PENENTUAN RUMUS KIMIA

      I.        TUJUAN PERCOBAAN

Dapat menentukan dan menghitung rumus kimia dari endapan garam-garam yang terjadi dengan mengamati jumlah endapan yang dihasilkan dari reaksi dua pereaksi yang berbeda, dengan mencampurkannya dalam perbandingan molar yang berbeda pula.

    II.          PERINCIAN KERJA

o   Membuat larutan 0,02M K₂CrO₄

o   Membuat salah satu larutan dari Pb(NO₃)₂ atau BaCl₂ .2H₂O atau AgNO₃ dalam konsentrasi molar yang akan diberikan.

o   Menentukan rumus kimia (komposisi) dari endapan kromat dengan mereaksikan

o   K₂CrO₄ dan salah satu dari Pb(NO₃)₂ atau BaCl₂ .2H₂O atau AgNO₃ dalam perbandingan molar yang berbeda.

  III.          ALAT YANG DIPAKAI

o   Gelas kimia 50 ml dan 250 ml

o   Gelas ukur 25 ml

o   Tabung reaksi + rak tabung

o   Tutup tabung

o   Tabung centrifuges

o   Pipet ukur 5 ml dan 10 ml

o   Pengaduk kaca

o   Spatula

o   Termometer

o   Hot plate

o   Selang karet

o   Bola isap

o   Neraca digital

  IV.          BAHAN YANG DIGUNAKAN

o   Timbal nitrat, (Pb(NO3)2)

o   Potasium kromat (K2CrO4)

o   Air demineral (Aquadest)

    V.          DASAR TEORI

Bila suatu senyawa A bereaksi dengan senyawa lain B, untuk membentuk senyawa ketiga C, persamaan untuk reaksi kimianya dapat ditulis sebagai berikut :

Aa + Bb                            Cc ................................ (1)

Zat A dan B bisa berupa atom, molekul atau ion didalam larutan. Bilangan-bilangan a, b, dan c merupakan bilangan bulat dan menunjukkan jumlah partikel relatif yang terlibat didalam reaksi. Bila mol suatu zat mengandung jumlah partikel yang sama, baik berupa atom, molekul, atau ion, jumlah a, b, dan c menunjukkan jumlah mol A dan B yang bereaksi membentuk C.

Ada beberapa reaksi yang mengikuti persamaan (1) termasuk contoh berikut :

2H2(g)       +         O2(g)                           2 H2O(1) ................................ (2)

3Ca²⁺(aq)  +     2PO4^3-(aq)                  Ca3(PO4)2 (s) ................................ (3)

Reaksi (3) akan terjadi apabila suatu larutan yang mengandung ion Ca²⁺ dicampur dengan senyawa yang mengandung ion-ion fosfat (PO4^3-). Bila reaksi tersebut benar-benar terjadi secara sempurna, biasanya didalam campuran tersebut akan terdapat kelebihan salah satu ion yang bereaksi, dan yang satu lagi akan habis terpakai.

Contoh, misalnya suatu larutan yang mengandung ion fosfat (PO4^3-) ditambahkan secara pelan-pelan kedalam larutan yang mengandung ion Ca²⁺, maka segera ion fosfat tersebut akan bereaksi membentuk Ca3(PO4)2, sehingga hanya sedikit PO4^3- yang tertinggal dan terjadilah kelebihan ion Ca²⁺
Bila kita melanjutkan penambahan ion PO4^3-, akan terbentuk endapan Ca3(PO4)2 dalam jumlah yang lebih besar sampai akhirnya semua ion Ca²⁺ yang ada bereaksi. Setelah, penambahan ion fosfat lebih lanjut (sekarang berlebihan) akan menaikkan konsenterasi ion fosfat tersebut, sementara konsentrasi ion Ca²⁺ tetap nol.

Bila reaksi 3 terjadi mengikuti pola yang diterangkan diatas, kita bisa menghentikan penambahan fosfat bila semua ion Ca²⁺ telah terkonversi menjadi Ca3(PO4)2.

Kita dapat membuktikan rumus untuk Ca(PO4)2 dengan mencatat jumlah mil Ca²⁺ relatif yang mula-mula ada didalam larutan dan PO4^3- yang ditambahkan. Didalam hal ini kita memerlukan 2 mol PO4^3- untuk setiap 3 mol Ca²⁺ didalam larutan aslinya. Ini menunjukkan bahwa rumus untuk kalsium fosfat adalah Ca3(PO4)2. didalam percobaan ini kita akan menjumpai bahwa rumus kimia untuk garam tidak larut yang mengandung kation logam dan anion kromat (CrO4^2-) dengan menggunakan pendekatan ini.

Didalam prosedur ini, pertama kita menimbang sampel garam yang larut yang mengandung suatu kation yang membentuk kromat tak larut, contohnya adalah Pb(NO3)2. Garam ini berlaku sebagai sumber kation logam. Dengan mengetahui massa dan rumus molekul dari sampel, kita dapat menghitung jumlah mol garam, didalam sampel dan jumlah mol kation logam yang dikandungnya.

Misal, kita anggap ada Pb(NO3)2 didalam sampel, dan beratnya 0,4518 gram, maka perhitungannya sebagai berikut :
Massa molar Pb(NO3)2   = (BA Pb + 2 x BA N + b x BA O) gram

                              = (207,2 + 2. 14,0067 + 6. 15.9994) gram

                              = 331,2 gram

Jumlah mol Pb²⁺ = Jumlah mol Pb(NO3)2

                              = 1,364 . 10-3 mol

Setelah menimbang sampel, larutkan kedalam air hingga volume larutan 20 ml. Didalam larutan, Pb(NO3)2 akan terurai secara sempurna menjadi ion-ion Pb²⁺ dan NO^3-. Kita dapat menghitung jumlah mol Pb²⁺ yang terdapat didalam satu milli liter (ml) larutan dengan mudah.

Jumlah mol Pb²⁺ per ml larutan =

                                                     = 6,82 . 10-5 mol/ml

Kita tambahkan dengan tepat 1ml larutan yang telah disiapkan, masing-masing pada 6 tabung reaksi kecil setelah dinomori dari 1 sampai 6. tabung reaksi nomor 1 ditambahkan ml larutan 0,02M K2CrO4. larutan ini mengandung 0,02 mol K2CrO4 per liter dari garam ini, semua garam ini, diionisasi dalam larutan juga 0,02 mol CrO4^2- per liter atau 2.10-5 mol CrO4^2- per ml. Segera Pb²⁺ dan CrO4^2- bereaksi membentuk endapan kuning dari PbCrO4. Dalam beberapa tabung reaksi Pb²⁺ berlebihan sehingga tidak cukup CrO4^2- yang ditambahkan untuk membentuk endapan semuanya.

Kita dapat menentukan mana ion yang berlebihan dalam masing-masing tabung dengan mencentrifuge untuk mengendapkan padatan kedasar tabung. Warna kuning yang kuat dari ion kromat jelas kelihatan dalam kedua tabung reaksi dimana CrO4^2- berlebihan. Bila Pb²⁺ yang berlebihan larutan pada dasarnya tidak berwarna.

Jika dalam eksperimen ini dengan sampel Pb(NO3)2 yang digunakan dalam contoh. Kita mendapatkan campuran no.1, 2 dan 3 yang tidak berwarna setelah dicentrifuge dan campuran no. 4, 5 dan 6 berwarna kuning ini boleh dikatakan dalam campuran no. 3, Pb²⁺ berlebihan sementara dalam campuran no. 4, CrO4^2- yang berlebihan. Campuran yang dipakai dalam kedua tabung dapat dihitung dan diselesaikan sbb :

Dalam campuran no. 3 :

Jumlah mol Pb²⁺      = 6,82.10-5 mol

Jumlah mol CrO4^2- = 3 ml . 2.10-5 mol/ml

= 6.10-5 mol

Perbandingan mol

CrO4^2- dengan Pb²⁺= (6.10-5 mol) : (6,8.10-5 mol)

= 0,88 : 1,00

Dalam campuran no.4

Jumlah mol Pb²⁺      = 6,82.10-5 mol

Jumlah mol CrO₄^2- = 4 ml . 2.10-5 mol/ml

= 8.10-5 mol

Perbandingan mol

CrO4^2- dengan Pb²⁺ = (8.10-5) mol : (5,82.10-5 mol)

= 1,20 : 1,00

Jika dalam campuran no. 3 dan 4, kita perkirakan bahwa semua Pb²⁺ dan CrO4^2- yang ada sebagai timbal kromat maka senyawanya mempunyai rumus Pb(CrO4) 0,88 dalam campuran no. 3 danPb(CrO4) 1,20 dalam campuran no.4

Rumus yang benar harus berada antara bilangan-bilangan ini, antara campuran no.3 dengan Pb²⁺ yang berlebihan dan campuran no. 4 dengan CrO4^2- yang berlebihan. Perbandingan mol Pb²⁺ : CrO4^2- diharapkan merupakan bilangan bulat dan sederhana. Maka diperkirakan yang baik adalah 1 : 1 dan rumus yang diasosiasikan untuk timbal kromat adalah PbCrO4.

  VI.          DATA PENGAMATAN

o   Berat beaker kosong                                                 = 64,06 gram

o   Berat beaker + garam                                                = 64,46 gram

o   Berat garam                                                                = 0,40   gram

o   Volume air untuk sampel                                            = 20 ml

o   Jumah mol garam dalam larutan (1 ml)                      = 1,2084 . 10^-3 mol

o   Jumlah tabung uji yang berisi larutan tak berwarna (tab. A)        = 2

o   Jumlah tabung uji yang berisi larutan berwarna kuning (tab. B)  = 4

 KOMPOSISI : Campuran reaksi pada pengendapan khromat

Test Tube No	1	2	3	4	5	6
Larurtan Garam (ml)	1	1	1	1	1	1
0,02 M K2CrO4	1	2	3	4	5	6
Air Demineral (ml)	5	4	3	2	1	0
Campuran no.	1	2	3	4	5	6

VII.          PERHITUNGAN

K2CrO4 0,02 M sebanyak 1 ml dan 5 ml aquadest

V1      x        C1        =       V2      x        C2

1ml     x        0,02 M =       5 ml    x        C2

                     C2        =      0,02    = 0,004 M 

                                            5

          Untuk perhitungan mol :

          M        = Mol/L

          Mol     = M x L

          Mol     = 0,004 mol  x 6 . 10^-3 L

                                   L

                     = 0,024 x 10^-3 mol

Massa molar Pb(NO3)2      = (BA Pb + 2 x BA N + b x BA O)

                                            = (207 + 2. 14 + 6. 16)  

                                            = 331

Jumlah mol Pb(NO3)2        =       0,4 g              = 1,20 . 10^-3 mol

                                                      331

Jumlah mol Pb²⁺                = Jumlah mol Pb(NO3)2

                                            = 1,2 . 10^-3 mol = 6 . 10^-5

                                                   20

Jumlah mol Pb²⁺ per ml larutan  = 6,0 . 10^-5 mol/ml

Dalam campuran no. 3 :

Jumlah mol Pb²⁺                = 6,0.10^-5 mol

Jumlah mol CrO₄^2-            = 3 ml           x        2,4.10^-5 mol/ml

                                             = 7,2 . 10^-5 mol

Perbandingan mol

CrO₄^2- dengan Pb²⁺           = (7,2. 10^-5 mol)      : (6 . 10^-5 mol)

                                               = 1,2                      : 1

Dalam campuran no. 4 :

Jumlah mol Pb²⁺               = 6,0.10^-5 mol

Jumlah mol CrO4^2-           = 4 ml . 2,4.10^-5 mol/ml

                                            = 9,6.10^-5 mol

Perbandingan mol

CrO₄^2- dengan Pb²⁺        = (9,6.10^-5) mol       : (6,0.10^-5 mol)

                                           = 3                         : 2

                                           = 1                         :1

Maka rumus untuk sampel Pb x CrO4 y ( x : y ) 1:1 PbCrO₄

VIII.          PEMBAHASAN

·       Untuk mempercepat proses pengendapan maka dipergunakan centifuge untuk membuat campuran homegen, dengan jalan menset waktu serta kecepatan berputar setiap satuan waktu.

·       Dalam meletakkan tabung kita harus menyeimbangkan tempatnya, karena jika tidak seimbang maka akan ada campuran yang tidak homogen.

  IX.          KESIMPULAN

Campuran nomor 3 dengan Pb²⁺ berlebihan sedangkan campuran nomor 4 memiliki CrO₄^2- yang berlebihan. Kemungkinan rumus garam timbal adalah PbCrO₄.

    X.          DAFTAR PUSTAKA

o   Emil J. Slowinski, Wayne Walsey, William L. Masterton, “Chemical Principle in the laboratory with Qualitatives Analysis”, Holt – Saunders Int. Ed. Japan.

o   R. Day, A. Underwood, “Qualitatives Analysis”. Hall of India 1981.

o   Diposkan oleh Yayat Arizonia di 07:12