Analisis Kation Golongan III A. Tujuan Percobaan Dalam percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat 1. Memisahkan kation – kation Mn, Al, Fe, Cr, Ni, Co, Zn sebagai kation golongan III 2. Memisahkan kation – kation Mn, Al, Fe, dan Cr sebagai kation golongan III 3. Memisahkan kation Ni, Co dan Zn sebagai kation golongan IIIB 4. Mengidentifikasi kation – kation golongan IIIA dan IIIB dengan pereaksi spesifik B. Dasar Teori Analisis kation secara kuantitatif dan sistematis terus mengalami perkembangan sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh para analis. Hasil penelitian menujukkan bahwa Kation-kation golongan III umumnya tidak bereaksi dengan HCl maupun H 2S dalam suasana asam. Namun kation-kation pada golongan ini dapat membentuk endapan dengan pereaksi (NH4)2S dalam suasana netral atau ammoniakal. Dalam proses pemisahannya, umumnya kation-kation golongan III yang terdiri atas Mn2+, Al3+, Fe3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, dan Zn2+ tidak dapat bereaksi dengan HCl maupun dengan H 2S dalam suasana asam. Karena kationkationnya memiliki kemampuan dalam membentuk sulfida yang lebih larut. Kation golongan IIIA terbagi atas Mn2+, Al3+, Fe3+, Cr3+n , Sedangkan golongan IIIB tersusun atas kation-kation Ni2+, Co2+, dan Zn2+ . kation kation golongan III di endapkan sebagai sulfida oleh hidrogen sulfida, kecuali besi, alumunium, dan kromium (sering disertai sedikit mangan) juga di endapkan sebagai hidroksida oleh larutan amonia dengan adanya amonium klorida. Dalam proses pemisahan golongan secara umum dapat di lakukan dengan tiga cara yaitu : a. Tahap Pertama : Pemisahan Kation-Kation ke dalam Golongan Kation dalam tiap golongan diendapkan sebagai suatu senyawa dengan menggunakan pereaksi pengendapan golongan tertentu (sesuai dengan tingkat kelarutannya). Endapan yang terbentuk merupakan kation-kation dalam satu golongan. Pemisahan di lanjutkan dengan mendekantasi filtrat dari residu. Kemudian pereaksi pengendapan golongan berikutnya ditambahkan pada larutan hasil dekantasi.
b. Tahap Kedua : Pemisahan Kation-Kation dari tiap Golongan Pada tahap ini berupa pengerjaan terhadap serangkaian reaksi untuk dapat memisahkan satu kation dengan kation yang lainnya dalam satu golongan. Uji filtrat
untuk mengidentifikasi golongan IIIB, Sedangkan endapan untuk me ngidentifikasi golongan IIIA. c. Tahap Ketiga : Pengidentifikasian tiap Kation Keberadaan kation dikonfirmasi atau diidentifikasi dengan menggunakan satu atau lebih reaksi kimia yang karakteristik atau spesifik untuk satu kation. Seperti menggunakan suatu pereaksi yang sesuai untuk menguji tiap golongan. Pemisahan kation golongan III ini biasanya dilakukan terlebih dahulu pemanasan filtrat untuk menghilangkan kelebihan atau pengaruh dari H2S. Lalu penambahan air brom untuk mengubah kation Mn2+ menjadi bentuk anionnya yaitu −¿ MnO¿4
yang berwarna violet/ungu. Setelah filtrat bebas dari pengaruh HCl, H 2S,
dan fosfat, maka filtrat ditambah dengan pereaksi NH4OH berlebih sehingga diperoleh endapan yang sukar larut dan tidak membentuk senyawa kompleks pada kelebihan NH3-nya. Endapan ini merupakan endapan kation golongan III A yang terdiri dari : Mn(OH)2 berwarna merah daging,
−¿ MnO¿4
berwarna violet, Al(OH)3 berwarna
putih, Fe(OH)3, dan Cr(OH)3 berwarna hijau kebiruan. Lalu filtrat hasil pemisahan kation golongan III A ditambah dengan NH 4OH sehingga bersifat basis, kemudian dialiri gas H2S dengan pH sekitar 10. Sehingga kecilnya nilai konsentrasi H + berpengaruh terhadap semakin besarnya konsentrasi S2+¿¿ H ¿ 2−¿ S¿ ¿ ¿ ¿ K 1 . K 2=¿ 2−¿ ¿ S ¿ −10 2 [ 10 ] ¿ 10−21=¿ 2−¿ S¿ ¿ ¿
Dengan perolehan konsentrasi S2- tersebut, kation-kation Ni2+, Co2+, dan Zn2+ dapat mengendap menjadi endapan sulfida. Sehingga terbentuklah endapan NiS berwarna hitam, CoS berwarna hitam, dan ZnS berwarna putih. Endapan ini merupakan endapan kation golongan III B. Sedangkan pada golongan IIIA akan mengendap dengan hidroksida dari amnonia, yang terdiri ats Mn(OH)2 ( merah daging), MnO4- ( Violet), Al(OH)3 (putih), Fe(OH)3,dan Cr(OH)3 ( Hijau kebiruan).
C. Alat dan Bahan 1. Alat a. Tabung Reaksi 10 buah b. Rak tabung reaksi c. Pembakar spirtus d. Pipet tetes e. Gelas ukur 10 mL f. Corong g. Kertas saring 2. Bahan a. Kristal ammonium thiosianat (NH4SCN) b. Larutan DMG 1% c. Asam Format (HCHO) d. Ammonia (NH4OH) 6 M e. Asam klorida (HCl) f. Zirkonium nitrat (ZrO(NO3)2) g. Kalium klorat (KClO3) h. Natrium metaborat (NaBO3) i. Natrium asetat (CH3COOH) j. Ammonium klorida (NH4Cl) D. Langkah Kerja Pemisahan Kation : Proses pemisahan kation golongan III dari sampel :
Filtrat diasamkan dengan 0,5 mL HCl Didihkan sampai tidak ada lagi gas H2S yang teringgal Ditambahkan lagi 1 mL HNO3 6 M dan diuapkan sampai kering Residu yang didapat dilarutkan dalam 1 mL air suling Ditambahkan lagi dengan 1 mL HNO3 15M dan sedikit KClO3 padat Dididihkan sampai larutan tinggal 1 mL,bila terjadi endapan MnO 2 berwarna coklat tua hitam kemudian dipisahkan
Filtrat dari pemisahan mengandung ion suling sampai volumenya 10 mL
3+¿ Al ¿ ,
−¿ 3+¿ ¿ , Cr O ¿ , ditambahkan air Fe 2 7
Ditambahkan lagi asam format (HCHO) dan dipanaskan Ditambah NH4OH 6M sambil diaduk sampai terbentuk endapan Diuapkan sampai larutannya tinggal 5 mL Ditambahkan lagi NH4OH 6M sampai endapannya sempurna Disaring endapan dan dicuci dengan air sampai 2 kali pencucian Endapan terdiri dari Fe(OH)3.merah coklat, Al(OH)3 putih Cr(OH)3 hijau, endapan tersebut dijadikan suspensi dengan hati – hati hingga mendidih daan dibiarkan
beberapa saat Setelah dingin endapan dicuci dan disaring, filtrat digunakan untuk percobaan
digunakan untuk percobaan selanjutnya Endapan yang dihasilkan mengandung Fe(OH)3. dan segera dilarutkan dalam 1 mL HCl 6M dan setelah larut ditambahkan 1 tetes KSCN 0,1M sehingga timbul larutan tak berwarna merah darah dari [Fe(CN)6
3+¿ 2+¿ ¿ ¿ ¿ , menunjukkan adanya kation Fe
−¿¿ Filtrat yang dihasilkan mengandung Al O2
−¿¿ tak berwarna dan Cr O4
kuning,
filtrat selanjutnya diuapkan sampai tinggal 2 mL, dinetralkan dengan HCl 6M, lalu dibuat alkalis dengan menambahkan NH4OH 6M, timbulnya endapan putih gelatin
mungkin Al(OH)3 dan filtrat berwarna kuning untuk percobaan selanjutnya Endapan putih gelatin dicuci dengan air suling, lalu ditambahkan 1 mL HCl 6M dan dipanaskan, residu yang mungkin ada berupa
−¿ ¿ SiO 2 segera dibuang, diuapkan
larutan itu sampai tinggal 0,25 mL dan diteteskan pada plat tetes, kemudian ditambahkan setetes larutan aluminon 1% dalam suasana 2 tetes CH 3COONa dan 2 tetes larutan CH3COOH, timbulnya endapan merah terang menunjukkan ion
3+¿ ¿ Al
−¿¿ Filtrat yang berwarna kuning mengandung larutan berwarna kuning Cr O 4 , diasamkan dengan H2SO4 3M, ditambahkan 1 mL eter dan setetes hidrogen peroksida 3% lalu dikocok, timbulnya warna biru tua pada lapisan eter menunjukkan adanya ion 3+¿ ¿ Cr ) dalam sampel
Pemisahan dan identifikasi kation golongan IIIB
Filtrat dari pemisahan kation goonga IIIA
Ditambahkan sedikit kristal NH4Cl dan dibuat alkalis dengan menambahkan NH4OH
6M berlebih Ditambah 10-15 tetes larutan thioasetimida 1M, dipanaskan dalam penangas air
selama 10 menit, dipisahkan dan dicui endapan 2 kali dengan 1 – 2 mL air dingin Endapan yang diperoleh, ditambahkan kepada endapan 0,5 mL HCl 12M dan didihkan selama 2-3 menit, bila ada zat sisa segera dihilangkan, ditambahkan NaOH 6M sambil dikocok hingga alkalis, kemudian ditambah lagi dengan 2 – 3 tetes hidrogen peroksida 3%, dikocok dengan kuat, sambil dipanaskan sampai mendidih selama 1 menit, cucilah suspensi dalam tabung reaksi dan dipisahkan, endapan dicuci lagi menggunakan air hangat, filtrat hasil pemanasan dipakai untuk analisis kation
selanjutnya Endapan hasil pemisahan berupa Co(OH)3 hitam, dan Ni(OH)2 hijau, larutkan endapan ini menggunakan 0,5 mL HCl 12M, Larutan segera dipanaskan untuk menghilangkan klorida yang ada, didinginkan dan diencerkan 2 mL, larutan dibagi menjadi 2 o Larutan I ditambah kristal NaF sedikit dan dikocok hingga menjadi pekat, ditambahkan 0,5mL campursn amilalkohol eter atau benzilalkohol dan 1-2 kristal NaCNS, dikocok lagi, adanya warna hijau pada lapisan benzilalkohol atau alkohol eter menunjukkan adnya ion
2+¿ Co¿
o Larutan II ditambahkan setetes demi setetes NH4OH 6M sambil dikocok, ditambah lagi dengan kristal CH3COONa pada larutan jenuh tersebut, kemudian ditambah lagi dengan beberapa tetes DMG 1%, timbulnya warna merah cerah dari endapan yang terjadi menunjukkan adanya ion
2+¿ ¿ ¿
dalam sampel, bila endapan tidak terbentuk, larutan yang ada segera asamkan dulu dengan CH3COOH 6M lalu ditambahkan tetes demi tetes NH4OH 6M
sambil dikocok, pengendapan dari Ni-DMG memerlukan
suasana PH larutan yang optimal Filtrat dari langkah kerja kedua diuapkan hingga volumenya tinggal 2mL, ditambahkan CH3COOH 6M sampai bersifat asam, kemudian ditambahkan beberapa
tetes K4[Fe(CN)6 ] 0,1M, terbentuknya endapan putih menunjukkan adanya ion 2
2+¿ ¿ Zn E. Data Pengamatan Identifikasi golongan IIIA No 1
Prosedur Kerja Pengambilan sampel
2
sebanyak 4 mL Sampel diasamkan dan Larutan berwarna biru
3
dipanaskan Ditambah 5 tetes HNO3 Larutan berwarna biru
4
pekat Diuapkan hingga kering
5
Ditambahkan
1
Hasil pengamatan Larutan berwarna biru
Persamaan reaksi
Residu berwarna
coklat kehitaman mL Larutan berwarna
aquades, HNO3 5 tetes, coklat kehitaman dan dan KClO3 padat seujung tidak terdapat endapan 6
sendok Didekantasi
dan
ditambah aquades hingga 7 8
volume 10 mL Ditambah 5 tetes HCOH Ditambah NH4OH sambil Larutan keruh diaduk
3+¿ ¿ Cr (aq) +
−¿ 3 OH ¿
(aq) → Cr(OH)3 (s) 9
Dipanaskan
Terdapat endapan yang turun ke dasar
10 11
Dilakukan filtrasi Filtrat diberi 1
gelas kimia Residu berwarna hijau tetes Larutan yang semula
H2SO4 3M, ditambahkan kuning berubah
2−¿ 2 CrO ¿4
+¿ (aq) + 2 H ¿
4 tetes eter dan setetes menjadi biru, lama hidrogen peroksida 3% kelamaan warna biru lalu dikocok
(aq) +
−¿¿ 2e →
hilang (aq) + H2O (l)
2−¿ ¿ Cr 2 O7
2−¿ ¿ Cr 2 O7 (aq) + 4H2O2 (aq) +¿ + 2 H ¿ (aq)
→ 2CrO3
(aq) + 5 H2O (l)
Identifikasi golongan IIIB No 1
Prosedur kerja Hasil pengamatan Persamaan reaksi Filtrat ditambah seujung Tidak terjadi
2
NH4Cl padat perubahan Ditambah 11 tetes larutan Tidak
3
thioasetamida Dipanaskan
terjadi
perubahan Timbul endapan putih
F. Analisis data dan Pembahasan Pada percobaan kali ini dilrakukan analisis kation golongan III, yang terdiri dari 2+¿ 3+¿ 3+¿ 3+¿ 2+¿ kation golongan IIIA ( Mn¿ , Al ¿ , Fe¿ , Cr ¿ ) dan kation golongan IIIB ( ¿¿ ,
2+¿ Co¿ , dan
2+¿ Zn¿ ). Sebelum dilakukan uji identifikasi golongan, pertama – pertama pada
sampel, harus diketahui mengadung ion ortophospat atau tidak, jika sampel mengandung ion ortophospat maka harus segera dihilangkan, karena dapat mengganggu identifikasi kation golongan III yaitu ion tersebut akan ikut mengendap dan menganggu proses identifikasi kation golongan III. Setelah dipastikan tidak mengandung ion ortophophat, maka dapat langsung dilakukan uji identifikasi kation golongan III. Pertama dilakukan uji kation golongan IIIA yaitu
2+¿ ¿ Mn , menggunakan larutan HNO3 dan padatan KClO4 untuk
−¿¿ mengubah Mn O 4
menjadi MnO2 . Oksidasi oleh ion klorat dalam asam nitrat
menghasilkan MnO2 padatan berwarna hitam yang tak larut dalam air.(Sodiq Ibnu ; 69),dapat dituliskan persamaan reaksinya sebagai berikut −¿ 2+¿ +¿ −¿ ¿ 3 Mn¿ (aq) + 3H2O (l) + Cl O 3 (s) → 3MnO2 (s)+ 6 H ¿ (aq) + Cl ¿ (aq)
tetapi dalam percobaan ini tidak ditemukan ion
2+¿ Mn¿ dalam sampel karena tidak ditemukan
endapan hitam. Percobaan berikutnya uji identifikasi kation golongan IIIA yaitu
3+¿ ¿ Al ,
3+¿ ¿ Fe ,
3+¿ Cr ¿ , dengan menggunakan larutan NH4OH, untuk membentuk endapan Fe(OH)3. Al(OH)3, Cr(OH)3 sesuai persamaan reaksi berikut 3+¿ −¿¿ ¿ (aq) + 3 (aq) → Fe(OH)3 (s) OH Fe
3+¿ −¿¿ Al ¿ (aq) + 3 OH
(aq) → Al(OH)3 (s)
3+¿ −¿¿ ¿ Cr (aq) + 3 OH
(aq) → Cr(OH)3 (s)
Sebelum ditambahkan NH4OH, harus ditambahkan asam format agar larutan tetap dalam keadaan netral. Pada percobaan yang dilakukan pratikan endapan sulit terbentuk sehingga harus menambahkan NH4OH banyak, karena keadaan larutan sangat asam. Kemudian endapan dijadikan suspensi, dan filtratnya digunakan untuk uji identifikasi 3+¿ ¿ Cr .
3+¿ Al ¿ ,
3+¿ Fe¿ ,
a.
3+¿ Fe¿
Digunakan larutan KCNS agar tebentuk senyawa kompleks [Fe(CN)6
2+¿ ¿ ¿ yang berwarna
merah darah, tetapi pada percobaan ini tidak dilakukan karenan kandungan sampel golongan IIIA telah ditemukan yaitu
b.
3+¿ Cr ¿
3+¿ ¿ Al
Pada identifikasi ion
3+¿ Al ¿ digunakan pereaksi NH4OH, agar menimbulkan endapan
Al(OH)3 berwarna gelatin putih,tetapi pada percobaan ini tidak ditemukan endapan gelatin putih, yang menunjukkan tidak ada ion
c.
3+¿ ¿ Al
3+¿ Cr ¿ 3+¿ Cr ¿ , yang digunakan adalah filtrat dari pemisahan dengan uji
Pada identifikasi ion
identifikasi Al(OH)3, yang berupa endapan gelatin putih,dan filtrat berwarna kuning,tetapi untuk Al(OH)3 tidak terdapat dalam sampel. Ion
dioksidasikan menjadi
2−¿ ¿ CrO 4
3+¿ Cr ¿
berbentuk Cr(OH)3 yang kemudian
yang berwarna kuning dan larut menggunakan larutan
hidrogen peroksida 1%, yang kemudian ditambahkan asam sulfat pekat dan eter akan menghasilkan warna biru tua, yang sesuai persamaan reaksi berikut 2−¿ 2 CrO ¿4 (aq)
+¿ −¿ + 2 H ¿ (aq) + 2 e¿
→
2−¿ ¿ Cr 2 O7 (aq) + H2O (l)
2−¿ +¿¿ ¿ (aq) + 4H 2 O 2 (aq) + 2 H (aq) → 2CrO3 (aq) Cr 2 O7
Dalam percobaan ini ditemukan ion
+ 5 H2O (l)
3+¿ ¿ Cr ditunjukkan dengan terbentuknya warna biru tua
setelah diberi eter pada lapisan eter.
Pada uji identifikasi golongan IIIB digunakan filtrat hasil pemisahan kation golongan IIIA, Filtrat diberi kristal NH4Cl dan dibuat alkalis dengan memberikan
NH4OH dan
ditambahkan larutan thioasetamida, dan kemudian dipanaskan. Pada percobaan ini pratikan saat memanaskan menemukan endapan putih, yang diidentifikasi bahwa sampel mengandung kation Zn. Tetapi sampel mengandung kation Ni, hal tersebut dikarenakan pratikan melakukan kesalahan dimana dalam menambahkan NH4OH terlalu sedikit, seharusnya NH4OH yang ditambahkan berlebih.
G. Kesimpulan Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa : 1. Untuk mengidentifikasi golongan III pertama perlu memastikan ada tidaknya ion ortophosphat (sampel alam) 2. Setelah terbukti tidak ada ion ortophospat dapat langsung mengidentifikasi kation – 2+¿ kation golongan III, yaitu kation golongan IIIA ( Mn¿ ,
dan IIIB (
3+¿ ¿ Fe ,
3+¿ ¿ Cr )
2+¿ 2+¿ 2+¿ ¿ , dan ¿ ¿ , Co Zn ) ¿
3. Pada analisis kation
mengubanh
3+¿ ¿ Al ,
2+¿ ¿ Mn digunakan HNO3 dan KClO4 yang bertujuan untuk
2+¿ ¿ Mn menjadi MnO2
4. Pada analisis kation gelatin putih Al(OH)3 5. Pada analisis kation
3+¿ Al ¿ digunakan larutan NH4OH untuk mendapatkan endapan 3+¿ ¿ Cr digunakan larutan hidrogen peroksida untuk membentuk
2−¿ senyawa CrO ¿4 6. Pada analisis kation
2+¿ ¿ Zn menggunakan kristal NH4Cl, larutan NH4OH, dan larutan
thioasetimida yang jika dipanaskan akan menghasilkan endapan putih, yang dapat diuji dengan menambahkan CH3COOH dan K2Zn[Fe(CN)6
K4[Fe(CN)6 ] akan membentuk 2
2−¿ ¿¿
7. Pada analisis kation
2+¿ ¿¿ menggunakan kristal NH4Cl, larutan NH4OH, dan larutan
thioasetimida yang jika dipanaskan akan menghasilkan endapan hitam, yang dapat diuji dengan menambahkan NH4OH dan kristal CH3COONa dan DMG 1% yang akan menimbulkan endapan merah cerah 2+¿ 8. Pada analisis kation Co ¿ menggunakan kristal NH4Cl, larutan NH4OH, dan larutan thioasetimida yang jika dipanaskan akan menghasilkan endapan hitam, yang dapat diuji dengan menambahkan kristal NaF dan campuran amilalkohol atau benzilalkohol dan kristal NaCNS yang akan menimbulkan warna biru jika terdapat ion
2+¿ ¿ Co
9. Pada percobaan ini pratikan hanya menemukan 1 kation dalam sampel yaitu
3+¿ Cr ¿
Daftar Pustaka Ibnu, Sodiq,dkk. 2005. Kimia Analitik I. Malang: Universitas Negeri Malang (UM PRESS) Utomo, Yudhi, dkk. 2015. Petunjuk Praktikum Kimia Anaitik Dasar: Analisa Kualitatif Kation dan Anion. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang.
Svehla, G., 1985. Vogel: Buku Teks Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Mikro. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.
Lampiran
Filtrat dipanaskan
Filtrat sebelum ditambahkan eter
Filtrat sebelum ditambahkan eter
Residu setelah ditambah NH OH dan dipanaskan 4
Filtrat setelah dibiarkan
Filtrat setelah ditambahkan eter
Endapan yang ditimbulkan Setelah pemanasan
Penambahan asam nitrat pekat
Pengambilan sampel
PERCOBAAN V LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK DASAR ANALISIS KATION GOLONGAN III
OLEH : KELOMPOK 7 ANGGOTA : KARISMA SITI KHADIJAH/140331601150) IRDANI PRIYANKA ASHARI/140331602022 NOVIA PRIHASTYANTI/140331602737*** NURUL IMAMAH/140331600632
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM TAHUN 2015
