Tajuk : Laporan Amali Analisis Kuanlitatif Tujuan : Untuk menentukan kation dan anion sesuatu sebatian. Teori : Garam dan air merupakan hasil daripada tindak balas peneutralan antara asid dan bes. Garam ialah sebatian ionik yang terdiri daripada kation iaitu ion logam atau ion ammonium daripada bes dan anion daripada asid. Kation ialah ion bercas positif manakala anion ialah ion bercas negatif. Kation dalam sebatian garam seperti ion Na +, K+, Mg2+, Al3+, NH4+ dan sebagainya. Anion dalam sebatian garam seperti ion Cl -, SO42-, NO3-, CO32- dan sebagainya. Kation dan anion dalam sesuatu sebatian garam dapat ditentukan dengan kaedah kimia analisis kualitatif. Analisis kualitatif sesuatu sebatian garam menentukan kation dan anion dalam sesuatu sebatian dengan menganalisis menganalisis sifat-sifat fizik f izik dan kimia sebatian dan seterusnya menentukan sebatian itu. Kaedah kimia tersebut hanya dapat menentukan kehadiran atau tidak sesuatu ion dalam sebatian dan tidak dapat menentukan kuantiti ion yang hadir dalam sebatian. Pemerhatian awal terhadap sifatsifat fizik sesuatu sebatian garam seperti warna, rupa bentuk dan keterlarutan dalam air boleh dilakukan untuk menunjukkan kemungkinan kehadiran ion tertentu dalam sebatian garam tersebut. Ujian kimia perlu dijalankan untuk menentukan ion tersebut. Dalam hal ini, ujian bagi gas yang dibebaskan dari tindak balas sebatian dan kesan haba ke atas sebatian garam perlu dilakukan untuk menentukan ion-ion tertentu dalam sebatian garam. Ujian pengesahan perlu dijalankan kepada kation dan anion. Bahan : BX1, air suling, kertas litmus merah dan biru, mancis, larutan natrium hidroksida, asid hidroklorik pekat, fenolftalein, larutan zink sulfat, larutan ferum(ll) sulfat, larutan barium nitrat, larutan argentum nitrat, asid nitrik cair. Alat Radas : Penunu bunsen, rod kaca, tabung-tabung tabung-tabung uji, rak tabung uji, gabus dan salur penghantar, spatula. Prosedur : a) BX1 ialah suatu sebatian garam. Ujian-ujian dijalankan seperti ditunjukkan dalam Jadual 1 terhadap BX1. b) Semua pemerhatian dan inferens direkodkan pada ruang yang disediakan di Jadual 1.
c) Satu kation dan satu anion yang hadir dalam BX1 dikenalkan dan kesimpulan tentang garam BX1 dibuat. Keputusan : Jadual 1 : Pemerhatian dan inferens berdasarkan ujian-ujian pada BX1 Ujian 1
Pemerhatian
Inferens
Sedikit BX1 dipanaskan dengan beberapa cm3 larutan natrium hidroksida dalam sebuah tabung uji. Eksperimen-eksperimen (a) hingga (d) terhadap gas yang dibebaskan dijalankan.
a) Satu hujung sebatang rod kaca
Wasap putih
Kemungkinan ion
dilembapkan dengan asid hidroklorik pekat
terbentuk dan
ammonium hadir dalam
dan kemudian dekatkannya ke mulut tabung
berbau sengit.
BX1. Hal ini kerana bau
uji itu.
gas ammonia adalah sengit dan menghasilkan wasap putih apabila satu hujung sebatang rod kaca dilembapkan dengan asid hidroklorik pekat dan kemudian dekatkannya ke mulut tabung uji itu.
b) Gas itu dialirkan ke dalam sebuah tabung
Larutan yang
Gas yang terbebas adalah
uji yang mengandungi 10 cm 3 air suling dan
tiada warna
bersifat bes kerana
10 titik fenolftalein, dengan menggunakan
bertukar kepada
menukarkan warna
salur penghantar.
larutan merah
campuran air suling
jambu. Kertas
dengan fenolftalein yang
litmus lembap
tiada warna kepada warna
merah bertukar
jambu merah. Gas itu juga
kepada warna
menukarkan warna kertas
biru.
litmus lembap merah kepada kertas litmus biru.
c) Gas itu dialirkan ke dalam suatu larutan
Mendakan putih
Gas yang dibebaskan
zink sulfat, dengan menggunakan salur
terbentuk.
penghantar.
mungkin natrium hidroksida atau ammonia. Hanya ammonia dapat wujud dalam bentuk gas. Gas tersebut ialah gas ammonia.
d) Gas itu dialirkan ke dalam sedikit larutan
Mendakan hijau
Gas yang dibebaskan
ferum(ll) sulfat, dengan menggunakan salur
terbentuk.
mungkin natrium
penghantar.
hidroksida atau ammonia. Hanya ammonia dapat wujud dalam bentuk gas. Gas tersebut ialah gas ammonia.
2
Sedikit BX1 dilarutkan ke dalam air suling. Larutan dibahagikan kepada dua bahagian.
a) Larutan barium nitrat dicampurkan diikuti
Tiada perubahan.
dengan asid nitrik cair, kepada bahagian
Ion sulfat tidak hadir dalam BX1.
pertama.
b) Larutan argentum nitrat dicampurkan
Mendakan putih
Ion klorida hadir dalam
diikuti dengan asid nitrik cair, kepada
terbentuk.
BX1.
bahagian kedua.
Perbincangan : Melalui eksperimen yang saya jalankan, saya dapat menentukan kation dan anion BX1. Kation ialah ion ammonium, manakala anion ialah ion klorida. Hal ini kerana ujian-ujian tertentu telah menunjukkan kehadiran ion ammonium sebagai kation dan kehadiran ion klorida sebagai anion. Pada bahagian 1, BX1 telah dipanaskan dengan beberapa cm 3 larutan natrium hidroksida dalam sebuah tabung uji. Larutan natrium hidroksida ialah alkali yang membekalkan ion hidroksida, OH - untuk bertindak balas dengan kation iaitu ion ammonium untuk menghasilkan gas ammonia dan air. Ion ammonium, NH 4+ tidak membentuk sebarang mendakan dengan larutan NaOH. Jika larutan NaOH dipanaskan
dengan garam ammonium, gas ammonia akan dibebaskan seperti yang ditunjukkan dalam persamaan berikut : Persamaan kimia : NH4Cl(ak) + NaOH(ak) Persamaan ionik : NH4+(ak) + OH-(ak)
NaCl(ak) + NH3 (g) + H2O NH3 (g) + H2O
Pada bahagian 1(a), wasap putih terbentuk dan berbau sengit apabila hujung sebatang rod kaca dilembapkan dengan asid hidroklorik pekat diletak dekat dengan mulut tabung uji itu. Keputusan ini menunjukkan gas yang dibebaskan adalah bersifat bes dan mempunyai bau sengit. Hal ini kerana HCl pekat bersifat asid dan jika diletakkan dekat gas bersifat bes, tindak balas peneutralan akan berlaku. Gas ammonia memenuhi kedua-dua syarat iaitu berbau sengit dan bersifat bes. Jika gas ammonia bertindak balas dengan gas asid hidroklorik pekat, wasap putih ammonium klorida terbentuk. Persamaan kimia : NH3 + HCl
NH4Cl
Pada bahagian 1(b), fenolftalein merupakan penunjuk asd-bes. Penunjuk asidbes ialah bahan kimia yang menunjukkan perubahan warna apabila pH berubah. Fenolftalein menunjukkan warna merah jambu dalam larutan alkali dan tiada berwarna dalam larutan neutral dan larutan asid. Titik asid yang pertama menyahwarnakan merah jambu fenolftalein merupakan takat akhir. Dalam bahagian ini, gas yang terbebas menjadikan campuran larutan fenolftalein dan air beralkali. Jadi, fenolftalein yang tiada berwarna dalam keadaan neutral berubah warna kepada merah jambu. Apabila larutan tersebut diuji dengan kertas litmus biru dan merah, kertas litmus biru tidak mengubah warna manakala kertas litmus merah mengubah warna kepada biru. Kedua-dua keputusan tersebut menunjukkan gas yang terbebas bersifat bes. Pada bahagian 1(c), Gas yang terbebas dialirkan ke dalam suatu larutan zink sulfat, dengan menggunakan salur penghantar dan kemudian mendakan putih terbentuk. Zink sulfat mengandungi kation Zn 2+ dan anion SO42-. Dalam ujian kation, zink sulfat akan membentuk mendakan putih dalam akueus ammonia dan larutan natrium hidroksida. Mendakan putih tersebut ialah zink hidroksida yang sangat sedikit larut dalam air. Mendakan tersebut dapat larut dalam akueus ammonia dan larutan natrium hidroksida yang berlebihan. Oleh sebab natrium hidroksida tidak wujud dalam bentuk gas dan ammonia wujud dalam gas, maka gas itu ialah gas ammonia. Dalam eksperimen ini, gas terbebas tersalur ke dalam zink sulfat dan mendakan putih terbentuk menunjukkan gas tersebut ialah gas ammonia.
Persamaan kimia : 2 NH4OH(ak) + ZnSO4 (ak)
(NH4 )2SO4 (ak) + Zn(OH)2 (s)
Pada bahagian 1(d), Gas yang terbebas dialirkan ke dalam suatu larutan ferum (ll) sulfat dengan menggunakan salur penghantar dan kemudian mendakan hijau terbentuk. Ferum (ll) sulfat mengandungi kation Fe 2+ dan anion SO42-. Dalam ujian kation, ferum (ll) sulfat akan membentuk mendakan hijau dalam akueus ammonia dan larutan natrium hidroksida. Mendakan hijau tersebut ialah ferum (ll) hidroksida yang sangat sedikit larut dalam air. Mendakan tersebut masih tidak dapat larut dalam akueus ammonia dan larutan natrium hidroksida yang berlebihan. Oleh sebab natrium hidroksida tidak wujud dalam bentuk gas dan ammonia wujud dalam gas, maka gas itu ialah gas ammonia. Dalam eksperimen ini, gas terbebas tersalur ke dalam ferum (ll) sulfat dan mendakan hijau terbentuk menunjukkan gas tersebut ialah gas ammonia. Persamaan kimia : 2 NH4OH(ak) + FeSO4 (ak)
(NH4 )2SO4 (ak) + Fe(OH)2 (s)
Pada bahagian 2, BX1 dilarutkan dalam air suling supaya anion dalam BX1 menjadi bebas dalam larutan. Pada bahagian 2(a), larutan barium nitrat diikuti dengan asid nitrik cair dicampurkan dengan BX1 dan air tetapi tiada perubahan berlaku. Keputusan ini menunjukkan tiada kehadiran ion sulfat sebagai anion dalam BX1. Jika terdapat ion sulfat sebagai anion, ion barium, Ba 2+ dari barium nitrat bergabung dengan ion sulfat, SO42- untuk menjadi barium sulfat seperti ditunjukkan dalam persamaan ionik di bawah. Barium sulfat merupakan garam tak larut dan berbentuk mendakan putih. Asid nitrik cair ditambah untuk mengelakkan kejadian barium karbonat. Persamaan ionik : Ba 2+(ak) + SO42-(ak)
BaSO4(s)
Pada bahagian 2(b), larutan argentum nitrat diikuti dengan asid nitrik cair dicampurkan dengan BX1 dan air dan mendakan putih terbentuk. Keputusan ini menunjukkan kehadiran ion klorida sebagai anion dalam BX1. Keputusan ini disebabkan ion argentum, Ag+ dari argentum nitrat bergabung dengan ion klorida, Cluntuk menjadi argentum klorida seperti ditunjukkan dalam persamaan ionik di bawah. Argentum klorida merupakan garam tak larut dan berbentuk mendakan putih. Asid nitrik cair ditambah untuk mengelakkan kejadian mendakan argentum sulfat dan argentum karbonat. Persamaan ionik : Ag +(ak) + Cl-(ak)
AgCl(s)
Kesimpulan : BX1 ialah ammonium klorida.
Soalan : 1. Tuliskan persamaan ion yang seimbang bagi tindak balas yang berlaku dalam ujian-ujian berikut (Gunakan simbol sebenar bagi kation dan anion yang terlibat). (a) Ujian 1(d) [tuliskan semua persamaan ion yang terlibat] Persamaan ionik : NH3 (ak) + H2O (C) Fe2+ (ak) + OH- (ak)
NH4+ (ak) + OH- (ak) Fe (OH)2 (s)
(b) Ujian 2(b) Persamaan ionik :
Ag+(ak) + Cl-(ak)
AgCl(s)
2. Jelaskan mengapa BX1 perlu dipanaskan dengan larutan natrium hidroksdalam kehadiranida. Larutan natrium hidroksida ialah alkali yang membekalkan ion hidroksida, OHuntuk bertindak balas dengan kation iaitu ion ammonium untuk menghasilkan gas ammonia dan air. Jika larutan NaOH dipanaskan dengan garam ammonium, pembebasan gas ammonia akan dipercepatkan kerana kadar tindak balas meningkat. Persamaan kimia : NH4Cl(ak) + NaOH(ak)
NaCl(ak) + NH3 (g) + H2O
3. Terangkan mengapa asid nitrik cair perlu ditambah selepas barium nitrat dalam ujian 2(a). Larutan barium nitrat ditambah untuk mengujI kehadiran ion sulfat, SO 42- dalam larutan. Dalam eksperimen, didapati bahawa tiada ion sulfat dan ion karbonat terdapat dalam BX1 kerana tiada perubahan apabila larutan barium nitrat dititiskan masuk. Jika terdapat ion sulfat atau ion karbonat, mendakan putih akan terbentuk. Asid nitrik cair ditambah untuk mengelakkan kejadian barium karbonat tetapi bukan untuk mengelakkan kejadian barium sulfat.
4. Apakah tujuan menggunakan larutan argentum nitrat dan asid nitrik cair dalam ujian 2(b). Larutan argentum nitrat ditambah untuk menguji kehadiran ion klorida, Cl - dalam larutan dengan membentuk mendakan putih. Ion argentum akan membentuk mendakan putih dengan ion karbonat dan ion klorida. Asid nitrik cair ditambah untuk mengelakkan kejadian mendakan argentum sulfat dan argentum karbonat.
Asid nitrik cair yang berlebihan akan melarutkan mendakan argentum karbonat dan argentum sulfat tetapi tidak akan melarutkan argentum klorida.
5.
Ramalkan apa yang akan berlaku jika larutan BX1 dicampurkan kepada larutan plumbum (ll) nitrat. Terangkan tindak balas yang berlaku dan sertakan persamaan kimia yang berkaitan. Mendakan putih terbentuk. Mendakan putih tersebut ialah plumbum (ll) iodida. Apabila dipanaskan, mendakan larut dalam air panas dan menghasilkan larutan tidak berwarna. Mendakan putih muncul semula apabila sejuk pada suhu bilik. Persamaan kimia : 2NH 4Cl(ak) + Pb(NO3)2 (ak)
PbCl2 (s) + NH3 (g) + HNO3 (ak)
Rujukan Chau Kok Yew. (2010). Bilingual express chemistry Form 4. Bangi : Pelangi Multimedia Sdn. Bhd Eng, N.H., Lim, E.W., & Lim, Y.C. (2013). Focus 4U Chemistry SPM. Selangor. Malaysia: Penerbitan Pelangi. Loh, W.L., & Tan, O.T. (2014). Whizz Thru Kimia SPM. Selangor. Malaysia: Oxford Fajar.
Bahan dan alat disediakan sebelum eksperimen.
Pakai kot, topeng muka, sarung tangan sebelum eksperimen.
Penunu Bunsen dihidupkan dengan menggunakan mancis.
BX1.
Panaskan campuran NaOH dan BX1, hujung rod kaca didekatkan ke mulut tabung uji, wasap putih terbentuk.
Gas yang terbebas disalurkan ke dalam campuran air suling dan fenolfthalein. Fenolfthalein berubah warna ke merah jambu.
Mendakan putih terbentuk dalam
Mendakan hijau terbentuk dalam
larutan ZnSO4
larutan FeSO4
Tiada perubahan terbentuk
Mendakan putih terbentuk
apabila BX1 dicampurkan dengan
apabila BX1 dicampurkan dengan
larutan Barium nitrat dan asid
larutan Barium nitrat dan asid
nitrat cair.
nitrat cair.
