A. Tujuan :
Mengetahui dan memahami penyaringan dan pengkristalan dari larutan kristal garam dapur
B. Alat dan bahan :
Gelas kimia 100 mL Kertas saring
Gelas Erlenmeyer 100 mL Kaki tiga
Corong Segi tiga
Pembakar spritus Batang pengaduk
Cawan porselin Kristal garam dapur
Pasir
C. Cara kerja :
1. Campurlah kira-kira 2 gram garam dapur kotor dengan kira-kira 1 gram pasir dalam gelas kimia kemudian tambahkan air kira-kira 10 mL.
Aduk sehingga semua garam melarut.
2. Lipat kertas saring kemudian masukkan dalam corong.
3. Saringlah campuran pada langkah (1) dan tampung filtratnya di dalam gelas Erlenmeyer.
Perhatikan filtrate yang diperoleh, jernih atau keruh? Amati juga residu yang terdapat pada kertas saring, zat apakah itu (pasir atau garam)?
4. Tuangkan kira-kira 5 mL filtrate yang didapat pada langkah (3) ke dalam pinggan penguapan kemudian panaskan dengan pembakar spritus sehingga hampir kering. Kemudian biarkan menjadi dingin. Anda akan mendapat kristal garam dapur yang berwarna putih.
D. Landasan teori :
Natrium adalah logam putih perak yang lunak, yang melebur pada 97,5 0C. Natrium teroksidasi dengan cepat dalam udara lembab, maka harus disimpan terendam seluruhnya dalam pelarut nafta atau silena. Logam ini bereaksi keras dengan air, membentuk Natrium Hidroksida dan Hidrogen. Dalam garam-garamnya natrium berada sebagai kation monovalen Na+. Garam-garam ini membentuk larutan tak berwarna, hampir semua garam natrium larut dalam air.
Kebanyakan klorida larut dalam air, Merkurium (I) klorida, HgCl2, perak klorida, AgCl, timbale klorida, PbCl2 (yang ini larut sangat sedikit dalam air dingin, tetapi mudah larut dalam air mendidih), tembaga (I) klorida, CuCl, bismuth oksiklorida, BiOCl, stibium oksiklorida, SbOCl, dan merkurium (II) oksiklorida, HgOCl2, tak larut dalam air.
Di bidang teknik kimia seringkali bahan padat harus dipisahkan dari larutan atau lelehan, tanpa mengikat kotoran-kotoran yang terkandung dalam fasa cair tersebut. Seringkali juga bahan padat kristalin yang mengandung pengotor harus dibersihkan atau harus dihasilkan bentuk-bentuk kristal tertentu, untuk maksud tersebut proses kristalisasi dapat digunakan. Kristal adalah bahan padat dengan susunan atom atau molekul yang teratur. Yang dimaksud kristalisasi adalah pemisahan bahan padat berbentuk kristal dari suatu larutan atau lelehan. Hasil kristalisasi dari lelehan sering harus didinginkan lagi atau dikecilkan ukurannya.
Senyawa organik padat yang dari reaksi organic diisolasi jarang terbentuk murni. Senyawa tersebut biasanya terkontaminasi dengan sedikit senyawa lain (“impurities”) yang dihasilkan selama reaksi berlangsung. Pemurnian senyawa tak murni biasanya dikerjakan dengan rekristalisasi dengan berbagai pelarut atau campuran pelarut. Pemurnian padatan dengan rekristalisasi didasarkan pada perbedaan dalam kelarutannya dalam pelarut tertentu atau campuran pelarut
Terdapat beberapa definisi tentang rekristalisasi yaitu : 1. suatu proses dimana butir logam yang terdeformasi digantikan oleh butiran baru yang tidak terdeformasi yang intinya tumbuh sampai butiran asli termasuk didalamnya 2. Perubahan struktur kristal akibat pemanasan pada suhu kritis 3. Terbentuknya struktur butiran baru melalui tumbuhnya inti dengan pemanasan. Impuritis pada garam meliputi senyawa yang bersifat higroskopis yaitu MgCl2, CaCl2, MgSO4 dan CaSO4, dan beberapa zat yang bersifat reduktor yaitu Fe, Cu, Zn dan senyawa-senyawa organik. Impuritis-impuritis tersebut dapat bereaksi dengan ion hidroksil (OH-) sehingga, terutama, membentuk endapan putih Ca(OH)2 dan Mg(OH)2.
Kristalisasi adalah proses pembentukan fase padat (kristal) komponen tunggal dari fase cair (larutan atau lelehan) yang multi komponen, dan dilakukan dengan cara pendinginan, penguapan dan atau kombinasi pendinginan dan penguapan. Proses pembentukan kristal dilakukan dalam tiga tahap, yaitu (1) pencapaian kondisi super/lewat jenuh (supersaturation), (2) pembentukan inti kristal (nucleation), dan 93) pertumbuhan inti kristal menjadi kristal (crystal growth). Kondisi super jenuh dapat dicapai dengan pendinginan. Penguapan, penambahan presipitan atau sebagai akibat dari reaksi kimia antara dua fase yang homogen. Sedangkan pembentukan inti kristal terjadi setelah kondisi super/lewat jenuh (supersaturated) tercapai.
E. Hasil Pengamatan :
2 NaCl + CaO CaCl2 + Na2O
CaCl2 + Na2O + Ba(OH)2 2NaOH + BaCl2 + CaO
2NaOH + BaCl2 + CaO + (NH4)2CO3 NaCl + Ba(OH)2 + CaCO3 + NH4Cl
NaCl + Ba(OH)2 + NH4Cl + HCl BaCl2+ NaCl + NH3 + Cl2 +H2O
F. Pembahasan :
Selain senyawa dengan ikatan kovalen, dikenal pula senyawa dengan jenis ikatan lain, yaitu ikatan elektrovalen atau ikatan ionik yang didasarkan pada tarikan elektrostatik antara ion yang berlawanan muatan. Teori ini dapat menerangkan struktur kristal dari zat padat.
NaCl merupakan salah satu contoh padatan ionik karena tersusun atas ion-ion berlawanan muatan yang saling tarik menarik. Senyawa penyusun NaCl sendiri memiliki sifat khasnya msing-masing dan sangat berbeda dengan senyawa yang disusunnya. Contohnya, unsur Na yang mudah meledak dalam air dan ternyata justru berlainan sifat dengan NaCl yang cenderung mudah larut dalam air dan terionisasi. Hal ini diakibatkan adanya pengaruh anion-anion yang diikat oleh Na dalam NaCl sehingga menyebabkan sifat asli dari Na hilang. Dalam padatan ionik seperti kristal yang tersusun dari ion-ion akan terjadi tarik-menarik antara kation dan anion yaitu gaya elektrostatik Coulomb serta tolak menolak ion sejenis. Keseimbangan antara tarik-menarik dan tolak-menolak ini menghasilkan energi kisi kristal. Atom Na hanya mempunyai satu elektron valensi. Dengan menyerahkan elektron tersebut tercapai susunan elektron seperti neon dan Na menjadi bermuatan positif Na+. Atom Cl memiliki 7 elektron valensi, dengan menerima satu elektron tambahan akan membentuk anion, Cl-. Natrium klorida (NaCl) senyawa ionik dengan jumlah Na dan Cl yang sama.
Senyawa alkali halida seperti NaCl menunjukkan bahwa jarak antar ion adalah jumlah jari-jari ion positif dan jari-jari ion negatif, sehingga jumlah ini digunakan untuk menerangkan struktur dari kristal ioniknya. Perbandingan jari-jari ion dapat memberikan gambaran mengenai bilangan koordinasi.
Hal ini berarti kristal NaCl memiliki bilangan koordinasi 6, dimana 1 kation Na+ dikelilingi 6 anion Cl-. Pada jarak antar ion yang sangat besar secara energitika yang terbentuk adalah atom Na dan Cl. Apabila kedua partikel saling mendekat, maka kduanya berubah menjadi ion. Adanya gaya elektrostatik yang besar yang menyebabkan kedua ion mendekat sampai tercapai keadaan setimbang, yaitu pada titik minimum. Pada jarak yang sangat dekat ini yang berperan adalah gaya tolak-menolak antara ion yang bermuatan sejenis. Kristal ion yang terbentuk kemudian terdiri dari susunan teratur dari kation Na+ dan anion Cl- dalam kisi kristal. Kisi Kristal adalah kumpulan dari satuan-satuan kecil yang disebut sel satuan dan ion-ion dinyatakan sebagai titik-titik. Satu lagi perbedaan nyata dari senyawa NaCl berbentuk kristal dengan ion-ion ynag menyusunnya, yaitu jari-jari kristal NaVl<>+ atau Cl-. Hal ini disebabkan dalam kristalnya, terjadi menarik antara kation dengan anion yang memperkecil jarak antar ionnya (r kristal). Jadi, struktur oktahedral NaCl ini akan bertumpuk dengan semakin banyaknya atom Na dan Cl yang bergabung sehingga menghasilkan kristal NaCl
Metode pemurnian yang akan digunakan kali ini adalah dengan rekristalisasi. Metode ini didasarkan pada perbedaan daya larut antara zat yang dimurnikan dengan kotoran dalam suatu pelarut tertentu. Ada beberapa syarat agar suatu pelrut dapat digunakan dalam proses kristalisasi yaitu: 1. Memberikan perbedaan daya larut yang cukup besar antara zat yang dimurnikan dengan zat pengotor, 2. Tidak meninggalkan zat pengotor pada kristal, 3. Mudah dipisahkan dari kristalnya.
Dalam percobaan ini akan dipelajari cara memurnikan natrium klorida yang berasal dari garam dapur dengan menggunakan air sebagai pelarutnya. NaCl merupakan komponen utama penyusun garam dapur. Komponen lainnya merupakan pengotor biasanya berasal dari ion-ion Ca2+, Mg2+, Al3+, SO42-, I- dan Br. Agar daya larut antar NaCl dengan zat pengotor cukup besar maka perlu dilakukan penambahan zat-zat tertentu. Zat-zat tambahan itu kan membentuk senyawa terutama garam yang sukar larut dalam air, selain itu rekristalisai dapat dilakukan dengan cara menambahkan ion sejenis ke dalam larutan zat yang akan dipisahkan.
Garam NaCl dilarutkan ke dalam air panas sehingga pengotor-pengotor berupa partikel padat bisa terlepas dan menjadi koloid dalam larutan sehingga dapat terkumpul saat disaring. Pelarutan ini juga mengakibatkan NaCl terionisasi dalam air. Filtrat pertama kali direkristalisasi dengan pelarut CaO yang berfungsi memutihkan garam yang dihasilkan nantinya karena dapat mengikat pengotor berupa Ca2+. Selanjutnya rekristalisasi dengan Ba(OH)2 juga memiliki fungsi yang sama dengan CaO, tetapi khusus mengikat pengotor berupa ion Mg2+ atau Al3+. Rekristalisasi terakhir dilakukan dengan penambahan pelarut (NH4)2CO3 yang berguna untuk mengikat sisa-sisa zat pengotor yang mungkin masih ada dalam larutan garam tetapi tidak bisa terikat oleh 2 pelarut sebelumnya. Zat-zat pengotor itu mungkin berada dalam bentuk ion SO42-, I-, Br, dll. Dengan adanya penambahan 3 pelarut tadi, maka dapat disumsikan bahwa larutan garam sudah murni dan tidak mengandung zat pengotor lagi. Zat-zat pengotor tersebut terikat dengan pelarut sehingga tersuspensi dan dapat dipisahkan melalui penyaringan . Penambahan HCl pada filtrat diperlukan karena larutan garam sudah bersifat basa akibat dari penambahan Ba(OH)2¬ saat rekristalisasi kedua. Diusahakan agar larutan garam netral (pH=7). Larutan garam kemudian dipanaskan sehingga diperoleh NaCl murni dalam bentuk serbuk karena setelah melalui pemanasan serta pelarutan menyebabkan ikatan-ikatan antar ion dalam kisi kristal sebagian besar putus dan tidak lagi terdapat dalam bentuk bongkahan.
G. Kesimpulan :
Prinsip pemurnian NaCl dengan metode rekristalisasi adalah memisahkan NaCl dari zat-zat pengotor berdasarkan perbedaan daya larut keduanya dalam pelarut tertentu seperti CaO, Ba(OH)2, dsan (NH4)2CO3. Zat-zat pengotor yang telah terikat dalam pelarut yang sesuai dan mengendap sehingga dapat dipisahkan dengan NaCl melalui penyaringan.
H. DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/rekristalisasi
Purba,Michael. 2006. Kimia untuk SMA Kelas X Semester 1. Jakarta:Erlangga
DISUSUN OLEH:
1. DWI YULYSTINE TANAWI
2. ILYAN NASTI JANUARI
3. MARTHA NAPITUPULU
4. PRACOYO ADI PAMECO
5. RAHMI AMELIA
DINAS PENDIDIKAN NASIONAL
SMA NEGERI 2 KOTA BENGKULU
TAHUN AJARAN 2009/2010
0 komentar:
Posting Komentar