismut, kadmium dan timbal larut dengan asam nitrat, sedangkan HgS tidak. Selanjutnya larutan ini dibasakan dengan amonia dan membentuk kompleks Cu(NH3)42+ dan Cd(NH3)42+, sedangkan Bi3+, Pb2+ mengendap sebagai hidroksida dan garam basa. Dengan hadirnya Cu larutan berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)42+dan ion logam direduksi oleh hidrosulfit menjadi logam Cu, sedangkan kadmium diendapkan menjadi CdS yang berwarna kuning. Endapan dari HgS larut dengan air raja. Kehadiran dari merkuri dapat diidentifikasi dengan mereaksikannya dengan logam tembaga dan larutan kalium jodida. Larutan yang mengandung Sn(OH)62- dan Sb(OH)4- dalam suasana asam, akan mengendapkannya sebagai sulfida dari SnS2 dan Sb2S3. Setelah dilarutkan dengan asam, sebahagian dari larutan direduksi dengan logam Al menjadi Sn2+ dan selanjutnya dengan HgCl2 akan membentuk Hg dan Hg2Cl2. 4.2. Reaksi – reaksi spesifik dari ion tembaga Asam sulfida.: ion tembaga dengan hidrogen sulfida membentuk endapan CuS yang berwarna hitam, reaksi yang terjadi sbb: Cu2+ + H2S → CuS ↓ + 2 H+ CuS tidak larut dalam asam,basa dan tidak seperti sulfida lainnya, tetapi larut dengan HNO3 6 M panas dengan reaksi sbb: 3 CuS ↓ + 2 NO3- + 8 H+ → 3 Cu2+ + 2 NO + 3 S↓ + 4 H2O Natrium hidroksida : dengan reagent ini dihasilkan endapan biru terang dari Cu(OH)2 dan bila dilarutkan dengan NaOH yang pekat dapat membentuk larutan kompleks dari Cu(OH)42-. Ammonia: penambahan amonia pada endapan Cu(OH) 2 akan menghasilkan larutan biru gelap dari ion kompleks tembaga(II): Cu(OH)2 ↓ + 4 NH3 ↔ Cu(NH3)42+ + 2 OH-
24
Kalium ferosianida: dengan hadirnya reagensia ini, menghasilkan endapan merah coklat dari Cu2[Fe(CN)6] 2 Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6] ↓ Kalium Jodida:bila larutan ini ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung ion tembaga, maka reaksi redoks akan terjadi, membentuk warna coklat dari I2 dan endapan putih dari tembaga jodida 2 Cu2+ + 4 I- → 2 CuI↓ + I2 Pengoksidasi dan pereduksi: ion kupri sangat mudah direduksi menjadi ion logam, seperti halnya ion besi dan seng. Juga dapat direduksi dengan hidrosulfit atau ion dithionit, S2O42-, lebih dahulu menjadi kupro selanjutnya menjadi logam tembaga Cu2+ + S2O42- + 4 H2O → Cu + 2 SO32- + 2 NO↑ + 4 H+ 4.3. Reaksi – reaksi spesifik dari ion Bismut Hidrogen sulfida: bismut dengan H2S membentuk endapan berwarna coklat gelap dan tidak larut dalam asam dan basa dalam suasana dingin, tetapi dalam HNO3 6M panas dan 12 M HCl dapat larut. Juga tidak larut di dalam larutan NaOH. Air: jika larutan garam bismut ditambahkan air dalam jumlah yang besar maka akan terjadi endapan putih dari garam bismut. Bi3+ + Cl- ↔ BiOCl ↓ + 2 H+ Natrium hidroksida dan amonia: dengan larutan basa dihasilkan endapan bismut hidroksida, yang mana endapan ini tidak larut dengan kelebihan reagen.Hidroksida ini larut dengan asam kuat yang pekat. Pengoksidasi dan pereduksi: ion bismut dapat direduksi menjadi logam dengan larutan Sn2+. Reaksi yang terjadi adalah sbb: 2 Bi3+ + 3 Sn2+ → 2 Bi↓ + 3 Sn4+ Akan tetapi dalam larutan basa, Bi(III) dengan kelebihan hidroksida dan adanya Sn2+ dan Sn4+ akan membentuk kompleks Sn(OH)42- dan Sn(OH)62- : 2 Bi(OH)3 ↓ + 3 Sn(OH)42- → 2 Bi↓ + 3 Sn(OH)62Terbentuknya logam bismut yang berwarna hitam sering sekali digunakan
25
untuk menentukan adanya bismut. Bismut larut di dalam HNO3 6 M panas dan 18 M H2SO4 panas. 4.4. Reaksi – reaksi spesifik dari ion Merkuri Asam sulfida: dengan adanya H2S, Hg2+ akan membentuk endapan hitam dari HgS . Dengan 6 M HNO3 panas atau 6 M HCl panas, HgS tidak dipengaruhi, akan tetapi akan membentuk kompleks HgS22- di dalam NaOH 6 M panas. Merkuri sulfida juga larut di dalam air raja. HgS↓ + 12 Cl- + 2 NO3- + 8 H+↔ 3 HgCl42- + 2 NO↑ + 3 S↓ + 4 H2O Natium hidroksida: dengan reagensia ini diperoleh endapan kuning dari HgO, yang tidak larut dengan kelebihan basa, tetapi dengan kelebihan asam larut. Kalium Jodida: ion Hg2+ bereaksi dengan ion jodida menghasilkan endapan merah dari HgI2, yang larut dengan mudah dengan kelebihan reagen membentuk ion kompleks HgI42- yang tidak berwarna. Amonia: terbentuk endapan putih yang sangat cepat larut dengan garam basa amido seperti HgNH2Cl, akan tetapi tidak larut dengan kelebihan reagensia. Garam ini larut dalam asam HgNH2Cl ↓ + 2 H+ + Cl- ↔ HgCl2 + NH4+ 4.5. Reaksi – reaksi spesifik dari ion Kadmium Asam sulfida: dengan H2S membentuk endapan kuning dari CdS. Sulfida ini sangat cepat larut dengan larutan klorida, bromida dan jodida membentuk kompleks. Sulfida ini juga larut di dalam HNO3 6 M panas dan 6M H2SO4 panas CdS+ 2 H+ ↔Cd2+ + H2S CdS tidak larut di dalam larutan NaOH Natrium hidroksida: endapan putih dari Cd(OH)2 akan dihasilkan yang tidak larut dengan kelebihan reagensia. Amonia: mula-mula dihasilkan endapan Cd(OH) 2 , yang akan larut dengan kelebihan amonia membentuk ion kompleks Cd(NH3)42+ yang tidak berwarna. Pengoksidasi dan pereduksi: logam kadmium adalah pereduksi yang baik.Dengan menggunakan 6 M HNO3 panas, kadmium juga larut dengan lambat di dalam HCl dan H2SO4.
26
4.6. Reaksi – reaksi spesifik dari ion Sn(II) dan Sn(IV) Asam sulfida:dengan H2S membentuk endapan coklat dari SnS dan endapan kuning dari SnS2. Dengan NaOH yang mengandung ion S2-, endapan ini larut, dengan larutan HCl akan membentuk ion kompleks kloro dan hidrokso. Sn(IV) membentuk kompleks oksalato yang stabil SnS2 tidak larut di dalam NaOH, tetapi larut di dalam 6 M HCl, membentuk ion kompleks SnCl42-. Natrium hidroksida: dengan reagensia ini dihasilkan endapan putih Sn(OH)2 atau Sn(OH)4 dari larutan Sn(II) dan Sn(IV). Kedua senyawa ini dengan cepat larut membentuk kompleks Sn(OH) 42- dan Sn(OH)62- dengan kelebihan reagen. Amonia: dalam NH3 dibentuk hidroksida yang putih yang tidak larut dengan kelebihan reagen. Pereduksi: di dalam larutan HCl logam besi atau aluminium akan mereduksi Sn(IV) menjadi Sn(II) 2 Al↓ + 3 SnCl62- → 2 Al3+ + 3 SnCl42- + 6 Cl4.7. Reaksi – reaksi spesifik dari ion Sb(III) dan Sb(V) Asam sulfida: Dibawah kondisi asam sedang, H2S aion Sb(III) dan Sb(V) akan membentuk endapan merah oranye dari Sb2S3 dan Sb2S5. Sulfida ini larut di dalam NaOH panas dan HCl 6 M panas, karena membentuk kompleks hidokso dan kloro yang stabil. Air: larutan Sb(III)klorida di dalam HCl membentuk garam SnOCl putih yang tidak larut, bila ditambahkan air berlebih.Reaksi ini mirip dengan apa yang diperlihatkan oleh larutan garam bismut. Untuk membedakan keduanya adalah dengan menggunakan asam tartarat, garam bismut tidak larut sedangkan antimon larut 2 SbOCl↓ + 3 C4H4O62- + 4 H+ ↔ Sb2(C4H4O6)3 + 2 H2O + 2 ClNatrium hidroksida: endapan putih dari hidroksida yang bersifat amfoter dan dengan mudah larut dengan kelebihan hidroksida atau asam kuat. Amonia: dihasilkan endapan garam basa dengan larutan antimon, garam ini tidak larut dengan kelebihan NH3, akan tetapi larut di dalam asam atau basa kuat.
27
4.8. Prosedur Analisis kation Golongan II Cu2+, Bi3+, Cd2+, Hg2+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, (Pb2+) H2O2 Cu2+, Bi3+, Cd2+, Hg2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, (Pb2+) HCl, tioacetamida CuS, Bi2S3, CdS, PbS, HgS, SnS2, Sb2S3, Sb2S5 NaOH CuS, Bi2S3, CdS, PbS, HgS HNO3 Cu2+, Bi3+, Cd2+,Pb2+
HgS HNO3, HCl HgCl42KI HgI2 oranye
NH 3 Bi(OH)3, garam Pb
Cu
HCl
Hg mengkilap
PbCl2 NaC2H3O2
2-
Sn(OH)6 ,Sb(OH)4
Cu(NH3)42+,Cd(NH3)42+,biru Na2S2O4 Bi3+ H2O
Cu coklat
-
Pb(C2H3O2)2
BiOCl putih
Cd(NH3)42+
NaOH,SnCl2
tioacetamida
HCl H2SO4 SnS2, Sb2S3
PbSO4,putih
HCl
Bi, hitam
CdS,kuning
SnCl62-, SbCl63NaOH, asam oksalat tioasetamida
Al Sn2+ HgCl2
Sb2S3 merah-oranye Hg2Cl2,putih, Hg hitam
28
LATIHAN 1.Sebutkan nama-nama kation golongan II 2.Jelaskan langkah-langkah pemisahan kation golongan II dengan skema 3.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Pb2+ 4.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Hg2+ 5.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Cd2+ 6.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Cu2+ 7.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Bi3+ 8.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Sn2+ 9.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Sn4+ 10.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Sb3+ 11.Tuliskan reaksi identifikasi dari ion Sb5+
UJI KOMPETENSI 1.Dengan melarutkan endapan golongan II dengan larutan NaOH, maka sulfidasulfida dari Sb dan Sn melarut, sedangkan sulfida-sulfida dari Hg, Pb, Bi, Cu dan Cd tidak larut. Tuliskan reaksinya secara lengkap. 2.Jelaskan reagen apa yang digunakan untuk memisahkan endapan HgS terhadap endapan PbS, Bi2S3, CuS dan CdS. Tuliskan reaksinya secara lengkap. 3.Tuliskan reaksi identifikasi dari kation-kation berikut: a. Sb3+ b. Cu2+ c. Pb2+ d. Bi3+ e. Cd2+ 4.Jelaskan disertai dengan reaksi bagaimana dapat membedakan Bi3+ dengan Sb3+ 5.Jelaskan disertai reaksi, yang mana dari hidroksida Cu(OH) 2, Cd(OH)2, Bi(OH)3 dan Pb(OH)2 yang larut dengan kelebihan : a. NH3 b. NaOH
29
6.Jelaskan mengapa: a. Dengan penembahan H2S dalam larutan asam dapat memisahkan kation golongan II dengan kation golongan III b. Tidak seperti CuS, SnS2 larut di dalan larutan basa kuat
30
BAB V ANALISIS KATION GOLONGAN III
5.1.Pendahuluan Kation golongan III semuanya membentuk endapan dalam larutan buffer amonia/amonium klorida yang mengandung H2S dalam bentuk tioasetamida. Golongan ini disebut sebagai kelompok hidrogen sulfida basa, atau golongan besialuminium. Semua kation yang tidak mengendap dalam analisis kation golongan I dan golongan II melalui penambahan HCl dan H2S dalam suasana dingin akan mengendap dalam golongan ini. Senyawa sulfida golongan III memiliki hasil kali kelarutan (Ksp) lebih besar di banding senyawa sulfida golongan II, sehingga untuk membentuk endapan dibutuhkan kosentrasi S2- yang lebih tinggi dalam suasana basa (pH sekitar 9,0). Dua kation dalam golongan III, yaitu Aluminium dan Kromium membentuk endapan hidroksida yang sedikit larut dalam air. Kehadiran ion hidroksida di dalam larutan amonia telah mencukupi untuk dapat mengendapkan hidroksida sehingga kation akan mengendap sempurna dalam bentuk hidroksida. Yang menjadi pertanyaan adalah mengapa yang mengendap itu adalah hidroksida dan bukan sulfida ?.Hal ini disebabkan kesetimbangan ion terkecil yang terdapat di dalam larutan itu sendiri. Dalam tahapan pemisahan melalui pembentukan endapan, hanya ion Magnesium yang membentuk hidroksida, akan tetapi hidroksidanya lebih mudah larut bila dibandingkan dengan aluminium dan krom, sehingga dalam pembentukan endapannya sangat diperlukan konsentrasi OH - lebih tinggi dengan kehadiran ion NH4+. Senyawa kompleks dari kation golongan III umumnya membentuk warna yang bervariasi disebabkan oleh bilangan oksidasi yang berbeda-beda, terutama oleh orbital d yang belum terisi penuh. Senyawa kompleks yang bervariasi warna ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya kation golongan III. Akan tetapi harus diingat bahwa identifikasi berdasarkan warna saja tidak cukup, karena dapat memberikan hasil identifikasi yang salah.
31
5.2.Skema Analisis Kation Golongan III Fe2+,Fe3+, Al3+, Zn2+, Mn2+, Cr3+, Co2+, Ni2+, (Cd2+) NH4Cl; NH3; tioasetamida
(1)
FeS, Al(OH)3, ZnS, MnS, Cr(OH)3, CoS, NiS, CdS
HCl CoS, NiS HCl, HNO3 Co2+, Ni2+
(2)
Fe3+, Al3+, Zn2+, Mn2+, Cr3+, Ni2+, ,Cd2+ Ni2+, NaClO; NaOH; NH3 (6)
(3)
CrO42-, Al(OH)4-, Zn(OH)42-
Fe(OH)3, MnO2, Ni(OH)2, Cd(OH)2
NH4SCN (4)
Co(SCN)42biru
dimetilglyoksim (5) H2SO4 (7)
HC2H3O2 NH3
NiC8H14N4O4 merah-ros
Fe3+, Ni2+, Cd2+
MnO2
CrO42,Zn(NH3)42+
Al(OH)3 H2SO4 (8)
(13)
(10) KSCN
H2O2
NH3 (10)
HC2H3O2
FeSCN2+ , merah
2+
Mn
BaCl2 (15)
Catecol (14) violet BaCrO4
Al3+ kompleks biru
HNO3 NaBiO3
(9)
HNO3 (16) Cr2O72-
MnO4ungu H2O2
Fe(OH)3 coklat
Ni(NH3)6
2+
Cd(NH3)4
tioasetamida (12) dimetilglyoksim (11) NiC8H14N4O4 merah-ros
CdS kuning
CrO5 biru
2+
Zn(NH3)42+ K4Fe(CN)6 K2Zn3[Fe(CN)6]2, hijau NaOH, HCl K2Zn3[Fe(CN)6]2 , hijau
(17)
32
5.3.Prosedur Analisis Kation Golongan III Tahap 1. Larutan hasil pemisahan kation golongan II dimasukkan kedalam gelas kimia 50 mL, kemudian dipanaskan sampai mendidih untuk menghilangkan ion sulfida dalam bentuk asam sulfida , lalu ditambahkan 1 mL NH4Cl dan aduk. Tambahkan tetes demi tetes 6 M NH3 sampai larutan bersifat basa (pakai lakmus) selanjutnya lebihkan 0,5 mL 6 M NH3. Kemudian tambahkan 1 mL 1 M tioasetamida, aduk dengan baik , tempatkan dalam penangas air selama 5 menit, setelah 2 menit warna endapan berhenti berubah. Sentrifus larutan, lalu dekantasi, tambahkan beberapa tetes 1 M asetamida ke dalam cairan, panaskan beberapa menit dalam penangas air. Periksa endapan sebagai golongan III dan filtrat simpan untuk golongan IV.Cuci endapan dengan 1 mL NH4Cl 1 M, 2 mL air dan beberapa tetes 6 M NH3, aduk dengan baik dan sentrifus. Buang air cucian. Tahap 2. Endapan dari tahap 1 yang mengandung sulfida atau hidroksida kation golongan III, tambah 1 mL 6 M HCl dan 1 mL air. Campur, didihkan beberapa menit, residu hitam sebagian besar menunjukkan adanya CoS dan NiS. Tambahkan 1 mL air, aduk dan masukkan ke dalam tabung. Sentrifus dan dekantasi ,cairan mungkin mengandung Al3+, Fe2+, Zn2+, Cr3+ dan Mn2+, sama baiknya dengan Ni2+dan Cd2+, masukkan ke dalam tabung (label 2). Cuci padatan dengan 1 mL 6 M HCl dan 2 mL air. Sentrifus dan buang air cucian. Tahap 3. Endapan dari tahap ke 2, tambahkan 0,5 mL 6 M HCl dan 0,5 mL 6 M HNO3.Putar dan tempatkan dalam tabung reaksi di dalam penangas air beberapa menit.Endapan akan larut, tambahkan 2 mL air dan campur dengan baik. Tahap 4.Konfirmasi adanya ion kobal Sedikit larutan dari tahap 3 masukkan ke dalam tabung reaksi, tambahkan 1 mL larutan NH4SCN jenuh di dalam etanol. Jika kobal ada akan terbentuk larutan biru dari Co(SCN)42 -. Sebagian dari larutan ini tambah NaOH 6 M tetes demi tetes, hingga terbentuk endapan, Aduk, kemudian tambah 0,5 mL asam asetat untuk
33
melarutkan endapan. Ke dalam larutan ini tambahkan 0,4 g KNO2 padat dan aduk. Endapan kuning dari K3Co(NO2)6 dalam beberapa menit menunjukkan adanya kobal. Tahap 5.Konfirmasi adanya ion nikel. Sebagian larutan dari tahap 4 tambah 0,5 mL reagen dimetilglyoksim. Endapan merah-ros menunjukkan hadirnya Ni. Tahap 6. Larutan dari tahap 2 tambah 6 M NaOH tetes demi tetes sampai larutan basa dan lebihkan 0,5 mL. Masukkan kedalam gelas kimia 50 mL, didihkan 2 menit, aduk dan tambah 1 mL 1 M NaClO, aduk selama 30 detik. Pindahkan ke dalam tabung dan sentrifus. Dekantasi, cairan mungkin mengandung Al(OH)4 -, Zn(OH)42- dan CrO42(buat label 6). Cairan yang berwarna kuning, menunjukkan hadirnya kromium. Cuci padatan dua kali dengan 2 mL air dan 0,5 mL 6 M NaOH, sertifus dan buang air cucian. Tahap 7. Endapan dari tahap ke 6, mungkin mengandung Fe(OH) 3, MnO2, Ni(OH)2 dan Cd(OH)2 , tambahkan 1 mL air dan 1 mL 3 M H2SO4. Putar dan panaskan beberapa menit dalam penangas air, sentrifus padatan yang tidak larut mungkin mengandung MnO2. Dekantasi cairan, mungkin mengandung Fe3+, Ni2+, Cd2+, masukkan ke dalam tabung (label 7). Cuci endapan dengan 2 mL air dan 1 mL 6 M H 2SO4 sentrifus dan buang air cucian. Tahap 8. Endapan dari tahap 7, tambahkan 1 mL air dan 1 mL 3 M H2SO4, putar dan kemudian tambahkan 1 mL 3% H2O2. Letakkan tabung di dalam penangas air beberapa menit.Endapan akan larut dengan cepat setelah diaduk dengan kemungkinan sejumlah kecil ada residu. Tahap 9. Konfirmasi adanya ion mangan. 1 mL cairan dari tahap 8 masukkan kedalam tabung dan tambahkan 1 mL 6 M HNO3. Tambahkan 0,4 g NaBiO3 padat dengan spatula, aduk dengan baik, lebihkan sedikit bismutat. Campur dan sentrifus. Jika ada warna ungu, ini berarti terbentuk MnO4-, yang berarti Mangan positif.
34
Tahap 10. Konfirmasi hadirnya ion besi Sedikit cairan dari tahap 7, tambahkan 2 mL air dan 2 atau 3 tetes 0,5 M KSCN. Pembentukan warna merah dari larutan FeSCN2+ menunjukkan hadirnya Fe. Tahap 11.Alternatif konfirmasi adanya ion nikel Larutan dari tahap 10 mungkin mengandung Ni(NH3)62+ dan Cd(NH3)42+. Setengah dari larutan ini tambah 0,5 mL dimetilglyoksim. Pembentukan warna merah – ros menunjukkan adanya nikel. Tahap 12.Alternatif konfirmasi hadirnya ion kadmium Jika kadmium tidak ditemukan pada golongan II, sebagian larutan dari tahap 10, tambahkan 6 M asam asetat hingga larutan bersifat asam (pakai lakmus). Kemudian tambahkan 1 mL tioasetamida dan letakkan tabung dalam penangas air. Jika kadmium hadir, endapan kuning dari CdS akan terbentuk dalam beberapa menit. Tahap 13. Kembali ke larutan dari tahap 6, tambahkan 6 M asam asetat aduk hingga larutan bersifat asam. Jika mungkin didihkan larutan hingga 3 mL. Ke dalam tabung reaksi ini tambahkan 6 M NH3 tetes demi tetes, tambahkan berlebih 0,5 mL. Aduk sampai tercapai kesetimbangan. Jika aluminium hadir, akan terbentuk endapan gelatin dari Al(OH)3 yang berwarna kuning. Sentrifus, padatan keluarkan, larutan dekantasi, mungkin mengandung CrO42- dan Zn(NH3)42+. Tahap 14.Konfirmasi hadirnya ion aluminium. Cuci endapan pada tahap 13 dengn 3 mL air sekali atau dua kali, selagi tabung dipanaskan dalam penangas air, aduk dengan baik. Sentrifus dan buang air cucian. Larutkan endapan dengan 2 tetes 6 M asam asetat. Tambahkan 3 mL 2 tetes reagen katekol violet dan aduk. Jika aluminium hadir larutan akan segera berwarna biru. Tahap 15. Jika larutan pada tahap 13 kuning, kemungkinan krom ada, jika tidak berwarna berarti krom tidak ada.. Untuk meyakinkan bahwa ada krom, tambahkan 0,5 mL 1 M BaCl2. Jika terbentuk endapan kuning dari BaCrO4 berarti krom ada, bisa jadi endapan ini bercampur dengan endapan putih dari BaSO4.Letakkan tabung dalam
35
penangas air beberapa menit, sentrifus , dekantasi cairan ke dalma tabung. Cuci endapan dengan 2 mL air, sentrifus dan buang air cucian. Step 16. Konfirmasi hadirnya ion krom Endapan pada tahap 15, tambahkan 0,5 mL 6 M HNO3 dan putar untuk melarutkan BaCrO4. Tambahkan 1 mL air, aduk, larutan oranye dan tambahkan 2 tetes 3% H2O2. Larutan biru yang terbentuk menunjukkan hadirnya ion krom. Step 17. Konfirmasi hadirnya ion seng. Jika anda rasa krom hadir, gunakan larutan pada tahap 15. Jika anda yakin krom tidak ada, gunakan larutan dari tahap 13. Buat larutan menjadi bersifat asam dengan menambahkan tetes demi tetes 6 M HCl. Tambahkan 3 tetes berlebih, kemudian 3 tetes 0,2 M K4Fe(CN)6, dan aduk. Jika seng hadir akan terbentuk endapan warna hijau dari K2Zn3[Fe(CN)6]2. Sentrifus endapan, dekantasi cairan, dan buang air cucian. Tambahkan 5 tetes 6 M NaOH ke dalam endapan dengan cepat endapan akan larut, aduk, jika mungkin panaskan dalam penangas air. Jika residu tidak larut, sentrifus dan dekantasi cairan ke dalam tabung. Ke dalam cairan ini tambahkan 0,5 mL air dan 6 M HCL tetes demi tetes sampai asam. Adanya endapan hijau, konfirmasi bahwa seng hadir. 5.4.Reaksi-reaksi identifikasi a.Besi(II) dan Besi(III) Kalium ferro sianida. Dengan Fe3+akan menghasilkan endapan biru, tetapi dengan Fe2+ menghasilkan endapan putih. K+ + Fe3+ + Fe(CN)64- → Kfe[Fe(CN)6] ↓ Kalium tiosianat. Reagen ini sensitif dengan Fe3+ membentuk kompleks Fe(III) tiosianat dan kation Fe2+ tidak mengganggu Fe3+ + SCN - ↔ FeSCN2+ Pengoksidasi dan pereduksi. Ion Fe2+, mudah di oksidasi menjadi Fe3+ oleh udara, juga di dalam H2O2 , dalam asam atau asam nitrit pekat yang dapat digunakan untuk pengoksidasi yang cepat bila dibutuhkan. Pereaksi H2S, SnCl2 dan KI semuanya dapat mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+ dibawah kondisi asam:
36
2 Fe2+ + H2O2 + 2 H+ → 2 Fe3+ + 2 H2O 2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2 Logam besi adalah pereduksi yang baik. Sangat mudah larut di dalam HCl encer dan H2SO4 dan menghasilkan hidrogen dan membentuk ion Fe2+. Juga larut di dalam asam pengoksidasi seperti HNO3 encer, dalam hal ini besi dioksidasi menjadi Fe3+, dan ion NO3- lebih disukai dari padareduksi dengan ion H+ b.Aluminium Natrium hidroksida. Di dalam larutan basa ion sulfida tidak mengendap dengan Al(III) sebagai garam sulfida. Malahan, diperoleh gelatin putih yang tidak larut Al(OH)3. Tidak terjadi reaksi dengan H2S dalam larutan asam. Kecendrungan ini konsisten dengan fakta bahwa Al2S3 disiapkan secara langsung dengan mereaksikan aluminium dan belerang dengan air untuk menghasilkan Al(OH)3 dan H2S: Al2S3 ↓ + 6 H2O → Al(OH)3↓ + 3 H2S Natrium hidroksida. Dengan larutan basa kuat, diperoleh endapan gelatin putih Al(OH)3, yang sangat mudah larut dengan kelebihan reagen Al(OH)3↓ + OH- ↔ Al(OH)4c.Seng Amonia. Larutan amonia akan menghasilkan endapan putih dari Zn(OH)2, yang mana endapan ini dapat larut dan membentuk ion kompleks dengan kelebihan reagen. Zn(OH)2↓ + 4 NH3 ↔ Zn(NH3)42+ + 2 OHKalium Ferrosianida. Larutan K4[Fe(CN)6] menghasilkan endapan putih dari K2Zn3[Fe(CN)6]2, yang kemudian berwarna biru-hijau dengan hadirnya sedikit besi. Natrium Hidroksida. Larutan basa kuat menghasilkan endapan gelatin Zn(II) putih, Zn(OH)2 yang mudah larut dengan kelebihan reagen menghasilkan Zn(OH)42-.Hidroksida juga larut di dalam asam kuat dan di dalam amonia.
37
d. Mangan Pengoksidasi dan Pereduksi Hidrogen Peroksida. Di dalam larutan basa senyawa Mn(II) di oksidasi dan dihasilkan endapan warna coklat dari MnO2: Mn(OH)2↓ + H2O2 → MnO2 ↓ + 2 H2O Di dalam larutan asam, H2O2 mereduksi MnO2: MnO2↓ + H2O2 + 2 H+→Mn2+ + O2↑ + 2 H2O Tanpa reduksi atau oksidasi MnO2 lambat terbawa ke dalam larutan. Ion Hipoklorit. Di dalam larutan basa ion ClO- akan mengoksidasi Mn(VII) menjadi ion MnO4 -. Ion yang berwarna ungu ini akan direduksi amonia menghasilkan MnO42 - yang berwarna hijau, yang mana dengan kelebihan amonia akan direduksi menjadi MnO2 : 2 Mn(OH)2↓ + 5 ClO- + 2 OH-→ 2 MnO4-+ 5 Cl- + 3 H2O Natrium Bismutat. Di dalam HNO3 encer, BiO3 - akan mengoksidasi Mn2+menjadi MnO4- yang berwaarna ungu tanpa pemanasan. Hal ini sangat penting di laboratorium yang banyak menggunakan NaBiO3, senyawa Bi(V) yang paling mudah untuk mengidentifikasi mangan di dalam campurannya dengan senyawa kation lainnya: 2 Mn2++ 5 BiO3 - + 14 H+→ 2 MnO4 -+ 5 Bi3++ 7 H2O Natrium Hidroksida dan Amonia. Larutan ini memberikan endapan putih Mn(OH)2, yang punya kecendrungan keruh bila terkena udara karena senyawa Mn(III) di oksidasi menjadi Mn(IV). e.Krom Pengoksidasi dan Pereduksi. Ion krom dapat diokasidasi menjadi Cr(VI) di dalam asam atau basa. Reaksi di dalam asam di bawah kondisi yang ekstrim dengan HNO3 pekat dengan kalium klorat akan bertindak sebagai pengoksidasi yang kuat. 2 Cr3+ + 6 ClO3- + H2O → Cr2O72- + 6 ClO2-↑ + 2 H+ Di dalam larutan basa reaksi lebih mudah terjadi dengan ion ClO- , yang sering digunakan untuk oksidasi:
38
2 Cr(OH)4 + 3 ClO- + 2 OH- → 2 CrO42- + 3 Cl- + 5 H2O Di bawak kondisi asam ion Cr2O72- adalah pengoksidasi yang kuat, dengan cepat mengoksidasi H2S, SO32-, HI dan NO2-: Cr2O72- + 8 H+ + 3 H2S → 2 Cr3+ + 3 S↓ + 7 H2O Untuk test secara kualitatif biasa digunakan untuk menentukan hadirnya ion krom sebagai endapan PbCrO4 atau BaCrO4, yang keduanya berwarna kuning. PbCrO4 larut di dalam NaOH dan asam kuat, tetapi tidak di dalam asam asetat atau amonia. BaCrO4 larut di dalam asam kuat: BaCrO4+ 2 H+ ↔ 2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O Di dalam larutan asam nitrat, Cr2O72- bereaksi dengan H2O2 memberikan larutan biru yang merupakan reaksi spesifik yang mungkin memiliki rumus CrO5-: Cr2O72- + H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5- + 5 H2O Kromium peroksida tidak stabil, dengan cepat warna berubah. Logam krom adalah keras dan kristalin. Larut di dalam HCl dan H 2SO4, tetapi tidak di dalam HNO3. Natrium hidroksida dan Amonia.Reagen ini membentuk endapan Cr(OH)3, yang larut dengan kelebihan ion hidroksida, membentuk larutan yang berwarna hijau dari Cr(OH)4-. Di dalam NH3 yang berlebih, larut dan menghasilkan warna merah jambu atau ion kompleks violet. Pada pendidihan larutan , dihasilkan endapan kembali dari Cr(OH) 3. f.Kobalt Sulfida. Di dalam larutan basa yang mengandung Co(II), akan menghasilkan endapan hitam dari CoS. CoS tidak larut kembali dengan cepat di dalam HCl pada pemanasan. Tetapi dalam larutan asam nitrat panas atau air raja larut. CoS↓ + 12 Cl- + 2 NO3- + 8 H+ → 3 CoCl42- + 3 S↓ + 2 NO↑ + 4 H2O Di dalam larutan asam, H2S tidak dapat mengendapkan CoS. Amonium Tiosianat. Reagen ini menghasilkan ion kompleks berwarna biru dari Co(II) di dalam etanol, C2H5OH, yang lebih stabil di dalam air: Co2+ + 4 SCN- ↔ Co(SCN)42-
39
Kalium Nitrit. Jika larutan ini ditambahkan kedalam larutan kobalt dengan konsentrasi sedang, dihasilkan endapan kuning dari senyawa Co(III): Co2+ + 7 NO2- + 3 K+ + 2 H+ → K3Co(NO2)6↓ + NO↑ + H2O g.Nikel Dimetilglyoksim. Reagen ini menghasilkan endapan merah-ros bila ditambahkan ke dalam larutan Ni2+: H O .. Ni2+ + 2 CH3-C=N-O-H .. CH3-C=N-O-H
O
CH3 – C = N
N = C - CH3 Ni
CH3 – C = N
N = C - CH3
O
O
.
H Natrium Hidroksida.Dalam larutan basa menghasilkan warna hijau berupa endapan gelatin dari Ni(OH)2, yang tidak larut dengan kelebihan reagensia. Di bawah kondisi basa, Ni(OH)2 dapat dioksidasi menjadi Ni(OH)3 berwarna biru oleh pengoksidasi kuat seperti: Cl2 atau Br2. Pengoksidasi dan pereduksi. Logam Nikel adalah pereduksi sedang yang baik. Logam Nikel adalah relatif keras dan stabil di udara. Logam ini mudah larut dalam HNO3 encer. Seperti halnya besi, tetapi tidak reaktif bila diperlakukan dengan asam nitrat pekat. Amonia. Endapan Ni(OH)2 dibentuk mula-mula pada penambahan NH3 pada larutan Ni(II), mudah larut dengan kelebihan reagensia, menghasilkan warna biru dari Ni(NH3)62+.
LATIHAN 1.Sempurnakanlah reaksi redoks dibawah ini: a. Fe(OH)2↓ + O2↑ → Fe(OH)3↓ b. Fe3+ + I- → c. Zn↓ + H+→
40
d. Mn(OH)2↓ + Br2 → MnO2 ↓
(larutan basa)
e. Cr3+ + H2O2 → CrO42-
(larutan basa)
2+
f. Co + O2↑ + NH3 →
Co(NH3)63+
(larutan basa)
2.Jelaskan bagaimana anda dapat membedakan: a. Fe2+ dengan Fe3+ b. Fe2+ dengan Cu2+ c. Zn(NH3)42+ dengan Zn(OH)42d. Co(SCN)42- dengan Fe(SCN)2+ e. Fe(OH)3 ↓ dengan Al(OH)3↓ f. CuS↓ dengan FeS↓ g. SnS↓ dengan NiS↓ h. AgNO3↓ dengan Zn(NO3)2↓ 3. Anggaplah golongan III unknown tidak mengandung kation lain selain dari pada yang dibawah ini.Buatlah skema singkat analisis ion-ion ini, abaikan semua tahap ekstra: a. Fe2+ , Ni2+ dan Al3+ b. Fe2+ , Mn2+ dan Zn2+
UJI KOMPETENSI 1. Jelaskan bagaimana anda dapat menyempurnakan reaksi dibawah ini: a. Zn↓ → ZnCl2↓ b. Co2+ → Co3+ c. Fe3+→ Fe2+ d. Mn2+ → MnO4e. Zn(OH)42- → Zn(NH3)42+ f. Fe(OH)2 ↓ → Fe(OH)3 ↓ g. Cr3+ → Cr2O72h. Fe3+→ Fe(CN)632.Suatu sampel padat mungkin mengandung beberapa sulfida PbS, Bi2S3, FeS, NiS dan Al2S3. Padatan ini secara sempurna tidak larut di dalam NaOH pekat. Sebagian
41
dari padatan ini di dinginkan dan larut dengan HCl. Pada perlakuan dengan HCl, endapan dibawa ke dalam larutan dengan HNO3. Bila larutan ini diperlakukan dengan NH3, tidak terbentuk endapan. Identifikasilah sulfida mana yang hadir dan mana yang tidak ada ? 3.Golongan III unknown menunjukkan kecendrungan dibawah ini.Tetapkan ion yang hadir, yang absen dan mungkin tanda tanya di dalam sampel! Pada penambahan NH3 dan NH4Cl ke dala sampel unknown memberikan endapan merah dan bila ditambahkan H2S segera hitam. Endapan terakhir secara sempurna larut di dalam HCl. Perlakuan dengan larutan HCl dengan NaClO dan NaOH membuat larutan menjadi tidak berwarna dan endapan secara sempurna larut di dalam H2SO4.
42
BAB VI ANALISIS KATION GOLONGAN IV (Ca2+ , Ba2+, Mg2+, Na+, K+ dan NH4+) 6.1. Pendahuluan Ion-ion yang tersisa di dalam larutan setelah pemisahan kation golongan III, semuanya adalah alkali tanah, logam-logam alkali dan ion amonium.Ion-ion ini tak terpengaruh oleh ion klorida atau sulfida dalam lingkungan asam dan basa. Karena ion natrium biasanya terdapat sebagai pengotor pada pereaksi dan garam amonium digunakan sebagai pereaksi umumnya dalam skema pemisahan, test terhadap Na+ dan NH4+ dapat langsung dilakukan dari sampel asli, tanpa perlakuan dengan beberapa reagensia. Test nyala dapat digunakan untuk mendeteksi kehadiran natrium, gas NH3 dari sampel dapat diidentifikasi dengan menambahkan NaOH yang digunakan untuk mengetahui adanya ion amonium. Kalium juga dapat dideteksi dengan test nyala langsung dari sampel asli.Pengendapan garam-garam Na+ atau K+ dari larutan kation golongan IV tidak praktis. Barium,kalsium dan magnesium dipisahkan dari logam alkali dan ion amonium diendapkan dengan ion karbonat dibawah kondisi basa kuat. Endapan ini dilarutkan dalam HCl dan diperlakukan dengan ion sulfat untuk memisahkan barium.Kalsium dipindahkan sebagai oksalat, dan magnesium diendapkan sebagai hidroksida. Pereaksi yang spesifik digunakan untuk konfirmasi adanya kalsium dan magnesium.
6.2. Langkah Pemisahan Kation Golongan IV Langkah pemisahan kation golongan IV diringkas dalam skema pemisahan yang diperlihatkan pada Gambar 6.1 berikut ini:
43
Gambar 6. 1. Skema Analisis Kation Golongan IV Ca2+ , Ba2+, Mg2+, Na+, K+ dan NH4+ NaOH Na2CO3
(2)
Na+,K+,NH4+
BaCO3,CaCO3,Mg(OH)2 HCl
(3) Gunakan sampel asli,
Ba2+,Ca2+,Mg2+ Na2SO4
Mungkin mengandung (3) Ca2+,Mg2+
BaSO4 putih K2CrO4 NaOH BaCrO4 kuning
Na+, K+, NH4+, dan kation-kation lain
(4)
K2C2O4 (5)
Na+,kuning K+,violet
NaOH HCl
(6)
Ca2+
Mg(OH)2 putih HCl
H2SO4 BaSO4 putih
asam rhodizonit NaOH endapan merah jambu
Mg2+ Reagen Magnesium NaOH Mg(OH)2 biru danau
NaOH (9) panas
gas NH3 lakmus merah jadi biru
Mg2+
CaC2O4 putih
HCl Ba2+ CrO42kuning
Test nyala (8)
(7)
44
3.Prosedur Analisis Kation Golongan IV Prosedur 1. Filtrat kation golongan III masukkan kedalam gelas kimia 50 mL, didihkan cairan sampai volume kira-kira 2 mL. Kalau ada bahan padat, sentrifus dan buang. Ke dalam cairan tambahkan 1 mL 6 M HCl, didihkan sampai kering, hati-hati memanaskan dan mengeringkan padatan, garam amonium dihasilkan pada tahap ini. Hentikan pemanasan bila tampak asap. Dinginkan gelas kimia dan tambahkan 2 mL air dan 1 mL 6 M HCl. Hangatkan dan campur sampai garam yang tersisa larut. Pindahkan cairan ke dalam tabung sentrifus untuk memisahkan material yang tidak larut.Tuang cairan ke dalam tabung reaksi. Prosedur 2. Ke dalam larutan yang dipersiapkan pada prosedur 1 tambahkan 1 mL 1 M Na2CO3 dan 0,5 mL NaOH. Aduk dan biarkan beberapa menit. Endapan mengandung karbonat atau hidroksida dari barium , kalsium dan magnesium. Sentrifus dan buang cairan. Cuci padatan dengan 3 mL air dan beberapa tetes larutan Na 2CO3 dan NaOH. Sentrifus dan buang air cucian. Prosedur 3. Ke dalam endapan dari prosedur 2 tambahkan 0,5 mL 6 M HCl. Padatan segera larut pada pengadukan. Tambahkan 1 mL 1 M Na2SO4. Jika barium hadir, endapan akan segera berwarna putih . Setelah 30 detik, sentrifus padatan dan dekantasi cairan, yang mungkin mengandung ion kalsium dan magnesium ke dalam tabung reaksi. Cuci padatan dengan 3 mL air. Sentrifus dan buang air cucian. Prosedur 4. Konfirmasi hadirnya barium. Padatan dari prosedur 3 pasti mengandung BaSO4. Ke dalam padatan ini tambahkan 1 mL 0,5 M K2CrO4 dan 0,5 mL 6 M NaOH. Letakkan tabung reaksi di dalam penangas air selama 1 atau 2 menit, aduk dengan baik. Sedikit BaSO4 yang ada akan berubah menjadi BaCrO4. Sentrifus dan buang cairan. Cuci padatan beberapa kali dengan air, hingga cairan setelah disentrifus tidak lagi kuning. Ke dalam padatan yang tersisa setelah cairan di dekantasi, tambahkan 1 mL 6 M HCl dan aduk. Sedikit BaCrO4 yang hadir akan larut. Sentrifus
45
padatan yang tersisa dan dekantasi cairan ke dalam tabung reaksi. Ke dalam cairan ini tambahkan 0,5 mL 3 M H2SO4. Jika barium hadir, cairan akan berwarna oranye atau kuning dan pada penambahan asam akan memberikan endapan putih dari BaSO 4. Prosedur 5. Ke dalam larutan dari prosedur 3 tambahkan 6 M NaOH tetes demi tetes hingga endapan setelah pengadukan bersifat basa. Kemudian tambahkan beberapa tetes HCl 6 M beberapa tetes untuk melarutkan endapan atau membuat larutan bersifat asam. Ke dalam larutan ini tambahkan 1 mL 1 M K2 C2O4. Jika endapan putih terbentuk kemungkinan ini adalah CaC2O4. H2O. Setelah 1 atau 2 menit sentrifus padatan dan dekantasi cairan yang mungkin mengandung ion magnesium ke dalam tabung reaksi. Cuci padatan dengan 3 mL air. Sentrifus dan buang air cucian. Prosedur 6. Konfirmasi hadirnya kalsium. Larutkan padatan dari prosedur 5 di dalam 0,5 mL 6 M HCl. Tambahkan 6 tetes indikator asam rhodizonik dan aduk. Kemudian tambahkan 6 M NaOH, tetes demi tetes hingga terbentuk endapan, Jika kalsium hadir, endapan akan segera berwarna merah jambuProsedur 7. Konfirmasi hadirnya magnesium. Ke dalam larutan dari prosedur 5 tambahkan 1 mL 6 M NaOH. Aduk dan biarkan beberapa menit dalam penangas air.Jika magnesium hadir akan segera terbentuk endapan gelatin. Sentrifus dan buang cairan. Cuci padatan dengan 3 mL air tambah beberapa tetes 6 M NaOH. Sentrifus dan buang air cucian. Larutkan endapan di dalam 0,5 mL 6 M HCl dan 2 mL air. Kemudian tambahkan 3 tetes reagen magnesium dan 6 M NaOH tetes demi tetes hingga cairan berubah warna menjadi kuning. Jika endapan biru terbentuk berarti magnesium ada. Prosedur 8. Konfirmasi hadirnya natrium dan kalium. Test nyala 1 mL sampel asli. Nyala kuning setelah 2 detik konfirmasi hadirnya natrium. Dapat dibuat perbandingan dengan nyala yang diperoleh dengan sampel ditambah akuadest dan 0,1 M NaCl.
46
Test nyala terhadap kalium juga dapat dilakukan, yang menghasilkan warna merah-violet, dapat dibandingkan dengan menggunakan larutan KCl. Jika sampel mengandung kation dari semua golongan, nyala dari beberapa kation mengganggu untuk test kalium. Jika hal ini terjadi, letakkan 3 mL larutan unknown ke dalam tabung reaksi dan buat suasana basa dengan 6 M NH3. Tambahkan 1 mL 1 M tioasetamida dan campur, letakkan tabung reaksi diatas penangas air beberapa menit untuk mengendapkan kation golongan I ,II dan III. Sentrifus padatan dan dekantasi cairan ke dalam gelas kimia 50 mL. Tambahkan 1 mL 6 M HCl dan didihkan cairan hingga mendekati kering. Baru lakukan test nyala terhadap larutan ini. Prosedur 9. Konfirmasi hadirnya ion amonium. Tempatkan 1 mL sampel asli ke dalam gelas kimia 50 mL. Basahkan sepotong kertas lakmus merah dan letakkan ke dasar gelas arloji kecil. Tambahkan 1 mL 6 M NaOH ke dala gelas kimia dan aduk dengan baik. Tutup gelas kimia dengan gelas arloji dan kemudian dengan hati-hati panaskan larutan hingga titik didihnya, tetapi jangan mendidih. Jika amonium hadir, kertas lakmus akan segera berwarna biru dan keluar uap NH3. Pindahkan gelas arloji dan bau gelas kimia terdeteksi bau amonia. Jika ion amonium hanya sedikit, hal ini tidak terdeteksi, akan tetapi akan terdeteksi dengan kertas lakmus.
3.Reaksi identifikasi dari kation golongan III a.Ion Barium Kalium kromat. Akan dihasilkan endapan kuning dari BaCrO4 pada penambahan reagen ini. BaCrO4 larut di dalam 6 M asam kuat, tetapi tidak di dalam basa: 2 BaCrO4↓ + 2 H+ ↔ 2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O Natrium oksalat. Barium oksalat yang berwarna putih, mengendap pada penambahan oksalat . Barium oksalat larut di dalam air dan didalam asam asetatencer yang mendidih sebaik larut dalam larutan asam kuat. BaC2O4 ↓ + HC2H3O2 ↔ Ba2+ + HC2O4- + C2H3O2-
47
b. Ion Kalsium Natrium Oksalat. Reagen ini menghasilkan endapan putih yang tidak larut dari CaC2O4. H2O pada larutan yang mengandung ion Ca2+. Oksalat tidak larut di dalam asam asetat, tetapi larut di dalam asam kuat: CaC2O4↓ + H+ ↔ Ca2+ + HC2O4Asam Rhodizonic. Di dalam larutan basa ion Ca2+ membentuk endapan merah jambu. Test ini merupakan reaksi spesifik dari ion Ca 2+.
c.Ion Magnesium Natrium monohidrogen fosfat.Dalam larutan netral dihasilkan endapan MgHPO4.7 H2O. Di dalam buffer amonia-amonium klorida dihasilkan endapan kristalin yang spesifik: Mg2+ + NH3 + HPO42- ↔ NH4MgPO4↓ Endapan cepat larut di dalam asam encer, tetapi tidak larut di dalam amonia dan larutan basa. Natrium Oksalat. Jika konsentrasi Mg2+ tinggi, endapan MgC2O4. 2 H2O akan terbentuk. Garam ini sangat larut di dalam asam encer dan dalam garam amonium.
d. Ion Amonium Natrium dan Kalium hidroksida. Larutan pekat dari ion hidroksida menyebabkan pembentukan gas NH3 bila ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung NH4+ NH4+ + OH- ↔ NH3↑ + H2O. Gas dapat dideteksi dengan bau atau kertas lakmus merah berubah menjadi biru. Panas. Garam amonium lebih mudah menguap dan tidak stabil pada pemanasan dibandingkan logam alkali lainnya. Sering sekali dihasilkan NH3 dan asam, tetapi gas nitrogen atau oksida nitrit mungkin juga terbentuk, bergantung pada garamnya.
48
e. Ion Natrium Test Nyala. Dengan lampu bunsen, garam natrium menghasilkan warna kuning terang. Reagensia Pengendapan.Dengan zink uranyl asetat, ion Na+ memberikan endapan kuning pucat dari NaZn(UO2)3(C2H3O2)9. f.Ion Kalium. Test Nyala. Garam kalium klorida atau nitrat memberikan cahaya violet di dala lampu bunsen. Test ini lebih peka dari pada natrium. Natrium mengganggu jika ada, gas biru diatas nyala diserap oleh radiasi natrium. Reagen pengendapan. Garam kalium akan memberikan endapan kuning dari kalium natrium heksanitrokobaltat(III), K2Na[Co(NO2)6] dan K2[PtCl6]
49
TUGAS 4 ANALISIS KATION GOLONGAN IV
1.Jelaskan bagaimana anda dapat membedakan yang berikut ini: a. Ba2+ dan Mg2+
f. BaCO3 ↓ dan BaSO4↓
b. Ca2+ dan NH4+
g. BaCrO4↓ dan BaSO4↓
c. Ba2+ dan Na+
h. NH4Cl↓ dan NaCl↓
d. Mg2+ dan K+
i. NH3 dan NH4+
e. K+ dan NH4+
j. KNO3 dan KCl
2.Jelaskan bagaimana anda menyempurnakan perubahan dibawah ini: a. BaCO3↓ → BaCl2↓ b. NH3↑ → NH4Cl↓ c. BaSO4↓ → BaCO3↓ d. Na2CrO4↓ → NaNO3↓ e. Mg(OH)2↓ → MgCl2↓ f. Na2S ↓ → H2S↑ 3.Bagaimana anda dapat memisahkan yang berikut ini: a. CaCl2 dari CaC2O4 b. Mg(OH)2 dari Ba(OH)2 c. Mg(OH)2 dari Cu(OH)2 d. CuS dari SnS
EVALUASI 4 ANALISIS KATION GOLONGAN IV
1.Jelaskan mengapa: a. pH larutan dalam prosedur 3 tidak perlu di kontrol b. pH harus dikoreksi pada prosedur 5 c. Reagensia khusus digunakan dalam prosedur 6 dan 7
50
d. Natrium seringkali perlu dilaporkan kehadirannya bila tidak ditambahkan pada sampel unknown golongan IV ?. 2.Buatlah secara sederhana analisis kation golongan IV bila sampel unknown mengandung yang berikut ini: a. Ca2+ dan Mg2+ b. Ba2+, Na+ dan NH4+ c. K+ dan NH4+ 3.Temukan skema analisis padatan yang mungkin mengandung PbCl2, Fe(OH)3, Al(OH)3 , BaCl2 dan Mg(OH)2
51
BAB VI ANALISIS ANION ____________________________________________________________________ 6.1.Pendahuluan Analisis anion dibedakan dari analisis terhadap kation, untuk anion biasa digunakan “spot tests”. Dalam analisis anion , seperti halnya pada analisis kation perlu dilakukan persiapan dalam tahapan test pendahuluan dengan mengikuti sifatsifat berikut: 1. membentuk gas bila diasamkan dengan asam kuat 2. menunjukkan daya pengoksidasi dibawah kondisi asam 3. bertindak sebagai pereduksi dibawah kondisi asam 4. membentuk endapan bila diperlakukan dengan larutan BaCl2 dibawah kondisi basa (test golongan sulfat) 5. membentuk endapan bila diperlakukan dengan larutan AgNO3 dibawah kondisi asam (test golongan klorida). Dalam analisis kualitatif ini, anion dikelompokkan menjadi tiga golongan, yaitu: 1. golongan sulfat : SO42 - ; CO32 - ; PO43 -, CrO42 -, C2O42 -, SO32 – 2. golongan klorida : Cl- , Br - , I- , SCN- , S2 – 3. golongan nitrat
: NO3-, NO2- , ClO3 -, C2H3O2-
6.2.Test pendahuluan terhadap analisis anion-anion: CO32 -,PO43 -,CrO42 -, C2O42 -, SO32 –, Cl- , Br - , I- , SCN- , S2 –, NO3-, NO2- , ClO3- dan C2H3O2a. Deteksi terhadap adanya anion –anion asam yang mudah menguap 2 mL larutan sampel ditambah 1 mL 3 M H2SO4 dan campur dengan baik. Perhatikan perubahan-perubahan yang meliputi bau dan gas yang dihasilkan. Anionanion asam yang mudah menguap dengan sifat-sifat yang ditunjukkan sebagai berikut: CO32 -
: karbon dioksida dihasilkan, dengan buih jika larutan konsentrasinya sedang. Tidak berbau, didalam larutan tidak ada gelembung-gelembung gas, karena CO2 larut di dalam air.
52
SO32 -
: belerang dioksida, dengan bau belerang yang terbakar. Gas ini dapat dideteksi dengan bau dari larutannya.
S
2-
: hidogen sulfida dihasilkan. Baunya seperti telur busuk, hal ini dapat menyimpulkan bahwa ada sulfida.
C2H3O2-
: asam asetat yang dihasilkan dengan bau cuka. Larutan asetat yang terlarut berbau jika SO2 atau H2S tidak ada.Dengan hadirnya SO2 atau H2S, deteksi ini sulit dilakukan.
Jika kesimpulan ini tidak mungkin terjadi dalam larutan yang dingin, panaskan tabung reaksi beberapa menit di dalam penangas air dan periksa kembali baunya. Di dalam larutan yang pekat atau padatan semua anion-anion ini dapat dikatakan mudah dideteksi, kecuali asetat yang berbuih. Sebagai tambahan adanya nitrit akan terlihat gas NO2 yang berwarna coklat dan larutan berwarna biru; adanya klorat akan terbentuk gas yang berwarna hijau kekuningan dan larutan warna kuning.
b.Deteksi terhadap anion-anion pengoksidasi 1 mL sampel ditambah 1 mL 6 M HCl dan 1 mL 0,1 M KI. Campur dengan baik dan lihat warna coklat atau kuning dari I 2, yang dihasilkan jika anion-anion pengoksidasi hadir. Jika warna tidak kelihatan dalam beberapa menit, panaskan tabung reaksi di dalam penangas air selama lima menit. Bila ada anion pengoksidasi dibawah ini ditunjukkan oleh sbb: CrO42 - : bahkan dalam keadaan dingin, segera terbentuk I 2 NO2-
: segera terbentuk I2 dalam keadaan dingin
ClO3-
: reaksi lambat dalam keadaan dingin, tetapi cepat bila dipanaskan 15 detik di dalam penangas air
NO3
-
:tidak ada reaksi dalam keadaan dingin, tetapi dihasilkan warna kuning setelah 2 menit dipanaskan di dalam penangas air Hadirnya I2 di dalam larutan mudah dibuktikan jika 1 mL heksan
ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung jodium dan dicampur. Jodium secara istimewa larut dibagian atas lapisan heksan, yang berwarna ungu.
53
c.Deteksi terhadap anion-anion pereduksi 1 mL larutan sampel ditambah 0,5 mL 3 M H2SO4. Tambahkan 2 tetes 0.02 M KMnO4 dan aduk. Jika anion pereduksi hadir, akan menghilangkan warna MnO4 -, Mn(VII) direduksi menjadi Mn(II).Dalam banyak hal pemutihan dapat terjadi dengan cepat. Hal ini terjadi dengan SO32 -, SCN- dan NO2 -. Dengan adanya anion-anion pereduksi berikut ini , terjadi perubahan dengan cepat setelah penambahan larutan , terdapatlah: I- atau Br - : warna larutan berubah menjadi kuning S2 -
: terbentuk endapan putih dari belerang. Jika C2O42 – hadir, warna permanganat tidak berubah dalam suasana dingin,
tetapi perubahan warna segera terjadi bila tabung reaksi dipanaskan dalam penangas air. Tabel 6.1. Anion-anion pereduksi dan pengoksidasi dalam beberapa kondisi reaksi Pereduksi
Pengoksidasi NO2-
I-
CrO42 -
ClO3-
NO3-
A (dingin)
A(dingin)
A(dingin)
A(dingin)
A (panas)
NR
A(panas)
NR
S2 –
N (dingin)
B(panas)
A(dingin)
A(dingin)
SO32 –
N (panas)
A(dingin)
A(dingin)
A(dingin)
SCN-
A(dingin)
A(dingin)
A(panas)
NR
NO2-
-
A(dingin)
A(dingin)
NR
Br
-
Ket: A(dingin) : reaksi dalam keadaan dingin 1 M HCl A(panas) : reaksi dalam keadaan panas 1 M HCl N(dingin) : reaksi dalam larutan dingin pada pH 7 N(panas) : reaksi dalam larutan panas pada pH 7 B(dingin) : reaksi dalam keadaan dingin 1 M NaOH B (panas) : reaksi dalam keadaan panas 1 M NaOH NR
: tidak ada reaksi dibawah kondisi apapun.
54
d.Deteksi terhadap anion-anion golongan sulfat 1 mL larutan sampel tambahkan 0,5 mL 6 M HCl. Tambahkan NH 3 6 M tetes demi tetes sampai larutan bersifat basa, kemudian lebihkan 0.5 mL. Kemudian tambahkan 0.5 mL 1 M BaCl2 dan 0,5 mL 1 M CaCl2.Bila terbentuk endapan berarti ada SO42 - ; CO32 - ; PO43 -, CrO42 -, C2O42 -, SO32 – e.Deteksi terhadap anion-anion golongan klorida 1 mL larutan sampel dimasukkan ke dalam gelas kimia 50 mL dan tambahkan 0,5 mL 3 M H2SO4 dan 2 mL air. (Jika S2 –hadir, hal ini ditandai dengan test sebelumnya, larutan didihkan dua menit, tambahkan 1 mL air dan pindahkan larutan ke tabung reaksi. Senrtifus endapan dan dekantasi cairan ke tabung reaksi). Tambahkan 2 atau 3 tetes 0,1 M AgNO3 ke dalam sampel. Pembentukan endapan putih atau kuning menunjukkan adanya anion-anion: Cl- , Br - , I- , SCN- . Jika larutan tidak dididihkan sebelum penambahan AgNO3, hadirnya sulfida akan membentuk endapan hitam dari Ag2S.
6.3. PROSEDUR ANALISIS ANION GOLONGAN SULFAT 5 mL larutan sampel buat suasana netral atau sedikit basa dengan mengatur pH dengan penambahan NH3 6 M atau HCl 6M tetes demi tetes sampai larutan bersifat basa. Tahap 1.Test terhadap hadirnya karbonat. 5 mL larutan sampel tambahkan 1 mL 1 M BaCl2 . Setelah diaduk, campuran disentrifus, kemudian cuci padatan dengan 3 mL air. Selanjutnya tambah 1 mL 6 M HCl. Jangan diaduk campuran ini, tetapi biarkan, setelah beberapa detik, bila karbonat hadir akan ada gelembung-gelembung gas pada permukaan padatan, CO2. Jika tidak ada gelembung, karbonat tidak ada. Tahap 2. Test terhadap hadirnya sulfat. 1 mL larutan sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan tambahkan 1 mL 6 M HCl. Tambahkan beberapa tetes 1 M BaCl2 dan aduk dengan baik. Jika sufat hadir, endapan putih dari BaSO4 akan terbentuk.
55
Tahap 3.Test terhadap hadirnya kromat. Jika larutan sampel tidak berwarna, hal ini pertanda kromat tidak ada. Jika kuning atau oranye hal itu mungkin. 1mL larutan sampel tambahkan 1 mL 6 M HNO3. Kemudian tambahkan beberapa tetes 3% H2O2.Pewarnaan biru, yang bisa jadi cepat, pertanda hadirnya kromat. Jika larutan diasamkan menghasilkan warna hijau atau biru, hal ini pertanda ion kromat direduksi menjadi Cr3+. Tahap 4. Test terhadap hadirnya fosfat. 1 mL larutan sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi, tambahkan 1 mL 6 M HNO3. tambahkan 1 mL 0,5 M (NH4)2MoO4 dan aduk. Masukkan tabung reaksi ke dalam penangas air 2 menit. Angkat dan biarkan selama 10 menit, endapan kuning dari ammonium phosphomolibdat, yang bisa jadi agak lambat menunjukkan kehadiran fosfat. Tahap 5.Test terhadap hadirnya sulfit. Untuk konfirmasi hadirnya sulfit, tambahkan 1 mL 6 M HCl dan 1 mL BaCl2 ke dalam 1 mL sampel. Aduk larutan dengan baik, sentrifus untuk mengendapkan sulfat sebagai BaSO4. Dekantasi larutan kedalam tabung reaksi yang bersih, tambahkan 1 mL 3% H2O2. Aduk larutan beberapa detik. Jika sulfit hadir, sulfit akan dioksidasi menjadi sulfat baru diendapkan sebagai BaSO4. Tahap 6.Test terhadap kehadiran oksalat. Tambahkan 0,5 mL 6 M asam asetat ke dalam 1 mL larutan sampel di dalam tabung reaksi. Kemudian tambahkan 1 mL CaCl2. Aduk larutan dengan baik selama beberapa menit. Jika endapan putih terbentuk, hal ini mengidentifikasikan hadirnya oksalat. Sentrifus endapan, dekantasi dan cuci dua kali dengan 4 mL air. Sentrifus dan buang air cucian. Tambahkan 1 mL 3 M H2SO4 ke padatan dan letakkan diatas penangas air beberapa menit. Tambahkan 2 atau 3 tetes 0,02 M KMnO4. Jika oksalat hadir, warna ungu segera hilang.
Reaksi khas terhadap ion karbonat 1. Asam kuat. Dengan asam kuat akan menghasilkan gas CO2, reaksinya sbb: CO32 - + 2 H+ → CO2 ↑ + H2O
56
CaCO3 ↓ + 2 H+ → Ca2++ CO2 ↑ + H2O 2. Barium klorida.larutan yang mengandung karbonat akan menghasilkan endapan putih dari BaCO3. Endapan ini larut di dalam larutan asam. Ba2+ + CO32 - ↔ BaCO3↓ 3. Perak nitrat.Dengan hadirnya CO32 -, dihasilkan endapan putih dari Ag2CO3, yang bila dididihkan akan berubah menjadi Ag2O yang berwarna hitam.
Reaksi khas terhadap sulfat 1. Barium klorida.Larutan yang mengandung sulfat akan menghasilkan endapan putih dengan reagensi ini, BaSO4. 2.Timbal nitrat.Endapan putih dari PbSO4 akan terbentuk bila larutan yang mengandung Pb2+ dicampur dengan ion sulfat. Timbal sulfat tidak larut dalam air, tetapi dalam NaOH pekat atau ammonium acetat panas larut.
Reaksi khas terhadap ion kromat. 1. Barium klorida.Penambahan larutan yang mengandung Ba2+ kedalam kromat akan menghasilkan endapan kuning dari BaCrO4 yang larut di dalam asam kuat. 2 BaCrO4↓ + 2 H+ ↔ 2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O 2. Hidrogen Peroksida.dengan hadirnya asam, 3% H2O2 bereaksi dengan kromat membentuk warna biru dari kromium peroksida, CrO5 , yang tidak stabil dan terurai menjadi Cr3+ Cr2O72- + 4 H2O + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O 3.Timbal nitrat.Penambahan reagen ini ke dalam larutan yang mengandung CrO42- akan menghasilkan endapan kuning yang tidak larut dari PbCrO4, yang mana endapan ini dapat bereaksi dengan larutan 6M NaOH: PbCrO4 ↓ + 3 OH- ↔ Pb(OH)3- + CrO42-
Reaksi Khas terhadap ion fosfat 1. Ammonium molibdat. Dalam larutan asam nitrat panas, fosfat bereaksi
57
dengan ammonium molibdat membentuk endapan kuning dari ammonium fosfomolibdat, (NH4)3PO4 . 12 MoO3 : H2PO4- + 12 MoO42- + 3 NH4+ + 22 H+ → (NH4)3PO4 .12 MoO3↓ + 12 H2O Endapan ini larut dengan kelebihan asam fosfat dan 6 M NaOH dan 6 M NH3 2. Barium klorida.Bergantung pada pH, endapan putih yang tidak larut dari BaHPO4 atau Ba3(PO4)2 , bila barium dan larutan fosfat dicampur. Endapan ini larut didalam asam encer.
Reaksi Khas terhadap ion sulfit 1. Kalium permanganat. Dalam larutan encer asam sulfat, warna permanganat akan hilang oleh sulfit, dan sulfit berubah menjadi sulfat dan MnO4- menjadi Mn2+. 5 H2SO3 + 2 MnO4 - + H+ → 5 HSO4- + 2 Mn2+.+3 H2O 2. Hidrogen Peroksida.Di dalam larutan asam H2 O2 mengoksidasi sulfit menjadi sulfat. H2O2 + H2SO3 → SO42 - + H2O + 2 H+ 3.Asam klorida atau sulfat. Asam-asam non oksidator menguraikan larutan sulfit atau garamnya dan menghasilkan gas SO2 SO32 - +2 H+↔ H2SO3 = SO2↑ + H2O
Reaksi Khas terhadap ion oksalat 1.Barium atau kalsium klorida. Endapan putih dari BaC2O4. H2O atau CaC2O4. H2O terbentuk pada penambahan reagen ini. Garam-garam ini larut di dalam asam kuat. Senyawa-senyawa barium juga bereaksi dengan asam asetat atau asam oksalat. Sebagian besar oksalat yang tidak larut adalah CaC2O4. H2O, yang mana dapat diendapkan dari larutan asam asetat . 2.Kalium Permanganat. Dalam larutan asam yang panas, warna ungu dari ion MnO4- akan hilang oleh oksalat dan membentuk CO2 dan Mn2+: 5 H2C2O4 + 2 MnO4 - + 6 H+ → 2 Mn2++ 10 CO2 + 8 H2O
58
6.4. PROSEDUR ANALISIS ANION GOLONGAN KLORIDA Jika anion dari golongan sulfat hadir, dapat dihilangkan dengan penambahan 1 M Ba(NO3)2 tetes demi tetes sampai semua mengendap. Langkah ini sangat penting, jika sampel mengandung ion CrO42-, tetapi untuk anion yang lain tidak mengganggu dalam analisisnya. Tahap 1. Test terhadap hadirnya sulfida. Dalam test pendahuluan yang pertama mudah untuk menentukan bila ada sulfida dari bau H2S yang khusus. Akan tetapi hal ini dapat terlindungi, khususnya oleh SO2 dari sulfit.Jika ragu-ragu, tambahkan 1 mL larutan sampel dengan 0,1 M AgNO3 tetes demi tetes dan aduk. Jika sulfida hadir cairan akan segera gelap, endapan coklat atau hitam dari Ag2S. Jika sulfida tidak ada, tetapi ion halida hadir, endapan perak halida yang terbentuk. Tahap 2. Siapkan sampel unknown 5 mL dalam gelas kimia 50 mL. Tambahkan 1 mL 3 M H2SO4, didihkan larutan beberapa menit. Jika sampel mengandung sulfida, kemungkinan belerang akan mengendap. Pindahkan larutan kedalam tabung reaksi, sentrifus endapannya. Dekantasi dan cuci padatannya. Tambahkan air untuk menganalisis anion golongan klorida yang masih tersisa. Tahap 3. Test terhadap hadirnya jodida. 1 mL larutan pada tahap 2 masukkan dalam tabung reaksi, tambahkan tetes demi tetes 1 M KNO2. Jika jodida hadir, larutan akan segera berwarna kuning atau oranye,karena I2 terbentuk.Ke dalam larutan ini tambahkan 1 mL heksan. Tutup tabung dan aduk. Jika I2 hadir lapisan heksan akan berwarna ungu. Lapisan air tidak berwarna. Tahap 4. Test terhadap hadirnya tiosianat. 1mL sampel pada tahap 2 masukkan ke dalam tabung reaksi, tambahkan 1 mL air, aduk kemudian tambahkan dua tetes 0,1 M Fe(NO3)3. Jika tiosianat hadir, maka warna akan menjadi oranye atau merah, karena terbentuk ion kompleks besi tiosianat.
59
Tahap 5. Test terhadap hadirnya bromida dan klorida. Sampel yang tersisa pada tahap ke 2 masukkan dalam gelas kimia 50 mL. Tambahkan 0,2 g K2S2O8, kalium peroksidisulfat, putar dan campur. Tutup gelas kimia dengan gelas arloji, panaskan campuran. Jika jodium ada, cairan akan berwarna kuning dalambeberapa detik, kemudian berwarna oranye bila I2 banyak. Dengan berlalunya waktu kelihatan uap jodium berwarna violet pada gelas kimia. Pada saat ini pemanasan dihentikan. Dinginkan gelas kimia beberapa menit. Pindahkan ke kertas saring yang telah diberi satu tetes indikator fuchsin. Tempatkan kembali untuk dipanaskan. Warna larutan menjadi tidak berwarna. Jika brom hadir, larutan akan berwarna kuning. Bila uap brom banyak pada kertas saring, warna fuchsin akan berubah dari merah ke violet. Perubahan warna ini menandakan larutan mengandung brom. Panaskan lebih lanjut, pertahankan cairan pada titik didihnya. Warna akan hilang. Didihkan kira-kira 10 detik, setelah warna hilang. Pindahkan kertas saring dan tambahkan 3 mL air pada gelas kimia. Kemudian tambahkan 5 tetes 0,1 M AgNO 3. Jika klorida hadir akan terjadi endapan putih dari AgCl.
Reaksi Khas terhadap ion klorida 1.Perak nitrat. Klorida bereaksi dengan larutan yang mengandung Ag+ akan membentuk endapan putih AgCl, yang tidak larut di dalam asam dan basa kuat.Perak klorida larut di dalam 6 M NH3 membentuk senyawa kompleks, terutama CN- dan S2O32-, atau Cl-pada konsentrasi yang tinggi: AgCl ↓ + 2 NH3 ↔ Ag(NH3)2+ + ClAgCl ↓ + Cl-↔ AgCl2 Dengan hadirnya asam, perak klorida direduksi oleh logam seng: 2 AgCl ↓ + Zn ↓ → 2 Ag ↓ + Zn2++ 2 Cl2.Pengoksidasi. Di dalam larutan asam kuat, oksidator yang baik seperti KMnO4, NaBiO3 dan MnO2, tetapi bukan K2S2O8, ion klorida dioksidasi menjadi klorin; 2 Cl- + MnO2↓ + 4 H+ → Cl2 ↑ +Mn2+ + 2 H2O
60
Reaksi Khas terhadap ion bromida 1. Perak nitrat. Dengan ion bromida akan dihasilkan endapan kuning dari AgBr. Garam ini lebih tidak larut dibandingkan AgCl, tetapi dapat larut di dalam 15 M NH3 dan di dalam larutan Na2S2O3.Dapat direduksi oleh logam seng dengan adanya asam, membebaskan ion Br- dan membentuk logam perak. 2. Asam nitrat. Semua bromida, kecuali AgBr tidak larut, tetapi dapat dioksidasi dengan 15 M HNO3 6 Br- + 2 NO3- + 8 H+ → 3 Br2(aq) + 2 NO ↑ + 4 H2O .
3. Indikator Fuchsin. Uap brom akan mengubah warna kertas saring dari merah ke violet. Tidak ada halogen yang lain memberikan reaksi yang sama.
Reaksi Khas terhadap ion tiosianat 1. Perak nitrat. Dengan mencampur larutan yang mengandung SCN - dengan Ag+ akan dihasilkan endapan putih dari AgSCN, yang larut di dalam amonia tetapi tidak larut di dalam asam mineral. Mendidihkan AgSCN dengan 1 M NaCl akan mengubah garam AgCl dan membebaskan ion SCN AgSCN↓ + Cl- → AgCl ↓ + SCN2. Feri nitrat. Ion kompleks berwarna merah dari FeSCN2+, terbentuk pada penambahan Fe(III) dengan larutan tiosianat dalam kondisi asam. 3. Seng. Dalam larutan H2SO4encer, seng mereduksi tiosianat menjadi H2S Zn↓ + SCN- + 3 H+ → Zn2+ + H2S↑ + HCN↑
Reaksi Khas terhadap ion sulfida 1. Perak nitrat. Dihasilkan endapan hitam Ag2S yang tidak larut di dalam amonia, tetapi cepat dioksidasi oleh 6 M HNO3 panas. 2. Timbal nitrat. Reagen ini biasanya digunakan pada kertas saring dan direaksikan dengan ion sulfida atau gas H2S menghasilkan PbS hitam atau coklat yang mengkilap.Cara mempersiapkan kertas ini, tambahkan 6 M NaOH sedikit ke dalam 0,1 M Pb(NO3)2 hingga endapan larut. Basahkan kertas
61
saring dengan larutan dan gunakan kertas ini untuk test terhadap sulfida.
Skema Prosedur Analisis anion Golongan Klorida I- , Br- , Cl- , SCN- , S2 H2SO4
Ag NO3
I- , Br- , Cl- , SCN-
KNO2
Fe(NO3)3
Ag2S Coklat gelap K2S2O8 Panas
I2 oranye di dalam air violet di dalam heksan
FeSCN2+ Merahoranye
I2,Br-, Cluap violet, larutan oranye Panas Br2 , Cl- ,fuchsin violet AgNO3 AgCl putih
6.5.PROSEDUR ANALISIS ANION GOLONGAN NITRAT Tahap 1. Test terhadap kehadiran nitrit. 1 mL larutan sampel ditambah 0,1 g asam sulfamit, NH 2SO3H. Jika nitrit hadir ada buih dalam jumlah cukup besar, terbentuk N2 oleh reaksi nitrit dengan asam. Tahap 2. Test terhadap kehadiran perklorat. 1 mL sampel ditambah 1 tetes 0,1 M AgNO3. Jika terbentuk endapan tambahkan lebih 1 mL perak nitrat, untuk mengendapkan seluruhnya garam-garam perak yang tidak larut yang terdapat pada sampel. Aduk, sentrifus. Tambahkan setetes nitrat ke cairan, jika masih mengendap lagi, aduk. Sekali lagi sentrifus dan dekantasi
62
cairan ke tabung reaksi. Cairan ditambahkan 0,5 mL 6 M HNO 3 dan aduk dengan baik. Kemudian tambahkan beberapa tetes 1 M KNO2. Jika klorat hadir, akan direduksi oleh ion nitrit dan endapan putih dari AgCl akan terbentuk dengan lambat.. Tahap 3. Test terhadap kehadiran asetat. Ion asetat mungkin terdeteksi dalam test pendahuluan, dimana dengan penambahan H2SO4 akan dihasilkan larutan yang baaunaya seperti cuka. Jika masih ragu akan adanya asetat, tambahkan 6 M HNO3 ke dalam 1 mL sampel dan buatlah larutan bersifat basa . Tambahkan 1 tetes 1 M BaCl2. Jika endapan terbentuk, tambahkan 1 mL BaCl2. Aduk, sentrifus dan dekantasi larutan ke dalam tabung reaksi,buang padatan. Larutan ditambahkan 0,1 M KI 3 hingga campuran hampir berwarna kuat. Kemudian tambahkan 2 tetes 6 M NH3 dan 0,5 mL 0,1 M La(NO3)3 dan aduk.Letakkan tabung reaksi didalam penangas air. Jika sampel mengandung asetat, cairan gelatin oranye berangsur-angsur akan gelap selama beberapa menit, sehingga akhirnya diperoleh warna hijau-kebiruan sampai hitam. Tahap 4. Test terhadap kehadiran nitrat. 5 mL sampel ditambah 1 mL 6 M NaOH dan campur kedalam gelas kimia 50 mL. Panaskan campuran hingga mendidih, dan volume tinggal 1 atau 2 mL di dalam penangas air. Dalam beberapa detik reaksi Al-NaOH akan menghasilkan gas H2, yang akan direduksi ion nitrat menjadi amonia.. Amonia dapat dideteksi melalui bau.
Reaksi Khas terhadap ion nitrat. 1. Manganous klorida. Ion nitrat dan semua anion pengoksidasi bereaksi dengan larutan Mn(II) di dalam HCl pekat membentuk kompleks Mn(IV) , mungkin MnCl62- yang berwarna coklat gelap atau hitam. 3 MnCl42- + 2 NO3- + 6 Cl- + 8 H+ → 3 MnCl62- + 2 NO↑ + 4 H2O 2.Kalium Jodida. Dalam larutan asam encer yang dingin, nitrat tidak bereaksi dengan jodida. Dengan pemanasan, I2 dengan perlahan-lahan terbentuk dan larutan berwarna kuning. 6 I- + 2 NO3- + 8 H+ → 3 I2 (aq) + 2 NO↑ + 4 H2O 3.Ferro Sulfat. Jika larutan FeSO4 bereaksi dengan larutan nitrat dengan kondisi
63
asam kuat H2SO4, ion nitrat akan direduksi menjadi NO dan kelebihan Fe(II) akan membentuk ion kompleks berwarna coklat dari Fe(NO)2+ yang tidak stabil. 3 Fe2+ + NO3- + 4 H+ → 3 Fe3+ + NO + 2 H2O Fe2+ + NO ↔ Fe(NO)2+ Sayangnya, nitrit, kromat, jodida dan bromida mengganggu dalam test ini.
Reaksi Khas terhadap ion nitrit. 1. Urea. Di dalam larutan HCl, nitrit mengoksidasi urea menjadi CO2 dan kemudian direduksi menjadi nitrogen: 2 NO2- + CO(NH2)2 + 2 H+ → 2 N2↑ + CO2↑ + 3 H2O 2. Asam sulfamit. Dalam larutan asam atau basa reagen ini bereaksi dengan nitrit : NO2- + NH2SO3H → N2↑ + SO42- + H+ + H2O 3.Ammonium klorida. Nitrit terurai bila dididihkan dalam larutan garam Ammonium: NO2- + NH4+ → N2↑ + 2 H2O
Reaksi Khas terhadap ion klorat. 1.Kalium jodida. Klorat dalam asam hangat mengoksidasi jodida menjadi I2 yang berwarna kuning atau oranye. Reaksi ini lambat pada suhu kamar. ClO3 - + 6 I- + 6 H+ → Cl- + 3 I2 +3 H2O 2.Natrium nitrit. Reagen ini mereduksi klorat menjadi klorida, yang dapat di test dengan AgNO3 3 NO2- + ClO3- → 3 NO3- + Cl3.Asam klorida. HCl 6 M panas akan mengoksidasi klorat dan menghasilkan larutan kuning. 2 ClO3 - + 2 Cl- + 4 H+ → 2 ClO2 ↑ + Cl2↑ + 2 H2O
Reaksi Khas terhadap ion asetat. 1.Asam Sulfat. Jika asetat dipanaskan bersama asam sulfat, asam asetat akan menguap dan dapat dideteksi dengan bau cukanya.
64
C2H3O2- + H+ ↔ H C2H3O2 2.Panas. Jika asetat padat dipanaskan, akan menggelapkan atau gosong dan memberikan uap demgam bau yang khas. 3.Lantanum nitrat. Reagen ini bereaksi dengan larutan asetat dan hadirnya ion I3-.Jodium diserap oleh endapan lantanum asetat dan memberikan warna biru. Sulfat dan fosfat mengganggu dengan test ini.
65
TUGAS 6 Test Pendahuluan terhadap anion 1.Jelaskan bagaimana anda dapat melakukan perubahan yang berikut ini; a.NO2- → NO3-
b.S2- → H2S↑
c.CrO42- → Cr3+
d.S2- → S (padat)
2.Dengan menggunakan test pendahuluan, bagaimana anda dapat menganalisis sampel yang mengandung : CO32- , C2H3O2- , CrO42- , NO3- dan ClAnion Golongan sulfat 1.Jelaskan secara sederhana bagaimana anda dapat membedakan a.CO32- dan CrO42-
b.Ba2+ dan Mg2+
c.SO42- dan PO43-
d.Na2CO3 (padat) dan NaHCO3 (padat) e.Na2SO3(padat) dan Na2SO4 (padat)
f. Na2SO3(padat) dan NaHSO3 (padat)
2.Jelaskan secara skematis analisis padatan yang mengandung Na2C2O4 , CaCO3, BaCrO4 dan Na3PO4 Anion Golongan klorida 1.Buatlah persamaan reaksi ion dibawah ini bila: a.perak klorida direaksikan dengan larutan natrium sulfida b.larutan AgNO3 dicampur dengan NaSCN c.Ferro sulfida diperlakukan dengan HCl pekat 2. Jelaskan dengan tepat apa yang akan terjadi psds tisp tshsp dalam analisis anion golongan klorida untuk sampel yang mengandung: a.Cl- , Br- , dan I-
b.I- , SCN- , dan S2-
Anion Golongan nitrat 1.Buatlah persamaan reaksi ion untuk reaksi dibawah ini: a.NO2- direduksi menjadi N2 oleh NH4+ b. NO2- dioksidasi menjadi NO3- oleh MnO4 - (larutan asam) c. NO2- dioksidasi menjadi NO3- oleh Cr2O72- (larutan asam) 2.Bagaimana caranya anda memindahkan ion-ion berikut dari dalam larutan berair: a.I-
b. NO2-
c.Br-
dan d. CO32-
66
EVALUASI 6
Test Pendahuluan terhadap anion 1 Tuliskan reaksi ion yang terjadi bila: a. Larutan Na2SO3 diasamkan b.Larutan NaC2H3O2 diasamkan c.Suatu sampel yang mengandung CrO42 – diperlakukan dengan BaCl2 d.Larutan BaCl2 dan Na2SO3 dicampur e.Perak nitrat ditambahkan ke dalam sampel yang mengandung SCN 2.Jelaskan bagaimana anda dapat membedakan yang berikut ini: a. CO32 – dari S2 –
f. C2O42 – dari SO42 –
b. SO32 – dari I-
g. Cl- dari S2 –
c. NO3- dari NO2-.
h. SCN- dari SO42 –
d. ClO3 - dari Cl-
i. SO32 – dari SO42 –
e. NO3- dari I -
j. I- dari Cl-
3. Suatu sampel diduga mengandung anion-anion C2H3O2- , NO3 - , SO42 – dan I- . Bila sampel diperlakukan dengan asam kuat, tidak berbau, dengan KI terjadi oksidasi setelah dipanaskan. Penambahan BaCl2 pada sampel menghasilkan endapan putih. Anion apa yang hadir dan anion apa yang absen ?
Anion Golongan sulfat 1.Jelaskan secara sederhana analisis dari anion unknown yang mengandung anion sbb: a. CrO42- , SO42- dan PO43b. CO32- , SO32- dan CrO422.Tuliskanlah persamaan reaksi ion untuk reaksi-reaksi yang terjadi bila: a. Karbon dioksida dilewatkan ke dalam larutan kalsium hidroksida b.Larutan timbal asetat dicampur dengan natrium sulfat c.Barium kromat diperlakukan dengan asam klorida d.BaHPO4 padat diperlakukan dengan HCl encer e.Asam klorida ditambahkan ke dalam larutan Na2SO3
67
f. Perak nitrat ditambahkan ke dalam larutan Na2SO3 g. Barium klorida ditambahkan ke dalam larutan natrium oksalat.
Anion Golongan klorida 1.Dengan sederhana, bagaimana anda dapat membedakan a.I- dengan Br -
c. CrO42- dengan I-
b.Cl- dengan S2-
d. SO32- dengan SCN-
2.Temukan secara sederhana analisis sampel unknown yang mungkin mengandung: a.Cl-, Br-, dan SCN-
b. CO32-, CrO42- , dan I-
3.Yang mana dari ianion golongan klorida yang cepat dioksidasi oleh zat berikut: a.H2SO4encer ?
c. K2S2O8 di dalam H2SO4 ?
b.HNO3 pekat ?
d. KNO2 di dalam H2SO4encer ?
Anion Golongan nitrat 1.Buatlah skema analisis anion untuk sampel unknowm yang mungkin mengandung amion-anion CrO42- , SCN- , S2- , ClO3 - dan C2H3O22.Bagaimana caranya anda menyelesaikan : a.Cl- → Cl2 b. HC2H3O2 → C2H3O2c.NO2- → N2 d.AgClO3 ↓ → AgCl ↓ 3.Bagaimana caranya anda dapat membedakan: a. ClO3- dengan Clb. C2H3O2- dengan CO32c. NO3- dengan NO2-. d. NO3- dengan SO42-
68
DAFTAR PUSTAKA Cole-Palmer, 1994, Laboratory Equipment (S) Pte. Ltd., Instrument for Research, Industry and Education. Singapore, p 1092-1123 Soemanto Imamkhasani, 1990, Keselamatan Kerja Dalam Laboratorium Kimia, Jakarta, Gramedia. Day, Jr R A & Underwood, A,L; 1993, Analisis Kimia Kuantitatif, Jakarta: Erlangga. John Kenkel; 1994, Analytical for Technician, Eds II. America: Lewis Publisher. Slowinski, JE; 1990, Qualitatif Analysis and the Properties of ions in Aqueous Solution, Eds II, America: Saunder College Publishing. Sorum, CH; 1997, Introduction to Semimikro Qualitatif Analysis, Eds IV, London: Prentice Hall. Skoog AD, West, MD. Holler, 1994, Analytical Chemistry An Introduction, Eds VI. San Franssssisco: Saunder College Publishing. Vogel; 1990, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif, Eds V. Jakarta: Media Pustaka. Sumar Hendayana, 1994., Keselamatan Kerja di Laboratorium Kimia, Makalah Pelatihan Teknisi Laboratoriun LPTK se Indonesia. Bandung Slowinski, JE; 1990, Qualitatif Analysis and the Properties of ions in Aqueous Solution, Eds II, America: Saunder College Publishing. Zwaaed, A.W ., Vermeeren, H.P.W., and de Gelder, R., 1989, Safety Education for Chemistry Students, Journal of Chemical Education, April, 66(4),112-114
