Reaksi Kimia PadaSiklus Logam TembagaI. Tujuan Percobaan
Mempelajari perubahan kimia yang terjadi pada siklus logam
Cu.
II. Dasar TeoriReaksi kimia adalah suatu reaksi antar senyawa
kimia atau unsur kimia yang melibatkan perubahan struktur dari
molekul, yang umumnya berkaitan dengan pembentukan dan pemutusan
ikatan kimia. Reaksi kimia dimana satu atau lebih zat berubah
menjadi zat-zat baru yang sifat-sifatnya berbeda dibandingkan
dengan zat-zat penyusunnya sebelumnya. Semua materi selalu
mengalami perubahan. Zat yang mengalami perubahan disebut zat
pereaksi (reaktan) dan zat yang terbentuk disebut hasil reaksi
(produk). Rumus-rumus pereaksi diletakan disebelah kiri dan hasil
reaksi diletakan disebelah kanan. Diantara dua sisi tersebut
digabungkan dengan tanda kesamaan (=) atau tanda panah (). Dan
berikut adalah ciri dari perubahan kimia :a. Timbulnya Gas
Contohnya Logam Cu yang direaksikan dengan larutan HNO3
menghasilkan gas NO yang beracun. Selain itu, munculnya uap yang
menempel pada dinding gelas beker. Hal ini dapat membuktikan bahwa
peristiwa reaksi kimia dapat menghasilkan gas. b. Timbulnya
Endapan
Banyak reaksi kimia menghasilkan zat baru yang tidak berwujud
gas pada suhu kamar, melainkan berupa endapan. Contohnya : larutan
Cu(NO3)2 ditambahkan NaOH maka kita akan memperoleh endapan
Cu(OH)2. Endapan yang ada merupakan zat baru yang terbentuk akibat
akibat pencampuran 2 macam zat. Melalui contoh tersebut, adanya
endapan merupakan salah satu ciri terjadinya perubahan kimia.c.
Timbulnya Perubahan Warna
Banyak reaksi kimia yang terjadi tidak disertai oleh timbulnya
endapan atau gas, tetapi ditandai oleh timbulnya warna yang baru.
Sebagai contoh adalah saat kita mencampurkan tembaga dengan larutan
HNO3. Dapat kita lihat bahwa terjadi perubahan warna dari yang
awalnya bening menjadi biru muda. Selain itu bisa juga saat kita
memanaskan lempeng tembaga yang berwarna merah dengan serbuk
belerang yang berwarna kuning. Setelah dipanaskan maka akan
terbentuk zat baru yang berwujud padatan berwarna hitam. Pada kedua
contoh peristiwa ini terjadi perubahan kimia karena terbentuk zat
yang baru. Dengan demikian, adanya perubahan warna dapat menjadi
petunjuk telah terjadi perubahan kimia.d. Timbulnya Perubahan
Suhu
Timbulnya perubahan suhu dapat juga menjadi petunjuk terjadinya
reaksi kimia. Sebagai contoh adalah reaksi antara butiran karbit
dengan air yang terdapat dalam tabung reaksi. Reaksi ini pun
menyebabkan naiknya suhu air dalam tabung reaksi. Pada peristiwa
ini terbentuk zat baru yang larut dalam air dan zat baru yang
berwujud gas pada suhu kamar. Jadi, selain timbul panas, pada
reaksi ini juga timbul gelembung gas.Perubahan suhu dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu :
1. Reaksi eksoterm merupakan reaksi pembebasan panas dari sistem
ke lingkungan sehingga suhu lingkungan bertambah.2. Reaksi endoterm
merupakan reaksi penyerapan panas dari lingkungan ke sistem
sehingga suhu lingkungan berkurang.e. Habisnya Zat yang
BereaksiReaksi Kimia dapat diamati dengan habisnya zat yang
bereaksi disertai dengan produk baru yang dihasilkan. Suatu reaksi
kimia dihasilkan dengan perbandingan massa yang tetap sesudah dan
sebelum hasil reaksi. Seperti hilangnya Cu(s) pada saat ditambahkan
HNO3(aq). Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya interaksi
antara molekul Cu dengan molekul HNO3.f. Timbulnya Bau
Adanya bau bisa timbul pada reaksi kimia dikarenakan pencampuran
suatu zat. Misalnya, pada reaksi logam tembaga (Cu) dengan larutan
asam nitrat (HNO3) yang menghasilkan larutan tembaga (II) nitrat ,
gas nitrogen monoksida, dan air akan menimbulkan bau.Dalam
mereaksikan suatu zat, diperlukan juga adanya ketelitian dalam
menghitung banyaknya suatu zat yang akan direaksikan. Dalam
percobaan kali ini harus ditentukan berapa mol Cu dan volume HNO3
yang digunakan agar reaksi dapat berlangsung. Konsep mol digunakan
untuk menyatakan jumlah zat yang bereaksi. Secara umum mol
merupakan satuan jumlah zat yang menyatakan jumlah partikel zat
yang sangat besar. Dimana 1 mol adalah banyaknya zat yang
mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah atom yang
terdapat dalam 12 gram C-12, yaitu 6,02 x 10. Kemolalan atau
molalitas adalah banyaknya mol zat terlarut dalam kg zat pelarut.
Massa satu mol zat sama dengan massa atom relatif/massa molekul
relatif dalam gram.
Rumus mol suatu unsur/senyawa dirumuskan sebagai berikut.
n = atau m = n x Ar
Untuk unsur :
n = atau m = n x Mr
Untuk senyawa :
Keterangan :
n : mol unsur/senyawa
m : massa unsur/senyawa
Ar : massa atom relatifMr : massa molekul relatifVolume
merupakan ukuran besarnya ruang yang ditempati oleh suatu zat yang
dilambangkan (V) dengan satuan liter (L). Avogadro menyatakan bahwa
volume setiap mol gas pada suhu 0C (273K) dan tekanan 1 atm (76
cmHg) mempunyai volume 22,4 liter. Sehingga kondisi tersebut
dinamakan sebagai keadaan standar/STP (Standard Temperature and
Pressure) yang dituliskan dengan (0C, 1 atm). Hubungan volume gas
dengan mol dapat dituliskan sebagai berikut.
V = n x 22,4
n =
atau
Keterangan :
V : Volume gas STP
n : Mol unsur/senyawa
Volume gas untuk keadaan tidak STP, maka dapat dihitung dengan
menggunakan rumus.P.V = n.R.T
Keterangan :
P : Tekanan gas (atm)
V : Volume gas (liter)
n : Mol gas (mol)
R : Tetapan gas (0,082 L atm/mol K)
T : Temperatur (K)
III. Alat dan Bahan1. Alat :
a. Neraca elektronikb. Gelas kimiac. Kaca arloji
d. Steambath/alat pemanas
e. Batang pengaduk (spatula)
f. Gelas ukur
g. Penjepit
h. Pipet tetes
i. Botol semprotj. Kompor listrik2. Bahan :
a. 0,2 gram logam Cu (tembaga)b. 5 ml larutan 4M
c. 6 ml larutan 1Md. 3 ml larutan 2N (setara dengan H2SO4 1M)e.
0,45 gram Logam Znf. Air suling (aquades).IV. Langkah Kerja1.
Langkah I (Reaksi antara logam Cu dan HNO3) 3Cu(s) + 8HNO3(aq)
3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Mintalah logam Cu yang telah ditentukan massanya.
Masukkan logam Cu tersebut (0,2 gr) ke gelas kimia 250 ml.
Siapkan larutan HNO3 sebanyak 5 ml. Dengan hati-hati, tuangkan
larutan HNO3 5 ml tersebut ke dalam gelas beker yang telah berisi
logam Cu hingga logam Cu habis bereaksi.
Tutup dengan kaca arloji.
Amati reaksi yang terjadi.
Biarkan selama 1 minggu.2. Langkah II (Penambahan larutan
KOH)
Cu(NO3)2(aq) + 2KOH(aq) Cu(OH)2(s) + 2KNO3(aq) Keadaan larutan
pada percobaan pertama ditambahkan dengan hati-hati sebanyak 9 ml
larutan KOH sambil di aduk.
Amati dan catat apa yang terjadi. Kemudian simpan hasil reaksi
ini untuk pengerjaan berikutnya.
3. Langkah III (Pemanasan)
Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l) Tambahkan 50 ml air suling kedalam
gelas kimia percobaan ke II.
Panaskan gelas kimia beserta isinya.
Aduk perlahan. Lanjutkan dengan pemanasan hingga tidak terjadi
perubahan yang dapat diamati lagi dan catat hasilnya. Keluarkan
batang pengaduk dari larutan. Semprot dengan aquades untuk
melepaskan partikel-partikel yang melekat.
Biarkan gelas kimia beserta isinya hingga cairan yang bening dan
isinya (endapannya) terpisah. Setelah dingin, dekantasi cairan
bening dalam gelas kimia ke gelas kimia lainnya, sehingga hanya
tersisa padatan didalam gelas kimia tersebut.
Cuci padatan dalam gelas kimia dengan aquades 100 ml. Lakukan
proses dekantasi sebanyak tiga kali.
4. Langkah IV (Penambahan larutan H2SO4)
CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + H2O(l) Tambahkan dengan hati-hati
larutan H2SO4 sebanyak 3 ml ke dalam gelas kimia percobaan III.
Kocokan larutan sampai tidak terlihat perubahan yang mencolok
lagi.
5. Langkah V (Penambahan logam Zn)
CuSO4 + Zn Cu + ZnSO4
Masukkan 0,45 gr logam Zn ke gelas kimia hasil reaksi proses
sebelumnya. Amati dan catat perubahan yang terjadi.
6. Langkah VI (Recovery Cu/Mendapatkan Cu kembali)
Dekantasi cairan bening dalam gelas kimia dari padatannya.
Cucilah hasil dengan 50 ml air suling. Biarkan padatannya
mengendap, kemudian dekantasi kembali. Timbang dengan teliti cawan
penguap yang bersih dan catat massanya.
Tuangkan padatan dalam gelas kimia ke dalam cawan penguap
kemudian keringkan hasilnya dengan memanaskan cawan penguap ini
diatas steambath.
Timbang cawan beserta isinya dan catat massanya.
V. Hasil Pengamatan1. Percobaan I (Reaksi antara logam Cu dan
HNO3)NOLogam CuPengamatan
1.Massa0,2 gr
2.WujudPadat
3.WarnaCoklat
4.BentukButir-butir kepingan
No.Larutan HNO3Pengamatan
1WujudCair
2WarnaBening
3BentukLarutan
4Volume2 ml
NO.3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OPengamatan
1WarnaBiru
2BauAda
3Peningkatan SuhuMeningkat
4Adanya GasAda
5Endapan-
6Zat yang BereaksiHabis (kepingan Cu hilang)
2. Percobaan II (Penambahan larutan KOH)
NOKOHPengamatan
1.Volume6 ml
2.WujudCair
3.WarnaBening
4.BentukLarutan
NO.Cu(NO3)2 + 2KOH Cu(OH)2 + 2KNO3Pengamatan
1WarnaBiru Pekat
2Bau-
3Peningkatan SuhuMeningkat
4Adanya Gas-
5EndapanAda
6Zat yang BereaksiHabis
3. Percobaan III (Pemanasan) Ditambahkan 50 ml air suling pada
gelas kimia hasil reaksi ke IINO.Cu(OH)2 CuO + H2OPengamatan
1Warna LarutanBening
2 Warna EndapanHitam
3Bau-
4Peningkatan SuhuMeningkat
5Adanya Gas-
6EndapanAda
7Zat yang BereaksiHabis
Keterangan :
Endapan yang timbul merupakan endapan CuO.
4. Percobaan IV (Penambahan H2SO4)No.Larutan H2SO4Pengamatan
1WujudCair
2WarnaBening
3BentukLarutan
4Volume3 ml
NO.CuO + H2SO4 CuSO4 + H2OPengamatan
1Warna LarutanBiru muda seperti semula
2Bau-
3Peningkatan SuhuMeningkat
4Adanya Gas-
5Endapan-
6Zat yang BereaksiHabis
5. Percobaan V (Penambahan Zn)No.Logam Zn (serbuk)Pengamatan
1WujudPadat
2WarnaAbu-abu
3BentukSerbuk
4Massa0,45 gram
NO.CuSO4 + Zn Cu + ZnSO4Pengamatan
1Warna LarutanHijau
2Warna EndapanMerah bata
3Bau-
4Adanya GasAda
5EndapanAda
6Zat yang BereaksiSisa
Keterangan :
Endapan yang telah didapatkan merupakan serbuk Cu yang telah
terbentuk kembali.
6. Percobaan VI (Recovery Cu) Pisahkan endapan Cu dari cairan
ZnSO4 dengan cara dekantasi sebanyak tiga kali.
Keringkan Cu dengan cara penguapan. Hasilnya :Benda yang
ditimbangJumlah massa
Cawan42,7556 gram
Cawan + isi42,8799 gram
Massa Cu42,8799 42,7556 = 0,1243 gram
VI. Pembahasan1. Langkah I
Pada percobaan ini terjadi reaksi antara logam Cu dan larutan
HNO3 sesuai persamaan reaksi dibawah ini : 3Cu(s) + 2HNO3(aq)
3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + H2O(l)Menjadi : 3Cu(s) + 8HNO3(aq)
3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
Logam Cu = 0,2 gram
Mol = massa : Mr
= 0,2 : 63,5 = 0,003 mola. Berikan penjelasan tentang logam Cu
meliputi warna dan bentuknya. Wujud: padatan Warna : coklat Bentuk:
pipih (butir-butir kepingan) Massa : 0,2 gramb. Hitunglah jumlah
larutan asam nitrat yang diperlukan.3Cu(s) + 8HNO3(aq)
3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)
n Cu = 0,003 moln HNO3 = x 0,003 = 0,008 molV HNO3 = = 0,002
liter = 2 ml. Maka volume HNO3 yang diperlukan adalah 2 ml.c. Amati
perubahan kimia yang terjadi dan jelaskan reaksinya.Pada saat HNO3
dimasukan, Cu mulai bereaksi yang ditandai dengan adanya gelembung
dan berubahnya larutan HNO3 dari warna bening menjadi biru. Terjadi
perubahan suhu menjadi lebih tinggi dan kemudian timbul gas NO yang
beracun sehingga berwarna kuning kecoklatan. Seiring dengan
habisnya Cu yang bereaksi, gas NO yang terbentuk lama kelamaan
menghilang.2. Langkah IIa. Berikan penjelasan tentang larutan KOH
yang digunakan. Wujud : cair
Warna : bening
Bentuk : larutan Volume : 6 ml
Kemolaran : 1 Mb. Hitung jumlah larutan KOH yang
diperlukanCu(NO3)2(aq) + KOH(aq) Cu(OH)2(s) + KNO3(aq)
Menjadi : Cu(NO3)2(aq) + 2KOH(aq) Cu(OH)2(s) + 2KNO3(aq)
1 : 2 : 1 : 2Keterangan :
Mol Cu = mol Cu(NO3)2Cu(NO3)2 = 0,003 mol
Maka : 2 KOH = 2 x mol Cu(NO3)2
= 2 x 0,003 = 0,006 molKarena KOH yang digunakan adalah 1M maka
Volume KOH yang diperlukan adalah
M = ( 1 = ( V = 6 ml
Namun tambahkan lebih dari 6 ml KOH hingga tak ada reaksi lagi.
Dan dalam reaksi ini perlu penambahan 30 ml KOH hingga tidak
terjadi reaksi yang bisa diamati lagi.
c. Amati perubahan kimia yang terjadi dan jelaskan
reaksinya.Berlangsung reaksi kimia dan ditujukan dengan fakta
timbul endapan dan terjadi perubahan warna menjadi biru pekat.d.
Sebagai senyawa apakah logam Cu pada akhir langkah ini ?Cu dalam
Cu(NO3)2 bereaksi dengan KOH membentuk Cu(OH)2 yang menyebabkan
warna larutan menjadi biru pekat. Hal ini menunjukan bahwa Cu telah
habis bereaksi dengan larutan KOH.
3. Langkah III
a. Amati dan catat perubahan yang terjadi. Setelah pemanasan, Cu
yang berada dalam larutan mulai mengendap. Endapan Cu pada awalnya
berwarna biru, yang lama kelamaan berubah menjadi hitam.Dengan
hasil :
a. Cu(OH)2: berwarna biru pekat dan mengendap.b. CuO
: setelah dipanaskan berwarna hitam pekat dan mengendap.c.
H2O
: cairan yang berwarna putih bening.b. Tuliskan reaksi yang
dialami senyawa Cu.Cu(OH)2(s) CuO(s) + H2O(l) 4. Langkah IV
Berikut adalah reaksi penambahan H2SO4CuO(s) + H2SO4(aq)
CuSO4(aq) + H2O(l)
1 : 1 : 1 : 1Molaritas H2SO4 = 2 N = 1 M
Karena jumlah mol Cu = CuO = Cu(NO3)2 maka jumlahnya adalah
0,003 mol.
V = n : M = 0,003 : 1 = 0,003 liter = 3 ml
Jadi penambahan H2SO4 ke dalam CuO = 3 ml.a. Berikan penjelasan
tentang larutan H2SO4 yang digunakan ? Wujud : cair
Warna : bening
Bentuk : larutan Volume : 3 ml
Kemolaran : 1 M
b. Hitung banyaknya asam sulfat yang digunakan.
Molaritas H2SO4 = 2 N = 1 M. Karena jumlah mol Cu = CuO =
Cu(NO3)2 maka jumlahnya adalah 0,003 mol.
V = n : M = 0,003 : 1 = 0,003 liter = 0,003 liter = 3 ml. Jadi
penambahan H2SO4 ke dalam CuO = 3 ml.
c. Amati dan catat perubahannya.
Perubahan yang terjadi :
Adanya perubahan warna menjadi biru muda seperti semula. Zat
yang bereaksi telah habis terlarut.d. Tuliskan reaksi kimia yang
dialami oleh senyawa tembaga.CuO(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) +
H2O(l)e. Sebagai apa senyawa logam Cu sekarang?
CuSO45. Langkah V 1. Amati dan catat perubahan kimia yang
berlangsung.Perubahan kimia yang berlangsung antara lain:a. Timbul
endapan Cu yang berwarna merah bata berbentuk serbuk.b. Perubahan
warna menjadi biru tuac. Zat yang bereaksi mengendap, Cu telah
terbentuk kembali dalam bentuk serbuk berwarna merah kecoklatan
karena Zn yang ditambahkan telah mengikat SO4 yang pada awalnya
diikat oleh Cu. 2. Hitung berat logam Zn yang diperlukan.Massa Fe =
Ar Fe x n Zn = 65 x 0,003 = 0,195 gram.3. Tuliskan reaksi kimia
yang terjadi.CuSO4(aq) + Zn(s) Cu(s) + ZnSO4(aq) 4. Sebagai apakah
Cu sekarang?CuSO4(aq)6. Langkah VIUntuk mendapatkan Cu kembali maka
setelah dilakukan proses dekantasi maka di lanjutkan pengan
penimbangan :
Massa kaca arloji = 42,7556 gram.Massa kaca arloji yang
ditambahkan dengan Cu = 42,8799 gram.Maka massa Cu sebenarnya
adalah 42,8799 42,7556 = 0,1243 gram.Dan perhitungan rendemannya
adalah :
Dalam percobaan ini massa Cu awal adalah 0,2 gram dan massa Cu
akhir adalah 0,1243 gram. Selisih massa Cu adalah 0,1243 gram. Hal
ini disebabkan karena kekeliruan kami saat dekantasi atau
menuangkan endapan Cu ke arloji. Kemungkinan ada endapan Cu yang
masih tertinggal di pengaduk atau di dinding gelas beker sehingga
saat ditimbang, massa logam Cu di awal dan di akhir tidak percis
sama. Demikian pula perhitungan rendemennya kurang dari 100%.VII.
Kesimpulan1. Dalam percobaan tentang beberapa reaksi kimia dengan
menggunakan siklus tembaga (Cu) maka dapat diperoleh kesimpulan
tentang beberapa peristiwa yang menandakan berlangsungnya peristiwa
kimia yaitu :A. Habisnya zat yang direaksikan.B. Dihasilkan produk
baru dari reaktan yang habis direaksikan.C. Timbul gas.D. Terjadi
perubahan warna.E. Timbul endapan.F. Terjadi perubahan suhu.G.
Tercium adanya bau baru.2. Pada perubahan atau reaksi kimia berlaku
hukum kekelan massa (Hukum Lavoizer) yang dikemukakan oleh
Lavoisierer yaitu jumlah massa zat sebelum dan sesudah reaksi ialah
sama. Massa suatu zat berbanding lurus dengan jumalah partikel
(atom-atom), maka jumlah atom yang bereaksi (pereaksi) akan sama
dengan jumlah atom-atom zat hasil reaksi.3. Perhitungan zat-zat
yang terlibat dalam proses reaksi menggunakan perhitungan
stoikiometri yang terdiri dari beberapa konsep-konsep mol yaitu
pencarian mol, massa, volume dan hubungannya dengan perbandingan
koefisien.VIII. Daftar PustakaChang, Raymond.2004. Kimia Dasar :
Konsep konsep Inti Jilid I Edisi Ketiga.Erlangga : Jakarta
http://id.wikipidea.org/wiki/Tembaga (di akses pada tanggal 8
November 2013)Staf Kimia Dasar.2012.Penuntun Praktikum Kimia Dasar
I. Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Udayana : Bukit Jimbaran, Bali
5
_1445573799.unknown
_1445573801.unknown
_1445573803.unknown
_1445573804.unknown
_1445573802.unknown
_1445573800.unknown
_1445573798.unknown