PERCOBAAN V ALUMINIUM DAN SENYAWANYA
I.
Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini yaitu mempelajari kimia almunium dan seyawanya,
serta membandingkannya dengan kimia magnesium dan senyawanya. II. Landasan Teori (Latin: alumen, alum) Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan
alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan. Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”. Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka. Metoda
untuk
mengambil
logam
aluminium
adalah
dengan
cara
mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.
85
Aluminium adalah unsur logam yang biasa dijumpai dalam kerak bumi dan terdapat dalam batuan seperti felspar dan mika. Kandungan yang mudah diperoleh adalah oksida terhidrat seperti bauksit, Al2O3.nH2O, dan kryolit, Na3AlF6. Satu-satunya oksida aluminium adalah alumina, Al2O3. meskipun demikian, kesederhanaan ini diimbangi dengan adanya bahan-bahan polimorf dan terhidrat yang sifatnya bergantung kepada kondisi pembuatannya. Terdapat dua bentuk anhidrat, Al2O3 yaitu α – Al2O3 – Al2O3 dan γ – Al2O3. – Al2O3. α – Al2O3 Al2O3 stabil pada suhu tinggi dan juga metastabil tidak terhingga pada suhu rendah. Ia terdapat di alam sebagai mineral korundum dan dapat dibuat dengan dengan pemanasan γ – Al2O3 atau oksida anhidrat apapun di atas 1000oC. γ – Al2O3 Al2O3 diperoleh dengan dehidrasi oksida terhidrat pada suhu rendah (~450oC). α – Al2O3 Al2O3 keras dan tahan terhadap hidrasi dan penyerangan asam, sedangkan γ – Al2O3 mudah menyerap air dan larut dalam asam. Alumina yang digunakan untuk kromatografi dan diatur kondisinya untuk berbagai kereaktifan adalah γ – Al2O3. Al2O3. (Umi Fadilah. 2010) Aluminium adalah unsur logam yang biasa dijumpai dalam kerak bumi dan terdapat dalam batuan seperti felspar dan mika. Kandungannya yang mudah diperoleh adalah oksida terhidrat seperti bauksit, Al2O3.nH2O, dan kryolit, Na3AlF6. Aluminium dibuat dalam skala besar, dari bauksit, Al2O3.nH2O. Ia dimurnikan dengan pelarutan dalam NaOH akua dan diendapkan ulang sebagai Al(OH)3 dengan menggunkan CO2. Hasil dehidrasinya dilarutkan dalam lelehan kryolit, dan lelehannya pada 800 sampai 1000 dielektrolisis. Aluminium adalah logam yang keras, kuat dan berwarna putih. Meskipun sangat elektropositif, ia bagaimanapun juga tahan terhadap korosi karena lapisan oksida yang kuat dan liat terbentuk pada permukaannya. Lapisan – lapisan oksida yang tebal seringkali dilapiskan secara elektrolitik pada aluminium, yaitu proses yang disebut anodisasi; lapisan – lapisan yang segar dapat diwarnai dengan pigmen. Aluminium larut dalam asam mineral encer, tetapi “dipasifkan” oleh HNO3 pekat. Bila pengaruh perlindungan lapisan oksida dirusakkan, misalnya dengan penggoresan atau dengan amalgamasi,
86
penyerangan cepat meskipun oleh air sekalipun dapat terjadi. Logamnya mudah bereaksi oleh larutan NaOH panas, halogen, dan berbagai nonlogam. (F. Albert Cotton. 2009:287) Hanya unsur aluminium dan golongan IIIA yang diproduksi secara besar – besar – besaran. Aluminium dibuat melalui proses Hall-Haroult. Suatu metode komersial pembuatan aluminium melalui elektrolisis aluminium oksida yang dilarutkan dalam lelehan kriolit, , Na3AlF6. Campuran kriolit dielektrolisis pada sekitar 950. Walaupun reaksi elektrolisis sangat rumit, tetapi reaksi bersih dapat dinyatakan seperti berikut: 3+
-
4Al
4Al +(aq) + 12e 2-
6O
(aq) +
-
3CO2(g) _ 12e
3C
3+
(katoda)
2-
elektrolisis
2[2Al + 30 ] + 3C(s)
(anoda) 4Al(l) +3CO2(g) (reaksi keseluruhan)
Al2O3 (Yayan Sunarya. 2012: 398) 3+
Bila garam aluminium dilarutkan ke dalam air, ion Al mengalami hidroksi. Al
3+
+ H2
[Al(H2O)6]
3+
Ion hesa aquao aluminium (III) / (Al
3+ (aq))
Oleh karena kerapatan ion sangat besar maka ion ini dapat menarik elektron -
dalam ikatan OH dari air dekatnya, sehingga air merupakan donor proton. 3+
[ Al(H2O)6)]
2+
+ H2O
[Al(H2O)5(OH) ] + H3O 3+
Oleh karena itu larutan garam Al bersifat asam, asam-asam asetat. Jika basa 2-
2-
yang lebih kuat dari air seperti S dan CO2 ditambahkan pada larutan aluminium, +
3+
ion H akan dilepaskan dari [ Al(H2O)6)] . [Al(H2O)6]
3+
-
+ 3S
[Al(H2O)3(OH)3] + 2 H2S
Reaksi yang mirip terjadi jika basa kuat seperti NaOH (aq) ditambahkan pada larutan garam Al. [Al(H2O)6]
3+
-
+ 3OH (aq)
[Al(H2O)3(OH)3] + (H2O)3
Dengan NaOH (aq) berlebih endapan akan melarut. -
[Al(H2O)3(OH)3] (s) + OH
[Al(H2O)3(OH)3] + H2O
87
Meskipun tidak tepat, reaksi antara ion aluminium dengan NaOH(aq), biaasanya ditulis sebagai berikut : 3+
Al
(aq)
-
+ 3OH (aq) -
Al(OH)3(s) + OH (aq)
Al(OH)3 (s) Al(OH)4
-
(aq)
(Umi Fadilah. 2010)
88
III. Prosedur Kerja 3.1 Alat dan Bahan Alat 1. Tabung reaksi 2. Pipa penyalur 3. Gelas kimia 100 mL 4. Pembakar bunsen 5. Gelas piala 50 mL Bahan 1. Keping aluminium 2. Pita magnesium 3. NaOH encer 2+ 4. Larutan Mg 0,1 M 5. Serbuk Aluminium 6. HCl encer 3+ 7. Larutan Al 0,1 M 3.2 Skema Kerja 3.2.1 Percobaan 1 Reaksi Dengan HCl
5 mL HCl encer → Dimasukkan ke dalam tabung reaksi → Ditambahkan keping logam aluminium → Diamati reaksi yang terjadi → Dipanaskan jika belum bereaksi → Diulangi percobaan dengan mengganti logam aluminium dengan magnesium HASIL
3.2.2
Percobaan 2 Reaksi dengan NaOH
5 mL NaOH → Dimasukkan ke dalam tabung reaksi
89
→ Ditambahkan keping atau serbuk aluminium → Dipanaskan jika selama 5 menit tidak terjadi reaksi → Diulangi percobaan, dengan mengganti aluminium dengan magnesium HASIL
3.2.3
3+
Percobaan 3 Membandingkan sifat asam basa ion Al dan Mg yang terhidrasi
3 mL larutan Al
2+
+
→
→ Dimasukkan ke dalam tabung reaksi → Diperiksa pH larutan dengan kertas
indikator → Ditambahkan NaOH encer 0,1 M, sehingga endapan larut kembali 3 mL larutan → Dimasukkan ke dalam tabung reaksi → Diperiksa pH larutan HASIL
90
IV. 4.1
Hasil dan Pembahasan Hasil Perlakuan
Hasil Pengamatan
Reaksi dengan HCl 5 mL HCl + 0,5 gr serbuk Al serbuk Al tidak larut dan menyatu
dalam HCl, terbentuk dua lapisan, lapisan bawah larutan HCl dan lapisan atas Al yang membentuk padatan seperti plastik, serta dinding tabung reaksi terasa hangat 5 mL HCl + pita Mg
pita Mg meleleh dan menghasilkan gelembung udara dan gas Reaksi dengan NaOH
5 mL NaOH + 0,5 gr Al
Dinding tabung reaksi terasa panas, terdapat gelembung udara serta gas, setelah
didiamkan
lama
kelamaan
serbuk Al memenuhi tabung reaksi 5 mL NaOH + Pita Mg
Pita Mg tidak beraksi, setelah 5 menit dilakukan pemanasan timbul gelembung udara yang menempel pada pita Mg +
+
Membandingkan Sifat Asam Basa Al dan Mg yang Terhidrasi +
- 3 mL larutan Al diperikasa pH
pH larutan 4
dengan indikator universal - Ditambahkan NaOH
terdapat gelembung udara dan pada dinding tabung reaksi terbentuk serbuk – serbuk serbuk Al
+
- 3 mL larutan Mg diuji pH dengan pH larutan 7 indikator universal - Ditambahkan NaOH
tidak terjadi reaksi
91
4.2
Pembahasan Aluminium adalah unsur paling melimpah ketiga dalam kerak bumi.
Umumnya digunakan di rumah tangga, dalam kerajinan seperti pencelupan dan tembikar, dan juga dalam konstruksi untuk membuat paduan. Aluminium dapat bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan senyawa ion, serta
dapat bereaksi
dengan halida, asam serta basa. Pada percobaan Aluminium dan Senyawanya ini kita dapat melihat reaksi antara senyawa aluminium dengan asam dan basa, serta dapat membandingkan sifat keasaman dan kebasaan aluminium dengan magnesium. Pada percobaan ini , praktikan dapat melihat perbedaan antara logam aluminium dan magnesium walaupun keduanya terletak pada periode yang sama yaitu periode ketiga. Berikut penjelasan dari percobaan yang telah dilakukan. 4.2.1
Reaksi dengan Asam Klorida
Pada pengamatan ini kita dapat melihat reaksi yang terjadi ketika keping aluminium dimasukkan ke dalam larutan HCl encer. Seperti yang kita ketahui, HCl merupakan asam kuat yang bersifat korosif, disini kita dapat mengetahui apakah HCl dapat mengikis aluminium. Pada percobaan ini, praktikan tidak menggunkan keping aluminium tetapi menggunakan serbuk aluminium. Logam aluminium dapat larut dengan mudah dalam larutan asam sulfat encer untuk membentuk larutan yang mengandung ion Al (III) dan gas hidrogen, H2. Hasil yang sama juga ditunjukkan ketika direaksikan dengan asam klorida klorida encer yang juga memberikan persamaan ion Al (III). Aluminium bereaksi dengan asam klorida encer membentuk aluminium klorida dan gas hidrogen. + 3+ (aq) 2Al (aq) +
2Al(s) + 6H
3H2(aq)
Disini ketika serbuk aluminium dimasukkan ke dalam aluminium yang terjadi adalah serbuk Al tidak larut dan menyatu dalam HCl, terbentuk dua lapisan, lapisan bawah larutan HCl dan lapisan atas Al yang membentuk padatan seperti plastik, serta dinding tabung reaksi terasa hangat. Disini tidak dilakukan pemanasan, tetapi ketika larutan aluminium didiamkan, serbuk aluminium yang tercampur dalam HCl lama – lama – kelamaan terus memenuhi tabung reaksi sehingga melimpah keluar. Reaksi yang
92
terjadi antara aluminium dengan HCl terbilang lambat. Berbeda ketika pita magnesium dimasukkan ke dalam larutan HCl, pita magnesium dengan segera melarut dalam larutan HCl dan terbentuk gelembung – gelembung gas. Dari sini dapat diketahui bahwa reaksi Al dengan HCl lambat dibandingkan Mg. Reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah: 1.
Reaksi antara Al dan HCl 2Al(s) + 6HCl (aq) 2AlCl3 (aq) + 3H2(g)
2.
Reaksi antara Mg dan HCl 3Mg (s) + 6HCl (aq) 3MgCl2 (aq) + 3H2 (g)
4.2.2
Reaksi dengan Larutan Natrium Hidroksida
Pada percobaan ini dapat dilihat reaksi antara aluminium dengan larutan basa. Larutan basa yang digunakan adalah NaOH, dimana NaOH merupakan basa kuat dan larutan alkali. Disini serbuk Al dan pita Mg ditambahkan ke dalam larutan NaOH. Penggunaan NaOH sebagai untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya aluminium 3+
dalam bentuk Al . Hasil positif ditunjukan dengan adanya endapan putih, jika dilakukan penambahan NaOH berlebih maka endapan yang terbentuk akan melarut kembali, hal ini dapat disebabkan endapan putih Al(OH)3 larut dalam basa -
membentuk Al(OH)4 menurut reaksi seperti berikut : Al(OH)3(s) + (aq) Al (aq) Aluminium larut dalam natrium hidroksida dengan evolusi gas hidrogen, H2, -
dan pembentukan aluminat dari jenis [Al(OH)4] . Pada percobaan ini ketika serbuk Al dimasukkan ke dalam larutan NaOH dinding tabung reaksi terasa panas, terdapat gelembung udara serta gas, setelah didiamkan lama kelamaan serbuk Al memenuhi tabung reaksi, serta reaksi berjalan cepat. Reaksi yang terjadi yakni: -
2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O → 2 Na+(aq) + 2[Al(OH)4] + 3H2(g) Sedangakn ketika pita Mg dimasukkan ke dalam larutan NaOH, pita Mg tidak beraksi, karena tidak terjadi reaksi maka dilakukan pemanasan, setelah pemanasan timbul gelembung udara yang menempel pada pita Mg.
93
Reaksi yang terjadi adalah : -
3MgO (s) + 3OH + 5H2O
-
3 [Mg(OH)3] + 2H2 (g) + 2O2 (g)
Dari reaksi yang tejadi dapat diketahui bahwa logam Mg tidak dapat bereaksi dengan larutan alkali encer.
4.2.3
3+
2
Membandingkan sifat Asam-Basa ion Al dan Mg yang terhidrasi. Sifat asam berkaitan dengan sifat non logam, sedangkan sifat basa berkaitan
dengan logam. Sifat basa atau sifat asam dari suatu unsur bergantung pada konfigurasi elektron dan harga ionisasi unsur – unsur tersebut. Dari kiri ke kanan, unsur – unsur – unsur unsur periode ketiga memiliki harga ionisasi semakin besar sehingga semakin sukar melepas elektron. Penyebabnya elektron dari unsur tersebut akan kurang tertarik ke arah oksigen sehingga kecendrungan untuk membentuk ion OH menjadi berkurang. Sedangkan sifat keasaman unsur yang terletak pada periode ketiga semakin kekanan, sifat asam semakin kuat, hal ini dikarenakan energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar sehingga semakin mudah menarik elektron dari atom oksigen. Sehingga dapat diketahui logam Al lebih bersifat asam dibandingkan dengan logam Mg. walaupun keduanya merupakan basa lemah. Untuk mengetahui keasaman antara logam Al dan Mg dilakukan pengukuran 3+
dengan menggunakan indikator universal. Larutan Al memiliki pH 4 sedangkan 2+
larutan Mg memiliki pH 7. Dari pH yang diperoleh ini dapat diketahui bahwa 3+
2+
larutan Al bersifat asam dan Mg , hasil yang diperoleh sesuai dengan teori dimana sifat keasaman logam periode ketiga, semakin kekanan sifat asam semakin kuat. 3+
Sehingga dapat diketahui Al tergolong asam Bronsted – Lowry. Lowry. Karena sifat keasamaan dari Al maka Al kurang reaktif sedangkan Mg bersifat basa sehingga menyebabkan Mg lebih reaktif. 3+
Setelah pemeriksaan dengan indikator universal, kemudian larutan Al dan 2+
3+
Mg ditambahkan larut NaOH. Untuk Al ketika ditambahkan NaOH encer larutan berwarna putih susu dan terdapat endapan putih, kemudian endapan melarut saat
94
3+
penambahan NaOH 3 mL, karena k arena Al juga bersifa basa (amfoter), sehingga ion akan menjadi ion negatif. Reaksinya : 3+
-
Al (aq) + 2OH + 3H2O 6 Al(OH)4
-
2+
Ketika larutan Mg ditambahkan larutan NaOH tidak terjadi reaksi.
95
V.
Kesimpulan dan Saran
5.1
Kesimpulan
1. Reaksi logam Aluminium dalam HCl encer
berjalan
lambat dan
memerlulkan pemanasan. Sedang pada reaksi Pita Mg dengan HCl encer berlangsung dengan cepat tanpa ada pemanasan 2. Logam aluminium lebih mudah terlarut dalam larutan basa NaOH dibandingkan dengan Magnesium 3. Sifat keasaman unsur yang terletak pada periode ketiga semakin kekanan, sifat asam semakin kuat, hal ini dikarenakan energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar sehingga semakin mudah menarik elektron dari atom oksigen 5.2
Saran
Disarankan untuk percobaan reaksi dengan HCl, digunkan keping logam Al sehingga lebih mudah mengamati reaksi yang terjadi, dan melengkapi peralatan dalam percobaan ini sehingga percobaan dapat berjalan dengan lancar.
96
VI.
Daftar Pustaka
Cotton, F. Albert. 2009. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI Press Sunarya, Yayan. 2012. Kimia Dasar Jilik 2. Bandung : Yrama Widya Umi Fadilah. 2010. Percobaan VI-Al dan Senyawanya. Diakses Pada 26 Mei 2014. https://alchemist08.files.wordpress.com/.../percobaan-vi-al-dan-senyawan.... https://alchemist08.files.wordpress.com/.../percobaan-vi-al-dan-senyawan
97
Pertanyaan
1.
Uraikan dan jelaskan apa yang terjadi dan tulis reaksinya! Jawab: 1) Reaksi dengan HCl a. Al + HCl Serbuk Al tidak larut dan menyatu dalam HCl, terbentuk dua lapisan, lapisan bawah larutan HCl dan lapisan atas Al yang membentuk padatan seperti plastik, serta dinding tabung reaksi terasa hangat Reaksi yang terjadi: 2Al(s) + 6HCl (aq) 2AlCl3 (aq) + 3H2(g) b. Mg + HCl pita Mg meleleh dan menghasilkan gelembung udara dan gas reaksi yang terjadi: 3Mg (s) + 6HCl (aq) 3MgCl2 (aq) + 3H2 (g) Baik Al maupun Mg dapat bereaksi dengan HCl membentuk suatu garam dan gas H2.
2) Reaksi dengan NaOH a.
Al + NaOH, inding tabung reaksi terasa pan as, terdapat gelembung udara serta gas, setelah didiamkan lama kelamaan serbuk Al memenuhi tabung reaksi Reaksi : -
2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O → 2Na+(aq) + 2[Al(OH)4] + 3H2(g) b.
Mg + NaOH Pita Mg tidak beraksi, setelah 5 menit dilakukan pemanasan timbul gelembung udara yang menempel pada pita Mg Reaksi yang terjadi: -
3MgO (s) + 3OH + 5H2O
-
3 [Mg(OH)3] + 2H2 (g) + 2O2 (g)
3) Membandingkan sifat asam – asam – basa basa 3+
a.
Larutan Al bersifat asam dengan pH 4
b.
Larutan Mg bersifat basa dengan pH 7
2+
98
2.
Apa sebabnya Al(OH)4(H2O)2 melarut dalam air sedangkan Al(OH)3(H2O)3 tidak melarut? Jawab : -
[Al(H2O)2] melarut sedangkan [Al(OH)3(H2O)3] tidak melarut, karena -
[Al(H2O)2] merupakan ion kompleks yang tentunya melarut, sedangkan [Al(OH)3(H2O)3] tidak dapat mengion sebagai donor akseptor elektron dalam air 3.
Perbedaan utama antara sifat kimia dari Al dan Mg. Jawab: 1) Baik Al dan Mg dapat bereaksi dengan Asam 2) Al dapat bereaksi dengan larutan basa, sedangkan Mg tidak dapat bereaksi dengan basa 3) Al bersifat amfoter sehingga sehinnga kurang reaktif, sedangkan Mg bersifat basa,sehingga lebih reaktif.
4.
Apa yang menyebabkan panci aluminium tidak boleh dicuci dengan Natrium Karbonat? Jawab: Karena natrium karbonat bereaksi dengan Al sehingga dikhawatirkan jika dicuci dengan natrium karbonat panci aluminium lama kelamaan akan terkikis
5.
Manakah asam Bronsted – Bronsted – Lowry Lowry terkuat? Jelaskan! Jawab: 3+
+
2+
Al karena asam melepaskan Ion H bila dilarutkan dalam air , sedangkan Mg bersifat basa.
99
