Abstract
The experiment of determaining the complexes molecular formula is aiming to understand stoichiometri for making a Fe (II) oxalate complex and to determine a Fe (II) axalate complex formula. The complex of Fe (II) oxalate is s ynteticated from ammonium Fe (II) sulphate, sulphuric acid and oxalic acid. The complex is made by doing the permanganometric titration using KMnO4. The titrate is wahsed using buchner with water and aceton. The process of making complex is also added zink, KCNS, and the product is filtrated by glass wool. The composition of product is Fe
2+
: C2 O4
2-
: H2 O is
2-
1 : 2 : 4 so that the complex formula for mula is [Fe(C 2 O4)2.(H2 O)4] . The complex has a percentage of wieght is 60,53%. So this experiment is succesfully making the complex of a Fe (II) oxalate oxalat e which is [Fe(C2 O4)2.(H2 O)4]2-.
Keyword: complexes compound, permanganometric, complex of iron.
1
I.
JUDUL
Penentuan Rumus Molekul Senyawa Kompleks
II.
TUJUAN Tujuan dari percobaan ini adalah 1. Memahami stokiometri pembuatan senyawa kompleks besi (II) oksalat. 2. Mampu menentukan rumus molekul senyawa kompleks besi (II) oksalat.
III.
DASAR
TEORI
Senyawa kompleks Senyawa kompleks terdiri dari ion pusat yang bertindak sebagai aseptor pasangan elektron bebas dan ligan yang bertindak sebagai donor pasangan elektron bebas. Ligan
oksalat mempunyai mempunyai empat atom donor donor yang berfungsi berfungsi
Jembatan
sebagaijembatan.
oksalat merupakan mediator mediat or yang baik untuk untuk interaksi antara ion-ion logam.
Ion-ion logam dengan ion oksalat membentuk kompleks polimer homonuklir atau heteronuklir. Struktur ligan oksalat berkoordinasi dengan ion logam membentuk jembatan.(Cotton & Wilkinson, Wilkinson, 1966)
Gambar 1. Struktur senyawa kompleks ion Fe 2+ dengan ligan oksalat Permanganometri Permanganometri & autoindikator Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat, yang merupakan oksidator kuat s ebagai titran. 2
Titrasi ini didasarkan atas titrasi reduksi dan oksidasi atau redoks. Kalium permanganat telah digunakan sebagai pengoksida secara meluas lebih dari 100 tahun. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tidak memerlukan indikator kecuali bila digunakan larutan yang sangat encer. Permanganat bereaksi secara beraneka, karena mangan dapat memiliki keadaan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7 ( Day, 1999). Dalam
+
suasana asam atau [H ] 0,1 N, ion permanganat mengalami reduksi
menjadi ion mangan (II) sesuai reaksi : -
+
-
2+
MnO4 + 8H + 5e Mn Dalam ala m
+ 4H2 O
suasana suasa na netral, ion perma permanganat nganat mengala mi reduksi menjadi mangan dioksida. ioksi da. MnO4- + e- MnO42-
(Svehla, 1995). IV.
ALAT DAN BAHAN 1.
Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain: gelas piala, gelas ukur 25 ml, penyaring buchner, buret 50ml, erlenmeyer 250ml, gelas beaker 100ml, dan 250ml, corong gelas, gelas arloji, pemanas, pipet tetes, pipet ukur 10ml, pump pipet dan kertas saring.
2.
Bahan Bahan-bahan digunakan dalam percobaan ini antara lain: ammonium besi (II) sulfat 4gram, asam oksalat 2,5gram, asa m sulfat 2M 20,5ml, 20,5ml, kalium ka lium permanaganat, serbuk seng 2gram, larutan KCNS, dan a quades.
V.
PROSEDUR KER JA Prosedur pada percobaan ini antara lain: Larutan
besi(II) dan larutan asam oksalat disiapkan dengan cara sebagai
berikut: Larutan besi(II) dibuat dengan melarutkan 4 gram ammonium besi(II) sulfat dalam 12,5ml aquades yang telah di asamkan dengan 0,5 ml asam sulfat 2M. Sedangkan asam oksalat dibuat dengan melarutkan 2,5gram asam oksalat dalam 15ml aquades. Larutan
asam oksalat ditambahkan ke dalam larutan ammonium besi(II) sulfat
kemudian didihkan. Endapan kuning yang terbentuk disaring dengan penyaring buchner dan dicuci dengan air panas diikuti dengan pencucian dengan aseton.
3
Setelah endapan dikeringkan, rendemen sintesa dan komposisi hasil ditentukan dengan prosedur berikut: 0,25gram hasil dilarutkan dalam 10ml asam sulfat 2M kemudian dititrasi dengan larutan standar kalium permanganat. Jika warna kalium permanganat memucat, larutan dipanaskan sampai 60 o C dan dilanjutkan titrasi sampai titik ekivalen tercapai. Larutan
didihkan dengan 2gram serbuk seng selama 20 menit dan di setiap 5
menit diteteskan dengan 1 tetes larutan tiosianat. Pendidihan diteruskan selama 10 menit.
Larutan
disaring dengan glass wool dan residu seng dicuci dengan 2x 5ml 2M
asam sulfat. Filtrat dan hasil cucian dititrasi dengan larutan kalium permanganat standar.
VI.
HASIL 2-
1. Rumus molekul senyawa kompleks adalah [Fe(C 2O4)2.(H2 O)4] 2. Rendemen 60,53%
VII.
PEMBAHASAN Titrasi permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar reduktor dalam suasana asam sulfat encer dengan menggunakan kalium permanganat sebagai titran. Dalam
suasana penetapan basa atau asam lemah akan terbentuk endapan coklat MnO2
yang menggangu. MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O (dalam sulfat encer) MnO4- + 4H+ + 3e MnO2 + 2H2O (dalam asam lemah) -
-
MnO4 + 2H2 O + 3e MnO2 + 4OH (dalam basa lemah) Kalium permanganat merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat. Pereaksi ini dapat dipakai tanpa penambahan indikator, karena mampu bertindak sebagai indikator. Oleh karena itu pada larutan ini tidak ditambahkan indikator apapun dan langsung dititrasi dengan larutan asam oksalat merupakan standar yang baik untuk standarisasi permangnat dalam suasana asam.
Larutan
ini mudah diperoleh dengan
derajat kemurnian yang tinggi. Reaksi ini berjalan lambat pada temperatur kamar dan oleh karena itu diperlukan pemanasan hingga 60ºC. Bahkan bila pada temperatur yang lebih tinggi reaksi akan berjalan makin lambat dan bertambah cepat setelah terbentuknya terbentuknya ion mangan (II). Pada pena mbahan tetesan titrasi, terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi merah kecoklatan pada titik ekivalen.
4
Dari
hasil perhitungan maka didapatkan konsentrasi dari KMnO 4 adalah sebesar
0,11N. Nilai ini berbeda daripada konsntrasi KmnO KmnO 4 yang sesungguhnya yaitu 0,1 N. Pada standarisasi larutan KMnO4 dengan menggunakan larutan standar H2C2 O4 berlangsung reaksi sebagai berikut: -
+
MnO4 + 8H + 5e C2O4
-
2+
Mn
2-
+ 4H2 O -
2CO2 + 2e -
2-
2MnO4 + 5C2 O4 + 16H
+
2+
2Mn
x2 x5
+ 10CO2 + 8H2O
Tujuan dari standarisasi adalah untuk mengetahui konsentrasi kalium permanganat yang sesungguhnya.
Diketahui
bahwa kalium permanganat sangat
mudah membentuk senyawa lain karena atom Mn mempunyai bilangan oksidasi yang lebih dari satu, sehingga dimugkinkan akan terbentuk senyawa baru pada atom Mn. Karena Mn mudah teroksidasi, maka konsentrasi kalium permanganat yang ada bukanlah konsentrasi yang sebenarnya. Konsentrasi kalium permanganat bisa saja lebih kecil dari yang ada.
Untuk
itu dilakukan standarisasi terlebih dahulu.
Pada standarisasi KMnO 4 digunakan asam sulfat yang berfungsi untuk membuat suasana larutan menjadi asam. Jika dipakai asam lain seperti HNO3, HCl dll, maka tidak akan menghasilkan suasana asam. HNO3 merupakan suatu oksidator, maka tidak dapat digunakan karena akan mengoksidasi okasalat terlebih dahulu. Asam sulfat adalah asam yang paling sesuai, karena tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer. Dengan HCl, ada kemungkinan terjadi rea ksi : 2MnO4- + 10Cl - + 16H +
2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2 O
dan sedikit permanganat dapat terpakai dalam pembentukan klor. Reaksi ini terutama berkemungkinan akan terjadi dengan garam-garam besi, kecuali jika tindakantindakan pencegahan yang khusus diambil.
Dengan
asam bebas yang sedikit berlebih,
larutan yang sangat encer, temperatur yang rendah, dan titrasi yang lambat sambil mengocok terus-menerus, terus-menerus, bahaya dari penyebab ini telah dikurangi sampai minimal. Titik ekivalen akan terjadi saat mgrek MnO 4- = mgrek C2O42- dimana pada percobaan ditandai dengan perubahan warna dari tidak berwarna menjadi berwarna. Setelah melewati titik ekivalen, larutan akan tetap berwarna. Warna yang yang -
-
dihasilkan berasal dari warna MnO 4 itu sendiri, hal ini dikarenakan MnO 4 sudah 2-
jenuh dan tidak bereaksi dengan C 2 O4 lagi sehingga titrasi harus dihentikan segera. Pada tahap penyaringan dengan penyaring buchner, digunakan air panas dan aseton untuk mencuci endapan.
5
Air panas digunakan agar jika ada senyawa s enyawa yang tidak t idak larut pada keadaan dingin maka akan larut pada keadaan panas saat dicuci dengan air panas, karena kelarutan berbanding lurus dengan temperatur.semakin tinggi temperatur , maka kelarutan semakin besar. Begitu juga sebaliknya. Air yang bersifat polar akan mengikat pengotor yang bersifat polar juga. Tujuan pencucian dengan aseton adalah untuk mengikat pengotor yang tidak terikat oleh air panas, karena aseton lebih polar daripada air dan sekaligus aseton dapat mengikat air yang tertinggal dalam larutan dan endapan. Endapan yang t erbentuk mengandung ion Fe
2+
2-
dan ion C2O4 di dalamnya.
Setelah proses pencucian, hasil endapan dilarutkan dalam asam sulfat untuk menciptakan suasana asam dan kemudian dititrasi dengan larutan standar KmnO4. Reaksi yang terjadi adalah reaksi redoks sebagai berikut: -
2+
MnO4 dengan Fe -
+
MnO4 + 8H + 5e
-
2+
Mn
2+
3+
+ 4H2 O -
x1
Fe
Fe + e
MnO4- + 8H+ + 5Fe2+
Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
-
MnO4 dengan C2O4 -
+
2-
-
2+
MnO4 + 8H + 5e C2O4
x5
Mn
2-
+ 4H2 O -
2CO2 + 2e
2MnO4- + 5C2 O42- + 16H+
x2 x5
2Mn2+ + 10CO2 + 8H2 O
Reaksi redoks pada MnO 4- melibatkan 5 elektron pada proses transfer elektron. Sedangkan reaksi redoks pada C2 O42- melibatkan 2 elektron. Fungsi penambahan Zn (seng) pada percobaan bertujuan untuk mereduksi Fe 2+
menjadi Fe
3+
melalui reaksi redoks sebagai berikut: 3+
-
2+
Fe + e
Fe
Zn
Zn
x2
2+
3+
2 Fe + Zn
+ 2e
2+
2 Fe
x1 2+
+ Zn
Fungsi dari pemanasan adalah untuk mempercepat reaksi pembentukan Fe
2+
.
Terbentuknya Fe2+ dapat diketahui dengan menambahkan KCNS ke dalam larutan yang tengah dipanaskan. KCNS akan bereaksi dengan Fe3+ membentuk kompleks berwarna, sehingga jika ditambahkan KCNS larutan tidak mengalami perubahan 3+
2+
warna maka di dala m larutan sudah sudah tidak ada Fe F e dan hanya terdapat Fe
saja.
6
2+
Setelah pembentukan kompleks Fe , larutan disaring dengan glass wool dengan tujuan untuk menyaring Zn sisa reaksi.
Lalu
residu dicuci dengan 2x 5ml
H2SO4, tujuannya adalah agar Zn ya ng masih terbawa dapat terikat terikat dengan H 2SO4 dan terpisah dari kompleks yang diinginkan. Dari
2-
hasil percobaan didapat perbandingan mol antara Fe : C 2O4 :H2O adalah
1:2:4. Sehingga didapat rumus rumus molekul senyawa kompleks kompleks yang terbentuk t erbentuk adalah 2-
[Fe(C2O4 )2.(H2O)4] . Kompleks yang terbentuk memiliki ion pusat berupa Fe dan memiliki 6 ligan yaitu 2 ligan C2 O42- dan 4 ligan H2 O. Kemungkinan bentuk dari senyawa kompleks ini adalah oktahedral. Reaksi akhir dari pembentukan senyawa kompleks ini adalah sebagai berikut: 2-
Fe(NH4)2(SO4 )2.6 H2 O + 2H2 C2O4.2H2 O Dari
[Fe(C2O4 )2.(H2O)4]
hasil percobaan didapat berat senyawa kompleksnya sebesar 1,84 gram
sedangkan dari perhitungan, berat kompleks teoritisnya adalah 3,04 gram. Sehingga rendemennya rendemennya didapat 60,53%. 60,53%.
VIII.
KESIMP ULAN 1. Stokiometri perbandingan perbandingan mol Fe
2+
2-
: C2 O4 : H2O adalah 1 : 2 : 4. 2-
2. Rumus molekul yang terbentuk adalah [Fe(C 2 O4)2.(H2 O)4] .
IX.
DAFTAR
PUSTAKA
Cotton, A., dan Wilkinson, G., 1966, Advanced Inorganic Chemistry A Conperhensive Text, Interscience Plubiser, London. Day,
R. A.
Dan Underwood,
A.
L.
1999.
Analisis
Kimia Kuantitatif . Erlangga.
Jakarta.
Svehla, G. 1995. Vogel Buku Teks
Analisis Anorganik
Kualitatif Makro dan
Semimikro. Kalman Media Pustaka. Jakarta.
X.
BAB PENGESAHAN Mengetahui Assisten,
Anggie Sitta Pradanti
Yogyakarta, Yogyakarta , 25 April 2011 Praktikan
Nanda Septia Eka Putri 7
XI.
LAMPIRAN
1. Perhitungan 2.
Laporan
sementara
A. Perhitungan Massa sampel awal = 1,84 gram Massa sampel titrasi = 0,25 gram Volume titrasi I =36,5ml Volume titrasi II=7,5ml Volume titrasi standarisasi = 3,65ml 1. Standarisasi KmnO4 -
+
MnO4 + 8H + 5e C2O4
-
2+
Mn
2-
+ 4H2 O
x2
-
2CO2 + 2e
2MnO4- + 5C2 O42- + 16H+
2Mn2+ + 10CO2 + 8H2 O
-
mgrek MnO4 = mgrek C2 O4 N x V MnO4
-
x5
= NxV C2O4
2-
2-
-
M x e x V MnO4 = M x e x V C 2 O4
2-
M x 5 x 3,65 = 0,05 x 2 x 4 M MnO4- = 0,022M N MnO4- = 0,11N 2. Penentuan rumus molekul a) Titrasi 1 pada ekivalen: -
2+
MnO4 dengan Fe
MnO4- + 8H+ + 5e-
Mn2+ + 4H2 O
x1
Fe2+
Fe3+ + e-
x5
-
+
2+
MnO4 + 8H + 5Fe -
MnO4 dengan C2O4 -
+
2+
+ 5Fe + 4H2O
2+
+ 4H2 O
Mn
3+
2-
-
MnO4 + 8H + 5e
Mn
C2O42-
2CO2 + 2e-
2MnO4- + 5C2 O42- + 16H+
x2 x5
2Mn2+ + 10CO2 + 8H2 O
8
mgrek MnO4 mgrek C2O4
-
2-
2-
= mgrek C2 O4 + mgrek Fe -
= mgrek MnO4 - mgrek Fe
2+
2+
= (V MnO 4- I x N MnO 4- ) ± ( V MnO 4 - II x N MnO 4- ) = (36,5 x 0,11) ± (7,5 x 0,11) = 3,19 mgrek C2O4
2-
= M x e x V C 2 O4 = mmol x e C2 O4
mmol C2O4
2-
= mgrek C2 O4
2-
2-
2-
e = 3,19 2 = 1,595 mmol Massa C2O4
2-
= 1,595 x 88 = 140,36 mgram
b) Titrasi II pada ekivalen : 2+
mgrek Fe
= mgrek MnO4
-
-
= V MnO4 II x N MnO 4
-
= 7,5 x 0,11 = 0,825 mmol Fe2+
= mgrek Fe2+ e = 0,825 1 = 0,825 mmol
Massa Fe2+
= 0,825 x 56 = 46,2 mgram
Massa H2 O
= massa sampel ± (massa Fe
2+
2-
+ massa C2 O4 )
= 250 ± (46,2 + 140,36) = 63,44 mgram mmol H2 O
= 63,44 18 = 3,524 mmol
9
c) Perbandingan mol : 2+
2-
:
H2O
0,825 :
1,595
:
3,524
1
2
:
4
Fe
:
C2O4
:
2-
Rumus molekul : [Fe(C 2O4 )2.(H2O)4]
3. Rendemen Fe(NH4)2(SO4 )2.6 H2 O + 2H2 C2O4.2H2 O
[Fe(C2O4 )2.(H2O)4]2-
m:
0,01mol
0,02mol
-
r:
0,01mol
0,02mol
0,01mol
s:
-
-
0,01mol
mol Fe(NH4)2 (SO4)2.6 H2O
=4 392 = 0,01 mol
mol H2C2 O4.2H2 O
= 2,5 126 = 0,02 mol
Massa [Fe(C2 O4)2.(H2 O)4 ]2-
= 0,01 x 304 = 3,04 gram
Rendemen
= massa experimen
x 100%
Massa teoritis = 1,84 x100% 3,04 = 60,53%
10
