I. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengetahui konsep reaksi kimia.
2. Mengamati peristiwa kimia dan perubahan yang terjadi dalam reaksi kimia.
II. LANDASAN TEORI
Reaksi kimia merupakan peristiwa yang sering terjadi didalam kehidupan kita. Reaksi kimia adalah peristiwa perubahan kimia dari zat-zat yang bereaksi (reaktan) menjadi zat-zat hasil reaksi (produk). Reaksi kimia ditandai dengan berubahnya zat menjadi zat lainnya Pada reaksi kimia selalu dihasilkan zat-zat yang baru dengan sifat-sifat yang baru. Salah satu contoh peristiwa kimia yang dapat kita lihat adalah pembakaran, misalnya pembakaran gas etana (elpiji dengan udara ). Pada proses pembakaran ini diperlukan etanol dan oksigen sebagai bahan dasar, yang kemudian akan menghasilkan karbon dioksida dan air. Dalam hal ini etanol dan oksigen disebut sebagai zat pereaksi (reaktan), sedangkan karbon dioksida dan air disebut hasil reaksi (produk). Contoh peristiwa reaksi kimia ini pada umumnya dituliskan pula dalam sebuah persamaan reaksi. Persamaan reaksi kimia adalah gabungan lambang yang menunjukkan suatu reaksi kimia. Rumus-rumus pereaksi diletakan disebelah kiri dan hasil reaksi diletakan disebelah kanan. Diantara dua sisi tersebut digabungkan dengan tanda kesamaan (=) atau tanda panah (→).
Pada saat terjadinya reaksi kimia, terjadi perubahan-perubahan yang dapat diamati untuk mengetahui zat tersebut bereaksi atau tidak. Ciri – ciri berlangsungnya reaksi kimia adalah sebagai berikut :
a. Reaksi Kimia Menimbulkan Perubahan Warna
Sebagai contoh kita mengamati warna larutan Cu(NO3)2 berwarna biru terang akan berubah jika direaksikan dengan larutan NaOH warna bening,yang menghasilkan larutan Cu(OH)2 berwarna biru keputihan.. Perubahan warna merupakan salah satu ciri yang dapat dilihat dimana membuktikan bahwa suatu zat telah bereaksi.
b. Reaksi Kimia Menimbulkan Gas
Logam Cu yang direaksikan dengan larutan HNO3 menghasilkan gas NO. Selain itu, munculnya uap yang menempel pada didinding gelas beker. Hal ini dapat membuktikan bahwa peristiwa reaksi kimia dapat menghasilkan gas.
c. Reaksi Kimia Menimbulkan Perubahan Suhu
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan dapat berupa panas atau kalor. Reaksi kimia yang memerlukan energi dinamakan reaksi endoterm. Kalor adalah energi yang berpindah dari suatu sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena perbedaan suhu, yaitu dari suhu lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Reaksi eksoterm dan endoterm dapat dikenali dari perubahan suatu sistem yang mengalami perubahan suhu di sekitar lingkungan menjadi panas, dingin dan mengembun.
d. Reaksi Kimia Menyebabkan Terjadinya Endapan
Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai fase padat dari larutan. Endapan dapat berupa kristal (kristalin) atau koloid dan dapat dikeluarkan dari larutan dengan penyaringan atau sentrifugasi. Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat terlarut. Kelarutan suatu endapan sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan endapan bertambah besar dengan kenaikan suhu,meskipun dalam beberapa hal khusus terjadi sebaliknya. Laju kenaikan kelarutan dengan suhu berbeda-beda. Pada beberapa hal, perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat menjadi alasan pemisahan. Contohnya larutan Cu(NO3)2 dan larutan NaOH direaksikan, terbentuklah endapan berwarna hitam pekat.
e. Reaksi Kimia Menyebabkan Terjadinya Bau Yang Baru
Sebagai contoh dari reaksi logam Cu dengan larutan HNO3. Pada umumnya logam Cu serta larutan HNO3 tidak menimbulkan bau, bau itu hanya berlangsung pada saat reaksi berlangsung. Hal ini membuktikan bahwa timbulnya bau membuktikan bahwa larutan dan logam tersebut telah bereaksi.
f. Reaksi Kimia Menyebabkan Habisnya Zat Yang Bereaksi dan Timbulnya Produk Baru
Habisnya zat yang bereaksi merupakan salah satu fakta yang paling mudah untuk membuktikan bahwa suatu zat telah bereaksi atau tidak, kemudian akan dilanjutkan dengan menghasilkan produk baru. Suatu reaksi kimia dihasilkan dengan perbandingan massa yang tetap sesudah dan sebelum hasil reaksi.
Didalam sebuah reaksi kimia , besar maupun kecilnya suatu laju reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
1. Konsentrasi
Semakin besar konsentrasi, semakin besar laju reaksi. Konsentrasi semakin besar maka jumlah partikel yang bertumbukan lebih banyak.
2. Suhu
Apabila suhu semakin besar, maka laju reaksi semakin besar.
3. Luas Permukaan
Semakin besar luas permukaan zat reaksi, semakin besar laju reaksi. Cara untuk memperluas permukaan adalah dengan mengubah zat menjadi lebih halus/kecil, sehingga tumbukan antar partikel zat pereaksi lebih besar.
4. Katalisator
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi. Adapun beberapa sifat katalisator yaitu :
o Menurunkan energi aktifasi
o Mempercepat laju reaksi baik reaksi maju mapun reaksi balik
o Konsentrasi katalis semakin besar, reaksi semakin cepat.
o Logam transisi banyak digunakan sebagai katalis heterogen
o Katalis tidak mengubah ketetapan kesetimbangan
Selain hal tersebut pada persamaan reaksi kimia berlaku hukum kekekalan massa yang dikemukakan oleh “LAVOISER” pada tahun 1774. Ia melakukan penelitian dengan memanaskan timah dengan oksigen dalam wadah tertutup. Dengan teliti, ia berhasil membuktikan bahwa dalam reaksi itu tidak terjadi perubahan massa. Hukum kekekalan massa itu menyatakan bahwa setiap reaksi kimia, massa zat-zat setelah bereaksi adalah sama dengan zat sebelum reaksi.
Dalam mempelajari reaksi kimia, tidak hanya mempelajari ciri-ciri terjadinya reaksi dan faktor yang mempengaruhi laju reaksi saja,aspek lain yang terkait dengan reaksi kimia yaitu aspek kuantitatif unsur dalam suatu reaksi, yang disebut “ STOIKIOMETRI”. Stoikiometri berasal dari bahasa yunani stoichea yang berarti unsur dan metrain = mengukur yang berarti perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi. Zat-zat yang bereaksi dengan zat-zat hasil reaksi dihitung berdasarkan partikel-partikel zat tersebut. Untuk itu, dalam mereaksikan zat, penghitungannya harus menggunakan konsep mol dengan skema sebagai berikut:
. x :
: :
x x
: x
Keterangan diagram :
T = Suhu (K)
P = Tekanan Gas (atm)
R = Tetapan gas = 0,082 L atm mol-1 K-1
L = Tetapan Avogadro = 6,02 x 1023
A. Hubungan mol dengan massa zat
Untuk unsur (Atom)
• mol
Untuk senyawa (Molekul)
• mol
B. Hubungan mol dengan volum zat dalam keadaan STP
• mol gas x
• Volume gas x (STP) = Mol gas X . 22,4
C. Hubungan mol dengan volum zat
• Mol gas X = Volume gas X
RT/P
• Volume gas X = Mol gas . RT/P
D. Hubungan mol dengan jumlah partikel
• Mol zat Jumlah Partikel
L
• Jumlah partikel = mol x L
Pada prinsipnya, Mol merupakan penyederhanaan dari dari jumlah partikel sehingga perbandingan mol setara dengan perbandingan jumlah pertikel yang juga setara dengan perbandingan koefisien. Jadi simpulannya sebagai berikut:
Perbandingan koefisien setara dengan perbandingan mol
mol zat x
III. ALAT DAN BAHAN
A. Alat
• Neraca Elektronik
• Gelas Beker 250 ml
• Pipet Tetes
• Gelas Ukur
• Kaca Arloji
• Alat Pemanas
• Cawan Penguap
• Batang Pengaduk
• Penjepit
• Botol Semprot
• Lap
• Oven
B. Bahan
• Lempeng Tembaga (Cu) 0,2170 gram
• Larutan HNO3 4 M
• Larutan NaOH 1 M
• Aquades
• Larutan H2SO4 1 M
• Lempeng seng (Zn) 0.1969 gram
IV. SKEMA KERJA
Langkah I
Reaksi antara logam Cu dan larutan asam nitrat (HNO3)
Persamaan reaksi : 3Cu(s) + 8 HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
a. Timbang dan catat massa logam Cu dengan menggunakan neraca elektronik.
b. Gunting kecil-kecil logam Cu,kemudian masukan logam Cu 0,2170 gram kedalam gelas beker 250 ml.
c. Ukurlah sebanyak 2 ml larutan HNO3 4 M menggunakan gelas ukur, lalu tuangkan larutan HNO3 kedalam gelas beker yang telah berisi logam Cu.
d. Tutup gelas beker dengan menggunakan kaca arloji. Goyangkan sesekali secara perlahan gelas beker tersebut.
e. Amati dan catat perubahan yang terjadi.
f. Biarkan hingga logam Cu habis bereaksi.
Langkah II
Penambahan larutan NaOH
Persamaan rekasi : Cu(NO3)2(aq) + NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + NaNO3(aq)
a. Campurkan 6 ml larutan NaOH ke dalam gelas beker yang berisi larutan Cu(NO3)2 dari hasil percobaan langkah I, lalu diaduk menggunakan batang pengaduk.
b. Tunggu beberapa menit sambil tetap mengaduk dan amati perubahan yang terjadi.
c. Catat hasil pengamatan yang dilakukan.
d. Simpan reaksi ini untuk pengerjaan selanjutnya.
Langkah III
Pemanasan
Persamaan Reaksi : Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l)
a. Tambahkan 50 ml aquades kedalam gelas beker yang berisi larutan Cu(OH)2
b. Panaskan campuran larutan Cu(OH)2 dan aquades selama lebih kurang 15 menit, serta diaduk secara perlahan - lahan.
c. Setelah mendidih, matikan pemanas. Keluarkan batang pengaduk dari larutan, semprot dengan aquades untuk melepaskan partikel – partikel yang melekat.
d. Dinginkan larutan selama lebih kurang 5 menit. Tunggu hingga padatan berada didasar gelas beker (mengendap).
e. Tuangkan cairan bening dalam gelas beker ke dalam gelas beker/gelas kimia yang lain( dekantasi). Hati – hati agar padatan yang ada tidak ikut tertuang.
f. Cuci padatan dalam gelas beker dengan penambahan 50 ml aquades. Biarkan zat padatan kembali mengendap.
g. Ulangi proses dekantasi (dua kali lagi).
h. Simpan hasil untuk pengerjaan berikutnya.
Langkah IV
Penambahan Larutan H2SO4
Persamaan reaksi : CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l)
a. Tambahkan 5 ml Larutan H2SO4 kedalam gelas beker langkah III
b. Aduk larutan tersebut hingga tidak terjadi perubahan yang dapat teramati lagi.
c. Amati dan catat perubahan yang terjadi.
d. Simpan larutan ini untuk langkah berikutnya.
Langkah V
Penambahan Logam Zn
Persamaan Reaksi : CuSO4(aq) + Zn(s) Cu(s) + ZnSO4(aq)
Cu + ZnSO4
a. Timbang logam Zn sesuai dengan ukuran yang ada (0,196 gram).
b. Tambahkan sesuai ukuran logam Zn kedalam hasil reaksi pada percobaan IV yaitu larutan CuSO4, kemudian tutuplah gelas kimia tersebut dengan kaca arloji sambil digoyang-goyangkan
c. Amati dan catat perubahan yang terjadi.
d. Biarkan reaksi berlangsung sampai Zn habis bereaksi.
e. Simpan hasil percobaan, kemudian tunggu hasilnya selama 1 minggu
f. Amati dan catatlah perubahan yang terjadi.
Langkah VI
Mendapatkan Cu kembali
a. Dekantasi cairan bening dalam gelas beker dari padatnya.
b. Cuci hasil dengan 50 ml air suling, biarkan padatannya mengendap, kemudian dekantasi
kembali. Ulangi pencucian dan proses dekantasi (dua kali lagi).
c. Timbang dengan teliti cawan penguap yang bersih, catat masanya.
d. Tuangkan air kedalam gelas beker , lalu letakkan padatan ke atas kaca arloji kemudian keringkan hasilnya dengan memanaskan cawan penguap ini diatas steambath .
e. Timbang cawan penguap beserta isinya dan catat masanya.
f. Hitung massa dari Cu, kemudian hitung rendemannya
V. DATA PENGAMATAN
Langkah I
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Logam Cu
a. Wujud
b. Warna
c. Bentuk
d. Masa
Padatan
Coklat Kemerahan
Lempengan /pipih
0,2170 gram
2. Larutan HNO3
a. Wujud
b. Warna
c. Bentuk
d. Volume
e. Kemolaran
Cair
Bening
Larutan
2 ml
4 M
3 Persamaan Reaksi
3Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(aq) Telah terjadi reaksi kimia, dengan
ciri – ciri berikut:
a. Terjadinya perubahan warna menjadi hijau kebiru-biruan pada larutan Cu(NO3)2 setelah ditambahkan dengan HNO3
b. Timbulnya gelembung kecil tanpa warna.
c. Menghasilkan Gas NO dengan warna
(kuning - coklat kemerahan)
d. Tercium ada bau pada menit ke 11
e. Terjadinya perubahan suhu, yang ditandai dengan panasnya gelas beker, pada saat reaksi berlangsung.
f. Reaktan (Cu) habis bereaksi
Langkah II
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Larutan Cu(NO3)2(aq)
a. Wujud
b. Warna
c. Bentuk
Cair
Biru terang
Larutan
2. Larutan NaOH
a. Wujud
b. Warna
c. Bentuk
d. Volume
e. Kemolaran
Cair
Bening
Larutan
6 ml
1 M
3. Persamaan Reaksi
Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) → Cu(OH)2(s) + 2NaNO3(aq) Telah terjadi reaksi kimia,
dengan ditandai :
a. Larutan Cu(OH)2 berubah warna menjadi biru keputihan.
b. Timbul endapan Cu(OH)2 berwarna hitam keabuan.
c. Terjadi perubahan suhu.
d. Zat yang bereaksi habis.
Langkah III
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Perubahan Cu(OH)2 saat ditambah Aquades
a. Wujud
b. Warna
c. Bentuk
Cair
Biru susu.
Larutan + endapan
2. Hasil Pemanasan Cu(OH)2
Cu(OH)2(s) → CuO(s) + H2O(aq) Telah terjadi reaksi kimia,
dengan ditandai :
a. Perubahan warna larutan Cu(OH)2
menjadi hitam pekat
b. Adanya gelembung-gelembung pada saat proses pemanasan berlangsung.
c. Perubahan suhu akibat pemanasan.
3. Cu(OH)2 Setelah Pendinginan a. Larutan bening berupa H2O
b. Adanya endapan CuO berwarna hitam pada bagian dasar gelas beker.
Langkah IV
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Larutan H2SO4
a. Volume
b. Wujud
c. Warna
d. Bentuk
3 ml
Cair
Bening
Larutan
2. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Telah terjadi reaksi kimia,
dengan ditandai :
a. Adanya perubahan warna menjadi biru muda (seperti warna Cu awal)
b. Pada dasar gelas beaker terbentuk endapan logam Cu berupa gumpalan kecil berwarna hitam pekat, namun masih dalam jumlah yang sangat sedikit.
c. Zat yang bereaksi telah habis terlarut
d. Larutan CuSO4 menghasilkan bau baru yang tercium sangat berbeda, terbentuk setelah adanya reaksi antar reaktan tersebut
Langkah V
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Logam Zn
a. Massa
b. Wujud
c. Warna
d. Bentuk
0,196 gram (0,2 gram)
Padat
Abu – abu
Serbuk halus
2. CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu Telah terjadi reaksi kimia,
dengan ditandai :
a. Adanya perubahan warna menjadi biru tua
b. larutan ZnSO4 sedikit berubah menjadi gas atau uap yang menempel pada dinding gelas beker.
c. Tercium bau yang sangat menyengat dari produk yang dihasilkan.
c. Adanya endapan Cu berwarna merah bata
Langkah VI
No Objek Pengamatan Ciri - ciri
1. Cu yang didekantasi dengan menggunakan air suling.
Adanya padatan Cu yang berwarna merah namun masih dalam bentuk serbuk basah.
2. Padatan Cu yang diperoleh setelah dipanaskan dalam oven bersuhu 27 ºC, selama seminggu.
Padatan Cu berwarna merah bata dan berbentuk serbuk kering.
3. Proses Recorvery Cu selesai Didapatkannya masa Cu yang diperoleh dengan cara berat cawan penguap yang telah berisi Cu dikurangi dengan cawan penguap yang bersih .
VI. PERHITUNGAN
LANGKAH I
Stoikiometri Reaksi antara logam Cu dan larutan asam nitrat(HNO3) (mencari volume HNO3)
Pada percobaan ini terjadi reaksi antara logam Cu dan larutan asam nitrat sesuai persamaan
reaksi dibawah ini :
3Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(aq)
Keterangan :
M Cu = 0,2170 gram
Ar Cu = 63,5 g/mol
[HNO3] = 4 M
Ditanya : Volume HNO3 = ………….?
Hit:
a. Mol Cu = g/Ar
= 0,2170 g
63,5 g/mol
= 0,003 mol
b. Mol HNO3 = 8/3 x mol Cu
= 8/3 x 0,003
= 0,008 mol
c. V HNO3 = mol HNO3
[HNO3]
= 0.008/4
= 0,002 L
= 2 ML
Jadi Volume HNO3 yang ditambahkan pada logam Cu adalah 2 ml
LANGKAH II
Stoikiometri Penambahan larutan NaOH
Persamaan reaksi : Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + 2NaNO3(aq)
1 : 2 : 1 : 2
Keterangan :
Dik etahui :
Mol Cu = mol Cu(NO3)2
Mol Cu(NO3)2 = 0,003
Ditanya : volume NaOH yang dibutuhkan untuk dicampurkan kedalam Cu(NO3)2=…. ?
Jawaban :
a. Mol NaOH = 2/1 x mol Cu
= 2/1 x 0,003 mol
= 0,006 mol
b. Volume NaOH = mol NaOH
[NaOH]
= 0,006/1
= 0,006 L = 6 ml
c. Mol Cu(OH)2 =1/1 x mol Cu(NO3)2(aq)
= 1/1 x 0,003
= 0,003 mol
Jadi volume NaOH yang dicampurkan kedalam Cu(NO3)2 adalah 6 ml.
LANGKAH III
Stoikiometri Pemanasan Cu(OH)2
Persamaan Reaksi : Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l) ( 1 : 1 : 1)
Diketahui :
Mol Cu(OH)2 = 0,003
Ditanya : Mol CuO =……?
Jawaban :
a. Mol CuO = 1/1 x mol Cu(OH)2(s)
= 1/1 x 0,003
= 0,003 mol
Jadi dihasilkan 0,003 mol CuO dalam proses pembakaran tersebut.
LANGKAH IV
Stoikiometri Penambahan larutan H2SO4
Persamaan Reaksi : CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l) ( 1 : 1 : 1 )
Diketahui :
[H2SO4] = 1 M
Mol CuO = 0,003
Ditanya : Volume H2SO4 =…………?
Jawaban :
a. Mol H2SO4 = 1/1 x mol CuO
= 1/1 x 0,003
= 0,003 mol
b. Volume H2SO4 = Mol H2SO4
[H2SO4]
= 0,003
1
= 0,003 L = 3ml
c. Mol CuSO4 = 1/1 x mol CuO
= 1/1 x 0,003
= 0,003
Jadi Volume H2SO4 yang diperlukan adalah 3 ml.
LANGKAH V
Stoikiometri Massa Zn
Persamaan Reaksi : CuSO4 + Zn Cu +ZnSO4 (1 : 1 : 1)
Diketahui :
Mol CuSO4 = 0,003
Ditanya : Massa Zn =….?
Jawaban :
a. Mol Zn = 1/1 x mol CuSO4
= 1/1 x 0,003
= 0,003 mol
b. Massa Zn = Mol x Mr
= 0,003 x 65,37
= 0,1959 = 0,196 gram
Jadi logam Zn yang diperlukan adalah 0,196 gram.
LANGKAH VI
Menghitung Massa Cu
Diketahui :
massa cawan penguap bersih = 19,9941 gram
massa cawan penguap setelah berisi padatan Cu = 20,1515 gram
Ditanya : Massa Cu kembali =…..?
Rendamannya =….?
Jawaban :
a. Massa Cu kembali = Massa cawan penguap bersih – massa cawan penguap berisi Cu
= 20,1515 -19,9941
= 0,1574 gram
b. Rendaman Cu = massa Cu akhir/Massa Cu awal x 100 %
= 0,1570 x 100 %
0,2170
= 72,3 %
Jadi Massa logam Cu yang diperoleh dari hasil Recorvery Cu adalah 0,1574 gram, sedangkan rendamannya adalah 72,3 %.
VII. PEMBAHASAN
1. Reaksi antara logam Cu dan larutan asam nitrat(HNO3)
Reaksi antara logam Cu dan larutan (HNO3) menunjukkan banyak sekali perubahan kimia yang terjadi secara berkala. . Logam Cu yang akan dipergunakan harus dipotong menjadi lebih kecil atau digerus menjadi lebih halus agar memiliki luas permukaan yang kecil. Suatu reaksi mungkin melibatkan pereaksi dalam bentuk padat, namun pengaruh ukuran kepingan zat padat sangat mempengaruhi laju reaksi yang terjadi pada reaksi kimia tersebut. Apabila semakin besar luas permukaan zat pereaksi maka semakin besar pula laju reaksinya. Untuk memperluas permukaan adalah dengan mengubah zat menjadi lebih kecil atau halus, sehingga tumbukan antar partikel zat pereaksi lebih besar. Pada percobaan ini logam Cu seharusnya digerus hingga halus atau dipotong menjadi lebih kecil, ini berguna agar laju reaksi semakin besar sehingga reaksi antara logam Cu dan Asam Nitrat dapat berlangsung cepat. Pada pelaksanaannya, kami melakukan sebuah kesalahan yaitu tidak membuat logam Cu menjadi potongan yang kecil atau serbuk sebelum direaksikan dengan Asam Nitrat. Hal ini mengakibatkan adanya penambahan larutan asam nitrat yang tidak sesuai dengan perhitungan stoikiometri.
Pada percobaan ini HNO3 yang seharusnya ditambahkan dengan logam Cu menurut perhitungan stoikiometri adalah 2 ml, namun karena adanya kecerobohan kami dalam melakukan percobaan, maka dilakukan penambahan HNO3 sebanyak 3ml. Sehingga total HNO3 yang kami gunakan untuk bereaksi dengan logam Cu sebanyak 5 ml. Hal ini dilakukan agar logam Cu tidak susah untuk bereaksi. Setelah Logam Cu dicampur dengan larutan HNO3 sebanyak 5 ml, kemudian mengalami reaksi secara perlahan-lahan, sehingga menghasikan larutan 3Cu(NO3)2(aq). Dengan persamaan reaksi kimia :
3Cu(s) + 8 HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Bersamaan dengan reaksi tersebut berlangsung, timbul gelembung-gelembung kecil, terjadi perubahan warna pada larutan Cu(NO3)2 yaitu berwarna biru terang, terjadi perubahan suhu, timbulnya bau yang baru, dan adanya gas NO. Pada saat logam Cu mulai bereaksi dengan larutan HNO3, timbul gas NO yang beracun dan berwarna kecoklatan. Hal ini ditandai dengan munculnya uap air pada dinding gelas beker, dan adanya gelembung-gelembung kecil berwarna transparan yang naik ke atas permukaan. Selain itu, jika gelas beker semakin digoyang-goyangkan, maka larutan HNO3 yang semula berwarna bening direaksikan dengan logam Cu,akan menghasilkan larutan Cu(NO3)2 yang berwarna biru terang.
Tidak hanya timbulnya gas NO, dan terjadi perubahan warna saja, namun fakta lain yang dapat dilihat bahwa larutan asam nitrat dn logam Cu telah bereaksi adalah terjadinya perubahan suhu. Perubahan suhu ini ditandai dengan gelas beker yang semakin hangat pada saat mengalami reaksi, dan adanya uap air disekitar gelas beker. Fakta lain yang dapat membuktikan bahwa terjadi reaksi yaitu timbulnya bau yang baru disebabkan oleh adanya gas NO dan larutan Cu(NO3)2 yang memiliki bau yang sangat pekat. Semua fakta ini dapat membuktikan bahwa logam Cu dan larutan HNO3 telah mengalami reaksi dan menghasilkan larutan Cu(NO3)2 yang berwarna biru terang, dan akan direaksikan dengan pereaksi selanjutnya.
2. Reaksi yang Terjadi Setelah Penambahan Larutan NaOH
Pada reaksi sebelumnya antara logam Cu dengan HNO3 dihasilkan lautan Cu(NO3)2 berwarna biru terang. Selanjutnya akan dilakukan penambahan NaOH. Penambahan NaOH berfungsi untuk memberikan suasana basa pada larutan Cu(NO3)2 yang bersifat asam agar reaksi dapat berlangsung. Untuk reaksi pertama, penambahan larutan HNO3 menurut stoikiometri sebanyak 2 ml. Namun karena adanya kecerobohan dalam melakukan reaksi tersebut, dan agar rekasi tersebut dapat bereaksi dengan cepat dilakukan penambahan larutan HNO3 sebanyak 5ml. Hal ini menyebabkan kelebihan larutan HNO3, sehingga menghasilkan produk yang bersifat asam.
Berdasarkan perhitungan stoikiometri, penambahan NaOH yang dilakukan adalah sebanyak 6 ml. Dengan melihat penambahan HNO3 pada langkah I, yang menyebabkan HNO3 berlebih, maka penambahan NaOH pun dilakukan berlebih dari perhitungan stoikiometrinya. Reaksi antara Cu(NO3)2 dengan larutan NaOH 6ml tidak dapat mengalami reaksi dengan cepat dan baik. Maka dilakukan penambahan NaOH yang berlebih sampai larutan tersebut mengalami reaksi. Penambahan NaOH yang kami lakukan sebanyak lebih kurang 9 ml lagi. Sehingga larutan NaOH yang kami reaksikan dengan larutan Cu(NO3)2 sebanyak 15 ml. Dengan adanya penambahan larutan NaOH sebanyak 15 ml, larutan Cu(NO3)2 dengan larutan NaOH mulai bereaksi, dan menghasilkan larutan Cu(OH)2. Persamaan reaksi kimia dalam proses ini adalah Cu(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + 2NaNO3(aq) .
Reaksi antara larutan Cu(NO3)2 yang berwarna biru terang dengan larutan NaOH yang berwarna bening , menghasilkan sebuah produk baru dengan ditandainya perubahan warna pada produk yang dihasilkan yaitu perubahan warna menjadi biru keputihan pada larutan Cu(OH)2. Tidak hanya terjadi perubahan warna saja, fakta lain yang dapat mebuktikan bahwa terjadi reaksi kimia dalam penambahan NaOH kedalam larutan Cu(NO3)2 adalah dengan terjadinya endapan Cu(OH)2 yang berwarna hitam keabuan. Pada saat reaksi ini berlangsung terbentuknya gelembung-gelembung kecil ,adanya perubahan suhu, serta timbulnya gas. Perubahan suhu ini ditandai dengan gelas beker secara perlahan mulai hangat. Timbulnya gas pada proses reaksi ini dibuktikan dengan adanya uap air pada dinding gelas beker. Setelah terjadinya endapan, timbul gelembung-gelembung kecil, terjadinya perubahan suhu, timbul gas Perubahan pada reaksi tidak tampak lagi, hal ini menandakan bahwa reaksi telah menghasilkan produk baru, dan zat yang bereaksi telah habis.
3. Reaksi yang Terjadi Setelah Pemanasan
Larutan Cu(NO3)2 berwarna biru yang direaksikan dengan larutan NaOH berwarna bening menjadi larutan Cu(OH)2 berwarna biru keputihan. Kemudian larutan Cu(OH)2 ini yang akan melalui proses pemanasan seperti pada persamaan reaksi berikut : Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l)
Sebelum dipanaskan larutan Cu(OH)2 ditambahkan dengan 100 ml air suling. Proses pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat proses reaksi kimia, memperbesar hasil kali ion-ionnya, serta memperkecil Ksp. Proses pemanasan juga dapat merestrukturisasi zat-zat yang sudah berbentuk endapan, agar padatan kristal lebih nampak. Pemanasan dilakukan pada alat pemanas listrik,dan letakkan larutan Cu(OH)2 yang telah ditambahkan air suling 100 ml diatas alat tersebut. Selama proses pemanasan, larutan Cu(OH)2 yang semula berwarna biru keputihan mengalami perubahan yang terletak pada warna larutan tersebut. Secara perlahan-lahan larutan tersebut berubah warna menjadi hitam karena proses pemanasan. Pada saat proses pemanasan timbul gelembung-gelembung yang jumlahnya cukup banyak. Larutan yang telah dipanaskan , kemudian didinginkan. Setelah proses pendinginan,larutan tersebut terbagi atas dua sisi, sisi yang paling bawah merupakan endapan CuO dan berwarna hitam pekat, sedangkan sisi yang atas merupakan cairan bening (H2O). Proses selanjutnya adalah dekantasi. Dekantasi adalah proses mengendapkan endapan kemudian menuangkan cairan diatas endapan kedalam temapat lain, sehingga endapan tetap berada pada tempat semula. Endapan CuO ditambahkan dengan 50 ml air suling, kemudian didekantasi sampai tiga kali. Proses penyucian hingga dekantasi sebanyak tiga kali menghasilkan endapan CuO yang berwarna hitam.
4. Reaksi yang Terjadi Setelah Penambahan Larutan H2SO4
Endapan CuO berwarna hitam yang diperoleh dari reaksi sebelumnya, kini dilakukan penambahan larutan H2SO4. Penambahan larutan H2SO4 berfungsi sebagai asam bersifat oksidator dimana larutan H2SO4 akan mendestruksi endapan CuO agar kembali menjadi unsur-unsur pembentuk semula zat-zat yang direaksikan sebelumnya. Menurut perhitungan stoikiometri dilakukan penambahan larutan H2SO4 sebanyak 3 ml, namun pada kenyataannya penambahan 3 ml tersebut tidak menyebabkan endapan CuO bereaksi. Maka dilakukan penambahan larutan H2SO4 sebanyak 2 ml, sehingga pada proses ini larutan H2SO4 yang ditambahkan sebanyak 5 ml. Dengan penambahan larutan H2SO4 sebanyak 5 ml, endapan CuO secara perlahan kemudian bereaksi. Penambahan larutan H2SO4, dikarenakan adanya penambahan zat-zat tertentu yang bersifat melarutkan ataupun mengaktifkan zat-zat tertentu dari awal proses praktikum ini. Sehingga dapat dipastikan pada praktikum selanjutnya ada zat-zat yang ditambahkan baik volume maupun massanya, agar dapat menghasilkan produk yang sesuai. Persamaan reaksi pada proses penambahan H2SO4 adalah sebagai berikut: CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l)
Reaksi antara endapan CuO yang ditambahkan dengan larutan H2SO4 berwarna bening, menghasilkan produk yaitu larutan CuSO4 yang warnanya sama seperti pertama kali logam Cu bereaksi dengan HNO3 yaitu berwarna biru. Selain itu adanya endapan logam Cu yang jumlahnya sedikit dan berwarna hitam pekat pada dasar gelas beker. Saat reaksi berlangsung timbulnya gas , serta adanya bau yang sangat menyengat dari produk yang dihasilkan yaitu larutan CuSO4.
5. Reaksi Penambahan Logam Zn
Larutan CuSO4 yang diperoleh dari reaksi kimia sebelumnya, kemudian siap untuk direaksikan dengan logam Zn. Persamaan reaksi penambahan logam Zn dalam larutan CuSO4 adalah sebagai berikut :
CuSO4(aq) + Zn(s) Cu(s) + ZnSO4(aq)
Logam Zn digunakan karena logam Zn bersifat tidak katalis. Menurut perhitungan stoikiometri, logam Zn yang seharusnya ditambahkan adalah 0,196 gram,namun pada percobaan ini terjadi kecerobohan dalam penimbangan logam Zn, sehingga logam Zn yang ditambahkan pada reaksi ini adalah 0,2080 gram. Logam Zn yang berupa serbuk halus dan memiliki warna abu-abu secara perlahan-lahan dituangkan kedalam larutan CuSO4 berwarna biru terang. Kemudian tutuplah dengan menggunakan kaca arloji. Logam Cu mulai mengendap dengan warna merah kehitaman. Serta timbul uap yang menempel pada dinding gelas beker. Tidak hanya itu, pada saat reaksi kimia berlangsung timbul bau yang sangat menyengat. Agar mendapatkan produk yang maksimal goyangkan gelas beker hingga menghasilkan endapan logam Cu dalam jumlah lebih banyak dan berubah warna menjadi merah bata. Kemudian terjadi perubahan warna pada larutan yaitu berwarna bening yang merupakan larutan ZnSO4, dan menghasilkan endapan logam Cu yang berwarna merah bata.
6. Reaksi Kimia Mendapatkan Cu kembali
Setelah menghasilkan logam Cu berwarna merah bata dan larutan ZnSO4 pada reaksi sebelumnya,biarkan logam Cu hingga benar-benar mengendap. Lakukan pencucian dengan 50 ml aquades, lalu dekantasi hingga tiga kali secara hati-hati dan tidak menyebabkan terbuangnya logam Cu. Dekantasi dilakukan untuk mendapatkan logam Cu yang benar-benar murni. Timbang terlebih dahulu cawan penguap, kemudian masukan logam Cu yang telah didekantasi namun masih dalam keadaan basah kedalam cawan penguap tersebut. Kemudian panaskan cawan penguap yang telah berisi logam Cu kedalam oven, sehingga mendapatkan produk akhir yaitu Cu yang seperti semula.
LAMPIRAN
PERTANYAAN DAN JAWABAN
Langkah I
Pertanyaan : Berikan penjelasan tentang logam Cu yang digunakan meliputi : wujud, warna , dan bentuknya
Jawaban : Logam Cu yang belum direaksikan dengan HNO3 memiliki,
wujud = padat
warna = coklat kemerahan
bentuk = pipih atau lempengan.
Pertanyaan : Apakah reaksi kimia berlangsung? Lengkapilah jawaban anda dengan fakta seperti yang ditunjuk didepan.
Jawaban : Ya, reaksi kimia antara logam Cu dengan larutan HNO3 berlangsung, hal ini dapat dibuktikan dengan adanya :
Timbul gelembung.
Terjadinya perubahan warna pada zat yang dihasilkan yaitu Cu(NO3)2 menjadi warna biru.
Timbul gas beracun NO2 yang berwarna kecoklatan yang terjadi karena rekasi antara gas NO dengan O2.
Terjadi perubahan suhu. Hal ini dapat dibuktikan dengan panasnya gelas beker pada saat reaksi berlangsung.
Timbul bau yang baru.
Pertanyaan : Bagaimana proses yang terjadi terhadap logam Cu !
Jawaban : Pada saat larutan HNO3 dimasukkan kedalam gelas beker yang telah berisi dengan logam Cu, logam Cu mulai bereaksi di tandai dengan adanya gelembung-gelembung kecil. Larutan HNO3 yang semula berwarna bening kemudian bereaksi dengan logam Cu menghasilkan larutan Cu(NO3)2 yang berwarna biru. Seiring dengan bereaksinya logam Cu dengan larutan HNO3 terjadi perubahan suhu, yang ditandai dengan panasnya gelas beker. Selanjutnya timbul gas NO yang bereaksi dengan O2 menjadi gas NO2 yang berwarna cokelat kemerahan dan beracun. Selanjutnya pada menit ke-11 timbul bau yang baru. Kemudian logam Cu telah habis bereaksi dan gas NO2 yang terbentuk kemudian menghilang.
Langkah II
Pertanyaan : Berikan penjelasan tentang NaOH yang digunakan.
Jawaban :
Wujud = cair
Warna = bening
Bentuk =Larutan
Volume = 6 ml
Kemolaran = 1M
Pertanyaan : Apakah reaksi kimia terjadi? Bagaimana saudara mengetahuinya?
Jawaban : Reaksi kimia terjadi, hal ini dibuktikan dengan fakta sebagai berikut :
o Terjadi perubahan warna pada larutan Cu(OH)2 menjadi biru keputihan.
o Timbul endapan Cu(OH)2 berwarna hitam keabuan.
o Terjadi perubahan suhu menjadi lebih tinggi.
o Zat yang bereaksi habis.
o Cairan menjadi lebih pekat.
Pertanyaan : Kemanakah logam Cu?
Jawaban : Logam Cu dalam Cu(NO3)2 bereaksi dengan NaOH membentuk Cu(OH)2 yang menyebabkan larutan berwarna biru muda (biru keputihan). Hal ini menunjukkan bahwa Cu telah habis berekasi dengan larutan NaOH.
Langkah III
Pertanyaan : Bagaimana perubahan yang terjadi pada Cu setelah dipanaskan?
Jawaban : Logam Cu dalam larutan Cu(OH)2 yang berwarna biru keputihan, berubah warna menjadi abu-abu (hitam). Setelah proses pendinginan, makan akan terbentuk endapan CuO yang berwarna hitam pekat. Larutan ini terbagi atas 2 sisi, dimana bagian atas yang merupakan cairan bening (H2O), dan bagian bawah yaitu endapan CuO yang berwarna hitam pekat.
Langkah IV
Pertanyaan : Berikan penjelasan tentang H2SO4 yang digunakan !
Jawaban :
• Volume = 3 ml
• Wujud = Cair
• Warna = Bening
• Bentuk = Larutan
Pertanyaan : Apakah reaksi kimia terjadi?
Jawaban : Reaksi kimia terjadi, hal ini dapat dibuktikan dengan adanya
• Terjadi perubahan warna biru pada zat yang dihasilkan yaitu CuSO4.
• Terjadi perubahan suhu
• Timbulnya bau baru pada larutan CuSO4 setelah terjadi reaksi antar reaktan tersebut.
• Pada akhirnya zat tersebut habis bereaksi.
Pertanyaan : Jelaskan jawaban saudara, dimanakah logam Cu sekarang?
Jawaban : Penambahan larutan H2SO4 yang berwarna bening ke dalam endapan CuO berwarna hitam pekat, terbentuk larutan CuSO4 berwarna biru. Pada dasar gelas beker terbentuk endapan logam Cu berupa gumpalan kecil yang jumlahnya sedikit, dan berwarna hitam.
Pertanyaan : Menurut saudara, apakah warna larutan punya arti? Mengapa?
Jawaban :Warna larutan mempunyai arti karena warna larutan dapat mengidentifikasikan bahwa reaktan telah bereaksi atau belum. Pada langkah VI ini untuk mengidentifikasikan apakah logam Cu telah bereaksi dengan H2SO4 tau belum.
Langkah V
Pertanyaan : Berikan penjelasan tentang logam Zn yang digunakan!
Jawaban :
• Massa = 0,1969 gram atau 0,2 gram
• Wujud = Padat
• Warna = Abu-abu
• Bentuk = Serbuk halus
Pertanyaan : Apakah reaksi kimia berlangsung? Nyatakan dengan fakta yang anda amati !
Jawaban : Reaksi kimia pada percobaan ini berlangsung, ditandai dengan :
• Terjadinya endapan logam Cu yang berwarna merah kehitaman, setelah digoyangkan secara berkala maka endapan Cu tersebut berubah warna menjadi merah bata.
• Timbulnya gas dari larutan ZnSO4, karena sebagian partikel-partikel memiliki kekuatan tarik-menarik yang kurang dari keadaan larutannya akan sedikit berubah menjadi uap.
• Timbulnya bau yang sangat menyengat dari produk yang dihasilkan.
Pertanyaan : Dimanakah Logam Cu sekarang!
Jawaban : Setelah adanya proses penambahan logam Zn pada H2SO4 ,Logam Cu telah terbentuk kembali dalam bentuk serbuk berwarna merah kecoklatan. Hal ini dikarenakan Zn yang ditumbuhkan telah meningkat SO4 pada walnya diikat oleh Cu.
VIII. KESIMPULAN
a. Pada percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan menggunakan logam (Cu), maka diperoleh beberapa perubahan yang terjadi pada saat reaksi kimia berlangsung yaitu:
Habisnya zat yang bereaksi
Dihasilkan produk baru dari reaktan yang habis direaksikan
Timbulnya gas
Terjadinya perubahan warna larutan
Terjadi perubahan suhu
Timbulnya endapan
Terciumnya bau yang baru
b. Pada perubahan atau reaksi kimia yang terjadi berlaku hukum kekekalan massa yang dikemukakan oleh LAVOISIER yakni massa zat-zat setelah bereaksi adalah sama dengan zat sebelum reaksi.
c. Besar kecilnya suatu laju reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
• Konsentrasi
• Suhu
• Luas permukaan
• Katalisator
b.
c. Stoikiometri merupakan perhitungan yang digunakan dalam reaksi kimia. Dan terdiri dari beberapa konsep-konsep mol yaitu hubungan mol dengan massa zat, hubungan mol dengan volume zat, Hubungan mol dengan volum zat dalam keadaan STP , serta Hubungan mol dengan jumlah partikel.
IX . DAFTAR PUSTAKA
Tim Laboratorium Kimia Dasar . 2010 . Penuntun Pratikum Kimia Dasar I . Jurusan Kimia FMIPA , Universitas Udayana ; Bukit Jmbaran , Bali.
Priyanta,Drs.Amin .2002. Tips&Trik Menyiasati Kimia.Yogyakarta:Teknomedia
Sutresna, Nana. 2005. Kimia SMA Kelas XI. Bandung: Grafindo Media Utama
Tidak ada komentar:
Posting Komentar