ABSTRAK
Percoba Percobaan an pembua pembuatan tan kalium kalium nitrat nitrat ini bertuj bertujuan uan untuk untuk mempel mempelaja ajari ri pembuat pembuatan an gara garam m kaliu kalium m nitr nitrat at hasi hasill reak reaksi si antar antaraa Natri Natrium um nitr nitrat at Kali Kalium um klor klorid idaa sert sertaa mempel mempelaja ajari ri pemisa pemisahan han garam garam kalium kalium nitrat nitrat dari dari hasil hasil sampin samping g natriu natrium m klorid kloridaa berdasarkan berdasarkan perbedaan kelarutan. Prinsip dalam percobaan percobaan pembutan pembutan garam kalium nitrat ini adalah berdasarkan pada perbedaan kelarutan. Metode yang digunakan yaitu Krista Kristalis lisasi asi atau atau pemurn pemurnian ian endapa endapan n yang yang dihasi dihasilka lkan. n. Percoba Percobaan an ini dilakuk dilakukan an dengan dengan mereak mereaksik sikan an kalium kalium korida korida (KCl) (KCl) dengan dengan natriu natriun n nitrat nitrat (NaNO (NaNO3). Dari Dari perco percobaan baan yang yang telah telah dilakuk dilakukan an didapa didapatka tkan n suatu suatu garam garam Krista Kristall kalium kalium nitrat nitrat berwarna putih dengan berat rendemen
PERCOBAAN VIII PEMBUATAN KALIUM NITRAT
I. TUJUAN PERCOBAAN 1.
Mempelajari pembuatan garam kalium nitrat hasil reaksi antara Natrium nitrat
Kalium klorida 2.
Mempelajari pemisahan garam kalium nitrat dari hasil samping natrium klorida
berdasarkan perbedaan kelarutan
II. TINJAUAN PUSTAKA II.1.
Kalium Nitrat Kalium nitrat adalah senyawa kimia yang merupakan sumber alami nitrogen. Senyawa ini tergolong senyawa nitrat dengan rumus kimia KNO3. Nama umumnya termasuk sendawa (saltpeter). Kalium nitrat merupakan komponen bubuk hitam teroksidasi (disuplai energy). Sebelum fiksasi industry nitrogen skala besar (proses Harker). Sumber utama kalium nitrat adalah deposit yang mengkristalkan dari dinding gua atau mengalirkn bahan organic yang membusuk. Tumpukan kotoran juga sumber umum yang utama, ammonia dari dekomposisi urea dan zat nitrogen lainnya akan melalui oksidasi
bakteri untuk menghasilkan nitrat. Kalium nitrat juga dapat dibuat dari kalium klorida yang terdapat dalam mineral sulvit dengan garam natrium nitrat. Jika larutan jenuh dari masing-masing reaksi dicampur, NaCl yang kurang larut akan mengendap. Persamaan reaksinya : KCl (aq) + NaNO3
NaCl (s) + KNO3 (aq)
Jika larutan didinginkan, maka laruta akan mengendap. Endpan ini dapat dipisahkan kemudian dimurnikan dengan cara rekristalisasi. Kalium nitrat mengkristal dalam bentuk prisma rombik, tetapi jika larutannya diuapkan perlahan-lahan pada kaca arloji maka akan mengkristal dalam bentuk rombohedial isomof. (Wikipedi, 2009)
II.2.
Kristalisasi Merupakan metode pemisahan dengan cara pembentukan Kristal sehingga campuran dapat dipishkan. Suatu zat gas atau cair dapat mendingin atau memadat serta membentuk Kristal karena menalami proses kristalisasi. Kristal-kristal juga akan terbentuk dari suatu larutan yang akan dijenuhkan dengan pelarut tertentu. Semakin kristalnya maka semakin
baik, karena semakin kecil kemungkinan tercemar oleh kotoran. (Arsyad, 2001) II.3.
Kelarutan endapan Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase yang keluar dari larutan. Endapan dapat dipisahkan dari larutan dengan penyaringan atau contripage. Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersngkutan. Suatu kelarutan endapan menurut definisi adalah sama dengan konsentrsi molar dari larutan
jenuhnya. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan-bahan lain didalam larutan itu dan pada komposisi pelarutnya. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah seiring kenaikan suhu, meskipun dlam beberapa hal istimewa terjadi yang sebaliknya. Lalu kenaikan kelarutan dengan suhu berbeda-beda, dalam beberapa hal sngat kecil, dalam beberapa hal-hal lainnya sangat besar. Perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat menjadi dasar untuk pemisahan. (Vogel, 1990) II.4.
Larutan jenuh Larutan yang titik bekunya tidak mengganggu, artinya kristalisasi membiarkan suatu
proses tanpa perpindahan laju. Kristalisasi tidak akan terjadi sebelum ada jarak. Waktu beberapa menit bahkan sampai dua jam. Kejenuhan membuat kristalisasi sangat efektif dengan penyaringan dan pemisahan. (Fisher, 1957)
II.5.
Proses-proses dalam kristalisasi
1. Kristalisasi dengan penguapan Kelarutan sutu bahan yang berkurang sedikit demi sedikit dengan menurunnya suhu. Kondisi lewat jenuhnya dapat dipakai dengan penguapan sebagian pelarut (yang artinya pemikatan larutan). 2. Kristalisasi dengan pendinginan Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang drastis dengan menurunnya temperature, kondisi lewat jenuh dicapai dengan pendinginan larutan panas yang jenuh. Untuk mengkristalisasi dari lelehan, dapat juga dilkukan. 3. Kristalisasi dengan salting out Pemisahan bahan organic dari larutan akuatik dapat dilakukan dengan penambahan suatu garam yang harganya murah. Garam ini larut lebih baik dari pada bahan yang diinginkan. Sehingga terjadi penambahan bahan padat terkristalisasi. Hal ini merupakan proses fisika. 4. Kristalisasi secara adiabatic Metode ini sering disebut metode vakum, merupakan gabungn antara kristalisasi dengan pendinginan dan penguapan. Pendinginan bertujuan untuk memperkecil daya larut, sedangkan maksud dari penguapan adalah untuk membuat tekanan total dengan permukaan lebih kecil dari tekanan uap pada suhu tersebut. Sehingga perubahan ini secara adiabatic karena pendinginan yang terjadi pada system penguapan itu sendiri. (Cahyono, 1991)
II.6.
Garam Nitrat Sebagian besar garam nitrat bersifat higroskopis dan mudah larut dalam air. Beberapa garam nitrat diperoleh dalam bentuk anhidrat dan tidak mengalami dekomposisi pada
pemanasan yang cukup tinggi. Ion nitrat memiliki struktur sebagai berikut :
Struktur ini dalam teori ikatan valensi dijelaskan sebagai hibrida resonansi sebagai berikut :
Sedngkan dalam teori orbital molekul dijelaskan bahwa nitrogen membentuk tiga ikatan menggunkan orbital hibrida SP dan orbital P nitrogen dan tiga orbital atom oksigen bergabung membentuk orbital molekul yang ditempati oleh 2 elektron. (Vogel, 1990) Rekristalisasi
II.7.
Salah satu pemurnian padatan atau dalm bentuk serbuk yaitu dengan menggunakan kristalisasi agar diperoleh zat Kristal murni. Proses rekristalisasi meliputi proses pelarutan dan kritalisasi. (Handoyo, 1995) Factor-faktor terbentuknya Kristal
II.8.
Factor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya Kristal tergantung pada : 1. Pembentukan inti Kristal Inti Kristal adalah partikel-partikel yang amat kecil, yang dapat terbentuk secara spontan sebagai dari akibat keadaan larutan yang lewat jenuh. Pembentukan inti Kristal merupakan langkah pertama kristalisasi atau dengan menmbahkn benih Kristal kedalam larutan lewat jenuh. 2. Pembentukan Kristal Merupakan penggabungan 2 proses yaitu : a.
Transportasi dari molekul-molekul atau ion-ion (dari bahan yang akan di kristalisasi) dalam l;arutan kepermukaan Kristal dengan difusi. Jika derajat lewat jenuh dalam larutan semakin besar maka proses ini semakin cepat.
b. Semakin luas permukaan total Kristal maka semakin banyak bahan yang akan
ditempatkan pada kisi Kristal persatuan waktu. (Handoyo, 1995)
2.9. Factor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pembentukn Kristal a. Jenis sert banyaknya pengotor
b. Derajat lewat jenuh c. Viskositas larutan d. Pergerakan antara larutan dan Kristal e. Jumlah inti yang ada atau luas permukaan Kristal yang ada (Handoyo, 1995) 2.10.
Dekomposisi rangkap Kristal KNO3
Pada temperature rendah, KNO3 di dekomposisi dalam bahan organic yang dapat menyerap seperti alumina, silica, titanium, bersama NaY, K 1 %, KY, ß %, zeolit seperti MCM-41 (molekul hasil saringan yang menyerap). Factor lain seperti ruang kosong pada struktur octahedral susunan raung atau geometri, keasaman permukaan bahan, dan lingkungan mikro menyediakan bahan anorganik yang mudah menyerap selama semua factor tersebut saling mempengaruhi dalam dekomposisi KNO3 pada temperature rendah dalam suatu pengukuran. Dekomposisi KNO3 pertama-tama menyatakan bahwa KNO3 mulai di dekomposisi pada rentang 400-500 K dalam mengisi hasil pembentukan bahan anorganik dari interaksi. Selanjutnya sejumlah KNO3 yang memuat alumina yang telah di dekomposisi pada suhu ruangan selama proses persiapan. Inilah yang akan menjadi factor penting yang akan mempengaruhi hasil dari dasar yang kuat KNO3 / Al2O3 berpern sebagai katalis. (Fisher, 1957)
2.11. Analisa bahan 2.11.1.
Natrium Nitrat (NaNO3)
-
Sifat fisik :
1.
Berat molekul 85 sma, berupa serbuk putih atau Kristal tak berwarna
2.
Titik lebur 580 K, titik didih 380 0C
3.
Densitas 2,3 x 103 Kg/m3
4.
Kelarutan 92 gram dalam 100 mL air -
Sifat kimia
1.
S padat = 117 J/mol K
2.
Menyebabkan iritasi pernapasan, iritasi kulit, mata dan sakit perut (Wikipedia, 2009)
2.11.2. Kalium Klorida (KCl) -
Sifat fisik
1.
BM 74,55 g/mol, densitas 1,987 g/cm3
2.
t.l 7,7590C, t.d 15000C
3.
Berupa Kristal putih padat -
Sifat kimia Larut dalam air yaitu; 28,1 g/100 Ml (00C), 34 g/100 Ml (200C), 56,7 g/mL (1000C) (Wikipedia, 2009)
2.11.3. Aquades -
Sifat fisik
1.
Air murni dari penyulingan
2.
titik didih 1000C, titik bekunya 00C
3.
tidak berwarna (bening), tidak berasa, tidak berbau -
Sifat kimia
1.
sebagai pelarut
2.
rumus molekul H2O (Dintith, 1994)
III. METODE PERCOBAAN
III.1.
Alat dan Bahan
III.1.1.
Alat 1. Gelas bekker
5. kertas saring
2. Gelas ukur
6. Erlenmeyer
3. Corong gelas
7. Penangas
4. Corong penguapan III.1.2.
Bahan
1.
Natrium Nitrat (NaNO3)
2.
Kalium Klorida (KCl)
3.
Aquades
III.2. III.2.1.
Skema kerja Pembuatan garam kalium Nitrat 7,5 g KCl Gelas
8,5 g NaNO3
Pelarutan dalam 50 mL air panas
Pelarutan dalam 50 mL air panas
Pencampuran Penguapan hingga volume 40 mL Penyaringan Penguapan hingga volume 20 mL Pendinginn Penyaringan Hasil
III.2.2. Pemurnian
Larutan KNO3
Penguapan Pendinginan Penyaringan Penimbangan, Perhitungan rendemen Hasil
IV. DATA PENGAMATAN No 1
Perlakuan Pembuatan garam KNO3 KCl + NaNO3 Penguapan Penyaringan 1 Pendinginan
2
Penyaringan 2 Pemurnian garam KNO3 Pemanasan Pendinginan Penyaringan Penimbangan
V. HIPOTESA
Hasil
Ket
Dari percobaan pembuatan kalium Nitrat dalam tekhnik pemurnian dari suatu campuran lautan menggunakan metode Kristalissi atau pemurnian endapan yng dihasilkan. Prinsip dalam percobaan pembutan garam kalium nitrat ini adalah berdasarkan pada perbedaan kelarutan. Hasil yang kan diperoleh yaitu suatu Kristal KNO3 yang berwrna putih.
VI. PEMBAHASAN
Percobaan pembuatan kalium nitrat ini bertujuan untuk mempelajari pembuatan garam kalium nitrat hasil reaksi antara Natrium nitrat dan Kalium klorida serta mempelajari pemisahan garam kalium nitrat dari hasil samping natrium klorida berdasarkan perbedaan kelarutan antara kalium klorida dengan natrium nitrat. Prinsip dalam percobaan pembutan garam kalium nitrat ini adalah berdasarkan pada perbedaan kelarutan. Metode yang digunakan yaitu Kristalisasi (yaitu, metode pemisahan dengan cara pembentukan Kristal sehingga campuran dapat dipisahkan), dan Rekristalisasi (yaitu, pemurnian endapan yang dihasilkan).
6.1. Pembuatan garam kalium Nitrat Percobaan pembuatan garam kalium nitrat ini bertujuan untuk mempelajari pembuatan garam kalium nitrat hasil reaksi antara Natrium nitrat dan Kalium klorida. Metode yang digunakan yaitu Kristalisasi. Percobaan ini dilakukan dengan mereaksikan kalium korida (KCl) dengan natriun nitrat (NaNO3). Garam Kalium klorida dan garam natrium nitrat masing-masing dilarutkan kedalam aquadest dengan tujuan agar garam Kalium klorida dan garam natrium nitrat dapat melarut sehingga reaksi dapat terjadi karena hampir semua reaksi kimia berlangsung pada fase larutan. Untuk menghasilkan suatu Kalium nitrat dapat dibuat dari kalium klorida dengan garam natrium nitrat. Larutan kalium klorida lebih keruh daripada larutan natrium nitrat karena b . Campuran larutan Kalium klorida dan garam natrium nitrat ini dipanaskan dengan tujuan untuk mempercepat reaksi antara larutan Kalium klorida dan garam natrium nitrat. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan-bahan lain didalam larutan itu dan pada komposisi pelarutnya. Perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat menjadi dasar untuk pemisahan. Pada proses pemanasan terjadi suatu proses penguapan yaitu dengan tujuan agar larutan pengotor atau aquadest berkurang jumlahnya karena menguap. Setelah itu dilakukan penyaringan saat masih panas dengan tujuan untuk memisahkan hasil reaksi campuran natrium nitrat dan kalium klorida dengan pengotornya yang masih terdapat dalam filtrat. Didapat pengotornya berupa endapan putih, yakni endapan NaCl karena NaCl kurang larut dalam air dibandingkan KNO3 ( Ksp NaCl= 1,6 x 10-5 ) dan garam-garam cenderung mudah larut dalam air.
6.2. Rekristalisasi Rekristalisasi bertujuan untuk mendapatkan kristal kalium nitrat yang lebih murni. Endapan kalium nitrat yang dihasilkan ditambahkan sedikit aquadest dengan tujuan agar larutan garam Kalium nitrat dapat terpisah dari hasil samping yang berupa ion klorida. Larutan garam Kalium nitrat dapat terpisah dari ion klorida karena ion klorida terikat dengan molekul air. Garam kalium nitrat mudah larut dalam aquadest sehingga aquadest yang dipakai hanya sedikit untuk meminimalisir garam kalium nitrat yang larut dan agar diperoleh kristal kalim nitrat yang banyak. Larutan garam campuran antara kalium nitrat dan ion klorida dipanaskan dengan tujuan agar kalium nitrat dapat dipisahkan dengan ion klorida. Fungsi aquadest yaitu untuk mengikat ion klorida sehingga kalium nitrat dapat dipisahkan dari ion klorida. Pada proses pemanasan terjadi suatu proses penguapan yaitu dengan tujuan agar larutan pengotor atau aquadest dapat hilang karena menguap. Selanjutnya dilakukan pendinginan dengan tujuan untuk mempercepat pembentukan kristal, Jika larutan didinginkan, maka larutan akan mengendap membentuk kristal. Sebaiknya setelah dipanaskan, filtrat ini didinginkan dalam suhu ruang, jangan langsung didinginkan dengan es agar kristal yang diperoleh banyak dan tidak rapuh. Setelah itu lalu didinginkan dalam penangas air yang berisi air dingin dan es agar endapan kristal cepat terbentuk. Setelah itu dilakukan penyaringan dengan tujuan untuk memisahkan suatu endapan dari larutan sehingga diperoleh kristal garam Kalium Nitrat. Kristal ini berwarna putih dan masih mengandung air. Untuk menghilangkan kandungan air dilakukan pemanasan dengan oven selama 20 menit pada suhu 100ºC. Setelah kering atau kandungan air hilang, dilakukan penimbangan dan diperoleh rendemen nyata kristal garam kalium nitrat seberat 2,5 gram.
VII. KESIMPULAN 1. Campuran antara kalium korida (KCl) dengan natriun nitrat (NaNO3) menghasilkan suatu
kristal kalium nitrat dan natrium klorida. 2. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan bahan lain didalam larutan itu dan pada komposisi pelarutnya. 3. Salah satu pemurnian padatan atau dalam bentuk serbuk yaitu dengan menggunakan rekristalisasi agar diperoleh zat Kristal murni 4. Kalium nitrat dan natrium klorida memiliki perbedaan kelarutan 5. Berat rendemen kristal Kalium nitrat yaitu
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, 2001, kamus kimia, PT Gramedia Pustaka utama, Jakarta Basri, 1996, kamus kimia, Rineka cipta, Jakarta Cahyono, Bambang, 1991, Segi praktisi dan Metode pemisahan senyawa organic, Kimia MIPA UNDIP, Semarang Daintith, 1994, Chemistry dictionary complete, Oxford, New york Petrucci, 1992, Elementary chemistry, Prentice-Hall Inc, New York Handoyo, 1995, Vogel, 1990, Organic analysis qualitative macro and micro, Oxford, New york
